DE19903553C2 - Luftfederbein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftfederbein gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 197 53 637 A1 ist ein Luftfederbein bekannt, bei dem die Abstützung einer Innenführung eines Luftfederbalges einerseits an einem Zylindergehäuse eines Dämpfers sowie andererseits am Rand eines Anschlagtopfes, der mit dem Zylindergehäuse verbunden ist, erfolgt.

Die Innenführung wird an den Anbindungspunkten des Luftfederbalges mit radialen und axialen Kräften beaufschlagt. Diese stützen sich am Rand des Anschlagtopfes ab. Weiterhin wirken auf den Anschlagtopf die von einem in diesen eintretenden Anschlagpuffer ausgeübten Kräfte. Infolge der mechanischen Beanspruchungen des Anschlagtopfes kommt es zu Verformungen desselben, die Beeinträchtigungen der Funktion des Luftfederbeins zur Folge haben, insbesondere eine ungenaue radialer Führung von Elementen des Luftfederbeines, Beeinträchtigungen des Abrollens des Luftfederbalges und/oder Beeinträchtigungen der Dichtwirkung zwischen Innenführung und Anschlagtopf.

Aus der DE 37 20 729 A1 ist ein Luftfederbein bekannt, bei dem die Abstützung der Innenführung an dem einem Arbeitsraum des Luftfederbeins zugewandten Endbereich des Zylindergehäuses erfolgt. Bei dieser Ausführungsform wird der Anschlagtopf von der Innenführung gebildet, die über das Zylindergehäuse in Richtung des Arbeitsraumes auskragt. Zur Verbindung der Innenführung mit dem Zylindergehäuse ist zwischen diesen ein mit einem elastomeren Material beschichtetes Kappenelement angeordnet. Bei dieser Ausführungsform erfolgt eine Anbindung des Luftfederbalges an die Innenführung in unmittelbarer Umgebung des Zylindergehäuses. Dieses ist u. U aus konstruktiven Gründen unerwünscht. Weiterhin erfüllt die Innenführung im Außenbereich die Funktion einer dichten Anbindung des Luftfederbalges und im radial inneren Bereich die Funktion einer Lagerung des Anschlagpuffers. Dieses stellt erhöhte Anforderungen an die Gestaltung und Herstellung des Innenrohres.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abstützung der Innenführung und des Anschlagtopfes vorzuschlagen, mittels derer die Funktionalität des Luftfederbeines verbessert werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine Abstützung der Innenführung erfolgt am Zylindergehäuse in dem dem Arbeitsraum zugewandten Endbereich des Zylindergehäuses. Hierdurch kann eine steife Anbindung der Innenführung erzielt werden. Der separat von der Innenführung ausgebildete Anschlagtopf weist im Verbindungsbereich mit dem Zylindergehäuse einen mit zwei Seitenschenkeln und einem Grundschenkel gebildeten ungefähr U-förmigen Querschnitt auf. Die Grund- und Seitenschenkel können unabhängig von der Innenführung gefertigt werden und besonders an die Funktionen, insbesondere eine Abstützung des Anschlagtopfes und die Bildung der Lagerstelle zwischen Innenführung und Zylindergehäuse, angepaßt werden. Der Grundschenkel verfügt über eine (Längs-) Bohrung zur Durchführung der Kolbenstange. Die Innen- und Außenflächen der Seitenschenkel verfügen über Dichtungen und die Seitenschenkel sind unter radialer Abdichtung zwischen der Innenführung und dem Zylindergehäuse angeordnet. Der Anschlagtopf und die Innenführung kragen unabhängig voneinander in Richtung des Arbeitsraumes aus und können unabhängig voneinander unterschiedliche Kräfte aufnehmen. Die Anbindung des Federbalges an die Innenführung kann in axialer Richtung in Richtung des Dämpferdomes verlagert werden. Verformungen des Anschlagtopfes sind nicht mit der Abstützung des Luftfederbalges gegenüber der Innenführung gekoppelt und haben keine Beeinträchtigungen der Position oder Lage des Luftfederbalges zur Folge.

Entsprechend einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind die Dichtungen als elastische Beschichtungen ausgeführt. Auf diese Weise können die Dichtungen besonders einfach hergestellt werden. Die Dichtungen sind unter Ausbildung eines flächigen Kontaktes zwischen der Innenführung und dem Zylindergehäuse eingepreßt. Durch die flächige Anlage ergibt sich eine optimale Abdichtung sowie eine gute Abstützung des Innenringes gegenüber dem Zylindergehäuse. Infolge des elastischen Dichtmaterials kommt es zu einer akustischen Entkopplung. Bei (geringfügigen) Schrägstellungen des Federbeines bzw. des Zylindergehäuses gegenüber der Innenführung sowie bei Querkraftbelastungen bilden die elastischen Dichtelemente in vorteilhafter Weise eine Art kardanische Aufhängung unter Ermöglichung entsprechender Freiheitsgrade.

Vorzugsweise verfügen das Zylindergehäuse, die Kolbenstange, der Anschlagtopf und der Anschlagpuffer bei Eintritt des Anschlagpuffers in den Anschlagtopf über mindestens einen Verbindungskanal vom Innenraum des Anschlagtopfes zum Arbeitsraum. Hierdurch kann ein Druckausgleich zwischen dem vom Anschlagpuffer geschlossenen Anschlagtopf und dem Arbeitsraum erfolgen.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Luftfederbein im Längsschnitt und

Fig. 2 einen Anschlagtopf im Längsschnitt.

Fig. 1 zeigt ein Luftfederbein 10, welches über eine erste Baugruppe mit einem Zylindergehäuse 11 eines Dämpfers, einem Anschlagtopf 12 und einer Innenführung 13, die miteinander verbunden sind und mit einer Einfederung einer nicht dargestellten Achse oder einem Rad beweglich sind, sowie eine zweite Baugruppe mit einer Außenführung 14 und einer Kolbenstange 15, die, beispielsweise über ein Gehäuse und elastische Anlenkelemente, mit einem nicht dargestellten Fahrzeugrahmen verbunden sind, verfügt. Die erste und zweite Baugruppe sind in bekannter Weise über einen mit der Innen­ führung und Außenführung verbundenen Federbalg 16 unter Aus­ bildung eines luftdichten Arbeitsraumes 17 miteinander ver­ bunden. Bei einer Relativverschiebung der Baugruppen im Zusammenhang mit einem Ein- oder Ausfedern des Luftfederbeins 10 ändert sich zum einen das Volumen des Arbeitsraumes 17. Zum anderen wird die Kolbenstange 15 unter Erzeugung einer Dämpferkraft in das Zylindergehäuse 11 ein- oder ausgeschoben.

Die Innenführung 13 wird mit einem Rohr 18 mit konstantem kreisförmigem Querschnitt und einer Aufweitung 19 mit im Verbindungsbereich vom Rohrquerschnitt kontinuierlich, insbesondere linear zunehmendem kreisförmigem Querschnitt gebildet.

Das Rohr 18 umgibt den dem Arbeitsraum 17 zugewandten End­ bereich des Zylindergehäuses 11 unter Ausbildung eines radialen Spaltes 20. Im dem Arbeitsraum 17 abgewandten Endbereich des Rohres 18 ist dieses mit dem Zylindergehäuse 11, beispielsweise über ein metallisches Verbindungselement 21, verbunden.

Der Anschlagtopf 12 verfügt über einen Topfkörper 22 und einen Verbindungskörper 23, die jeweils über einen U-förmigen Querschnitt mit jeweils einem Grundschenkel 24 bzw. 25 und zwei Seitenschenkeln 26 bzw. 27. Topfkörper 22 und Verbindungskörper 23 sind auf der Unterseite der Grundschenkel 24, 25 miteinander verbunden, insbesondere verschweißt. Die Seitenschenkel 27 verfügen über eine beidseitige Beschichtung 28, 29 eines elastischen (Dicht-)Materials. Diese kann beispielsweise durch Aufbringen einer Materialbahn und stoffschlüssige Anbindung erstellt werden.

Im dem Arbeitsraum 17 zugewandten Endbereich des Rohres 18 erstrecken sich die Seitenschenkel 27 im Spalt 20 unter Anlage der Beschichtung 28 an die Außenfläche des Zylindergehäuses 11 und der Beschichtung 29 an die Innenfläche der Innenführung 13 und unter Ausbildung einer radialen Vorspannung.

Ein mit der Kolbenstange verbundener Anschlagpuffer 30 tritt beim Einfedern des Luftfederbeins 10 in den Topfkörper 22 ein und wird unter Ausbildung einer Normalkraft zwischen der Stirnfläche des Anschlagpuffers 30 und dem Grundschenkel 24 des Topfkörpers 22 in axialer und radialer Richtung verformt. Infolge der radialen Verformung wird der Anschlagpuffer 30 gegen die Seitenschenkel 26 gepreßt. Hierdurch entsteht eine radiale Abdichtung eines zwischen dem Anschlagpuffer 30 und dem Topfkörper eingeschlossenen (Luft-)Volumens. Eine Verdrängung des Volumens zur weiteren Einfederung des Anschlagpuffers wird durch einen Verbindungskanal zwischen dem eingeschlossenen Volumen und dem Arbeitsraum 17 gewährleistet, wobei der Verbindungskanal mit einer, insbesondere axial orientierten, Bohrung 31 des Grundschenkels 25, einem Zwischenraum 32 oder Nuten zwischen dem Verbindungskörper 23 und der diesem zugewandten Stirnfläche des Zylindergehäuses 11 sowie einem Spalt 33 zwischen der Bohrung 34 der Grundschenkel 24, 25 und der Kolbenstange 15 gebildet ist. Die verdrängte Luft tritt seitlich vom Verbindungskörper 23 wieder in den Arbeitsraum ein.

Abweichend von der dargestellten Ausführungsform können Topfkörper 22 und Verbindungskörper 23 auch einstückig ausgebildet sein.

Claims (3)

1. Luftfederbein mit

• a) einem unter einem Innendruck stehenden Arbeitsraum (17), der mit einer Außenführung (14) und einem über einen Federbalg (16) mit dieser verbundenen Innenführung (13) gebildet ist und dessen Volumen durch Relativbewegung der Außenführung (14) gegenüber der Innenführung (13) veränder­ bar ist,
• b) einer Kolbenstange (15) eines Stoßdämpferelementes,
• c) einem mit der Innenführung (13) verbundenen Zylindergehäuse (11) des Stoßdämpferelementes, in dem die Kolbenstange (15) unter Ausbildung einer Dämpfungskraft verschieblich angeordnet ist,
• d) einem mit der Kolbenstange (15) verschieblichen elastischen Anschlagpuffer (30), der beim Überschreiten eines Grenzwertes der Verschiebung der Kolbenstange (15) zur Anlage an das Zylindergehäuse (11) kommt und
• e) einem mit dem Zylindergehäuse (11) und der Innenführung (13) verbundenen Anschlagtopf (12) zur mindestens teilweisen Aufnahme des Anschlagpuffers (30) in verformtem Zustand,
• f) einer Abstützung der Innenführung (13) in dem dem Arbeitsraum (17) abgewandten Endbereich der Innenführung (13) am Zylindergehäuse (11),

dadurch gekennzeichnet,

• a) daß eine Abstützung der Innenführung (13) am Zylindergehäuse (11) in dem dem Arbeitsraum (17) zugewandten Endbereich des Zylindergehäuses erfolgt,
• b) daß der Anschlagtopf (12) im Verbindungsbereich mit dem Zylindergehäuse (11) einen mit zwei Seitenschenkeln (27) und einem Grundschenkel (25) gebildeten ungefähr U-förmigen Querschnitt aufweist,
• c) daß der Grundschenkel (25) eine (Längs-)Bohrung (34) zur Durchführung der Kolbenstange (15) aufweist,
• d) daß die Innen- und Außenflächen der Seitenschenkel (27) über Dichtungen verfügen und
• e) daß die Seitenschenkel (27) unter radialer Abdichtung zwischen der Innenführung (13) und dem Zylindergehäuse (11) angeordnet sind.

2. Luftfederbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen als elastische Beschichtungen (28, 29) ausgeführt sind, die unter Ausbildung eines flächigen Kontaktes zwischen Innenführung (13) und Zylindergehäuse (11) einpreßbar sind.

3. Luftfederbein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (11), die Kolbenstange (15), der Anschlagtopf (12) und der Anschlagpuffer (30) bei Eintritt des Anschlagpuffers (30) in den Anschlagtopf (12) über mindestens einen Verbindungskanal für einen Druckausgleich vom Innenraum des Anschlagtopfes (12) zum Arbeitsraum (17) verfügen.