DE19911620B4 - Air suspension system - Google Patents

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Abstract

Luftfederungssystem (2) nach dem Patent Nr. 197 40 798 mit einer Luftfeder (16) und einem darin integrierten Stoßdämpfer (18), wobei die Luftfeder (16) aus einem Rollbalg (4), einem Abrollkolben (6) und einer mit einem Aufsatz (20) versehenen Abdeckplatte (8) besteht, und wobei ein düsenförmig sich konisch verjüngender, trichterförmiger Einsatz (22), das Rohr des Stoßdämpfers (18) zumindest teilweise umgibt,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die zwischen Rollbalg (4) und Aufsatz (20) befindliche Abdeckplatte (8) den trichterförmigen Einsatz (22) aufweist.Air suspension system (2) according to the Patent No. 197 40 798 with an air spring (16) and a shock absorber (18) integrated therein, wherein the air spring (16) from a rolling bellows (4), a rolling piston (6) and one with a top (20) provided cover plate (8), and wherein a nozzle-shaped conically tapered funnel-shaped insert (22), the tube of the shock absorber (18) at least partially surrounds,
characterized,
- That between the rolling bellows (4) and attachment (20) located cover plate (8) has the funnel-shaped insert (22).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung handelt von einem Luftfederungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ist Zusatz zum Patent Nr. 197 40 798.The The invention relates to an air suspension system according to the preamble of claim 1 and is addition to patent No. 197 40 798.

Solch ein Luftfederungssystem besteht aus einer Luftfeder, die im wesentlichen einen Rollbalg und einen Abrollkolben umfaßt, und einem Stoßdämpfer. In diesem Stoßdämpfer wird während des Ein- und Ausfederns Schwingungsenergie in Wärme umgewandelt. Die so erzeugte Wärme gilt es abzuführen.Such An air suspension system consists of an air spring, which is essentially a rolling bellows and a rolling piston, and a shock absorber. In this shock absorber will while the compression and rebound vibration energy is converted into heat. The so produced Heat applies to dissipate it.

Zum Stand der Technik wird auf die im Hauptpatent genannte DE 1 184 225 C und GB 1043425 verwiesen.The prior art is referred to in the main patent DE 1 184 225 C and GB 1043425 directed.

Wie bereits dem Hauptpatent so liegt auch dieser Zusatzanmeldung die Aufgabe zugrunde, den Stoßdämpfer komplett innerhalb einer Luftfeder anzuordnen. Dabei soll auch hier eine hinreichende Wärmeabfuhr von dem Stoßdämpfer gewährleistet sein.As already the main patent so also this additional application is the Task underlying the shock absorber completely to be arranged inside an air spring. Here is one here adequate heat dissipation be ensured by the shock absorber.

Der wesentliche Kern des Hauptpatents besteht darin, daß Luftfederbalg- und Abrollkolbenvolumen erfindungsgemäß durch eine zwischen Balg- und Kolbenvolumen befindliche Düse miteinander verbunden sind, durch die eine Luftzirkulation angeregt wird, die zur Kühlung eines innenliegenden Stoßdämpfers dient.Of the essential core of the main patent is that air bellows and rolling piston volume according to the invention by a between bellows and Piston volume located nozzle are interconnected, stimulated by the air circulation that is for cooling an internal shock absorber is used.

Bei großen Federwegen ist es aufgrund der damit verbundenen Verwinkelung zwischen Luftfederabrollkolben und Stoßdämpferrohr kaum möglich, eine Düse zwischen Luftfederbalg- und Abrollkolbenvolumen anzuordnen.at huge Spring travel is due to the associated Verwinkelung between Air spring rolling piston and shock absorber tube hardly possible, one Nozzle between To arrange air spring bellows and rolling piston volume.

Da der Stoßdämpfer wegen der großen Federwege weit über den oberen Rand des Luftfederbalges hinaussteht, ergibt sich ein großer Aufsatz, ein sogenannter „Stoßdämpferdom". Gemäß der mit Anspruch 1 gegebenen weiteren Ausbildung wird das Volumen des Stoßdämpferdoms so ausgebildet, dass die obere Balgbefestigung zur Aufnahme einer erfindungsgemäßen Kühldüse geeignet ist. Als Verbindung zwischen Luftfederbalg und Fahrgestellrahmen sind Bördelplatte, Konusplatte, einvulkanisierte Platte und Spannring gebräuchlich. Mit allen vieren ist es möglich, eine Kühldüse einzubauen. Die Düse befindet sich zwischen Stoßdämpferdom – einerseits und Rollbalg – und Abrollkolbenvolumen andererseits. Bei Ein- und Ausfederungsvorgängen erfolgt eine Luftströmung durch die Düse, wodurch eine Abkühlung des Stoßdämpfers bewirkt wird.There the shock absorber the big Spring travel way over emerges from the upper edge of the air spring bellows, resulting in a greater Attachment, a so-called "shock absorber dome" 1 given further training is the volume of the shock absorber dome designed so that the upper Belgbefestigung suitable for receiving a cooling nozzle according to the invention is. As a connection between air spring bellows and chassis frame are crimping plate, Cone plate, vulcanized plate and clamping ring in use. With all fours it is possible to install a cooling nozzle. The nozzle is located between shock absorber dome - on the one hand and Rolling bellows - and Rolling piston volume on the other. In rebound and rebound operations is a airflow through the nozzle, causing a cooling the shock absorber causes becomes.

D.h.: Auch mit der nachfolgend beschriebenen Ausbildung des erfindungsgemäßen Luftfederungssystems wird die von einem handelsüblichen, in die Luftfeder integrierten Ein- oder Zweirohrstoßdämpfer erzeugte Wärme durch Konvektion abgeführt. Erfindungsgemäß wird auch hier die Funktion zweier Bauteile (Feder und Dämpfer) in einem einzigen Aggregat räumlich zusammengefaßt.ie .: Also with the below-described embodiment of the air suspension system according to the invention becomes that of a commercial, in the air spring integrated one or two-tube shock produced Heat through Convection removed. Also according to the invention Here the function of two components (spring and damper) in a single unit spatial summarized.

Dadurch, dass auch der weitergebildete Stoßdämpfer komplett innerhalb der Luftfeder angeordnet ist, steht auch in diesem Fall am Montageband eine einzige einbaufertige Komponente zur Verfügung. Dies hält die Anzahl der Montageschritte und damit die Verweildauer am Montageband gering.Thereby, that also the educated shock absorber completely within the Air spring is arranged, is also in this case on the assembly line a only ready-to-install component available. This keeps the number the assembly steps and thus the residence time on the assembly line low.

Die gesamte Einbauhöhe ist nicht größer als die Länge des Stoßdämpfers, so daß ein Einbau insbesondere an der Hinterachse von Nutzfahrzeugen problemlos möglich ist.The total installation height is not bigger than that Length of the shock absorber so that one Installation especially on the rear axle of commercial vehicles easily possible is.

Durch die düsenförmige Verengung des Einsatzes ergibt sich beim Ein- und Ausfedern ein Luftstrom entlang der Außenwand des Stoßdämpfers.By the nozzle-shaped narrowing the insert results in a compression and rebound airflow along the outside wall of the shock absorber.

Sind die äußeren Öffnungen des Einsatzes ebenfalls trichterförmig (aber der inneren trichterförmigen Verengung entgegengesetzt) ausgebildet, so wird beim Ein- und Ausfedern eine erhöhte Luftzirkulation erreicht.are the outer openings the insert also funnel-shaped (but the inner funnel-shaped narrowing formed opposite), so when compression and rebound a increased Air circulation achieved.

Wählt man für das innere trichterförmige Teilstück des Einsatzes ein flexibles Material aus, so wird auch bei extremen Torkelbewegungen der Luftfeder eine Zerstörung des Einsatzes vermieden.You choose for the inner funnel-shaped section The use of a flexible material, so even at extreme Storkelbewegungen the air spring avoided destruction of the insert.

Die mit der Zusatzanmeldung gegebene weitere Ausbildung der Erfindung wird anhand der Abbildung näher erläutert.The with the additional application given further embodiment of the invention becomes closer to the illustration explained.

Luftfedern 16 bestehen im wesentlichen aus einem Rollbalg 4 und einem (zylindrischen) Abrollkolben 6. An seinem einen (oberen) Ende ist der Rollbalg 4 an einer Abdeckplatte 8, nachfolgend Konusplatte 8 genannt, befestigt. An seinem anderen (unteren) Ende ist der Rollbalg 4 auf einen Dichtkonus des Abrollkolbens 6 montiert.air springs 16 consist essentially of a rolling bellows 4 and a (cylindrical) rolling piston 6 , At its one (upper) end is the rolling bellows 4 on a cover plate 8th , below cone plate 8th called, attached. At its other (lower) end is the rolling bellows 4 on a sealing cone of the rolling piston 6 assembled.

Eine derartige Luftfeder 16 weist erfindungsgemäß folgende Besonderheiten auf: Den oberen Abschluß der Luftfeder 16 bildet ein sogenannter Stoßdämpferdom 20, der gegenüber dem Außenraum luftdicht am äußeren Rand der Konusplatte 8 befestigt ist. Das untere Ende des Abrollkolbens 6 bildet eine Bodenplatte 10.Such an air spring 16 according to the invention has the following features: The upper end of the air spring 16 forms a so-called shock absorber dome 20 , the outer space airtight on the outer edge of the cone plate 8th is attached. The lower end of the rolling piston 6 forms a bottom plate 10 ,

Konusplatte 8 und Dichtkonus weisen öffnungen zur Durchführung eines Stoßdämpfers 18 auf, dessen eines Ende am oberen finde des Doms 20 und dessen anderes Ende an der Bodenplatte 10 jeweils elastisch befestigt ist. Die Innenräume 12, 14 und 32 von Luftfeder-Rollbalg 4, Abrollkolben 6 und Stoßdämpferdom 20 bilden zusammen das wirksame Luftfedervolumen. Dabei erstreckt sich der Stoßdämpfer 18 über die gesamte lichte Höhe des Luftfederbalg 4, Abrollkolben 6 und Stoßdämpferdom 20 nebst Stoßdämpfer 18 umfassenden Luftfederungssystems 2.cone plate 8th and sealing cone have openings for carrying a shock absorber 18 on whose one end is found at the top of the dome 20 and its other end to the bottom plate 10 each is attached elastically. The interiors 12 . 14 and 32 of air spring bellows 4 , Rolling piston 6 and shock absorber dome 20 together form the effective air spring volume. In this case, the shock absorber extends 18 over the entire clear height of the air bag 4 , Rolling piston 6 and shock absorber dome 20 together with shock absorbers 18 comprehensive air suspension system 2 ,

Die öffnung der sonst üblicherweise druckdichten Konusplatte 8 weist einen doppelt-trichterförmigen Einsatz 22 auf, welcher den Stoßdämpfer 18 umgibt. Zwischen den Wandungen des Stößdämpfers 18 und der Innenfläche des trichterförmigen Einsatzes 22 ergibt sich eine ringförmigdüsenförmige Verengung 24. Im äußeren Bereich des trichterförmigen Einsatzes 22 befinden sich öffnungen 26, die ebenso wie die düsenförmige Verengung 24 eine Verbindung zwischen dem aus Rollbalg 4 und Abrollkolben 6 bestehenden Volumen 12 + 14 einerseits und dem Volumen 32 des Stoßdämpferdoms 20 andererseits herstellt. Der äußere Rand des Einsatzes 22 stellt eine dichte und feste Verbindung zwischen dem oberen Ende des Rollbalgs 4 und dem unteren finde des Stoßdämpfers 18 dar.The opening of the otherwise usually pressure-tight cone plate 8th has a double-funnel-shaped insert 22 on which the shock absorber 18 surrounds. Between the walls of the shock absorber 18 and the inner surface of the funnel-shaped insert 22 This results in an annular nozzle-shaped constriction 24 , In the outer area of the funnel-shaped insert 22 there are openings 26 as well as the nozzle-shaped narrowing 24 a connection between the out of rolling bellows 4 and rolling piston 6 existing volume 12 + 14 on the one hand and the volume 32 of the bumper dome 20 on the other hand. The outer edge of the insert 22 provides a tight and firm connection between the upper end of the rolling bellows 4 and the bottom of the shock absorber 18 represents.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist nicht nur der innere Bereich des Einsatzes 22 trichterförmig ausgebildet, sondern auch der äußere Bereich hat trichterförmige Gestalt. Und zwar ist der äußere Trichter 28 dem inneren Trichter 24 entgegengesetzt ausgerichtet. Vorzugsweise besteht zumindest der innere trichterförmige Bereich 24 aus flexiblem Material.In the illustrated embodiment, not only is the inner region of the insert 22 funnel-shaped, but also the outer region has a funnel-shaped shape. And that is the outer funnel 28 the inner funnel 24 aligned in the opposite direction. Preferably, at least the inner funnel-shaped area 24 made of flexible material.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäß kühlbaren Luftfedersystems 2 wird anhand der in der Zeichnung eingetragenen Strömungspfeile 30 veranschaulicht.The mode of action of the coolable air spring system according to the invention 2 is based on the registered in the drawing flow arrows 30 illustrated.

Beim Einfedern wird der Rollbalg 4 zusammengestaucht, wodurch sich das aus Rollbalg- 12 und Abrollkolbeninnenraum 14 bestehende (Teil-)Volumen 12 + 14 verkleinert und der Luftdruck entsprechend ansteigt. Um einen Druckausgleich Zwischen dem aus Rollbalg- 12 und Abrollkolbenvolumen 14 bestehende Teilvolumen 12 + 14 einerseits und Stoßdämpferdom-Volumen 32 andererseits zu bewirken, strömt nun Luft aus dem Rollbalg 4 über die Verengung 24 des trichterförmigen Einsatzes 22 am Stoßdämpfer 18 entlang, wo es in den Stoßdämpferdom 20 gelangt. Wegen der düsenförmigen Verengung 24 ergibt sich hier gemäß der Kontinuitätsgleichung F1v1 = F2v2 eine erhöhte Geschwindigkeit.During compression, the rolling bellows 4 compressed, resulting in the rolling bellows 12 and rolling piston interior 14 existing (partial) volumes 12 + 14 reduced and the air pressure increases accordingly. To equalize the pressure between the rolling bellows 12 and rolling piston volume 14 existing partial volumes 12 + 14 on the one hand and bumper dome volume 32 on the other hand, now air flows out of the rolling bellows 4 about the constriction 24 the funnel-shaped insert 22 on the shock absorber 18 along where it is in the shock absorber dome 20 arrives. Because of the nozzle-shaped narrowing 24 This results in an increased speed according to the equation of continuity F 1 v 1 = F 2 v 2 .

Unterstellt man in grober Näherung ideale Verhältnisse, so ist nach Bernoulli der sich aus statischem Druck und Staudruck zusammensetzende Gesamtdruck p = p0 + ρv2/2 konstant, was bedeutet, daß am Düsenausgang 24 wegen der großen Geschwindigkeit ein Unterdruck herrscht. Dieser Unterdruck führt – verglichen mit der Strömung durch die sonstigen öffnungen 26 – zu einer erhöhten Strömung durch die düsenförmige Ausgestaltung.Assuming, to a rough approximation, ideal ratios, according to Bernoulli the total pressure p = p 0 + ρv 2/2 composed of static pressure and dynamic pressure is constant, which means that at the nozzle outlet 24 Because of the high speed there is a negative pressure. This negative pressure leads - compared to the flow through the other openings 26 - To an increased flow through the nozzle-shaped configuration.

Beim Ausfedern wirkt der entgegengesetzt orientierte äußere Trichter 28 als Strömungsbeschleuniger, so daß insgesamt eine Luftzirkulation 30 in Richtung der eingetragenen Pfeile erzeugt wird. Der durch das Ein- Und Ausfedern erwärmte Stoßdämpfer 18 wird durch diese, an dem Stoßdämpfer 18 vorbeigeführte Luftzirkulation 30 abgekühlt, indem die im Dämpfer 18 in Form von Wärme erzeugt Verlustleistung im Federvolumen 12 + 14 verteilt wird. Die weitere Wärmeabfuhr erfolgt dann über die im Fahrtwindstrom liegende Außenfläche des Stoßdämpferdoms 20 sowie des Luftfederbalges 4 und des Kolbens 6.When rebounding, the oppositely oriented outer funnel acts 28 as a flow accelerator, so that a total of air circulation 30 is generated in the direction of the registered arrows. The shock absorber heated by the compression and rebound 18 gets through this, on the bumper 18 bypassed air circulation 30 cooled by the in the damper 18 in the form of heat generates power loss in the spring volume 12 + 14 is distributed. The further heat dissipation then takes place via the outer surface of the shock absorber dome, which is located in the traveling wind flow 20 as well as the Luftfederbalges 4 and the piston 6 ,

22
LuftfederungssystemAir suspension system
44
Rollbalg, Luftfederbalgbellows, suspension bellows
66
Abrollkolbenroll-off
88th
Konusplatte, AbdeckplatteCone plate, cover
1010
Bodenplattebaseplate
1212
Rollbalg-Innenraum, Volumen des RollbalgsBellows interior, Volume of the rolling bellows
1414
Abrollkölben-Innenraum, Volumen des AbrollkolbensAbrollkölben interior, Volume of the rolling piston
1616
Luftfederair spring
1818
Stoßdämpfer, StoßfängerShock absorbers, bumpers
2020
Fortsatz, Aufsatz, StoßdämpferdomExtension Tower, shock absorber dome
2222
Einsatzcommitment
2424
Verengung, innerer Trichterconstriction inner funnel
2626
öffnungenopenings
2828
äußerer Trichterouter funnel
3030
Luftzirkulation, StrömungspfeileAir circulation, flow arrows
3232
Volumen des Stoßdämpferdomsvolume of the bumper dome

Claims (4)

Luftfederungssystem (2) nach dem Patent Nr. 197 40 798 mit einer Luftfeder (16) und einem darin integrierten Stoßdämpfer (18), wobei die Luftfeder (16) aus einem Rollbalg (4), einem Abrollkolben (6) und einer mit einem Aufsatz (20) versehenen Abdeckplatte (8) besteht, und wobei ein düsenförmig sich konisch verjüngender, trichterförmiger Einsatz (22), das Rohr des Stoßdämpfers (18) zumindest teilweise umgibt, dadurch gekennzeichnet, – dass die zwischen Rollbalg (4) und Aufsatz (20) befindliche Abdeckplatte (8) den trichterförmigen Einsatz (22) aufweist.Air suspension system ( 2 ) according to the patent no. 197 40 798 with an air spring ( 16 ) and a shock absorber integrated therein ( 18 ), whereby the air spring ( 16 ) from a rolling bellows ( 4 ), a rolling piston ( 6 ) and one with an essay ( 20 ) provided cover plate ( 8th ), and wherein a nozzle-shaped, conically tapering, funnel-shaped insert ( 22 ), the tube of the shock absorber ( 18 ) at least partially surrounds, characterized in that - between the rolling bellows ( 4 ) and essay ( 20 ) located cover plate ( 8th ) the funnel-shaped insert ( 22 ) having. Luftfederungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (22) in Richtung auf das Volumen (32) des Aufsatzes (20) düsenförmig ausgebildet ist.Air suspension system according to claim 1, characterized in that the insert ( 22 ) in the direction of the volume ( 32 ) of the article ( 20 ) nozzles is formed shaped. Luftfederungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die am äußeren Rand des Einsatzes (22) angeordneten Öffnungen (26) als ein äußerer Trichter (28) – und zwar zu dem den Stoßdämpfer (18) umgebenden düsenförmigen inneren Trichter (24) entgegengesetzt – ausgebildet sind, so dass sich beim Ein- und Ausfedern eine verstärkte Luftzirkulation (30) ergibt.Air suspension system according to claim 1 or 2, characterized in that the at the outer edge of the insert ( 22 ) arranged openings ( 26 ) as an outer funnel ( 28 ) - to which the shock absorber ( 18 ) surrounding nozzle-shaped inner funnel ( 24 ) are opposite - trained, so that during compression and rebound increased air circulation ( 30 ). Luftfederungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der den Stoßdämpfer (18) umgebende innere Trichter (24) des Einsatzes (22) aus flexiblem Material besteht.Air suspension system according to one of the preceding claims, characterized in that at least the shock absorber ( 18 ) surrounding inner funnels ( 24 ) of the mission ( 22 ) consists of flexible material.
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