DE19945778A1 - Vorrichtung zum Verändern der Federrate zumindest einer Gasdruckfeder - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Federrate zumindest einer Gasdruckfeder für Radaufhängungen von Fahrzeugen, mit einer volumenveränderlichen Gasdruck-Zusatzfeder, die mit der Gasdruckfeder zusammenwirkt und die ein elastisch verformbares Element aufweist, das über eine Stelleinheit betätigbar ist, wobei zur Erzielung einer robusten und regelungstechnisch günstigen Konstruktion das elastisch verformbare Element ein Rollbelag ist, der zwischen einer zylindrischen Außenführung und einer rotationssymmetrischen Innenführung der Zusatzfeder angeordnet ist und die Stelleinheit zur Volumenänderung die Innenführung relativ zur Außenführung verschiebt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Federrate zumin­ dest einer Gasdruckfeder für Radaufhängungen von Fahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung zeigt die DE 195 08 854 A1. Gemäß Fig. 7 die­ ser Patentanmeldung ist in einem Karosserie-Hohlraum über der Gasdruck­ feder der Radaufhängung eine flexible Hülle angeordnet, die einerseits von einer axial verschiebbaren Platte begrenzt ist. Durch Verschieben der Platte mittels einer nicht näher dargestellten Verstelleinheit ist das Volumen des Hohlraums bzw. die Federrate der Gasdruckfeder veränderbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die eine schnelle und feinfühlige Veränderung der Federrate bei einer robusten Konstruktion ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, für die Veränderung des Volumens der Zusatzfeder einen Rollbalg und die dafür erforderliche Konstruktion zu verwenden, wie sie im wesentlichen bei Gasdruckfedern bekannt und bewährt sind. Derartige relativ dünnwandige Rollbälge ermöglichen eine schnelle und feinfühlige Verstellung, die für moderne Fahrwerksregelungen mit Nick- und Wankausgleich der Karosserie vorteilhaft ist.

In baulich einfacher und regelungstechnisch günstiger Weise kann ferner die Verstellung der mit dem Rollbalg zusammenwirkenden Innenführung elektrisch mittels eines Elektromotors über einen Spindel-Schraubtrieb erfolgen. Insbesondere wenn dieser Spindel-Schraubtrieb nach dem Kugelumlaufsystem ausgebildet ist, ergibt sich eine sehr leichtgängige und schnelle sowie feinfühlige Verstellbarkeit, die an die veränderlichen Betriebssituationen im Fahrbetrieb wirkungsvoll anpassbar ist.

Dabei ergibt sich insbesondere bei einer aus der Zusatzfeder und der elektromotorischen Verstellung gebildeten Baueinheit eine hinsichtlich der Anordnung und des benötigten Bauraumes günstige Konstruktion, die gegebenenfalls unmittelbar an die einzelnen Gasdruckfedern der Radaufhängung des Kraftfahrzeuges anbaubar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt teilweise in einem Mittellängsschnitt eine Vorrichtung zum Verändern der Federrate einer Gasdruckfeder mit einer Gasdruck-Zusatzfeder, die einen Rollbalg und einen elektromotorisch antreibbaren Spindel-Schraubtrieb zur Verstellung des Rollbalges aufweist.

Mit 10 ist eine Gasdruckfeder für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, die sich als bekannte Baueinheit aus einem nur teilweise dargestelltem Teleskop-Stoßdämpfer 12, einem ein Gasvolumen einschließenden Rollbalg 14, einer Federaufnahme 16, einer rohrförmigen Innenführung 18 und einer zylindrischen Außenführung 20 für den Rollbalg 14 zusammensetzt. Die Federaufnahme 16 und die nur teilweise dargestellte Kolbenstange 22 sind aufbauseitig an einem Karosseriebauteil des Kraftfahrzeuges abgestützt, während das ebenfalls nur teilweise dargestellte Dämpferrohr 24 des Stoßdämpfers 12 an einem Radführungsteil der nicht dargestellten Radaufhängung des Kraftfahrzeuges angelenkt ist. Ferner ist innerhalb des von den beschriebenen Teilen umschlossenen Federraumes 26 der Gasdruckfeder 10 noch ein elastischer Anschlagpuffer 28 angeordnet.

Die Gasdruckfeder 10 bzw. deren Federraum 26 ist über ein starres Anschlussrohr 30 mit einer ein veränderliches Zusatzvolumen bereitstellenden Zusatzfeder 32 mit einem Federraum 34 verbunden.

Der Federraum 34 ist einerseits begrenzt von einem elastisch verformbaren Rollbalg 36, der an einer zylindrischen Außenführung 38 und einer rotationssymmetrischen, tassenförmigen Innenführung 40 geführt und an seinen schlauchförmigen Enden mittels Spannringen 42 dicht gehalten ist. Ferner ist der Federraum 34 durch einen an die Außenführung 38 anschließenden Abschlussdeckel 44 der Zusatzfeder 32 und durch den Bodenabschnitt 40a der Innenführung 40 begrenzt.

Die Innenführung 40 für den Rollbalg 36 ist auf einer gehäusefesten Führungshülse 46 teleskopisch geführt, wobei die Innenführung 40 mit einer radial nach innen ragenden Nase (nicht dargestellt) in einer korrespondierenden Längsnut in der Führungshülse 46 gegen Verdrehen gesichert ist. Die Nase und die Längsnut können in einem Prägevorgang spanlos eingearbeitet sein.

Die Innenführung 40 trägt ferner eine Kugelmutter 48, die mit einer Spindel 50 und dazwischen in entsprechenden, gewindeförmig verlaufenden Kugelbahnen angeordneten Kugeln 52 einen Spindel-Schraubtrieb 54 nach dem Kugelumlaufsystem bilden. Die z. B. durch Einpressen fest in der Innenführung 40 sitzende Kugelmutter 48 kann somit spielfrei und nur mit Wälzreibung behaftet durch Verdrehen der Spindel 50 axial verschoben werden, wobei über den Rollbalg 36 der Federraum 34 bzw. dessen Volumen veränderbar ist. Der Rollbalg 36 bzw. dessen einen 180°-Bogen beschreibende Rollfalte rollt dabei wie ersichtlich an der Außenführung 38 bzw. der Innenführung 40 entsprechend ab. Der Rollbalg 36 kann handelsüblich bzw. dem Stand der Technik bei Gasdruckfedern wie der Gasdruckfeder 10 entsprechend ausgeführt sein.

Der Antrieb der Spindel 50 der Stelleinheit bzw. des Spindel-Schraubtriebs 54 erfolgt mittels eines in dem Gehäuse bzw. an den Gehäusedeckel 56 der Zusatzfeder 10 angeordneten Elektromotors 58, dessen Stator mit den elektrischen Wicklungen 60 an der Außenführung 38 (oder an einem entsprechenden Gehäuseabschnitt) gehalten ist, während der Rotor 62 auf der Antriebswelle 64 der Spindel 50 sitzt. Der Rotor 62 und die Antriebswelle 64 sind in Wälzlagern 66 drehbar gelagert, wobei das eine Wälzlager 66 in dem Gehäusedeckel 56 und das andere Wälzlager 66 in einer gehäusefesten Zwischenwand 68 angeordnet ist, welche Zwischenwand 68 auch die Führungshülse 66 trägt.

Der als Drehstrommotor ausgebildete Elektromotor 58 wird über ein nicht dargestelltes Steuergerät einer Fahrwerksregelung des Kraftfahrzeuges an­ gesteuert und treibt im Links- oder Rechtslauf die Spindel 50 des Spindel- Schraubtriebs 54 an, wodurch die Innenführung 40 entsprechend relativ zur Außenführung 38 axial verstellt wird. Dementsprechend wird die Federrate der Gasdruckfeder 10 durch Verkleinern oder Vergrößern des Gesamt­ volumens der Federräume 26, 34 sowie deren Gasinnendruck verändert.

Die Zusatzfeder 32 ist in geeigneter Weise unmittelbar an der Gasdruckfeder 10 bzw. an der Federaufnahme 16 befestigt, wobei dies mit dem Fachmann geläufigen Haltebügeln oder Befestigungskonsolen bewerkstelligt werden kann (nicht dargestellt).

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Verändern der Federrate zumindest einer Gasdruck­ feder für Radaufhängungen von Fahrzeugen, mit einer volumenverän­ derlichen Gasdruck-Zusatzfeder, die mit der Gasdruckfeder zusammenwirkt und die ein elastisch verformbares Element aufweist, das über eine Stelleinheit betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Element ein Rollbalg (36) ist, der zwischen einer zylindrischen Außenführung (38) und einer rotationssymme­ trischen Innenführung (40) der Zusatzfeder (32) angeordnet ist und dass die Stelleinheit (54) zur Volumenänderung die Innenführung (40) relativ zur Außenführung (38) verschiebt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen­ führung (40) tassenförmig gestaltet ist und von Ihrer offenen Seite aus mittels eines von einem Elektromotor (58) angetriebenen Spindel- Schraubtriebs (54) verstellbar ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenführung (40) eine Kugelmutter (48) trägt und dass der Spindel-Schraubtrieb (54) nach dem Kugelumlaufsystem mit zwischen Spindel (50) und Kugelmutter (48) in entsprechenden Kugelbahnen abwälzenden Kugeln (52) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Elektromotors (58) eine Baueinheit mit der zylindrischen Außenführung (38) der Zusatzfeder (32) ist und dass die elektrischen Wicklungen (60) des Elektromotors (58) in der Außenführung (38) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (62) des Elektromotors (58) direkt die Spindel (50) des Spindel-Schraubtriebs (54) antreibt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tassenförmige Innenführung (40) an ihrer offenen Seite zusätzlich auf einer koaxial zur Spindel (50) angeordneten, gehäusefesten Führungsbüchse (46) axial verschiebbar, in Umfangsrichtung jedoch formschlüssig geführt ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfeder (32) unmittelbar an die Gasdruckfeder (10) angebaut ist.