DE19945778B4 - Vorrichtung zum Verändern der Federrate zumindest einer Gasdruckfeder - Google Patents
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Abstract
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, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Element
ein Rollbalg (36) ist, der zwischen einer zylindrischen Außenführung (38)
und einer rotationssymmetrischen Innenführung (40) der Zusatzfeder
(32) angeordnet ist und dass die Stelleinheit zur Volumenänderung
die Innenführung
(40) relativ zur Außenführung (38)
verschiebt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Federrate zumindest einer Gasdruckfeder für Radaufhängungen von Fahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Eine derartige Vorrichtung zeigt die
DE 195 08 854 A1 . Gemäß7 dieser Patentanmeldung ist in einem Karosserie-Hohlraum über der Gasdruckfeder 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 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-Stoßdämpfer12 , einem ein Gasvolumen einschließenden Rollbalg14 , einer Federaufnahme16 , einer rohrförmigen Innenführung18 und einer zylindrischen Außenführung20 für den Rollbalg14 zusammensetzt. Die Federaufnahme16 und die nur teilweise dargestellte Kolbenstange22 sind aufbauseitig an einem Karosseriebauteil des Kraftfahrzeuges abgestützt, während das ebenfalls nur teilweise dargestellte Dämpferrohr24 des Stoßdämpfers12 an einem Radführungsteil der nicht dargestellten Radaufhängung des Kraftfahrzeuges angelenkt ist. Ferner ist innerhalb des von den beschriebenen Teilen umschlossenen Federraumes26 der Gasdruckfeder10 noch ein elastischer Anschlagpuffer28 angeordnet. - Die Gasdruckfeder
10 bzw. deren Federraum26 ist über ein starres Anschlussrohr30 mit einer ein veränderliches Zusatzvolumen bereitstellenden Zusatzfeder32 mit einem Federraum34 verbunden. - Der Federraum
34 ist einerseits begrenzt von einem elastisch verformbaren Rollbalg36 , der an einer zylindrischen Außenführung38 und einer rotationssymmetrischen, tassenförmigen Innenführung40 geführt und an seinen schlauchförmigen Enden mittels Spannringen42 dicht gehalten ist. Ferner ist der Federraum34 durch einen an die Außenführung38 anschließenden Abschlussdeckel44 der Zusatzfeder32 und durch den Bodenabschnitt40a der Innenführung40 begrenzt. - Die Innenführung
40 für den Rollbalg36 ist auf einer gehäusefesten Führungshülse46 teleskopisch geführt, wobei die Innenführung40 mit einer radial nach innen ragenden Nase (nicht dargestellt) in einer korrespondierenden Längsnut in der Führungshülse46 gegen Verdrehen gesichert ist. Die Nase und die Längsnut können in einem Prägevorgang spanlos eingearbeitet sein. - Die Innenführung
40 trägt ferner eine Kugelmutter48 , die mit einer Spindel50 und dazwischen in entsprechenden, gewindeförmig verlaufenden Kugelbahnen angeordneten Kugeln52 einen Spindel-Schraubtrieb54 nach dem Kugelumlaufsystem bilden. Die z.B. durch Einpressen fest in der Innenführung40 sitzende Kugelmutter48 kann somit spielfrei und nur mit Wälzreibung behaftet durch Verdrehen der Spindel50 axial verschoben werden, wobei über den Rollbalg36 der Federraum34 bzw. dessen Volumen veränderbar ist. Der Rollbalg36 bzw. dessen einen 180°-Bogen beschreibende Rollfalte rollt dabei wie ersichtlich an der Außenführung38 bzw. der Innenführung40 entsprechend ab. Der Rollbalg36 kann handelsüblich bzw. dem Stand der Technik bei Gasdruckfedern wie der Gasdruckfeder10 entsprechend ausgeführt sein. - Der Antrieb der Spindel
50 der Stelleinheit bzw. des Spindel-Schraubtriebs54 erfolgt mittels eines in dem Gehäuse bzw. an den Gehäusedeckel56 der Zusatzfeder10 angeordneten Elektromotors58 , dessen Stator mit den elektrischen Wicklungen60 an der Außenführung38 (oder an einem entsprechenden Gehäuseabschnitt) gehalten ist, während der Rotor62 auf der Antriebswelle64 der Spindel50 sitzt. Der Rotor62 und die Antriebswelle64 sind in Wälzlagern66 drehbar gelagert, wobei das eine Wälzlager66 in dem Gehäusedeckel56 und das andere Wälzlager66 in einer gehäusefesten Zwischenwand68 angeordnet ist, welche Zwischenwand68 auch die Führungshülse66 trägt. - Der als Drehstrommotor ausgebildete Elektromotor
58 wird über ein nicht dargestelltes Steuergerät einer Fahrwerksregelung des Kraftfahrzeuges angesteuert und treibt im Links- oder Rechtslauf die Spindel50 des Spindel-Schraubtriebs54 an, wodurch die Innenführung40 entsprechend relativ zur Außenführung38 axial verstellt wird. Dementsprechend wird die Federrate der Gasdruckfeder10 durch Verkleinern oder Vergrößern des Gesamtvolumens der Federräume26 ,34 sowie deren Gasinnendruck verändert. - Die Zusatzfeder
32 ist in geeigneter Weise unmittelbar an der Gasdruckfeder10 bzw. an der Federaufnahme16 befestigt, wobei dies mit dem Fachmann geläufigen Haltebügeln oder Befestigungskonsolen bewerkstelligt werden kann (nicht dargestellt).
Claims (7)
- 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, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Element ein Rollbalg (
36 ) ist, der zwischen einer zylindrischen Außenführung (38 ) und einer rotationssymmetrischen Innenführung (40 ) der Zusatzfeder (32 ) angeordnet ist und dass die Stelleinheit zur Volumenänderung die Innenführung (40 ) relativ zur Außenführung (38 ) verschiebt. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenführung (
40 ) tassenförmig gestaltet ist und von Ihrer offenen Seite aus mittels eines von einem Elektromotor (58 ) angetriebenen Spindel-Schraubtriebs (54 ) verstellbar ist. - 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. - 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 ) bildet und dass die elektrischen Wicklungen (60 ) des Elektromotors (58 ) in der Außenführung (38 ) angeordnet sind. - 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. - Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, 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. - Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzfeder (
32 ) unmittelbar an die Gasdruckfeder (10 ) angebaut ist.
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