DE202007005885U1 - Air spring and damper unit - Google Patents

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Abstract

Luftfeder- und Dämpfereinheit für Fahrzeuge, wobei die Luftfeder- und Dämpfereinheit mindestens zwei mit Druckluft gefüllte Arbeitsräume (2, 3) aufweist, die jeweils mindestens teilweise durch Rollbälge begrenzt werden und die Rollbälge (7–9) unter Bildung einer Rollfalte mindestens teilweise auf Abrollkonturen vorgegebener und als Zylinderflächen ausgebildeter Gehäuseteile abrollen, wobei die Arbeitsräume untereinander über ggf. verstellbare Drosselventile (19, 26) verbunden sind, mit denen während des Betriebes unterschiedliche Dämpfkraftkennlinien eingestellt werden, wobei die Drosselventile aus mindestens dem Ventilkolben oder -körper (23), aus der Ventilfeder (22), aus Ventilgehäuse, Gleitbuchse, sowie weiteren Federn, Scheiben und Hülsen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselventile als vorgefertigte Ventilpatronen (25) ausgebildet sind, die alle notwendigen Ventilteile enthalten und in entsprechende Aufnahmen der Luftfeder- und Dämpfereinheit einsetzbar sind.air suspension and damper unit for vehicles, the air spring and damper unit at least two working spaces filled with compressed air (2, 3), each bounded at least partially by rolling bellows and the rolling bellows (7-9) forming a roll fold at least partially on rolling contours given and as cylindrical surfaces unrolled housing parts, the workrooms over each other optionally adjustable throttle valves (19, 26) are connected, with which while the operation of different damping force characteristics be set, the throttle valves of at least the Valve piston or body (23), from the valve spring (22), from valve body, sliding bush, and more Springs, discs and sleeves exist, characterized in that the throttle valves as a prefabricated valve cartridges (25) are formed, which contain all the necessary valve parts and in corresponding recordings of the air spring and damper unit can be used.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Neuerung betrifft eine Luftfeder- und Dämpfereinheit für Fahrzeuge, wobei die Luftfeder- und Dämpfereinheit mindestens zwei mit Druckluft gefüllte Arbeitsräume aufweist, die jeweils mindestens teilweise durch Rollbälge begrenzt werden und die Rollbälge unter Bildung einer Rollfalte mindestens teilweise auf Abrollkonturen vorgegebener und als Zylinderflächen ausgebildeter Gehäuseteile abrollen, wobei die Arbeitsräume untereinander über ggf. verstellbare Drosselventile verbunden sind, mit denen während des Betriebes unterschiedliche Dämpfkraftkennlinien eingestellt werden, wobei die Drosselventile aus mindestens dem Ventilkolben oder -körper, aus der Ventilfeder, aus Ventilgehäuse, Gleitbuchse, sowie weiteren Einzelteilen wie Federn, Scheiben und Hülsen bestehen. Die Verstellung der als Hauptventile vorgesehenen Drosselventile (Arbeitsventile) erfolgt in aller Regel elektrisch.The Innovation relates to an air spring and damper unit for vehicles, the air spring and damper unit has at least two working spaces filled with compressed air, each of which is at least partially limited by rolling bellows and the rolling bellows forming a roll fold at least partially on rolling contours given and as cylindrical surfaces formed housing parts unroll, leaving the workrooms with each other via possibly adjustable throttle valves are connected with which during the Operation different damping force characteristics be set, the throttle valves of at least the Valve piston or body, from the valve spring, from valve body, sliding bush, and more Consist of components such as springs, disks and sleeves. The adjustment the throttle valves (working valves) provided as main valves usually takes place electrically.

Solche Luftfeder- und Dämpfereinheit in Kraftfahrzeugen sind bekannt. Luftfeder- und Dämpfereinheiten dienen z. B. in Personenkraftwagen als besonders komfortable Federungselemente und sorgen für ein angenehmes Fahrgefühl bei einer Federung, die je nach Straßenverhältnissen zwischen einem „weichen" und „harten" Federungsverhalten angepasst werden kann. Dies geschieht in der Regel durch elektrisch verstellbare/steuerbare Drosselventile im Strömungsweg zwischen den einzelnen Arbeitsräumen, wodurch die Dämpfung beeinflusst bzw. verändert wird, die durch die dissipative Strömungen zwischen den einzelnen Arbeitsräumen entsteht.Such Air spring and damper unit in motor vehicles are known. Air spring and damper units serve z. B. in passenger cars as a particularly comfortable suspension elements and take care of a pleasant driving experience in a suspension, depending on the road conditions between a "soft" and "hard" suspension behavior can be adjusted. This is usually done by electrical adjustable / controllable throttle valves in the flow path between the individual Workrooms, causing the damping influenced or changed is caused by the dissipative currents between the individual workrooms arises.

Die Drosselventile besitzen in aller Regel mindestens einen in einer Gleitführung gelagerten federbeaufschlagten Ventilkolben, der mit Hilfe eines Magneten zusätzlich belastet oder auch geöffnet werden kann. Die im Stand der Technik bekannten Ventile bestehen hierzu aus einer Vielzahl sehr genau zu fertigenden Teilen, deren Montage oft nicht einfach ist. Zudem bilden die einzelnen Teile im Zusammenbau eine große Toleranzkette. Sobald bei der Montage die Grenzen eines Toleranzbereiches erreicht oder überschritten werden, kommt es zu Undichtigkeiten und zu einem Funktionsverlust für die Ventile.The Throttle valves usually have at least one in one slide mounted spring-loaded valve piston, which by means of a magnet additionally charged or even opened can. The known in the art valves exist for this purpose from a variety of very accurate parts to be produced, their assembly often not easy. In addition, the individual parts in the assembly a big Tolerance chain. As soon as the limits of a tolerance range are reached during assembly or exceeded Become, it comes to leaks and a loss of function for the valves.

Aufgabe der Neuerung war es daher, eine Luftfeder- und Dämpfereinheit bereitzustellen bei der die Ventileinheiten/die Drosselventile so ausgebildet sind, dass deren Montage wesentlich vereinfacht wird, dass lange Toleranzketten bei der Endmontage der Luftfeder- und Dämpfereinheit vermieden werden, und dass eine einfache Herstellung der Ventile ermöglicht wird.task the novelty was therefore to provide an air spring and damper unit in which the valve units / throttle valves are designed that their assembly is much easier, that long tolerance chains in the final assembly of the air spring and damper unit be avoided, and that a simple manufacture of the valves is made possible.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.Is solved this task by the features of the main claim. Further advantageous Training is disclosed in the subclaims.

Dabei sind die Drosselventile als vorgefertigte Ventilpatronen ausgebildet, die alle notwendigen Ventilteile enthalten und in entsprechende Aufnahmen der Luftfeder- und Dämpfereinheit einsetzbar sind. Dadurch werden die aus vielen Einzelteilen, nämlich aus Ventilkolben oder -körper, aus der Ventilfeder, Ventilgehäuse, Gleitbuchse, sowie weiteren Federn, Scheiben und Hülsen bestehenden Drosselventile in einem einzigen leicht zu montierenden Teil zusammengefasst, dass dann als vorgefertigte Patrone in entsprechende Aufnahmen eingesetzt werden kann. Für diese Endmontage, d.h. das Einsetzen der Ventilpatrone in die vorgefertigte Ausnehmung sind dann nur noch die äußeren Maße der Patrone als Toleranzmaße relevant.there the throttle valves are designed as prefabricated valve cartridges, which contain all the necessary valve parts and in appropriate Recordings of the air spring and damper unit can be used. This will be the many items, namely Valve piston or body, from the valve spring, valve housing, Sliding bush, as well as other springs, discs and sleeves existing Throttle valves are combined in a single easy-to-mount part, that then used as a prefabricated cartridge in appropriate receptacles can be. For this final assembly, i. the insertion of the valve cartridge in the prefabricated Recess then only the outer dimensions of the cartridge are relevant as tolerance dimensions.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass sowohl die als Hauptventile vorgesehenen Drosselventile, d.h. die Arbeitsventile mit ihrem integrierten Antrieb als auch die als antriebslose Nebenventile vorgesehenen Drosselventile, d.h. in der Regel Überdruck- oder Blow-Off-Ventile, als vorgefertigte Ventilpatronen ausgebildet sind. Damit können alle Ventile im Hinblick auf einen Serieneinsatz fertig vormontiert in den entsprechenden Luftfeder- und Dämpfereinheit/-systemen verbaut werden, wodurch der Montageaufwand weiter verringert wird.A advantageous development is that both the main valves provided throttle valves, i. the work valves with their integrated Drive as well as provided as non-powered secondary valves Throttle valves, i. usually overpressure or blow-off valves, are designed as prefabricated valve cartridges. This allows all valves with a view to a series production ready pre-assembled in the appropriate Air spring and damper unit / systems be installed, whereby the assembly cost is further reduced.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Arbeitsräume durch einen Kolben getrennt sind, welcher Aufnahmebohrungen für die Ventilpatronen aufweist. Damit erreicht man eine möglichst kompkte Bauweise der gesamten Luftfeder- und Dämpfereinheit.A Another advantageous embodiment is that the work spaces through a piston are separated, which receiving bores for the valve cartridges having. This achieves the most compact design possible entire air spring and damper unit.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Neuerung näher erläutert werden. Es zeigenBased an embodiment should be the innovation closer explained become. Show it

1 eine prinzipielle Darstellung einer Luftfeder- und Dämpfereinheit 1 a schematic representation of an air spring and damper unit

2 die Drosselventile einer Luftfeder- und Dämpfereinheit innerhalb des Trennkolbens in perspektivischer Darstellung, jedoch in einer Ausführung aus dem Stand der Technik 2 the throttle valves of an air spring and damper unit within the separating piston in a perspective view, but in an embodiment of the prior art

3 die neuerungsgemäße Ausführung eines als Hauptventil vorgesehenen Drosselventils (Arbeitsventil) in dreifacher Darstellung 3 the renewal proper execution of a main valve provided as a throttle valve (working valve) in a three-fold view

4 die neuerungsgemäße Ausführung eines als Nebenventil vorgesehenen Drosselventils (Blow-Off-Ventil) in dreifacher Darstellung 4 the renewal of a design provided as a secondary valve throttle valve (blow-off valve) in a three-fold view

Die 1 zeigt als prinzipielle Darstellung hierzu eine Luftfeder- und Dämpfereinheit 1 für ein Fahrwerk eines luftgefederten Personenkraftwagens. Die Luftfeder- und Dämpfereinheit weist zwei mit Druckluft gefüllte Arbeitsräume 2 und 3 auf. Die Druckluft wird über einen hier nicht näher dargestellten Kompressor, über zugehörige Ventile und Leitungen in bekannter Weise in die Arbeitsräume gefördert und kann ebenfalls über dieses System abgelassen werden. Üblicherweise besteht ein Luftfeder- oder Niveauregelsystem aus Druckluftanlage/Druckluftversorgung und vier Luftfedermodulen, nämlich für jedes Rad eines, und wird insgesamt über eine Steuerungseinrichtung geregelt.The 1 shows as a basic illustration of this an air spring and damper unit 1 for a chassis of an air-suspension passenger car. The air spring and damper unit has two working spaces filled with compressed air 2 and 3 on. The compressed air is conveyed via a compressor not shown here, via associated valves and lines in a known manner in the work spaces and can also be drained through this system. Usually, there is an air spring or level control system of compressed air system / compressed air supply and four air spring modules, namely for each wheel one, and is controlled in total by a control device.

Die Arbeitsräume 2 und 3 sind in einem gemeinsamen topfförmigen, hier zylindrisch ausgebildeten Gehäuse 4 angeordnet und durch einen am Kopfende einer Kolbenstange 5 befindlichen, rotationssymmetrisch ausgebildeten Trennkolben 6 getrennt. Der Kolben 6 ist innerhalb des zylindrischen Gehäuses 4 axial beweglich. Innerhalb des Kolbens 6 sind hier die nachfolgend näher dargestellten steuerbaren Drosselventile angeordnet, über die die beiden Arbeitsräume 2 und 3 verbunden sind. Der Kolben 6 und die Kolbenstange 5 werden jeweils durch Rollbälge 7, 8 und 9 innerhalb des zylindrischen Gehäuses abgedichtet und geführt. Die Außenflächen 10 und 11 des Kolbens und der Kolbenstange sowie die Innenfläche 12 des Zylinders sind jeweils über einen für das Abrollen der Rollbälge erforderlichen Bereich als rotationssymmetrische Abrollkonturen ausgebildet.The workrooms 2 and 3 are in a common pot-shaped, here cylindrical housing 4 arranged and by a head of a piston rod 5 located, rotationally symmetrical separating piston 6 separated. The piston 6 is inside the cylindrical housing 4 axially movable. Inside the piston 6 here are the controllable throttle valves shown in more detail below, arranged on the two working spaces 2 and 3 are connected. The piston 6 and the piston rod 5 are each by rolling bellows 7 . 8th and 9 sealed and guided within the cylindrical housing. The outer surfaces 10 and 11 of the piston and the piston rod and the inner surface 12 of the cylinder are each formed over a required for the rolling of the rolling bellows area as rotationally symmetric rolling contours.

Zwischen dem Ende des zylindrischen Gehäuses und dem unteren Anschlusspunkt 13 zum Fahrwerk kann ein Faltenbalg zum Schutz gegen Verschmutzungen angeordnet sein.Between the end of the cylindrical housing and the lower connection point 13 To the chassis, a bellows can be arranged to protect against contamination.

Die Luftfeder- und Dämpfereinheit weist weiterhin federnd ausgebildete Anschläge 14 und 15 auf, die bei entsprechender Belastung in der Druck- oder in der Zugstufenendlage den Kolbenweg/Federweg begrenzen, damit kein metallischer Kontakt entsteht. Karosserieseitig ist die Luftfeder- und Dämpfereinheit über ein Federbein-Kopflager 16 mit dem Fahrzeug in bekannter Weise verbunden.The air spring and damper unit also has resilient stops 14 and 15 on, which limit the piston stroke / travel under appropriate load in the compression or in the Zugstufenendlage, so that no metallic contact. Body side is the air spring and damper unit via a strut-head bearing 16 connected to the vehicle in a known manner.

Innerhalb des Kolbens 6 sind für jede Strömungsrichtung die in ihrem Durchströmungsquerschnitt steuerbaren Drosselventile 17 und 18 angeordnet.Inside the piston 6 are the controllable in their flow area throttle valves for each flow direction 17 and 18 arranged.

Die 2 zeigt die die in ihrem Durchströmungsquerschnitt steuerbaren Drosselventile 17 und 18 noch einmal in perspektivischer Darstellung, jedoch in einer Ausführung aus dem Stand der Technik.The 2 shows the controllable in their flow area throttle valves 17 and 18 again in a perspective view, but in an embodiment of the prior art.

Die 3 zeigt die neuerungsgemäße Ausführung eines als Hauptventil vorgesehenen Drosselventils 19, d.h. als angetriebenes Arbeitsventil. Dass Drosselventil 19 besteht u. a. aus der Gleitbuchse 20, der Distanzhülse 21, der Ventilfeder 22, dem Ventilkolben 23, und dem hier nicht näher dargestellten Antrieb im unteren Teil 24 des Drosselventils, im Allgemeinen bestehend aus einem Magneten, der bei entsprechender Bestromung die Verstellung des Ventilkolbens 23 bewirkt. Alle Teile des Drosselventils 19 sind zusammengefasst und vormontiert in Form einer einsetzbaren Ventilpatrone 25 und werden in die entsprechend angepasste Ausnehmungen des Trennkolbens 6 an Stelle der in der 2 dargestellten Einzelteile der steuerbaren Drosselventile 17 und 18 eingesetzt.The 3 shows the innovation according to execution of a main valve provided as a throttle valve 19 ie as a driven working valve. That throttle valve 19 consists inter alia of the sliding bush 20 , the spacer sleeve 21 , the valve spring 22 , the valve piston 23 , And the drive not shown here in the lower part 24 the throttle valve, generally consisting of a magnet, which, with appropriate energization, the adjustment of the valve piston 23 causes. All parts of the throttle valve 19 are combined and pre-assembled in the form of an insertable valve cartridge 25 and are in the correspondingly adapted recesses of the separating piston 6 in place of in the 2 shown items of controllable throttle valves 17 and 18 used.

Die 4 zeigt die neuerungsgemäße Ausführung eines als Nebenventil vorgesehenen Drosselventils 26 (Blow-Off-Ventil) in dreifacher Darstellung. Auch hier sind der Ventilkörper 23, die Ventilfeder 22, sowie alle weiteren und hier nicht näher bezeichneten Teile des Drosselventils 26 zusammengefasst und vormontiert in Form einer einsetzbaren Ventilpatrone 27.The 4 shows the renewal of a design provided as a secondary valve throttle valve 26 (Blow-off valve) in triplicate. Again, the valve body 23 , the valve spring 22 , as well as all other and unspecified parts of the throttle valve 26 summarized and pre-assembled in the form of an insertable valve cartridge 27 ,

11
Luftfeder- und Dämpfereinheitair suspension and damper unit
22
Arbeitsraum (Dämpferraum)working space (Damper chamber)
33
Arbeitsraum (Federraum)working space (Spring chamber)
44
Zylindrisches Gehäusecylindrical casing
55
Kolbenstangepiston rod
66
Kolbenpiston
7–97-9
Rollbalgbellows
10–1210-12
Fläche mit AbrollkonturArea with rolling contour
1313
Anschlusspunktconnection point
1414
Federnder Anschlagsprung attack
1515
Federnder Anschlagsprung attack
1616
Federbein-KopflagerStrut head bearing
1717
Steuerbares Drosselventil (Arbeitsventil, Stand der Technik)controllable Throttle valve (working valve, prior art)
1818
Steuerbares Drosselventil (Arbeitsventil, Stand der Technik)controllable Throttle valve (working valve, prior art)
1919
Angetriebenes, steuerbares Drosselventil (Arbeitsventil, Neuerung)driven, controllable throttle valve (working valve, innovation)
2020
Gleitbuchsebush
2121
DistanzhülseStand Off
2222
Ventilfedervalve spring
2323
Ventilkolbenplunger
2424
Unterer Teil des angetriebenen, steuerbaren Drosselventilslower Part of the driven, controllable throttle valve
2525
Ventilpatronevalve cartridge
2626
Nicht angetriebenes Drosselventil (Blow-Off-Ventil, Neuerung)Not driven throttle valve (blow-off valve, innovation)
2727
Ventilpatronevalve cartridge

Claims (3)

Luftfeder- und Dämpfereinheit für Fahrzeuge, wobei die Luftfeder- und Dämpfereinheit mindestens zwei mit Druckluft gefüllte Arbeitsräume (2, 3) aufweist, die jeweils mindestens teilweise durch Rollbälge begrenzt werden und die Rollbälge (7–9) unter Bildung einer Rollfalte mindestens teilweise auf Abrollkonturen vorgegebener und als Zylinderflächen ausgebildeter Gehäuseteile abrollen, wobei die Arbeitsräume untereinander über ggf. verstellbare Drosselventile (19, 26) verbunden sind, mit denen während des Betriebes unterschiedliche Dämpfkraftkennlinien eingestellt werden, wobei die Drosselventile aus mindestens dem Ventilkolben oder -körper (23), aus der Ventilfeder (22), aus Ventilgehäuse, Gleitbuchse, sowie weiteren Federn, Scheiben und Hülsen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselventile als vorgefertigte Ventilpatronen (25) ausgebildet sind, die alle notwendigen Ventilteile enthalten und in entsprechende Aufnahmen der Luftfeder- und Dämpfereinheit einsetzbar sind.Air spring and damper unit for vehicles, wherein the air spring and damper unit at least two working spaces filled with compressed air ( 2 . 3 ), each of which is at least partially bounded by rolling bellows and the rolling bellows ( 7 - 9 ) to form a rolled fold at least partially on roll Rolling out contours of predefined housing parts designed as cylindrical surfaces, the working spaces being interconnected via possibly adjustable throttle valves ( 19 . 26 ) are connected, with which during operation different Dämpfkraftkennlinien are set, wherein the throttle valves from at least the valve piston or body ( 23 ), from the valve spring ( 22 ), consisting of valve housing, sliding bush, and other springs, discs and sleeves, characterized in that the throttle valves as prefabricated valve cartridges ( 25 ) are formed, which contain all the necessary valve parts and can be used in corresponding receptacles of the air spring and damper unit. Luftfeder- und Dämpfereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die als Hauptventile vorgesehenen Drosselventile mit ihrem Antrieb als auch die antriebslose Nebenventile vorgesehenen Drosselventile als vorgefertigte Ventilpatronen (25, 27) ausgebildet sind.Air spring and damper unit according to claim 1, characterized in that both the throttle valves provided as main valves with their drive and the non-driven auxiliary valves provided throttle valves as prefabricated valve cartridges ( 25 . 27 ) are formed. Luftfeder- und Dämpfereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsräume durch einen Kolben (6) getrennt sind, welcher Aufnahmebohrungen für die Ventilpatronen (25, 27) aufweist.Air spring and damper unit according to claim 1 or 2, characterized in that the working spaces by a piston ( 6 ), which receiving bores for the valve cartridges ( 25 . 27 ) having.
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Legal Events

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R207 Utility model specification

Effective date: 20071025

R150 Term of protection extended to 6 years

Effective date: 20101104

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AKTIENGESELLSCHAFT, 30165 HANNOVER, DE

Effective date: 20110118

R151 Term of protection extended to 8 years
R151 Term of protection extended to 8 years

Effective date: 20130514

R120 Application withdrawn or ip right abandoned

Effective date: 20130613