DE202012003627U1

DE202012003627U1 - Konterfederungssystem für Fahrzeuge

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Publication number: DE202012003627U1
Application number: DE201220003627
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2012-05-18
Anticipated expiration: 2022-04-13

Abstract

Federbein für Federungssysteme von Kraftfahrzeugen mit– – aufbauseitigem Anschluss (21) und radseitigem Anschluss (22), wobei zwischen diesen zumindest eine Schraubendruckfeder (8) und ein hydraulischen Kolben-Zylinder-Organ angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass – am radseitigem Anschluss (22) ein Federteller (13) angeordnet ist, welcher das untere Widerlager für die Schraubendruckfeder (8) und die Aufnahme für eine Stößelstange (1) bildet, – eine Federglocke (14) das obere Widerlager für die Schraubendruckfeder (8) bildet, wobei an der Federglocke (14) ein Ringkolben (3) befestigt ist, welcher in einem Hauptzylinder (2) verschiebbar angeordnet ist, – der Hauptzylinder (2) an seinem oberen Ende durch einen Kopf (15) verschlossen ist, welcher am aufbauseitigem Anschluss (21) angeordnet ist, – der Innenraum des Hauptzylinder (2) aus zwei Kammern (19; 20) besteht, welche durch einen Dämpferkolben (4) getrennt sind, wobei der Dämpferkolben (4) zumindest eine Durchgangsbohrung (6) besitzt, die durch ein Plattenventil (5) verschließbar ist, und...

Description

Die Erfindung betrifft ein Federungssystem für Fahrzeuge, wobei die aufbauseitigen Massen (Rahmen und Karosserie) von den Stößen der Fahrbahn federnd abgestützt werden.
Die DE 4231641 C2 betrifft ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge, wobei jedem Rad eine Feder sowie ein dazu in Reihe angeordnetes Hydraulikaggregat zugeordnet ist, mit welchem sich der Bodenabstand des Fahrzeugaufbaus radweise verändern lässt. Durch ein hydraulisches Fördersystem läßt sich zwischen den Hydraulikaggregaten Hydraulikmedium verschieben, derart, daß Nick- bzw. Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus entgegengewirkt werden kann.
Die DE 3814568 A1 offenbart ein pneumatisches oder hydropneumatisches Aggregat wie einen Schwingungsdämpfer, eine Gasfeder oder dergleichen. Wesentlich ist, dass dabei eine leichte Anpassung an verschiedene Einsatzfälle erwünscht ist, ohne dass sich dabei die Einbaulänge nennenswert vergrößert. Insbesondere wird eine Anpassung durch Ergänzung mit geeigneten Bauteilen ohne Veränderung des Aggregates in seinem pneumatischen oder hydropneumatischen Bereich gewünscht. Dies wird dadurch erreicht, dass der Zylinderinnenraum als Ringraum ausgebildet ist, der von einem mit einer rohrförmigen Kolbenstange verbundenen Ringkolben in zwei ringförmige Arbeitsräume unterteilt wird, wodurch ein zentraler Freiraum zur Aufnahme von Bauteilen gebildet ist.
In allen bisher bekannten Federungssystemen für Fahrzeuge werden die aufbauseitigen Massen (Rahmen und Karosserie) von den Stößen der Fahrbahn federnd abgestützt. Die Bezeichnung dafür sind die „gefederten Massen”.
Die radseitigen Massen, beispielsweise Räder, Aufhängung und Bremsen, sind nicht federnd abgestützt. Die Bezeichnung dafür sind die „ungefederten Massen”.
Die Energie, welche die radseitigen Massen durch Fahrbahnstöße erhalten, führt dazu, dass der Radkontakt zur Fahrbahn in Bruchteilen von Sekunden verlorengeht und somit in schwierigen Situationen das Fahrzeug außer Kontrolle geraten kann.
Alle bekannten Federbeine haben einen koaxial angebrachten Teleskopstoßdämpfer, alle anderen Federungssysteme haben einen außerhalb der Federachse angebrachten Teleskopstoßdämpfer.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Federungssystem für Fahrzeuge bereit zu stellen, welches es ermöglicht, den Radkontakt zur Fahrbahn, auch bei Fahrbahnstößen, zu erhalten.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß bleibt der Radkontakt zur Fahrbahn durch das Konterfederungssystem jederzeit erhalten, wobei die Sicherheit und Spurhaltung gewährleistet werden.
Außerdem wird ermöglicht, dass der Druckraum für die Schwingungsdämpfung genutzt werden kann. Die Dämpfungswirkung steht dabei sofort zur Verfügung, da der Dämpferraum im aktiven Betriebszustand stets unter Druck steht und der Druck nicht erst durch Bewegung aufgebaut werden muss.
Die Bauart des erfindungsgemäßen Federungssystems ermöglicht es, dass die Dimensionierung des Arbeitsspeichers (Feder) unter vergleichbaren Belastungsannahmen kleiner ist als bei herkömmlichen Federungssystemen.
Beim erfindungsgemäßen Federungssystem wird durch eine Belastung des Ringkolbens mittels Zusatzgewicht bei der Einfederung in überraschend einfachen Art und Weise ein Ausgleich der Wirkung der sog. ungefederten Massen erreicht.
Diese Konterwirkung kann bei relativ kleinem Zusatzgewicht dadurch erreicht, dass beim elastischen Stoß zur Stoßbeschleunigung die Erdbeschleunigung addiert wird. Bei der Wirkung der ungefederten Masse wird hingegen zur Stoßbeschleunigung die Erdbeschleunigung subtrahiert.
Das erfindungsgemäße Federungssystem kann auch zur Höhenverstellung eingesetzt werden, d. h. zur bereits bekannten Anwendung zum Ausgleich der Kurvenneigung und zur Veränderung der Bodenfreiheit.
Beim erfindungsgemäßen Federungssystem bestehen grundsätzlich Variationsmöglichkeiten des Federungssystems durch Änderung des Kolbenflächenverhältnisses.
Die abhängigen Ansprüche 2 bis 7 enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ohne diese damit zu begrenzen.
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende 1.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Federbein für ein Federungssystem von Kraftfahrzeugen in einer Schnittdarstellung.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Federbein für ein Federungssystem von Kraftfahrzeugen in einer Schnittdarstellung.
Das Federungssystem, welches ein Konterfedersystem ist, ist zwischen einem radseitigen Anschluss 22 und einem aufbauseitige Anschluss 21 angeordnet.
Hermetisch verschließbar
Das Federbein des Konterfedersystems besteht u. a. aus dem Hauptzylinder 2 mit dem aufgeschraubten Kopf 15. Der Kopf 15 hat eine durchgehende Bohrung 16 mit Schraubanschluss 161, welche der Zuführung des hydraulischen Mediums dient.
Für die Entlüftung des Zylinderraumes 19 besitzt der Kopf 15 eine hermetisch verschließbare Öffnung 18. Als oberer Endanschlag im Zylinderraum 19 ist für die Sicherung der Stößelstange 1 ein elastischer Puffer 17 im Kopf 15 angebracht. Das hydraulische Kolbenzylinderorgan besteht zumindest aus dem Hauptzylinder 2, in welchem ein Ringkolben 3 verschiebbar läuft. Die Abdichtung 9, beispielsweise eine handelsübliche Ringfeder-, Labyrinth- oder Lippendichtung, ist zwischen dem Hauptzylinder 2 und dem Ringkolben 3, bevorzugt am unteren Teil des Hauptzylinders 2, angeordnet.
Die Stößelstange 1 ist durch den Ringkolben 3 geführt und fungiert im Druckraum 19 und Druckraum 20 als Druckkolben für das Konterfedersystem.
Bei der Aufwärtsbewegung des Stößels 1 in Richtung des Kopfes 15 wird das hydraulische Medium, beispielsweise übliches Hydrauliköl, vom Druckraum 19 über die zumindes eine Durchgangsbohrung 6 in den Druckraum 20 verdrängt. Dabei erfährt der Ringkolben 3 eine abwärtige Bewegung in Richtung Federteller 13.
Diese Bewegungen bilden das Grundprinzip der Konterfederung.
Im unteren Teil des Ringkolbens 3 ist eine übliche Dichtung 10, beispielsweise ein Dichtring, zwischen Ringkolben 3 und Stößelstange 1 angeordnet.
Auf dem Fuß 3.1 des Ringkolbens 3 ist eine Federglocke 14 befestigt, beispielsweise aufgeschraubt. Die Federglocke 14 ist von ihrer Formgebung und ihrer Dimension sowohl bezüglich der eingesetzten Schraubendruckfeder 8 als auch der erforderlichen Gegenmasse als Zusatzmasse im Sinne der Erfindung angepasst bzw. abstimmbar. Die Federglocke 14 dient dabei im Sinne der Erfindung als Zusatzmasse bzw. an der Federglocke 14 sind diese anbringbar. Auf dem Fuß 3.1 des Ringkolbens 3 ist zur Anschlagdämpfung ein Dämpferring 11 als unterer Anschlag aufgelegt.
Die Stößelstange 1 ist bis zum radseitigen Anschluss 22 geführt und mündet in der Verschraubung des Federtellers 13. Auf dem Federteller 13 ist zur Anschlagdämpfung der elastische Puffer 12 aufgelegt.
Ein wichtiges Element des Federsystems ist die integrierte Dämpfung.
Erfindungsgemäß bilden der Druckraum 19 und der Druckraum 20, die Stößelstange 1, der Ringkolben 3, der Hauptzylinder 2 sowie der Dämpferkolben 4 den Teleskopstoßdämpfer bzw. das Federbein für ein Federungssystem von Kraftfahrzeugen.
In dem integrierten System haben insbesondere die Bauteile: Stößelstange 1, Ringkolben 3 und Dämpferkolben 4 gemeinsam die Funktion der Schwingungsdämpfung. Der Dämpferkolben 4 ist auf dem oberen Ende der Stößelstange 1 aufgeschraubt. Der Dämpferkolben 4 besitzt die beispielsweise ringförmig angeordneten Durchgangsbohrungen 6, ein Plattenventil 5 mit Durchflussöffnung und die Ventilfeder 7.
Bei der Aufwärtsbewegung des Stößels 1 fließt funktionsbedingt eine größere Menge des Mediums; bei der Abwärtsbewegung eine vergleichsweise kleinere Menge des Mediums durch den Dämpferkolben 4.
Bei beiden funktionsbedingten Bewegungsrichtungen der Stößelstange 1, nämlich in Richtung einer der beiden Endlagen, steht immer der volle Druck zur Verfügung; nicht so in den üblichen Teleskopstoßdämpfern.
Bei der Bewegung des Dämpferkolbens 4 wird dieser im Innenraum des Hauptzylinders 2 bewegt und damit u. a. das Volumen in beide Druckräume 19 und 20 verteilt, so dass diese Verdrängung keinen Einfluss auf die Bewegung des Ringkolbens 3 hat.
Vorzugsweise sollte das Kolbenflächenverhältnis des Stößelkolbens 1 zum Ringkolben 3 ca. 1:1 betragen.
Als Verschmutzungsschutz für die Stößelstange 1 zwischen Unterkante des Ringkolbens 3 und des Federtellers 13 soll ein üblicher Faltenbalg, in 1 nicht dargestellt, dienen.
Bezugszeichenliste

1: Stößelstange
2: Hauptzylinder
3: Ringkolben
4: Dämpferkolben
5: Plattenventil
6: Durchgangsbohrung
7: Ventilfeder
8: Schraubendruckfeder
9: Dichtung
10: Dichtung
11: Dämpferring
12: elastische Puffer
13: Federteller
14: Federglocke
15: Kopf, aufgeschraubten
16: Bohrung, durchgehende
17: elastischer Puffer
18: Öffnung, hermetisch verschließbar
19: Druckraum
20: Druckraum
21: aufbauseitiger Anschluss
22: radseitiger Anschluss

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4231641 C2 [0002]
DE 3814568 A1 [0003]

Claims

Federbein für Federungssysteme von Kraftfahrzeugen mit– – aufbauseitigem Anschluss (21) und radseitigem Anschluss (22), wobei zwischen diesen zumindest eine Schraubendruckfeder (8) und ein hydraulischen Kolben-Zylinder-Organ angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass – am radseitigem Anschluss (22) ein Federteller (13) angeordnet ist, welcher das untere Widerlager für die Schraubendruckfeder (8) und die Aufnahme für eine Stößelstange (1) bildet, – eine Federglocke (14) das obere Widerlager für die Schraubendruckfeder (8) bildet, wobei an der Federglocke (14) ein Ringkolben (3) befestigt ist, welcher in einem Hauptzylinder (2) verschiebbar angeordnet ist, – der Hauptzylinder (2) an seinem oberen Ende durch einen Kopf (15) verschlossen ist, welcher am aufbauseitigem Anschluss (21) angeordnet ist, – der Innenraum des Hauptzylinder (2) aus zwei Kammern (19; 20) besteht, welche durch einen Dämpferkolben (4) getrennt sind, wobei der Dämpferkolben (4) zumindest eine Durchgangsbohrung (6) besitzt, die durch ein Plattenventil (5) verschließbar ist, und – die Stößelstange (1) am Dämpferkolben (4) und am Federteller (13) befestigt sowie durch den Ringkolben (3) geführt ist.
Federbein gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulischen Kolben-Zylinder-Organ zumindest aus den beiden Kammern (19; 20) und dem Dämpferkolben (4) besteht.
Federbein gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpferkolben (4) eines der beiden Widerlager für die Ventilfeder (7) bildet.
Federbein gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der oberen Endlage der Stößelstange (1) ein elastischer Puffer (17) angeordnet ist.
Federbein gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der unteren Endlage der Stößelstange (1) ein Dämpferring (11) angeordnet ist.
Federbein gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federglocke (14) die Zusatzmasse ist und/oder an der Federglocke (14) diese Zusatzmassen anbringbar sind.
Federbein gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsmass zwischen aufbauseitigem Anschluss (21) und radseitigem Anschluss (22) einen konstanten Betrag besitzt.