DE2759433C2 - Luftfeder für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Luftfeder für Kraftfahrzeuge

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Description

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Die Erfindung betrifft eine Luftfeder für Kraftfahrzeuge mit geschlossenem Federvolumen und zwei unterschiedlich großen, entgegengesetzt druckbeaufschlagten, voneinander abgewandten wirksamen und in ihrer Größe federwegabhängig veränderlichen Federflächen, die koaxial gegeneinander abgestützt sind, wobei das Federvolumen durch zwei eine gemeinsame Kammer begrenzende Rollbälge gebildet ist, deren voneinander abgewandte wirksame Flächen auf starr miteinander verbundenen Federkolben unterschiedli- to chen Durchmessers derart abgestützt sind, daß die Verformungen der Rollbalgschleifen bei Federbewegungen sich etwa ausgleichende Volumenänderungen ergeben und daß die Federkraft einerseits über die Federkolben und andererseits über einen den Rollbalgwenden zugeordneten Mantel übertragen ist, nach Patent 27 50 667.
Bei Luftfedern der vorgenannten Art ist innerhalb der Feder ein unmittelbarer Volumenausgleich gegeben, der ein verzögerungsfreies Ansprechen und damit eine von (>n der Frequenz praktisch unabhängige Federungscharakteristik ergibt. Hinzu kommt eine progressive Verhärtung gegen beide Endlagen, die bei weitgehend gleichbleibendem Volumen und damit auch gleichbleibendem Druck durch die Änderung der Differenz der &s wirksamen Federflächen über dem Federweg zwar erreicht wird, teilweise aber in stärkerem Maße erwünscht wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stärkere progressive Verhärtung gegen die beiden Endlagen zu erreichen.
Gemäß der Erfindung wird hierzu vorgesehen, daß die das Federvolumen bildende Kammer über ein elastisches Trennelement in zwei den gegenüberliegenden Federkolben zugeordnete Teilvolumina unterteilt wird und daß über die Elastizität des Trennelementes die Teilvolumina um die Nennlage der Feder in ihrem Druck abgleichbar sind
Durch die Zwischenschaltung eines Trennelementes ist zwar ein unmittelbarer Volumenausgleich zwischen den den gegenüberliegenden Federkolben zugeordneten Teilvolumina nicht mehr gegeben, die Elastizität des Trennelementes verhindert aber um die Nennlage den Aufbau unterschiedlicher Drücke, so daß nach wie vor ein verzögerungsfreies Ansprechen und damit eine von der Frequenz praktisch unabhängige Federungscharakteristik gegeben ist. Zunehmende Abweichungen von der Nennlage führen aber zu zunehmenden Unterschieden in der Größe der Teilvolumina, die insoweit bei entsprechender Auslegung der Elastizität des Trennelementes nicht mehr ausgeglichen werden und dementsprechend zu Druckdifferenzen führen, welche die progressive Verhärtung gegen die beiden Endlagen verstärken.
In Ausgestaltung der Erfindung wird das elastische Trennelement bevorzugt als Membran ausgebildet
Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Federkolben über eine zentrale Verankerung verbunden sind, wobei das insbesondere als Membran ausgebildete Trennelement dann gegenüber dem Mantel einerseits und der Verankerung andererseits fest abgestützt ist, so daß mit zunehmender Auslenkung aus der Nennlage zusätzlich eine Verspannung der Membran zwischen zentraler Verankerung und Mantel erfolgt, die einen Druckausgleich weitgehend verhindert, so daß hierdurch die progressive Verhärtung gegen beide Endigen weiter verstärkt wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer als Ausführungsbeispiel dargestellten Luftfeder näher erläutert, bei der als Trennwand zwischen den den beiden Rollbälgen zugeordneten Teilvolumina eine membranartige Trennwand vorgesehen ist.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist stark schematisiert und vereinfacht eine Luftfeder 301 dargestellt, die zwei koaxial einander gegenüberliegende Rollbälge 302,
303 aufweist, welche jeweils auf einem napfförmigen Federkolben 304 bzw. 305 abgestützt sind, wobei die Federkolben 304 und 305 in ihrer tragenden, wirksamen Fläche hubfederwegabhängig veränderlich sind und wobei der Federkolben 304 im dargestellten Ausführungsbeispiel in der besagten wirksamen Fläche kleiner als der Federkolben 305 ist.
Die Federkolben 304, 305 sind durch einen Zuganker 306 verbunden, der im Bereich zwischen den Federkolben 304,305 in einer Distanzhülse 309 verläuft.
Die Rollbälge 302, 303 sind außenseitig von einem Mantel 310 umschlossen, dessen längsmittlerer Bereich mit 311 bezeichnet ist und der sich ausgehend vom längsmittleren Bereich gegen die beiden Federkolben verjüngt, wobei die sich verjüngenden Mantelteile Hülsenführungen 312 bzw. 313 für die Rollbälge 302,303 bilden. Der Mantel 310 bildet insgesamt die außenseitige Führung und Abstützung für die Rollbälge 302,303 und es ist dementsprechend die dem kleineren Federkolben
304 zugeordnete Hülsenführung 312 mit einer den
Federkolben 304 übergreifenden Absehlußgloeke 314 versehen, an der außernhalb der Glocke 314 die eine, die mantelseitige Abstützung 315 der Luftfeder vorgesehen ist. Koaxial zu dieser liegt die zweite Abstützung 316, welche auf der gegenüberliegenden Seite der Luftfeder axial außerhalb des entsprechenden Federkolbens 305 am entsprechenden Ende des Zugankers 306 angeordnet ist.
Die durch die beiden Rollbälge 302, 303 insgesamt umschlossene Federkammer ist über ein membranartiges Trennelement 318 in zwei den Rollbälgen 302 bzw. 303 zugeordnete Teüvolumina 319, 320 unterteilt. Das als Membran ausgebildete Trennelement ist dabei gegenüber dem Mitteibereich 311 des Mantels 310 sowie gegenüber der Distanzhülse 3OiI fixiert.
Die membranartige Ausgestaltung des Trennelementes 318 macht die Luftfeder einerseits für relativ große Federwege geeignet und ermöglicht andererseits eine wechselseitige Druckeinwirkung zwischen den beiden Teüvolumina — Ausbeulen der Membran —, wodurch um die Nennlage der Feder eine weiche, schnei! ansprechende Federung erreicht wird, d-j. trotz der Unterteilung durch das Trennelement ein Volumenabgleich im Bereich der Nennfederlage gegeben ist. Es müssen so um die Nennfederlage über die Balgschleifen 333 und 334 keine größeren Volumenveränderungen der Teil volumina 319,320 abgeglichen werden.
Bei größeren Hubfederwegen wird das membranartige Trennelement 318 demgegenüber soweit gestrafft, daß es im wesentlichen starr wirkt, mit der Folge, daß gegen die Endlage ein Volumenausgleich zwischen den Teüvolumina über das Trennelement 318 nicht erreicnbar ist und die Federcharakteristik stark verhärtet wird.
Die Federkolben 304 und 305 sind insgesamt napfförmig ausgebildet und weiten sich nach entgegengesetzten Seiten auf. Dementsprechend weisen sie anschließend an ihre jeweilige Bodenfläche, in der sie vom Zuganker 306 durchsetzt sind, jeweils eine kegelige Wand 327 bzw, 328 auf, wobei durch die Neigung der Wand die Größe des sogenannten Abrollkegels bestimmt ist und wobei in Verbindung mit der Neigung der den jeweiligen Rollbalg 302 bzw. 303 im Bereich des Federkolbens 304 bzw. 305 außenseitig umschließenden Hülsenführung 312 bzw. 313 die Größe der wirksamen Federfläche ebenso wie die Veränderung dieser Fläche über dem Hubfederweg festgelegt werden kann.
Dem Teilvolumen 320 ist ein Zusatzvolumen 329 zugeordnet, das durch den Innenraum des größeren Federkolbens 305 gebildet ist, wobei der Anschluß dieses Zusatzvolumens 329 an das Teil volumen 320 über eine Bohrung330 erfolgt
Der kleinere Federkolben 304 ist nach außen von der Abschlußglocke 314 überdeckt, so daß, im wesentlichen begrenzt durch die Absehlußglocke 314 und den Federkolben 304 ein Hohlraum 331 gebildet ist, dessen Volumen hubfederwegabhängig schwankt. Diese Volumenschwankungen können ausgenutzt werden, um eine Luftströmung beispielsweise ent'.'-ng der Außenfläche des Mantels zu erzielen, wobei dis hierfür gegebenenfalls notwendige Mantelverkleidung nicht gezeigt ist. Um die notwendige Pumpwirkung zu ermöglichen, ist die Glocke 314 mit einer Lüftungsöffnung 332 versehen.
Die Rollbälge 302 und 303 laufen im Bereich zwischen den Federkolben 304 bzw. 305 und den zugehörigen Teilen des Mantels 310, also den Hülsenführungen 312, 313 jeweils in einer Rollbalgschleife 333 bzw. 334 aus, und es ist durch den wechselseitigen Verlauf zwischen den Wänden 327,328 der Federkolben 304,305 und den Hülsenführungen. 312, 313 möglich, auf die durch die Verschiebung des membranartigen Trennelementes 318 bedingten Größenänderungen der Teüvolumina 319, 320 Einfluß zu nehmen, so daß die Federungscharakteristik durch entsprechende Abstimmung der aufgezeigten Einflußmöglichkeiten von der Konstruktion her gut zu beeinflussen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Luftfeder für Kraftfahrzeuge mit geschlossenem Federvolumen und zwei unterschiedlich großen, entgegengesetzt druckbeaufschiagten, voneinander abgewandten wirksamen und in ihrer Größe federwegabhängig veränderlichen Federflächen, die koaxial gegeneinander abgestützt sind, wobei das Federvolumen durch zwei eine gemeinsame Kammer begrenzende Rollbälge gebildet ist, deren ι ο voneinander abgewandte wirksame Flächen auf starr miteinander verbundenen Federkolben unterschiedlichen Durchmessers derart abgestützt sind, daß die Verformungen der Rollbalgschleifen bei Federbewegungen sich etwa ausgleichende VoIumenveränderungen ergeben und daß die Federkraft einerseits über die Federkolben und andererseits über einen den Rollbalgwänden zugeordneten Mantel übertragen ist, nach Patent 27 50 667, dadurch gekennzeichnet, daß die das Federvolumen bildende Kammer über ein elastisches Trennelement (318) in zwei den gegenüberliegenden Federkolben (304 bzw. 305) zugeordnete Teilvolumina (319 bzw. 320) unterteilt ist und daß über die Elastizität des Trennelementes (318) die Teilvolumina (319, 320) um die Nennlage der Feder in ihrem Druck abgleichbar sind.
2. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Trennelement (318) als Membran ausgebildet ist.
3. Luftfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkolben (304,305) über eine zentrale Verankerung (306,309) verbunden sind und daß das insbesondere membranartige Trennelement (318) gegenüber dem ,/lantel (310) und der Verankerung (306,309) fest abgestützt ist.
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