DE3403648C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Feder-Dämpferelement mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Feder-Dämpferelemente mit luftfederungsunterstützender Ni­ veauregulierung herkömmlicher Vorstellung erlauben es nicht, die Federkonstante in Anpassung an die jeweiligen Fahrbedingungen frei zu ändern, während eine gegebene Hö­ henlage des Fahrzeugaufbaues beibehalten wird. Wenn dem­ nach die Federkonstante bereits vorher auf ein niedrige­ res Niveau eingestellt wird, führt dies zu starken Roll­ bewegungen bzw. Schwingungen des Fahrzeugaufbaues, wodurch die Lenkstabilität bei Einwirkung äußerer Kräfte beein­ trächtigt wird. Stellt man dagegen die Federkonstante mit Hinblick auf eine höhere Lenkstabilität auf ein höheres Niveau ein, so ergibt sich als Folge ein schlechterer Fahrkomfort.

Ein bekanntes Feder-Dämpferelement der eingangs genann­ ten Art - US-PS 30 00 625 - weist eine lediglich hubab­ hängig verstellbare Federkennlinie auf und kann damit die vorstehend aufgezeigte nachteilige Situation nicht besei­ tigen. Es ist weiterhin bekannt - US-PS 29 81 354 - ein Schaltventil zwischen der Hauptluftkammer und der Hilfs­ luftkammer einer Fahrzeugluftfeder nicht hubabhängig, son­ dern zur Anpassung der Federrate an die jeweiligen Fahr­ bedingungen des Fahrzeuges zu betätigen, z. B. zur Erzie­ lung einer Federversteifung bei Auftreten von Brems- oder Beschleunigungskräften. Nach einem nicht vorveröffent­ lichten, älteren Vorschlag - DE-OS 32 33 160 - ist ein derartiges Schaltventil zur Erzielung einer Federverstei­ fung bei Kurvenfahrt betätigbar. Auch ist es bekannt - US-PS 43 13 529 - ein Steuerventil vorzusehen, welches mit einer Steuerstange zusammengeschlossen ist und zur Änderung des Wirkungsquerschnitts der Durchführungsöffnun­ gen in einem Kolben dient, wobei das Steuerventil durch die Steuerstange betätigt wird, so daß der Wirkungsquer­ schnitt der Durchführungsöffnungen bei geschlossenem Ven­ til gegenüber dem Wirkungsquerschnitt bei geöffnetem Ven­ til verkleinert wird. Schließlich ist es noch bekannt - US-PS 39 54 255 -, eine Schraubenfeder vorzusehen, die eine Hauptluftkammer umschließt, wobei das untere Ende der Schraubenfeder entweder an einem Zylinder oder einer Kolbenstange und das obere Ende an einer Hilfsluftkammer befestigt ist, die in radialer Richtung über den Rand der Hauptluftkammer hinausragt, so daß die Unterseite der Hilfsluftkammer als Federlager für die Festlegung des oberen Randes der Schraubenfeder dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Feder-Dämp­ ferelement der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem unter besonders raumsparender Eingliederung der Hilfsluftkammer und des Schaltventiles die Federrate un­ ter Beibehaltung einer gegebenen Höhenlage des Fahrzeug­ aufbaues in Anpassung an die jeweiligen Fahrbedingungen frei änderbar ist.

Ausgehend von einem Feder-Dämpferelement mit den Merkma­ len des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 wird diese Aufga­ be erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Feder-Dämpferele­ mentes erlaubt es, unter Beibehaltung einer gegebenen Höhenlage des Fahrzeugaufbaues die Federrate in Anpassung an die jeweiligen Fahrbedingungen des Fahrzeuges frei einzustellen, wobei durch entsprechende Eingliederung der Hilfsluftkammer und des Schaltventiles eine raum­ sparende Ausbildung erreicht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die ei­ nen Vertikalschnitt durch das Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Feder-Dämpferelement für Fahrzeuge zeigt.

Das dargestellte Feder-Dämpferelement ist langgestreckt ausgebildet, wobie ein Teleskopstoßdämpfer 1 mit schalt­ barer Dämpfungskapazität ein an der Radseite befestigtes Gehäuse 2, einen in dem Gehäuse 2 angeordneten, den Gehäu­ seinnenraum in zwei Hydraulikkammern 3 a und 3 b untertei­ lenden Dämpferkolben 5, in diesem ausgebildete Durchfüh­ rungsöffnungen 6 a, 6 b und 6 c für die Verbindung der bei­ den Hydraulikkammern 3 a und 3 b, eine sich von dem Dämpferkolben 5 nach oben erstreckende Kolbenstange 4, eine sich inner­ halb der Kolbenstange 4 in axialer Richtung erstreckende und in bezug auf die Kolbenstange drehbare Steuerstange 7, ein an dem unteren Ende der Steuerstange 7 befestig­ tes Steuerventil 8 für die Änderung des Wirkungsquer­ schnittes der Durchführungsöffnungen und ein Betätigungs­ element für die Betätigung bzw. Aktivierung des Steuer­ ventiles 8 über die Steuerstange 7 aufweist.

Der Stoß­ dämpfer 1 mit einstellbarer Dämpfungscharakteristik ab­ sorbiert aufgrund seiner durch die Position des Steuer­ ventils 8 gegebenen Dämpfungsfunktion wirksam Stoßbela­ stungen, wenn das Gehäuse 2 außerhalb des Fahrzeugkörpers im Hinblick auf die Kolbenstange 4 infolge der Radabfede­ rung auf- und abbewegt wird.

Auf der Oberseite des Stoß­ dämpfers 1 ist eine Hauptluftkammer 9 angeordnet, die die Kolbenstange 4 und das Gehäuse 2 koaxial umschließt, wo­ bei unmittelbar auf der Hauptluftkammer 9 eine Hilfsluft­ kammer 10 angeordnet ist, und zwar derart, daß die koaxial zu dieser angeordnete Kolbenstange 4 von der Hilfsluftkammer 10 ein­ geschlossen ist. Die beiden Luftkammern 9 und 10 kommuni­ zieren miteinander über einen in der Steuerstange 7 ausge­ bildeten Längskanal 11, radiale Bohrungen 12 a und 12 b im Bereich der Kolbenstange 4 , der die Steuerstange 7 umschließt, und radiale Bohrungen 13 a und 13 b in der Steuerstange 7.

Wenn die Position der Steuerstange 7 durch Drehen geändert wird, so übernehmen die Kolbenstange 4 und die Steuerstan­ ge 7 in Kombination die Funktion eines Schaltventils 14, das die beiden Luftkammern 9 und 10 miteinander verbindet und voneinander trennt. Die Verbindung bzw. Trennung der beiden Luftkammern 9 und 10 erfolgt durch das Öffnen bzw. Schließen des Schaltventils 14, wodurch das Luftkammer­ volumen und die Federrate des Dämpfungselementes variiert werden.

Wenn das Schaltventil 14 durch die Steuerstange 7 geschlos­ sen wird, verringert sich durch das Steuerventil 8 der Wir­ kungsquerschnitt der Durchführungsöffnung gegenüber demje­ nigen bei Öffnung des Schaltventils 14.

Die Niveauregulierung des Fahrzeugs erfolgt durch die Ände­ rung des Luftvolumens in der Hauptluftkammer 9 oder in den beiden Luftkammern 9 und 10. An einer Anschlußöffnung 15 oberhalb des Längskanals 11 ist ein Rohr 16 angeschlossen, das zu einem Luftkompressor führt. Auf halber Länge des Rohres 16 ist ein Magnetventil vorgesehen. Die Niveaure­ gulierung des Fahrzeugs erfolgt durch die Betätigung des Magnetventils, indem je nach Höhenlage des Fahrzeugkörpers oder anderen nachgewiesenen Bedingungen über den Längska­ nal 11 Luft in oder aus den Luftkammern 9 und 10 strömt.

Eine Schraubenfeder 19 ist derart angeordnet, daß diese die Hauptluftkammer 9 umschließt, wobei das untere Ende der Feder 19 durch ein an dem Gehäuse 2 befestigtes Fe­ derwiderlager 17 und das obere Ende der Feder 19 durch die Unterseite des Gehäuses 18 der Hifsluftkammer 10 gehalten ist, die über den Rand der Hauptluftkammer 9 hinausragt.

Bezugsziffer 20 bezeichnet einen Balg, der einen Teil der Hauptluftkammer 9 bildet. Bezugsziffer 21 bezeichnet ein Lager. Bezugsziffer 22 bezeichnet eine Klammer bzw. Halte­ rung, die zur Befestigung des Dämpferelementes über das Lager 21 an einem Rahmenkörper 23 dient. Ein Gummiblock 24 ist in die Halterung bzw. Klammer 22 eingepaßt. Eine Abdeckung 25 ist an dem Rahmenkörper 23 derart befestigt, daß diese das obere Ende des Teleskopstoßdämpfers 1 einschließt. In der Abdeckung 25 ist eine Öffnung 26 für den Durchtritt des Rohres 16 vorgesehen.

Die Hilfsluftkammer 10 ist auf bzw. über der Hauptluftkam­ mer 9 derart angeordnet, daß sie die Kolbenstange 4 umschließt. Die beiden Luftkammern 9 und 10 sind über die radialen Bohrungen 12 a, 12 b, 13 a und 13 b und den Längska­ nal 11 miteinander verbunden, die in der Kolbenstange 4 und Steuerstange 7 vorgesehen sind. Wenn die Steuerstange 7 zwecks Änderung ihrer Lage in bezug auf die Kolbenstange 4 gedreht wird, so dienen die beiden Stangen in Kombination als Schaltventil 14, durch welches die beiden Luftkammern 9 und 10 wahlweise miteinander verbunden und voneinander getrennt werden. Diese Anordnung trägt zu einer äußerst kompakten Ausbildung des gesamten Dämpferelementes bei.

Dadurch, daß das Steuerventil 8 für die Änderung des Wir­ kungsquerschnittes der Öffnungsdurchführung in dem Kolben 5 an dem unteren Ende der Steuerstange 7 befestigt ist, lassen sich Federkraft und Dämpfungskapazität des Elemen­ tes durch die Drehung der Steuerstange 7 gleichzeitig schalten.

Da die Hilfsluftkammer 10 in radialer Richtung über den Rand der Hauptluftkammer 9 hinausragt, dient die Untersei­ te ihres Gehäuses 18 als Federlager für die Abstützung des oberen Endes der Schraubenfeder 19. Dadurch ist ein gesondertes Federlager für diesen Zweck nicht erfor­ derlich, so daß die Anzahl der Bauteile verringert und die Größe des Dämpferelementes reduziert werden kann.

Die die Anschlußöffnung 15 und andere Teile an der Ober­ seite des Elementes umgebende Abdeckung 25 ist an dem Rahmen­ körper 23 befestigt. Durch die Abdeckung 25 wird auf wirksame Weise verhindert, daß das im Bereich des Längskanals 11 und der Anschlußöffnung 15 entwickelte Geräusch nach außen dringt. Eine verstärkte Geräuschdämpfungswirkung läßt sich dadurch erreichen, daß die Innenseite der Abdeckung mit einem geräuschschluckenden Werkstoff ausgekleidet wird.

Claims (4)

1. Feder-Dämpferelement mit verstellbarer Kennlinie für Fahrzeuge, bestehend aus einem Teleskopstoßdämpfer und einer einerseits am Gehäuse und andererseits an der Kolbenstange des Teleskopstoßdämpfers abgestützten, die Kolbenstange koaxial umgebenden Luftfeder, welche eine durch die Federungsbewegungen in ihrem Volumen veränderliche Hauptluftkammer und eine zum Verstellen der Federkennlinie durch ein Schaltventil mit der Hauptluftkammer verbindbare und von ihr absperrbare Hilfsluftkammer mit konstantem Volumen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (14) gebildet wird durch mit der Hauptluftkammer (9) bzw. der Hilfsluftkammer (10) kom­ munizierende radiale Bohrungen (12 a und 12 b) in der hohlen Kolbenstange (4) und eine mit diesen nach Art eines Schiebers zusammenwirkende, in an sich bekannter Weise in der Längsbohrung der hohlen Kolbenstange (4) verschieb- und/oder verdrehbar geführte und von außen verstellbare Steuerstange (7), welche zur Verstellung der Federkennlinie und/oder zum Zu- und Abführen von Luft in die bzw. aus der Haupt- und der Hilfsluftkam­ mer (9 bzw. 10) zur Niveauregelung einen mit einer An­ schlußöffnung (15) am äußeren Ende der Kolbenstange (4) verbundenen Längskanal (11) aufweist, der mit den Boh­ rungen (12 a und 12 b) in Verbindung gebracht werden kann und über den die Bohrungen (12 a und 12 b) miteinan­ der verbunden werden können.

2. Feder-Dämpferelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (7) gleichzeitig in an sich bekannter Weise ein zum Ver­ stellen der Dämpferkennlinie dienendes Steuerventil (8) betätigt, mit welchem der wirksame Durchlaßquerschnitt in dem von der Kolbenstange (4) getragenen Dämpferkol­ ben (5) veränderbar ist.

3. Feder-Dämpferelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (7) das Schaltventil (14) und das Steuerventil (8) derart gemeinsam betätigt, daß das Steuerventil (8) bei ge­ schlossenem Schaltventil (14) einen kleineren Durchlaß­ querschnitt einstellt als bei geöffnetem Schaltventil (14).

4. Feder-Dämpferelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Kolbenstange (4) starr verbundene Gehäuse (18) der Hilfsluftkammer (10) im Durchmesser größer ist als die Hauptluftkammer (9) und als Federwiderla­ ger einer die Hauptluftkammer (9) umgebenden Schrau­ benfeder (19) dient, deren anderes Federwiderlager (17) vom Gehäuse (2) den Teleskopstoßdämpfers (1) getragen wird.