DE3447750C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftfederanordnung für eine Radaufhängung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Luftfederanordnung gilt aus der DE-OS 34 46 152 als bekannt.

Dort ist das mit der Kolbenstange des Stoßdämpfers verbundene feste Teil durch die Buchse und durch die Hilfsluftkammer hindurchgeführt und reicht bis zu der Hauptluftkammer. Der Ventilkörper ist in dem durch die Hilfsluftkammer führenden Teil des festen Teiles angeordnet. Die Bauhöhe des festen Teiles beeinflußt daher bei den heutigen flachen, aeor­ dynamischen Autokarosserien in ungünstiger Weise die Gesamtlänge der Luftfederanordnung. Darüber hinaus muß die Hilfsluftkammer in ihrer Form sorgfältig an den Einbauraum angepaßt werden, damit sie ein ausreichendes Volumen aufweist.

Bei derartigen Luftfederanordnungen ist es möglich, die Dämpfungskapazität einzustellen, d. h., die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers und die Federkonstante der Luftfederung zu beein­ flussen. Bei diesem Typ einer Aufhängung hat der Stoßdämpfer eine Einrichtung zur Einstellung der Dämpfungskraft, die in Verbindung mit dem Stoßdämpferkolben vorgesehen ist. Die Luft­ federung ihrerseits umfaßt eine mit Druckluft gefüllte Haupt­ luftkammer, die durch Umgeben des Stoßdämpfers mit einem Gehäuse und einer Membran (Rollbalg) gebildet ist, und eine Hilfsluftkammer (zusätzliche Luftkammer), wobei eine Verbindung zwischen der Haupt- und der Hilfsluftkammer mit Hilfe eines Ventils hergestellt und abgeschlossen werden kann.

Dieser Aufhängungstyp verwendet eine Einrichtung zur gleich­ zeitigen Einstellung der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers und der Federkonstanten der Luftfederung, wobei sich herkömmlicher­ weise eine einzelne Steuerstange von einem Antrieb in einer Kolbenstange des Stoßdämpfers zur Einstellung der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers auf der einen Seite und der Federkonstanten der Luftfederung auf der anderen Seite erstreckt.

Die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers kann nun durch Vorgabe eines geringen Drehwinkels der Steuerstange eingestellt werden, wodurch eine in der Steuerstange vorgesehene Austrittsöffnung gegen eine in der Kolbenstange vorgesehene Bohrung verschoben wird. Andererseits ist zur Variation der Federkonstanten der Luftfederung ein großer Drehwinkel der Steuerstange zum Herstellen und Absperren der Verbindung zwischen der Haupt- und Hilfsluftkammer notwendig. Somit ist herkömmlicherweise ein großer Drehwinkel, der größer ist als der zur Einstellung der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers ursprünglich notwendige, mit der Steuerstange erforderlich, wodurch die Steuerstange zusätzliche Arbeit verrichten muß. Dieses bedeutet eine uner­ wünschte zusätzliche Belastung des Antriebs.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Luftfederanordnung der eingangs beschriebenen Art vorzusehen, bei der die Bauhöhe verringert ist, so daß der Einbau in flache, aeordynamisch günstige Autokarosserien erleichtert wird, ohne daß die Herstellung des Gehäuses der Zusatzluftkammer erschwert wird.

Dieses Aufgabe wird durch die Luftfederanordnung der eingangs beschriebenen Art gelöst, die durch die Merkmale des Patentan­ spruches 1 gekennzeichnet ist.

Weitere Einzelheiten der Luftfederanordnung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer Luftfederanordnung mit einer Einrichtung zur Ein­ stellung der Dämpfungskapazität und

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist eine Luftfederanordnung 10 einen Stoßdämpfer 12, eine den Stoßdämpfer 12 umgebende Luftfederung 14 und eine Einrichtung 16 zum Einstellen der Dämpfungskapazi­ tät der Luftfederanordnung 10 auf, wobei die Einrichtung 16 ein Auflager 20 zur Verbindung des Stoßdämpfers 12 mit der Karosserie 18 und einen Stellantrieb 22 aufweist.

Der Stoßdämpfer 12 weist einen Zylinder 24, einen verschiebbar in dem Zylinder 24 angeordneten Kolben und eine mit dem Kolben verbundene und aus dem Zylinder 24 herausragende Kolbenstange 26 auf. Der Kolben ist mit Durchlaßöffnungen versehen, durch die Dämpfungsflüssigkeit strömt, wenn die Kolbenstange 26 herausgezogen oder eingeschoben wird, und mit Ventilkörpern zum Öffnen und Schließen der Durchlaßöffnungen. Die Kolbenstange 26 weist eine Bohrung zum Herstellen einer Verbindung zwischen den Flüssigkeitskammern oberhalb und unterhalb des Kolbens auf. Weiter hat die Kolbenstange 26 eine in Längsrichtung verlaufende Bohrung 28, die sich axial zur oberen Endfläche hin öffnet. Der Stoßdämpfer 12 ist an seinem unteren Ende an einem Führungslenker befestigt. Dieser Aufbau ist ausreichend bekannt und daher nicht in der Zeichnung gezeigt. Als Stoßdämpfer 12 kann ein solcher in Einrohr- oder auch ein solcher in Zweirohr-Bauweise verwendet werden.

Die Luftfederung 14 besteht aus einer Hauptluftkammer 30 und einer Hilfsluftkammer 32, die mit Druckluft gefüllt sind. Die Hauptluftkammer 30 wird von einem Gehäuse 34 in Verbindung mit einem Rollbalg 36 gebildet, und die Hilfsluftkammer 32 wird von dem Gehäuse 34 durch eine Trennwand 38 abgeteilt.

Das Gehäuse 34 hat ein ringförmiges Deckenteil 42, das an dem gesamten inneren Randbereich mit dem Lageteil 40 des Auflagers 20 verschweißt ist, ein erstes rohrförmiges Teil 43, das mit dem Deckenteil 42 eine Einheit bildet und daran anschließend ein zweites rohrförmiges Teil 44. In der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Schrauben 46, von denen nur eine gezeigt ist, mit dem Deckenteil 42 des Gehäuses 34 verbunden, wobei der luftdichte Zustand durch Verschweißen hergestellt wird, und verbindet über Muttern 47 das Gehäuse 34 mit der Karosserie 18. Der äußere Randbereich der Trennwand 38 ist mit dem ersten rohrförmigen Teil 43 des Gehäuses 34 und der innere Randbereich der Trennwand 38 ist mit dem Lagerteil 40 verschweißt. Das zweite rohrförmige Teil 44 des Gehäuses 34 ist an das erste rohrförmige Teil 43 angesetzt und mit diesem über den gesamten Randbereich verschweißt.

Der Rollbalg 36 ist zylindrisch aus Gummi gebildet und unge­ fähr auf den mittleren Teil so zurückgefaltet, daß das äußere Ende desselben zwischen das zweite rohrförmige Teil 44 des Gehäuses 34 und einen Ring 48 eingeschoben und durch Verstemmen des Ringes 48 an dem Gehäuse 34 befestigt ist. Das innere Ende des Rollbalgs 36 ist auf den zylindrischen Druckkolben 50 aufmontiert, der an den Zylinder 24 des Stoßdämpfers 12 angeschweißt ist.

Das Auflager 20 weist ein mit der Kolbenstange 26 des Stoßdämpfers 12 verbundenes festes Teil 52, eine aus Gummi gebildete Buchse 54 und das Lagerteil 40 auf. Das feste Teil 52 ist aus einem Material hoher Festigkeit gebildet und weist einen runden Teil auf, der wie in Fig. 2 gezeigt mit einer Bohrung 56, durch die die Kolbenstange 26 ragt, einer Bohrung 57, die parallel zur Bohrung 56 von der oberen Endfläche aus zum dazwischenliegenden Teil zur Aufnahme eines Ventilkörpers 60 angeordnet ist, einer Bohrung 58, die parallel zur Bohrung 57 von der unteren Endfläche aus zum mittleren Teil angeordnet ist und einer Bohrung 59 versehen ist, die sich seitlich zur äußeren Oberfläche durch die Bohrungen 57, 58 erstreckt.

Die Buchse 54 ist vulkanisiert und haftet mit ihrer inneren Oberfläche an dem festen Teil 52 und mit der äußeren Oberfläche an einer Hülse 62, die luftdicht in das Lagerteil 40 eingepreßt ist. Diese Buchse 54 hat eine Bohrung 64, die mit der Bohrung 59 in dem festen Teil 52 in Verbindung steht und sich zur Hilfsluftkammer 32 hin öffnet. Die Hauptluftkammer 30 steht mit der Hilfsluftkammer 32 über eine Bohrung 41 in dem Lagerteil 40, die Bohrungen 58; 59 in dem festen Teil 52, die Bohrung 64 in der Buchse 54 und Bohrungen 65, die in der Hülse 62 bzw. dem Lagerteil 40 gegenüber der Bohrung 64 vorgesehen sind, in Verbindung.

In der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist das Auflager 20 mit der Karosserie 18 über das Gehäuse 34 verbunden. In diesem Fall wird, wenn der effektive Durchmesser d des Auflagers 20 kleiner als der Wirkdurchmesser D des Rollbalgs 36 ist, π P(D ²-d ²)/4 der Kräfte, bezogen auf den internen Druck P der Luftfederung, von dem Gehäuse 34 direkt zur Autokarosserie 18 übertragen, so daß die Federkonstante der Buchse 54 des Auflagers 20 zum Zwecke eines besseren Fahrverhaltens verringert werden kann.

Ein Paar Hülsen 68, zwischen denen ein abdichtender O-Ring 66 angeordnet ist, sind in die längs verlaufende Bohrung 28 in der Kolbenstange 26 eingepreßt, und eine Steuerstange 70 ist drehbar in der längs verlaufenden Bohrung 28, durch den O-Ring 66 abgedichtet, angeordnet. Die Steuerstange 70 hat eine Durch­ laßöffnung (nicht gezeigt), die diametral am unteren Ende vorgesehen ist und die der Bohrung zum Herstellen der Verbindung zwischen den Flüssigkeitskammern oberhalb und unterhalb des Kolbens gegenüberliegend angeordnet werden kann. Das obere Ende der Steuerstange 70 ist als abgeflachter Teil 71 gebildet.

Ein Ring 72 ist mit der Kolbenstange 26 verschweißt. Ein abdichtender O-Ring ist in der Bohrung 56 in dem festen Teil 52 angebracht, und die Kolbenstange 26 ragt durch die Bohrung 56 hindurch, so daß der Ring 72 an das feste Teil 52 anstößt. Eine Mutter 76 ist so auf die Kolbenstange 26 geschraubt, daß die Kolbenstange 26 mit dem festen Teil 52 verbunden ist und durch einen O-Ring luftdicht abgeschlossen ist.

In die Bohrung 57 ist ein Ventilkörper 60 drehbar eingesetzt. Der Ventilkörper 60 bildet eine Einheit mit einem verschieb­ baren Teil 78, und ein abgeflachter Teil 79 ragt aufwärts durch ein Teil mit reduziertem Durchmesser, wobei das verschiebbare Teil 78 mit einer sich diametral erstreckenden Bohrung 80 versehen ist. Die Bohrung 80 kann in Verbindung mit der Bohrung 59 in dem festen Teil 52 gebracht werden. Der Ventilkörper 60 ist in die Bohrung 57 eingefügt, und ein Paar Hülsen 84, zwischen die ein abdichtender O-Ring 82 eingepaßt ist, sind in die Bohrung 57 eingepreßt, so daß der Ventilkörper 60 in der Bohrung 57 luftdicht angeordnet ist. Wenn dieser Ventilkörper 60 z. B. um 90° gedreht wird, dann wird die Hauptluftkammer 30 von der Hilfsluftkammer 32 abgeschlossen.

Der Antrieb 22 weist eine Dreheinrichtung 86, ein erstes Zahnrad 88, ein gestuftes zweites Zahnrad 90, eine erste Welle 92, ein drittes Zahnrad 94 und eine zweite Welle 96 auf. Während in der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform die Dreheinrichtung 86 ein elektrischer Motor ist, kann für diese andererseits ein hydraulischer Motor, eine Kombination aus einer Zahnstange und einem Getriebe, das von einem hydrauli­ schen Zylinder angetrieben wird, oder ähnliches, verwendet werden. Die Dreheinrichtung 86 ist auf einer Grundplatte 98 befestigt, die gegen Verdrehen gesichert auf einem Haltewinkel 100 sitzt, der mit dem festen Teil 52 durch eine Schraube 76 verbunden ist.

Die Grundplatte 98 weist zwei parallele Bohrungen auf, die mit den zwei Bohrungen 56 und 57 in dem festen Teil 52 fluchten, wobei eine Lagerhülse 102 drehbar in die eine Bohrung und eine Lagerhülse 104 drehbar in die andere Bohrung eingefügt ist. Das zweite Zahnrad 90 ist am unteren Ende der Lagerhülse 102 befestigt, die am oberen Ende mit einem Nutenpaar 103 auf dem Umfang im Abstand von 180° versehen ist. Ein in die erste Stange 92 eingepreßter Splint 106 ist in der Nut 103 angeordnet und ein Sprengring 108 ist auf der Lagerhülse 102 zur Verhinderung des Herausrutschens der Stange 92 befestigt. Der Splint 106 in der ersten Stange 92 berührt ebenfalls die Endfläche der Grundplatte 98, um zu verhindern, daß sich die Lagerhülse 102 abwärts verschiebt.

Die Lagerhülse 104, deren unteres Ende an dem dritten Zahnrad 94 befestigt ist, ist auf dieselbe Weise mit der zweiten Stange 96 verbunden wie die Lagerhülse 102 mit der ersten Stange 92. Demgemäß sind die erste Stange 92 und die zweite Stange 96 zueinander parallel angeordnet und erstrecken sich durch das feste Teil 52 hindurch, wobei das untere Zahnrad des zweiten Zahnrads 90 mit dem dritten Zahnrad 94 in Eingriff steht. Das obere Zahnrad des zweiten Zahnrads 90 steht in Eingriff mit dem ersten Zahnrad 88, das direkt mit der Antriebswelle der Dreh­ einrichtung 86 verbunden ist. Anstatt, wie in dieser Anordnung gewählt, kann das erste, zweite und dritte Zahnrad so angeordnet sein, daß diese miteinander in Eingriff stehen. Somit kann durch geeignete Wahl der Anzahl der Zähne eines jeden Zahnrades der Drehwinkel der ersten 92 und zweiten Stange 96 festgelegt werden.

Die erste und zweite Stange 92 und 96 sind an ihren unteren Enden jeweils mit Schlitzen 110 und 112 versehen. Das erste Teil 71 der Steuerstange 70 und das abgeflachte Teil 79 des Ventilkörpers 60 sind jeweils in einen Schlitz 110 der ersten Stange bzw. einen Schlitz 112 der zweiten Stange eingefügt.

Betriebsweise der Ausführungsform:

Beim Fahren eines Kraftfahrzeuges wird die Dreheinrichtung 86 des Stellantriebs 22 so angesteuert, daß einerseits die Steuerstange 70 über die Zahnräder 88 und 90, die Lagerhülse 102 und die erste Stange 92 zur Einstellung der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers gedreht wird und andererseits der Ventilkörper 60 über die Zahnräder 90 und 94, die Lagerhülse 104 und die zweite Stange 96 zum Herstellen oder Absperren der Verbindung zwischen der Hauptluftkammer 30 und der Hilfsluftkammer 32 gedreht wird, um die Federkonstante der Luftfederung einzustellen. In diesem Fall wird die Einstellung im allgemeinen so durchgeführt, daß die Federkonstante der Luftfederung härter ist, wenn die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers größer wird und weicher ist, wenn dieselbe klein wird. Weitere Einstellungen können jedoch entsprechend dem Typ des Fahrzeugs erforderlich sein.

Bei Federungsbewegungen der Fahrzeugräder wird der Stoßdämpfer 12 so belastet, daß die Buchse 54 des Auflagers 20 verformt wird. Die zwei Stangen 92 und 96 des Stellantriebs 22 sind gegenüber dem festen Teil des Auflagers 20 angeordnet, so daß die relative räumliche Beziehung der beiden Stangen zueinander nicht verändert wird und somit keine Probleme für die Einstell­ einrichtung entstehen.

Mit der beschriebenen Luftfederanordnung ist es möglich, mit ein und demselben Antrieb nicht nur die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers und die Federkonstante der Luftfederung einzustellen, sondern es kann ebenfalls ein optimaler Betriebs­ bereich der luftgefederten Aufhängung jeweils gewählt werden, da die Steuerstange zum Einstellen der Dämpfungskraft des Stoß­ dämpfers und der Ventilkörper zur Einstellung der Federkonstan­ ten der Luftfederung über die Zahnradübersetzung in einem individuellen Verhältnis angesteuert werden könnne.

Claims (4)

1. Luftfederanordnung mit einem Stoßdämpfer für eine Radaufhängung, wobei der Stoßdämpfer eine Kolbenstange aufweist, in der eine Steuerstange zur Einstellung der Dämpfungskraft angeordnet ist, und mit einer Luftfederung, die aus einer Hauptluftkammer und einer Hilfsluftkammer gebildet ist, einem Ventilkörper zum Herstellen und Absperren einer Ver­ bindung zwischen den beiden Luftkammern, um die Federkonstante der Luftfederung einzustellen, einem Auflager, das mit einer Karosserie verbunden ist und das ein festes Teil aufweist, mit dem die Kolbenstange des Stoßdämpfers verbunden ist und in dem der Ventilkörper angeordnet ist und mit einer elastischen Buchse, die das feste Teil auf seiner Außenseite umgibt und Kräfte und Bewegungen der Kolbenstange gegen die Karosserie abstützt und einem Stellantrieb, der über dem Auflager zur Ansteuerung der Steuerstange und des Ventilkörpers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung von Haupt- und Hilfluftkammer über die Buchse (54) erfolgt, die hierfür eine Bohrung (64) aufweist, die sich zur Hilfsluftkammer (32) hin öffnet.

2. Luftgefederte Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (22) an der Kolbenstange (26) befestigt ist.

3. Luftgefederte Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptluftkammer (30) aus einem Gehäuse (34) und einem Rollbalg (36) als Membran gebildet ist und das Auflager (20) mit der Karosserie (18) über das Gehäuse (34) verbunden ist und der effektive Durchmesser des Auflagers (20) kleiner ist als der des Rollbalgs (36).

4. Luftgefederte Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (34) ein Deckenteil (42) aufweist, das mit der Karosserie (18) verbunden ist.