DE4204939A1 - Luftfeder oder luftfeder-daempfereinheit mit einem luftfederbalg aus elastomerem werkstoff - Google Patents
Luftfeder oder luftfeder-daempfereinheit mit einem luftfederbalg aus elastomerem werkstoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Luftfeder mit einem im Betrieb
druckbeaufschlagten Luftfederbalg aus elastomerem
Werkstoff, der mit jedem seiner beiden offenen Enden an
jeweils einem mit einer abzufedernden Masse verbundenen
Anschlußstück dicht befestigt ist, wobei die beiden
gegeneinander abzufedernden Massen relativ zueinander
bewegbar sind.
Tritt bei luftgefederten Fahrzeugen ein Defekt des
Lufttrockners in der Drucklufterzeugungsanlage auf, kann
es zu einer unzulässigen Kondenswasseransammlung in dem
Innenraum des elastomeren Luftfederbalges kommen. Da der
Innenraum des Luftfederbalges zur Atmosphäre dicht
abgeschlossen ist, ist ein derartiger, einen Defekt an der
Lufterzeugungsanlage anzeigender Kondenswasseranfall nicht
bemerkbar.
Der Kondenswasseranfall führt zu Korrosionsproblemen an
den Anschlußteilen der Luftfederanlage sowie bei niedrigen
Außentemperaturen zu einer Einfriergefahr der relativ
dünnen Luftleitungen. Zudem kann es bei Eisbildung in der
Rollfalte des Luftfederbalges zu Beschädigungen im
Abrollbereich der Luftfeder kommen.
Es ist auch bekannt, eine Luftfeder mit einem
hydraulischen Stoßdämpfer zu kombinieren. Für diese
kombinierte Luftfeder-Dämpfereinheit hat sich im
Kraftfahrzeugbau der Begriff "Luftfederbein" eingebürgert.
Der Luftfederbalg, der überlicherweise ein
Schlauchrollbalg ist, ist mit seinem unteren Ende am
Gehäuse, dem Außenrohr, des hydraulischen Stoßdämpfers
dicht befestigt. Der Rollbalg rollt mit seiner
entstehenden unteren Rollfalte am Außenumfang des Gehäuses
des Stoßdämpfers ab. Die Kolbenstange des Stoßdämpfers
ragt durch den Innenraum des Schlauchrollbalges und ist
mit dem oberen Federbeinlager, das am Fahrzeugrahmen
angebracht ist, befestigt.
Aus der DE-A-35 26 156 ist ein Luftfeder-Dämpfer-Aggregat
bekannt. Dabei steht die hydraulische Dämpferflüssigkeit
unter dem Druck einer gasförmigen Feder. Die
Beaufschlagung durch die Gasdruckfeder führt zu einem
Entweichen der Hydraulikflüssigkeit aus dem
Dämpferinnenraum, wenn die Dichtung zwischen der
Kolbenstange und dem Dämpfergehause nicht vollständig in
Ordnung ist. Die Leckage der Hydraulikflüssigkeit führt zu
einer Flüssigkeitsansammlung bzw. zu einem
Flüssigkeitsnebel in dem Innenraum des Luftfederbalges,
der von dem Fahrer oder dem das Fahrzeug überholenden
Mechaniker nicht bemerkt werden kann.
Ein Austreten der Stoßdämpferflüssigkeit verringert die
Wirkung des Stoßdämpfers und verursacht eine
Verschlechterung der Fahreigenschaften. Zudem greift die
Stoßdämpferflüssigkeit den elastomeren Luftfederbalg, die
Schlauchleitungen, die Magnetventile, den Kompressor und
den Lufttrockner an, da sie besonders gegen elastomere
Bauteile aggressiv reagiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in den
Luftfederbalg einer Luftfeder eindringende bzw. sich
ansammelnde Flüssigkeit oder Feuchtigkeit zu erkennen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Luftfeder ein auf Flüssigkeit oder Feuchtigkeit
reagierendes Sensorelement aufweist, das den von dem
Luftfederbalg und seinen Anschlußteilen gebildeten,
abgeschlossenen Federraum sensiert.
Tritt aufgrund eines Defektes Flüssigkeit in den
abgeschlossenen Federraum, wird diese je nach dem Aufbau
und der Anordnung des Sensors ab einem bestimmten
Grenzwert erfaßt. Das dadurch entstehende Ausgangssignal
des Sensors dient als Meldung, daß ein ungewünschter
Flüssigkeitsanfall in dem Federraum und damit in dem
Luftfederbalg vorhanden ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zur
vertikalen Abfederung von zwei Massen ist dadurch
gekennzeichnet, daß das Anschlußteil der unteren Masse
einen zum Innenraum des Luftfederbalges offenen Sammelraum
aufweist, dem ein auf Flüssigkeit oder Feuchtigkeit
reagierendes Sensorelement zugeordnet ist.
In dem unteren Sammelraum wird die in den Innenraum des
Luftfederbalges eintretende Flüssigkeit gesammelt. Der
dort zugeordnete Sensor kann je nach seinem Aufbau und
seiner Anordnung diese Flüssigkeit erfassen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist gemäß
Anspruch 3 das untere Anschlußteil als Abrollkolben für
einen als Rollbalg aufgebauten Luftfederbalg ausgebildet.
Ist der Sammelraum gemäß Anspruch 4 kreisringförmig am
Außenumfang des Anschlußteiles angeordnet, so kann der
Sammelraum als Abrollkolben für den Luftfederbalg dienen
und eine im unteren Bereich gut zugängliche Stelle zur
Positionierung des Sensorelementes bieten.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist
das Sensorelement in der Außenwand des Sammelraumes
angeordnet.
Die Erfindung betrifft auch ein Feder-Dämpfer-Aggregat,
insbesondere Luftfederbein, zwischen einem Fahrzeugrahmen
und einer Achse eines Fahrzeugs, mit einer einen
Luftfederbalg aufweisenden Luftfeder und einem
hydraulischen oder pneumatischen Stoßdämpfer, wobei der
Luftfederbalg mit seinem einen Ende an einem Anschlußteil
der abzufedernden Masse und mit seinem anderen Ende am
Außenrohr des Stoßdämpfers befestigt ist, dessen
Kolbenstange durch den vom Luftfederbalg und seinen
Anschlußteilen gebildeten Federraum ragt. Um bei einer
defekten Kolbenstangendichtung die heraustretende
hydraulische Dämpferflüssigkeit oder die gegebenenfalls Öl
bzw. Wasser enthaltende Luft zu detektieren, weist das
Feder-Dämpfer-Aggregat ein auf Flüssigkeit oder
Feuchtigkeit reagierendes Sensorelement auf, das den von
dem Luftfederbalg und seinen Anschlußteilen gebildeten,
abgeschlossenen Federraum sensiert.
Durch diese Ausbildung ist es möglich, daß ein Austreten
der hydraulischen Stoßdämpferflüssigkeit oder Eindringen
von Luftfeuchtigkeit erkannt wird und die entsprechende
Reparatur des Luftfederbeins in die Wege geleitet werden
kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Federdämpferaggregats
ist um das Außenrohr des Stoßdämpfers ein
kreisringförmiger Sammelraum angeordnet, der zum Innenraum
des Luftfederbalges offen ist, wobei dem Sammelraum ein
auf Flüssigkeit reagierendes Sensorelement zugeordnet ist.
Der Sammelraum bietet eine definierte Stelle, in dem sich
die Flüssigkeit sammeln wird, so daß eine eindeutige
Positionierung des Sensorelementes möglich ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Federdämpferaggregats wird im Anspruch 8
gekennzeichnet.
Vorteilhafterweise weist das Sensorelement einen
Signalausgang auf, der mit einer stationären oder mobilen
elektronischen Auswerteeinheit verbindbar ist. Dadurch ist
es möglich, daß beispielsweise dem Fahrer eines
Nutzfahrzeuges, das mit einer entsprechenden Luftfederung
ausgestattet ist, am Armaturenbrett ein etwaiger Anfall
von Flüssigkeit in der Luftfeder signalisiert werden kann
oder daß die Luftfederanlage bei der Wartung in einer
Werkstatt überprüft werden kann.
Gemäß Anspruch 10 weist das Sensorelement einen bei
Benetzung veränderlichen elektrischen Widerstand auf.
Sobald das Sensorelement von einer Flüssigkeit umgeben
oder benetzt wird, ändert es seinen elektrischen
Widerstand. Die Widerstandsänderung wird als Signal für
einen Flüssigkeits- bzw. Feuchtigkeitsanfall benutzt.
Anhand der Zeichnung werden nachstehend drei schematische
Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Feder-Dämpfer-Einheit im Ausschnitt,
Fig. 2 eine Luftfeder-Dämpfer-Einheit im Schnitt, bei der
der Luftfederbalg auf dem Außenrohr des
Stoßdämpfers abrollt,
Fig. 3 eine Luftfeder mit einem auf einem Abrollkolben
abrollenden Schlauchrollbalg.
Ein Außenrohr 1 eines hydraulischen Stoßdämpfers A (Fig.
1) ist im oberen Bereich von einem Rohrstück 2 mit Abstand
umgeben, das an seinem unteren Ende eine reduzierte
Führungsöffnung 3 aufweist, deren Innendurchmesser dem
Außendurchmesser des Außenrohres 1 entspricht. Das
Rohrstück 2 ist in diesem Bereich über einen eingelegten
O-Dichtungsring 4 abgedichtet. Nach oben endet das
Rohrstück 2 zu einem Federraum 5 einer Luftfeder B hin
offen. Durch diese Konstruktion wird ein kreisringförmiger
Sammelraum 6 zwischen Außenrohr 1 und Rohrstück 2
gebildet. Das Rohrstück 2 weist am unteren Ende
Befestigungsschlitze 10 zum Eingriff einer hier nicht
gezeigten Befestigungsklammer auf.
In der Wand 7 des Rohrstückes 2 ist an einer Stelle in der
Nähe des Bodens 8 ein die Wand 7 durchdringendes
Sensorelement 9 angeordnet. Dieses Sensorelement 9 ändert
seinen elektrischen Widerstand, sobald es von einer
Flüssigkeit umgeben ist. Dadurch ändert sich das
elektrische Signal am Ausgang 11 des Sensorelementes 9,
das über eine Leitung 12 einer hier nicht gezeigten
elektronischen Auswerteeinheit zugeführt wird.
Das innere Ende 13 eines Schlauchrollbalges 14 ist am
oberen äußeren Rand des Rohrstückes 2 über einen Spannring
15 dicht befestigt. Das andere Ende 16 des
Schlauchrollbalges 14 ist an einer Schutzglocke 17 als
Anschlußteil, das am Fahrzeugrahmen angeordnet ist,
ebenfalls dicht befestigt. Die sich im Betrieb bildende
Rollfalte 18 des Schlauchrollbalges 14 rollt auf dem
Außenmantel des zylindrischen Rohrstückes 2 ab. Die
Schutzglocke 17 weist einen Luftanschluß 19 auf.
Eine Kolbenstange 21 ragt aus dem Außenrohr 1 des
Stoßdämpfers heraus und erstreckt sich durch den Innenraum
des Schlauchrollbalges 14 und aus der Schutzglocke 17
durch einen O-Ring 20 abgedichtet heraus zum hier nicht
gezeigten oberen Federbeinlager. Die Kolbenstange 21, die
mit einem hydraulisch beaufschlagbaren Kolben innerhalb
des Außenrohres 1 des Stoßdämpfers gekoppelt ist, ist über
eine im Außenrohr 1 eingesetzte Kolbenstangendichtung 22
abgedichtet.
Bei einem Defekt der Kolbenstangendichtung 22 tritt eine
Leckage 23 von Stoßdämpferöl auf der Stirnseite des
Außenrohres 1 aus und gelangt in den Innenraum der
Luftfeder B. Der Ölnebel schlägt sich nieder und sammelt
sich auf dem Boden 8 des ringförmigen Sammelraumes 6.
Erreicht das Niveau der sich ansammelnden Flüssigkeit
einen bestimmten, durch die Anordnung des Sensorelementes
9 festgelegten Wert, ändert das Sensorelement 9 aufgrund
der Benetzung seinen elektrischen Widerstand, so daß das
an dem Signalausgang 11 anstehende Ausgangssignal
signifikant verändert wird. Die Signaländerung wird von
einer elektronischen Auswerteeinheit erfaßt und z. B. über
eine Warnlampe oder einen Summer dem Fahrer des Fahrzeuges
mitgeteilt oder bei einer Wartung von einer stationären
Auswerteeinrichtung erfaßt.
Die in der Fig. 2 dargestellte Federdämpfereinheit weist
einen Schlauchrollbalg 14 auf, der mit seinem
innenliegenden Ende 13 direkt am Außenrohr 1 des
Stoßdämpfers A über einen Spannring 15 direkt befestigt
ist. Die Rollfalte 18 des Schlauchrollbalges 14 rollt auf
dem Außenumfang des Außenrohres 1 ab.
Die Kolbenstange 21 des Stoßdämpfers A ragt durch eine
Schutzglocke 17 und weist an ihrem Ende Befestigungsteile
33 zur Befestigung an einem Fahrzeugrahmen auf. Am unteren
Ende des Außenrohres 1 sind Befestigungsteile 34 zur
Befestigung des Federbeins an einer Fahrzeugachse
angebracht.
Über eine im Stoßdämpfer A verlegte elektrische Leitung 31
steht ein oberhalb der Einspannstelle 32 des
Schlauchrollbalges 14 angeordnetes Sensorelement 9 mit
einer Ausgangsleitung 12 in Verbindung. Aus dem
Stoßdämpfer A austretende Dämpferflüssigkeit 23 sammelt
sich in der Rollfalte 18 des Luftfederbalges 14 selbst und
kann dort entsprechend detektiert werden.
Es ist auch möglich, wenn der Anfall von Luftfeuchtigkeit
wahrscheinlich ist, ein Sensorelement 9′ in der Wand der
Schutzglocke 17 anzuordnen.
In der Fig. 3 wird eine Luftfeder B gezeigt, die einen als
Schlauchrollbalg 14 ausgebildeten Luftfederbalg aufweist.
Der Luftfederbalg 14 ist mit seinem unteren, inneren Ende
13 an einem topfförmigen Abrollkolben 41 über einen
metallischen Spannring 15 befestigt.
Das äußere Ende 16 des Schlauchrollbalges 14 ist über
einen Spannring 40 an einer Schutzglocke 17 befestigt, die
einen zentrischen, durchbohrten Befestigungsbolzen 42 zur
Befestigung an einem Fahrzeugrahmen 43 trägt.
Der Abrollkolben 41 ist zum Federraum 5 hin offen, so daß
sich in den Federraum 5 eintretende Feuchtigkeit am Boden
des Abrollkolbens 41 sammeln wird. In der Nähe des Bodens
ist ein Sensorelement 9 in der Wand des Abrollkolbens 41
angeordnet, dessen Ausgang 11 über eine Signalleitung 12
mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbindbar ist.
Der Abrollkolben 41 weist auf seiner Unterseite einen
Gewindebolzen 44 auf, mit dem er an einem Achsteil 45
befestigt ist.
Bezugszeichenliste
A Stoßdämpfer
B Luftfeder
1 Außenrohr
2 Rohrstück
3 Führungsöffnung
4 O-Dichtungsring
5 Federraum
6 Sammelraum
7 Wand
8 Boden
9 Sensorelement
10 Befestigungsschlitze
11 Signalausgang
12 Signalleitung
13 inneres Ende
14 Schlauchrollbalg
15 Spannring
16 äußeres Ende
17 Schutzglocke
18 Rollfalte
19 Luftanschluß
20 O-Ring
21 Kolbenstange
22 Kolbenstangendichtung
23 Leckage
31 elektrische Leitung
32 Einspannstelle
33 Befestigungsteile
34 Befestigungsteile
40 Spannring
41 Abrollkolben
42 Befestigungsbolzen
43 Fahrzeugrahmen
44 Gewindebolzen
45 Achsteil
B Luftfeder
1 Außenrohr
2 Rohrstück
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4 O-Dichtungsring
5 Federraum
6 Sammelraum
7 Wand
8 Boden
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13 inneres Ende
14 Schlauchrollbalg
15 Spannring
16 äußeres Ende
17 Schutzglocke
18 Rollfalte
19 Luftanschluß
20 O-Ring
21 Kolbenstange
22 Kolbenstangendichtung
23 Leckage
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32 Einspannstelle
33 Befestigungsteile
34 Befestigungsteile
40 Spannring
41 Abrollkolben
42 Befestigungsbolzen
43 Fahrzeugrahmen
44 Gewindebolzen
45 Achsteil
Claims (10)
1. Luftfeder mit einem im Betrieb druckbeaufschlagten
Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff, der mit jedem
seiner beiden offenen Enden an jeweils einem mit einer
abzufedernden Masse verbundenen Anschlußstück dicht
befestigt ist, wobei die beiden gegeneinander
abzufedernden Massen relativ zueinander bewegbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftfeder (B) ein auf Flüssigkeit oder
Feuchtigkeit reagierendes Sensorelement (9) aufweist,
das den von dem Luftfederbalg (14) und seinen
Anschlußteilen (1, 17) gebildeten, abgeschlossenen
Federraum (5) sensiert.
2. Luftfeder nach Anspruch 1, zur vertikalen Abfederung
von zwei Massen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlußteil (1) der unteren Masse einen zum
Innenraum (5) des Luftfederbalges (14) offenen
Sammelraum (6) aufweist, dem ein auf Flüssigkeit oder
Feuchtigkeit reagierendes Sensorelement (9) zugeordnet
ist.
3. Luftfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das untere Anschlußteil als
Abrollkolben (41) für einen als Rollbalg aufgebauten
Luftfederbalg (14) ausgebildet ist.
4. Luftfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sammelraum (6) am Außenumfang des
Anschlußteiles (1) kreisringförmig angeordnet ist.
5. Luftfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Sensorelement (9) in der Außenwand (7) des
Sammelraumes (6) angeordnet ist.
6. Feder-Dämpfer-Aggregat, insbesondere Luftfederbein,
zwischen einem Fahrzeugrahmen und einer Achse eines
Fahrzeuges, mit einer einen Luftfederbalg aufweisenden
Luftfeder und einem hydraulischen oder pneumatischen
Stoßdämpfer, wobei der Luftfederbalg mit seinem einen
Ende an einem Anschlußteil der abzufedernden Masse und
mit seinem anderen Ende am Außenrohr des Stoßdämpfers
befestigt ist, dessen Kolbenstange durch den vom
Luftfederbalg und seinen Anschlußteilen gebildeten
Federraum ragt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Feder-Dämpfer-Aggregat (A, B) ein auf
Flüssigkeit oder Feuchtigkeit reagierendes
Sensorelement (9) aufweist, das den von dem
Luftfederbalg (14) und seinen Anschlußteilen (1, 17)
gebildeten, abgeschlossenen Federraum (5) sensiert.
7. Feder-Dämpfer-Aggregat nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet,
daß um das Außenrohr (1) des Stoßdämpfers (A) ein
kreisringförmiger Sammelraum (6) angeordnet ist, der
zum Innenraum des Luftfederbalges (14) offen ist,
und daß dem Sammelraum (6) ein auf Flüssigkeit
reagierendes Sensorelement (9) zugeordnet ist.
8. Feder-Dämpfer-Aggregat nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet,
daß das Sensorelement (9) in der Außenwand (7) des
Sammelraumes (6) angeordnet ist.
9. Luftfeder oder Feder-Dämpfer-Aggregat nach einem der
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sensorelement (9) einen Signalausgang (11) aufweist,
der mit einer stationären oder mobilen elektronischen
Auswerteeinheit verbindbar ist.
10. Luftfeder oder Feder-Dämpfer-Aggregat nach einem der
Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sensorelement (9) ein bei Flüssigkeitsbenetzung
veränderliches elektrisches Widerstandselement
aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4204939A DE4204939C2 (de) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Luftfeder oder Luftfeder-Dämpfereinheit mit einem Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4204939A DE4204939C2 (de) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Luftfeder oder Luftfeder-Dämpfereinheit mit einem Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4204939A1 true DE4204939A1 (de) | 1993-08-26 |
DE4204939C2 DE4204939C2 (de) | 1999-05-20 |
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ID=6452028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4204939A Expired - Fee Related DE4204939C2 (de) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Luftfeder oder Luftfeder-Dämpfereinheit mit einem Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4204939C2 (de) |
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---|---|---|---|---|
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