DE4407740A1 - Federelement für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Federelement für ein Kraft­ fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Für die Abfederung der Achsen von Fahrzeugen sind zwei mögliche Anordnungen bekannt: entweder sind die Feder und der Dämpfer getrennt auf einem Lenker angeordnet, oder die Feder und der Dämpfer sind konzentrisch ange­ ordnet, d. h. als ein Feder-Dämpferelement, und auf ei­ nem Lenker befestigt.

Bei der ersten Anordnung, also wenn Feder und Dämpfer voneinander getrennt sind, macht das Federelement jede Bewegung des Lenkers, auf dem es angeordnet ist, mit, so daß das Federelement teilweise so stark zusammenge­ drückt wird, daß es aufgrund der an seinen Enden an­ greifenden Druckkräfte ausknickt.

Dieses Ausknicken, das auch im Balg einer Luftfederung bei der Anordnung auf dem Lenker auftritt, zwingt zur Verwendung von steifen Bälgen, welche das Maß der Aus­ knickung eindämmen.

Bei der konzentrischen Anordnung von Feder und Dämpfer auf einem Lenker ist es durch eine Geradführung des Luftfederelementes möglich, dünnere Bälge zu verwen­ den. Infolge dieser Anordnung müssen jedoch Nachteile im Hinblick auf die räumliche Gestaltung des Fahrzeu­ ges in Kauf genommen werden, was beispielsweise einen Verlust an Kofferraumvolumen oder höhere Herstellungs­ kosten aufgrund des relativ großen Raumbedarfs der be­ schriebenen Feder-Dämpferanordnung zur Folge hat.

In der US-PS 30 33 558 ist ein Luftfederelement offen­ bart, welches aus einem einzigen Kolben besteht und die genannten Nachteile der beiden unterschiedlichen Anordnungen nicht aufweist. Allerdings wird bei diesem Luftfederelement noch zusätzlich eine Ausgleichskammer benötigt, in welche die beim Einfederungsvorgang zu­ sammengedrückte im Federelement eingeschlossene Luft­ menge ausweichen kann. Durch das Vorsehen einer zu­ sätzlichen Ausgleichskammer erhöhen sich sowohl die Herstellungskosten als auch der Montageaufwand des Luftfederelementes erheblich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, die genannten Nachteile des Standes der Tech­ nik zu beseitigen, insbesondere ein Federelement für ein Kraftfahrzeug vorzusehen, welches die Vorteile der getrennten Feder- und Dämpferanordnung und der konzen­ trischen Feder- und Dämpferanordnung in sich vereinigt und dabei kostengünstig ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.

Durch die Ausführung des Kolbens als Doppelkolben kön­ nen die genannten Nachteile der getrennten Feder-Dämp­ feranordnung und der konzentrischen Feder-Dämpferan­ ordnung auf einfache Art und Weise umgangen werden, da durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Federele­ mentes ein Ausknicken unmöglich ist und die gesamte Anordnung platzsparend aufgebaut ist, so daß keine Nachteile im Hinblick auf die räumliche Ausgestaltung des Fahrzeuges in Kauf genommen werden müssen.

Durch die Verbindung des erfindungsgemäßen Federele­ mentes mit dem Lenker über ein Koppelglied, welches an seinen Enden jeweils ein Gelenk aufweist, kann sehr schnell und kostengünstig eine Verbindung zwischen dem Lenker und dem Federelement hergestellt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel.

Bezugnehmend auf die Figur ist ein Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Federelement 1 dargestellt, das über ein Koppelglied 2 mit einem Lenker 3 verbunden ist. Das Koppelglied 2 weist an seinen Enden jeweils ein Gelenk auf.

Der Lenker 3 kann sich zum Ein- und Ausfedern um einen Lagerpunkt 4 drehen. Neben der Grundstellung sind in der Figur noch eine eingefederte und eine ausgefederte Stellung des Lenkers 3 und aller damit verbundenen Elemente des Federelementes 1 gestrichelt dargestellt, so daß die Kinematik des Federelementes 1 deutlich er­ kennbar ist.

Das Federelement 1 weist einen äußeren Ringkolben 5 auf, der in einem Gehäuse 6 des Federelementes 1 ge­ führt ist. In dem Ringkolben 5 des Federelementes 1 ist ein zweiter Kolben 7 angeordnet, an dem auch das Koppelglied 2 über eines seiner beiden Gelenke befe­ stigt ist. Das andere Gelenk des Koppelgliedes 2 ist auf dem Lenker 3 angebracht.

Die Führung des Ringkolbens 5 innerhalb des Gehäuses 6 des Federelementes 1 erfolgt durch einen Luftfederbalg 8, der zwischen der Innenwand des Gehäuses 6 und dem Ringkolben 5 angeordnet ist. Aufgrund des innerhalb des Luftfederbalges herrschenden an allen Stellen gleich großen Innendruckes ist der Ringkolben 5 mittig im Gehäuse 6 geführt.

Nahezu gleich ist die Führung des zweiten Kolbens 7, der konzentrisch zum Ringkolben 5 und somit auch kon­ zentrisch zum Gehäuse 6 des Federelementes 1 angeord­ net ist. Die Führung des zweiten Kolbens 7 erfolgt über einen Führungsbalg 9, welcher zwischen der Außen­ wand des zweiten Kolbens 7 und einer topfförmigen Ver­ tiefung 10 im Gehäuse 6 angeordnet ist, so daß die beiden Luftfederbälge 8, 9 auf Abstand zueinander an­ geordnet sind, und zwar spiegelbildlich, da nur hier­ durch eine exakte Führung der Kolben 5, 7, deren An­ ordnung auch als Doppelkolben bezeichnet werden kann, möglich ist. Dies wird auch dadurch erreicht, daß für jeden Kolben 5, 7 des Doppelkolbens eine eigene Füh­ rung als ein eigener Luftfederbalg vorgesehen ist.

Auf seiner Oberseite weist das Gehäuse 6 eine Ab­ deckung 11 in Form einer Kreisringfläche auf, an deren Innenseite der Balg des Federelementes 1 anliegt. Über der topfförmigen Vertiefung 10 ist eine weitere Ab­ deckung 12 angebracht, die ein Eindringen von Schmutz oder Fremdkörpern in die topfförmige Vertiefung 10 und somit auch eine mögliche Beschädigung oder Beeinträch­ tigung der Funktion des Balges verhindert.

Der Ringkolben 5 und der zweite Kolben 7 sind fest miteinander verbunden, so daß bei einer Bewegung des Lenkers 3 diese Bewegung über das Koppelglied 2 auf den zweiten Kolben 7 übertragen wird, welcher dann gleichzeitig den Ringkolben 5 mitbewegt. Der Ringkol­ ben 5 ist auf seiner unteren Stirnseite geschlossen. Begrenzt wird der Innenraum des Doppelkolbens durch die Abdeckung 11, die Seitenwand 6 des Gehäuses 1, die Unterseite des Ringkolbens 5 und durch die Federbälge 8 und 9.

Durch die bereits beschriebene topfförmige Vertiefung 10 bzw. Öffnung im Gehäuse 6 des Federelementes 1 kann der zweite Kolben 7 beim Einfedern des Lenkers 3 nach außen treten.

Bei einem Ausfedern des Lenkers 3, also bezüglich der Zeichnung bei einer Bewegung des Lenkers 3 nach unten, verschwindet der zweite Kolben 7 noch weiter im Gehäu­ se 6 des Federelementes 1 (siehe gestrichelte Linie).

Durch die gelenkige Verbindung des Koppelgliedes 2 an seinen beiden Enden mit dem Federelement 1, d. h. mit dem zweiten Kolben 7 bzw. dem Lenker 3 wird gewährlei­ stet, daß sich keiner der Kolben 5, 7 innerhalb des Ge­ häuses im rechten Winkel zur Längsachse des Gehäuses 6 verschieben und somit die Funktion des erfindungsgemä­ ßen Federelementes beeinträchtigen oder dieses gar zerstören oder beschädigen kann.

Auch unerwünschte Längsverschiebungen eines der Kolben sind hierdurch ausgeschlossen, so daß durch die Kolben 5, 7, die auch als Doppelkolben bezeichnet werden kön­ nen, eine Entkoppelung der Karosserie des Fahrzeuges von den Bewegungen des Lenkers 3 erfolgt, da der Len­ ker 3 und das Gehäuse 6 des Federelementes 1, welches an der Karosserie des Fahrzeuges befestigt wird, nicht über mechanische Bauteile miteinander verbunden sind, wie beispielsweise einer Schraubenfeder, sondern die Verbindung nur über die Bälge und die innerhalb des Luftraumes befindliche Luftmenge erfolgt.

Claims (7)

1. Federelement für ein Kraftfahrzeug, wobei das Fe­ derelement zwischen Karosserie und einem Lenker an­ geordnet ist, und wobei das Federelement als Luft­ feder ausgeführt ist, mit einer Außenführung und einem im Inneren davon angeordneten Kolben mit ei­ nem äußeren Ring bzw. Zylinder, wobei der Kolben über eine Gelenkstange mit dem Lenker verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als Doppelkolben (5, 7) ausgeführt ist, daß der Kolben über ein Koppelglied mit dem Lenker (3) verbunden ist, welches an seinen beiden Enden ein Gelenk aufweist, und daß ein zweiter Luftfeder­ balg (9) vorhanden ist.

2. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Luftfederbälge (8, 9) auf Abstand zuein­ ander angeordnet sind.

3. Federelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Luftfederbälge (8, 9) spiegelbildlich zu­ einander angeordnet sind.

4. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Kolben (5, 7) des Doppelkolbens eine eige­ ne Führung vorgesehen ist.

5. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelkolben einen Ringkolben (5) aufweist, in dem ein zweiter Kolben (7) angeordnet ist.

6. Federelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (7) durch eine Öffnung (10) im Gehäuse (6) nach außen ragt.

7. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenführung in zwei Bereiche jeweils zur Füh­ rung des Ringkolbens (5) und des zweiten Kolbens (7) aufgeteilt ist, wobei der Ringkolben (5) von dem Luftfederbalg (8) und der zweite Kolben (7) von dem Führungsbalg (9) geführt ist.