DE4407740C2 - Luftfeder für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder für Kraftfahr­ zeuge 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 3 033 558 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.

Aus der US 4 493 481 ist eine Luftfeder für Kraft­ fahrzeuge mit geschlossenem Federvolumen und zwei un­ terschiedlich großen, entgegengesetzt beaufschlagten, voneinander abgewandten wirksamen und in ihrer Größe federwegabhängig veränderlichen Federflächen bekannt, wobei die Federflächen koaxial gegeneinander abge­ stützt sind. Das Federvolumen ist durch zwei eine ge­ meinsame Kammer begrenzende Rollbälge gebildet, deren voneinander abgewandte wirksame Flächen auf starr mit­ einander verbundenen Federkolben unterschiedlichen Durchmessers derart abgestützt sind, daß die Verfor­ mungen der Rollbalgschleifen bei Federbewegungen sich etwa ausgleichende Volumenänderungen ergeben. Die Federkraft ist einerseits über die Federkolben und andererseits über einen den Rollbalgwänden zugeord­ neten Mantel übertragen.

Nachteilig an der in der genannten Entgegenhaltung of­ fenbarten Luftfeder ist jedoch, daß diese einen Zug­ anker aufweist, welcher durch das geschlossene Feder­ volumen hindurchgeführt ist, so daß aufwendige und teure Abdichtungseinrichtungen zwischen dem Zuganker und dem geschlossenen Federvolumen notwendig sind, um dieses auch tatsächlich geschlossen zu halten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, die genannten Nachteile des Standes der Tech­ nik zu beseitigen, insbesondere eine Luftfeder für Kraftfahrzeuge vorzusehen, welche die Vorteile der ge­ trennten 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 von Gehäuse und Kolben jeweils als Doppelringkörper mit über einen Ringbund ver­ bundenen Innenring und Außenring können die genannten Nachteile der getrennten Feder-Dämpferanordnung und der konzentrischen Feder-Dämpferanordnung auf einfache Art und Weise umgangen werden, da durch die erfin­ dungsgemäße Ausgestaltung der Luftfeder 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 ge­ nommen werden müssen.

Zusätzlich führt die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Luftfeder zu einer kompakten Bauweise derselben, so daß eine Unterbringung der Luftfeder unterhalb des Fahrzeuges möglich ist.

Ein weiterer Vorteil durch die Anordnung der Rollbälge zu einer Parallelführung des Kolbens innerhalb des Ge­ häuses besteht darin, daß erst bei größeren Schwenk­ winkelabweichungen auf die gelenkige Lenkeranordnung zurückgegriffen werden muß.

Durch die Verbindung der erfindungsgemäßen Luftfeder mit dem Lenker über eine Kolbenstange, welche an ihren Enden jeweils ein Gelenk aufweist, kann sehr schnell und kostengünstig eine Verbindung zwischen dem Lenker und der Luftfeder 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 eine erfindungsgemäße Luftfeder 1 dargestellt, die über eine Kolbenstange 2 mit einem Lenker 3 verbunden ist. Die Kolbenstange 2 weist an ihren 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 der Luftfeder 1 gestrichelt dargestellt, so daß die Kinematik der Luftfeder 1 deutlich erkennbar ist.

Die Luftfeder 1 weist einen Kolben 15 auf, der in einem Gehäuse 6 des Federelementes 1 geführt ist.

Das Gehäuse 6 und der Kolben 15 sind jeweils als Dop­ pelringkörper 5, 7 ausgebildet, wobei jeweils die In­ nenringe 16, 17 des Doppelringkörpers 5, 7 miteinander verbunden sind, und ebenso die Außenringe 18, 19.

Konkret bedeutet dies, daß beispielsweise der Innen­ ring 16 des Gehäuses 6 mit dem Innenring 17 des Kol­ bens 15 verbunden ist.

Die Führung und Verbindung der Doppelringkörper 5, 7 innerhalb des Gehäuses 6 der Luftfeder 1 erfolgt durch Rollbälge 8, 9, die jeweils in Ringräumen, die von den Doppelringkörpern 5, 7 innerhalb des Gehäuses 6 gebil­ det sind, angeordnet sind. Aufgrund des in einem ge­ schlossenen, von den Rollbälgen 8, 9 und dem Gehäuse 6 sowie dem Kolben 15 begrenzten, Raum in der Luftfeder 1 herrschenden, an allen Stellen gleich großen, Innen­ druckes sind die Doppelringkörper 5, 7 mittig im Ge­ häuse 6 geführt. Die Rollbälge 8, 9 sind zwischen einer radial äußeren Umfangswand des Kolbens 15 und einer radial inneren Umfangswand des Gehäuses 6 ange­ ordnet.

Die Doppelringkörper 5, 7 sind konzentrisch im Gehäuse 6 vorgesehen, wobei sich die beiden Ringkörper 5, 7 spiegelbildlich gegenüberliegen und im Bereich der Rollbälge 8, 9 axial übergreifen.

Auf der dem Lenker 3 abgewandten Seite der Luftfeder 1 ist auf dem Gehäuse 6 eine Abdeckung 12 angebracht, die ein Eindringen von Schmutz oder Fremdkörpern in das Gehäuse 6 und somit auch eine mögliche Beschädi­ gung oder Beeinträchtigung der Funktion der Rollbälge 8, 9 verhindert.

Bei einer Bewegung des Lenkers 3 wird dessen Drehbewe­ gung über die Kolbenstange 2 auf den Kolben 15 über­ tragen. Der Kolben 15 ist auf seiner unteren Stirn­ seite, also der dem Lenker 3 zugewandten Seite, ge­ schlossen.

Durch eine kreisförmige Öffnung im oberen bzw. dem Lenker 3 abgewandten Bereich des Gehäuses 6, welche die Innenfläche des Innenrings 16 des Gehäuses 6 bil­ det, kann der Innenring 17 des Kolbens 15 beim Einfe­ dern 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 Kolben 15 noch weiter im Gehäuse 6 der Luftfeder 1 (siehe gestrichelte Linie).

Durch die gelenkige Verbindung der Kolbenstange 2 an ihren beiden Enden mit der Luftfeder 1, d. h. mit dem Kolben 15 bzw. dem Lenker 3, ist gewährleistet, daß sich der Kolben 15 innerhalb des Gehäuses 6 nicht im rechten Winkel zur Längsachse des Gehäuses 6 verschie­ ben und somit die Funktion der Luftfeder 1 beeinträch­ tigen oder diese gar zerstören oder beschädigen kann.

Auch unerwünschte Längsverschiebungen des Kolbens 15 sind hierdurch ausgeschlossen, so daß durch die be­ schriebene Anordnung, eine Entkoppelung der Karosserie des Fahrzeuges von den Bewegungen des Lenkers 3 er­ folgt, da der Lenker 3 und das Gehäuse 6 der Luftfeder 1, welches an der Karosserie des Fahrzeuges befestigt wird, nicht über mechanische Bauteile miteinander ver­ bunden sind, wie beispielsweise einer Schraubenfeder, sondern die Verbindung nur über die Rollbälge 8, 9 und den von den Rollbälgen 8, 9 und den Ringkörpern 5, 7 begrenzten Raum erfolgt, in dem, wie bereits erwähnt, immer ein gleich hoher Druck herrscht, da dieser ge­ genüber der Atmosphäre abgeschlossen bzw. abgedichtet ist.

Claims (3)

1. Luftfeder für Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse und vom Gehäuse umschlossenen Kolben, bei der Gehäuse und Kolben Führungsflächen für zwei dazwischen an­ geordnete Rollbälge mit entgegengesetzter Wirk­ richtung bilden und jeder der Rollbälge zwischen einer radial äußeren Umfangswand des Kolbens und einer radial inneren Umfangswand des Gehäuses an­ geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse (6) und Kolben (15) jeweils als Doppel­ ringkörper (5, 7) mit über einen Ringbund verbun­ denen Innenring (16, 17) und Außenring (18, 19) ge­ bildet sind, und daß die einzelnen Ringkörper (5, 7) einander spiegelbildlich gegenüberliegen und einander im Bereich der Rollbälge (8, 9) axial übergreifen, derart, daß die Außenringe (18, 19) und die Innenringe (16, 17) von Gehäuse (6) und Kolben (15) jeweils einen einen Rollbalg (8, 9) aufnehmenden Ringraum bilden.

2. Luftfeder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verbindung des Kolbens (15) mit einem Lenker (3) des Kraftfahrzeuges über eine an beiden Enden gelenkig gelagerte Kolbenstange (2).

3. Luftfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) durch eine Öffnung im Gehäuse (6) nach außen ragt.