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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luftaufhängung eines
Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und insbesondere auf eine Luftaufhängungsvorrichtung
einer Eingangskraft-Trennart eines Kraftfahrzeugs wie beispielsweise
eines Automobils.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Als
eine Luftaufhängungsvorrichtung
eines Kraftfahrzeugs wie beispielsweise eines Automobils ist aus
dem Stand der Technik eine Luftaufhängungsvorrichtung einer Eingangskraft-Trennart
bekannt, bei der eine Stoßabsorbiereinrichtung
mit einem Zylinder-Kolben-Aufbau und einer Luftfeder mit einem Aufbau
aus einem Becher und einer Membran koaxial so kombiniert sind, dass
ein in der Form eines umgekehrten Bechers ausgebildetes Luftkammergehäuse der
Luftfeder ein oberes Ende der Aufhängungsvorrichtung ausbildet,
während
ein Stangenabschnitt eines Kolbenelements der Stoßabsorbiereinrichtung
an seinem oberen Ende an einen mittleren Abschnitt des Luftkammergehäuses über ein
erstes Gummipolster montiert ist, wobei die Kolbenstange sich von
dem oberen Ende in ein Zylinderelement der Stoßabsorbiereinrichtung nach
unten erstreckt, und eine ringartige Rollmembran sich zwischen dem
unteren ringartigen Rand des in der Form eines umgekehrten Bechers
ausgebildeten Luftkammergehäuses
und einem entsprechenden ringartigen Abschnitt der zylindrischen
Außenfläche von
dem Zylinder erstreckt, wodurch eine Luftkammer ausgebildet ist, deren
Volumen sich ändert
in Übereinstimmung
mit der nach oben und nach unten gerichteten Bewegung des Zylinders
relativ zu dem Kolben und daher relativ zu dem Luftkammergehäuse, wobei
das untere Ende von dem Zylinder das untere Ende von der Luftaufhängungsvorrichtung
vorsieht, wie dies beispielsweise in der Druckschrift JP-A-2-31
907 gezeigt ist. Wenn eine Luftaufhängungsvorrichtung aus einer
derartigen Baugruppe der Zylinder-Kolben-Einrichtung gestaltet ist
und die Luftkammereinrichtung mit dem variablen Volumen in einem
Kraftfahrzeug montiert ist, wobei das obere Ende von ihr mit einem entsprechenden
Körperabschnitt
des Fahrzeugs über
ein zweites Gummipolster verbunden ist, während das untere Ende von ihr
mit einem Radaufhängungselement
verbunden ist, ist der Fahrzeugkörper elastisch über eine
Reihenverbindung des Luftpolsters elastisch aufgehängt, das
durch die Luftaufhängungsvorrichtung
mit dem variablen Volumen und das zweite Gummipolster vorgesehen
ist, während eine
Schwingungsbewegung des Fahrzeugkörpers relativ zu dem Fahrzeugrad
gedämpft
ist durch die Zylinder-Kolben-Stoßabsorbiereinrichtung über eine Reihenverbindung
des ersten und des zweiten Gummipolsters. Obwohl die Zylinder-Kolben-Stoßabsorbiereinrichtung
im Allgemeinen übertragfähig für Schwingungen
mit einer hohen Frequenz und einer kleinen Amplitude ist, die auf
das Fahrzeugrad von der Straßenoberfläche aufgebracht
werden, und obwohl die Zylinder-Kolben-Stoßabsorbiereinrichtung parallel
zu der Luftpolstereinrichtung in der Luftaufhängungsvorrichtung der Eingangskraft-Trennart vorgesehen
ist, wird durch das Vorsehen des ersten Gummipolsters zwischen dem
oberen Ende der Kolbenstange und dem Luftkammergehäuse vermieden, dass
die Schwingungen mit der hohen Frequenz und der kleinen Amplitude
im Wesentlichen zu dem Fahrzeugkörper übertragen
werden.
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Jedoch
muss, da die Luftkammer der Luftfeder einen relativ großen Durchmesser
erforderlich macht, um die relativ schwere Last mit einer erwünschten
hohen Weichheit zu stützen,
das in der Form des umgekehrten Bechers ausgebildete Luftkammergehäuse im Allgemeinen
so gestaltet sein, dass es einen relativ großen Durchmesser mit einem oberen
Boden mit einer entsprechend großen Fläche hat. In diesem Zusammenhang
wurde durch verschiedene experimentelle Untersuchungen für die Entwicklungen
von Fahrzeugaufhängungen,
die durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung durchgeführt wurden,
herausgefunden, dass eine Schwingung der Trommelart von dem großen oberen Boden
des Luftkammergehäuses,
die durch die Schwingungen mit der hohen Frequenz und der kleinen
Amplitude angeregt wird, die durch die Zylinder-Kolben-Stoßabsorbiereinrichtung
und das erste Gummipolster übertragen
werden, eine wesentliche Geräuschquelle
ausbildet, die eine weitere Verbesserung des Komforts und der Behaglichkeit
von dem Fahrgastraum verhindert.
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Eine
gattungsgemäße Luftaufhängungsvorrichtung
eines Kraftfahrzeugs ist aus der Druckschrift US-A-4 659 070 bekannt.
Sie weist eine Gehäuseeinrichtung
auf, die einen oberen halben zylindrischen Abschnitt mit einem ersten
Durchmesser und einen unteren halben zylindrischen Abschnitt mit
einem zweiten Durchmesser hat, der wesentlich größer als der erste Durchmesser
ist, und wobei dieser mit dem oberen halben zylindrischen Abschnitt
entlang einer Achse koaxial verbunden ist und an einem unteren Ende
von ihm nach unten offen ist. Sie hat des Weiteren eine erste elastische
Polstereinrichtung, eine Stoßabsorbiereinrichtung
mit einem Zylinder und einem Kolben, die miteinander so in Eingriff
stehen, dass sie relativ zueinander verschiebbar sind und die mit
der Gehäuseeinrichtung
entlang der Achse koaxial angeordnet sind, wobei eine Kolbenstange
sich axial aus dem Zylinder heraus nach oben so erstreckt, dass
ein oberes axiales Ende von der Kolbenstange mit einem oberen Ende
von der Gehäuseeinrichtung über die
erste elastische Polstereinrichtung verbunden ist, und ein unteres
axiales Ende von dem Zylinder sich axial aus dem unteren Ende von dem
unteren halben zylindrischen Abschnitt der Gehäuseeinrichtung heraus nach
unten so erstreckt, dass es mit einem Radaufhängungselement von dem Fahrzeug
verbunden ist. Eine ringartige Flanscheinrichtung ist mit dem unteren
axialen Ende von dem Zylinder koaxial montiert. Eine ringartige
Rollmembraneinrichtung erstreckt sich zwischen dem offenen unteren
Ende von dem unteren halben zylindrischen Abschnitt der Gehäuseeinrichtung
und der ringartigen Flanscheinrichtung so, dass sie eine geschlossene
Luftkammer mit der Gehäuseeinrichtung
definiert. Eine zweite elastische Polstereinrichtung ist an dem
oberen Ende von der Gehäuseeinrichtung
montiert für
eine Montage von dem oberen Ende der Gehäuseeinrichtung an einem Körper des
Fahrzeugs. Ein ringartiger elastischer Sprungstopper ist um die Kolbenstange
herum in dem oberen halben zylindrischen Abschnitt von der Gehäuseeinrichtung
benachbart zu seinem oberen Ende so vorgesehen, dass er durch ein
oberes Ende von dem Zylinder dann axial zusammengedrückt wird,
wenn der Zylinder sich relativ zu dem Kolben bis über eine
vorbestimmte Relativposition hinaus nach oben bewegt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Luftaufhängungssystem
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 derart weiterzuentwickeln, dass das Fahrverhalten
des Kraftfahrzeugs verbessert ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist diese Aufgabe durch eine Luftaufhängungsvorrichtung mit den Merkmalen
von Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es außerdem
möglich,
ein bei einer hohen Rate springendes Rad komfortabel zu polstern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Luftaufhängungsvorrichtung
außerdem
dazu in der Lage, die vorstehend erwähnte Geräuschquelle aufgrund der Schwingung
der Trommelart von dem großen
oberen Boden des in der Form eines umgekehrten Bechers ausgebildeten
Luftkammergehäuses von
der herkömmlichen
Luftaufhängungsvorrichtung der
Eingangskraft-Trennart, die aus der Druckschrift JP-A-2-31 907 bekannt
ist, zu beseitigen.
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Durch
die Luftkammergehäuseeinrichtung, die
so aufgebaut ist, dass sie einen oberen halben zylindrischen Abschnitt
mit einem ersten Durchmesser und einen unteren halben zylindrischen
Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser hat, der wesentlich größer als
der erste Durchmesser ist und koaxial mit dem oberen Abschnitt verbunden
ist, kann das obere Ende von der Gehäuseeinrichtung, durch das das obere
Ende von der Stoßabsorbiereinrichtung
mit dem Fahrzeugkörper
verbunden ist, so verkleinert werden, dass es eine kleine Fläche und
einen steifen Aufbau hat, so dass keine Schwingung der Trommelart
erzeugt wird, während
eine große
Querschnittsfläche
von der Luftkammer, die zum Stützen
einer schweren Last bei einer erwünschten elastischen Weichheit
erforderlich ist, durch den unteren halben Abschnitt mit dem großen Durchmesser
von der Luftaufhängungseinrichtung
zur Verfügung
steht.
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Des
Weiteren ist durch den oberen halben Abschnitt von der Luftkammergehäuseeinrichtung, der
so verkleinert ist, dass er einen derart kleinen Durchmesser hat,
bei dem lediglich das Aufnehmen der Stoßabsorbiereinrichtung der Zylinder-Kolben-Art
in ihm erforderlich ist, während
ein großer Durchmesser,
der für
das Stützen
einer schweren Last mit einer hohen elastischen Weichheit erforderlich
ist, durch den unteren halben Abschnitt von dem Zylinderkammergehäuse vorgesehen
wird, der für die
Montage des oberen halben Abschnitts der Luftaufhängungsvorrichtung
erforderliche Raum, der sich im Allgemeinen auf einen Raum für die Motorhilfseinrichtungen
oder das Gepäck
störend
auswirkt, verringert wird, so dass mehr Raum für den Motorraum oder den Kofferraum
zur Verfügung
steht.
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Ein
ringartiger elastischer Sprungstopper ist um die Kolbenstange herum
in dem oberen halben zylindrischen Abschnitt von der Gehäuseeinrichtung benachbart
zu dem oberen Ende von diesem so vorgesehen, dass er durch ein oberes
Ende von der zylindrischen Einrichtung axial komprimiert bzw. zusammengedrückt wird,
wenn die Zylindereinrichtung sich relativ zu dem Kolben bis über eine
vorbestimmte Relativposition hinaus nach oben bewegt. Der ringartige
elastische Sprungstopper ist im Allgemeinen nach unten abgeschrägt, wobei
seine radiale Dicke allmählich
abnimmt, damit ein allmählich
nach unten zunehmenden ringartigen Zwischenraum gegenüber der
Innenfläche
des oberen halben zylindrischen Abschnitts, der die radiale nach
außen
erfolgende Ausdehnung des Sprungstoppers begrenzt, belassen bleibt.
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Bei
dem vorstehend erwähnten
Aufbau der Luftaufhängungsvorrichtung
kann die zweite elastische Polstereinrichtung ein ringartiges Gummipolsterelement
haben, das koaxial mit der Achse ist und mit einem ringartigen Schlitz
ausgebildet ist, der sich in der Querrichtung relativ zu der Achse
von seinem äußeren Umfang
radial nach innen so erstreckt, dass er eine derartige allmählich abnehmende
axiale Breite hat, dass eine im wesentlichen kreisförmige Schnittfläche definiert
ist durch eine Grenzlinie, über die
entgegengesetzte Seiten die Schlitzänderungen zwischen einem miteinander
in Kontakt befindlichen Zustand und einem zueinander entfernten
Zustand definieren, wobei die im wesentlichen kreisförmige Fläche ihre
Fläche
und ihre Mitte gemäß den Änderungen
einer darauf aufgebrachten axialen Kompressionslast ändert.
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Durch
einen derartigen Aufbau kann, wenn die Stoßabsorbiereinrichtung so vorgespannt
ist, dass sie sich um die Mitte der ersten elastischen Polstereinrichtung
aufgrund einer Querrichtung und/oder in Längsrichtung erfolgenden Verschiebung von
ihrem unteren Ende neigt, das mit dem Radaufhängungselement des Fahrzeugs
verbunden ist, in Übereinstimmung
mit dem Springen oder Rückspringen
des Fahrzeugrads, die Gehäuseeinrichtung
von der Luftfeder auch um die Mitte der ersten elastischen Polstereinrichtung
so eigentlich geneigt werden, dass die axiale Ausrichtung mit der
Stoßabsorbiereinrichtung
beibehalten wird, wodurch vermieden wird, dass auf die ringartige
Rollmembran eine Querspannung aufgebracht wird.
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Bei
einem derartigen Aufbau kann das ringartige Gummipolsterelement
eine derartige Geometrie haben, dass, wenn sich das mit dem unteren
axialen Ende des Stoßdämpfers verbundene
Radaufhängungselement
bei seiner neutralen Position befindet, die Mitte der im wesentlichen
kreisförmigen Fläche im wesentlichen
mit der Achse ausgerichtet ist, wenn das Radaufhängungselement, das mit dem unteren
Ende des Stoßdämpfers verbunden
ist, sich bei einer Position befindet, bei der es von seiner neutralen
Position weg gesprungen ist, wobei die Mitte der im wesentlichen
kreisförmigen
Fläche
an einer ersten Querseite der Achse verschoben ist, und wenn das
Radaufhängungselement,
das mit dem unteren axialen Ende des Stoßdämpfers verbunden ist, sich
bei einer Position befindet, bei der es von seiner neutralen Position
zurückgesprungen
ist, wobei die Mitte der im wesentlichen kreisförmigen Fläche an einer zweiten Querseite
der Achse gegenüber
der ersten Seite verschoben ist.
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Die
Stoßabsorbiereinrichtung
hat eine Kolbenstange, die sich von dem Zylinder derart nach oben
erstreckt, dass die Kolbenstange mit der Gehäuseeinrichtung über die
erste elastische Polstereinrichtung an ihrem oberen Ende verbunden
ist, wobei der Zylinder durch eine Zylindereinrichtung vorgesehen
ist, die teilweise teleskopartig in dem oberen halben zylindrischen
Abschnitt von der Gehäuseeinrichtung
an einem oberen axialen Abschnitt von diesem aufgenommen ist. Die
ringartige Flanscheinrichtung ist um die Zylindereinrichtung herum
bei einer axialen Position von dieser unter Anordnung in dem unteren
halben zylindrischen Abschnitt der Gehäuseeinrichtung montiert.
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In
diesem Fall kann die ringartige Flanscheinrichtung einen ringartigen
Hohlraum haben, der nach oben offen ist und einen Innendurchmesser
hat, der größer als
der Durchmesser einer Innenwand von dem oberen halben zylindrischen
Abschnitt der Gehäuseeinrichtung
ist. Des Weiteren kann die Gehäuseeinrichtung
eine axial verbundene Kombination aus einem Nebenkammerelement,
das ihren oberen halben zylindrischen Abschnitt vorsieht, und einem Hauptkammerelement
sein, das den unteren halben zylindrischen Abschnitt vorsieht.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Längsschnittansicht
von einem ersten Ausführungsbeispiel
der Luftaufhängungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung als Konstruktion der Eingangskraft-Trennart.
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2 zeigt
eine vergrößerte Längsschnittansicht
von einem wesentlichen Teil des ersten Ausführungsbeispiels.
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Die 3A, 3B und 3C zeigen
jeweils eine vergrößerte Längsschnittansicht
von anderen Aufbauarten von dem Verbindungsabschnitt zwischen dem
Nebenkammerelement und dem Hauptkammerelement.
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4 zeigt
eine graphische Darstellung der Federeigenschaft von dem Sprungstopper
des ersten Ausführungsbeispiels.
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5 zeigt
eine Längsschnittansicht
von einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Luftaufhängungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung als Konstruktion der Eingangskraft-Trennart.
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6 zeigt
eine vergrößerte Längsschnittansicht
von einem wesentlichen Teil des zweiten Ausführungsbeispiels.
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Die 7A und 7B zeigen
eine Draufsicht als Schnittansicht und eine Längsschnittansicht von der oberen
Halterungseinrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels jeweils in
ihrem freien unbelasteten Zustand.
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Die 8A und 8B zeigen
eine Draufsicht als Schnittansicht und eine Längsschnittansicht von der oberen
Halterungseinrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels jeweils in
dem Zustand, bei dem das Fahrzeugrad bei seiner neutralen Position ist.
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Die 9A und 9B zeigen
eine Draufsicht als Schnittansicht und eine Längsschnittansicht von der oberen
Halterungseinrichtung von dem zweiten Ausführungsbeispiel jeweils in dem
Zustand, bei dem das Fahrzeugrad springt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Nachstehend
ist die vorliegende Erfindung detaillierter in der Form von einigen
bevorzugten Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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Unter
Bezugnahme auf 1, in der eine Längsschnittansicht
von einem ersten Ausführungsbeispiel
der Luftaufhängungsvorrichtung
gezeigt ist, die in der Trennart gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebaut ist, und unter Bezugnahme auf 2, in der
eine vergrößerte Längsschnittansicht von
einem wesentlichen Teil des ersten Ausführungsbeispiels gezeigt ist,
ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Luftfeder bezeichnet,
die mit einer Stoßabsorbiereinrichtung 12 der
Art mit variabler Dämpfungskraft
einstückig
ist. Die Stoßabsorbiereinrichtung 12 hat
einen Zylinder 18 und einen Kolben 20, die miteinander
so in Eingriff stehen, dass sie relativ entlang einer Achse 16 gleitfähig sind.
Der Kolben 20 hat einen Kolbenkörper 22 und eine Kolbenstange 24,
die einstückig
mit diesem verbunden ist und sich entlang der Achse 16 erstreckt.
An der Innenseite von dem Kolbenkörper 22 ist ein (nicht
dargestelltes) Dämpfungskraft-Steuerventil
vorgesehen, von dem sich eine Steuerstange 24A erstreckt
in derartiger Weise, dass das Dämpfungskraft-Steuerventil
durch einen Aktuator 26 über die Steuerstange 24A betätigt wird, um
die Dämpfungskraft
zu erhöhen
oder zu verringern.
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Die
Kolbenstange 24 ist an ihrem oberen Ende an einem Fahrzeugkörper 32 über eine
Gummibuchseneinrichtung 28, die eine erste elastische Verbindungseinrichtung
bildet, und eine obere Montageeinrichtung 30 montiert,
die eine zweite elastische Verbindungseinrichtung bildet, während der
Zylinder 18 an seinem unteren Ende an einem (nicht dargestellten)
Fahrzeugrad-Aufhängungselement über eine
einstückig
montierte Halterung 34 und eine Gummibuchseneinrichtung 36 montiert
ist. Die Gummibuchseneinrichtung 28 hat ein Innenzylinderelement 40,
ein Außenzylinderelement 46 und
ein Gummibuchsenelement 48, die sämtlich koaxial angeordnet sind,
wobei das Innenzylinderelement 40 an dem oberen Ende der
Kolbenstange 24 durch eine Mutter 38 befestigt
ist, während
das Außenzylinderelement 46 in
ein Innenzylinderelement 44 der oberen Montageeinrichtung 30 gepresst
ist, wobei das Gummibuchsenelement 48 zwischen dem Innenzylinderelement 40 und
dem Außenzylinderelement 46 angeordnet
ist. Die obere Montageeinrichtung 30 ist durch das Innenzylinderelement 44,
ein Außenzylinderelement 54 und
ein Gummibuchsenelement 56 aufgebaut, die sämtlich koaxial
angeordnet sind, wobei das Außenzylinderelement 54 an
seinem Flanschabschnitt an dem Fahrzeugkörper 32 durch einen
Bolzen 50 und eine Mutter 52 befestigt ist.
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Die
Luftfeder 10 hat ein Gehäuse, das teilweise durch ein
Nebenkammerelement 58 aufgebaut ist, das einen im Wesentlichen
zylindrischen Abschnitt, der sich entlang der Achse 16 erstreckt,
und einen oberen Endabschnitt hat, der als eine Abstandseinrichtung 42 ausgebildet
ist, die in das Innere von dem Innenzylinderelement 44 der
oberen Montageeinrichtung 30 gepresst ist und mit einem
unteren Ende des Innenzylinderelements 44 durch Schweißen befestigt
ist. Das Nebenkammerelement 58 hat einen Innendurchmesser,
der größer als
der Außendurchmesser
von dem Zylinder 18 ist, um so zu ermöglichen, dass der Zylinder 18 in
dieses hinein gelangt entlang der Achse 16, und es erstreckt
sich nach unten zu einer Position, die sich unterhalb des oberen
Endes von dem Zylinder 18 befindet, bei einem neutralen
Zustand der Zylinder-Kolben-Baugruppe,
oder erstreckt sich noch eher wunschgemäß sich bis zu einer Position,
die unterhalb des oberen Endes von dem Zylinder 18 angeordnet
ist, bei einem gänzlich
zurückgesprungenen
Zustand der Zylinder-Kolben-Baugruppe.
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Das
Nebenkammerelement 58 ist an seinem unteren Ende durch
Schweißen
mit einem oberen Ende eines Hauptkammerelements 60 verbunden, das
einen unteren Halbabschnitt von dem Gehäuse der Luftkammer ausbildet
und einen größeren Durchmesser
als die Nebenkammer hat. Das Hauptkammerelement 60 hat
einen zylindrischen Abschnitt 60A mit einem größeren Durchmesser
und einen zylindrischen Abschnitt 60B mit einem kleineren
Durchmesser, die sich beide entlang der Achse 16 erstrecken und
einstückig
miteinander verbunden sind. Obwohl bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
der obere Rand des Hauptkammerelements 60 geringfügig oberhalb
des unteren Rands von dem Nebenkammerelement 58 positioniert
ist, kann der obere Rand von dem Hauptkammerelement 60 auch
mit dem unteren Rand des Nebenkammerelements 58 ausgerichtet
sein, wie dies in den 3A und 3B gezeigt
ist. In diesem Zusammenhang sollte das obere Ende von dem Hauptkammerelement
keinen Abschnitt haben, der zu der Innenseite von dem Nebenkammerelement 58 vorragt,
wie dies in 3C gezeigt ist.
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Ein
ringartiges Flanschelement 66 ist an dem unteren Ende von
dem Zylinder 18 derart montiert, dass es einen inneren
zylindrischen Abschnitt 66A, einen äußeren zylindrischen Abschnitt 66B,
die beide koaxial sind, und einen Endwandabschnitt 66C hat, der
mit dem inneren und dem äußeren zylindrischen Abschnitt
an den unteren Enden von diesen einstückig verbunden ist. Das obere
Ende von dem äußeren zylindrischen
Abschnitt 66B definiert ein offenes Ende von dem ringartigen
Flanschelement. Der Innendurchmesser von dem äußeren zylindrischen Abschnitt 66B ist
so bestimmt, dass er größer als
der innere Durchmesser von dem unteren Ende des Nebenkammerelements 58 ist.
Insbesondere bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Unterschied zwischen
dem Innendurchmesser von dem äußeren zylindrischen
Abschnitt 66B und dem inneren Durchmesser von dem unteren
Ende des Nebenkammerelements 58 so bestimmt, dass sogar
dann, wenn die Stoßabsorbiereinrichtung
in einem Fahrzeug geneigt relativ zu einer vertikalen Linie eingebaut
ist, eine vertikale Linie, die durch den untersten Punkt von dem
unteren Rand der Innenfläche
des Nebenkammerelements 58 tritt, an der Innenseite von
dem offenen Ende des äußeren zylindrischen
Abschnitts 66B ist.
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Eine
im Wesentlichen kegelkonisch geformte Ölabdichtungsbedeckung 68,
die aus einem elastischen Material wie beispielsweise Gummi hergestellt ist,
ist zwischen dem inneren zylindrischen Abschnitt 66A und
dem äußeren zylindrischen
Abschnitt 66B vorgesehen, wobei ein innerer ringartiger Randabschnitt
von ihr um den Zylinder 18 herum durch ein Befestigungsringelement 70 befestigt
ist, während
ein äußerer ringartiger
Randabschnitt von ihr in einem leichten freien Kontakt zu der Innenfläche des äußeren zylindrischen
Abschnitts 66B an einer Position unterhalb des offenen
Endes steht. Ein ringartiges Rollmembranelement 64 ist
derart vorgesehen, dass ein äußerer Flanschabschnitt
von ihm an der Innenfläche
von dem zylindrischen Abschnitt 60B befestigt ist, wobei
er durch ein zylindrisches Klemmelement 62 gehalten wird,
und dass ein innerer Flanschabschnitt von ihm an dem äußeren zylindrischen
Abschnitt 66B befestigt ist, wobei er um diesen herum elastisch
festgeklemmt ist durch einen Wulstabschnitt, der einstückig bei
diesem ausgebildet ist. Die ringartige Rollmembran 64 definiert
eine Luftkammer 72 der Luftfeder 10 zusammen mit
der Stoßabsorbiereinrichtung 12,
dem Nebenkammerelement 58, dem Hauptkammerelement 60 und
dem ringartigen Flanschelement 66. Eine Staubabdeckung 74, die
das Membranelement 64 umschließt, ist so vorgesehen, dass
ihr ringartiger Randabschnitt um die Außenfläche von dem unteren Endabschnitt
des zylindrischen Abschnitts 60A mit dem kleineren Durchmesser
des Hauptkammerabschnitts 60 montiert ist.
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Ein
Sprungstopper 76 ist an der Innenseite von dem Nebenkammerelement 58 so
vorgesehen, dass er um die Kolbenstange 24 herum in Eingriff steht
und sich entlang dieser erstreckt, wobei er an seinem oberen Ende
an dem oberen Ende von dem Nebenkammerelement 58 befestigt
ist. Die radiale Dicke von dem Sprungstopper 76 nimmt von
seinem oberen Ende nach unten allmählich ab, während sein Außendurchmesser
von seinem oberen Ende nach unten im Allgemeinen allmählich abnimmt
mit einer Wellung, die eine Vielzahl an ringartigen Nuten definiert.
Ein Metallring 78 steht in einer dieser Nuten in Eingriff.
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Wenn
ein in der Zeichnung nicht gezeigtes Fahrzeugrad springt und zurückspringt,
bewegen sich der Zylinder 18 und der Kolben 20 relativ
zueinander hin und her, wodurch eine Dämpfungskraft in Übereinstimmung
mit dem Öffnungsbetrag
des Dämpfungskraft-Steuerventils
erzeugt wird, das in dem Kolbenkörper 22 eingebaut
ist, aber in der Zeichnung nicht gezeigt ist. Gleichzeitig ändert sich, da
das ringartige Flanschelement 66 relativ zu der Baugruppe
von dem Nebenkammerelement 58 und dem Hauptkammerelement 60 entlang
der Achse 16 versetzt wird, das Volumen von der Luftkammer 72, wodurch
die Luftfeder 10 eine Federkraft erzeugt.
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Die
vorstehend erwähnte
Federkraft wird zu dem Fahrzeugkörper über das
Nebenkammerelement 58 und die obere Montageeinrichtung 60 übertragen,
während
die vorstehend erwähnte
Dämpfungskraft
zu dem Nebenkammerelement 58 über die Kolbenstange 24 und
das Gummibuchsenelement 28 und dann weiter zu dem Fahrzeugkörper über die obere
Montageeinrichtung 30 übertragen
wird. Daher wird in der gleichen Weise wie bei der herkömmlichen
Luftaufhängungsvorrichtung
der Eingangs-Trennart die Schwingung der Luftfeder 10 zu dem Fahrzeugkörper über die
obere Montageeinrichtung 30 übertragen, während die
Schwingung der Kolbenstange 24 der Stoßabsorbiereinrichtung 12 zunächst zu
dem Nebenkammerelement 58 über das Gummibuchsenelement 28 übertragen
wird und dann zu dem Fahrzeugkörper über die
obere Montageeinrichtung 30, so dass eine Schwingung mit
hoher Frequenz und kleiner Amplitude durch die Gummibuchse gedämpft wird,
wodurch der Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs noch stärker verbessert
wird als bei dem Aufbau, bei dem die Kolbenstange direkt mit dem
Kammerelement verbunden ist.
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Das
Nebenkammerelement 58 hat einen oberen Endaufbau mit einem
relativ kleinen Durchmesser, bei dem es viel weniger wahrscheinlich
ist, dass er zu einer Schwingung der Trommelart angeregt wird durch
eine Schwingung mit hoher Frequenz und kleiner Amplitude, die durch
die Stoßabsorbiereinrichtung 12 übertragen
wird. Ein relativ großer
umgekehrter Bereich, der zum Stützen
einer schweren Last bei einer hohen Weichheit der Luftfeder 10 erforderlich
ist, ist durch das Hauptkammerelement 60 vorgesehen, das
den unteren halben Abschnitt von der Luftkammer ausbildet, die bei
diesem Ausführungsbeispiel
als die Baugruppe aus dem Nebenkammerelement 58 und dem
Hauptkammerelement 60 aufgebaut ist. Des Weiteren hat der
untere Rand von dem Nebenkammerelement 58 einen Innendurchmesser,
der kleiner als der Innendurchmesser von dem äußeren zylindrischen Abschnitt 66B des ringartigen
Flanschelements 66 ist, und erstreckt sich nach unten zu
einer Position, die sich unterhalb von dem oberen Ende des Zylinders 18 bei
einem gänzlich
zurückgesprungenen
Zustand der Zylinder-Kolben-Baugruppe befindet, so dass sogar dann,
wenn Öl
von dem Inneren des Zylinders 18 durch einen Ort zwischen
dem oberen Ende des Zylinders 18 und der Kolbenstange 24 ausgetreten
ist und aufgrund der Zentrifugalkraft während einer Kurvenfahrt des
Fahrzeugs oder aufgrund des Aufschlagens des oberen Endes des Zylinders 18 an
dem unteren Ende von dem Sprungstopper 76 während eines
Springens des Fahrzeugrads herumverteilt wurde, um so entlang der
Innenseite von diesem nach unten zu strömen und von seinem unteren
Rand in den ringartigen Raum des ringartigen Flanschelements 66 zu
tropfen, wodurch vermieden wird, dass die Membran 64 sich
verschlechtert durch ein Zubringen von Öl zu ihr.
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Da
insbesondere bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Ölabdeckung 68 an
der ringartigen Öffnung
von dem ringartigen Flanschelement 66 vorgesehen ist, bewegt
das in die ringartige Öffnung
von dem ringartigen Flanschelement getropfte Öl sich zwischen der Ölabdeckung
um einen elastischen Außenumfang
der Ölabdeckung
herum so, dass es in dem ringartigen Raum des ringartigen Flanschelements
eingefangen wird. Daher wird sogar dann, wenn auf das somit gespeicherte Öl eine nach
oben gerichtete Kraft aufgrund einer durch das Fahren des Fahrzeugs
bewirkten Schwingung aufgebracht wird, definitiv verhindert, dass
das Öl
aus dem ringartigen Flanschelement herausläuft, wodurch die Membran vor
einer Verschlechterung durch das Öl geschützt ist. Die Menge einer derartigen Ölleckage
wäre normalerweise
sehr gering, wenn sie auftritt, wobei sie nicht irgendeinen wesentlichen
Teil von dem Innenraum des ringartigen Flanschelements 66 über eine wesentliche
Zeitspanne hinweg einnimmt.
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Da
des Weiteren der äußere Durchmesser von
dem Sprungstopper 76 im Allgemeinen von seinem oberen Ende
zu seinem unteren Ende hin allmählich
abnimmt, wobei seine radiale Dicke allmählich abnimmt, um so einen
im Allgemeinen allmählich nach
unten zunehmenden ringartigen Zwischenraum an der Innenfläche von
dem Nebenkammerelement 58 zu belassen, nimmt, wenn das
Fahrzeugrad bis über
einen vorbestimmten Betrag hinaus springt, die Reaktionskraft gegen
den Zusammendrückbetrag des
Sprungstoppers aufgrund des Springens steil zu, wie dies durch eine
durchgehende Verhaltenskurve in 4 gezeigt
ist, da die radiale Außenausdehnung des
Sprungstoppers durch die Innenfläche
von dem Nebenkammerelement 58 begrenzt ist, im Gegensatz
zu einer moderat zunehmenden Verhaltenskurve, die durch die gestrichelte
Linie gezeigt ist, von der erwartet wird, dass sie sich ohne einen
derartigen abgeschrägten
Aufbau ergibt. Daher wird ein Stoß, der zu dem Zeitpunkt auftreten
würde,
bei dem das obere Ende von dem Zylinder das untere Ende von dem Sprungstopper
berührt,
verringert, während
ein übermäßiges Springen
des Fahrzeugrads noch effektiver unterdrückt wird, wodurch zu einer
weiteren Verbesserung des Fahrkomforts des Kraftfahrzeugs beigetragen
wird.
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Selbst
wenn außerdem
bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
die Kolbenstange 24 relativ zu dem Nebenkammerelement 58 geneigt
ist, um sich um einen mittleren Punkt O1 des
Gummibuchsenelements 28 unter seiner Elastizität in Übereinstimmung mit
einer in Längsrichtung
erfolgenden nach vorne oder nach hinten oder zur Seite wirkenden
Verschiebung von dem unteren Ende der Stoßabsorbiereinrichtung 12 zu
drehen, die das Springen oder Zurückspringen des Fahrzeugrads
begleitet, wird, da das Nebenkammerelement 58 mit dem Fahrzeugkörper 32 über die
obere Montageeinrichtung 30 derart verbunden ist, dass
das Nebenkammerelement 58 sich um einen mittleren Punkt
O2 der oberen Montageeinrichtung 30 bei
seiner Elastizität
drehen kann, vermieden, dass auf die Membran 64 eine starke
Seitenvorspannkraft aufgebracht wird.
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5 zeigt
eine Längsschnittansicht
von einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Luftaufhängungsvorrichtung,
die als Eingangskraft-Trennart aufgebaut ist, gemäß der vorliegenden
Erfindung, und 6 zeigt eine vergrößerte ausschnittartige Längsschnittansicht
von einem wesentlichen Teil des zweiten Ausführungsbeispiels. In diesen
Zeichnungen sind die Abschnitte, die jenen aus den 1 und 2 entsprechen,
mit den gleichen Bezugszeichen wie in jenen Zeichnungen bezeichnet.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist der Innenzylinder 40 der Gummibuchseneinrichtung 28, die
als die erste elastische Verbindungseinrichtung wirkt, an dem oberen
Endabschnitt der Kolbenstange 24 durch eine Stopperplatte 80 und
einen Haltering 82 durch eine Befestigung durch die Mutter 38 befestigt.
Die Stopperplatte 80 hat eine Halterung 80A, die einstückig mit
dieser ausgebildet ist, an der ein Stützelement 84 zum Stützen des
Aktuators 26 befestigt ist. Der Außenzylinder 64 von
der Gummibuchseneinrichtung 28 wird in das Innere von dem
Abstandshalter 42 gepresst, der an seinem oberen äußeren Umfangsabschnitt
an einem oberen inneren Umfangsabschnitt von dem Nebenkammerelement 58 durch
Schweißen
befestigt ist. Ein Flanschabschnitt 58A ist an dem oberen
Ende von dem Nebenkammerelement 58 einstückig vorgesehen.
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Andererseits
hat die obere Montageeinrichtung 30, die als die zweite
elastische Verbindungseinrichtung arbeitet, eine untere Halteplatte 44 und
eine obere Halteplatte 54, die sich beide im Wesentlichen senkrecht
zu der Achse 16 erstrecken, und ein Gummibuchsenelement 56,
das zwischen diesen beiden Halteplatten angeordnet ist. Die untere Halteplatte 44 ist
an ihrem Flanschabschnitt 44A an dem Flanschabschnitt 58A des
Nebenkammerelements 58 durch eine Schraube 86 und
eine Mutter 88 geklemmt. Die obere Halteplatte 54 ist
an ihrem Flanschabschnitt 54A an dem Fahrzeugkörper 32 durch eine
Schraube 90 und eine Mutter 92 geklemmt. Entlang
des Innenumfangsabschnitts der oberen Fläche der oberen Halteplatte 54 ist
ein Gummipolster 93 fest montiert, das daran angepasst
ist, dass es mit der Stopperplatte 80 zusammenarbeitet.
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Das
Gummibuchsenelement 56 ist mit einem ringartigen Schlitz 94 ausgebildet,
der in seinem Außenumfangabschnitt
entlang einer Ebene eingeschnitten ist, die sich senkrecht zu der
Achse 16 an einer Mitte seiner Dicke erstreckt. Wie dies
in einer übertriebenen
Darstellung in den 7A und 7B durch
eine Draufsicht als Schnittansicht und eine Längsschnittansicht gezeigt ist,
ist in einem freien unbelasteten Zustand der oberen Montageeinrichtung 30 der
Mittelpunkt Os von dem radial inneren Boden des Schlitzes zu der
Außenseite
von der Achse 16 hin versetzt, wodurch die radiale Tiefe
von dem Schlitz die größte an der
Innenseite ist und die kleinste an der Außenseite ist. Die Breite von
dem Schlitz nimmt allmählich
von dem radial inneren Boden zu seiner radial äußeren Öffnung hin zu. Wenn das Fahrzeugrad
bei der neutralen Position ist, wobei eine vorbestimmte vertikale
Vorbelastung auf das Gummibuchsenelement 56 aufgebracht
wird, folgt der Außenumfang 94C,
der an einen Bereich angrenzt, bei dem die obere Wand 94A und
die untere Wand 94B des Schlitzes miteinander in Kontakt
stehen, einem Kreis, der an einem Punkt Oc ausgemittelt ist, der
im Wesentlichen mit der Achse 16 ausgerichtet ist, wie
dies in den 8A und 8B gezeigt ist,
d. h. der Umfangskreis 94C ist bei der Achse 16 ausgemittelt.
Wenn die vertikale Belastung, die auf das Gummibuchsenelement 56 aufgebracht
wird, von der vorstehend erwähnten
Vorbelastung zunimmt, verschiebt sich der Umfangskreis 94C im
Allgemeinen zu der anderen Seite relativ zu der Achse 16,
d. h. zu der Innenseite, so dass die Mitte von dem Umfangskreis 94C so
positioniert ist, wie dies durch Oc in den 9A und 9B gezeigt
ist.
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Somit
wird gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
zusätzlich
zu den gleichen Funktionen und Effekten, die bei dem vorstehend
erwähnten
ersten Ausführungsbeispiel
erzielt werden, die Mitte der axialen Kraft, die durch die obere
Montageeinrichtung 30 übertragen
wird, zur Seite hin aufgrund des Springens und Zurückspringens
des Fahrzeugrads derart verschoben, dass die Achse 96 der
Baugruppe aus dem Nebenkammerelement 58 und dem Hauptkammerelement 60 eigentlich
geneigt ist, um sich um die Mitte O1 so
zu drehen, dass sie mit dem Drehen der Achse 16 der Stoßabsorbiereinrichtung 12 um
die Mitte O1 aufgrund des Springens und
Zurückspringens
des Fahrzeugrads konform ist, wodurch die Baugruppe aus dem Nebenkammerelement 58 und dem
Hauptkammerelement 60 mit dem ringartigen Flanschelement 66 sich
im Wesentlichen ausgerichtet mit der Stoßabsorbiereinrichtung 12 sogar
dann verschiebt, wenn die Stoßabsorbiereinrichtung
geneigt ist, was das Springen und Zurückspringen des Fahrzeugrads
begleitet, wodurch effektiv vermieden wird, dass auf die Membran 64 eine
schwere Seitenvorspannkraft während
des Springens und Zurückspringens
des Fahrzeugrads aufgebracht wird.
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Genauer
gesagt wird, obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist,
wenn ein Aufhängungsarm,
der mit dem unteren Ende des Zylinders 18 der Stoßabsorbiereinrichtung 12 verbunden
ist, sich nach unten von seinem Innenende zu seinem Außenende
erstreckt, wenn das Fahrzeugrad bei seiner neutralen Position ist,
das untere Ende von dem Zylinder 18 zur Außenseite
hin relativ zu seiner neutralen Position verschoben, wenn das Fahrzeugrad springt,
während
es relativ zu seiner neutralen Position zur Innenseite hin verschoben
wird, wenn das Fahrzeugrad zurückspringt.
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Da
die Kompressionsbelastung der oberen Montageeinrichtung 30 in Übereinstimmung
mit dem Zurückspringen
des Fahrzeugrads abnimmt, wird die Kontaktfläche von dem Schlitz 94 kleiner
als bei dem neutralen Zustand des Fahrzeugrads, wie dies in den 8A und 8B gezeigt
ist, wobei die Mitte Os von dem Außenumfang 94C sich
zur Außenseite
hin von dem Punkt, der mit der Achse 16 ausgerichtet ist, wie
dies in den 8A und 8B gezeigt
ist, zu einem Punkt verschiebt, der nahe zu dem Punkt Os des freien
unbelasteten Zustands, der in den 7A und 7B gezeigt
ist, ist oder mit diesem übereinstimmt,
so dass die Achse 96 der Baugruppe aus dem Nebenkammerelement 58 und
dem Hauptkammerelement 60 sich so verschiebt, als wenn
sie sich um den Punkt O1 in der Uhrzeigerrichtung
dreht unter Betrachtung von 5, um so
im Wesentlichen sich mit der Achse 16 der Stoßabsorbiereinrichtung 12 auszurichten,
die sich um die Mitte O1 in der gleichen Uhrzeigerrichtung
aufgrund des Zurückspringens des
Fahrzeugrads dreht.
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Anders
herum wird, da die Kompressionsbelastung der oberen Montageeinrichtung 30 gemäß dem Springen
des Fahrzeugrads zunimmt, der Kontaktbereich an dem Schlitz 94 größer als
derjenige in der neutralen Position des Fahrzeugrads, wie dies in den 9A und 9B gezeigt
ist, wodurch die Mitte Os von dem Außenumfang 94C sich zur
Innenseite hin von dem Punkt, der mit der Achse 16 ausgerichtet ist,
wie dies in den 8A und 8B gezeigt
ist, zu einem derartigen Punkt verschiebt, wie dies in den 9A und 9B gezeigt
ist, so dass die Achse 96 der Baugruppe aus dem Nebenkammerelement 58 und
dem Hauptkammerelement 60 sich so verschiebt, dass sich
um den Punkt O1 in der zu dem Uhrzeigersinn
entgegengesetzten Richtung unter Betrachtung von 5 dreht,
um so im Wesentlichen mit der Achse 16 der Stoßabsorbiereinrichtung 12 ausgerichtet
zu sein, die sich in der gleichen dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten
Richtung um die Mitte O1 dreht.
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Es
sollte hierbei beachtet werden, dass dann, wenn die Mitte O2 der oberen Montageeinrichtung 30 oberhalb
der Mitte O1 des Gummibuchsenelements 28 positioniert
ist, die Versatzrichtung der Mitte Os von dem Schlitz 94 entgegengesetzt
zu der Richtung der Verschiebung des unteren Endes der Stoßabsorbiereinrichtung 12 gemäß dem Springen und
Zurückspringen
des Fahrzeugrads ist, wobei jedoch, wenn die Mitte O2 unterhalb
der Mitte O1 ist, die Versatzrichtung der
Mitte Os die gleiche wie die Richtung des Verschiebens des unteren
Endes der Stoßabsorbiereinrichtung
ist. Des Weiteren muss der Versatzbetrag der Mitte Os gemäß dem Verschiebebetrag
des unteren Endes der Stoßabsorbiereinrichtung,
der Länge
der Stoßabsorbiereinrichtung 12 und dem
Abstand zwischen den Mitten O1 und O2 bestimmt werden. Des Weiteren kann, wenn
das untere Ende von der Stoßabsorbiereinrichtung
sich ebenfalls in Längsrichtung
gemäß dem Springen
und Zurückspringen
des Fahrzeugrads verschiebt, die Mitte Os auch in Längsrichtung
relativ zu der Achse 16 versetzt werden.
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Obwohl
der Schlitz 94 an der Mitte der Dicke von dem Gummibuchsenelement 56 bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ausgebildet ist, kann der Schlitz oder eine vergleichbare Auskerbung
oder dergleichen, die in effektiver Weise den Kontaktbereich gemäß den Änderungen
der axialen Kompression so ändert,
dass er der Änderung
der Reaktionskraft entgegen der axialen Kompression entspricht,
in dem Bereich zwischen der oberen Fläche des Gummibuchsenelements
und der unteren Fläche
der oberen Halteplatte 54 oder in dem Bereich zwischen
der unteren Fläche
des Gummibuchsenelements und der oberen Fläche der unteren Halteplatte 44 ausgebildet sein.
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Obwohl
die Kammerelemente 58, 60 und die ringartigen
Flanschelemente 66 in einer zylindrischen Form bei den
dargestellten Ausführungsbeispielen
aufgebaut sind, können
sie auch als polygonale Röhrenelemente
aufgebaut sein.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf einige
spezielle Ausführungsbeispiele
von ihr beschrieben ist, ist für
Fachleute offensichtlich, dass andere unterschiedliche Ausführungsbeispiele
innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung möglich sind,
der in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.