WO2019175247A1

WO2019175247A1 - Luftfeder oder luftfederdämpfer

Info

Publication number: WO2019175247A1
Application number: PCT/EP2019/056294
Authority: WO
Inventors: Ingo Harms; Michael Weber
Original assignee: Vibracoustic Cv Air Springs Gmbh
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2019-09-19
Also published as: DE102018106096A1; DE102018106096B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder oder Luftfederdämpfer (10) für ein Fahrzeug oder eine Fahrerkabine eines Fahrzeugs, aufweisend einen Abrollkolben (12), ein Deckelelement (14), einen Luftfederbalg (16), der den Abrollkolben (12) und das Deckelelement (14) unter Ausbildung eines mit Fluid gefüllten Druckraums (18) verbindet, und ein Niveauregulierungssystem (22) zur Regulierung der Niveaulage des Fahrzeugs oder der Fahrerkabine, wobei das Niveauregulierungssystem (22) ein Einlassventil (24) zum Zuführen von Fluid in den Druckraum (18), ein Auslassventil (26) zum Abführen von Fluid aus dem Druckraum (18) und eine Betätigungseinrichtung (28) aufweist, die mit dem Einlassventil (24) und/oder dem Auslassventil in (26) Wirkverbindung steht und das Einlassventil (24) und/oder das Auslassventil (26) in Abhängigkeit vom Luftfederhub öffnet und/oder schließt, dadurch gekennzeichnet, dass in das Einlassventil (24) ein Rückschlagventil (66) integriert ist.

Description

Luftfeder oder Luftfederdämpfer

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftfeder oder einen Luftfederdämpfer für ein Fahrzeug oder eine Fahrerkabine eines Fahrzeugs, aufweisend einen Abroll kolben, ein Deckelelement, einen Luftfederbalg, der den Abrollkolben und das De- ckelelement unter Ausbildung eines mit Fluid gefüllten Druckraums verbindet, und ein Niveauregulierungssystem zur Regulierung der Niveaulage des Fahrzeugs oder der Fahrerkabine.

Eine Luftfeder oder ein Luftfederdämpfer der eingangs genannten Art federt zwei zueinander bewegliche Teile eines Fahrzeugs ab und erhöht dadurch den Fede- rungskomfort von Fahrzeugen oder Fahrerkabinen. Eine herkömmliche Luftfeder weist einen Luftfederbalg aus Gummi auf, der mit einem Deckelelement und ei- nem Abrollkolben verbunden ist, um einen luftdicht abgeschlossenen Druckraum zu bilden. Der Druckraum ist mit einem Fluid, insbesondere Druckluft, als Arbeits- medium befüllt. Während einer Ein- und Ausfederung rollt der Luftfederbalg an der Außenfläche des Abrollkolbens ab und federt so die eingeleiteten Schwingungen ab.

Neben dieser Federungsfunktion kann eine Luftfeder auch eine Dämpfungsfunkti- on aufweisen. Eine derartige Luftfeder kann auch als Luftfederdämpfer bezeichnet werden. Die Dämpfungsfunktion kann dadurch realisiert werden, dass das Ar- beitsmedium zwischen dem Druckraum und einer weiteren Kammer, die zumeist im Abrollkolben ausgebildet ist, über einen Dämpfungskanal mit einem verengten Querschnitt hin und her strömt. Durch die daraus resultierende Reibung werden die eingeleiteten Schwingungen bedämpft. Darüber hinaus kann die Dämpfungs- funktion auch dadurch realisiert werden, dass in die Luftfeder ein separater hyd- raulischer Dämpfer integriert wird. Zudem kann eine Luftfeder oder ein Luftfederdämpfer auch dazu verwendet wer- den, um eine gewünschte Niveaulage eines Kraftfahrzeugs oder einer Fahrerkabi- ne bei unterschiedlicher Beladung oder Gewichtsbelastung konstant zu halten o- der einstellbar zu verändern. Dabei wird der Druck in der Druckkammer in Abhän- gigkeit vom Luftfederhub verändert, indem das Arbeitsmedium zugeführt oder ab- gelassen wird. Dies erfolgt über Steuerventile, die innerhalb oder außerhalb der Luftfeder oder des Luftfederdämpfers angeordnet sein können.

So geht aus DE 2011 108 249 A1 eine Luftfeder hervor, die ein in die Luftfeder integriertes, mechanisch betätigbares Steuerventil zur Steuerung der Niveaulage eines Kraftfahrzeugs oder einer Fahrerkabine aufweist. Das Steuerventil ist an einem Deckelelement angebracht und umfasst Regelventile zur Regelung der Druckluftzufuhr bzw. des Druckluftablasses. Die Betätigung der Druckregelventile erfolgt über Nocken, die in einer drehbaren Nockenwelle angebracht sind. Die Drehbewegung der Nockenwelle erfolgt dabei über einen Schlepphebel, der mit seinem freien Ende an einer Auflagefläche am Abrollkolben der Luftfeder aufliegt. Durch die Schwenkbewegung des Schlepphebels wird die Nockenwelle verdreht, wodurch je nach Ein- oder Ausfederung der Luftfeder eine der Nocken einen der Stößel der von Federkräften zugehaltenen Regelventile betätigt.

Darüber hinaus geht aus DE 10 2011 114 570 A1 eine Luftfederanordnung mit einer integrierten Ventilsteuerung zur Steuerung der Niveaulage eines Kraftfahr- zeugs oder einer Fahrerkabine hervor. Die integrierte Ventilsteuerung umfasst ein Lufteinlassventil und ein Luftauslassventil, die im Bereich eines Deckelelementes angeordnet sind, wobei zum Öffnen und Schließen der Ventile eine Druckfederein- richtung vorgesehen ist, die zweiteilig ausgebildet ist. Die Druckfedereinrichtung weist eine dem Abrollkolben oder dem Deckelelement zugewandte Zentralfeder und eine dem Luftauslassventil zugewandte Steuerventilvorspannfeder auf. Die Zentralfeder und die Steuerventilvorspannfeder sind auf einem zwischen dem Ab- rollkolben und dem Deckel axial frei beweglich gelagerten Führungsrohr angeord- net. Zwischen den beiden Federn ist ein radial abragender Anschlag vorgesehen, der als Steuerungsmittel zum Betätigen des Ventilstößels des Einlassventils dient. Die Druckfedereinrichtung wird zwischen dem Spannmittel gehalten, wobei eines der Spannmittel das Auslassventil kontaktiert. Beim Einfedern gleitet das Füh- rungsrohr nach unten, und gleichzeitig wird die Steuerventilvorspannfeder kom- primiert, bis der Anschlag nach Überbrückung eines Leerlaufs das Auslassventil kontaktiert und dieses betätigt. Bei einer Ausfederung bewegt sich das Führungs- rohr nach oben, wobei die Steuerventilvorspannfeder ausfedert, so dass sich das dem Auslassventil zugeordnete Spannmittel von diesem wegbewegt und das Aus- lassventil geöffnet wird.

Wenn es jedoch zu einer außerbetrieblichen Unterbrechung der Fluidversorgung kommt und sich die Luftfeder oder der Luftfederdämpfer in einem Niveau unter- halb der Konstruktionslage befindet, würde die Luftfeder oder der Luftfederdämp- fer einen komplett drucklosen Zustand einnehmen. Dadurch kann es zu einer Fal tenbildung in dem Luftfederbalg und damit zu einer Beschädigung des Luftfeder- balgs kommen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfeder oder einen Luftfederdämpfer zu schaffen, die eine Beschädigung des Luftfederbalgs bei ei- nem plötzlichen Druckabfall vermeidet.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Luftfeder oder ein Luftfederdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Luftfeder oder des Luftfederdämpfers sind Ge- genstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder oder einen Luftfederdämpfer für ein Fahrzeug oder eine Fahrerkabine, aufweisend einen Abrollkolben, ein Deckelelement, einen Luftfederbalg, der den Abrollkolben und das Deckelelement unter Ausbildung ei- nes mit Fluid gefüllten Druckraums verbindet, und ein Niveauregulierungssystem zur Regulierung der Niveaulage des Fahrzeugs oder der Fahrerkabine. Das Ni- veauregulierungssystem weist wenigstens ein Einlassventil zum Zuführen von Flu- id in den Druckraum, ein Auslassventil zum Abführen von Fluid aus dem Druck- raum und eine Betätigungseinrichtung auf, die mit dem Einlassventil und/oder dem Auslassventil in Wirkverbindung steht und das Einlassventil und/oder das Aus- lassventil in Abhängigkeit vom Luftfederhub öffnet und/oder schließt, wobei in das Einlassventil ein Rückschlagventil integriert ist. Durch die Integration eines Rückschlagventils in das Einlassventil kann bei einer außerbetrieblichen Unterbrechung der Fluidversorgung ein vollständig entleerter und damit komplett druckloser Zustand vermieden werden, so dass ein druckloses Zusammendrücken beziehungsweise Auseinanderziehen des Luftfederbalgs so- wie eine Beschädigung des Luftfederbalgs verhindert wird. Somit wird durch die Integration eines Rückschlagventils in das Einlassventil ein einfaches und kosten- günstiges Ventil geschaffen, das einerseits die Funktion des Einlassventils für die Niveauregierung beibehält, und gleichzeitig bei einer außerbetrieblichen Unterbre- chung der Fluidversorgung dafür sorgt, dass stets ein gewisser Restdruck in der Luftfeder verbleibt. Ferner werden der Montageaufwand, die Kosten und der Bau- raum sowie mögliche Leckagen aufgrund zusätzlicher Dichtstellen reduziert. Das Rückschlagventil kann auch als Restdruckhalteventil bezeichnet werden.

Das Niveauregulierungssystem ermöglicht bei einer Änderung der Gewichtsbelas- tung, dass die Niveaulage konstant gehalten oder verändert wird. Hierzu ist die Betätigungseinrichtung derart ausgebildet, dass diese in Abhängigkeit vom Luftfe- derhub das Einlassventil und/oder das Auslassventil betätigt, so dass Fluid dem Druckraum zu- oder abgeführt wird. Im Normalbetrieb, also im Feder- und/oder Dämpferbetrieb, sind das Auslassventil und das Einlassventil geschlossen. Wäh- rend einer Absenkung der Niveaulage beispielsweise beim Beladen bleibt das Auslassventil geschlossen und die Betätigungseinrichtung öffnet das Einlassventil, so dass Fluid über das Rückschlagventil und das Einlassventil in den Druckraum strömen kann, um eine Anhebung der Niveaulage zu bewirken. Hierzu kann das Einlassventil mit einer Fluidversorgungseinrichtung verbunden sein. Während ei- ner Anhebung der Niveaulage beispielsweise beim Entladen schließt die Betäti- gungseinrichtung das Einlassventil wieder und öffnet das Auslassventil, so dass das Fluid über das geöffnete Auslassventil aus dem Druckraum in die Umgebung strömen kann. Kommt es bei geöffnetem Einlassventil zu einer außerbetrieblichen Unterbrechung der Fluidversorgung und damit zu einem Unterschreiten eines Grenzdruckes im Druckraum, schließt das Rückschlagventil. Dadurch verbleibt immer ein gewisser Restdruck in dem Druckraum, so dass ein komplett druckloser Zustand und damit ein druckloses Zusammendrücken beziehungsweise Ausei- nanderziehen des Luftfederbalgs sowie eine Beschädigung des Luftfederbalgs verhindert wird.

Die Betätigungseinrichtung kann innerhalb der Luftfeder oder des Luftfederdämp- fers angeordnet sein. Die Betätigungseinrichtung kann eine mechanische und/oder elektrische Betätigungseinrichtung sein. Eine mechanische Betätigungs- einrichtung kann eine Druckfedereinrichtung sein, wie sie aus DE 10 2011 114 570 B4 bekannt ist und deren Offenbarungsgehalt in die vorliegende Erfindung miteinbezogen wird. Ferner kann die mechanische Betätigungseinrichtung eine federbelastete Führungsstange sein. Eine elektrische Betätigungseinrichtung kann ein elektrischer Stellmotor und/oder ein Elektromagnet sein.

Vorteilhaft sind das Einlassventil und das Rückschlagventil als Federventile aus- gebildet, wobei die Federn in Richtung der Luftfederlängsachse wirken. Über die Federkräfte kann auf einfache und zuverlässige Weise die Öffnungs- und Schließ- kraft in Abhängigkeit vom Druck eingestellt werden. Darüber hinaus können die Ventile auch mehrstufig ausgebildet sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Betätigungseinrichtung derart ausgebil- det, dass die Betätigungseinrichtung bei Unterschreiten einer vorgegebenen Ni- veaulage das Einlassventil öffnet und dass die Betätigungseinrichtung bei Über- schreiten einer vorgegeben Niveaulage das Auslassventil öffnet. Demgemäß schließt die Betätigungseinrichtung bei Unterschreiten einer vorgegebenen Ni- veaulage das Auslassventil und öffnet das Einlassventil, wohingegen bei Über- schreiten einer vorgegebenen Niveaulage die Betätigungseinrichtung das Aus- lassventil öffnet und das Einlassventil schließt. Im Normalbetrieb schließt die Betä- tigungseinrichtung sowohl das Auslassventil als auch das Einlassventil.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Wirkrichtung des Einlassventils und/oder des Rückschlagventils in Richtung der Luftfederlängsachse. Dadurch wirken die beiden Ventile in Feder- und/oder Dämpferrichtung der Luftfeder oder des Luftfederdämpfers. Unter Wirkrichtung wird vorliegend die Schließ- und die Öffnungsrichtung des Einlassventils und des Rückschlagventils verstanden. Unter der Luftfederlängsachse wird die in axialer Richtung wirkende Feder- und/oder Dämpferrichtung der Luftfeder oder des Luftfederdämpfers verstanden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das Auslassventil und das Rückschlag- ventil in Reihe geschaltet. Durch die Reihenschaltung kann das Rückschlagventil in das Einlassventil integriert werden. Das Einlassventil ist vorteilhaft unmittelbar dem Druckraum zugewandt, während das Rückschlagventil der Umgebung und/oder einer Fluidversorgungseinrichtung, insbesondere einer Anschlusseinrich- tung der Fluidversorgungseinrichtung, zugewandt ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Rückschlagventil dem Einlassventil vorgeschaltet. Da das Rückschlagventil dem Einlassventil vorgeschaltet ist, schließt das Rückschlagventil bei einer Unterbrechung der Fluidversorgung sofort. Beim Befüllen des Druckraums strömt das Fluid zunächst über das Rückschlag- ventil und dann durch das Einlassventil. Somit ist das Rückschlagventil der An- schlusseinrichtung und das Einlassventil ist dem Druckraum zugewandt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung schließen das Rückschlagventil und das Ein- lassventil in gegenläufige Richtungen. Dadurch wird ein zuverlässiges Schließen beider Ventile gewährleistet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt ein Druck zum Öffnen des Rück- schlagventils zwischen ca. 0,1 bar und ca. 5 bar, vorzugsweise zwischen ca. 0,5 bar und 1 ,5 bar. Dadurch ist gewährleistet, dass das Rückschlagventil erst dann öffnet, wenn der Druck in der Fluidversorgungseinrichtung ausreichend ist, um ein druckloses Zusammendrücken und/oder Auseinanderziehen zu vermeiden. Der Druck zum Öffnen des Rückschlagventils wird vorteilhaft über die Federkraft ein- gestellt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Einlassventil ein Ventilgehäuse mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung auf, in welchem das Rückschlag- ventil integriert ist, wobei das Einlassventil in einem ersten Aufnahmeraum des Ventilgehäuses und das Rückschlagventil in einem zweiten Aufnahmeraum des Ventilgehäuses angeordnet sind. Da beide Ventile in einem Ventilgehäuse unter- gebracht sind, wird ein zusätzliches Bauteil in Form eines separaten Rückschlag- ventils vermieden und dadurch der Montageaufwand, die Kosten und der Bauraum sowie mögliche Leckagen aufgrund zusätzlicher Dichtstellen reduziert. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Aufnahmeräume über einen Verbin- dungskanal verbunden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Einlassventil einen innerhalb des ersten Aufnahmeraums bewegbaren Ventilstößel zum Verschließen der Auslass- Öffnung und ein mit dem Ventilstößel gekoppeltes erstes Federelement auf, wobei das erste Federelement den Ventilstößel gegen die Auslassöffnung zum Ver- schließen der Auslassöffnung drückt. Bei Unterschreiten einer vorgegebenen Ni- veaulage drückt die Betätigungseinrichtung auf den Ventilstößel, so dass der Ven- tilstößel gegen die Federkraft des ersten Federelements von der Auslassöffnung wegbewegt wird. Dadurch wird die Auslassöffnung freigeben und damit das Ein- lassventil geöffnet. Somit kann Fluid von einer Fluidversorgungseinrichtung über das Rückschlagventil und das Einlassventil in den Druckraum strömen und das Fahrzeug oder die Fahrerkabine anheben. Im Normalbetrieb und bei Überschrei- ten einer vorgegeben Niveaulage, ist die Betätigungseinrichtung von dem Ventil- stößel beabstandet, so dass das erste Federelement den Ventilstößel gegen die Auslassöffnung drückt. Dadurch ist das Einlassventil geschlossen. Das erste Fe- derelement kann als eine Druckfeder ausgebildet sein. So kann das erste Fe- derelement eine Spiralfeder oder eine elastomere Feder sein. Der Ventilstößel kann einen Kolbenabschnitt, einen Stangenabschnitt und einen Kragenabschnitt aufweisen. Der Stangenabschnitt kann sich durch eine in der Auslassöffnung an- geordnete Führungshülse in den Druckraum erstrecken. In die Führungshülse kann eine umlaufende Ausnehmung eingebracht sein, in die der Kragenabschnitt in der Schließstellung des Einlassventils einliegt, um das Einlassventil zu schlie ßen . Zwischen der Führungshülse und dem Ventilgehäuse kann zur Abdichtung ein Dichtelement angeordnet sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Rückschlagventil einen innerhalb des zweiten Aufnahmeraums bewegbaren und in der Einlassöffnung angeordne- ten Verschlusskörper und ein mit dem Verschlusskörper gekoppeltes zweites Fe- derelement auf, wobei das zweite Federelement den Verschlusskörper gegen eine Anschlusseinrichtung einer Fluidversorgungseinrichtung drückt, um das Einlass- ventil zu verschließen. Somit schließt das Rückschlagventil die Einlassöffnung, wenn ein vorgegebener Grenzdruck, beispielsweise während einer außerbetriebli- chen Unterbrechung der Fluidversorgung, unterschritten wird. Dadurch wird ein vollständiges Entleeren des Druckraums vermieden. Über die Federkraft des zwei- ten Federelementes kann der zum Schließen des Rückschlagventils erforderliche Grenzdruck eingestellt werden. Bei geöffnetem Einlassventil ist der von der Fluid versorgungseinrichtung erzeugte Druck größer als die Federkraft des zweiten Fe- derelements, so dass der Verschlusskörper gegen die Federkraft des zweiten Fe- derelements von der Anschlusseinrichtung weg bewegt und dadurch in eine Of- fenstellung gedrückt wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verschluss- körper aus einem Elastomer. Das zweite Federelement kann als eine Druckfeder ausgebildet sein. So kann das zweite Federelement eine Spiralfeder oder eine elastomere Feder sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in den Verschlusskörper wenigstens ein Kanal eingebracht, der im geöffneten Zustand der Einlassöffnung mit der An- schlusseinrichtung in Verbindung steht. Über den Kanal strömt das Fluid von der Fluidversorgungseinrichtung in das Einlassventil und von dort in den Druckraum. Insbesondere strömt das Fluid von der Fluidversorgungseinrichtung über den Ka- nal in den zweiten Aufnahmeraum, von dem zweiten Aufnahmeraum über den Verbindungskanal in den ersten Aufnahmeraum und von dem ersten Aufnahme- raum über die Auslassöffnung in den Druckraum. Weiterhin vorteilhaft kann im Verschlusskörper eine Vielzahl an Kanälen eingebracht sein, die in geöffnetem Zustand der Einlassöffnung mit der Anschlusseinrichtung in Verbindung stehen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Anschlusseinrichtung mit dem Abroll kolben oder dem Deckelelement verbunden. Vorteilhaft weist die Anschlussein- richtung ein Außengewinde auf, mittels dem die Anschlusseinrichtung in ein in dem Abrollkolben oder dem Deckelelement eingebrachtes Innengewinde einge- schraubt ist. Um Leckagen zu vermeiden, kann zwischen der Anschlusseinrich- tung und dem Abrollkolben oder dem Deckelelement ein Dichtelement vorgesehen sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist dem Rückschlagventil eine Schalldämp- fungsvorrichtung vorgeschaltet. Die Schalldämpfungsvorrichtung reduziert die Ge- räuschbildung, wenn Fluid aus der Fluidversorgungseinrichtung über das Rück- schlagventil und das Einlassventil in den Druckraum strömt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schalldämpfungsvorrichtung zwischen der Anschlusseinrich- tung und der Einlassöffnung angeordnet. Die Schalldämpfungsvorrichtung kann aus Wolle, Schaumstoff, Filz oder einem gesinterten Material hergestellt sein. Fer- ner kann die Schalldämpfungsvorrichtung ein zwischen der Anschlusseinrichtung und der Einlassöffnung ausgebildeter Leerraum sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Einlassventil in dem Abrollkolben oder dem Deckelelement integriert, wobei zwischen dem Einlassventil und dem Abroll kolben oder dem Deckelelement ein Dichtelement angeordnet ist. Das Dichtele- ment verhindert ein Austreten des Fluids aus dem Druckraum in die Umgebung. Das Dichtelement kann ein Dichtring sein, der in einer Nut des Ventilgehäuses einliegt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ventilgehäuse aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem faserverstärkten Kunststoff. Dadurch weist das Einlass- ventil ein niedriges Gewicht auf und ist kostengünstig in der Herstellung.

Nachfolgend werden ein Luftfederdämpfer sowie weitere Merkmale und Vorteile anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Figuren schema- tisch dargestellt ist. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Luftfederdämpfer;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt eines Längsschnitts durch das in Fig.

1 gezeigte Einlassventil;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Rückschlagventils in der Schließ- stellung; und

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des Rückschlagventils in der Offen- stellung.

In Fig. 1 ist ein Luftfederdämpfer 10 gezeigt, der zur Dämpfung und Regelung ei- ner Niveaulage eines nicht dargestellten Fahrzeugs oder einer nicht dargestellten Fahrerkabine eines Fahrzeugs dient. Der Luftfederdämpfer 10 weist einen Abrollkolben 12, ein Deckelelement 14 und einen Luftfederbalg 16 auf, der den Abrollkolben 12 und das Deckelelement 14 unter Ausbildung eines luftdicht abgeschlossenen Druckraums 18 miteinander verbindet. Der Druckraum 18 ist mit einem Fluid als Arbeitsmedium befüllt. Als Arbeitsmedium kann Druckluft verwendet werden. Der Druckraum 19 wird über eine nicht dargestellte Fluidversorgungseinrichtung mit Fluid versorgt.

Wie zudem in Fig. 1 ersichtlich ist, ist innerhalb des Druckraums 18 ein hydrauli scher Dämpfer 20 angeordnet, der zur Bedämpfung der eingeleiteten Schwingun- gen dient.

Zur Regulierung der Niveaulage eines nicht dargestellten Fahrzeugs oder einer nicht dargestellten Fahrerkabine weist der Luftfederdämpfer 10 ein Niveauregulie- rungssystem 22 auf. Das Niveauregulierungssystem 22 weist ein Einlassventil 24 zum Zuführen von Fluid in den Druckraum 18, ein Auslassventil 26 zum Abführen von Fluid aus dem Druckraum 18 und eine Betätigungseinrichtung 28 auf, die mit dem Einlassventil 24 und/oder dem Auslassventil 26 in Wirkverbindung steht. Bei- de Ventile sind vorliegend als Federventile ausgebildet.

Die Betätigungseinrichtung 28 weist eine Druckfedereinrichtung 30 auf, wie sie aus DE 10 2011 114 570 B4 bekannt ist.

Das Auslassventil 26 ist in dem Deckelelement 14 integriert, um Fluid aus dem Druckraum 18 abzulassen.

Das Einlassventil 24 ist über eine Anschlusseinrichtung 72 mit der Fluidversor- gungseinrichtung verbunden, um den Druckraum 18 mit Fluid zu versorgen, wobei das Einlassventil 24 vorliegend in dem Deckelelement 14 integriert ist. Hierzu ist das Einlassventil 24 in eine in dem Deckelelement 14 eingebrachte Aufnahmeöff- nung 32 formschlüssig und/oder kraftschlüssig eingesetzt ist.

Das Einlassventil 24 weist ein Ventilgehäuse 34 mit einer Einlassöffnung 36, einer Auslassöffnung 38, einen ersten Aufnahmeraum 40, einen zweiten Aufnahmeraum 42 und einen die beiden Aufnahmeräume 40, 42 verbindenden Verbindungskanal 44 auf. Das Ventilgehäuse 34 kann aus Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff sein.

Die Einlassöffnung 36 ist dem ersten Aufnahmeraum 40 zugeordnet und steht mit dem Druckraum 18 in Verbindung. Die Auslassöffnung 38 ist dem zweiten Auf- nahmeraum 42 zugeordnet und steht mit der Anschlusseinrichtung 72 in Verbin- dung.

Zur Abdichtung des Druckraums 18 ist außenumfangsseitig in das Ventilgehäuse 34 eine Aufnahmenut 46 eingebracht, in die ein erstes Dichtelement 48 eingesetzt ist

Das Einlassventil 24 weist einen innerhalb des ersten Aufnahmeraums 40 beweg- baren Ventilstößel 50 zum Verschließen der Auslassöffnung 38 und ein mit dem Ventilstößel 50 gekoppeltes erstes Federelement 52 auf. Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, weist der Ventilstößel 50 einen Kolbenabschnitt 54, einen Stangenabschnitt 56 und einen Kragenabschnitt 57 auf. Der Stangenabschnitt 54 erstreckt sich durch eine in der Auslassöffnung 38 angeordnete Führungshülse 58 in den Druckraum 18.

Wie zudem in Fig. 2 ersichtlich ist, ist in die Führungshülse 58 eine umlaufende Ausnehmung 60 eingebracht, in die der Kragenabschnitt 57 in der in Fig. 2 gezeig- ten Schließstellung des Einlassventils 24 einliegt. Zwischen der Führungshülse 58 und dem Ventilgehäuse 34 ist zur Abdichtung ein zweites Dichtelement 62 ange- ordnet.

Das erste Federelement 52 ist als eine Druckfeder ausgebildet und stützt sich auf einer zwischen den beiden Aufnahmeräumen 36, 38 vorhandenen Trennwand 64 ab, in die der Verbindungskanal 44 eingebracht ist. Das erste Federelement 52 drückt den Ventilstößel 50 gegen die Auslassöffnung 38, insbesondere drückt das erste Federelement 52 den Kragenabschnitt 57 in die Ausnehmung 60 der Füh- rungshülse 58, um die Auslassöffnung 38 zu verschließen. Über das erste Fe- derelement 52 wird die Schließkraft zum Schließen des Einlassventils 24 einge- stellt. Bei Unterschreiten einer vorgegebenen Niveaulage drückt die Betätigungseinrich- tung 28 den Ventilstößel 50 gegen die Kraft des ersten Federelements 52 von der Auslassöffnung 38 weg, so dass die Auslassöffnung frei gegeben wird und Fluid von einer nicht dargestellten Fluidversorgungseinrichtung in den Druckraum 18 strömen kann. Bei geöffnetem Auslassventil 26 und im Normalbetrieb also im Fe- der- und/oder Dämpfungsbetrieb ist die Betätigungseinrichtung 28 von dem Ventil- stößel 50 beabstandet, so dass das Einlassventil 24 geschlossen ist, indem das erste Federelement 52 den Ventilstößel 50 gegen die Auslassöffnung 38 drückt.

Wie zudem in Fig. 2 ersichtlich ist, ist in das Einlassventil 24 ein Rückschlagventil 66 integriert, das dem Einlassventil 24 in Reihe vorgeschaltet ist. Das Rück- schlagventil 66 ist innerhalb des weiten zweiten Aufnahmeraums 42 angeordnet und weist einen innerhalb des zweiten Aufnahmeraums 42 bewegbaren Ver- schlusskörper 68 und ein mit dem Verschlusskörper 68 gekoppeltes zweites Fe- derelement 70 auf.

Das zweite Federelement 70 ist als Druckfeder, insbesondere als Spiralfeder, ausgebildet. Das zweite Federelement 70 stützt sich an der Trennwand 64 ab und drückt den Verschlusskörper 68 bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenz- drucks, wenn beispielsweise die Fluidversorgung unterbrochen wird, gegen die Anschlusseinrichtung 72, um die Einlassöffnung 36 zu verschließen, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Dadurch wird ein druckloses Zusammendrücken beziehungsweise Auseinanderziehen des Luftfederbalgs 16 sowie eine Beschädigung des Luftfe- derbalgs 16 verhindert.

Das Rückschlagventil 66 wird durch den von der Fluidversorgungseinrichtung er- zeugten Druck geöffnet, indem der von der Fluidversorgungseinrichtung erzeugte Druck größer als die Kraft des zweiten Federelements 70 ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Dadurch wird der Verschlusskörper 68 von der Anschlusseinrichtung 72 weg gedrückt, so dass bei geöffnetem Einlassventil 24 Fluid von der Luftversorgungs- einrichtung in den Druckraum 18 strömen kann. Vorteilhaft beträgt ein Druck zum Öffnen des Rückschlagventils zwischen ca. 0,1 bar und ca. 5 bar, vorzugsweise zwischen ca. 0,5 bar und 1 ,5 bar. Wie in den Figuren 3 und 4 offenbart ist, weist der Verschlusskörper 68 wenigs- tens einen Kanal 74 auf, über den das Fluid von der Anschlusseinrichtung 72 in den zweiten Aufnahmeraum 42, von dort über den Verbindungskanal 44 in den ersten Aufnahmeraum 36 und über die Auslassöffnung 38 in den Druckraum 18 strömt, wenn sowohl das Einlassventil 24 als auch das Rückschlagventil 66 geöff- net sind. Der Verschlusskörper 68 ist vorliegend aus einem Kunststoff, insbeson- dere einem Elastomer.

Die Anschlusseinrichtung 72 ist mit dem Deckelelement 14 verbunden. Flierzu weist die Anschlusseinrichtung 72 einen Vorsprung 76 mit einem Außengewinde 78 auf, der in eine Einschrauböffnung 80 des Deckelelementes 14, das ein Innen- gewinde 82 aufweist, eingeschraubt ist. Zur Abdichtung ist zwischen der An- schlusseinrichtung 72 und dem Deckelelement 14 ein drittes Dichtelement 84 an- geordnet.

Im Folgenden werden die Niveauregulierung des Luftfederdämpfers 10 sowie die Funktion des Rückschlagventils 66 beschrieben. Im Normalbetrieb sind das Ein- lassventil 24 und das Auslassventil 26 geschlossen. Während eines Ein- und Aus- federns rollt der Luftfederbalg 16 am Abroll kolben 12 ab, so dass der Druckraum 18 komprimiert wird. Dadurch werden die Schwingungen abgefedert und/oder be- dämpft. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Niveaulage bleibt das Einlassventil 24 geschlossen und die Betätigungseinrichtung 28 öffnet das Auslassventil 26. Dadurch kann Fluid aus dem Druckraum 18 in die Umgebung strömen, so dass das Fahrzeug oder die Fahrerkabine abgesenkt wird. Bei Unterschreiten einer vorgegebenen Niveaulage ist das Auslassventil 26 geschlossen und die Betäti- gungseinrichtung 28 öffnet das Einlassventil 24. Dadurch strömt Fluid von der nicht dargestellten Fluidversorgungseinrichtung über die Anschlusseinrichtung 72 in den Druckraum 18, wodurch sich der Druck im Druckraum 18 erhöht und das Fahrzeug oder die Fahrerkabine angehoben wird. Wenn bei geöffnetem Einlass- ventil 24 ein plötzlicher Druckabfall, beispielsweise durch Unterbrechung der Luft- versorgung, auftritt und dadurch ein vorbestimmter Grenzdruck unterschritten wird, schließt das Rückschlagventil 66 die Einlassöffnung 36. Zur Vermeidung einer Geräuschbildung beim Einströmen des Fluids in den Druck- raum 18, kann das Einlassventil 24 eine nicht dargestellte Schalldämpfungsvor- richtung aufweisen. Die Schalldämpfungsvorrichtung ist dem Rückschlagventil 66 vorgeschaltet. Insbesondere ist die Schalldämpfungsvorichtung zwischen der An- schlusseinrichtung 72 und der Einlassöffnung 36 angeordnet. Die Schalldämp- fungsvorrichtung kann aus Wolle, Schaumstoff, Filz oder einem gesinterten Mate- rial hergestellt sein. Ferner ist es auch denkbar, dass die Schalldämpfungsvorrich- tung als ein Leerraum ausgebildet ist.

Durch die Integration eines Rückschlagventils 66 in das Einlassventil 24 kann bei einer Unterbrechung der Fluidversorgung ein vollständig entleerter und damit komplett druckloser Zustand verhindert werden, so dass ein druckloses Zusam- mendrücken beziehungsweise Auseinanderziehen des Luftfederbalgs 16 sowie eine Beschädigung des Luftfederbalgs 16 vermieden wird. Somit wird durch die Integration eines Rückschlagventils 66 in das Einlassventil 24 ein einfaches und kostengünstiges Ventil geschaffen, das einerseits die Funktion des Einlassventils 24 für die Niveauregierung beibehält, und gleichzeitig bei einer außerbetrieblichen Unterbrechung der Fluidversorgung dafür sorgt, dass stets ein gewisser Restdruck in der Luftfeder verbleibt. Ferner werden durch die Integration des Rückschlagven- tils 66 in das Einlassventil 24 der Montageaufwand, die Kosten und der Bauraum sowie mögliche Leckagen aufgrund zusätzlicher Dichtstellen reduziert.

Bezugszeichenliste

Luftfederdämpfer

Abrollkolben

Deckelelement

Luftfederbalg

Druckraum

hydraulischer Dämpfer

Niveauregulierungssystem

Einlassventil

Auslassventil

Betätigungseinrichtung

Druckfedereinrichtung

Aufnahmeöffnung

Ventilgehäuse

Einlassöffnung

Auslassöffnung

erster Aufnahmeraum

zweiter Aufnahmeraum

Verbindungskanal

Aufnahmenut

erstes Dichtelement

Ventilstößel

erstes Federelement

Kolbenabschnitt

Stangenabschnitt

Kragenabschnitt

Führungshülse

Ausnehmung

zweites Dichtelement

Trennwand

Rückschlagventil Verschlusskörper zweites Federelement Anschlusseinrichtung Kanal

Vorsprung

Außengewinde Einschrauböffnung Innengewinde drittes Dichtelement

Claims

Ansprüche

1. Luftfeder oder Luftfederdämpfer (10) für ein Fahrzeug oder eine Fahrerka- bine eines Fahrzeugs, aufweisend einen Abrollkolben (12), ein Deckelele- ment (14), einen Luftfederbalg (16), der den Abrollkolben (12) und das De- ckelelement (14) unter Ausbildung eines mit Fluid gefüllten Druckraums (18) verbindet, und ein Niveauregulierungssystem (22) zur Regulierung der Niveaulage des Fahrzeugs oder der Fahrerkabine, wobei das Niveauregu- lierungssystem (22) ein Einlassventil (24) zum Zuführen von Fluid in den Druckraum (18), ein Auslassventil (26) zum Abführen von Fluid aus dem Druckraum (18) und eine Betätigungseinrichtung (28) aufweist, die mit dem Einlassventil (24) und/oder dem Auslassventil in (26) Wirkverbindung steht und das Einlassventil (24) und/oder das Auslassventil (26) in Abhängigkeit vom Luftfederhub öffnet und/oder schließt, dadurch gekennzeichnet, dass in das Einlassventil (24) ein Rückschlagventil (66) integriert ist.

2. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich- net, dass das Auslassventil (26) und das Rückschlagventil (66) in Reihe geschalten sind.

3. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Rückschlagventil (66) dem Einlassventil (24) vorge- schaltet ist.

4. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (66) und das Ein- lassventil (24) in gegenläufige Richtungen schließen.

5. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck zum Schließen des Rück- schlagventils (66) zwischen ca. 0,1 bar und ca. 5 bar, vorzugsweise zwi- schen ca. 0,5 bar und 1 ,5 bar, beträgt.

6. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (24) ein Ventilgehäu- se (34) mit einer Einlassöffnung (36) und einer Auslassöffnung (38) auf- weist, in welchem das Rückschlagventil (66) integriert ist, wobei das Ein- lassventil (24) in einem ersten Aufnahmeraum (40) des Ventilgehäuses (34) und das Rückschlagventil (66) in einem zweiten Aufnahmeraum (42) des Ventilgehäuses (34) angeordnet sind.

7. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich- net, dass die Aufnahmeräume (40, 42) über einen Verbindungskanal (44) verbunden sind.

8. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Einlassventil (24) einen innerhalb des ersten Aufnahme- raums (40) bewegbaren Ventilstößel (50) zum Verschließen der Auslass- Öffnung (38) und ein mit dem Ventilstößel (50) gekoppeltes erstes Fe- derelement (52) aufweist, wobei das erste Federelement (52) den Ventil- stößel (50) gegen die Auslassöffnung (38) zum Verschließen der Auslass- Öffnung (38) drückt.

9. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (66) einen innerhalb des zweiten Aufnahmeraums (42) bewegbaren und in der Einlassöffnung (36) angeordneten Verschlusskörper (68) und ein mit dem Verschlusskör- per (68) gekoppeltes zweites Federelement (70) aufweist, wobei das zweite Federelement (70) den Verschlusskörper (68) gegen eine Anschlusseinrich- tung (72) einer Fluidversorgungseinrichtung drückt, um das Einlassventil (24) zu verschließen.

10. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich- net, dass in den Verschlusskörper (68) wenigstens ein Kanal (74) einge- bracht ist, der im geöffneten Zustand der Einlassöffnung (36) mit der An- schlusseinrichtung (72) in Verbindung steht.

11. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Anschlusseinrichtung (72) mit dem Abrollkolben (12) oder dem Deckelelement (14) verbunden ist.

12. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rückschlagventil (66) eine Schall dämpfungsvorrichtung vorgeschaltet ist.

13. Luftfeder oder Luftfederdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (24) in dem Abrollkol ben (12) oder dem Deckelelement (14) integriert ist, wobei zwischen dem Einlassventil (24) und dem Abrollkolben (12) oder dem Deckelelement (14) ein Dichtelement (48) angeordnet ist.