WO2019214933A1 - Luftfeder, insbesondere für ein fahrzeug, fahrzeug mit wenigstens einer solchen luftfeder sowie verfahren zum betreiben einer solchen luftfeder - Google Patents

Luftfeder, insbesondere für ein fahrzeug, fahrzeug mit wenigstens einer solchen luftfeder sowie verfahren zum betreiben einer solchen luftfeder Download PDF

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Definitions

  • Air spring in particular for a vehicle, vehicle with at least one such air spring and method for operating such an air spring
  • the invention relates to an air spring, in particular for a vehicle, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with at least one such air spring and a method for operating such an air spring.
  • the air spring has at least one air chamber for receiving air, wherein the air chamber is variable in its volume or variable.
  • the air spring adsorption material, which is arranged in the air chamber.
  • the adsorption material is also referred to as adsorptive material or adsorbent material.
  • WO 2015/145148 A1 discloses an air spring.
  • EP 2 759 733 A1 discloses an air spring system which has at least one air spring with at least one volume of compressed air variable to the pressure chamber.
  • the compressed air chamber is connected to a compressor unit as a compressed air generator with or without a compressed air accumulator.
  • compressed air spaces of air springs and / or the compressed air reservoir are provided with an adsorptive material.
  • Object of the present invention is to provide an air spring, a vehicle and a method, so that the air spring with respect to their spring stiffness can be adjusted particularly advantageous. This object is achieved by an air spring with the Merkma- len of claim 1, by a vehicle having the features of claim 9 and by a method having the features of patent claim 10.
  • Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
  • a first aspect of the invention relates to an air spring, in particular for a vehicle such as a motor vehicle.
  • the air spring has at least one air chamber for receiving air, in particular compressed air.
  • air, in particular compressed air can be picked up or received in the air chamber.
  • the air chamber is variable in its volume or variable. This means that the air chamber has a variably variable or variable volume.
  • the air chamber is, for example, partially bounded in each case by a bellows, in particular by a rolling bellows, by the air spring and by a piston of the air spring, the piston being connected, for example, to the bellows.
  • the piston for example, moves in a translatory manner, in particular relative to at least part of the bellows, with these translatory movements of the piston increasing the volume and decreasing the volume of the air chamber, that is, enlarging and reducing the volume of the air chamber comes.
  • the air spring also has an adsorption material, which is arranged in the air chamber.
  • the adsorption material is also referred to as adsorptive material or adsorbent material and may, for example, have activated carbon or be formed as activated carbon.
  • the adsorption material for air or air molecules is adsorbent, so that the adsorption material enriches or accumulates air or air molecules on its surface, if the adsorption material, in particular its surface, is exposed to air or air molecules, that is to say it comes into contact with air or air molecules.
  • the air spring comprises an adjustment device by means of which a spring stiffness of the air spring can be variably adjusted the surface of the adsorption material in contact with the air chamber is variably adjustable.
  • a spring stiffness of the air spring can be variably adjusted the surface of the adsorption material in contact with the air chamber is variably adjustable.
  • the surface of the adsorption material which is in contact with the air taken up in the air chamber, can be adjusted to different sizes or areas by means of the adjusting device, wherein it is conceivable in particular that the air received in the air chamber is in Contact standing surface of the adsorbent material can be set to zero, so that, for example, in at least one state of the adjustment the surface of the adsorbent material or the adsorption material is not in contact with the air taken in the air chamber or comes.
  • the surface in contact with the air accommodated in the air chamber is steplessly or at least substantially continuously adjustable by means of the adjusting device.
  • an at least substantially continuous adaptation of the spring stiffness, also referred to as spring rate, to different driving conditions can be achieved, which is not possible with conventional, switchable air springs.
  • conventional, switchable air springs require additional control units for each switchable sub-volume, which cause costs and require space for installation.
  • active regulation of the surface of the adsorption material in contact with the air accommodated in the air chamber permits active regulation of the spring stiffness of the air spring, whereby, for example, a suspension of a vehicle having the air spring can be adapted to different, respective driving situations and different, respective road conditions can be adjusted. Thereby can Rolling and pitching of the vehicle avoided or at least kept in a very small frame.
  • a further embodiment is characterized in that the adjusting device has at least one covering element, wherein the covering element and the adsorption material are movable relative to one another, whereby a first part of the surface which is in contact with the air taken up in the air chamber a second part of the surface which adjoins the first part and is in contact with the air taken up in the air chamber by means of the cover element and thus is not in contact with the air accommodated in the air chamber. If, for example, the first part of the surface is enlarged, this is accompanied, for example, by a reduction of the second part and vice versa. As a result, the parts and thus the spring stiffness can be adjusted particularly easily and as needed.
  • the cover element is designed to be generstly, ie dimensionally stable.
  • the adjusting device has at least one actuator, in particular at least one motor and preferably at least one electric motor, by means of which relative movements between the cover element and the adsorption material can be effected for adjusting the parts and thus the spring rigidity.
  • the adsorption material forms, for example, an intrinsically rigid or dimensionally stable body by, for example, compacting or pressing the adsorption material.
  • the adsorption material per se is embodied as granular matter, which is accommodated, for example, in an air-permeable or air-permeable container.
  • the surface and thus the spring stiffness can be adjusted particularly demand-responsive as well as particularly fast, so that the air spring with regard to its spring stiffness can be adapted particularly fast and demanded to changing driving conditions and / or road conditions.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that the cover element and the adsorption material are translationally and / or rotationally movable relative to one another. As a result, the surface or the parts and thus the spring stiffness can be set particularly quickly and in a demand-oriented manner.
  • the adjusting device has at least one passage opening, whose flow cross-section through which the surface can be acted upon and thus brought into contact with the air received in the air chamber, by means of the cover element, in particular by Relative movements between the cover and the absorbent material, is adjustable.
  • the setting device it is possible for the setting device to have a plurality of through openings which are separate from one another and whose respective flow cross sections, through which air can flow, via which the surface can be acted upon by the air taken up in the air chamber, by means of the cover element, in particular by relative movements between the cover element and the adsorption material.
  • the surface and thus the spring stiffness can be set particularly precisely but also particularly fast in a large adjustment range, so that, for example, the spring rigidity can be adjusted at least substantially continuously.
  • the passage openings are arranged, for example, distributed in the circumferential direction of the adsorption material, in particular evenly, so that, for example, at least partial release of the passage openings or the flow cross sections, air molecules can accumulate or accumulate on the surface particularly quickly.
  • the air spring comprises at least one at least partially arranged in the adsorption material and at least airtight separating element, by means of which at least a first part of the adsorption of at least a second part of Adsorption, in particular air-tight, is separated or separated.
  • the separating element for example, undesirable airflows taking place within the adsorption material can be avoided.
  • the separating element that, for example, when the surface of the adsorption material in the first part of the adsorption material is released from the setting device and, in the meantime, in the second part of the adsorption material it is still absorbed by the air taken up in the air chamber is separated, in particular by the fact that the adjusting means covers the surface in the second part of the adsorption material, in particular outwardly or to the air chamber, air, which can come into contact with the surface of the first part of the adsorbent, within the Adsorption of the first part of the adsorbent material to the second part of the adsorption material flows.
  • the surface in the second part of the adsorption material inside the adsorption material can be kept separate from the first part and thus from the air taken up in the air chamber, while the surface in the first part of the adsorption material comes into contact with the first part Air stands.
  • the stiffness of the air spring can be adjusted precisely and as needed.
  • the separating element is preferably a separate element from the adsorption material.
  • the separating element can be formed from a plastic or from a metallic material.
  • the separating element is formed from a ceramic material, also referred to as ceramic material.
  • the separating element is formed as an adhesive layer. It has proved to be particularly advantageous if the separating element is inherently rigid and thus dimensionally stable. As a result, the parts of the adsorption material can be separated from each other particularly well, so that the spring stiffness can be adjusted as required and precisely.
  • the separator could be part of a monolith made of different materials. is building.
  • the materials include, for example, the adsorption material, which is in particular in the form of activated carbon or has at least activated carbon, and separating material from which the separating element is formed.
  • the air spring can be designed as a separate structural unit and can be built or installed as a separate component, that is, for example, independently of a shock absorber. It is also conceivable that the air spring is used or used in a strut and thus forms the strut with a shock absorber. In other words, the air spring, for example, part of a strut, which has the air spring and a shock absorber.
  • the invention also includes a shock absorber, which has at least one air spring according to the invention.
  • a second aspect of the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the vehicle is designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
  • the vehicle has at least one air spring according to the invention according to the first aspect of the invention.
  • Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention, and vice versa.
  • a third aspect of the invention relates to a method for operating an air spring, in particular an air spring according to the invention according to the first aspect of the invention.
  • the air spring has, in the third aspect of the invention, at least one variable in volume air chamber for receiving air and arranged in the air chamber Adsorptionsmate- rial.
  • the method for operating the air spring whose spring stiffness or spring stiffness is variably adjusted by means of an adjusting a set with the recorded air in the air chamber in contact surface of the adsorbent material is variably adjusted.
  • the invention also includes further developments of the method according to the invention which have features as have already been described in connection with the developments of the air spring according to the invention and of the motor vehicle according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.
  • the invention also includes the combinations of the features of the described embodiments.
  • FIG. 1 shows a schematic and sectional side view of an inventive air spring according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic and sectional side view of the air spring according to a second embodiment.
  • the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of one another, which each further develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.
  • FIG. 1 shows, in a schematic side view, an air spring 10 for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle designed to be, for example, a passenger car.
  • the air spring 10 is for example part of a chassis of the motor vehicle, which comprises the chassis in fully manufactured state of the motor vehicle.
  • at least one wheel of the motor vehicle is supported by the air spring 10 at least sprung on a structure of the motor vehicle designed, for example, as a self-supporting body.
  • the air spring 10 has at least one air chamber 12, which is variable in its volume.
  • the air chamber 12 has a variable volume.
  • air in particular compressed air
  • the air chamber 12 is partially bounded by a first attachment element 14, a second attachment element 16, and a bellows 18 of the air spring 10, also referred to as a bellows or air bellows.
  • the bellows 18 is connected to the respective attachment elements 14 and 16, for example , About the connection element 14, the air spring 10 example, at least indirectly to the structure attachable.
  • the air spring 10 can be supported, for example via the connection element 14, at least indirectly on the structure or coupled to the structure.
  • the air spring 10 can be supported via the connection element 14 on a spring and / or damper dome of the structure, in particular connected to the spring and / or damper dome, which is simply referred to as the dome.
  • the connection element 14 serves, for example, for the vehicle-side connection of the air spring 10.
  • the air spring 10 can be coupled to the previously mentioned wheel, so that, for example, the connecting element 16 serves for the wheel-side connection of the air spring 10.
  • One of the connecting elements 14 and 16 comprises, for example, a piston or is designed as a piston, wherein the piston is designed, for example, as a rolling piston.
  • the connecting elements 14 and 16 move toward each other during a compression movement, so that the rolling bellows is at least partially rolled up onto the rolling piston.
  • the connection elements 14 and 16 move in a translatory way away from each other, so that the rolling bellows is at least partially unrolled from the rolling piston.
  • the air spring 10 comprises adsorption material 22, which is arranged in the air chamber 12, which is bounded or formed in each case partially by the connection elements 14 and 16 and the bellows 18.
  • the adsorption material 22 is also referred to as an adsorptive material or as an adsorbing material and is, for example, a material adsorbing at least air or at least or exclusively air molecules, so that, for example, at least or exclusively air molecules accumulate on the adsorption material 22, in particular on the surface 24 thereof deposit.
  • the adsorption material 22 is designed, for example, to adsorb air or air molecules.
  • the air spring 10 comprises a disposed in the air chamber 12 adjusting means 26, by means of which for the variable adjustment of the spring stiffness of the air spring 10 with the in the Air chamber 12
  • the air contacting surface 24 of the adsorbent material 22 can be variably adjusted.
  • the spring stiffness can be adjusted at least essentially continuously or steplessly or in steps, in particular when individual, separated segments of the adsorption material 22 are provided are. These steps can be very small and have a high number, so that the spring hardness can be set very precisely to different values, the number of which can correspond, for example, to the number of stages or the segments.
  • the adjusting device 26 comprises at least or precisely a housing element 28 which functions as a cover element and which defines or forms at least or precisely a receiving space 30.
  • the housing element 28 and the adsorption material 22 can be moved relative to one another for adjusting the surface 24 which is in contact with the air received in the air chamber 12 and thus for adjusting the spring stiffness, in particular in a translatory manner.
  • the adsorption material 22 can be moved into the receiving space 30 and moved out of the receiving space 30.
  • the adsorption material 22 and the housing element 28 are moved in a first direction relative to each other, then for example the adsorption material 22 is at least partially moved out of the receiving space 30 and thus out of the housing element 28.
  • the first direction coincides, for example, with the direction illustrated by the double arrow 20 and is illustrated in FIG. 1 by an arrow 32.
  • the adsorption material 22 and the housing element 28 are moved relative to one another, in particular translationally, in a second direction opposite to that illustrated in FIG. 1 by an arrow 34, for example the adsorption material 22 is at least partially in the receiving space 30 and thus in the housing member 28 is moved in.
  • the second direction coincides, for example, with the direction illustrated by the double arrow 20.
  • the surface of the adsorption material 22, which is in contact with the air received in the air chamber 12 is increased, so that an effective air volume of the air spring 10 influencing the spring stiffness of the air spring 10 is increased becomes.
  • the effective volume of air is increased because, by moving out of the adsorption material 22 and the concomitant enlargement of the surface which is in contact with the air taken up in the air chamber 12, additional air molecules are deposited on the adsorption material 22, in particular on the surface 24 thereof. attach. This leads to a reduction of the spring stiffness with the same space.
  • the adsorption material 22 and the housing element 28 can be moved at least essentially continuously or steplessly relative to each other, in particular translationally, whereby the spring stiffness of the air spring 10 is set at least substantially continuously or steplessly, that is to say different from one another and opposite only larger values can be set.
  • the housing member 28 and the adsorbent material 22 may be moved in different positions relative to each other by moving the housing member 28 and the adsorbent material 22 relative to each other.
  • Fig. 1 one of the positions is shown.
  • a first part T1 of the surface 24 is in contact with the air taken in the air chamber 12, while a second part T2 adjoining the first part T1 is separated from the one in the air chamber 12 by means of the housing element 28 absorbed air is separated, since the first part T1 is arranged outside the housing element 28, while the part T2 is accommodated in the receiving space 30 and thus in the housing element 28.
  • the parts T1 and T2 can be adjusted as needed and thereby at least substantially continuously or continuously.
  • the adjusting device 26 is an at least substantially continuously adjustable mechanism by means of which the part T 1, which is in contact with the air received in the air chamber 12, and the part T 2, which is fluid from the air received in the air chamber 12 is separated, can be changed gradually.
  • the respective part T1 and T2 is also referred to as the respective portion, wherein the part T1 is also referred to as an adjustable effective surface of the adsorption material 22, since additional air molecules can accumulate on the part T1 and thus on the adjustable effective surface. especially by absorption.
  • the number of effective air molecules can be variably adjusted, whereby the effective air volume of the air spring 10 and thus its spring stiffness can be variably adjusted. If, for example, the adsorption material 22 is moved further out of the housing element 28, starting from the position shown in FIG. 1, the part T1 is enlarged while the part T2 is reduced. If, however, the adsorption material 22 is moved further from the position shown in FIG. 1 into the housing element 28 and thus into the receiving space 30, the part T1 is reduced while the part T2 is enlarged.
  • respective, several, mutually different and compared to zero larger values of the parts T1 and T2 are adjustable.
  • the respective part T1 or T2 can be set to zero, so that, for example, the entire adsorption material 22 can be arranged in the receiving space 30 and can thus be separated from the air received in the air chamber 12, and thus, for example, the entire adsorption material 22 is arranged outside the receiving space 30 and thus in contact with that in the air chamber 12 ingested air can come.
  • the adsorption material 22 is in several, also as Parts 36 partitions designated, these partitions 36, for example, along the respective direction sequentially or arranged one behind the other and are preferably separated from each other fluidly or airtight.
  • Parts 36 partitions designated, these partitions 36, for example, along the respective direction sequentially or arranged one behind the other and are preferably separated from each other fluidly or airtight.
  • a plurality of airtight separating elements 38 are provided.
  • the separating elements 38 are arranged successively along the respective direction or one behind the other and are spaced from each other, so that, for example along the respective direction of the respective partition member 38, the respective partition 36 of the adsorbent material 22, in particular directly, connects.
  • the separating elements 38 are in each case at least partially, in particular at least predominantly or completely, arranged in the adsorption material 22 and are airtight, so that the separating elements 38 can not be traversed by air.
  • only the partitions 36 come into contact with the air taken up in the air chamber 12, which are arranged outside the receiving space 30, while the partitions 36, which are meanwhile still accommodated in the receiving space 30, do not come into contact with the one in the air chamber 12 incoming air come.
  • the surface in contact with the air taken up in the air chamber 12 or the respective part T1 or T2 can be adjusted particularly precisely and as needed, so that the spring rigidity of the air spring 10 can be adjusted as needed.
  • the separating elements 38 an undesired air exchange within half of the example formed as activated carbon adsorbent 22 can be avoided.
  • the air spring 10 comprises, for example, a motor 40, which is shown particularly schematically in FIG. 1 and designed, for example, as an electric motor, by means of which the above-described relative movements between the housing element 28 and the adsorption material 22 can be effected.
  • the adsorption material 22 and the housing element 28 can be moved by means of the motor 40 relative to one another, in particular translationally.
  • the motor 40 is thus an actuator by means of which the relative movements between the housing element 28 and the adsorption material 22 can be effected.
  • the housing element 28 is immovable relative to the attachment element 14, so that, for example, the adsorption material 22 can be moved relative to the housing element 28 and relative to the attachment element 14, in particular translationally, by means of the motor 40.
  • the adsorption material 22 is immovable relative to the attachment element 14, so that, for example, the housing element 28 is movable relative to the adsorption material 22 and relative to the attachment element 14, in particular translationally, by means of the motor 40.
  • the housing member 28 and the Adsorpti- onsmaterial 22 exclusively translationally movable relative to each other, thereby adjusting the spring stiffness.
  • the housing element 28 acting as a cover element is rotationally movable relative to the adsorption material 22, that is to say rotatable, which is illustrated by arrows 42 in FIG.
  • the adsorption material 22 and the housing element 28 are rotated relative to each other by means of the motor 40 and can be moved relative to each other, for example, only rotationally, to adjust the spring stiffness of the air spring 10.
  • the housing element 28 acts as a closure disk, for example, by means of which respective flow cross sections, through which air can flow, can be set by respective passage openings 44 of the adjustment device 26.
  • the adsorbent material 22 and the housing member 28 are rotatable relative to each other about an axis of rotation 46 to thereby adjust the effective surface area in contact with the air received in the air chamber 12, and thus the spring stiffness.
  • the passage openings 44 are arranged distributed in a circumferential direction of the adsorption material 22 running around the axis of rotation, in particular uniformly distributed, and thereby separated from one another.
  • the passage openings 44 are limited, for example, by walls of the adjustment device 26, in particular a cover part of the adjustment device 26, and are separated from one another, wherein, for example, the adsorption material 22 is arranged in the cover part.
  • the cover part is arranged, for example, in the housing element 28.
  • the housing element 28 in this case has further walls, by means of which the passage openings 44 can be closed and released in order to set the flow cross sections. If, for example, the housing element 28 is rotated in a first direction of rotation about the axis of rotation 46 relative to the aforementioned cover part, the passage openings 44 and thus their flow cross sections are thereby at least partially closed, for example. However, if, for example, the housing element 28 is rotated relative to the cover part in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, the passage openings 44 and thus their flow cross sections are thereby released. By releasing the flow cross-sections, the adjustable effective surface, which is in contact with the air received in the air chamber 12, is increased.
  • the adjustable effective surface area is reduced.
  • the adjustable effective surface and thus the spring stiffness of the air spring 10 can be adjusted particularly precise, simple and space-saving.
  • the spring stiffness can be adjusted continuously and thus changed, so that the air spring 10 can be adapted to different driving situations and / or road conditions particularly flexible or needs-based.
  • rolling and pitching of the motor vehicle can be avoided or at least kept particularly low.
  • the adsorption material 22 and the housing element 28 can be moved continuously relative to one another, so that the spring rigidity can be adjusted continuously.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder (10), mit wenigstens einer in ihrem Volumen veränderbaren Luftkammer (12) zum Aufnehmen von Luft, und mit Adsorptionsmaterial (22), welches in der Luftkammer (12) angeordnet ist, wobei eine Einstelleinrichtung (26), mittels welcher zum variablen Einstellen einer Federsteifigkeit der Luftfeder (10) eine mit der in der Luftkammer (12) aufgenommenen Luft in Kontakt stehende Oberfläche (24) des Adsorptionsmaterials (22) variabel einstellbar ist.

Description

Luftfeder, insbesondere für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit wenigstens einer solchen Luftfeder sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Luftfeder
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft eine Luftfeder, insbesondere für ein Fahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer solchen Luftfeder sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Luftfeder.
Eine solche Luftfeder, insbesondere für ein Fahrzeug wie beispielsweise ein Kraftfahrzeug, ist beispielsweise bereits der WO 2012/052776 A1 als be- kannt zu entnehmen. Die Luftfeder weist wenigstens eine Luftkammer zum Aufnehmen von Luft auf, wobei die Luftkammer in ihrem Volumen veränder- bar beziehungsweise veränderlich ist. Außerdem umfasst die Luftfeder Ad- sorptionsmaterial, welches in der Luftkammer angeordnet ist. Das Adsorpti- onsmaterial wird auch als adsorptives Material oder als adsorbierendes Ma- terial bezeichnet. Des Weiteren offenbart die WO 2015/145148 A1 eine Luft- feder.
Außerdem ist aus der EP 2 759 733 A1 ein Luftfedersystem bekannt, wel- ches wenigstens eine Luftfeder mit mindestens einer Druckluftkammer ver- änderlichen Volumens aufweist. Die Druckluftkammer ist an eine Kompres- soreinheit als Druckluftgeber mit oder ohne einen Druckluftspeicher ange- schlossen. Ferner ist es vorgesehen, dass Drucklufträume von Luftfedern und/oder des Druckluftspeichers mit einem adsorptiven Material versehen sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftfeder, ein Fahrzeug und ein Verfahren zu schaffen, sodass die Luftfeder hinsichtlich ihrer Federstei- figkeit besonders vorteilhaft eingestellt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Luftfeder mit den Merkma- len des Patentanspruchs 1 , durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Pa- tentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Luftfeder, insbesondere für ein Fahrzeug wie beispielsweise ein Kraftfahrzeug. Die Luftfeder weist wenigs- tens eine Luftkammer zum Aufnehmen von Luft, insbesondere Druckluft, auf. Mit anderen Worten ist in der Luftkammer Luft, insbesondere Druckluft, auf- nehmbar oder aufgenommen. Dabei ist die Luftkammer in ihrem Volumen veränderbar beziehungsweise veränderlich. Dies bedeutet, dass die Luft- kammer ein variabel veränderbares beziehungsweise veränderliches Volu- men aufweist. Die Luftkammer ist beispielsweise jeweils teilweise von einem Balg, insbesondere von einem Rollbalg, der Luftfeder und von einem Kolben der Luftfeder begrenzt, wobei der Kolben beispielsweise mit dem Balg ver- bunden ist. Bei Ein- und Ausfederbewegungen der Luftfeder bewegt sich beispielsweise der Kolben translatorisch, insbesondere relativ zu wenigstens einem Teil des Balgs, wobei es bei diesen translatorischen Bewegungen des Kolbens zu Volumenvergrößerungen und Volumenverkleinerungen der Luft- kammer, das heißt zu Vergrößerungen und Verkleinerungen des Volumens der Luftkammer kommt.
Die Luftfeder weist ferner ein Adsorptionsmaterial auf, welches in der Luft- kammer angeordnet ist. Das Adsorptionsmaterial wird auch als adsorptives Material oder adsorbierendes Material bezeichnet und kann beispielsweise Aktivkohle aufweisen beziehungsweise als Aktivkohle ausgebildet sein. Ins- besondere ist das Adsorptionsmaterial für Luft beziehungsweise Luftmolekü- le adsorbierend, sodass das Adsorptionsmaterial an seiner Oberfläche Luft beziehungsweise Luftmoleküle anreichert beziehungsweise anlagert, wenn das Adsorptionsmaterial, insbesondere dessen Oberfläche, mit Luft bezie- hungsweise Luftmolekülen beaufschlagt wird, das heißt in Kontakt mit Luft beziehungsweise Luftmolekülen kommt. Um nun die Luftfeder hinsichtlich ihrer auch als Luftfedersteifigkeit, Luftfe- derhärte oder Federhärte bezeichneten Federsteifigkeit besonders vorteilhaft und bedarfsgerecht einstellen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgese- hen, dass die Luftfeder eine Einstelleinrichtung umfasst, mittels welcher zum variablen Einstellen der Federsteifigkeit der Luftfeder eine mit der in der Luftkammer aufgenommenen Luft in Kontakt stehende Oberfläche des Ad- sorptionsmaterials variabel einstellbar ist. Mit anderen Worten kann mittels der Einstelleinrichtung ein mit der in der Luftkammer aufgenommenen Luft in Kontakt stehender Teil der Oberfläche beziehungsweise eine in Kontakt mit der in der Luftkammer aufgenommenen Luft stehende Fläche beziehungs- weise Größe der Oberfläche des Adsorptionsmaterials variiert, das heißt variabel eingestellt werden. Insbesondere ist es denkbar, dass die in Kontakt mit der in der Luftkammer aufgenommenen Luft stehende Oberfläche des Adsorptionsmaterials mittels der Einstelleinrichtung auf unterschiedliche Größen beziehungsweise Flächen eingestellt werden kann, wobei es insbe- sondere denkbar ist, dass die mit der in der Luftkammer aufgenommenen Luft in Kontakt stehende Oberfläche des Adsorptionsmaterials auf null einge- stellt werden kann, sodass beispielsweise in wenigstens einem Zustand der Einstelleinrichtung die Oberfläche des Adsorptionsmaterials beziehungswei- se das Adsorptionsmaterial insgesamt nicht in Kontakt mit der in der Luft- kammer aufgenommenen Luft steht beziehungsweise kommt. Insbesondere ist es denkbar, dass mittels der Einstelleinrichtung mehrere, voneinander unterschiedliche und jeweils gegenüber null größere Teile der Oberfläche des Adsorptionsmaterials, die mit der in der Luftkammer aufgenommene Luft in Kontakt stehen, eingestellt werden können, wodurch unterschiedliche Federhärten beziehungsweise unterschiedliche Werte der Federsteifigkeit der Luftfeder bedarfsgerecht sowie auf einfache, bauraum- und kostengüns- tige Weise eingestellt werden können. Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass die jeweilige, einfach auch als Steifigkeit bezeichnete Federsteifigkeit von Luftfe- dern üblicherweise direkt mit der jeweiligen wirksamen Fläche und dem vor- handenen Luftvolumen in der jeweiligen Luftkammer zusammenhängt. Schaltbare Luftfedern sind bekannt, bei denen Volumen durch Ventile hinzu- und abgeschaltet werden können. Je nach Anzahl der unterschiedliche Vo- lumenpartitionen darstellenden, hinzu- und abschaltbaren Volumen existiert somit eine fixe Anzahl von diskreten Federsteifigkeiten. Bei Luftfedern mit hinzu- und abschaltbaren Volumen, welche auch als Schaltvolumen be- zeichnet werden, lässt sich so lediglich eine begrenzte Anzahl an diskreten Federsteifigkeiten darstellen, wobei diese unterschiedlichen Federsteifigkei- ten nur sehr bauraumaufwändig realisiert werden können. Im Gegensatz dazu ist es bei der erfindungsgemäßen Luftfeder möglich, die unterschiedli- chen Federsteifigkeiten besonders bauraum-, gewichts- und kostengünstig zu realisieren.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die mit der in der Luftkammer aufgenommenen Luft in Kontakt stehende Oberfläche mittels der Einstelleinrichtung stufenlos beziehungsweise zumindest im Wesentlichen kontinuierlich einstellbar ist. Hierdurch kann eine zumindest im Wesentlichen kontinuierliche Anpassung der auch als Federrate bezeichneten Federstei- figkeit an unterschiedliche Fahrzustände realisiert werden, was bei her- kömmlichen, schaltbaren Luftfedern nicht möglich ist. Außerdem sind bei herkömmlichen, schaltbaren Luftfedern für jedes zuschaltbare Teilvolumen zusätzliche Steuereinheiten erforderlich, die Kosten verursachen und Bau- raum benötigen. Diese Nachteile und Probleme können bei der erfindungs- gemäßen Luftfeder ebenfalls vermieden werden.
Beispielsweise erlaubt eine aktive Regelung der mit der in der Luftkammer aufgenommenen Luft in Kontakt stehenden Oberfläche des Adsorptionsma- terials eine aktive Regelung der Federsteifigkeit der Luftfeder, wodurch bei spielsweise ein die Luftfeder aufweisendes Fahrwerk eines Fahrzeugs an unterschiedliche, jeweilige Fahrsituationen und unterschiedliche, jeweilige Fahrbahnzustände bedarfsgerecht angepasst werden kann. Dadurch können Wanken und Nicken des Fahrzeugs vermieden oder zumindest in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Einstel- leinrichtung wenigstens ein Abdeckelement aufweist, wobei das Abdeckele- ment und das Adsorptionsmaterial relativ zueinander bewegbar sind, wodurch ein mit der in der Luftkammer aufgenommenen Luft in Kontakt ste- hender erster Teil der Oberfläche und ein sich an den ersten Teil anschlie- ßender und mittels des Abdeckelements von der in der Luftkammer aufge- nommenen Luft getrennter und somit nicht mit der in der Luftkammer aufge- nommenen Luft in Kontakt stehender zweiter Teil der Oberfläche variabel einstellbar sind. Wird beispielsweise der erste Teil der Oberfläche vergrößert, so geht damit beispielsweise eine Verkleinerung des zweiten Teils einher und umgekehrt. Hierdurch können die Teile und somit die Federsteifigkeit besonders einfach und bedarfsgerecht eingestellt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Abdeckelement ei- gensteif, das heißt formstabil ausgebildet ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Einstelleinrichtung wenigs- tens einen Aktor, insbesondere wenigstens einen Motor und vorzugsweise wenigstens einen Elektromotor, auf, mittels welchem zum Einstellen der Teile und somit der Federsteifigkeit Relativbewegungen zwischen dem Ab- deckelement und dem Adsorptionsmaterial bewirkbar sind. Das Adsorpti- onsmaterial bildet beispielsweise einen eigensteifen beziehungsweise form- stabilen Körper, indem das Adsorptionsmaterial beispielsweise verdichtet beziehungsweise gepresst ist. Ferner ist es denkbar, dass das Adsorptions- material an sich als granuläre Materie ausgebildet ist, die beispielsweise in einem luftdurchlässigen beziehungsweise von Luft durchströmbaren Behält- nis aufgenommen ist. Durch die Verwendung des Aktors können die Oberflä- che und somit die Federsteifigkeit besonders bedarfsgerecht sowie beson- ders schnell eingestellt werden, sodass die Luftfeder hinsichtlich ihrer Feder- steifigkeit besonders bedarfsgerecht und schnell an sich verändernde Fahr- zustände und/oder Fahrbahnzustände angepasst werden kann. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Abdeckelement und das Adsorptionsmaterial transla- torisch und/oder rotatorisch relativ zueinander bewegbar sind. Dadurch kön- nen die Oberfläche beziehungsweise die Teile und somit die Federsteifigkeit besonders bedarfsgerecht sowie schnell eingestellt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Einstelleinrichtung wenigs- tens eine Durchgangsöffnung auf, deren von Luft durchströmbarer Strö- mungsquerschnitt, über welchen die Oberfläche mit der in der Luftkammer aufgenommenen Luft beaufschlagbar und somit in Kontakt bringbar ist, mit- tels des Abdeckelements, insbesondere durch Relativbewegungen zwischen dem Abdeckelement und dem Absorptionsmaterial, einstellbar ist. Insbeson- dere ist es möglich, dass die Einstelleinrichtung eine Mehrzahl von vonei- nander getrennten Durchgangsöffnungen aufweist, deren jeweilige, von Luft durch ström bare Strömungsquerschnitte, über die die Oberfläche mit der in der Luftkammer aufgenommenen Luft beaufschlagbar ist, mittels des Abde- ckelements, insbesondere durch Relativbewegungen zwischen dem Abde- ckelement und dem Adsorptionsmaterial, einstellbar sind. Die Oberfläche und somit die Federsteifigkeit können hierdurch besonders präzise jedoch auch besonders schnell in einem großen Verstellbereich eingestellt werden, sodass beispielsweise die Federsteifigkeit zumindest im Wesentlichen konti- nuierlich verstellt werden kann.
Die Durchgangsöffnungen sind beispielsweise in Umfangsrichtung des Ad- sorptionsmaterials, insbesondere gleichmäßig, verteilt angeordnet, sodass sich beispielsweise bei zumindest teilweiser Freigabe der Durchgangsöff- nungen beziehungsweise der Strömungsquerschnitte besonders schnell Luftmoleküle an der Oberfläche anlagern beziehungsweise anreichern kön- nen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Luftfeder wenigstens ein zumindest teilweise in dem Adsorptionsmaterial angeordne- tes und zumindest luftdichtes Trennelement, mittels welchem wenigstens ein erster Teil des Adsorptionsmaterials von wenigstens einem zweiten Teil des Adsorptionsmaterials, insbesondere Luftdicht, getrennt beziehungsweise abgetrennt ist. Mittels des Trennelements können beispielsweise uner- wünschte, innerhalb des Adsorptionsmaterials erfolgende Luftströmungen vermieden werden. Insbesondere kann mittels des Trennelements vermie- den werden, dass beispielsweise dann, wenn die Oberfläche des Adsorpti- onsmaterials in dem ersten Teil des Adsorptionsmaterials von der Einstellein richtung freigegeben und währenddessen in dem zweiten Teil des Adsorpti- onsmaterials noch von der in der Luftkammer aufgenommenen Luft getrennt wird, insbesondere dadurch, dass die Einstelleinrichtung die Oberfläche in dem zweiten Teil des Adsorptionsmaterials, insbesondere nach außen be- ziehungsweise zur Luftkammer hin, abdeckt, Luft, die in Kontakt mit der Oberfläche des ersten Teils des Adsorptionsmaterials kommen kann, inner- halb des Adsorptionsmaterials von dem ersten Teil des Adsorptionsmaterials zu dem zweiten Teil des Adsorptionsmaterials strömt. Mit anderen Worten kann mithilfe des Trennelements die Oberfläche in dem zweiten Teil des Adsorptionsmaterials innerhalb des Adsorptionsmaterials von dem ersten Teil und somit von der in der Luftkammer aufgenommenen Luft abgetrennt gehalten werden, während die Oberfläche in dem ersten Teil des Adsorpti- onsmaterials in Kontakt mit der Luft steht. Hierdurch kann die Steifigkeit der Luftfeder präzise und bedarfsgerecht eingestellt werden.
Das Trennelement ist vorzugsweise ein von dem Adsorptionsmaterial unter- schiedliches, zusätzlich dazu vorgesehenes Element. Insbesondere kann das Trennelement aus einem Kunststoff oder aus einem metallischen Werk- Stoff gebildet sein. Ferner ist es denkbar, dass das Trennelement aus einem auch als Keramikwerkstoff bezeichneten keramischen Werkstoff gebildet ist. Außerdem ist es möglich, dass das Trennelement als eine Klebeschicht ausgebildet ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Trennelement eigen- steif und somit formstabil ist. Dadurch können die Teile des Adsorptionsma- terials besonders gut voneinander getrennt werden, sodass die Federsteifig- keit bedarfsgerecht und präzise eingestellt werden kann. Das Trennelement könnte Teil eines Monolithen sein, der aus verschiedenen Materialien aufge- baut ist. Die Materialien umfassen beispielsweise das insbesondere als Ak- tivkohle ausgebildete oder zumindest Aktivkohle aufweisende Adsorptions- material und Trennmaterial, aus welchem das Trennelement gebildet ist. Die Luftfeder kann eine eigene Baueinheit ausgebildet und als eigene Kom- ponente, das heißt beispielsweise unabhängig von einem Stoßdämpfer ver- baubar beziehungsweise verbaut sein. Denkbar ist ferner, dass die Luftfeder in einem Federbein verwendbar oder verwendet ist und somit mit einem Stoßdämpfer das Federbein bildet. Mit anderen Worten ist die Luftfeder bei- spielsweise Bestandteil eines Federbeins, welches die Luftfeder und einen Stoßdämpfer aufweist. Somit gehört zur Erfindung auch ein Federbein, wel- ches wenigstens eine erfindungsgemäße Luftfeder aufweist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug. Vorzugsweise ist das Fahrzeug als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet. Das Fahrzeug weist wenigstens eine erfindungsgemäße Luftfeder gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Luftfeder, insbesondere einer erfindungsgemäßen Luftfeder gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Die Luftfeder weist bei dem dritten Aspekt der Erfindung wenigstens eine in ihrem Volumen veränderbare Luftkammer zum Aufnehmen von Luft und in der Luftkammer angeordnetes Adsorptionsmate- rial auf. Bei dem Verfahren zum Betreiben der Luftfeder wird deren Feder- steifigkeit beziehungsweise Federhärte variabel eingestellt, indem mittels einer Einstelleinrichtung eine mit der in der Luftkammer aufgenommenen Luft in Kontakt stehende Oberfläche des Adsorptionsmaterials variabel eingestellt wird. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestal- tungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Luftfeder und des erfindungs- gemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben. Die Erfindung umfasst auch die Kombi- nationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
Fig. 1 eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer erfin- dungsgemäßen Luftfeder gemäß einer ersten Ausführungsform; und
Fig. 2 eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Luftfe- der gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispie- len stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die be- schriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebe- nen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Luftfeder 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen beispielsweise als Personen kraftwa- gen ausgebildeten Kraftwagen. Die Luftfeder 10 ist beispielsweise Bestand- teil eines Fahrwerks des Kraftfahrzeugs, welches das Fahrwerk in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs umfasst. Über die Luftfeder 10 ist beispielsweise im vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs we- nigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs zumindest gefedert an einem beispiels weise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau des Kraftfahr- zeugs abgestützt.
Die Luftfeder 10 weist wenigstens eine Luftkammer 12 auf, welche in ihrem Volumen veränderbar ist. Mit anderen Worten weist die Luftkammer 12 ein veränderbares Volumen auf. In der Luftkammer 12 ist Luft, insbesondere Druckluft, aufnehmbar beziehungsweise aufgenommen. Die Luftkammer 12 ist beispielsweise jeweils teilweise begrenzt durch ein erstes Anbindungs- element 14, ein zweites Anbindungselement 16 und einen auch als Feder- balg oder Luftfederbalg bezeichneten Balg 18 der Luftfeder 10. Dabei ist der Balg 18 beispielsweise mit den jeweiligen Anbindungselementen 14 und 16 verbunden. Über das Anbindungselement 14 ist die Luftfeder 10 beispiels weise zumindest mittelbar an den Aufbau anbindbar. Mit anderen Worten kann die Luftfeder 10 beispielsweise über das Anbindungselement 14 zu- mindest mittelbar an dem Aufbau abgestützt beziehungsweise mit dem Auf- bau gekoppelt werden. Beispielsweise kann die Luftfeder 10 über das Anbin- dungselement 14 an einem Feder- und/oder Dämpferdom des Aufbaus ab- gestützt, insbesondere mit dem einfach auch als Dom bezeichneten Feder- und/oder Dämpferdom verbunden, werden. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt dient das Anbindungselement 14 beispielsweise zur fahrzeug- seitigen Anbindung der Luftfeder 10.
Über das Anbindungselement 16 kann die Luftfeder 10 mit dem zuvor ge- nannten Rad gekoppelt werden, sodass beispielsweise das Anbindungsele- ment 16 zur radseitigen Anbindung der Luftfeder 10 dient.
Eines der Anbindungselemente 14 und 16 umfasst beispielsweise einen Kolben oder ist als ein Kolben ausgebildet, wobei der Kolben beispielsweise als Abrollkolben ausgebildet ist. Dabei ist der Balg 18 beispielsweise als Rollbalg ausgebildet, welcher bei Ein- und Ausfederbewegungen an dem Abrollkolben abrollt. Bei Ein- und Ausfederbewegungen der Luftfeder 10 kommt es zu translatorischen Relativbewegungen zwischen den Anbin- dungselementen 14 und 16. Beispielsweise bewegen sich die Anbindungs- elemente 14 und 16 bei einer Einfederbewegung translatorisch aufeinander zu, sodass der Rollbalg zumindest teilweise auf den Abrollkolben aufgerollt wird. Bei einer Ausfederbewegung bewegen sich die Anbindungselemente 14 und 16 translatorisch voneinander weg, sodass der Rollbalg zumindest teilweise von dem Abrollkolben abgerollt wird. Andere Ausführungen bezie- hungsweise Bauvarianten der Luftfeder 10 sind ohne Weiteres denkbar. Bei der Einfederbewegung erfolgt eine Verkleinerung des Volumens der Luft- kammer 12, wobei bei der Ausfederbewegung eine Vergrößerung des Volu- mens der Luftkammer 12 erfolgt. Die Ein- und Ausfederbewegungen und somit die translatorischen Relativbewegungen zwischen den Anbindungs- elementen 14 und 16 sind in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 20 veranschau- licht beziehungsweise erfolgen entlang einer in Fig. 1 durch den Doppelpfeil 20 veranschaulichten Richtung.
Die Luftfeder 10 umfasst darüber hinaus Adsorptionsmaterial 22, welches in der Luftkammer 12, die jeweils teilweise durch die Anbindungselemente 14 und 16 und den Balg 18 begrenzt beziehungsweise gebildet ist, angeordnet ist. Das Adsorptionsmaterial 22 wird auch als adsorptives Material oder als adsorbierendes Material bezeichnet und ist beispielsweise ein zumindest Luft beziehungsweise zumindest oder ausschließlich Luftmoleküle adsorbieren- des Material, sodass sich beispielsweise zumindest oder ausschließlich Luftmoleküle an dem Adsorptionsmaterial 22, insbesondere an dessen Ober- fläche 24 anreichern beziehungsweise ablagern. Mit anderen Worten ist das Adsorptionsmaterial 22 beispielsweise dazu ausgebildet, Luft beziehungs- weise Luftmoleküle zu adsorbieren. Um nun die Luftfeder 10 hinsichtlich ihrer auch als Federhärte, Luftfederhärte oder Luftfedersteifigkeit bezeichneten Federsteifigkeit besonders vorteilhaft einstellen zu können, umfasst die Luftfeder 10 eine in der Luftkammer 12 angeordnete Einstelleinrichtung 26, mittels welcher zum variablen Einstellen der Federsteifigkeit der Luftfeder 10 die mit der in der Luftkammer 12 aufge- nommene Luft in Kontakt stehende Oberfläche 24 des Adsorptionsmaterials 22 variabel eingestellt werden kann. Dabei zeigt Fig. 1 eine erste Ausfüh- rungsform der Luftfeder 10. Insbesondere kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Federsteifigkeit zumindest im Wesentlichen kontinuierlich beziehungsweise stufenlos oder aber in Stufen eingestellt werden kann, insbesondere dann, wenn einzelne, voneinander abgetrennte Segmente des Adsorptionsmaterials 22 vorgesehen sind. Diese Stufen können sehr klein sein und eine hohe Anzahl aufweisen, sodass die Federhärte sehr präzise auf unterschiedliche Werte eingestellt werden kann, deren Anzahl beispiels- weise mit der Anzahl der Stufen beziehungsweise der Segmente korrespon- dieren kann.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Luftfeder 10. Bei der ersten Aus- führungsform umfasst die Einstelleinrichtung 26 wenigstens oder genau ein als Abdeckelement fungierendes Gehäuseelement 28, welches wenigstens oder genau einen Aufnahmeraum 30 begrenzt beziehungsweise bildet. Das Gehäuseelement 28 und das Adsorptionsmaterial 22 können zum Einstellen der mit der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft in Kontakt stehenden Oberfläche 24 und somit zum Einstellen der Federsteifigkeit, insbesondere translatorisch, relativ zueinander bewegt werden. Durch translatorisches Bewegen des Adsorptionsmaterials 22 und des Gehäuseelements 28 relativ zueinander kann das Adsorptionsmaterial 22 in den Aufnahmeraum 30 hin- einbewegt und aus dem Aufnahmeraum 30 herausbewegt werden. Mit ande- ren Worten, werden beispielsweise das Adsorptionsmaterial 22 und das Gehäuseelement 28 in eine erste Richtung relativ zueinander bewegt, so wird beispielsweise das Adsorptionsmaterial 22 zumindest teilweise aus dem Aufnahmeraum 30 und somit aus dem Gehäuseelement 28 herausbewegt. Die erste Richtung fällt beispielsweise mit der durch den Doppelpfeil 20 ver- anschaulichten Richtung zusammen und ist in Fig. 1 durch einen Pfeil 32 veranschaulicht. Werden das Adsorptionsmaterial 22 und das Gehäuseele- ment 28 beispielsweise in eine der ersten Richtung entgegengesetzte und in Fig. 1 durch einen Pfeil 34 veranschaulichte zweite Richtung relativ zueinan- der, insbesondere translatorisch, bewegt, so wird beispielsweise das Adsorp- tionsmaterial 22 zumindest teilweise in den Aufnahmeraum 30 und somit in das Gehäuseelement 28 hineinbewegt. Die zweite Richtung fällt beispiels weise mit der durch den Doppelpfeil 20 veranschaulichten Richtung zusam- men. Durch Herausbewegen des Adsorptionsmaterials 22 aus dem Aufnah- meraum 30 wird die Oberfläche des Adsorptionsmaterials 22, die mit der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft in Kontakt steht, vergrößert, sodass ein wirksames, die Federsteifigkeit der Luftfeder 10 beeinflussendes Luftvo- lumen der Luftfeder 10 vergrößert wird. Das wirksame Luftvolumen wird vergrößert, da sich durch das Herausbewegen des Adsorptionsmaterials 22 und das damit einhergehende Vergrößern der Oberfläche, die mit der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft in Kontakt steht, zusätzliche Luftmole- küle an dem Adsorptionsmaterial 22, insbesondere an dessen Oberfläche 24, anlagern. Dies führt zu einer Reduktion der Federsteifigkeit bei gleichem Bauraum.
Durch Bewegen des Adsorptionsmaterials 22 in den Aufnahmeraum 30 wird die mit der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft in Kontakt stehende Oberfläche des Adsorptionsmaterials 22 verkleinert, wodurch das wirksame Luftvolumen verringert wird. Hierdurch wird die Federsteifigkeit der Luftfeder 10 erhöht. Insbesondere können das Adsorptionsmaterial 22 und das Ge- häuseelement 28 zumindest im Wesentlichen kontinuierlich beziehungsweise stufenlos relativ zueinander, insbesondere translatorisch, bewegt werden, wodurch die Federsteifigkeit der Luftfeder 10 zumindest im Wesentlichen kontinuierlich beziehungsweise stufenlos eingestellt, das heißt auf voneinan- der unterschiedliche und gegenüber nur größere Werte eingestellt werden kann.
Das Gehäuseelement 28 und das Adsorptionsmaterial 22 können in unter- schiedliche Stellungen relativ zueinander bewegt werden, indem das Gehäu- seelement 28 und das Adsorptionsmaterial 22 relativ zueinander bewegt werden. In Fig. 1 ist eine der Stellungen gezeigt. In der in Fig. 1 gezeigten einen Stellung steht ein erster Teil T1 der Oberfläche 24 in Kontakt mit der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft, während ein sich an den ersten Teil T1 anschließender zweiter Teil T2 mittels des Gehäuseelements 28 von der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft getrennt ist, da der erste Teil T1 außerhalb des Gehäuseelements 28 angeordnet ist, während der Teil T2 in dem Aufnahmeraum 30 und somit in dem Gehäuseelement 28 aufge- nommen ist. Durch Bewegen des Gehäuseelements 28 und des Adsorpti- onsmaterials 22 relativ zueinander können die Teile T1 und T2 bedarfsge- recht und dabei zumindest im Wesentlichen kontinuierlich beziehungsweise stufenlos eingestellt werden.
Insgesamt ist erkennbar, dass es je nach Zustand der Einstelleinrichtung 26 zu einem Luftaustausch zwischen oberflächennahen Luftmolekülen und dem Arbeitsvolumen der Luftfeder 10 kommen kann, wodurch die Federsteifigkeit bedarfsgerecht eingestellt werden kann. Die Einstelleinrichtung 26 ist dabei ein zumindest im Wesentlichen kontinuierlich verstellbarer Mechanismus, mittels welchem der Teil T 1 , der mit der in der Luftkammer 12 aufgenomme- nen Luft in Kontakt steht, und der Teil T2, welcher von der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft fluidisch getrennt ist, graduell verändert werden können. Der jeweilige Teil T1 und T2 wird auch als jeweiliger Anteil bezeich- net, wobei der Teil T1 auch als einstellbare wirksame Oberfläche des Ad- sorptionsmaterials 22 bezeichnet wird, da sich an dem Teil T1 und somit an der einstellbaren wirksamen Oberfläche zusätzliche Luftmoleküle anlagern können, insbesondere durch Absorption. Durch diese einstellbare wirksame Oberfläche kann die Anzahl an wirksamen Luftmolekülen variabel eingestellt werden, wodurch das wirksame Luftvolumen der Luftfeder 10 und somit ihre Federsteifigkeit variabel eingestellt werden können. Wird beispielsweise das Adsorptionsmaterial 22 ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten, einen Stellung weiter aus dem Gehäuseelement 28 herausbe- wegt, so wird der Teil T1 vergrößert, während der Teil T2 verkleinert wird. Wird das Adsorptionsmaterial 22 jedoch ausgehend von der in Fig. 1 gezeig- ten einen Stellung weiter in das Gehäuseelement 28 und somit in den Auf- nahmeraum 30 hineinbewegt, so wird der Teil T1 verkleinert, während der Teil T2 vergrößert wird. Vorzugsweise sind jeweilige, mehrere, voneinander unterschiedliche und gegenüber null größere Werte der Teile T1 und T2 einstellbar. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der jeweilige Teil T1 beziehungsweise T2 auf null eingestellt werden kann, sodass beispiels- weise das gesamte Adsorptionsmaterial 22 in dem Aufnahmeraum 30 ange- ordnet und somit von der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft ge- trennt werden kann und sodass beispielsweise das gesamte Adsorptionsma- terial 22 außerhalb des Aufnahmeraums 30 angeordnet und somit in Kontakt mit der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft kommen kann.
Um beispielsweise zu vermeiden, dass Luft beziehungsweise Luftmoleküle innerhalb des Adsorptionsmaterials 22 von dem außerhalb des Aufnahme- raums 30 angeordneten Teil T1 in den beziehungsweise zu dem noch in dem Aufnahmeraum 30 angeordneten Teil T2 strömt beziehungsweise strömen, ist das Adsorptionsmaterial 22 in mehrere, auch als Teile bezeichnete Parti- tionen 36 unterteilt, wobei diese Partitionen 36 beispielsweise entlang der jeweiligen Richtung aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnet sowie vorzugsweise fluidisch beziehungsweise luftdicht vonei- nander getrennt sind. Um das Adsorptionsmaterial 22 in die Partitionen 36 aufzuteilen beziehungsweise zu unterteilen, sind mehrere, luftdichte Trenn- elemente 38 vorgesehen. Die Trennelemente 38 sind entlang der jeweiligen Richtung aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnet und dabei voneinander beabstandet, sodass sich beispielsweise entlang der jeweiligen Richtung an das jeweilige Trennelement 38 die jeweilige Partition 36 des Adsorptionsmaterials 22, insbesondere direkt, anschließt. Die Trenn- elemente 38 sind dabei jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Adsorptionsmaterial 22 angeordnet und luftdicht, sodass die Trennelemente 38 nicht von Luft durchströmt wer- den können. Dadurch kommen nur die Partitionen 36 in Kontakt mit der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft, die außerhalb des Aufnahme- raums 30 angeordnet sind, während die Partitionen 36, die währenddessen noch in dem Aufnahmeraum 30 aufgenommen sind, nicht in Kontakt mit der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft kommen. Dadurch kann die in Kontakt mit der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft stehende Ober- fläche beziehungsweise der jeweilige Teil T1 beziehungsweise T2 besonders präzise und bedarfsgerecht eingestellt werden, sodass die Federsteifigkeit der Luftfeder 10 bedarfsgerecht eingestellt werden kann. Mit anderen Worten kann durch die Trennelemente 38 ein unerwünschter Luftaustausch inner- halb des beispielsweise als Aktivkohle ausgebildeten Adsorptionsmaterials 22 vermieden werden.
Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform umfasst die Luftfeder 10 beispielsweise einen in Fig. 1 besonders schematisch dargestellten und beispielsweise als Elektromotor ausgebildeten Motor 40, mittels welchem die zuvor beschriebenen Relativbewegungen zwischen dem Gehäuseelement 28 und dem Adsorptionsmaterial 22 bewirkt werden können. Mit anderen Worten können das Adsorptionsmaterial 22 und das Gehäuseelement 28 mittels des Motors 40 relativ zueinander, insbesondere translatorisch, be- wegt werden. Der Motor 40 ist somit ein Aktor, mittels welchem die Relativ- bewegungen zwischen dem Gehäuseelement 28 und dem Adsorptionsmate- rial 22 bewirkt werden können. Beispielsweise ist es möglich, dass das Ge- häuseelement 28 relativ zu dem Anbindungselement 14 unbeweglich ist, sodass beispielsweise das Adsorptionsmaterial 22 mittels des Motors 40 relativ zu dem Gehäuseelement 28 und relativ zu dem Anbindungselement 14, insbesondere translatorisch, bewegt werden kann. Alternativ dazu ist es denkbar, dass das Adsorptionsmaterial 22 relativ zu dem Anbindungsele- ment 14 unbeweglich ist, sodass beispielsweise das Gehäuseelement 28 mittels des Motors 40 relativ zu dem Adsorptionsmaterial 22 und relativ zu dem Anbindungselement 14, insbesondere translatorisch, bewegbar ist. Bei der ersten Ausführungsform sind das Gehäuseelement 28 und das Adsorpti- onsmaterial 22 ausschließlich translatorisch relativ zueinander bewegbar, um dadurch die Federsteifigkeit einzustellen.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Luftfeder 10. Bei der zweiten Ausführungsform ist das als Abdeckelement fungierende Gehäuseelement 28 beispielsweise relativ zu dem Adsorptionsmaterial 22 rotatorisch beweg- bar, das heißt drehbar, was in Fig. 2 durch Pfeile 42 veranschaulicht ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass bei der zweiten Ausführungsform das Adsorp- tionsmaterial 22 und das Gehäuseelement 28 mittels des Motors 40 relativ zueinander gedreht und dabei beispielsweise ausschließlich rotatorisch rela- tiv zueinander bewegt werden können, um die Federsteifigkeit der Luftfeder 10 einzustellen. Bei der zweiten Ausführungsform fungiert das Gehäuseelement 28 bei spielsweise als Verschlussscheibe, mittels welcher jeweilige, von Luft durch- strömbare Strömungsquerschnitte von jeweiligen Durchgangsöffnungen 44 der Einstelleinrichtung 26 eingestellt werden können. Beispielsweise sind das Adsorptionsmaterial 22 und das Gehäuseelement 28 um eine Drehachse 46 relativ zueinander drehbar, um dadurch die in Kontakt mit der in der Luft- kammer 12 aufgenommenen Luft stehende, wirksame Oberfläche und somit die Federsteifigkeit einzustellen. Dabei sind beispielsweise die Durchgangs- Öffnungen 44 in um die Drehachse verlaufende Umfangsrichtung des Ad- sorptionsmaterials 22, insbesondere gleichmäßig, verteilt angeordnet und dabei voneinander getrennt. Die Durchgangsöffnungen 44 sind beispielswei- se durch Wandungen der Einstelleinrichtung 26, insbesondere eines Abdeck- teils der Einstelleinrichtung 26, begrenzt und voneinander getrennt, wobei beispielsweise das Adsorptionsmaterial 22 in dem Abdeckteil angeordnet ist. Das Abdeckteil ist dabei beispielsweise in dem Gehäuseelement 28 ange- ordnet. Das Gehäuseelement 28 weist dabei weitere Wandungen auf, mittels welchen zum Einstellen der Strömungsquerschnitte die Durchgangsöffnun- gen 44 verschließbar und freigebbar sind. Wird beispielsweise das Gehäu- seelement 28 in eine erste Drehrichtung um die Drehachse 46 relativ zu dem genannten Abdeckteil gedreht, so werden dadurch beispielsweise die Durch- gangsöffnungen 44 und somit deren Strömungsquerschnitte zumindest teil- weise verschlossen. Wird jedoch beispielsweise das Gehäuseelement 28 in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung relativ zu dem Abdeckteil gedreht, so werden dadurch die Durchgangsöffnungen 44 und somit ihre Strömungsquerschnitte freigegeben. Durch Freigeben der Strömungsquerschnitte wird die einstellbare wirksame Oberfläche, die mit der in der Luftkammer 12 aufgenommenen Luft in Kontakt steht beziehungs- weise kommt, vergrößert. Durch Versperren beziehungsweise Verkleinern der Strömungsquerschnitte wird die einstellbare wirksame Oberfläche ver- kleinert. Auf diese Weise können die einstellbare wirksame Oberfläche und somit die Federsteifigkeit der Luftfeder 10 besonders präzise, einfach und bauraumgünstig eingestellt werden. Insbesondere kann die Federsteifigkeit kontinuierlich eingestellt und somit verändert werden, sodass die Luftfeder 10 besonders flexibel beziehungsweise bedarfsgerecht an unterschiedliche Fahrsituationen und/oder Fahrbahnzustände angepasst werden kann. In der Folge können Wanken und Nicken des Kraftfahrzeugs vermieden oder zu- mindest besonders gering gehalten werden. Insbesondere können das Ad- sorptionsmaterial 22 und das Gehäuseelement 28 stufenlos relativ zueinan- der bewegt werden, sodass die Federsteifigkeit stufenlos eingestellt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Luftfeder (10), mit wenigstens einer in ihrem Volumen veränderbaren Luftkammer (12) zum Aufnehmen von Luft, und mit Adsorptionsmaterial (22), welches in der Luftkammer (12) angeordnet ist,
gekennzeichnet durch
eine Einstelleinrichtung (26), mittels welcher zum variablen Einstellen einer Federsteifigkeit der Luftfeder (10) eine mit der in der Luftkammer (12) aufgenommenen Luft in Kontakt stehende Oberfläche (24) des Ad- sorptionsmaterials (22) variabel einstellbar ist.
Luftfeder (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mit der in der Luftkammer (12) aufgenommenen Luft in Kontakt ste- hende Oberfläche (24) mittels der Einstelleinrichtung (26) stufenlos ein- stellbar ist.
Luftfeder (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinrichtung (26) wenigstens ein Abdeckelement (28) auf- weist, wobei das Abdeckelement (28) und das Adsorptionsmaterial (22) relativ zueinander bewegbar sind, wodurch ein mit der in der Luftkam- mer (12) aufgenommenen Luft in Kontakt stehender erster Teil (T1 ) der Oberfläche (24) und ein sich an den ersten Teil (T1 ) anschließender und mittels des Abdeckelements (28) von der in der Luftkammer (12) aufgenommenen Luft getrennter zweiter Teil (T2) der Oberfläche (24) variabel einstellbar sind.
Luftfeder (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinrichtung (26) wenigstens einen Motor (40), insbesondere einen Elektromotor, aufweist, mittels welchem zum Einstellen der Teile (T1 , T2) Relativbewegungen zwischen dem Abdeckelement (28) und dem Adsorptionsmaterial (22) bewirkbar sind.
5. Luftfeder (10) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abdeckelement (28) und das Adsorptionsmaterial (22) translato- risch und/oder rotatorisch relativ zueinander bewegbar sind.
6. Luftfeder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinrichtung (26) wenigstens eine Durchgangsöffnung (44) aufweist, deren von Luft durchströmbarer Strömungsquerschnitt, über welchen die Oberfläche (24) mit der in der Luftkammer (12) aufgenom- menen Luft beaufschlagbar ist, mittels des Abdeckelements (28), ins- besondere durch Relativbewegungen zwischen dem Abdeckelement (28) und dem Adsorptionsmaterial (22), einstellbar ist.
7. Luftfeder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
wenigstens ein zumindest teilweise in dem Adsorptionsmaterial (22) angeordnetes und zumindest luftdichtes Trennelement (38), mittels welchem wenigstens ein erster Teil (36) des Adsorptionsmaterials (22) von wenigstens einem zweiten Teil (36) des Adsorptionsmaterials (22) getrennt ist.
8. Luftfeder (10) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Trennelement (38) eigensteif ist.
9. Fahrzeug, mit wenigstens einer Luftfeder (10) nach einem der vorher- gehenden Ansprüche.
10. Verfahren zum Betreiben einer wenigstens eine in ihrem Volumen ver- änderbare Luftkammer (12) zum Aufnehmen von Luft und in der Luft- kammer (12) angeordnetes Adsorptionsmaterial (22) aufweisenden Luftfeder (10), deren Federsteifigkeit variabel eingestellt wird, indem mittels einer Einstelleinrichtung (26) eine mit der in der Luftkammer (12) aufgenommenen Luft in Kontakt stehende Oberfläche (24) des Adsorp- tionsmaterials (22) variabel eingestellt wird.
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