WO2024099776A1 - Luftfeder für ein fahrzeug, insbesondere für ein kraftfahrzeug, sowie baukastensystem - Google Patents

Luftfeder für ein fahrzeug, insbesondere für ein kraftfahrzeug, sowie baukastensystem Download PDF

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guide
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rolling piston
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Tanja BAIER
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/05—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall the flexible wall being of the rolling diaphragm type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/32—Modular design

Definitions

  • Air spring for a vehicle in particular for a motor vehicle, and modular system
  • the invention relates to an air spring for a vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a modular system for several different construction variants of an air spring for a vehicle.
  • FR 1 225665 A discloses a pneumatic spring for vehicles.
  • EP 1 424 506 B1 also discloses an air spring arrangement with an air spring head with a receptacle for a damper bearing, which comprises an elastomer body and a support piece.
  • a shock absorber is also provided, consisting of a container tube, which is at least partially surrounded by a rolling piston.
  • An air spring bellows made of elastomer material is also provided.
  • the object of the present invention is to provide an air spring for a vehicle and a modular system so that a stiffness of the air spring can be adjusted in a particularly simple manner.
  • a first aspect of the invention relates to an air spring for a vehicle, in particular for a motor vehicle.
  • the vehicle which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a motor vehicle and in particular as a passenger car, has the air spring in its fully manufactured state, which is designed in particular as a suspension spring.
  • the vehicle in its fully manufactured state can be or is supported on a floor in the vertical direction of the vehicle via the air spring, and thus via the suspension spring.
  • a ground contact element of the vehicle for example referred to as a vehicle wheel, is sprung via the air spring on a floor, for example as a structure, in particular as a self-supporting body, supported chassis of the vehicle.
  • the vehicle In its fully manufactured state, the vehicle can be or is supported on the ground in the vertical direction of the vehicle downwards via the ground contact element. If, for example, the vehicle is driven along the ground while the vehicle is supported on the ground in the vertical direction of the vehicle downwards via the air spring and via the ground contact element, which is supported on the chassis via the air spring, in particular connected to the chassis, the ground contact element rolls, for example, directly, on the ground.
  • the ground contact element rolls, for example, directly, on the ground.
  • relative movements occur between the ground contact element and the chassis, in particular at least in the vertical direction of the vehicle.
  • a first of the relative movements can be a so-called compression movement of the ground contact element, which moves upwards relative to the chassis in the vertical direction of the vehicle during the compression movement.
  • the second of the relative movements can be a so-called rebound movement of the ground contact element, which moves downwards relative to the chassis in the vertical direction of the vehicle during the rebound movement.
  • the air spring is relaxed.
  • the compression movement and the rebound movement are collectively referred to as wheel movements or spring movements of the ground contact element.
  • the air spring has an air spring bellows, also referred to simply as a spring bellows or bellows, which is formed, for example, from a rubber, in particular from a thread-elastomer composite.
  • the air spring bellows is also referred to as a rolling bellows, or the air spring bellows is designed as a rolling bellows.
  • the air spring also comprises a rolling piston, on which the air spring bellows can roll or rolls, in particular during the respective spring or wheel movement.
  • the air spring also comprises an external guide, also referred to as an external guide device or designed as an external guide device, for guiding, in particular for guiding on the outside, the air spring bellows.
  • the rolling piston is translationally movable relative to the external guide, in particular along a direction of movement.
  • the air spring bellows is at least indirectly, in particular directly, connected to the rolling piston, and it is also conceivable that, for example, the air spring bellows is at least indirectly, in particular directly, connected to the external guide.
  • a first partial area of the air spring bellows is connected to the rolling piston, in particular along the direction of movement. relative to the outer guide and in particular relative to the second partial area of the air spring bellows, in particular translationally.
  • the air spring bellows is connected to the rolling piston via the first partial area, in particular such that the first partial area is at least indirectly, in particular directly, connected to the rolling piston.
  • the air spring bellows is connected to the outer guide via the second partial area, in particular such that the second partial area is at least indirectly, in particular directly, connected to the outer guide, i.e. is connected to the outer guide. If, for example, starting from an initial position of the rolling piston, a compression movement of the ground contact element occurs, the rolling piston and in particular the first partial area of the air spring bellows with the rolling piston are moved, in particular translationally, in a first direction coinciding with the direction of movement or parallel to the direction of movement relative to the external guide, so that, for example, the air spring bellows rolls on the rolling piston, in particular in such a way that at least a first part of the air spring bellows, which is initially spaced apart from the rolling piston, in particular from the outer peripheral surface of the rolling piston, rests, in particular directly, on the rolling piston, in particular on the outer peripheral surface.
  • the air spring bellows rolls on the outer guide, in particular on an inner peripheral surface of the outer guide, in such a way that, for example, at least a second part of the air spring bellows, which initially, in particular directly, rests on the outer guide, in particular on the inner peripheral surface of the outer guide, lifts off the outer guide, in particular from the inner peripheral surface of the outer guide.
  • the rolling piston and, for example, the first partial area of the air spring bellows are moved from the starting position into a compression position.
  • the rolling piston and, for example, the first partial area of the air spring bellows are moved in a second direction opposite to the first direction and coinciding with the direction of movement or running parallel to the direction of movement relative to the outer guide and in particular relative to the second partial area of the air spring bellows, in particular in such a way that the rolling piston is moved from the compression position back towards the starting position or into the starting position.
  • the air spring bellows rolls on the rolling piston, in particular on the outer peripheral surface of the rolling piston, in such a way that the first part lifts off the rolling piston, in particular from the outer peripheral surface of the rolling piston, and thus again from the rolling piston, in particular from the outer peripheral surface of the rolling piston.
  • the air spring bellows rolls on the outer guide, in particular on the inner peripheral surface of the outer guide, in such a way that the second part of the air spring bellows rests, in particular directly, on the outer guide, in particular on the inner peripheral surface of the outer guide. The air spring bellows is thus guided by the outer guide during the wheel movements, and therefore during the translational movement of the rolling piston relative to the outer guide.
  • the inner peripheral surface of the outer guide is thus provided or designed to guide the air spring bellows.
  • at least one length region of the rolling piston, in particular the outer peripheral surface of the rolling piston is surrounded in the circumferential direction of the rolling piston, in particular completely all the way around, by the outer guide, in particular by the inner peripheral surface of the outer guide.
  • the air spring bellows is arranged at least partially between the rolling piston, in particular the outer circumferential surface of the rolling piston, and the outer guide, in particular the inner circumferential surface of the outer guide, in the radial direction of the rolling piston, the axial direction of which is perpendicular to the radial direction of the rolling piston.
  • the circumferential direction runs around the axial direction of the rolling piston.
  • the axial direction of the rolling piston coincides with the direction of movement.
  • a connection of the air spring to the structure or a connection or attachment of the outer guide to the structure allows a certain cardanic action, so that the rolling piston can not only move purely axially relative to the structure, but can also perform at least one other movement relative to the structure.
  • the cardanic action allows a spatial movement of the rolling piston relative to the structure to a certain extent.
  • the invention provides that the outer guide has a base body to which at least one guide element is attached in a non-destructively detachable manner.
  • the guide element forms the, in particular the entire, inner peripheral surface for guiding the air spring bellows.
  • the feature that the guide element is held in a non-destructively detachable manner on the base body is to be understood as meaning that the guide element can be detached from the base body and then reconnected to the base body, i.e. attached to the base body and then detached from the base body again.
  • the guide element can be done without causing damage to or destruction of the base body or the guide element. It is thus possible to replace the guide element as required with a second guide element provided in addition to the guide element, so that either the first guide element or the second guide element can be detachably fastened to the base body in a non-destructive manner, in particular by means of the same fastening device provided on the base body.
  • the second guide element differs from the first guide element.
  • the second guide element forms, for example, a second inner peripheral surface for guiding the air spring bellows, in particular completely, wherein it is conceivable that the second inner peripheral surface differs from the first inner peripheral surface.
  • the guide element When the guide element is mentioned below, this means the first guide element unless otherwise stated.
  • the inner circumferential surface When the inner circumferential surface is mentioned below, this means the first inner circumferential surface of the first guide element unless otherwise stated.
  • the inner circumferential surfaces of the guide elements can differ from one another in the following way.
  • the first inner circumferential surface has a first inner circumference, in particular a first inner diameter, in particular in a state in which the first guide element is non-destructively detachably attached to the base body.
  • the first inner circumferential surface is cylindrical.
  • the second inner circumferential surface has a second inner circumference, in particular a second inner diameter, in a state in which the second guide element is non-destructively detachably attached to the base body instead of the first guide element.
  • the second inner circumferential surface is cylindrical.
  • the first inner circumference differs from the second inner circumference, in particular the first inner diameter differs from the second inner diameter.
  • the inner circumferences, in particular the inner diameter can thus be varied easily and as required.
  • An important characteristic of an air spring designed as a rolling bellows air spring is the so-called effective or active area, which significantly influences the stiffness of the air spring and consequently the driving behavior of the vehicle.
  • the effective area is usually determined by design features.
  • One of the design features is an outer circumference, in particular an outer diameter, of the rolling piston.
  • a second of the design features is the inner circumference, in particular the inner diameter, of the outer guide. Since the air spring according to the invention has the outer guide, the air spring according to the invention is designed as an externally guided air spring.
  • the effective area could only be changed with existing test parts by changing the diameter of the rolling piston with a constant diameter of the outer guide.
  • the rolling fold width is a fold or an area of the air spring bellows, the rolling fold or area of which is arranged in the radial direction of the rolling piston and thus of the air spring as a whole between the rolling piston and the outer guide, in particular between the outer peripheral surface of the rolling piston and the inner peripheral surface of the outer guide.
  • the invention now makes it possible to realize different inner circumferences, also referred to as outer guide inner circumferences or outer guide diameters, in particular inner diameters, of the outer guide in combination with the same base body, the same air spring bellows and, if applicable, the same rolling piston or respective different rolling pistons, in that optionally different guide elements, such as the aforementioned first guide element and the aforementioned second guide element, can be attached to the base body in a non-destructive manner.
  • the different rolling pistons differ in their respective outer circumferences, in particular outer diameters.
  • the guide element is an insert part, also referred to as an insert, which, in its state attached to the base body, can be arranged at least partially, in particular at least predominantly, and preferably completely, in the base body.
  • the air spring according to the invention can thus be used particularly advantageously as a so-called tuning air spring in order to be able to display and test, for example, different inner circumferences, in particular inner diameters, of the outer guide.
  • tuning air springs are used, for example, to tune air springs.
  • the outer guide is usually formed by a cylindrical, deep-drawn component which is made in one piece, i.e. from a single piece.
  • the invention makes it possible to vary the effective area without simultaneously varying the roll fold width.
  • the different rolling pistons By using the different rolling pistons, it is possible to keep the rolling fold width constant when using the different guide elements and thus the different outer guide diameters, for example in such a way that, for example, when the first guide element is swapped for the second guide element so that the outer guide diameter is increased or reduced, a first of the rolling pistons is swapped for a second of the rolling pistons, wherein the second rolling piston has a larger or smaller outer diameter than the first rolling piston.
  • the rolling fold width can be kept constant, in particular by the outer diameter of the second rolling piston being larger or smaller by the same amount as the outer guide diameter is increased or reduced by swapping the first guide element for the second guide element.
  • the stiffness of an air spring can be influenced by the volume and the effective area. As tests have shown, increasing the area to increase stiffness has more functional advantages than reducing the volume with the same change in stiffness.
  • the effective diameter of a rolling bellows air spring is approximately in the middle of the rolling fold. The effective area is therefore dependent on both the outer circumference, in particular the outer diameter, of the rolling piston and the inner circumference, in particular the inner diameter, of the outer guide or the inner circumferential surface of the outer guide.
  • the rolling fold width changes, the dimension of which is, however, determined specifically for the bellows and is relevant to service life.
  • the width of the folds the comfort and/or noise properties of the air spring are changed, so that, for example, when the vehicle equipped with the air spring is driving, unfavorable effects such as vibrations and/or noises can occur that are haptically and/or acoustically perceptible to people in the interior of the vehicle.
  • the air spring according to the invention can thus be used as a tuning air spring, on the basis of which an advantageous combination of outer circumference, in particular outer diameter, of the rolling piston and inner circumference, in particular inner diameter, of the outer guide can be designed and tested easily and thus quickly and inexpensively, for example on a test bench and/or in the vehicle.
  • One embodiment is characterized in that the guide element is secured to the base body by a retaining ring that is attached to the base body in a non-destructively detachable manner and is thus attached to the base body in a non-destructively detachable manner.
  • the guide element can be mounted on the base body in a particularly simple and therefore time- and cost-effective manner and can thus be attached and detached from the base body, so that the stiffness of the air spring can be varied in a particularly simple, time- and cost-effective manner.
  • the guide element has at least or preferably exactly two guide parts, which form the inner circumference surface, which is also referred to as the guide surface for guiding the air spring bellows, in particular completely.
  • the guide parts are very preferably designed as half shells, which form the, for example, cylindrical guide surface, in particular completely.
  • the inner peripheral surface of the outer guide is used to guide the air spring bellows, particularly during the relative movements between the rolling piston and the outer guide, the inner peripheral surface of the outer guide is also referred to as the guide surface.
  • the retaining ring is screwed, in particular directly, to the base body and is thus attached to the base body in a non-destructive manner. This means that the retaining ring itself can be easily attached to the base body and then detached from the base body again.
  • a screw element is provided separately from the retaining ring and the base body, by means of which the retaining ring is screwed to the base body.
  • the screw element is designed as a screw that engages, for example, in a respective screw opening of the retaining ring and the base body.
  • the screw has an external thread that is screwed, for example, into a corresponding internal thread of the base body, in particular in the screw opening of the base body.
  • the retaining ring is screwed to the base body in the axial direction of the rolling piston.
  • the screwing direction of the screw element therefore runs in the axial direction of the rolling piston.
  • a further embodiment is characterized in that the guide element is screwed directly to the base body and is thus attached to the base body in a non-destructive manner.
  • a screw element such as a screw is provided that is designed separately from the guide element and separately from the base body, for example, wherein the screw element has an external thread, for example.
  • the screw element in particular the screw, engages in corresponding screw openings in the base body and the guide element.
  • the screw element is screwed via its external thread into a corresponding internal thread of the guide element, in particular the screw opening of the guide element. This allows the guide element to be connected to and detached from the base body particularly easily and thus quickly and inexpensively.
  • a further embodiment of the invention provides that the guide element or the screw element is screwed directly to the base body in the radial direction of the rolling piston.
  • a further embodiment is characterized in that the guide element is supported in the axial direction of the rolling piston directly on a stop of the base body. This makes it easy to precisely position the guide element relative to the base body. In this case, for example, the guide element is simply inserted into the base body in the axial direction of the rolling piston and thus the external guide until the guide element comes into, in particular direct, support with the stop.
  • the stop is formed by a collar of the base body having an inner circumference.
  • the collar has an inner side that defines the inner circumference of the collar.
  • the guide element has a slope that extends in the radial direction of the rolling piston and thus the outer guide towards the collar and in the radial direction of the rolling piston from the outside to the inside and thus in particular towards the inner side of the collar, obliquely to the radial direction and obliquely to the axial direction of the rolling piston towards the inner side of the collar.
  • the guide element can be rounded at its transition to the collar and/or designed as a radius in order to avoid excessive loading of the air spring bellows.
  • a second aspect of the invention relates to a modular system for different construction variants of an air spring for a vehicle.
  • the modular system is intended for the formation or manufacture of different construction variants of an air spring for a vehicle.
  • the modular system comprises at least or exactly one rolling piston and one air spring bellows that is used across construction variants.
  • the rolling piston can be used across construction variants, or a respective rolling piston is used for the respective construction variant of the air spring, whereby, for example, the rolling pistons can differ from one another in their respective outer circumferences, in particular outer diameters.
  • the modular system also comprises an external guide, which has a construction variant-wide base body and at least one construction variant-specific, first guide element that has a construction variant-specific, first inner circumferential surface for guiding the Air spring bellows.
  • the outer guide also has at least one construction variant-specific second guide element, which is different from the first guide element and has a construction variant-specific second inner circumferential surface for guiding the air spring bellows.
  • first guide element or the second guide element can be attached to the base body in a non-destructively detachable manner, in particular by means of the same fastening device of the base body.
  • the first guide element and the second guide element differ in an inner circumference, in particular an inner diameter, of the inner circumference-side lateral surface.
  • the first inner circumference-side lateral surface has a first inner circumference, in particular a first inner diameter.
  • the first inner circumference-side lateral surface is cylindrical, thus having the shape of a straight circular cylinder, which is in particular designed as a hollow cylinder.
  • the second inner circumference-side lateral surface has a second inner circumference, in particular a second inner diameter, wherein, for example, the second inner circumference-side lateral surface is cylindrical and thus has the shape of a straight circular cylinder, which is in particular designed as a hollow cylinder.
  • the second inner circumference, in particular the second inner diameter is larger or smaller than the first inner circumference, in particular than the first inner diameter. This allows the stiffness of the air spring to be varied in a particularly simple manner.
  • Fig. 1 shows a schematic longitudinal sectional view of an air spring for a vehicle
  • Fig. 2 is a schematic longitudinal sectional view of an external guide of the
  • Fig. 3 is a schematic and perspective exploded view of the air spring; and Fig. 4 is a schematic longitudinal sectional view of a base body of the air spring
  • Fig. 5 is a schematic bottom view of the base body
  • Fig. 6 is a schematic plan view and a schematic sectional view of a retaining ring of the air spring.
  • Fig. 7 is a schematic longitudinal sectional view of a first guide element
  • Fig. 8 is a schematic longitudinal sectional view of a second guide element of the air spring.
  • Fig. 9 is a schematic longitudinal sectional view of a third guide element of the air spring.
  • Fig. 10 is a schematic longitudinal sectional view of a fourth guide element of the air spring.
  • Fig. 1 shows a schematic longitudinal sectional view of an air spring 1 for a vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a car.
  • the vehicle has ground contact elements, which are designed as vehicle wheels, for example.
  • the vehicle also has a chassis, which is designed as a structure, in particular as a self-supporting body, for example.
  • One of the ground contact elements, which are designed as vehicle wheels in the present case, is supported on the chassis via the air spring 1.
  • the vehicle wheel, which is supported on the chassis via the air spring 1 is shown particularly schematically in Fig. 1 and is designated by 2.
  • the air spring 1 has a rolling piston 3, an air spring bellows 4, also referred to as a bellows or spring bellows, and an external guide 5 for guiding the air spring bellows 4.
  • the air spring bellows 4 is also referred to as a rolling bellows or is a rolling bellows.
  • the air spring bellows 4 is, in particular over a first partial area T1 of the air spring bellows 4, attached to the rolling piston 3.
  • the air spring bellows 4 is attached to the outer guide 5, in particular via a second partial area T2 of the air spring bellows 4.
  • the outer guide 5 is attached to the chassis immovably at least indirectly, in particular directly, relative to the chassis.
  • the rolling piston 3 and thus, for example, with the rolling piston 3, the partial area T1 are translationally movable along a direction of movement illustrated in Fig. 1 by a double arrow 6 relative to the outer guide 5, relative to the chassis and thus, for example, also relative to the partial area T2 of the air spring bellows 4.
  • the air spring bellows 4 rolls on the rolling piston 3, in particular on an outer peripheral surface 7 of the rolling piston 3, and on the outer guide 5, in particular on an inner peripheral surface 8 of the outer guide 5, wherein the air spring bellows 4 is to be guided or is guided by means of the inner peripheral surface 8.
  • the outer peripheral surface 7 is cylindrical and thus has the shape of a straight circular cylinder.
  • the inner peripheral surface 8 is cylindrical and thus has the shape of a straight circular cylinder, which is designed as a hollow cylinder. It can be seen that the rolling piston 3 and the outer guide 5 are at least partially arranged one inside the other, so that at least a length range L1 of the rolling piston 3 is arranged in the outer guide 5.
  • At least the length range L1 in the circumferential direction of the rolling piston 3, the axial direction of which is designated 9 in Fig. 1, is completely surrounded by the outer guide 5, in particular by the inner circumferential surface 8, the length range L1 of the rolling piston 3 being a length range L1 of the outer circumferential surface 7.
  • the partial area T2 is fastened to the outer guide 5 by means of a clamp fit. From Fig. 1 it can be seen that the air spring bellows 4 is arranged at least partially between the rolling piston 3 and the outer guide 5 in the radial direction of the rolling piston 3 and thus of the air spring 1 as a whole, that is to say between the surfaces 7 and 8.
  • the air spring bellows has a roll fold 10, also simply referred to as a fold, which is arranged in the radial direction of the rolling piston 3 and thus of the air spring 1 as a whole between the rolling piston 3 and the outer guide 5, i.e. between the jacket surfaces 7 and 8.
  • the axial direction of the rolling piston 3 and thus of the air spring 1 overall is illustrated by a double arrow 11, and the radial direction of the rolling piston 3 and thus of the air spring 1 overall is illustrated by a double arrow 29 and runs perpendicular to the axial direction.
  • dj denotes a diameter, also referred to as the rolling piston diameter, in particular the outer diameter, of the rolling piston 3, in particular the outer surface 7.
  • Fig. 10 denotes a diameter, also referred to as the rolling piston diameter, in particular the outer diameter, of the rolling piston 3, in particular the outer surface 7.
  • d a denotes an inner diameter, also referred to as the outer guide diameter, of the outer guide 5, in particular the outer surface 8.
  • d e ff denotes an effective diameter of the air spring 1
  • b denotes a width of the roll fold 10 running in the radial direction of the rolling piston 3 and thus the outer guide 5 and the air spring 1 overall, also referred to as the roll fold width.
  • the so-called effective area of the air spring 1, also referred to as the effective area is obtained, for example, from the following formula:
  • A TT (deff/2) 2 .
  • A denotes the effective area of the air spring 1.
  • the outer guide 5 has a base body 12, which is made, for example, from a metallic material.
  • the metallic material is, for example, a light metal, in particular aluminum.
  • the base body 12 is preferably designed in one piece, thus made from a single piece.
  • the outer guide 5 also has at least one guide element 13, which is designed separately from the base body 12 and is attached to the base body 12 in a non-destructively detachable manner.
  • the guide element 13 forms the, in particular the entire, inner peripheral surface 8 for guiding the air spring bellows 4.
  • a modular system which has the rolling piston 3, which preferably covers all construction variants, the air spring bellows 4, which covers all construction variants and the base body 12, which covers all construction variants, as well as the construction variant-specific guide element 13 as the first guide element and, in addition, further guide elements which can be seen from Fig. 8 to 12, namely a a construction variant-specific, second guide element 14, a construction variant-specific, third guide element 15 and a construction variant-specific, fourth guide element 16.
  • the guide elements 13, 14, 15 and 16 can be fastened to the base body 12 optionally and preferably by means of the same fastening device of the base body 12.
  • the respective guide element 14, 15, 16 also has a respective inner peripheral surface 8', 8", 8'" for guiding the air spring bellows 4.
  • the inner peripheral lateral surfaces 8, 8', 8" and 8'" differ in their outer guide diameters, in particular such that the outer guide diameter of the lateral surface 8' is larger than that of the lateral surface 8, wherein the outer guide diameter of the lateral surface 8" is larger than that of the lateral surface 8 and smaller than that of the lateral surface 8', and wherein, for example, the outer guide diameter of the lateral surface 8'" is smaller than that of the lateral surface 8" and larger than that of the lateral surface 8.
  • the previous and following statements on the guide element 13 can also be easily transferred to the other guide elements 14, 15 and 16 and vice versa.
  • An example of the guide element 13 can be seen in Fig. 3, that the respective guide element 13, 14, 15, 16 preferably has exactly two guide parts 17 and 18 designed as half shells, which completely form the outer surface 8 when the guide element 13 is fastened to the base body 12.
  • the previous and following statements on the outer surface 8 can also be easily transferred to the outer surfaces 8', 8" or 8'" and vice versa.
  • the respective guide part 17, 18 is preferably made of a plastic. It can be seen from Fig.
  • the guide element 13 and thus the guide parts 17 and 18 are at least partially arranged in the base body, so that the guide parts 17 and 18 or the guide element 13 is designed as an insert part, which is also referred to as an insert.
  • the insert parts therefore have different inner diameters and thus different outer guide diameters.
  • a retaining ring 19 formed separately from the guide element 13 and separately from the base body 12 and also separately from the rolling piston 3 can be provided, by means of which the guide element 13 is secured to the base body 12 in a non-destructively detachable manner and is thus held to the base body 12 in a non-destructively detachable manner.
  • the retaining ring 19 is screwed, in particular directly, to the base body 12 and is thereby attached to the base body 12 in a non-destructive manner.
  • several screw elements 20 designed as screws are provided, wherein the respective screw element 20 penetrates a respective corresponding screw opening of the retaining ring 19, designed as a through-opening, and engages in a corresponding screw opening of the base body 12, designed for example as a through-opening or as a blind hole.
  • a first thread in particular a first internal thread
  • the screw element 20 has, for example, a second thread corresponding to the first thread.
  • the second thread is screwed into the first thread, in particular directly, as a result of which the retaining ring 19 is screwed to the base body 12.
  • the guide element 13 is supported on the one hand, in particular at one end, on a stop 22 of the base body 12, in particular directly.
  • the guide element 13 is supported, in particular directly, on the retaining ring 19. As a result, the guide element 13 is secured to the base body 12.
  • the guide element 13 is screwed directly to the base body 12.
  • at least one screw element 21, designed for example as a screw is provided, which engages in corresponding screw openings of the base body 12 and the guide element 13, in particular in such a way that the screw element 21 penetrates the corresponding screw opening of the base body 12, designed as a through opening, and engages in the corresponding screw opening of the guide element 13, designed for example as a through opening.
  • a third thread, in particular an internal thread is arranged in the screw opening of the guide element 13, for example.
  • the screw element 21 has, for example, a fourth thread, in particular an external thread, corresponding to the third thread. In particular, the fourth thread is screwed directly into the third thread.
  • the guide element 13 is thereby attached to the base body 12 in a non-destructively detachable manner. From Fig. 2 it can be seen that the guide element 13 or the screw element 21 is screwed to the base body 12 in the radial direction.
  • the stop 22 of the base body 12 is formed by a collar 23 of the base body 12.
  • the collar 23 has an inner circumference IU, which can be seen in Fig. 4, which is formed by an inner side IS of the collar 23.
  • the guide element 14, 15, 16 has a bevel 24 which runs completely around the circumferential direction of the rolling piston 3.
  • the circumferential direction of the rolling piston 3 and thus of the air spring 1 as a whole is illustrated in Fig. 1 by a double arrow 25.
  • Fig. 1 For example, from Fig.
  • the bevel 24 extends in the axial direction 9 of the rolling piston 3 and thus of the air spring 1 as a whole towards the collar 23 and in the radial direction of the rolling piston 3 from the outside to the inside obliquely to the radial direction and obliquely to the axial direction of the rolling piston 3 towards the inside IS. If, for example, the air spring bellows 4 then rolls on the outer surface 8', 8", 8'", and therefore on the outer guide 5, the respective guide element 14, 15, 16 and the collar 23 do not form an excessive edge over or on which the air spring bellows 4 rolls. This can prevent excessive loading of the air spring bellows 4.
  • the multi-part design of the guide element 13, 14, 15, 16, in particular in that the guide element 13, 14, 15, 16 has at least or exactly two guide parts 17 and 18, preferably designed as half-shells, is advantageous in that the guide elements 13, 14, 15 and 16 with the different outer guide diameters can be exchanged with one another and thus optionally attached to the base body 12, directly on the vehicle, i.e. without having to dismantle the air spring 1.
  • the air spring internal pressure, particularly in the air spring bellows 4 is simply released, after which the guide elements are replaced.
  • the air spring 1 is then filled with air again, for example.
  • the retaining ring 19 is simply formed from a plastic, also in the form of a ring. It is conceivable that the respective screw element 20 and/or 21 is designed as a square socket screw, in particular a hexagon socket screw. From Fig. 2 it can be seen that in the first embodiment the retaining ring 19 is screwed against a corresponding flange 28 of the base body 12 by means of the respective screw element 20, so that the screw opening of the base body 12 is formed in the flange 28 in the present case. It can be seen that by optionally fastening the guide elements 13, 14, 15 and 16 to the base body 12, a variable outer guide, and thus a variable outer guide diameter of the outer guide 5, can be realized.
  • a part of the conventional outer guide 5 can be separated near an upper bellows seat, so that, for example, only one outer guide ring remains.
  • a base body part in particular a turned base body part and very particularly a turned aluminum base body part, can be arranged on the outer guide ring, in particular placed on it, and connected to the outer guide ring, in particular glued and/or welded, so that, for example, the outer guide ring and the base body part form the base body 12.
  • the base body 12 is designed as a one-piece base body, thus as a monoblock, so that it is preferably provided that the base body 12 is formed from a single piece and thus is not composed of several parts that are formed separately from one another and connected to one another.
  • the guide parts 17 and 18 are adapted to the retaining ring 19 and in particular provided with an edge R that projects inwards in the radial direction.
  • the edge R projects inwards in the radial direction of the outer guide 5 from the jacket surface 8 or from an area of the guide element 13 that adjoins the edge R.
  • the guide element 13 can be dismantled particularly easily, since, for example, a person can pull on it with his hand and thus exert a force acting in the axial direction on the guide element 13.
  • the flange 28 can be omitted, since the guide element 13 is screwed directly to the base body 12.
  • Fig. 5 shows the base body 12 in a schematic bottom view. From Fig. 4 and 5, the screw openings of the base body 12, designated 26, can be seen, into whose screw openings 26 the respective screw elements 20 are or will be screwed.
  • Fig. 6 shows in a schematic plan view and in a schematic

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder (1) für ein Fahrzeug, mit einem Abrollkolben (3), mit einem Luftfederbalg (4), und mit einer Außenführung (5), welche eine innenumfangsseitige Mantelfläche (8) zum Führen des Luftfederbalgs (4) aufweist, wobei die Außenführung (5) einen Grundkörper (12) aufweist, an welchem wenigstens ein Führungselement (13) zerstörungsfrei lösbar befestigt ist, welches die innenumfangsseitige Mantelfläche (8) zum Führen des Luftfederbalgs (4) bildet.

Description

Luftfeder für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie Baukastensystem
Die Erfindung betrifft eine Luftfeder für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Baukastensystem für mehrere, unterschiedliche Bauvarianten einer Luftfeder für ein Fahrzeug.
Der FR 1 225665 A ist eine pneumatische Feder für Fahrzeuge als bekannt zu entnehmen. Außerdem offenbart die EP 1 424 506 B1 eine Luftfederanordnung, mit einem Luftfederkopf mit einer Aufnahme für ein Dämpferlager, das einen Elastomerkörper und ein Tragstück umfasst. Vorgesehen ist auch ein Stoßdämpfer, aus einem Behälterrohr, das zumindest abschnittsweise von einem Abrollkolben umgeben ist. Außerdem ist ein Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff vorgesehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftfeder für ein Fahrzeug sowie ein Baukastensystem zu schaffen, sodass eine Steifigkeit der Luftfeder auf besonders einfache Weise eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Luftfeder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Baukastensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Luftfeder für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftfahrzeug, insbesondere als Kraftwagen und ganz insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Luftfeder aufweist, welche ganz insbesondere als eine Tragfeder ausgebildet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand in Fahrzeughochrichtung des Fahrzeugs nach unten hin über die Luftfeder, mithin über die Tragfeder an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Insbesondere ist in vollständig hergestelltem Zustand des Fahrzeugs ein beispielsweise als Fahrzeugrad bezeichnetes Bodenkontaktelement des Fahrzeugs über die Luftfeder gefedert an einem beispielsweise als Aufbau, insbesondere als selbsttragende Karosserie, ausgebildeten Fahrgestell des Fahrzeugs abgestützt. Das Fahrzeug ist in seinem vollständig hergestellten Zustand in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über das Bodenkontaktelement an dem Boden abstützbar oder abgestützt. Wird beispielsweise das Fahrzeug entlang des Bodens gefahren, während das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Luftfeder und über das Bodenkontaktelement, welches über die Luftfeder gefedert an dem Fahrgestell abgestützt, insbesondere an das Fahrgestell angebunden, ist, an dem Boden abgestützt ist, so rollt beispielsweise das Bodenkontaktelement, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Beispielsweise aufgrund von Unebenheiten des Bodens kommt es zu insbesondere zumindest in Fahrzeughochrichtung des Fahrzeugs verlaufenden Relativbewegungen zwischen dem Bodenkontaktelement und dem Fahrgestell. Eine erste der Relativbewegungen kann eine sogenannte Einfederbewegung des Bodenkontaktelements sein, welches sich bei der Einfederbewegung in Fahrzeughochrichtung nach oben hin relativ zu dem Fahrgestell bewegt. Bei der Einfederbewegung wird beispielsweise die Luftfeder komprimiert und somit gespannt. Bei der zweiten der Relativbewegungen kann es sich um eine sogenannte Ausfederbewegung des Bodenkontaktelements handeln, welches sich bei der Ausfederbewegung in Fahrzeughochrichtung nach unten hin relativ zu dem Fahrgestell bewegt. Bei der Ausfederbewegung wird beispielsweise die Luftfeder entspannt. Die Einfederbewegung und die Ausfederbewegung werden zusammenfassend auch als Radbewegungen oder Federbewegungen des Bodenkontaktelements bezeichnet.
Die Luftfeder weist einen einfach auch als Federbalg oder Balg bezeichneten Luftfederbalg auf, welcher beispielsweise aus einem Gummi, insbesondere aus einem Faden-Elastomer-Verbund, gebildet ist. Der Luftfederbalg wird auch als Rollbalg bezeichnet, oder der Luftfederbalg ist als Rollbalg ausgebildet. Die Luftfeder umfasst außerdem einen Abrollkolben, an welchem der Luftfederbalg insbesondere bei der jeweiligen Feder- beziehungsweise Radbewegung, abrollen kann beziehungsweise abrollt. Die Luftfeder umfasst auch eine auch als Außenführungseinrichtung bezeichnete oder als Außenführungseinrichtung ausgebildete Außenführung zum Führen, insbesondere zum außenseitigen Führen, des Luftfederbalgs. Insbesondere ist der Abrollkolben, insbesondere entlang einer Bewegungsrichtung, relativ zu der Außenführung translatorisch bewegbar. Beispielsweise ist der Luftfederbalg zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an den Abrollkolben angebunden, und ferner ist es denkbar, dass beispielsweise der Luftfederbalg zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an die Außenführung angebunden ist. Somit ist beispielsweise ein erster Teilbereich des Luftfederbalgs mit dem Abrollkolben, insbesondere entlang der Bewegungsrichtung, relativ zu der Außenführung und insbesondere relativ zu dem zweiten Teilbereich des Luftfederbalgs, insbesondere translatorisch, mitbewegbar. Beispielsweise ist der Luftfederbalg über den ersten Teilbereich an den Abrollkolben angebunden, insbesondere derart, dass der erste Teilbereich zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an den Abrollkolben angebunden ist. Ferner ist es denkbar, dass der Luftfederbalg über den zweiten Teilbereich an die Außenführung angebunden ist, insbesondere derart, dass der zweite Teilbereich zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an die Außenführung angebunden, das heißt mit der Außenführung verbunden ist. Kommt es beispielsweise ausgehend von einer Ausgangsstellung des Abrollkolbens zu einer oder der Einfederbewegung des Bodenkontaktelements, so werden beispielsweise der Abrollkolben und insbesondere mit dem Abrollkolben der erste Teilbereich des Luftfederbalgs in eine mit der Bewegungsrichtung zusammenfallende oder parallel zur Bewegungsrichtung fallende, erste Richtung relativ zu der Außenführung, insbesondere translatorisch, bewegt, sodass beispielsweise der Luftfederbalg an dem Abrollkolben abrollt, insbesondere derart, dass sich zumindest ein zunächst von dem Abrollkolben, insbesondere von der außenumfangsseitigen Mantelfläche des Abrollkolbens, beabstandeter, erster Teil des Luftfederbalgs, insbesondere direkt, an den Abrollkolben, insbesondere an die außenumfangsseitige Mantelfläche, anlegt. Ferner rollt dabei beispielsweise der Luftfederbalg derart an der Außenführung, insbesondere an einer innenumfangsseitigen Mantelfläche der Außenführung, ab, dass beispielsweise zumindest ein zunächst, insbesondere direkt, an der Außenführung, insbesondere an der innenumfangsseitigen Mantelfläche der Außenführung, anliegender, zweiter Teil des Luftfederbalgs von der Außenführung, insbesondere von der innenumfangsseitigen Mantelfläche der Außenführung, abhebt. Hierbei wird beispielsweise der Abrollkolben und beispielsweise mit diesem der erste Teilbereich des Luftfederbalgs aus der Ausgangsstellung in eine Einfederstellung bewegt. Kommt es daraufhin beispielsweise zu einer oder der Ausfederbewegung des Bodenkontaktelements, so werden der Abrollkolben und mit diesem beispielsweise der erste Teilbereich des Luftfederbalgs in eine der ersten Richtung entgegengesetzte und mit der Bewegungsrichtung zusammenfallende oder parallel zur Bewegungsrichtung verlaufende, zweite Richtung relativ zu der Außenführung und insbesondere relativ zu dem zweiten Teilbereich des Luftfederbalgs bewegt, insbesondere derart, dass der Abrollkolben aus der Einfederstellung zurück in Richtung der Ausgangsstellung oder in die Ausgangsstellung bewegt wird. Dabei rollt beispielsweise der Luftfederbalg derart an dem Abrollkolben, insbesondere an der außenumfangsseitigen Mantelfläche des Abrollkolbens, ab, dass der erste Teil von dem Abrollkolben, insbesondere von der außenumfangsseitigen Mantelfläche des Abrollkolbens, abhebt, mithin wieder von dem Abrollkolben, insbesondere von der außenumfangsseitigen Mantelfläche des Abrollkolbens, beabstandet ist. Ferner rollt dabei beispielsweise der Luftfederbalg derart an der Außenführung, insbesondere an der innenumfangsseitigen Mantelfläche der Außenführung, ab, dass der zweite Teil des Luftfederbalgs sich, insbesondere direkt, an die Außenführung, insbesondere an die innenumfangsseitige Mantelfläche der Außenführung, anlegt. Somit wird der Luftfederbalg bei den Radbewegungen, mithin bei den relativ zu der Außenführung erfolgenden, translatorischen Bewegung des Abrollkolbens mittels der Außenführung geführt. Mit anderen Worten ist somit die innenumfangsseitige Mantelfläche der Außenführung zum Führen des Luftfederbalgs vorgesehen oder ausgebildet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass zumindest ein Längenbereich des Abrollkolbens, insbesondere der außenumfangsseitigen Mantelfläche des Abrollkolbens, in Umfangsrichtung des Abrollkolbens, insbesondere vollständig umlaufend, von der Außenführung, insbesondere von der innenumfangsseitigen Mantelfläche der Außenführung, umgeben ist. Somit ist beispielsweise der Luftfederbalg in radialer Richtung des Abrollkolbens, dessen axiale Richtung senkrecht zur radialen Richtung des Abrollkolbens verläuft, zumindest teilweise zwischen dem Abrollkolben, insbesondere der außenumfangsseitigen Mantelfläche des Abrollkolbens, und der Außenführung, insbesondere der innenumfangsseitigen Mantelfläche der Außenführung, angeordnet. Die Umfangsrichtung verläuft um die axiale Richtung des Abrollkolbens herum. Beispielsweise fällt die axiale Richtung des Abrollkolbens mit der Bewegungsrichtung zusammen. Ferner ist es denkbar, dass eine Anbindung der Luftfeder an den Aufbau bzw. ein Anbindung oder Anbringung der Außenführung an den Aufbau eine gewisse Kardanik zulässt, sodass sich der Abrollkolben nicht nur rein axial relativ zu dem Aufbau bewegen kann, sondern demgegenüber auch wenigstens eine andere Bewegung relativ zu Aufbau ausführen kann. Somit lässt beispielsweise die Kardanik in gewissem Umfang eine räumliche Bewegung des Abrollkolbens relativ zu dem Aufbau zu.
Um nun eine beispielsweise auch als Federsteifigkeit bezeichnete oder als Federsteifigkeit ausgebildete Steifigkeit der Luftfeder besonders einfach und bedarfsgerecht einstellen, das heißt variieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Außenführung einen Grundkörper aufweist, an welchem wenigstens ein Führungselement zerstörungsfrei lösbar befestigt ist. Das Führungselement bildet die, insbesondere gesamte, innenumfangsseitige Mantelfläche zum Führen des Luftfederbalgs. Unter dem Merkmal, dass das Führungselement zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper gehalten ist, ist zu verstehen, dass das Führungselement von dem Grundkörper gelöst und daraufhin wieder mit dem Grundkörper verbunden, das heißt an dem Grundkörper befestigt und daraufhin wieder von dem Grundkörper gelöst werden kann, ohne dass es zu Beschädigungen oder Zerstörungen des Grundkörpers oder des Führungselements kommt. Somit ist es möglich, das Führungselement bedarfsgerecht gegen ein zusätzlich zu dem Führungselement vorgesehenes, zweites Führungselement auszutauschen, sodass wahlweise das erste Führungselement oder das zweite Führungselement zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper befestigbar sind, insbesondere mittels derselben an dem Grundkörper vorgesehenen Befestigungseinrichtung. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass sich das zweite Führungselement von dem ersten Führungselement unterscheidet. Das zweite Führungselement bildet beispielsweise eine zweite innenumfangsseitige Mantelfläche zum Führen des Luftfederbalgs, insbesondere komplett, wobei es denkbar ist, dass sich die zweite innenumfangsseitige Mantelfläche von der ersten innenumfangsseitigen Mantelfläche unterscheidet.
Wenn im Folgenden die Rede von dem Führungselement ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das erste Führungselement zu verstehen. Wenn im Folgenden die Rede von der innenumfangsseitigen Mantelfläche ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die erste innenumfangsseitige Mantelfläche des ersten Führungselements zu verstehen. Insbesondere können sich die innenumfangsseitigen Mantelflächen der Führungselemente auf folgende Weise voneinander unterscheiden. Beispielsweise weist die erste innenumfangsseitige Mantelfläche insbesondere in einem Zustand, in welchem das erste Führungselement zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper befestigt ist, einen ersten Innenumfang, insbesondere einen ersten Innendurchmesser, auf. Somit ist beispielsweise die erste innenumfangsseitige Mantelfläche zylindrisch. Die zweite innenumfangsseitige Mantelfläche weist beispielsweise in einem Zustand, in welchem das zweite Führungselement anstelle des ersten Führungselements zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper befestigt ist, einen zweiten Innenumfang, insbesondere einen zweiten Innendurchmesser, auf. Beispielsweise ist es denkbar, dass die zweite innenumfangsseitige Mantelfläche zylindrisch ist. Dabei ist es denkbar, dass sich der erste Innenumfang von dem zweiten Innenumfang, insbesondere der erste Innendurchmesser von dem zweiten Innendurchmesser, unterscheidet. Somit können die Innenumfänge, insbesondere Innendurchmesser, einfach und bedarfsgerecht variiert werden. Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Eine wichtige Kenngröße einer als Rollbalg-Luftfeder ausgebildeten Luftfeder ist die sogenannte, effektive oder wirksame Fläche, durch die die Steifigkeit der Luftfeder und in der Folge das Fahrverhalten des Fahrzeugs maßgeblich beeinflusst werden. Üblicherweise wird die wirksame Fläche durch konstruktive Merkmale festgelegt. Bei einem der konstruktiven Merkmale handelt es sich um einen Außenumfang, insbesondere einen Außendurchmesser, des Abrollkolbens. Bei einem zweiten der konstruktiven Merkmale handelt es sich um den Innenumfang, insbesondere Innendurchmesser, der Außenführung. Da die erfindungsgemäße Luftfeder die Außenführung aufweist, ist die erfindungsgemäße Luftfeder als eine außengeführte Luftfeder ausgebildet.
Im Zuge eines Projekts wurden Vorteile einer erweiterten effektiven Fläche gegenüber einer Volumenverringerung erkannt, was messtechnisch zu einer gleichen Steifigkeit führte.
Im Rahmen von Versuchen konnte die effektive Fläche mit vorhandenen Versuchsteilen ausschließlich über einen geänderten Durchmesser des Abrollkolbens bei konstantem Durchmesser der Außenführung geändert werden. Da sich jedoch dadurch gleichzeitig eine auch als Rollfaltenbreite bezeichnete und sich insbesondere in radialer Richtung des Abrollkolbens und der Luftfeder insgesamt erstreckende Breite einer Rollfalte des Luftfederbalgs ändert, wurde als vorteilhaft identifiziert, eine Luftfeder mit geänderter effektiver Fläche jedoch gleichbleibender Rollfaltenbreite vorzusehen. Insbesondere ist die Rollfalte eine Falte beziehungsweise ein Bereich des Luftfederbalgs, dessen Rollfalte beziehungsweise Bereich in radialer Richtung des Abrollkolbens und somit der Luftfeder insgesamt zwischen dem Abrollkolben und der Außenführung, insbesondere zwischen der außenumfangsseitigen Mantelfläche des Abrollkolbens und der innenumfangsseitigen Mantelfläche der Außenführung, angeordnet ist. Die Erfindung ermöglicht es nun, unterschiedliche, auch als Außenführungsinnenumfänge oder Außenführungsdurchmesser bezeichnete Innenumfänge, insbesondere Innendurchmesser, der Außenführung in Kombination mit demselben Grundkörper, demselben Luftfederbalg sowie gegebenenfalls demselben Abrollkolben oder jeweiligen, unterschiedlichen Abrollkolben zu realisieren, dadurch, dass wahlweise unterschiedliche Führungselemente, wie das zuvor genannte, erste Führungselement und das zuvor genannte, zweite Führungselement an dem Grundkörper zerstörungsfrei befestigt werden können. Beispielsweise unterscheiden sich die unterschiedlichen Abrollkolben in ihren jeweiligen Außenumfängen, insbesondere Außendurchmessern. Insbesondere ist das Führungselement ein auch als Einsatz bezeichnetes Einsatzteil, welches in seinem an dem Grundkörper befestigten Zustand zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, und vorzugsweise vollständig, in dem Grundkörper angeordnet sein kann. Die erfindungsgemäße Luftfeder kann somit besonders vorteilhaft als sogenannte Abstimm-Luftfeder verwendet werden, um beispielsweise unterschiedliche Innenumfänge, insbesondere Innendurchmesser, der Außenführung darstellen und prüfen zu können. Im Rahmen einer Entwicklung eines Fahrzeugs oder von mehreren Fahrzeugen werden beispielsweise zur Abstimmung von Luftfedern sogenannte Abstimmluftfedern verwendet. Üblicherweise ist hierbei die Außenführung durch ein zylindrisches, tiefgezogenes Bauteil gebildet, welches einstückig ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet ist. Eine Möglichkeit zur Veränderung des Außenführungsdurchmessers beziehungsweise Außenführungsinnenumfangs ist nicht vorgesehen oder nur dadurch möglich, dass die gesamte Außenführung, das heißt das gesamte zuvor genannte Bauteil ausgetauscht wird. Dies führt zu einem hohen Aufwand, der nun durch die Erfindung vermieden werden kann. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, die effektive Fläche zu variieren, ohne gleichzeitig die Rollfaltenbreite zu variieren.
Durch die Verwendung der unterschiedlichen Abrollkolben ist es möglich, bei der Verwendung der unterschiedlichen Führungselemente und damit der unterschiedlichen Außenführungsdurchmesser die Rollfaltenbreite konstant zu halten, beispielsweise derart, dass beispielsweise dann, wenn das erste Führungselement gegen das zweite Führungselement getauscht wird, sodass der Außenführungsdurchmesser vergrößert oder verkleinert wird, ein erster der Abrollkolben gegen einen zweiten der Abrollkolben getauscht wird, wobei der zweite Abrollkolben einen größeren oder kleineren Außendurchmesser aufweist als der erste Abrollkolben. Dadurch kann beispielsweise die Rollfaltenbreite konstant gehalten werden, insbesondere dadurch, dass der Außendurchmesser des zweiten Abrollkolben um das gleiche Maß größer oder kleiner ist wie Außenführungsdurchmesser durch Austauschen des ersten Führungselements gegen das zweite Führungselement vergrößert oder verkleinert wird.
Die Steifigkeit einer beziehungsweise der Luftfeder kann zum einen durch das Volumen und zum anderen durch die effektive Fläche beeinflusst werden. Wie Versuche gezeigt haben, bewirkt eine Flächenerhöhung zur Steifigkeitserhöhung funktional mehr Vorteile als eine Volumenverringerung bei gleicher Steifigkeitsänderung. Der effektive Durchmesser einer Rollbalg-Luftfeder liegt in etwa in der Mitte der Rollfalte. Die effektive Fläche ist daher sowohl vom Außenumfang, insbesondere Außendurchmesser, des Abrollkolbens als auch vom Innenumfang, insbesondere vom Innendurchmesser, der Außenführung beziehungsweise der innenumfangsseitigen Mantelfläche der Außenführung abhängig. Wird jedoch der Außenumfang, insbesondere Außendurchmesser, des Abrollkolbens und nicht auch jedoch der Innenumfang, insbesondere der Innendurchmesser, der Außenführung, insbesondere der innenumfangsseitigen Mantelfläche, verändert, ändert sich die Rollfaltenbreite, deren Dimension jedoch balgspezifisch festgelegt und lebensdauerrelevant ist. Außerdem werden durch eine Änderung der Rollfaltenbreite Komfort- und/oder Geräuscheigenschaften der Luftfeder verändert, sodass es beispielsweise während einer Fahrt des mit der Luftfeder ausgestatteten Fahrzeugs zu ungünstigen, von sich im Innenraum des Fahrzeugs aufhaltenden Personen haptisch und/oder akustisch wahrnehmbaren Effekten wie Schwingungen und/oder Geräuschen kommen kann. Es wurde gefunden, dass auch der Innenumfang, insbesondere Innendurchmesser, der Außenführung, insbesondere der innenumfangsseitigen Mantelfläche der Außenführung, angepasst beziehungsweise geändert werden muss, um die effektive Fläche unabhängig von der Rollfaltenbreite, das heißt ohne die Rollfaltenbreite zu verändern, verändern zu können. Insbesondere in einer Konzept- und/oder Entwicklungsphase kann so beispielsweise die erfindungsgemäße Luftfeder als Abstimm- Luftfeder verwendet werden, anhand derer eine vorteilhafte Kombination aus Außenumfang, insbesondere Außendurchmesser, des Abrollkolbens und Innenumfang, insbesondere Innendurchmesser, der Außenführung beispielsweise an einem Prüfstand und/oder im Fahrzeug einfach und somit zeit- und kostengünstig ausgelegt und erprobt werden kann. Eine Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Führungselement durch einen zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper befestigten Haltering an dem Grundkörper gesichert und dadurch zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper befestigt ist. Dadurch kann das Führungselement besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig an dem Grundkörper montiert und somit befestigt und von dem Grundkörper gelöst werden, sodass die Steifigkeit der Luftfeder auf besonders einfache, zeit- und kostengünstige Weise variiert werden kann.
Um den Innenumfang, insbesondere den Innendurchmesser, der Außenführung und in der Folge die Steifigkeit der Luftfeder auf besonders einfache und bedarfsgerechte Weise einstellen, das heißt variieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Führungselement wenigstens oder vorzugsweise genau zwei Führungsteile aufweist, welche die innenumfangsseitige Mantelfläche, die auch als Führungsfläche zum Führen des Luftfederbalgs bezeichnet wird, insbesondere komplett, bilden. Ganz vorzugsweise sind die Führungsteile als Halbschalen ausgebildet, die die beispielsweise zylindrische Führungsfläche, insbesondere komplett, bilden.
Da die innenumfangsseitige Mantelfläche der Außenführung zum Führen des Luftfederbalgs insbesondere bei den Relativbewegungen zwischen dem Abrollkolben und der Außenführung verwendet wird, wird die innenumfangsseitige Mantelfläche der Außenführung auch als Führungsfläche bezeichnet. Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Haltering, insbesondere direkt, mit dem Grundkörper verschraubt und dadurch zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper befestigt. Hierdurch kann der Haltering selbst einfach an dem Grundkörper befestigt und wieder von dem Grundkörper gelöst werden. Beispielsweise ist ein separat von dem Haltering und separat von dem Grundkörper vorgesehenes Schraubelement vorgesehen, mittels welchem der Haltering mit dem Grundkörper verschraubt ist. Insbesondere ist das Schraubelement als eine Schraube ausgebildet, die beispielsweise in eine jeweilige Schrauböffnung des Halterings und des Grundkörpers eingreift. Insbesondere weist die Schraube ein Außengewinde auf, welches beispielsweise in ein korrespondierendes Innengewinde des Grundkörpers, insbesondere in der Schrauböffnung des Grundkörpers, eingeschraubt ist.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Haltering in axialer Richtung des Abrollkolbens mit dem Grundkörper verschraubt ist. Mithin verläuft eine Schraubrichtung des Schraubelements in axialer Richtung des Abrollkolbens. Dadurch können der Haltering und somit das Führungselement einfach an dem Grundkörper befestigt und von dem Grundkörper gelöst werden, ohne dass hierfür die gesamte Luftfeder von dem übrigen Fahrzeug demontiert werden muss.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Führungselement direkt mit dem Grundkörper verschraubt und dadurch zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper befestigt ist. Hierfür ist beispielsweise ein separat von dem Führungselement und separat von dem Grundkörper ausgebildetes Schraubelement wie beispielsweise eine Schraube vorgesehen, wobei das Schraubelement beispielsweise ein Außengewinde aufweist. Beispielsweise greift bei dieser Ausführungsform das Schraubelement, insbesondere die Schraube, in korrespondierende Schrauböffnungen des Grundkörpers und des Führungselements ein. Beispielsweise ist das Schraubelement über sein Außengewinde in ein korrespondierendes Innengewinde des Führungselements, insbesondere die Schrauböffnung des Führungselements, eingeschraubt. Dadurch kann das Führungselement besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig mit dem Grundkörper verbunden und wieder von dem Grundkörper gelöst werden.
Um das Führungselement besonders einfach von dem Grundkörper lösen und wieder mit dem Grundkörper verbinden zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Führungselement beziehungsweise das Schraubelement in radialer Richtung des Abrollkolbens direkt mit dem Grundkörper verschraubt ist. Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Führungselement in axialer Richtung des Abrollkolbens direkt an einem Anschlag des Grundkörpers abgestützt ist. Dadurch kann auf einfache Weise eine präzise Positionierung des Führungselements relativ zu dem Grundkörper realisiert werden. Hierbei wird beispielsweise das Führungselement einfach in axialer Richtung des Abrollkolbens und somit der Außenführung so weit oder so lange in den Grundkörper eingesteckt, bis das Führungselement in, insbesondere direkte, Stützeinlage mit dem Anschlag kommt.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Anschlag durch einen einen Innenumfang aufweisenden Bund des Grundkörpers gebildet ist. Der Bund weist eine den Innenumfang des Bunds definierende Innenseite auf. Dabei weist das Führungselement eine Schräge auf, die sich in radialer Richtung des Abrollkolbens und somit der Außenführung hin zu dem Bund betrachtet und in radialer Richtung des Abrollkolbens von außen nach innen und somit insbesondere zur Innenseite des Bunds betrachtet schräg zur radialen Richtung und schräg zur axialen Richtung des Abrollkolbens hin zu der Innenseite des Bunds erstreckt. Dadurch kann beispielsweise vermieden werden, dass dann, wenn der Luftfederbalg an der Außenführung, das heißt an der innenumfangsseitigen Mantelfläche der Außenführung, abrollt, über eine übermäßige Kante der Außenführung abrollt, sodass eine übermäßige Belastung des Luftfederbalgs vermieden werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise das Führungselement an seinem Übergang hin zu dem Bund verrundet und/oder als Radius ausgebildet sein, um eine übermäßige Belastung des Luftfederbalgs vermeiden zu können.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Baukastensystem für unterschiedliche Bauvarianten einer Luftfeder für ein Fahrzeug. Mit anderen Worten ist das Baukastensystem zur Bildung oder Herstellung von unterschiedlichen Bauvarianten einer Luftfeder für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Baukastensystem umfasst wenigstens oder genau einen Abrollkolben und einen bauvariantenübergreifenden Luftfederbalg. Der Abrollkolben kann bauvariantenübergreifend sein, oder für die jeweilige Bauvariante der Luftfeder wird ein jeweiliger Abrollkolben verwendet, wobei sich beispielsweise die Abrollkolben in ihren jeweiligen Außenumfängen, insbesondere Außendurchmessern, voneinander unterscheiden können. Das Baukastensystem umfasst außerdem eine Außenführung, welche einen bauvariantenübergreifenden Grundkörper und wenigstens ein bauvariantenspezifisches, erstes Führungselement aufweist, welches eine bauvariantenspezifische, erste innenumfangsseitige Mantelfläche zum Führen des Luftfederbalgs aufweist. Die Außenführung weist außerdem wenigstens ein bauvariantenspezifisches, von dem ersten Führungselement unterschiedliches, zweites Führungselement auf, welches eine bauvariantenspezifische, zweite innenumfangsseitige Mantelfläche zum Führen des Luftfederbalgs aufweist. Zum Bilden der Bauvarianten ist wahlweise das erste Führungselement oder das zweite Führungselement zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper befestigbar, insbesondere mittels derselben Befestigungseinrichtung des Grundkörpers. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Insbesondere unterscheiden sich das erste Führungselement und das zweite Führungselement in einem Innenumfang, insbesondere Innendurchmesser, der innenumfangsseitigen Mantelfläche. Somit weist beispielsweise die erste innenumfangsseitige Mantelfläche einen ersten Innenumfang, insbesondere einen ersten Innendurchmesser, auf. Insbesondere ist es denkbar, dass die erste innenumfangsseitige Mantelfläche zylindrisch ausgebildet ist, mithin die Form eines geraden Kreiszylinders, welche insbesondere als Hohlzylinder ausgebildet ist, aufweist. Beispielsweise weist die zweite innenumfangsseitige Mantelfläche einen zweiten Innenumfang, insbesondere einen zweiten Innendurchmesser, auf, wobei beispielsweise die zweite innenumfangsseitige Mantelfläche zylindrisch ausgebildet ist und somit die Form eines geraden Kreiszylinders, welcher insbesondere als ein Hohlzylinder ist, aufweist. Dabei ist beispielsweise der zweite Innenumfang, insbesondere der zweite Innendurchmesser, größer oder kleiner als der erste Innenumfang, insbesondere als der erste Innendurchmesser. Dadurch kann die Steifigkeit der Luftfeder auf besonders einfache Weise variiert werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer Luftfeder für ein Fahrzeug; und
Fig. 2 eine schematische Längsschnittansicht einer Außenführung der
Luftfeder; und
Fig. 3 eine schematische und perspektivische Explosionsansicht der Luftfeder; und Fig. 4 eine schematische Längsschnittansicht eines Grundkörpers der
Außenführung; und
Fig. 5 eine schematische Unteransicht des Grundkörpers;
Fig. 6 eine schematische Draufsicht und eine schematische Schnittansicht eines Halterings der Luftfeder; und
Fig. 7 eine schematische Längsschnittansicht eines ersten Führungselements;
Fig. 8 eine schematische Längsschnittansicht eines zweiten Führungselements der Luftfeder; und
Fig. 9 eine schematische Längsschnittansicht eines dritten Führungselements der Luftfeder, und
Fig. 10 eine schematische Längsschnittansicht eines vierten Führungselements der Luftfeder.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht eine Luftfeder 1 für ein Fahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftfahrzeug, insbesondere als Kraftwagen, ausgebildet ist. Das Fahrzeug weist Bodenkontaktelemente auf, welche beispielsweise als Fahrzeugräder ausgebildet sind. Ferner weist das Fahrzeug ein Fahrgestell auf, welches beispielsweise als ein Aufbau, insbesondere als eine selbsttragende Karosserie, ausgebildet ist. Eines der vorliegend als Fahrzeugräder ausgebildeten Bodenkontaktelemente ist über die Luftfeder 1 gefedert an dem Fahrgestell abgestützt. Das über die Luftfeder 1 gefedert an dem Fahrgestell abgestützte Fahrzeugrad ist in Fig. 1 besonders schematisch dargestellt und mit 2 bezeichnet.
Die Luftfeder 1 weist einen Abrollkolben 3, einen auch als Balg oder Federbalg bezeichneten Luftfederbalg 4 sowie eine Außenführung 5 zum Führen des Luftfederbalgs 4 auf. Der Luftfederbalg 4 wird auch als Rollbalg bezeichnet oder ist ein Rollbalg. Der Luftfederbalg 4 ist, insbesondere über einen ersten Teilbereich T1 des Luftfederbalgs 4, an dem Abrollkolben 3 befestigt. Außerdem ist der Luftfederbalg 4, insbesondere über einen zweiten Teilbereich T2 des Luftfederbalgs 4, an der Außenführung 5 befestigt. Insbesondere ist die Außenführung 5 relativ zu dem Fahrgestell unbeweglich zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Fahrgestell befestigt. Der Abrollkolben 3 und somit beispielsweise mit dem Abrollkolben 3 der Teilbereich T1 sind entlang einer in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 6 veranschaulichten Bewegungsrichtung relativ zu der Außenführung 5, relativ zu dem Fahrgestell und somit beispielsweise auch relativ zu dem Teilbereich T2 des Luftfederbalgs 4 translatorisch bewegbar. Zu solchen, entlang der Bewegungsrichtung (Doppelpfeil 6) erfolgenden, translatorischen Relativbewegungen zwischen dem Abrollkolben 3 und der Außenführung 5 kommt es beispielsweise bei zusammenfassend auch als Radbewegung bezeichneten Ein- und Ausfederbewegungen des Fahrzeugrads 2. Bei den entlang der Bewegungsrichtung erfolgenden translatorischen Relativbewegungen zwischen dem Abrollkolben und der Außenführung 5 rollt der Luftfederbalg 4 an dem Abrollkolben 3, insbesondere an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche 7 des Abrollkolbens 3, und an der Außenführung 5, insbesondere an einer innenumfangsseitigen Mantelfläche 8 der Außenführung 5, ab, wobei der Luftfederbalg 4 mittels der innenumfangsseitigen Mantelfläche 8 zu führen ist beziehungsweise geführt ist oder geführt wird. Die außenumfangsseitige Mantelfläche 7 ist zylindrisch ausgebildet und weist somit die Form eines geraden Kreiszylinders auf. Die innenumfangsseitige Mantelfläche 8 ist zylindrisch und weist somit die Form eines geraden Kreiszylinders auf, welcher als Hohlzylinder ausgebildet ist. Es ist erkennbar, dass der Abrollkolben 3 und die Außenführung 5 zumindest teilweise ineinander angeordnet sind, sodass zumindest ein Längenbereich L1 des Abrollkolbens 3 in der Außenführung 5 angeordnet ist. Dies ist in wenigstens einer Stellung des Abrollkolbens 3 möglich. Dabei ist zumindest der Längenbereich L1 in Umfangsrichtung des Abrollkolbens 3, dessen axiale Richtung in Fig. 1 mit 9 bezeichnet ist, vollständig umlaufend durch die Außenführung 5, insbesondere durch die innenumfangsseitige Mantelfläche 8, umgeben, wobei der Längenbereich L1 des Abrollkolbens 3 ein Längenbereich L1 der außenumfangsseitigen Mantelfläche 7 ist. Beispielsweise ist der Teilbereich T2 mittels eines Klemmsitzes an der Außenführung 5 befestigt. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass der Luftfederbalg 4 in radialer Richtung des Abrollkolbens 3 und somit der Luftfeder 1 insgesamt zumindest teilweise zwischen dem Abrollkolben 3 und der Außenführung 5, das heißt zwischen den Mantelflächen 7 und 8 angeordnet ist. Dabei weist der Luftfederbalg eine einfach auch Falte bezeichnete Rollfalte 10 auf, welche in radialer Richtung des Abrollkolbens 3 und somit der Luftfeder 1 insgesamt zwischen dem Abrollkolben 3 und der Außenführung 5, das heißt zwischen den Mantelflächen 7 und 8 angeordnet ist. Die axiale Richtung des Abrollkolbens 3 und somit der Luftfeder 1 insgesamt ist durch einen Doppelpfeil 11 veranschaulicht, und die radiale Richtung des Abrollkolbens 3 und somit der Luftfeder 1 insgesamt ist durch einen Doppelpfeil 29 veranschaulicht und verläuft senkrecht zur axialen Richtung. In Fig. 1 ist mit dj eine auch als Abrollkolbendurchmesser bezeichneter Durchmesser, insbesondere Außendurchmesser, des Abrollkolbens 3, insbesondere der Mantelfläche 7, bezeichnet. In Fig. 1 mit da eine auch als Außenführungsdurchmesser bezeichneter Innendurchmesser der Außenführung 5, insbesondere der Mantelfläche 8, bezeichnet. In Fig. 1 ist mit deff ein effektiver Durchmesser der Luftfeder 1 bezeichnet, und mit b ist ein in radialer Richtung des Abrollkolbens 3 und somit der Außenführung 5 und der Luftfeder 1 insgesamt verlaufende, auch als Rollfaltenbreite bezeichnete Breite der Rollfalte 10 bezeichnet. Die sogenannte, auch als wirksame Fläche bezeichnete effektive Fläche der Luftfeder 1 ergibt sich beispielsweise aus folgender Formel:
A = TT (deff/2)2.
Dabei ist mit A die effektive Fläche der Luftfeder 1 bezeichnet.
In Fig. 1 sind durch gestrichelte Linien unterschiedliche Abrollkolbendurchmesser, unterschiedliche Außenführungsdurchmesser und unterschiedliche Rollfaltenbreiten veranschaulicht. Beispielsweise durch Variieren der effektiven Fläche kann eine Steifigkeit der Luftfeder 1 variiert, das heißt eingestellt werden. Um nun die Steifigkeit der Luftfeder auf besonders einfache und bedarfsgerechte Weise einstellen, das heißt Variieren zu können, weist, wie in Zusammenschau mit Fig. 2 erkennbar ist, die Außenführung 5 einen Grundkörper 12 auf, welcher beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist. Bei dem metallischen Werkstoff handelt es sich beispielsweise um ein Leichtmetall, insbesondere Aluminium. Vorzugsweise ist der Grundkörper 12 einstückig ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet. Die Außenführung 5 weist außerdem wenigstens ein Führungselement 13 auf, welches separat von dem Grundkörper 12 ausgebildet und zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper 12 befestigt ist. Das Führungselement 13 bildet dabei die, insbesondere gesamte, innenumfangsseitige Mantelfläche 8 zum Führen des Luftfederbalgs 4.
Insbesondere ist ein Baukastensystem vorgesehen, welches den, vorzugsweise bauvariantenübergreifenden, Abrollkolben 3, den bauvariantenübergreifenden Luftfederbalg 4 und den bauvariantenübergreifenden Grundkörper 12 sowie das bauvariantenspezifische Führungselement 13 als erstes Führungselement und darüber hinaus aus Fig. 8 bis 12 erkennbare, weitere Führungselemente aufweist, nämlich ein bauvariantenspezifisches, zweites Führungselement 14, ein bauvariantenspezifisches, drittes Führungselement 15 und ein bauvariantenspezifisches, viertes Führungselement 16. Die Führungselemente 13, 14, 15 und 16 können wahlweise und dabei vorzugsweise mittels derselben Befestigungseinrichtung des Grundkörpers 12 an dem Grundkörper 12 befestigt werden. Es ist erkennbar, dass auch das jeweilige Führungselement 14, 15, 16 eine jeweilige, innenumfangsseitige Mantelfläche 8‘, 8“, 8‘“ zum Führen des Luftfederbalgs 4 aufweist. Die innenumfangsseitigen Mantelflächen 8, 8‘, 8“ und 8‘“ unterscheiden sich in ihren Außenführungsdurchmessern, insbesondere derart, dass der Außenführungsdurchmesser der Mantelfläche 8‘ größer als der der Mantelfläche 8 ist, wobei der Außenführungsdurchmesser der Mantelfläche 8“ größer als der der Mantelfläche 8 und kleiner als der der Mantelfläche 8‘ ist, und wobei beispielsweise der Außenführungsdurchmesser der Mantelfläche 8‘“ kleiner als der der Mantelfläche 8“ und größer als der der Mantelfläche 8 ist.
Die vorigen und folgenden Ausführungen zum Führungselement 13 können ohne Weiteres auch auf die anderen Führungselemente 14, 15 und 16 übertragen werden und umgekehrt. Aus Fig. 3 ist ein Beispiel des Führungselements 13 erkennbar, dass das jeweilige Führungselement 13, 14, 15, 16 vorzugsweise genau zwei als Halbschalen ausgebildete Führungsteile 17 und 18 aufweist, die in am Grundkörper 12 befestigtem Zustand des Führungselements 13 die Mantelfläche 8 vollständig bilden. Die vorigen und folgenden Ausführungen zur Mantelfläche 8 können ohne Weiteres auch auf die Mantelflächen 8‘, 8“ oder 8‘“ übertragen werden und umgekehrt. Das jeweilige Führungsteil 17, 18 ist vorzugsweise aus einem Kunststoff gebildet. Es ist aus Fig. 2 und 3 erkennbar, dass das Führungselement 13 und somit die Führungsteile 17 und 18 zumindest teilweise in dem Grundkörper angeordnet sind, sodass die Führungsteile 17 und 18 beziehungsweise das Führungselement 13 als ein Einsatzteil ausgebildet ist, welches auch als Einsatz bezeichnet wird. Zusammenfassend ausgedrückt weisen somit die Einsatzteile (Führungselemente 13, 14, 15 und 16) unterschiedliche Innendurchmesser und somit unterschiedliche Außenführungsdurchmesser auf. Bei dem in Fig. 2 gezeigten, ersten Ausführungsbeispiel kann ein separat von dem Führungselement 13 und separat von dem Grundkörper 12 und auch separat von dem Abrollkolben 3 ausgebildeter Haltering 19 vorgesehen sein, mittels welchem das Führungselement 13 zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper 12 gesichert und somit zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper 12 gehalten ist. Hierfür ist der Haltering 19, insbesondere direkt, mit dem Grundkörper 12 verschraubt und dadurch zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper 12 befestigt. Hierfür sind mehrere, als Schrauben ausgebildete Schraubelemente 20 vorgesehen, wobei das jeweilige Schraubelement 20 eine jeweilige, korrespondierende und als Durchgangsöffnung ausgebildete Schrauböffnung des Halterings 19 durchdringt und in eine korrespondierende und beispielsweise als Durchgangsöffnung oder als Sackloch ausgebildete Schrauböffnung des Grundkörpers 12 eingreift. In der Schrauböffnung des Grundkörpers 12 ist beispielsweise ein erstes Gewinde, insbesondere erstes Innengewinde, angeordnet, wobei das Schraubelement 20 beispielsweise ein mit dem ersten Gewinde korrespondierendes, zweites Gewinde aufweist. Dabei ist das zweite Gewinde in das erste Gewinde, insbesondere direkt, eingeschraubt, wodurch der Haltering 19 an den Grundkörper 12 angeschraubt ist. In axialer Richtung 9 des Abrollkolbens 3 und somit der Außenführung 5 ist das Führungselement 13 einerseits, insbesondere einenends, an einem Anschlag 22 des Grundkörpers 12, insbesondere direkt, abgestützt. In axialer Richtung 9 des Abrollkolbens 3 und somit der Außenführung 5 andererseits, insbesondere andernends, ist das Führungselement 13, insbesondere direkt, an dem Haltering 19 abgestützt. Dadurch ist das Führungselement 13 an dem Grundkörper 12 gesichert.
Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Haltering 19 in axialer Richtung 9 des Abrollkolbens 3 und somit der Außenführung 5 mit dem Grundkörper 12 verschraubt ist.
Bei einem in Fig. 2 gezeigten, zweiten Ausführungsbeispiel ist das Führungselement 13 direkt mit dem Grundkörper 12 verschraubt. Hierfür ist wenigstens ein beispielsweise als Schraube ausgebildetes Schraubelement 21 vorgesehen, welches in korrespondierende Schrauböffnungen des Grundkörpers 12 und des Führungselements 13 eingreift, insbesondere derart, dass das Schraubelement 21 die korrespondierende, als Durchgangsöffnung ausgebildete Schrauböffnung des Grundkörpers 12 durchdringt und in die korrespondierende, beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildete Schrauböffnung des Führungselements 13 eingreift. In der Schrauböffnung des Führungselements 13 ist beispielsweise ein drittes Gewinde, insbesondere ein Innengewinde, angeordnet. Das Schraubelement 21 weist beispielsweise ein mit dem dritten Gewinde korrespondierendes, viertes Gewinde, insbesondere Außengewinde, auf. Insbesondere ist das vierte Gewinde direkt in das dritte Gewinde eingeschraubt. Dadurch ist das Führungselement 13 zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper 12 befestigt. Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass das Führungselement 13 beziehungsweise das Schraubelement 21 in radialer Richtung mit dem Grundkörper 12 verschraubt ist.
Der Anschlag 22 des Grundkörpers 12 ist durch einen Bund 23 des Grundkörpers 12 gebildet. Der Bund 23 weist einen aus Fig. 4 erkennbaren Innenumfang IU, der durch eine Innenseite IS des Bunds 23 gebildet ist. Ist beispielsweise der Außenführungsdurchmesser größer als der Innendurchmesser I U , was beispielsweise bei den Führungselementen 14, 15 und 16 der Fall ist, so weist das Führungselement 14, 15, 16 eine insbesondere in Umfangsrichtung des Abrollkolbens 3 vollständig umlaufende Schräge 24 auf. Die Umfangsrichtung des Abrollkolbens 3 und somit der Luftfeder 1 insgesamt ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 25 veranschaulicht. Beispielsweise aus Fig. 8 ist erkennbar, dass die Schräge 24 sich in axialer Richtung 9 des Abrollkolbens 3 und somit der Luftfeder 1 insgesamt hin zu dem Bund 23 betrachtet und in radialer Richtung des Abrollkolbens 3 von außen nach innen betrachtet schräg zur radialen Richtung und schräg zur axialen Richtung des Abrollkolbens 3 hin zu der Innenseite IS erstreckt. Rollt dann beispielsweise der Luftfederbalg 4 an der Mantelfläche 8‘, 8“, 8‘“, mithin an der Außenführung 5 ab, so bilden das jeweilige Führungselement 14, 15, 16 und der Bund 23 keine übermäßige Kante, über die oder an der der Luftfederbalg 4 abrollt. Dadurch kann eine übermäßige Belastung des Luftfederbalgs 4 vermieden werden. Die mehrteilige Ausgestaltung des Führungselements 13, 14, 15, 16 insbesondere dahingehend, dass das Führungselement 13, 14, 15, 16 die wenigstens oder genau zwei vorzugsweise als Halbschalten ausgebildeten Führungsteile 17 und 18 aufweist, ist insofern vorteilhaft, als dadurch die Führungselemente 13, 14, 15 und 16 mit den unterschiedlichen Außenführungsdurchmessern untereinander getauscht und somit wahlweise an dem Grundkörper 12 befestigt werden können, und zwar direkt am Fahrzeug, das heißt ohne die Luftfeder 1 demontieren zu müssen. Es wird lediglich beispielsweise ein insbesondere in dem Luftfederbalg 4 herrschender Luftfederinnendruck abgelassen, woraufhin die Führungselemente getauscht werden. Daraufhin wird beispielsweise die Luftfeder 1 wieder mit Luft befüllt.
Beispielsweise ist der einfach auch als Ring Haltering 19 aus einem Kunststoff gebildet. Es ist denkbar, dass das jeweilige Schraubelement 20 und/oder 21 als Innenvierkantschraube, insbesondere Innensechskantschraube, ausgebildet ist. Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Haltering 19 mittels des jeweiligen Schraubelements 20 gegen einen korrespondierenden Flansch 28 des Grundkörpers 12 geschraubt ist, sodass die Schrauböffnung des Grundkörpers 12 vorliegend in dem Flansch 28 ausgebildet ist. Es ist erkennbar, dass durch wahlweises Befestigen der Führungselemente 13, 14, 15 und 16 an dem Grundkörper 12 eine veränderbare Außenführung, mithin ein veränderbarer Außenführungsdurchmesser der Außenführung 5 realisierbar ist.
Ausgehend von einer herkömmlichen Luftfeder kann beispielsweise ein Teil der herkömmlichen Außenführung 5 nahe eines oberen Balgsitzes abgetrennt werden, sodass beispielsweise nur noch ein Außenführungsring übrigbleibt. Dann kann beispielsweise ein Grundkörperteil, insbesondere ein gedrehtes Grundkörperteil und ganz insbesondere ein gedrehtes Alu-Grundkörperteil, an dem Außenführungsring angeordnet, insbesondere aufgesetzt, und mit dem Außenführungsring verbunden, insbesondere verklebt und/oder verschweißt, werden, sodass beispielsweise der Außenführungsring und das Grundkörperteil den Grundkörper 12 bilden. Demgegenüber ist es denkbar, dass der Grundkörper 12 als einstückiger Grundkörper, mithin als Monoblock ausgebildet ist, sodass vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Grundkörper 12 aus einem einzigen Stück gebildet und somit nicht aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen Teilen zusammengesetzt ist. Beispielsweise am unteren Flansch 28 sind die Führungsteile 17 und 18 an den Haltering 19 angepasst und insbesondere mit einem in radialer Richtung nach innen überstehenden Rand R versehen. Insbesondere steht beispielsweise der Rand R in radialer Richtung der Außenführung 5 nach innen hin von der Mantelfläche 8 oder von einem sich an den Rand R anschließenden Bereich des Führungselements 13 ab. Mittels des Rands R kann das Führungselement 13 besonders einfach demontiert werden, da beispielsweise eine Person mit ihrer Hand daran ziehen und somit eine in axialer Richtung wirkende Kraft auf das Führungselement 13 ausüben kann. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann der Flansch 28 entfallen, da das Führungselement 13 direkt mit dem Grundkörper 12 verschraubt wird.
Fig. 5 zeigt den Grundkörper 12 in einer schematischen Unteransicht. Aus Fig. 4 und 5 erkennbar sind die mit 26 bezeichneten Schrauböffnungen des Grundkörpers 12, in dessen Schrauböffnungen 26 die jeweiligen Schraubelemente 20 eingeschraubt sind oder werden.
Fig. 6 zeigt in einer schematischen Draufsicht und in einer schematischen
Längsschnittansicht den Haltering 19, dessen Schrauböffnungen mit 27 bezeichnet sind. Bezugszeichenliste
1 Luftfeder
2 Fahrzeugrad
3 Abrollkolben
4 Luftfederbalg
5 Außenführung
6 Doppelpfeil
7 außenumfangsseitige Mantelfläche
8 innenumfangsseitige Mantelfläche
9 axiale Richtung
10 Rollfalte
11 Doppelpfeil
12 Grundkörper
13 Führungselement
14 Führungselement
15 Führungselement
16 Führungselement
17 Führungsteil
18 Führungsteil
19 Haltering
20 Schraubelement
21 Schraubelement
22 Anschlag
23 Bund
24 Innenseite
25 Doppelpfeil
26 Schrauböffnung
27 Schrauböffnung
28 Flansch
29 Doppelpfeil
T1 erster Teilbereich
T2 zweiter Teilbereich
L1 Längenbereich
R Rand
IU Innenumfang IS Innenseite
Dj Außendurchmesser
Da Innendurchmesser
Deff Durchmesser b Breite

Claims

Patentansprüche Luftfeder (1) für ein Fahrzeug, mit einem Abrollkolben (3), mit einem Luftfederbalg (4), und mit einer Außenführung (5), welche eine innenumfangsseitige Mantelfläche (8) zum Führen des Luftfederbalgs (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenführung (5) einen Grundkörper (12) aufweist, an welchem wenigstens ein Führungselement (13) zerstörungsfrei lösbar befestigt ist, welches die innenumfangsseitige Mantelfläche (8) zum Führen des Luftfederbalgs (4) bildet. Luftfeder (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (13) wenigstens oder genau zwei Führungsteile (17, 18) aufweist, welche die innenumfangsseitige Mantelfläche (8) bilden. Luftfeder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (13) aus einem Kunststoff gebildet ist. Luftfeder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (13) durch einen zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper (12) befestigten Haltering (19) an dem Grundkörper (12) gesichert und dadurch zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper (12) befestigt ist. Luftfeder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (19) mit dem Grundkörper (12) verschraubt und dadurch zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper (12) befestigt ist. Luftfeder (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (19) in axialer Richtung (9) des Abrollkolbens (3) mit dem Grundkörper (12) verschraubt ist. Luftfeder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (13) direkt mit dem Grundkörper ('12) verschraubt und dadurch zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper (12) befestigt ist. Luftfeder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (13) in axialer Richtung (9) des Abrollkolbens (3) direkt an einem Anschlag (22) des Grundkörpers (12) abgestützt ist. Luftfeder (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (22) durch einen einen Innenumfang (IU) aufweisenden Bund (23) des Grundkörpers (12) gebildet ist, dessen Bund (23) eine den Innenumfang (IU) des Bunds definierende Innenseite (IS) aufweist, wobei das Führungselement (13) eine Schräge (24) aufweist, die sich in axialer Richtung (9) des Abrollkolbens (3) hin zu dem Bund (23) betrachtet und in radialer Richtung (12) des Abrollkolbens (3) von außen nach innen betrachtet schräg zur radialen Richtung (12) und schräg zur axialen Richtung (9) des Abrollkolbens (3) hin zu der Innenseite (IS) des Bunds (23) erstreckt. Baukastensystem für unterschiedliche Bauvarianten einer Luftfeder (1) für ein Fahrzeug, mit:
- einem Abrollkolben (3);
- mit einem bauvariantenübergreifenden Luftfederbalg (4); und
- einer Außenführung (5), welche aufweist: o einen bauvariantenübergreifenden Grundkörper (12); o wenigstens ein bauvariantenspezifisches, erstes Führungselement (13), welches eine bauvariantenspezifische, erste innenumfangsseitige Mantelfläche (8) zum Führen des Luftfederbalgs (4) aufweist; und o wenigstens ein bauvariantenspezifisches, von dem ersten Führungselement (13) unterschiedliches, zweites Führungselement (14), welches eine bauvariantenspezifische, zweite innenumfangsseitige Mantelfläche (8‘) zum Führen des Luftfederbalgs (4) aufweist, wobei zum Bilden der Bauvarianten wahlweise das erste Führungselement (13) oder das zweite Führungselement (14) zerstörungsfrei lösbar an dem Grundkörper (12) befestigbar ist.
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