DE102008034836B4 - Federbein aus einer Luftfeder und einem Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Federbein aus einer Luftfeder und einem Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge Download PDFInfo
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Abstract
Description
- Technisches Gebiet
- Die Erfindung befasst sich mit einem Federbein aus einer Luftfeder und einem Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Federbeine der voranstehenden Art werden bei Kraftfahrzeugen vielfältig eingesetzt. Dabei bestimmt die Luftfeder in erster Linie das Federverhalten des Fahrzeugs, während der Stoßdämpfer vorwiegend für die Dämpfung auftretender Schwingungen vorgesehen ist. Um eine möglichst weiche Federung zu erreichen, wird das Gesamtvolumen für die Druckluft der Luftfeder möglichst groß gehalten. Zu diesem Zweck kann der Abschluss der Luftfeder durch einen Topf gebildet werden, an den ein weiterer Behälter für die Aufnahme von zusätzlicher Druckluft angeschlossen werden kann. In vielen Fällen wird jedoch lediglich der Topf der Luftfeder großvolumig ausgebildet, um das nötige Volumen für die weichere Federung bereitzustellen. Die Vergrößerung des Topfvolumens wird meist durch eine Vergrößerung des Innendurchmessers des Topfes erreicht, was jedoch zu Schwierigkeiten bei der Befestigung des mit dem Topf zu verbindenden äußeren Federbalgendes des Federbalgs führt. Das Topfende wird hierfür meist mit einer Abstufung versehen, an welche das Federbalgende angelegt wird. Diese Vorgehensweise ist insgesamt nicht sehr befriedigend.
- Stand der Technik
- Durch die
DE 195 08 980 C1 ist ein Federbein bekannt geworden, bei dem ein großvolumiger Topf verwendet wird, der mit einem abgestuften verkleinerten Rand versehen ist, an dem das Federbalgende befestigt wird. Dabei wird bei der einen Ausführungsform5 das Federbalgende um den Rand des Topfes gezogen und durch einen außen aufgelegten Klemmring verklemmt. Eine andere in der genannten Schrift ebenfalls gezeigte Ausführungsform1 +3 sieht vor, das Federbalgende innen im Topf zu befestigen. Dabei wird ein Stützring in den Bereich der Abstufung der Topfwand gelegt und die Topfwand von außen an das Federbalgende und den Stützring gepresst. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig, weil gleichzeitig auch noch eine Verlängerung am Topf vorhanden ist, die in ihrem Durchmesser reduziert wird, außerdem kommt bei dieser Ausführungsform die vom Federbalgende gebildete Stirnfläche, im Druckraum der Luftfeder zu liegen, was zu Undichtigkeiten führen kann. - Eine fertigungstechnisch vereinfachte Form der Ausgestaltung des Topfes und auch der Befestigung des Federbalgendes am Topf, ist in der
WO98/26947A1 - Eine Möglichkeit bei der ein großvolumiger Topf eingesetzt wird, zeigt die
US 5,129,634A . Dort wird die Befestigung des äußeren Endes des Federbalgs am Topfrand ebenfalls durch Klemmringe vollzogen. Die Klemmringe werden außen an dem Absatz des Topfes angebracht, wobei der Topfrand eine sägezahnartige Umrandung hat, in die das Federbalgende durch den Klemmring eingepresst wird. Trotz dieser Vorgehensweise können auch hier bei längerem Gebrauch Undichtigkeiten auftreten. Für die Ausgestaltung des Topfes werden verschiedene Vorschläge gemacht. - In
DE 199 08 607 A1 ist ein Federbalg über Stützringe gegen eine Außenführung und eine durch ein Wandteil eines Luftfederkolbens gebildete Innenführung fixiert. - In der gattungsbildenden
DE 34 45 984 A1 ist eine Luftfeder-Radaufhängung offenbart, die einen aus zwei Zylindermänteln gebildeten Topf umfasst. Einer der Zylindermäntel weist eine zur Topfmitte gerichtete Abstufung auf, an der ein Ende eines Federbalgs befestigt ist. Die Befestigung des Federbalgs wird durch einen innenliegenden Stützring und durch Andrücken eines Abschlussrandes der Abstufung an den Federbalg und den Stützring erreicht. Die Schnittkante der Rollmembran kommt dabei im Innenraum der Kammer der Luftfeder zu liegen. - Aufgabe der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Federbein mit einer großvolumigen Luftfeder der eingangs genannten Art zu erstellen, bei der eine sichere Abdichtung des äußeren Federbalgendes am Topf für einen sicheren Abschluss für die Druckluft vorhanden ist und bei der eine rationelle Fertigung möglich ist, indem beispielsweise für die Klemmung des Luftfederendes am Topf Presswerkzeuge benutzt werden können, welche von außen Zugang zur Pressstelle haben. Darüber hinaus wird angestrebt eine Vorgehensweise zu finden, bei der unter Beibehaltung aller wesentlichen Teile der Luftfeder eine Vergrößerung des Druckluftvolumens der Luftfeder ohne die Anbringung eines zusätzlichen, mit der Luftfeder in Verbindung stehenden Außenbehälters zu ermöglichen.
- Darstellung der Erfindung
- Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche 2 bis 10 sind vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes.
- Bei einem Federbein der eingangs genannten Gattung kommt ein Topf zur Anwendung, der ein größtmögliches Volumen hat. Seine äußeren Abmessungen werden allein durch den von den anderen Fahrzeugteilen vorgegebenen Raum beschränkt. Dieser Topf kann beispielsweise im Tiefziehverfahren hergestellt werden. An dem unteren Rand des Topfes wird luftdicht ein Verbindungselement angebracht, dass ringförmig ausgebildet zur Topfmitte gerichtet ist. Die Breite des Ringes wird so gewählt, dass sein Innenrand bis zum Federbalgende reicht. Dieser Innenrand wird dann für die Verklemmung des Federbalgendes herangezogen. Ein Teil der Wandung des Verbindungselements wird folglich als Klemmumfassung für das Federbalgende benutzt.
- An Stelle des Innenrandes des Verbindungselements kann jedoch auch ein Wandteil eines Topfes herangezogen werden, der innerhalb des erstgenannten Topfes liegt. Dieser Innentopf kann ebenfalls im Tiefziehverfahren hergestellt werden und wird auf seiner Außenfläche mit Durchlässen, für einen Druckluftaustausch zwischen den Innenräumen der beiden Töpfe versehen. Bei der Montage des Federbeins wird zunächst der innenliegende Innentopf aufgesetzt und das äußere Federbalgende durch einen Wandabschnitt des zweiten Topfes an einen Innenring gepresst. Das Presswerkzeug hat für diesen Vorgang freien Zugang von außen. Danach wird der äußere Außentopf aufgesetzt und die beiden Ränder der Töpfe miteinander verbunden. Hierfür kann beispielsweise ein Bördelvorgang benutzt werden, mit entsprechender Einlage eines elastomeren Dichtungsmaterials. Die Verwendung von zwei Töpfen erschließt eine Möglichkeit, bei der bei einem vorhandenen Federbein mit einer zu harten Federung durch den Aufsatz eines Außentopfes ein Zusatzvolumen für eine weichere Federung erreicht werden kann.
- Um eine höchsten Ansprüchen genügende Verbindung des Federbalgendes am Topf zu erreichen, bei der insbesondere die Schnittkante des Federbalgs außerhalb des Druckraums der Luftfeder liegt, ist das Federbalgende derart um den Innenring gelegt, dass seine Schnittkante außerhalb des Druckraums liegt.
- Die Ausgestaltung der Klemmumfassung für das Federbalgende durch ein separates Verbindungselement, welches erst nach dem Klemmvorgang mit der Luftfeder verbunden wird, lässt diese Vorgehensweise zu. Hierbei kann der vorgesehene Innenring noch von einem Stützlager umgeben sein und außerdem wird der Federbalg selbst mit einer Außenführung eingefasst. Für besondere Zwecke kann es auch noch nützlich sein, wenn der im Bereich der Innenseite des Innenrings liegende Federbalgendteil von einem Stützring abgestützt ist.
- Es wird noch bemerkt, dass zumindest das Verbindungselement und auch der innenliegende Topf aus Metall bestehen, um die erforderlichen Verformungsvorgehen bei der Klemmung zu ermöglichen.
- Kurzbeschreibung der Zeichnung
- Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend erläutert.
- Es zeigt:
-
1 einen Schnitt durch einen mit einer Luftfeder ausgestatteten Bereich eines Federbeins mit nach innen gerichteten Verbindungselementen am Topf, -
2 eine Ausführungsform bei der neben den Verbindungselementen und Innenring für das Federbalgende zusätzlich ein Stützring eingesetzt ist, -
3 eine Ausführungsform bei der zur Bildung eines Zusatzvolumens zwei Töpfe verwendet werden und -
4 eine Anbindung des Federbalgendes unter Verwendung eines Stützlagers und einer Außenführung für den Federbalg. - Ausführung der Erfindung
- Die
1 zeigt schematisch den oberen Teil eines Federbeins1 , welches aus der Luftfeder2 und dem Stoßdämpfer3 besteht. Die Luftfeder2 wird von dem Federbalg31 und dem Abschlusstopf33 umgrenzt. Das Kolbenstangenende32 des Stoßdämpfers3 ist beweglich im Anschlusslager18 befestigt. Der Außenrand13 des Topfes33 liegt außerhalb des äußeren Randes des Federbalgendes10 . Am Rand13 des Topfes33 ist luftdicht das nach innen gerichtete Verbindungselement34 angebracht, welches mit seinem innenliegenden Teil35 seiner Wandung als Klemmumfassung für das Federbalgende10 dient. Der Federbalg31 ist optional mit der Außenführung21 ausgestattet. Diese Ausbildung der Luftfeder2 ergibt ein sehr großes Volumen für die Druckluft in der Luftfeder2 , wobei gleichzeitig die Anbringung des Federbalgs31 am Kolben4 , der im vorliegenden Fall durch einen Aufsteckteil am Stoßdämpfer dargestellt wird, als auch am Topf33 von außen möglich ist. In beiden Fällen können Werkzeuge von außen an die Befestigungsstelle herangeführt werden. Eine automatische Fertigung wird dadurch ermöglicht. Die Befestigung des inneren Federbalgendes5 am Kolben4 erfolgt in an sich bekannter Weise durch den Einsatz eines Klemmrings7 , welcher das Federbalgende5 am Kolben4 anklemmt, wobei der Klemmring7 vom Federbalgende5 umschlungen wird. Das äußere Ende8 des Federbalgs31 wird zunächst um den Innenring0 gelegt und anschließend von dem innenliegenden Rand35 des Verbindungselements34 umfasst. Nachfolgend wird diese Einheit und Innenrand35 des Verbindungselements34 in eine entsprechende Lage zueinander gebracht, so dass eine von außen zugeführte Klemmvorrichtung einen entsprechenden Klemmvorgang vornehmen kann. - Erst danach wird der Topf
33 aufgesetzt und die Verbindung des Topfrandes13 mit dem Außenrand12 des Verbindungselements34 im Bördelverfahren hergestellt. - Bei dem Ausführungsbeispiel nach der
2 wird in vergleichbarer Weise wie bei der1 vorgegangen, mit dem Unterschied, dass ein zylinderförmiger Innenring0 verwendet wird, um den das äußere Ende8 des Federbalgs31 gelegt wird, bevor der Klemmvorgang mit dem Innenrand35 des Verbindungselements34 durchgeführt wird. Optional ist zusätzlich an dieser Stelle ein Klemmring zur Erhöhung der Festigkeit der Klemmverbindung einsetzbar. Gleichzeitig wird noch der Stützring42 eingebracht, welcher als Gegenlager eine ergänzende Abstützung für den Innenring0 und außerdem eine verbesserte Befestigung des äußeren Ende8 des Federbalgs31 und auch dessen Abdichtung ergibt. - In den
3 und4 wird eine Ausführungsform dargestellt, bei der zwei Töpfe verwendet werden und zwar der Innentopf50 und der Außentopf51 . Der Innentopf50 wird mit dem Wandteil9 an das den Innenring0 umschlingende äußeren Ende8 des Federbalgs31 angedrückt. Dabei wird der zwischen Innenring0 und Wandteil9 liegende Abschnitt des Federbalgs31 durch den Innentopf50 verklemmt. Das äußere Ende8 des Federbalgs31 , dass ggf. als Schnittkante ausgeführt ist, kommt dabei außerhalb des Druckraums6 der Luftfeder2 zu liegen. Dieser Befestigungsvorgang findet statt bevor der Außentopf51 aufgesetzt wird, so dass Presswerkzeuge von außen Zugang zur Klemmstelle haben. Erst nach dem Klemmvorgang wird der Außentopf51 aufgesetzt und sein unterer Rand13 mit dem Außenrand12 des Innentopfes50 durch umbördeln verbunden. Dabei kann die Dichtung54 eingelegt werden. Die4 zeigt eine Ausführungsform bei der ergänzend zur3 um den Innenring0 noch ein Stützlager22 gelegt ist, an welchem eine Außenführung21 für den Federbalg31 über den Klemmring23 angebracht ist. - Durch den zusätzlichen Außentopf
51 kann beispielsweise bei einem bereits bestehenden Federbein das Volumen für die Druckluft erhöht werden, in dem der Außentopf51 über den Innentopf50 gestülpt wird und eine entsprechende Verbindung der Drucklufträume6 und16 durch Öffnungen14 im Innentopf50 hergestellt wird.
Claims (10)
- Federbein (
1 ) aus einer Luftfeder (2 ) und einem Stoßdämpfer (3 ) für Kraftfahrzeuge, wobei der Abschluss der Luftfeder (2 ) durch einen aus Metall bestehenden Topf (33 ,51 ) gebildet ist und ein Kolbenstangenende (32 ) des Stoßdämpfers (3 ) beweglich an einem Anschlusslager (18 ) im Topf (33 ,51 ) befestigt ist, wobei der Topf (33 ,51 ) an seinem unteren Rand (13 ) mit einem ringförmig ausgebildeten, zur Topfmitte gerichteten Verbindungselement (34 ,50 ) versehen ist, welches mit einem Teil seiner Wandung als Klemmverbindung für ein an den Topf (33 ,51 ) anzuschließendes Federbalgende (10 ) eines Federbalgs (31 ) dient, wobei das Federbalgende (10 ) um einen Innenring (0 ) gelegt ist und die Klemmverbindung durch Klemmumfassung des Federbalgendes (10 ) oder durch Andrücken eines Wandteils (9 ) des Verbindungselementes (34 ,50 ) an das äußere Ende (8 ) des Federbalgs (31 ) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federbalgende (10 ) mit seinem äußeren Ende (8 ) außerhalb eines Druckraums (6 ,16 ) der Luftfeder (2 ) liegt. - Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmumfassung durch einen Innenrand (
35 ) des Verbindungselements (34 ) gebildet ist. - Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Topf (
33 ,51 ) einen ersten Topf (51 ) umfasst, der über das Verbindungselement (34 ,50 ) geschoben ist, so dass das Verbindungselement (34 ,50 ) innerhalb des ersten Topfes (33 ,51 ) angeordnet ist. - Federbein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Topf (
33 ,51 ) einen zweiten Topf (50 ) umfasst, wobei der zweite Topf (50 ) als Verbindungselement ausgebildet ist, wobei die Klemmumfassung durch ein Wandteil (9 ) des im ersten Topf (51 ) liegenden zweiten Topfes (50 ) gebildet ist. - Federbein nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (
34 ) der nach dem Wandteil (9 ) vorhandene Ausläufer des zweiten Topfes (50 ) ist. - Federbein nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Rand (
13 ) des ersten Topfes (51 ) mit einem Außenrand (12 ) des zweiten Topfes (50 ) durch Umbördeln verbunden ist. - Federbein nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenrand (
12 ) des zweiten Topfes (50 ) mit einem Rand (13 ) des ersten Topfes (51 ) größeren Durchmessers luftdicht verbunden ist. - Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass um den Innenring (
0 ) ein Stützlager (22 ) gelegt ist. - Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Federbalg (
31 ) von einer Außenführung (21 ) eingefasst ist. - Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich der Innenseite des Innenrings (
0 ) liegende Federbalgendteil (8 ) von einem Stützring (42 ) abgestützt ist.
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Representative=s name: PATENTANWAELTE OLBRICHT, BUCHHOLD, KEULERTZ PA, DE |
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