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Die Erfindung betrifft eine Feder- und Dämpfereinheit für Fahrwerke von Fahrzeugen, die mit einem Anlenkpunkt am Fahrzeugrahmen bzw. an der Karosserie und mit dem anderen Anlenkpunkt am Fahrwerk angelenkt ist.
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Kühlungen für solche Feder- und Dämpfereinheit/Dämpfungseinrichtungen sind bekannt. So zeigt die
DE 25 25 493 A1 ein hydropneumatisches Federelement, insbesondere für schwere Landfahrzeuge, bei dem alle hydropneumatischen Bauteile des Federelementes von einem gemeinsamen Kühlmantel umgeben sind und durch eine Kühlflüssigkeit gekühlt werden. Eine solche Konstruktion garantiert zwar eine effektive Kühlung, ist jedoch durch das sie umgebende Gehäuse zur Bereitsstellung der Kühlflüssigkeit im Hinblick auf Bauraum und Gewicht besonders groß und schwer ausgebildet und deshalb als Dämpfungselement für z. B. leichte Fahrzeuge nicht geeignet.
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Die
DE 24 46 643 A1 offenbart ein Motorrad mit einer Stoßdämpferanordnung, bei der das Gaskammergehäuse mit Kühlrippen an der äußeren Peripherie versehen ist. Eine solche Kühleinrichtung ist jedoch nur bei schneller Fahrt wirksam und in ihrer Kühlfähigkeit zudem begrenzt.
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Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, eine Kühleinrichtung für eine Feder- und Dämpfereinheit bereitzustellen, die eine leichte und kostengünstige Bauweise aufweist und die gleichermaßen eine effektive Kühlung gewährleistet.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
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Dabei weist der Gasdruckdämpfer eine Kühleinrichtung auf, die die Feder- und Dämpfereinheit durch Konvektion abkühlt, wobei die Kühleinrichtung einen Lüfter beinhaltet, der einen Kühlluftstrom erzeugt, welcher an Bauteilen der Feder- und Dämpfereinheit entlang strömt.
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Durch eine solche Konvektionskühlung, bei der Wärmetausch innerhalb einer Gasströmung durch relativ zum umgebenen Medium bewegte Teilmengen erfolgt, die in ihnen enthaltene Wärme an einen anderen Ort transportieren und dort mindestens zum Teil an das übrige Medium abgeben, ist eine effektive Kühlung von beliebigen Bereichen einer Feder- und Dämpfereinheit möglich. Damit vermeidet man, dass sich das Arbeitsmedium in den Arbeitsräumen zu sehr erhitzt und sich beispielsweise die Luft in einem Gasfederraum zu sehr ausdehnt und eine etwa voreingestellte Niveaulage sich unbeabsichtigt verändert. Bei Einsatz einer Feder- und Dämpfereinheit in einem Fahrzeug, die als Gasfeder- und Dämpfereinheit ausgebildet ist, könnte nämlich eine solche Veränderung insgesamt ungünstig auf die Fahrzeugkinematik und damit auf den Fahrzustand wirken. Ähnliches kann bei einer Feder- und Dämpfereinheit geschehen, bei der die Dämpfereinheit als hydraulischer Dämpfer, aber als Gasdruckdämpfer ausgebildet ist und sich das dort vorhandene Gasvolumen durch Wärme ausdehnt.
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Die Lösung ist zudem sehr einfach und kleinbauend und kann auf besondere einzelne Teile bzw. Bauteile der Feder- und Dämpfereinheit angepasst werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass ein die Feder- und Dämpfereinheit umgebener Luftleitkörper so angeordnet ist, dass der Kühlluftstrom zwischen Luftleitkörper und einer Außenoberfläche der Feder- und Dämpfereinheit geleitet wird.
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Dies verbessert die Konvektion und erhöht die Wärmeabfuhr durch das die Feder- und Dämpfereinheit umgebende und umströmende Kühlmedium.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der Lüfter direkt in dem Luftleitkörper angeordnet ist bzw. in einem an dem Luftleitkörper befindlichen Flansch angeordnet und somit mit dem Luftleitkörper verbunden ist.
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Dadurch erhält man ein einfaches, z. B. rohrförmiges Bauteil, welches leicht über die Feder- und Dämpfereinheit geschoben und dort mit Abstandshaltern fixiert werden kann. Somit vereinfachen sich die Montage und auch die Herstellung der Komponenten.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Luftleitkörper und der Lüfter als montagefertige Einheit ausgebildet sind, die ohne Weiteres auf die Feder- und Dämpfereinheit aufgesetzt werden kann und lediglich noch zum Betrieb des Lüfters mit einem elektrischen Anschluss versehen werden muss.
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Besonders vorteilhaft verwendbar ist eine solche Kühlung verwendbar für eine Feder- und Dämpfereinheit, die als Gasfeder- und Dämpfereinheit ausgebildet ist. Eine solche Gasfeder- und Dämpfereinheit weist mehrere koaxial angeordnete und über durchströmbare Drosselventile miteinander verbindbare Arbeitsräume auf, von denen mindestens einer als teilweise von einem Luftfederrollbalg begrenzter Federungsraum ausgebildet ist, so dass beim Ein- und Ausfedern des Fahrzeuges das Gas als Arbeitsmedium zwischen den Arbeitsräumen ausgetauscht wird, wobei der Luftfederrollbalg unter Bildung einer Rollfalte an seinem einen Ende mit einem Luftfederkolben und an seinem anderen Ende mit einem Luftfederdeckel fest verbunden ist und auf der Außenseite des Luftfederkolbens abrollen kann. Gerade durch die relativ großen Gasvolumenströme macht sich hier ein Temperatureinfluss besonders bemerkbar, so dass eine erfindungsgemäß ausgebildete Kühlanordnung große Wirkung zeigt.
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Ebenfalls sehr wirksam und vorteilhaft einsetzbar in der erfindungsgemäßen Ausbildung ist eine andere Ausführung einer Feder- und Dämpfereinheit, bei der die Dämpfereinheit als Gasdruckdämpfer ausgebildet ist, wobei der Gasdruckdämpfer versehen ist mit einem Zylinderrohr, mit einem ölgefüllten Arbeitsraum, in dem ein Dämpfungskolben verschiebbar angeordnet ist, und mit einer mit dem Dämpfungskolben verbundenen Kolbenstange, die durch einen ersten endseitigen Deckel des Zylinderrohres abgedichtet nach außen geführt ist, und mit einem im Zylinderrohr befindlichen Gasraum, der vom Arbeitsraum durch einen verschiebbaren Trennkolben abgetrennt ist, wobei das Zylinderrohr mit seinem zweiten endseitigen Deckel und das dem Dämpfungskolben abgewandte Ende der Kolbenstange an den relativ zueinander in ihren Bewegungen zu dämpfenden Massen befestigt sind, wobei der Gasdruckdämpfer die Kühleinrichtung aufweist, die einen Kühlluftstrom erzeugt, welcher an Bauteilen des Gasdruckdämpfers entlang strömt und dadurch die der Feder- und Dämpfereinheit abkühlt. Anhand einer solchen Ausführung soll die erfindungsgemäße Feder- und Dämpfereinheit lediglich beispielhaft näher beschrieben werden. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Feder- und Dämpfereinheit für das Rad eines Kraftfahrzeuges, ausgebildet als Feder- und Dämpfereinheit mit Luftfederung und Gasdruckdämpfer,
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2 einen Schnitt durch den Gasdruckdämpfer entsprechend dem in der 1 dargestellten Schnitt ”A-A”.
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Die 1 zeigt eine Feder- und Dämpfereinheit für ein Rad eines Kraftfahrzeuges als Luftfederung und einem Gasdruckdämpfer. Der zugehörige Gasdruckdämpfer besteht dabei aus einem Zylinderrohr 1 mit einem ölgefüllten Arbeitsraum 2, in dem ein Dämpfungskolben 3 verschiebbar angeordnet ist, der den Arbeitsraum 2 in einen oberen Teil 2a und einen unteren Teil 2b unterteilt.
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Im Zylinderrohr 1 befindet sich ebenfalls der Gasraum 6, der mit einem verschiebbaren Trennkolben 7 vom Arbeitsraum abgetrennt ist.
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Mit dem Dämpfungskolben verbunden ist die Kolbenstange 4, die durch einen ersten einseitigen Deckel 5 des Zylinderrohres 1 abgedichtet nach außen geführt ist.
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Das Zylinderrohr ist mit seinem zweiten endseitigen Deckel 8 ebenso wie das dem Dämpfungskolben 3 abgewandte Ende der Kolbenstange 4 mit den hier nicht näher dargestellten relativ zueinander in ihren Bewegungen zu dämpfenden Massen befestigt.
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Der Gasdruckdämpfer weist eine Kühleinrichtung 9 auf, die den Gasdruckdämpfer durch Konvektion abkühlt, wobei die Kühleinrichtung 9 einen Lüfter 10 beinhaltet, der einen Kühlluftstrom erzeugt, welcher an Bauteilen des Gasdruckdämpfers entlang strömt.
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Hierbei ist ein den Gasdruckdämpfer umgebener Luftleitkörper 11 so angeordnet, dass der Kühlluftstrom 12 zwischen Luftleitkörper und der Außenoberfläche des Gasdruckdämpfers geleitet wird.
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Der Lüfter 10 ist dabei mit Hilfe eines aufgebogenen Flansches 13 mit dem Luftleitkörper 11 verbunden und als montagefertige einteilige Einheit ausgebildet.
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Die 2 zeigt noch einmal einen Schnitt gemäß der Schnittlinie ”A-A” in der 1. Hier erkennt man in vergrößerter Darstellung den Kühlluftstrom 12, der mit Hilfe des Lüfters 10 durch den Ringkanal zwischen Luftleitkörper 11 und Außenoberfläche des Gasdruckdämpfers geleitet wird. Die hier dargestellte Kühleinrichtung befindet sich im Bereich des Gasraumes 6, da erfahrungsgemäß durch die beim Hub auftretende Gaskompression hier die größte Wärmeentwicklung entsteht.
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Die Luftfederung wird bereitgestellt durch den Luftfederbalg 14. Der Luftfederbalg 15 ist über die an dem zylindrischen Oberteil der Luftfederung 16 angeordneten Luftzufuhr 15 mit Druckluft gefüllt. Beim Einfedern des Fahrzeuges rollt der Luftfederbalg 14 auf dem als Abrollkörper ausgebildeten Außenumfang des Zylinderrohres 1 ab und der Dämpfungskolben 3 wird nach unten gedrückt. Dabei strömt Öl durch hier nicht näher dargestellten Dämpfungsventile im Dämpfungskolben 3 vom Arbeitsraum 26 in den Arbeitsraum 2a. Gleichzeitig wird das Gasvolumen im Gasraum 6 komprimiert.
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Durch die Dissipation in den Dämpfungsventilen und durch die Kompression des Gasvolumens entsteht beim häufigen Einfedern Wärme, die über die Wandungen des Zylinderrohres 1 mit Hilfe der Kühleinrichtung abgeführt wird.
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Natürlich könnte eine zweite Kühleinrichtung vorgesehen werden, die eine Kühlluftstrom mit Hilfe des Lüfters durch einen Ringkanal zwischen einem weiteren vorzusehenden Luftleitkörper und der Außenoberfläche Oberteils 16 der Luftfederung geleitet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinderrohr
- 2
- Arbeitsraum
- 3
- Dämpfungskolben
- 4
- Kolbenstange
- 5
- Erster endseitiger Deckel
- 6
- Gasraum
- 7
- Trennkolben
- 8
- Zweiter endseitiger Deckel
- 9
- Kühleinrichtung
- 10
- Lüfter
- 11
- Luftleitkörper
- 12
- Luftstrom
- 13
- Flansch
- 14
- Luftfederbalg
- 15
- Luftzufuhr
- 16
- Oberteil der Luftfederung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2525493 A1 [0002]
- DE 2446643 A1 [0003]
