DE102013004009A1

DE102013004009A1 - Verfahren zur Herstellung von Luftfedern mit unterschiedlich vorbestimmten Federraten und Luftfeder

Info

Publication number: DE102013004009A1
Application number: DE201310004009
Authority: DE
Inventors: Marco Willems
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2014-09-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Luftfedern mit unterschiedlich vorbestimmten Federraten. Erfindungsgemäß bestehen die Luftvolumina jeweils aus einem ersten durch ein Standard-Rollbalgmodul als Luftfedergrundmodul (1) vorgegebenen, jeweils gleichen Standard-Luftvolumen (2) und aus einem Zusatzluftvolumen (14; 15; 16), wobei zur Herstellung solcher unterschiedlicher Luftfedern unterschiedlich vorbestimmte Zusatzluftvolumina (14; 15; 16) mit dem jeweils gleichen Standard-Luftvolumen (2) kombiniert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Luftfedern mit unterschiedlichen vorbestimmten Federraten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Luftfeder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Luftfedern werden in unterschiedlichen Ausführungen insbesondere an Fahrwerken von Fahrzeugen eingesetzt. Eine Luftfeder besteht dabei im Wesentlichen aus einem Rollbalg mit einer Balgabdeckung als erstem Lagerteil und einem Abrollkolben als zweitem Lagerteil an dessen Außenwand der Rollbalg abrollt. Das eingeschlossene Luftvolumen ist dabei äquivalent zur Federrate.
Bei Kraftfahrzeugen werden heute unterschiedliche Abstimmungen des Fahrwerks angeboten, wobei ein Kunde beispielsweise zwischen einem relativ komfortablen Normalfahrwerk und einem dagegen sportlich härteren Sportfahrwerk wählen kann. Als Abstimmmaßnahme wird dabei insbesondere die Federrate der eingesetzten Luftfedern in den unterschiedlichen Fahrwerksvarianten variiert. Bei einem Fahrzeughersteller werden üblicherweise auch unterschiedliche Fahrzeugtypen produziert, bei denen unterschiedliche Luftfedern mit variierenden Federraten verbaut werden.
Derzeit wird bei Luftfedern eine Variation der Federrate insbesondere durch Änderung der Abrollkolbengeometrie erreicht. Unterschiedliche Ausführungen und Maßnahmen sind dazu aus DE 10 2004 015 602 A1 und DE 196 45 228 A1 bekannt. Der Abrollkolben ist Bestandteil des Luftfedergrundmoduls und eine Änderung der Geometrie des Abrollkolbens bedingt, dass für jede Abstimmungsvariante des Fahrzeugs eine eigene Luftfeder hergestellt und bei der Fahrzeugmontage gehandelt werden muss. Eine solche Vielfalt unterschiedlicher Luftfedern ist aufwendig bei der Lagerhaltung, Anlieferung, Logistik und Montage.
Es sind bereits Luftfedern bekannt, bei denen zusätzlich zum Luftvolumen welches durch den Rollbalg und den Abrollkolben vorgegeben ist, ein Zusatzvolumen in einem angeschlossenen Zusatzvolumenbehälter verwendet wird. Dazu ist aus DE 10 2005 052 801 A1 eine Luftfeder bekannt, bei der im Fahrzeugbetrieb nach einem bestimmten vorgegebenen Einfederweg das Zusatzvolumen abschaltbar ist, so dass dadurch die Luftfeder selbsttätig auf eine höhere Federrate umschaltet. Weiter ist aus DE 202 14 583 U1 eine Fahrzeug-Luftfeder mit einem durch einen Stellkolben variierbaren Zusatzvolumen bekannt, bei der im Fahrzeugbetrieb in Abhängigkeit erfasster Fahrzeugparameter die Federrate der Luftfeder durch eine gesteuerte Veränderung des Zusatzvolumens kontinuierlich veränderbar ist. Die vorstehend beiden Luftfedern mit betriebsmäßig variierbarer Federrate sind aufwendig und basieren auf einer festen, unveränderbaren Grundabstimmung.
Weiter ist eine Luftfeder mit einem Zusatzvolumen aus der DE 100 09 212 A1 bekannt, bei der ein Rollbalgmodul über einen Kanal mit dem Zusatzvolumen verbunden ist. Das in einem Luftbehälter angeordnete Zusatzvolumen wird entsprechend der vom Fahrzeughersteller gewünschten Federcharakteristik hinsichtlich Form und Volumen ausgelegt und an einer geeigneten Steile im Fahrzeug untergebracht, wobei hier der Verbindungskanal in einem Federbein integriert ist. Variationen der Federrate, insbesondere in Verbindung mit unterschiedlichen Fahrwerksabstimmungen sind hier nicht vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Luftfedern mit unterschiedlich vorbestimmten Federraten vorzuschlagen, mit dem der Aufwand hinsichtlich Herstellung, Logistik und Montage reduzierbar ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Luftfeder zur Verwendung in einem solchen Verfahren vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, dass die Luftvolumina der Luftfedern aus einem durch ein Standardrollbalgmodul als Luftfedergrundmodul vorgegebenen, jeweils gleichen Standardluftvolumen und aus einem Zusatzvolumen bestehen, wo zur Bereitstellung solcher unterschiedlicher Luftfedern unterschiedlich vorbestimmte Zusatzluftvolumina mit den jeweils gleichen Standardluftvolumen kombiniert werden.
Statt die Federrate für unterschiedliche Abstimmvarianten eines Fahrzeugs über die Abrollkolbengeometrie zu variieren, wird hier das Zusatzluftvolumen variiert. Da dabei das relativ komplex aufgebaute Luftfedergrundmodul als Standard-Rollbalgmoduls für jede Fahrwerksvariante gleich ist und die Variation mit unterschiedlichen, relativ einfach aufgebauten Zusatzvolumenbehältern erfolgt, kann der Aufwand wesentlich verringert werden.
Beim erfindungsgemäßen Herstellverfahren werden somit konkret in einem Bausatz jeweils gleiche Luftfedergrundmodule hergestellt. Zudem wird als Bestandteil des Bausatzes ein Set aus Zusatzvolumenbehältern unterschiedlicher Größen hergestellt und bereitgestellt. Je nach den aktuellen Gegebenheiten und Forderungen für eine bestimmte Federrate wird dann eine Luftfeder mit einem bestimmten Gesamtluftvolumen aus einem jeweils gleichen Luftfedergrundmodul und einem entsprechend passenden Zusatzluftvolumenbehälter aus dem Set kombiniert und hergestellt.
Die Zuordnung der gewünschten Federrate entsprechend einem bestimmten Zusatzvolumenbehälter geschieht somit erst zu einem späten Produktionsschritt und wird lediglich durch Anschrauben des spezifisch geeigneten Zusatzvolumenbehälters am Luftfedergrundmodul realisiert. Lediglich durch das Anschrauben des geeigneten Zusatzvolumenbehälters wird somit der Luftfeder die gewünschte notwendige Federrate eingeprägt.
Je nach den Gegebenheiten kann die Zuordnung des Luftfedergrundmoduls und des Zusatzvolumenbehälters einschließlich der Kombination und Montage zu einer fertigen Luftfeder beim Luftfedernhersteller als Zulieferer oder am Fahrzeugmontageband beim Fahrzeughersteller erfolgen.
Wenn die Komplettierung der Luftfeder beim Fahrzeughersteller am Fahrzeugmontageband erfolgen soll, ist dort ein Vorrat an Luftfedergrundmodulen sowie ein Set aus unterschiedlichen Zusatzvolumenbehältern bereitzustellen. Für unterschiedliche Fahrwerksvarianten ist dann jeweils ein geeigneter Zusatzvolumenbehälter mit einem Luftfedergrundmodul zu verschrauben und zu montieren.
Auf einfache Weise kann auch durch Änderung und Austausch eines Zusatzvolumenbehälters eine nachträgliche Änderung der Fahrwerksabstimmung in einer Kraftfahrzeugwerkstatt durchgeführt werden.
Hinsichtlich der Luftfeder wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass die Luftfeder zweiteilig lösbar aus einem Standard-Rollbalgmodul als Luftfedergrundmodul mit einem Standard-Luftvolumen und aus einem Zusatzvolumenbehälter aufgebaut ist. Der Zusatzvolumenbehälter ist dabei aus einem Set unterschiedlich dimensionierter Zusatzvolumenbehälter entnommen und über eine Verbindungsöffnung dicht mit dem Volumen des Standardrollbalgmoduls verbunden und verschraubt.
In einer konkreten zweckmäßigen und einfachen Ausführungsform weist das Luftfedergrundmodul einen zylindrischen Federtopf als Abrollkolben auf, an dessen Außenwand der Rollbalg abrollt, wobei die Verbindungsöffnung und Verschraubung für den Zusatzvolumenbehälter in Richtung der Zylinderachse zentral am Federtopfboden angeordnet ist.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Luftfedergrundmoduls und eines Sets aus drei unterschiedlichen Zusatzvolumenbehältern, und
2 eine fertig montierte Luftfeder.
1 zeigt auf der linken Seite ein Luftfedergrundmodul 1 als Standard-Rollbalgmodul, bei dem ein zugeordnetes, jeweils gleiches Standardluftvolumen 2 durch einen Rollbalg 3 begrenzt ist, der einerseits an einem Deckelteil 4 (erstes Lagerteil) und andererseits an einem Abrollkolben 5 (zweites Lagerteil) befestigt ist. Der Abrollkolben 5 ist als zylindrischer Federtopf ausgebildet, an dessen Topfboden 6 zentral eine Durchströmöffnung 7 mit einer zugeordneten Hülse 8 mit Innengewinde angeordnet ist.
Für eine Kombination des Luftfedergrundmoduls 1 zu einer kompletten Luftfeder 9 stehen nach 1 aus einem Set 10 hier beispielhaft drei Zusatzvolumenbehälter 11, 12, 13 zur Verfügung. Die Zusatzvolumenbehälter 11, 12, 13 sind jeweils als zylindrische Büchsen mit unterschiedlichen Zusatzvolumen 14, 15, 16 beziehungsweise unterschiedlicher Gestalt ausgebildet. Die Zusatzvolumenbehälter 11, 12, 13 weisen jeweils einen zentralen Anschlussnippel 17 mit einem Außengewinde für eine dichte Einschraubverbindung in den Topfboden 6 beziehungsweise in die Hülse 8 auf.
Je nach dem, welcher Zusatzvolumenbehälter 11, 12, 13 mit dem Luftfedergrundmodul 1 kombiniert wird, ergibt entsprechend der unterschiedlichen Zusatzvolumina 14, 15, 16 eine Luftfeder 9 mit unterschiedlicher Federcharakteristik.
In 2 ist beispielhaft eine Luftfeder 9 dargestellt, bei der das Luftfedergrundmodul 1 mit dem Zusatzvolumenbehälter 11 aus dem Set 10 kombiniert ist, wodurch die Luftfeder 9 ein Gesamtluftvolumen aus dem Standardluftvolumen 2 und dem Zusatzluftvolumen 14 aufweist.
Beim Einsatz der Luftfeder 9 in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs kann dies beispielsweise einer komfortablen Fahrwerkabstimmung in einem Normalfahrwerk entsprechend. Soll dagegen ein gleiches Fahrzeug mit einer sportlicheren, strafferen Abstimmung des Fahrwerks in einem Sportfahrwerk hergestellt werden, kann dies einfach durch eine Kombination eines lagerseitig vorhanden Luftfedergrundmoduls 1 mit einem Zusatzvolumenbehälter 12 mit kleineren Zusatzvolumen 15 realisiert werden. Ebenso können unterschiedliche Einbauräume bei unterschiedlichen Fahrzeugvarianten durch unterschiedliche Gestalten der Zusatzvolumenbehälter berücksichtigt werden, wie dies beispielhaft mit dem Zusatzvolumenbehälter 13 mit einem relativ kleinen Durchmesser dargestellt ist.
Das Set 10 kann je nach den Gegebenheiten wenigstens zwei unterschiedliche Zusatzvolumenbehälter 11, 12 beispielsweise für ein Normalfahrwerk oder für ein Sportfahrwerk aufweisen. Das Set kann jedoch ersichtlich auch aus einer Mehrzahl von in der Form und im Volumen unterschiedlich gestalteten Zusatzvolumenbehältern bestehen, womit eine große Bandbreite von unterschiedlichen Federraten und/oder unterschiedliche Einbaugegebenheiten abgedeckt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004015602 A1 [0004]
DE 19645228 A1 [0004]
DE 102005052801 A1 [0005]
DE 20214583 U1 [0005]
DE 10009212 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Luftfedern mit unterschiedlich vorbestimmten Federraten, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftvolumina der Luftfedern jeweils aus einem durch ein Standard-Rollbalgmodul als Luftfedergrundmodul (1) vorgegebenen, jeweils gleichen Standard-Luftvolumen (2) und aus einem Zusatzluftvolumen (14; 15; 16) bestehen, wobei zur Herstellung solcher unterschiedlicher Luftfedern unterschiedlich vorbestimmte Zusatzluftvolumina (14; 15; 16) mit dem jeweils gleichen Standard-Luftvolumen (2) kombiniert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bausatz jeweils gleiche Luftfedergrundmodule (1) hergestellt werden, dass zudem als Bestandteil des Bausatzes ein Set (10) aus Zusatzvolumenbehältern (11, 12, 13) unterschiedlicher Größen hergestellt und bereitgestellt wird, und dass je nach der aktuellen Gegebenheit eine Luftfeder (9) aus einem Luftfedergrundmodul (1) mit einem entsprechend passenden Zusatzvolumenbehälter (11) aus dem Set (10) kombiniert und hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfedergrundmodul (1) und der zugeordnete Zusatzvolumenbehälter (11) über eine Durchströmöffnung (7) miteinander verschraubt (8, 17) werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung des Luftfedergrundmoduls (1) und des Zusatzvolumenbehälters (11, 12, 13) einschließlich der Kombination und Montage zu einer fertigen Luftfeder (9) beim Luftfedernhersteller erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bausatz ein Vorrat an Luftfedergrundmodulen (1) und ein Set (10) aus unterschiedlichen Zusatzvolumenbehältern (11, 12, 13) bei einem Fahrzeughersteller vorgehalten werden, und dass beim Fahrzeughersteller insbesondere an einem Montageband für unterschiedliche Fahrwerksvarianten, die Zuordnung, Kombination und Montage eines Luftfedergrundmodul (1) und eines geeigneten Zusatzvolumenbehälters (11, 12, 13) für eine bestimmte, aktuell benötigte Luftfeder (9) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Kraftfahrzeug-Werkstatt, insbesondere für eine Änderung einer Fahrwerksabstimmung ein Zusatzvolumenbehälter (11, 12, 13) gegen einen anders dimensionierten Zusatzvolumenbehälter (11, 12, 13) ausgetauscht wird.
Luftfeder zur Verwendung in einem Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfeder (9) zweiteilig lösbar aus einem Standard-Rollbalgmodul als Luftfedergrundmodul (1) mit einem Standard-Luftvolumen (2) und aus einem Zusatzvolumenbehälter (11, 12, 13) aufgebaut ist, und dass der Zusatzvolumenbehälter (11, 12, 13) aus einem Set (10) unterschiedlich dimensionierter Zusatzvolumenbehälter (11, 12, 13) entnommen und über eine Durchströmöffnung (7) mit dem Volumen des Standard-Rollbalgmoduls (1) verbunden und verschraubt (8, 17) ist.
Luftfeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfedergrundmodul (1) einen zylindrischen Federtopf als Abroll-Kolben (5) aufweist, an dessen Außenwand der Rollbalg (3) abrollt, und dass die Durchströmöffnung (7) und Verschraubung (8) für den Zusatzvolumenbehälter (11, 12, 13) in Richtung der Zylinderachse zentral am Topfboden (6) angeordnet ist.