Abrollkörper aus Metall, Gummi oder Kunststoff für einen Stülpbalg
von Luftfedern, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen
Abrollkörper aus Metall, Gummi oder Kunststoff für einen Stülpbalg von Luftfedern,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Kopf des Abrollkörpers einen kleineren
Durchmesser als der Fuß aufweist.Rolling body made of metal, rubber or plastic for a telescopic bellows
of air springs, especially for motor vehicles The invention relates to a
Rolling bodies made of metal, rubber or plastic for a bellows of air springs,
especially for motor vehicles, the head of the rolling element having a smaller one
Diameter than the foot.
Die moderne Fahrzeug-Technik wünscht Federkennungen bzw. Eigenfrequenzen
im mittleren Arbeitsbereich, die durch bisher bekannte Luftfedertypen nicht erreicht
werden können. Der Grund ist darin zu suchen, daß bisher beim Abrollvorgang einer
Stülpfeder die Wirkfläche zwangsläufig konstant blieb. Die Volumenänderung bzw.
der daraus resultierende Druckabfall bzw. Druckanstieg bestimmte damit allein die
Größe der Federkennung. Es ist durch Berechnung nachweisbar, daß sich mit Hilfe
dieses Prinzips die vom modernen Kraftfahrzeugbau geforderten Kennungen bzw. Frequenzen
nicht erreichen lassen.Modern vehicle technology requires spring characteristics or natural frequencies
in the middle working range, which could not be achieved by previously known air spring types
can be. The reason is to be found in the fact that so far during the unrolling process
Inverted spring the effective area inevitably remained constant. The change in volume or
the resulting pressure drop or pressure rise alone determined the
Size of the spring rate. It can be proven by calculation that with the help
this principle, the identifiers or frequencies required by modern automotive engineering
can not be achieved.
Bei Luftfedern sind bereits Abrollkörper der eingangs beschriebenen
Art mit annähernd kegelförmiger Gestalt bekanntgeworden. Der Querschnitt des kegelförmigen
Abrollkörpers kann dabei im Ausfederungsbereich in eine zylindrische Gestalt übergehen
und zum Fuß hin über einen Knick oder über eine Stufe eine Verbreiterung des kegelförmigen
Fußes aufweisen.In the case of air springs, rolling elements are already those described at the beginning
Kind with an approximately conical shape became known. The cross section of the conical
Rolling body can merge into a cylindrical shape in the rebound area
and towards the foot via a bend or a step a widening of the conical
Exhibit foot.
Bewegt sich ein Luftfederstülpbalg auf einem solchen Abrollkörper,
so nimmt die Wirkfläche ständig zu oder bleibt höchstens im oberen Einfederungsbereich
konstant. Die Folge davon ist, daß die Federcharakteristik in jedem Stadium von
der Belastung des Fahrzeugs abhängig ist und mit zunehmender Belastung ansteigt.
Auf keinen Fall ist in dem normalen Belastungsbereich der Luftfeder deren Verhalten
unveränderlich. Im praktischen Gebrauch des Kraftfahrzeugs ergibt sich damit ein
von deren Belastung zusätzliches abhängiges Fahrverhalten und damit eine unerwünschte
Unsicherheit.If an air spring bellows moves on such a rolling element,
so the effective area increases constantly or remains at most in the upper deflection range
constant. The consequence of this is that the spring characteristic in each stage of
depends on the load on the vehicle and increases with increasing load.
In no case is the behavior of the air spring in the normal load range
immutable. In practical use of the motor vehicle, this results in a
Driving behavior that is additionally dependent on their load and thus undesirable
Uncertainty.
Demgegenüber wird in der Erfindung eine Lösung für einen Abrollkörper
vorgeschlagen, die diese Nachteile beseitigt. Die Erfindung geht aus von einem Abrollkörper
aus Metall, Gummi oder Kunststoff für Stülpbalg von Luftfedern, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, wobei der Kopf des Abrollkörpers einen kleineren Durchmesser als
der Fuß aufweist. Das Neue besteht an dem Abrollkörper darin, daß die Mitte des
Abrollkörpers eine Einschnürung mit kleinerem Durchmesser, als dem Durchmesser von
Kopf und Fuß des Abrollkörpers entspricht, aufweist und die Verjüngung von Kopf
und Fuß stetig verläuft. Der unterschiedliche Durchmesser des Abrollkörpers in seinem
oberen und unteren Teil berücksichtigt, daß die von der Feder aufzunehmende Federarbeit
beim Eindrücken grundsätzlich größer ist als bei den nachfolgenden Ausschwingungen
durch den Expansionsbereich. Durch die Einschnürungen des Abrollkörpers erreicht
man eine besondere und neue Wirkung bei Luftfedern, die hauptsächlich in einer Verkleinerung
der Effektivfläche des Abrollkörpers besteht. Dadurch wird der bei der Einfederung
eintretende Druckanstieg kompensiert, so daß das Produkt aus Druckanstieg und Flächenverkleinerung
in diesem Bereich des Abrollkörpers konstant bleibt. Auf diese Weise ist es möglich,
äußerst niedrige Federkennungen bis zur Indifferenz zu erreichen. Man erhält also
eine niedrige Schwingungsfrequenz, die mit anderen Mitteln bisher nicht erreicht
wurde. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die hierdurch erzielten niedrigen
Frequenzen unabhängig von der Belastung ihren Wert beibehalten. Die Kontur des Abrollkörpers
folgt einer stetigen Kurve mit einer Funktion zweiten oder höheren Grades, wie sie
beispielsweise beim Kreisbogen, beim Parabelbogen, bei der Ellipse, bei der Hyperbel
oder ganz allgemein bei Potenzkurven vorliegt. Dadurch kann für jeden speziellen
Einzelfall die gewünschte Progressivität der Federung erzielt werden.In contrast, the invention provides a solution for a rolling body
proposed that overcomes these disadvantages. The invention is based on a rolling body
Made of metal, rubber or plastic for the bellows of air springs, in particular for
Motor vehicles, wherein the head of the rolling element has a smaller diameter than
the foot has. The new thing about the roll-off body is that the center of the
Rolling body a constriction with a smaller diameter than the diameter of
Head and foot of the unwinding body corresponds, has and the taper of the head
and foot runs steadily. The different diameter of the unwinding body in his
upper and lower part take into account that the spring work to be absorbed by the spring
when pressed in is generally greater than in the subsequent oscillations
through the expansion area. Achieved through the constrictions of the unwinding body
you get a special and new effect with air springs, mainly in a reduction in size
the effective area of the rolling element. This is the in the deflection
occurring pressure increase is compensated, so that the product of pressure increase and area reduction
remains constant in this area of the rolling element. In this way it is possible
extremely low spring characteristics to achieve indifference. So you get
a low vibration frequency that has not yet been achieved by other means
became. Another advantage is that the low
Frequencies maintain their value regardless of the load. The contour of the unwinding body
follows a continuous curve with a function of the second or higher degree like her
for example in the case of the circular arc, the parabolic arc, the ellipse, the hyperbola
or in general in the case of power curves. This can be special for everyone
In individual cases, the desired progressiveness of the suspension can be achieved.
Es ist nicht erforderlich, daß der obere und der untere Teil der Abrollkontur
der gleichen mathematischen Funktion folgen.It is not necessary that the upper and the lower part of the rolling contour
follow the same math function.
Die Ausbildung der Abrollkontur nach einer elementaren mathematischen
Funktion ermöglicht eine rechnerische Behandlung mit dem Ziel einer optimalen Synthese
zwischen dem vom Kraftfahrzeugbau zu fordernden idealen Kennungsablauf und seiner
praktischen Verwirklichung.
Bei einer Sonderausbildung können im
Abrollkörper horizontale, unabhängig voneinander unter Druck setzbare Kammern vorgesehen
sein. Mittels dieser Maßnahme ist die Möglichkeit gegeben, jedem speziellen Straßenzustand
gemäß Änderungen in der Charakteristik der Wirkfläche des Abrollkörpers zu erreichen.The formation of the rolling contour according to an elementary mathematical
Function enables a computational treatment with the aim of an optimal synthesis
between the ideal identification sequence to be required by the automotive industry and its
practical realization.
In the case of special training, the
Unwinding body provided horizontal chambers that can be pressurized independently of one another
be. By means of this measure, the possibility is given to every special road condition
according to changes in the characteristics of the active surface of the rolling element to be achieved.
Die Erfindung wird beispielsweise an einer Zeichnung erläutert. Sie
zeigt einen Abrollkörper im Schnitt, der aus einem Metallfuß 1 und einer Kopfscheibe
2 besteht. Beide können mittels Bolzen 3 fest miteinander verbunden werden. Zwischen
der Kopfscheibe 2 und der Fußscheibe 1 ist der Abrollkörper 4 vorgesehen, der mit
ringförmigen Hohlkammern 5, 6 und 7 ausgestattet ist. Der obere Teil des Abrollkörpers
4 zeigt eine leichte Verjüngung zur Mitte hin. Der untere Teil weist dagegen eine
stärkere Verbreiterung auf, die angenähert einem Hyperbelast folgt. Die Hohlräume
6 und 7 können durch die Zuführungen 8 und 9 unabhängig voneinander unter Druck
gesetzt werden. Der Hohlraum 5 ist in diesem Fall nur vor dem Einbau des Abrollkörpers
durch eine öffnung 10 zugänglich. Durch Einbringen einer Flüssigkeit in den
oberen Teil des Abrollkörpers kann dieser je nach Druck verschieden verformt werden.The invention is illustrated, for example, using a drawing. It shows a section of a roll-off body, which consists of a metal base 1 and a head disk 2. Both can be firmly connected to one another by means of bolts 3. Between the head disk 2 and the base disk 1, the rolling body 4 is provided, which is equipped with annular hollow chambers 5, 6 and 7. The upper part of the rolling element 4 shows a slight taper towards the center. The lower part, on the other hand, has a greater widening, which approximately follows a hyperload. The cavities 6 and 7 can be pressurized independently of one another by the inlets 8 and 9. In this case, the cavity 5 is only accessible through an opening 10 before the roll-off body is installed. By introducing a liquid into the upper part of the rolling element, it can be deformed differently depending on the pressure.