DE3446152A1 - Luftgefederte aufhaengung - Google Patents
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Description
ι-\- 4 u ι ο ζ
Luftgefederte Aufhängung
BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine luftgefederte Aufhängung
und insbesondere auf eine für ein Kraftfahrzeug verwendete
luftgefederte Aufhängung vom Macpherson-Druckstabtyp, die eine neue Einstellvorrichtung der Dämpfungskapazität
aufweist.
Eine luftgefederte Aufhängung, bei der die Dämpfungskapazität
eingestellt werden kann, d.h. die Dämpfungskraft eines Stoßdämpfers und die Federkonstante einer Luftfederung.
Bei diesem Typ einer Aufhängung hat der Stoßdämpfer eine Einrichtung zur Einstellung der Dämpfungskraft, die in Verbindung
mit einem verschiebbar in einem Zylinder angeordneten Kolben vorgesehen ist und so gebildet ist, daß die
kinetische Energie einer durch den Kolben fließenden Flüssigkeit variiert werden kann. Andererseits ist die Luftfederung
so vorgesehen, daß eine Hauptluftkammer, die durch Umgeben des Stoßdämpfers mit einem Gehäuse und einer Membran
gebildet ist und eine Hilfsluftkammer (zusätzliche Luftkammer)
mit Druckluft gefüllt sind, wobei eine Verbindung zwischen der Haupt- und der Hi Ifsluftkammer mit Hilfe eines
Ventils hergestellt und abgeschlossen werden kann.
Bei diesem Aufhängungstyp, bei dem ein Aufbau zur Einstel-
ο ··+ --■ ν.· ι .j Z
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lung der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers und der Federkonstanten der Luftfederung zur gleichen Zeit angewendet wird,
wird ein einzelner Steuerstab in einer Kolbenstange eines Stoßdämpfers von einem Antrieb herausgezogen, um auf der
einen Seite die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers einzustellen
und um andererseits mit Hilfe dieser Steuerstange die Federkonstante der Luftfederung einzustellen.
Zur Einstellung der Dämpfungεkraft des Stoßdämpfers genügt
ein geringer Drehwinkel der Steuerstange um eine Austrittsöffnung, die in der Steuerstange vorgesehen ist, die ihrerseits
in einer Bohrung der Kolbenstange vorgesehen ist, abzulenken. Andererseits ist zur Variation der Federkonstanten
der Luftfederung ein großer Drehwinkel der Steuerstange zum Herstellen und Absperren der Verbindung zwischen
der Haupt- und HiIfsluftkammer notwendig. Somit ist ein
großer Drehwinkel, der größer ist als der zur Einstellung der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers ursprünglich notwendige,
mit der Steuerstange erforderlich, so daß eine zusätzliche Arbeit mit der Steuerstange "verrichtet werden muß und was
aus der Sicht des Energiesparens eine unerwünschte zusätzliche Belastung für den Antrieb bedeutet.
Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine luftgefederte Aufhängung vorzusehen, bei der die Dämpfungskraft
eines Stoßdämpfers und die Federkonstante einer Luftfederung mit einem einzigen Antrieb individuell eingestellt werden
können.
Die erfindungsgemäße lüftgefederte Aufhängung weist einen
Stoßdämpfer mit einer Kolbenstange, in der eine Steuer-
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Stange zur Einstellung der Dämpfungskraft angeordnet ist,
eine Luftfederung, die eine Hauptluftkammer und eine Hilfsluftkammer
einschließt und die eine Federkonstante hat, die durch Herstellen und Absperren der Verbindung zwischen
den beiden Luftkammern mit einem Absperrkörper eingestellt werden kann, ein Auflager, das mit der Autokarosserie verbunden
ist und ein festes Teil einschließt, mit dem die Kolbenstange des Stoßdämpfers verbunden ist und. in dem der
Absperrkörper angeordnet ist und einen Antrieb zur Ansteuerung der Steuerstange und des Absperrkörpers, der über dem
Auflager vorgesehen ist, auf.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand
der Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer luftgefederten Aufhängung gemäß der Erfindung
und
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer Einrichtung zur Einstellung der
Dämpfungskapazität.
Wie in Fig. 1 gezeigt weist die Aufhängung 10 einen Stoßdämpfer
12, ein Auflager 16,zur Verbindung dieses Stoßdämpfers
12 mit einer Autokarosserie 14, eine Luftfederung 18 und einen Antrieb 20 auf.
Der Stoßdämpfer 12 ist mit einem Zylinder 22, einem Kolben, der bewegbar in diesem Zylinder 22 angeordnet ist und einer
3 ό ί,. j ι b 2
Kolbenstange 24, die mit dem Kolben verbunden ist und aus dem Zylinder 20 zur Außenseite hinausragt, versehen. Der
Kolben ist mit einer Austrittsöffnung und anderen Durchlaßkanälen
durch die Öl oder andere Flüssigkeit, die in dem Zylinder aufgenommen wurde, wenn die Kolbenstange 24 herausgezogen
oder eingeschoben wird, fließt, und einem Absperrkörper zum Öffnen und Schließen der Durchlaßöffnungen,
versehen. Die Kolbenstange weist eine Bohrung zur Herstellung der Verbindung zwischen FlUssigkeitskammern oberhalb
und unterhalb des Kolbens auf. Der Stoßdämpfer 12 hat ein unteres Ende, das mit dem Aufhängungsarm verbunden ist.
Da dieser Teil des Aufbaus nicht direkt in Beziehung zur Erfindung steht, ist er in der Zeichnung nicht gezeigt.
Als Stoßdämpfer 12 kann ein sogenannter Einröhrentyp, der aus nur einem einzelnen Zylinder aufgebaut ist, als Zusatz
zu einem sogenannten Zwillingsröhrentyp, der einen inneren und äußeren Zylinder aufweist, verwendet werden.
Wie in Fig. 2 gezeigt, hat die Kolbenstange 24 eine längs verlaufende Bohrung 26, die axial von der oberen Endfläche
aus vorgesehen ist und eine längs verlaufende Bohrung 27, die mit der Bohrung 26 verbunden ist und einen reduzierten
Durchmesser hat.
Das Auflager 16 weist ein festes Teil 28 und ein aus Gummi gebildetes zylindrisches Teil (Hülse) 30 auf.Das feste Teil
wird aus einem Material hoher Festigkeit,wie z.B.Stahl,gebildet,
wobei das feste Teil 28 einen kreisförmigen Bereich besitzt und mit einer Bohrung 32,durch die die Kolbenstange 24 ragt,einer
Bohrung 36,in der der Ventilkörper (Absperrkörper) 34 angeordnet
ist und einer Bohrung 38 zum Einlassen von Luft in die Luft-
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federung 18, versehen ist. Die Hülse 30 ist vulkanisiert und haftet an einem inneren Zylinder 40 und an einem äußeren
Zylinder 42, ein Auflagerteil 44 ist mit dem äußeren Zylinder 42 verschweißt. Das feste Teil 28 ist in den inneren
Zylinder 40 eingepreßt und eine Mutter 48 ist auf einer Schraube 46, die durch das Auflagerteil 44 und die Autokarosserie
14 hindurchragt, geschraubt, so daß das Auflager 16 mit der Autokarosserie 14 verbunden ist.
Ein Paar Hülsen 50, zwischen die ein abdichtender O-Ring
52 eingepaßt ist, sind in die längs verlaufende Bohrung 26 der Kolbenstange 24 eingepreßt, und eine Steuerstange
54, die drehbar in der längs verlaufenden Bohrung 27 angeordnet ist, wird aufgrund des O-Rings 52 flüssigkeitsdicht
gehalten. Die Steuerstange 54 ist an ihrem unteren Ende mit einer Durchlaßöffnung (nicht gezeigt) versehen, die SiCldiametral
erstreckt und in eine Reihe mit der Bohrung der Kolbenstange zur Herstellung einer Verbindung zwischen den
Flüssigkeitskammern oberhalb und unterhalb des Kolbens des Stoßdämpfers gebracht werden kann. Ein oberes Teil der
Steuerstange ist als abgeflachtes Teil 55 gebildet.
Ein Ring 56 ist an die Kolbenstange 24 geschweißt. Ein abdichtender
O-Ring 58 ist in der Bohrung 32 des festen Teils 28 angeordnet und eine Kolbenstange 24 ist in die Bohrung
32 eingefügt, so daß der Ring 56 an einen Ansatz 33 des festen Teils 28 anstößt. Eine Mutter 60 ist auf die Kolbenstange24
zur Befestigung der Kolbenstange 24 an dem festen Teil 28 geschraubt und die Kolbenstange 24 wird durch einen
O-Ring 58 luftdicht gehalten.
O ' τ '-.- <■..' ι J Z
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Die Luftfederung 18 wird von einer Hauptluftkammer 62 und einer Hilfsluftkammer 64, die mit Druckluft gefüllt sind,
gebildet. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die Hauptluftkammer
62 aus einem Gehäuse 66 in Verbindung mit einer Membran 68 gebildet. Andererseits wird die Hilfsluftkammer 64 aus
einem Gehäuse 66 in Verbindung mit einem Hilfsgehäuse 70
gebildet.
Das Gehäuse 66 hat ein ebenes ringförmiges Deckenteil 72, das über den gesamten inneren Randbereich mit dem festen
Teil 28 verschweißt ist, ein erstes zylindrisches Teil 73 und ein zweites zylindrisches Teil 75, das über ein abgeschrägtes,
sich verjüngendes Teil 74 eine Einheit mit dem zylindrischen Teil 73 bildet. In der gezeigten Ausführungsform ist das Hilfsgehäuse 70 in räumlichem Abstand von dem
Deckenteil 72 des Gehäuses 66 angeordnet und über den gesamten Innenrandbereich mit dem festen Teil 28 verschweißt.
Der äußere Randbereich des Deckenteils 72 des Gehäuses 66 ist mit dem äußeren Randbereich des Hilfsgehäuses 70 über
den gesamten Umfang verschweißt und das Hilfsgehäuse 70 ist mit dem ersten zylindrischen Teil 73 über den gesamten Umfang
verschweißt, so daß das Gehäuse 66 eine Einheit mit dem Hilfsgehäuse 70 bildet.
Die Membran 68 ist zylindrisch aus Gummi gebildet. Diese Membran 68 ist ungefähr auf den mittleren Teil zurückgefaltet
und das äußere Ende derselben ist zwischen den zweiten zylindrischen Teil 75 des Gehäuses 66 und den Ring 76 eingeschoben
und durch Verstemmen des Rings 76 an dem Gehäuse 66 befestigt. Das innere Ende der Membran 68 ist auf den
zylindrischen Druckkolben 78, der an den Zylinder 22 ange-
ύ-4 4 ο ι ο
schweißt ist, aufmontiert.
Eine Durchgangsbohrung 80, die sich orthogonal zur Bohrung
36 erstreckt, ist unterhalb der Position der Bohrung 36 in dem festen Teil 28, in dem der Absperrkörper 34 angeordnet
ist, vorgesehen und stellt eine Verbindung zwischen der Haupt- und Hilfsluftkammer 62, 64 her. In der in Fig.
gezeigten Ausführungsform ist ein Halterungsteil 79 mit der Unterseite des festen Teils 28 verschweißt und ein Gummipuffer
81 ist an dem Halterungsteil 79 befestigt. In diesem Fall steht die Hauptluftkammer 62 in Verbindung mit der
Hilfsluftkammer 64 über die Bohrungen innerhalb des Halterungsteils
79 , den Gummipuffer 81 und die Bohrung 80 in dem festen Teil 28.
Der Absperrkörper 34 hat ein verschiebbares Teil 84, ein Teil 85 mit reduziertem Durchmesser und ein abgeflachtes
Teil 86, wobei diese Teile eine Einheit bilden und das verschiebbare Teil 84 eine Bohrung 82 aufweist, die sich diametral
zur Verbindung mit dem Durchgangsloch 80 in dem festen Teil 28 erstreckt. Eine Kugel 88 ist am unteren
Ende der Bohrung 36 angeordnet und der Absperrkörper 34 ist in die Bohrung 36 eingefügt. Ein Paar Hülsen 92, zwischen
denen ein abdichtender O-Ring 90 angeordnet ist, sind in die Bohrung 36 eingepreßt und der Absperrkörper 34 ist
drehbar in der Bohrung 36 angeordnet, wobei das Teil mit reduziertem Durchmesser 85 durch den O-Ring 90 unter luftdichter
Bedingung gehalten wird. Wenn dieserAbsperrkorper
34 z.B. um 90° gedreht wird, dann wird die Hauptluftkammer 62 von der Hilfsluftkammer 64 abgeschlossen.
Der Antrieb 20 weist eine Dreheinrichtung 96, ein erstes
Zahnrad 98, ein zweites Stufenzahnrad 100, eine erste Stange 102, ein drittes Zahnrad 104 und ein zweite Stange 106 auf.
Während in der gezeigten Ausführungsform die Dreheinrichtung 96 ein elektrischer Motor ist, kann diese andererseits ein
hydraulischer Motor, eine Kombination aus einer Zahnstange und einem Getriebe, das von einem hydraulischen Zylinder
angetrieben wird, oder ähnliches sein. Diese Dreheinrichtung 96 ist auf einer Grundplatte 108 befestigt, die ihrerseits
auf einer Hilfsgrundplatte 110 befestigt ist. Eine Mehrzahl von Haltewinkeln 112 ist mit der Hilfsgrundplatte
110 verschweißt und mit Schrauben 114 auf dem festen Teil 28 befestigt.
Die Grundplatte 108 weist zwei parallele Bohrungen 116, 118 auf,die den zwei Bohrungen 32,36 in dem festen Teil 28 gegenüberliegend
angeordnet sind, wobei Hülsen 117, 119 jeweils in die Bohrungen 116, 118 eingepreßt sind. Röhren 120, 122
sind jeweils drehbar in die Hülsen 117, 119 eingefügt. Das zweite Zahnrad 100 ist an dem unteren Ende der Röhre 120
befestigt, die am oberen Ende mit einem Nutenpaar 121 auf dem Umfang im Abstand von 180° versehen ist. Ein in die
erste Stange 102 eingepreßter Dorn 124 ist in den Nuten 121 angeordnet, wobei ein E-Ring 126 auf der Röhre 120 zur
Verhinderung des Herausrutschens der Stange 102 befestigt ist. Der Dorn 124 in der ersten Stange 102 berührt ebenfalls
die Endfläche der Grundplatte 108, um zu verhindern, daß sich die Röhre 120 abwärts bewegt.
Die Röhre 122, deren unteres Ende an dem dritten Zahnrad
3 4 4 υ ibz
104 befestigt ist, ist unter der gleichen Bedingung wie die Röhre 120 und die erste Stange 102 mit der zweiten Stange
106 verbunden. Demgemäß sind die erste Stange 102 und die zweite Stange 106 zueinander parallel angeordnet, um sich
durch das feste Teil 28 hindurch zu erstrecken, wobei das untere Zahnrad 101a des zweiten Zahnrads 100 mit dem dritten
Zahnrad 104 in Eingriff steht. Das obere Zahnrad 101b des zweiten Zahnrads 100 steht in Eingriff mit dem ersten
Zahnrad 98, das direkt mit der Antriebswelle der Dreheinricl tung 96 verbunden ist. Somit kann durch geeignete Wahl der
Anzahl der Zähne eines jeden Zahnrads der Drehwinkel der ersten und zweiten Stange 102, 106 vorbestimmt werden.
Die erste und zweite Stange 102, 106 sind jeweils mit Schlitzen 128, 130 versehen, in die jeweils das abgeflachte
Teil 55 der Steuerstange 54 und das abgeflachte Teil 86 des Absperrkörpers 34 eingefügt sind. Die Verbindungsstelle
zwischen der ersten Stange 102 und der Steuerstange 54 wird vorzugsweise von dem Ende der Kolbenstange 24 bedeckt, und
eine Abdeckung 132 ist, um das Eindringen von Staub zu verhindern, wie in der Zeichnung gezeigt, an der Hilfsgrundplatte
110 befestigt. Auf ähnliche Weise ist die Verbindungs stelle zwischen der zweiten Stange 106 und dem Absperrkörper
34 vorzugsweise mit einer Abdeckung 134 bedeckt, die in die Bohrung 36 und die Abdeckung 136 eingefügt und mit der
Hilfsgrundplatte 110 verbunden ist.
Betriebsweise der Ausführungsform:
Beim Fahren eines Kraftfahrzeugs wird der Antrieb 20 der
Dreheinrichtung 96 angesteuert. Andererseits wird die Steuer stange 54 über die Zahnräder 98, 101b, die Röhre 120 und
Λ „ O -i 4
-•Ιο ·* '
die erste Stange 102 zur Einstellung der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers gedreht, und weiterhin wird der Absperrkörper
34 über die Zahnräder 101a, 104, die Röhre 122 und die zweite Stange 106 zum Herstellen und Absperren einer Verbindung
zwischen der Haupt- und Hilfsluftkammer 62, 64 und zur Einstellung
der Federkonstanten einer Luftfederung gedreht. Im allgemeinen wird in diesem Fall der Einstellung die Federkonstante
der Luftfederung entsprechend härter eingestellt, wenn die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers vergrößert
wird und weicher eingestellt, wenn dieselbe verringert wird. Eine weitere Einstellung kann jedoch entsprechend dem Typ
des Fahrzeugs erforderlich sein.
Beim Fahren und Auf- und Abwärtsbewegen der Reifen des Kraftfahrzeugs wird der Stoßdämpfer 12 so verkantet, daß
die Hülse 30 des Auflagers 16 deformiert wird. Da die zwei Stangen 102, 106 des Antriebs 20 jedoch gegenüber dem festen
Teil des Auflagers 16 angeordnet sind, verändern die beiden Stangen nicht ihre relative Position zueinander, so daß damit
keine Probleme für die Einstelleinrichtung entstehen.
Erfindungsgemäß können nicht nur die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers und die Federkonstante der Luftfederung durch
ein- und denselben Antrieb eingestellt werden, sondern es kann ebenfalls ein optimaler Betriebsbereich der luftgefederten
Aufhängung jeweils gewählt werden, da die Steuerstange zum Einstellen der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers und der
Absperrkörper zur Einstellung der Federkonstanten^ der Luftfederung
individuell angesteuert werden.
Der große Drehwinkel zur Einstellung der Dämpfungskraft des
Stoßdämpfers muß ebenfalls nicht von der Steuerstange durchgeführt
werden, und die zusätzliche Arbeit zur Ansteuerung der Stange kann eliminiert werden, was eine Reduzierung der
Belastung des Antriebs zur Folge hat.
- Leerseite -
Claims (10)
1. Luftgefederte Aufhängung mit einem Stoßdämpfer, der eine Kolbenstange aufweist, in der zur Einstellung der Dämpfungskraft eine Steuerstange angeordnet ist, und
einer Luftfederung, die eine Hauptluftkammer und eine Hilfsluftkammer
aufweist,
gekennzeichnet durch einen Ventilkörper (34) zum Herstellen und Absperren einer Verbindung zwischen den beiden Luftkammern
(62, 64), zur Einstellung der Federkonstanten der Luftfederung, ein Auflager (16), das mit der Autokarosserie
(14) verbunden ist, ein festes Teil (28) besitzt, mit dem die Kolbenstange (24) verbunden ist und in dem der Ventilkörper
(34) angeordnet ist, und ein Antrieb (20), der über dem Auflager (16) zur Ansteuerung der Steuerstange (54)
und des Ventilkörpers (34) vorgesehen ist.
PATENTANWALT DIPL -PHYS. LUTZ H PRÜFER · O-80O0 MÜNCHEN OO HARTHAUSER STR. 25d TEL. (0 BW) 640 640
2. Luftgefederte Aufhängung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (54) und der Ventilkörper (34) drehbar um ihre Achse sind.
3. Luftgefederte Aufhängung nach einem der Ansprüche 1
oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) an dem festen Teil (28) befestigt ist.
4. Luftgefederte Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager (16) ein außerhalb des festen Teils (28) angeordnetes zylindrisches Gummiteil
(30) aufweist.
5. Luftgefederte Aufhängung nach einem der Ansprüche 1
bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) eine Dreheinrichtung (96), ein Paar Stangen (102, 106), die parallel
zueinander angeordnet sind und durch das feste Teil (28) des Auflagers (16) hindurchragen, wobei jeweils eine mit
der Steuerstange (54) und die andere mit dem Ventilkörper (34) verbunden ist, aufweist und eine Einrichtung zur Übertragung
der Drehkräfte der Dreheinrichtung (96) zu dem Stangenpaar (102, 106) vorgesehen ist.
6. Luftgefederte Aufhängung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung ein Zahnrad (98), das an der Dreheinrichtung (96) befestigt ist,
und ein Paar Zahnräder (100,104), die jeweils mit dem Stange paar (102,106) verbunden sind, wobei mindestens eines der
i J ί-
Zahnräder in Eingriff mit dem Zahnrad (98) der Dreheinrichtung (96) steht, aufweist.
7. Luftgefederte Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der Stangen (102, 106) mit einer Röhre (120, 122) verbunden ist, die durch einen Mitnehmer
drehbar gelagert sind.
8. Luftgefederte Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen zwischen dem Stangenpaar (102, 106), der Steuerstange (54) und dem
Ventilkörper (34) jeweils mit Abdeckungen (132, 134, 136) bedeckt sind.
9. Luftgefederte Aufhängung nach einem der Ansprüche 1-bis
8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (54) und der Ventilkörper (34) jeweils in in dem Stangenpaar (102, 106)
vorgesehenen Schlitzen (128, 130) eingefügt sind.
10. Luftgefederte Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb (20) über dem Auflager (16) zur gleichzeitigen Einstellung der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers (12) und der Federkonstanten der
Luftfederung vorgesehen ist.
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