-
Die Erfindung betrifft ein verbessertes
Luftfederaufhängungssystem für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
-
Ein derartiges System ist aus der Lehre der US-A-4,659,070
bekannt. Ferner ist es aus der EP-A-0 225 271 = US-A-
4,688,744 bekannt, eine die Seitenbelastung kompensierende
Luftaufhängung mit elastomeren Teilen unterschiedlicher
elastischer Verformbarkeit vorzusehen.
-
Generell erfahren Fluidstoßdämpferstreben, die in einem
Kraftfahrzeugaufhängungssystem verwendet werden, häufig ein
Biegungsmoment, das durch den Versatz der
Reifenkontaktfläche mit der Fahrbahn von der Strebenmittellinie
hervorgerufen wird. Diese versetzte Belastung steigert die gleitende
Reibung zwischen der Kolbenstange und dem sie umgebenden
Zylinder, wodurch die Härte gesteigert wird und die
Lebensdauer der Stoßdämpferstrebe reduziert wird. Eine der am
meisten verwendeten Mittel, um dieser versetzten Belastung
(off set loading) bei einer
Strömungsmittelstoßdämpferstrebe, wie z.B. einer McPherson-Strebe, entgegenzuwirken,
liegt in der Verwendung eines Systems, bei dem eine
entgegengesetzte seitliche Kraft auf die Strebe unter Verwendung
einer versetzten oder abgewinkelten Spiralfeder ausgeübt
wird, die die Kolbenstange und den Zylinder umgibt.
-
Einige Beispiele von Aufhängungssystemen des Standes der
Technik, die versuchen, dieses Problem der versetzten
Belastung zu bewältigen, werden in den folgenden Patenten
aufgezeigt.
-
US-Patent Nr. 3,954,257 offenbart ein Aufhängungssystem,
bei dem das verlängerte Ende der Kolbenstange mit der
Unterseite einer oberen Feder verbunden wird, und wobei die
Lageranordnung innerhalb einer geeigneten Halterung
positioniert wird, die das Aufhängungssystem mit dem Kraftfahrzeug
verbindet. Diese Aufhängungseinheit umfaßt eine umgebende
Schraubenfeder und ein flexibles Rolldiaphragmaglied, das
mit einem Außenumfang eines Gehäuses verbunden ist, in dem
eine Strömungsmitteldämpfungspatrone am oberen Ende des
flexiblen Diaphragmas befestigt ist, das mit einem
Federhalterungsring verbunden ist.
-
Das us-Reissue-Patent Nr. 31,184 offenbart ein weiteres
Aufhängungssystem, das versucht, dieses Problem der
versetzten Belastung dadurch zu reduzieren, daß eine elastomere
Befestigungsanordnung am verlängerten Ende der Kolbenstange
im Zusammenhang mit einer sie umgebenden Spiralfeder
eingesetzt wird.
-
Das deutsche Patent Nr. 2,100,338 offenbart ein weiteres
Aufhängungssystem, bei dem die Kolbenstange eines
Strömungsmittelstoßdämpfers in einem versetzten Winkel eingebaut
ist, um dem Aufhängungssystem zu entsprechen und dadurch
den bisher darauf einwirkenden, nicht ausgeglichenen
Kräften entgegenzuwirken.
-
Eine weitere Art von Kraftfahrzeugaufhängungssystem
verwendet pneumatische Federn, die üblicherweise als Luftfedern
anstelle eines Strömungsmittelstoßdämpfers verwendet
werden. Bei diesen Luftfedern arbeiten ein oder mehrere Kolben
innerhalb einer Kammer, die mit einem unter Druck stehenden
Strömungsmittel oder Gas gefüllt ist, und bewirken die
Kompression und Expansion des in der Druckkammer
enthaltenen Strömungsmittels, um die Stöße der Straße zu
absorbieren, während sich die Kolben zwischen den Stoß- und
Rückprallstellungen
bewegen. Einige Beispiele von
Kraftfahrzeugluftfedern des Standes der Technik werden in den
US-Patenten Nr. 2,926,011; 2,985,445; 2,978,256; 3,046,000; und
3,074,079 gezeigt.
-
Es besteht deshalb ein Bedarf an einem Aufhängungssystem,
das eine Strömungsmittelstoßdämpferstrebe in Kombination
mit einem Mittel zum Versetzen der außermittig liegenden
seitlichen Kräfte verwendet, die auf die Stoßdämpferstrebe
ausgeübt werden.
-
Es gibt kein bekanntes Aufhängungssystem, von dem wir
Kenntnis hätten, daß dieses erreicht, durch die Kombination
Stoßdämpferstrebe/Luftfederdämpfungssystem, bei dem die
Luftfeder mit Mitteln versehen wird, die eine versetzte
Belastung ausüben, um dem Biegungsmoment entgegenzuwirken,
das durch die nichtausgeglichene Belastung hervorgerufen
wird, die auf die Stoßdämpferstrebe ausgeübt wird, und ohne
den Reifen in seiner Stoßposition zu stören.
-
Ein weiteres Problem, das mit Aufhängungseinheiten
existiert, die eine Strömungsmittelstoßdämpferstrebe in
Kombination mit einer Luftfeder verwenden, liegt in der
Fähigkeit, eine Zweiwegisolierung in einem kompakten Paket oder
Einheit an einer steuerbaren Luftstrebe zu schaffen.
Zweiwegisolierung bedeutet, daß der Strebenschaft oder die
Kolbenstange separat durch ein elastomeres Material von der
Luftfeder isoliert ist, und insbesondere deren
Luftbehälterkomponente, und daß der Behälter bzw. Kanister ferner durch
ein Elastomer vom Kraftfahrzeugchassis isoliert ist.
Bislang sind Zweiwegisolatoren verwendet worden, um die
Federhärte und den Lärm bei strebenartigen Anwendungen zu
reduzieren, jedoch nicht in Kombination mit einer Luftfeder.
Einige Beispiele der zweiwegartigen Isolatoren werden in
US-Patenten Nr. 4,248,454; 4,256,292; 4,298,193;
4,319,768; 4,434,977; 4,478,396; 4,531,759; und dem franz.
Patent Nr. 24-01-787 gezeigt. Ebenfalls sind
stoßabsorbierende Streben in Kombination mit Luftfedern verwendet
worden, wie es in den US-Patenten Nr. 4,555,096; 4,592,540;
4,518,154; und 3,954,257 und dem japanischen Patent Nr.
241538 gezeigt wird. Jedoch sehen diese Anordnungen keine
Doppelwegisolation vor.
-
Gleichermaßen zeigt keine dieser bekannten
Aufhängungssysteme des Standes der Technik eine Einheit, bei der eine
Stoßdämpferstrebe mit einer Luftfeder kombiniert wird, bei
der der Luftkanisterteil der Luftfeder vom
Kraftfahrzeugchassis durch einen primären, elastomeren
Isolator getrennt wird, in Kombination mit einem Lager,
welches ermöglicht, daß die Doppelisolation bei einer
steuerbaren Luftstrebe zusammen mit einem sekundären,
elastomeren Isolator verwendet werden kann, der den
Luftkanister von der Kolbenstange des Stoßdämpfers trennt, und
bei der der sekundäre Isolator ebenfalls als nicht-drehbare
Luftdichtung für ein offenes Ende der Luftfeder fungiert,
und zwar in einer kompakten Einheit, wie sie die vorliegen
de Erfindung im Detail weiter unten und nachfolgend in den
Ansprüchen beschreibt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
Aufgaben der Erfindung umfassen das Vorsehen eines
verbesserten Luftfederaufhängungssystems das eine übliche
hydraulische Stoßdämpferstrebe in Kombination mit einer
Luftfeder umfaßt, die eine flexible Hülse oder Diaphragma
besitzt, von der ein vorbestimmter Teil umgeben ist durch
ein festes, abgeschnittenes, kannenartiges Teil, das die
Hülse auf eine Seite drückt, indem ihre Expansion in einer
vorbestimmten Richtung eingeschränkt wird, während sich der
nicht-eingespannte Teil der Hülse nach außen aufgrund des
inneren Strömungsmitteldrucks ausdehnen kann, und bei der
die Deformation der flexiblen Hülse eine versetzte
Belastung
erzeugt, die - wenn sie geeignet angeordnet ist - dem
natürlichen Versatz oder den seitlichen Kräften, die auf
die Stoßdämpferstrebe durch die versetzte
Kraftfahrzeugbelastung ausgeübt wird, entgegenwirkt.
-
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, solch ein
verbessertes Aufhängungssystem vorzusehen, bei dem die flexible
Hülse, die die Strömungsmittelkammer ausbildet, mit
verschiedenen Mengen unter Druck stehenden Strömungsmittels
beschickt werden kann, um eine Expansion bzw. ein
Zusammenziehen der Kammer auszulösen und die Kraftfahrzeugbelastung
zu kompensieren, und daß die bisher erforderliche
schraubenförmige Aufhängungsfeder, die die Stoßdämpferstrebe umgibt,
eliminiert.
-
Ein weiteres Ziel ist es, solch ein verbessertes
Luftfederaufhängungssystem vorzusehen, bei dem die Kolbenstange der
Stoßdämpferstrebe an einer
Kraftfahrzeugbefestigungshalterung durch elastomere Buchsringe befestigt ist, um die
darauf ausgeübten Straßenkräfte besser zu absorbieren und
bei dem das Kolbenstangenende in einem federnden
Dämpfungsglied gelagert ist, und bei dem ein Kompressionsstoßfänger
innerhalb der Strömungsmittelkammer der Luftfeder
angeordnet ist, der mit einem Stoßfängeranschlag in Eingriff
steht, der in einer festgelegten Stellung in Bezug zum
Zylinder befestigt ist, um eine Beschädigung der
Stoßdämpferstrebe zu verhindern, nachdem das Aufhängungssystem
schweren Kompressions- oder Stoßstellungen ausgesetzt ist.
-
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, solch ein
verbessertes Luftfederaufhängungssystem vorzusehen, bei dem
das Ausmaß der Retention des flexiblen Diaphragmateils der
Luftfeder und ihre Anordnung verschiedenartige Stärken und
Richtungen seitlicher Belastung der Stoßdämpferstrebe
vorsieht, um dem Aufhängungssystem bei einer besonderen
Kraftfahrzeuganbringung zu entsprechen, und bei dem der
abgeschnittene Teil des kannenartigen Halteteils mehr
Freiraum für den Kraftfahrzeugreifen oder andere
Kraftfahrzeugbestandteile ermöglicht. Ein weiteres Ziel der
Erfindung ist es, ein neues und verbessertes Aufhängungssystem
zu schaffen, das einen relativ einfachen Aufbau aufweist,
wirtschaftlich herzustellen ist, und das die Lebensdauer
und den wirksamen Betrieb der Stoßdämpferstrebe des
Aufhängungssystems erhöht.
-
Diese Aufgaben, Ziele und Vorteile werden durch das
verbesserte Luftfederaufhängungssystem der Erfindung gelöst, wie
sie in Änspruch 1 gekennzeichnet ist.
-
Weitere bevorzugte Merkmale und Vorteile sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die die
beste ihrer Art nach ist, in der die Anmelderin die
ausgedachten Prinzipien anwendet, wird in der folgenden
Beschreibung dargestellt und in den Zeichnungen gezeigt, und
besonders in den anhängenden Ansprüchen dargestellt und
hervorgehoben.
-
Es zeigt:
-
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die das
verbesserte Luftfederaufhängungssystem im
Aufriß zeigt;
-
Fig. 2 stellt keine Ausführungsform der Erfindung
dar, sondern wird lediglich als Beispiel
zum besseren Verständnis der Erfindung
gezeigt;
-
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des
weggeschnittenen kannenartigen Halterungsteils
des verbesserten Aufhängungssystems;
-
Fig. 4 eine Seitenansicht des abgeschnittenen
Haltegliedes der Fig. 3;
-
Fig. 5 eine Draufsicht auf das Halterungsteil der
Fig. 3;
-
Fig. 6 eine Bodenansicht des Halterungsteils der
Fig. 3;
-
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7
der Fig. 4;
-
Fig. 8 eine Ausschnittsansicht, bei der Teile
weggebrochen sind, wobei das
Aufhängungssystem in seiner Rückstoß- oder
expandierten Stellung gezeigt wird;
-
Fig. 9 eine Aufrißansicht, bei der Teile
weggebrochen sind, im Schnitt entsprechend zu
Fig. 8, wobei das Aufhängungssystem in
seiner komprimierten oder Stoßstellung
gezeigt wird;
-
Fig.10 eine vergrößerte Teilschnittansicht, die
das ringförmige Bandteil des
weggeschnittenen kannenartigen Teils der Fig. 3 zeigt,
in abdichtendem Klemmeingriff mit einem
Ende der flexiblen Hülse;
-
Fig.11 eine Teilansicht mit weggebrochenen
Abschnitten und im Schnitt, wobei der obere
Teil eines modifizierten Aufhängungssystems
gezeigt wird, das Doppelwegisolatoren zur
Anbringung der Luftfeder am Chassis eines
Kraftfahrzeuges und an der
Stoßdämpferstrebe umfaßt,
-
Fig.12 und 13 vergrößerte, perspektivische
Teilansichten, mit weggebrochenen Abschnitten und
im Schnitt von der oberen und unteren
konischen Druckscheibe, die vom
Dämpfungssystem der Fig. 11 entfernt sind;
-
Fig.14 eine vergrößerte Teilansicht mit
weggebrochenen Abschnitten und im Schnitt des
konischen äußeren Laufrings, der vom Lager
des Aufhängungssystems der Fig. 11 entfernt
ist; und
-
Fig.15 eine vergrößerte Teilschnittansicht, die
die Stellung der Druckscheiben und des
äußeren Laufrings der Fig. 12 bis 14
zeigt, wie sie zwischen einem Paar
elastomerer Isolatoren des modifizierten
Aufhängungssystems der Fig. 11 gelagert
sind.
-
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Teile in
den Zeichnungen.
BESTE ART UND WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
-
Das verbesserte Luftfederaufhängungssystem ist allgemein
mit 1 bezeichnet und ist im Aufriß in Fig. 1 gezeigt, wobei
dessen Bestandteile hauptsächlich im Schnitt in Fig. 2
gezeigt werden. Das Aufhängungssystem 1 umfaßt eine übliche
Strömungsmittelstoßdämpferstrebe, die generell mit 2
bezeichnet ist, und aus einem Zylinder 3 und einer
Kolbenstange 4 besteht, die hin- und herbeweglich darin gelagert ist,
wobei ein Kolben (nicht gezeigt) innerhalb des Zylinders 3
angeordnet ist.
-
Der Zylinder 3 ist betriebsmäßig innerhalb oder auf einer
Radspindel oder einem Vorderachsschenkel (nicht gezeigt)
eines Kraftfahrzeugs durch einen Befestigungshalter
befestigt, wobei die besondere Befestigungsanordnung im Stand
der Technik gut bekannt ist. Das obere Ende 7 der
Kolbenstange ist so ausgelegt, daß es betriebsmäßig mit einem
zugehörigen Teil des Kraftfahrzeugchassis, bei 8
angedeutet, durch eine Vielzahl von Bolzen 9 verbunden ist, die
sich durch äußere Flanschteile 10 einer ringförmigen
Befestigungskappe erstrecken, die generell mit 11 angedeutet
ist. Das Ende 7 der Kolbenstange erstreckt sich durch ein
Paar federnder Buchsen 13 und 14 hindurch, die durch eine
Mutter 15 zwischen einem Paar von Unterlegscheiben 16
festgeklemmt sind.
-
Ein federnder, ringförmiger Dämpfer 26 wird
vorteilhafterweise an die unterseitige Fläche der unteren Scheibe 16
angeklebt und ist teleskopisch auf dem oberen Ende der
Kolbenstange 4 gelagert. Ein starrer Luftfederkanister 20
bildet den Hauptteil einer unter Druck stehenden
Luftkammer, die generell mit 20 angedeutet ist und kann eine
zylindrische Seitenwand 28, eine obere Wand 29, die einen
stufigen Abschnitt darin besitzt, durch den sich die
Kolbenstange 7 erstreckt, sowie einen ringförmigen Boden 30
umfassen. Ein Höhensensorverbinder 32 und ein
Hubmagnetventil 33 können in den Öffnungen befestigt werden, die in der
zylindrischen Seitenwand 28 ausgebildet sind, um das Ausmaß
des Strömungsmitteldrucks innerhalb der
Strömungsmittelkammer 27 zu steuern. Ein fester bzw. starrer Kanister 20 wird
befestigt gegen Bewegung in Bezug zur Kolbenstange 4 durch
seine Verbindung mit dem federnden Futterstück l3.
-
Eine flexible Hülse oder Diaphragma, die generell mit 35
bezeichnet ist, ist vorzugsweise aus elastomerem Material
gebildet und wird abdichtend auf einem ringförmigen
Vorsprung 36 befestigt, der integral damit ausgebildet ist und
sich vom Boden 30 des starren Luftfederkanisters 20 nach
unten erstreckt. Die flexible Hülse 35 besitzt eine
generell rohrförmige Ausgestaltung und umfaßt einen inneren
Teil 37 und einen sich radial erstreckenden äußeren Teil
38, der mit dem Teil 37 durch einen integral rückgefalteten
Teil 39 verbunden ist. Das offene Ende der flexiblen Hülse
35, das am Ende des inneren Teils 37 vorgesehen ist, wird
abdichtend durch einen Klemmring 41 am oberen Ende der
ringförmigen Hülse 42 festgeklemmt. Die Hülse 42 besteht
aus eiriem starren Material und ist durch eine Manschette 43
in einer festliegenden Stellung durch Schweißstellen 44
oder dergl. am Zylinder 3 der Strebe 2 befestigt. Ein
abdichtender O-Ring 45 kann zwischen der Manschette 43 und
der Hülse 42 befestigt werden. Die starre Hülse 42 schafft
einen Luftfederkolben für den Luftfederteil des
verbesserten Aufhängungssystems. Das nach innen gedrehte Ende 47 des
inneren Teils 37 der flexiblen Hülse 35 ist am ringförmigen
Teil 48 mit reduziertem Durchmesser der Hülse 42
festgeklemmt. Wenn auf die Hülse 35 Bezug genommen wird, bedeutet
der Ausdruck flexibel, daß die Hülse dazu in der Lage ist,
sich nach außen bzw. innen zu expandieren bzw.
zusammenzuziehen aufgrund der Nachgiebigkeit des Gummimaterials, aus
der es gebildet ist, während der axiale Abstand zwischen
ihren befestigten Enden sich verändert, da das Material
selbst, das die Hülse 35 bildet, nur ein sehr geringes
Dehnungsausmaß besitzt.
-
Ein generell mit 50 angedeuteter Dämpfersitz ist am Inneren
des reduzierten Endteils 48 der starren Hülse 42
angeschweißt und besitzt eine obere ringförmige Wandung 51,
die mit einer mittigen Öffnung 52 ausgebildet ist, durch
die sich die Kolbenstange 4 erstreckt. Die obere Wandung 51
ist dazu ausgelegt, daß sie mit dem Boden des ringförmigen
Dämpfers 26 in Kontakt treten kann, wie es in Fig. 9
gezeigt wird, nachdem das Aufhängungssystem eine
schwerwiegende Stoßstellung erreicht, um eine Beschädigung der Strebe 2
zu verringern.
-
Ein starres, weggeschnittenes kannenartiges Teil, generell
mit 55 angedeutet (Fig. 3 bis 7) wird in einer festgelegten
Stellung am unteren Ende des ringförmigen Vorsprungs 36 des
Luftfederkanisters 20 befestigt (Fig. 8 und 9). Das
weggeschnittene Teil 55 stellt vorzugsweise einen integralen
einstückigen Bestandteil dar, der ein ringförmiges
Klemmband 56 und eine axial sich erstreckende Seitenwand 57
besitzt, die in einem leicht nach außen abgebogenen
Bodenflanschendet.
Die Seitenwand 47 ist mit dem Band 56 durch
eine leicht stufige ringförmige Schulter 59 verbunden.
Vorteilhafterweise endet die Seitenwand 57 in einem
Kantenpaar 60 und 61, die winklig im Bezug zu einer Zentrumsachse
62 des ringförmigen Bandes 56 und der Seitenwand 57
verlaufen. Vorteilhafterweise besitzt die Seitenwand 57 eine
glatte, konkave Innenfläche 64 und erstreckt sich über eine
bogenf örmige Länge zwischen 90º und 180º, um möglichst
wirksame Ergebnisse zu erzielen. Wie in Fig. 10 gezeigt
wird, klemmt das Klemmband 56 das offene obere Ende 65 des
äußeren Hülsenteils 38 abdichtend gegen die ringförmige
Bodenkante des ringförmigen Vorsprungs 36 des starren
Luftfederkanisters 20 ab.
-
Fig. 9 zeigt das verbesserte Luftfederaufhängungssystem in
einer normalen Ruhestellung, in der sich ein vorbestimmter
Bereich des äußeren radialen Teils 38 der flexiblen Hülse
35 entlang der Seitenwand 57 des abgeschnittenen
kannenartigen Teils 55 erstreckt und ist durch dieselbe gegen eine
nach außen gerichtete Expansion gedämpft, wobei der
ungedämpfte Bereich des äußeren Hülsenteils 38 sich durch den
inneren Druck innerhalb der Kammer 27 nach außen ausbaucht,
wie es der rechtsliegende Teil in Fig. 9 zeigt. Der innere
Druck des Strömungsmittels innerhalb der Kammer 27 drückt
den inneren Teil 37 der flexiblen Hülse 35 gegen die
Wandungen der starren, ringförmigen Hülse 42. Dieser gedämpfte
Teil der flexiblen Hülse 35 in Kombination mit seinem
vorbestimmten ungedämpften Teil bewirkt, daß eine seitliche
oder versetzte Kraft an der Strebe 2 angelegt wird, um der
versetzten Befestigung der Strebe entgegenzuwirken. Das
Hubmagnetventil 33 hält das gewünschte Ausmaß an
Strömungsmitteldruck innerhalb der unter Druck stehenden
Strömungsmittelkammer aufrecht, die durch den Luftfederkanister 20
und die flexible Hülse oder das Diaphragma 35 gebildet
wird.
-
Nachdem das Kraftfahrzeugrad eine Vertiefung in der
Fahrbahn durchläuft, nimmt das Dämpfungssystem die in Fig. 8
gezeigte Rückprallstellung ein, in der der Zylinder 3 sich
in Bezug zum Kraftfahrzeugchassis 8 nach unten bewegt und
den zusammengefalteten Teil 39 der flexiblen Hülse 35
entrollt. Die Seitenwand 57 des weggeschnittenen,
kannenartigen Teils 55 verhindert, daß ein vorbestimmter Teil der
flexiblen Hülse sich nach außen ausbaucht, wie es mit deren
nichtgedämpften Teil geschieht. Diese Formbeständigkeit
eines Teils der flexiblen Hülse oder des Druckdiaphragmas
drückt die unter Druck stehende Hülse zu einer Seite, wie
es durch den Pfeil A in Fig. 8 gezeigt wird, wobei eine
seitliche Kraft auf die Kolbenstange in Bezug zum Zylinder
ausgeübt wird, die der üblichen, darauf wirkenden
versetzten Belastung entgegenwirkt.
-
Nachdem der Kraftfahrzeugreifen über einen Vorsprung in der
Straße läuft, bewegt sich das Luftfederaufhängungssystem zu
der in Fig. 9 gezeigten Stoßposition, in welcher der
Luftfederkolben, der durch die ringförmige Hülse vorgesehen wird,
sich nach oben in die unter Druck stehende
Strömungsmittelkammer bewegt und in Kombination mit der Dämpfung und dem
Widerstand, die durch die Strebe 2 vorgesehen werden,
absorbiert es das meiste von Stoß und Belastung, die auf
das Kraftfahrzeugchassis wirken. Falls ein schwerwiegender
Vorsprung vom Kraftfahrzeugrad erfaßt wird, kann sich der
Dämpfungssitz 50 weiter nach oben bewegen, wie es in den
gestrichelten Linien in Fig. 9 gezeigt wird, wobei der
federnde Dämpfer 26 stark zusammengelegt wird und einen
Schaden an der Strebe verhindert. Wiederum erzeugt der
gedämpfte Teil der flexiblen Hülse 35 in der Stoßposition
der Fig. 9 in Kombination mit ihren nichtgedämpften Teilen,
versetzte, seitlich wirkende Kräfte, um den
nichtausbalancierten Kräften, die auf die Strebe 2 einwirken,
entgegenzuwirken.
-
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal der Erfindung
wird das Kraftfahrzeugaufhängungssystem teilweise in Fig.
11 gezeigt und allgemein mit 67 bezeichnet. Das System 67
umfaßt ein ringförmiges oder ringartiges, elastomeres,
federndes Glied 24, das nachfolgend als primärer Isolator
bezeichnet wird, der an die Innenfläche der konischen Wand
68 der Befestigungskappe 11 geklebt wird, und an die äußere
konische Seitenwand 69 eines äußeren Lagerrings geklebt
wird, der generell mit 70 bezeichnet ist und ausschnitts
weise in Fig. 14 gezeigt wird. Der äußere Laufring 70
umfaßt eine obere konische Fläche 71 und eine untere
konische Fläche 72, die aufeinanderzulaufen und ein Gleitlager
für die obere und untere konische Druckscheibe 73 und 74 zu
bilden, wie es in den Fig. 12 bzw. 13 gezeigt wird.
Vorteilhafterweise ist sowohl die obere als auch die untere
Gleitfläche beider Druckscheiben 73 und 74 mit einem
Material 63 niedriger Reibung, wie z.B Teflon, überzogen,
um die Gleitreibung mit dem äußeren Laufring 69 und mit dem
Luftfederkanister 20 zu verringern, wie es weiter unten
beschrieben wird.
-
Die federnden bzw. flachgiebigen Buchsen 13 und 14 werden
zwischen oberen und unteren Druckscheiben 16 mittels einer
Mutter 15 festgeklemmt, wobei die untere Scheibe 16 auf
einer Ringförmigen, gestuften Schulter 75 ruht, die am
oberen Ende 7 der Kolbenstange 4 ausgebildet ist. Eine
obere Öffnung 76 wird in der oberen Wand 29 des
Luftkanisters 20 ausgebildet, durch die sich die Kolbenstange 7
erstreckt, einschließlich der darauf festgeklemmten Buchsen
13 und 14. Die Kanisteröffnung 76 wird durch eine irregulär
geformte, hochstehende Ringförmige Wand gebildet, die
generell mit 77 bezeichnet ist und einen zylindrischen
Wandteil 78 besitzt, der in einen nach innen zugespitzten
konischen Wandabschnitt 79 mündet. Der Abschnitt 79 mündet
in einen Ringförmigen, horizontalen Wandabschnitt 80 und
danach in einen hochstehenden, ZYlindrischen Wandabschnitt
81 hinein.
-
Ein Klemmring 83 (Fig. 15) ist in einer ringförmigen Nut
(84) befestigt, die in einem aufrechten zylindrischen
Wandabschnitt 81 ausgebildet ist, um eine abgeschrägte
Haltescheibe 85 auf der Oberfläche des horizontalen
Wandabschnitts 80 festzuhalten. Die Haltescheibe 85 ihrerseits
klemmt die obere konische Druckscheibe 73 gegen die obere
konische Fläche 71 des äußeren Laufrings 70, wie es
insbesondere in den Fig. 11 und 15 gezeigt wird. Dieses klemmt
ferner die untere Druckscheibe 74 gegen die äußere Fläche
des konischen Wandabschnitts 79 des Luftkanisters und in
Rutscheingriff mit der unteren konischen Fläche 72 des
äußeren Ringes 70.
-
Eine ringförmige Staubdichtung 87 ist vorteilhafterweise in
einer ringförmigen Nut 88 gelagert, die im unteren Ende der
Innenfläche des äußeren Rings 70 ausgebildet ist, um zu
verhindern, daß Schmutz und Schutt in gleitenden Eingriff
mit den Lagerflächen der Druckscheiben und dem äußeren
Laufring 17 eintritt.
-
Der obere Buchsring 14 besitzt eine anfänglich zylindrische
Ausgestaltung und wird teleskopisch am oberen Ende 7 der
Kolbenstange befestigt, die sich durch eine darin
ausgebildete mittige Öffnung 90 erstreckt. Das Stangenende 7
erstreckt sich ebenfalls durch eine mittige Öffnung 91, die
im unteren Buchsring 13 ausgebildet ist. Der Buchsring 14
wird gegen eine Halterungsscheibe 93 gedrückt, die mit
einer mittigen Öffnung 94 ausgebildet ist, in die der
zylindrische Wandabschnitt 81 der Kanisterwandung 77
hineinragt. Die Scheibe 93 ist mit einer nach unten abgebogenen
Umfangskante 95 ausgebildet, die sich gegen die
Halterungsscheibe 85 drückt und die Scheibe fest gegen den
Luftkanisterwandabschnitt 80 klemmt.
-
Die Klemmscheiben 16 komprimieren und expandieren den
Buchsring 13 ebenfalls nach außen in einen Klemmeingriff
mit den angrenzenden Wandabschnitten der Kanisterwand 77.
Die Mitte des Buchsrings 13 weitet sich nach innen aus, um
den Durchmesser der mittigen Öffnung 91 zu verringern, die
abdichtend gegen das Kolbenstangenende 7 anliegt. Der
Klemmeingriff der Scheiben 16 mit den Buchsringen 13 und 14
schafft eine strömungsmitteldichte Abdichtung zwischen dem
Kolbenstangenende 7 und den Buchsringen 13 und 14, und
zwischen den Buchsringen 13 und 14 und den verschiedenen
Abschnitten der Kanisterwand 77, um eine nichtdrehende
Luftdichtung für die obere Öffnung 76 der Luftfeder zu
schaffen. Dieses schafft die nichtdrehende Luftdichtung für
die obere Öffnung des Luftfederkanisters 20, wobei die
Druckscheiben 73 und 74 und der äußere Laufring 70 des
Aufhängungssystems 67 eine Steuerbewegung zwischen der
pneumatischen Stoßdämpf erstrebe 2 und der
Kraftfahrzeugbefestigungskappe 11 schaffen.
-
Gemäß einem der Hauptmerkmale des erfindungsgemäßen
Luftfederaufhängungssystems, wie es insbesondere in Fig. 11
gezeigt wird, liegt in dem Vorsehen einer
Doppelwegisolierung durch die Trennung des Luftkanisters vom
Kraftfahrzeugchassis durch den elastomeren Ringteil 24, in
Kombination mit der Trennung des Kanisters von der Luftstrebe,
und insbesondere von dessen Kolbenstangenende durch ein
sekundäres elastomeres Teil, bestehend aus den Buchsringen
13 und 14. Zusätzlich gestattet die Lagerung eine Bewegung
zwischen dem Kraftfahrzeugchassis und der Luftstrebe.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen die
sekundären Isolationsbuchsringe 13 und 14 aus einem
weicheren elastomeren Material als das des primären Isolators 24,
d.h. die Buchsringe sind aus einem Material geformt, das
stärker elastisch deformierbar ist. Dieses weichere
Material verhindert oder reduziert im wesentlichen, daß geringere
intermittierende Straßenkräfte, die auf die Strebe ausgeübt
werden, durch die Kolbenstange auf das Kraftfahrzeugchassis
übertragen werden. Diese geringeren Kräfte wirken
wiederholt auf die Räder des Kraftfahrzeugs aufgrund geringerer
Unebenheiten der Fahrbahn, z.B. Zebrastreifen und dergl.,
und würden, falls sie nicht ausreichend gedämpft werden,
ein hartes oder lautes Fahren für die Benutzer des Kraft
fahrzeuges bedeuten.
-
Ebenfalls wird die Hauptstütze für das Kraftfahrzeugchassis
von der Luftfeder durch den primären Isolator 24
geschaffen, der aus einem weniger deformierbaren elastischen
Material geformt sein muß, um das Kraftfahrzegewicht zu
tragen. Ohne jedoch sich in den weicheren sekundären
Isolator einzumischen, der durch die Buchsringe 13 und 14
vorgesehen wird, würde die Steifheit des Isolators 24 gestatten,
daß diese kleineren Vibrationen und Stoßkräfte von der
Kolbenstange über den Ring 24 auf das Kraftfahrzeugchassis
übertragen werden.
-
Ein weiteres Merkmal und ein Vorteil, der durch die
Erfindung geschaffen wird (wie sie in Fig. 11 gezeigt wird),
iegt in der Verbindung der konischen Druckscheiben mit den
konischen Flächen des äußeren Laufringes 17, was
ermöglicht, daß Seitenkräfte darauf ausgeübt werden können, und
durch die Aufhängungseinheit absorbiert werden.
-
Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist die
Befestigung des primären Isolators 24 radial außerhalb und
generell umfangsmäßig um die inneren Isolationsbuchsringe
13 und 14 in Kombination mit der konzentrischen Befestigung
des Lagers 70 dazwischen Diese radial konzentrische
Befestigungsanordnung der isolatoren und das dazwischenliegende
Lager, verringert beträchtlich den erforderlichen
Raumbedarf zur Befestigung des Aufhängungssystems am
Kraftfahrzeug im Gegensatz zum Aufhängungssystem des Standes der
Technik, das Doppelwegisolatoren und Lager besitzt, die in
einer vertikal zusammengesetzten Beziehung befestigt sind.
Ebenfalls schafft der Niedrigreibungsüberzug auf den
Druckscheiben des Lagers einen Selbstschmierungseffekt, wodurch
die Wartung des Aufhängungssystems verringert wird. Auf
diese Art und Weise wird ein Aufhängungssystem mit zwei
getrennten Belastungswegen geschaffen, nämlich einem
Hauptlasttragweg, der sich vom Kraftfahrzeugchassis über die
Befestigungskappe 11 und den primären Isolator 24 zum
Luftkanister 20 erstreckt, und einem sekundären
Belastungsweg zwischen dem Luftkanister 20 und der Kolbenstange 4
über die sekundären Isolationsbuchsringe 13 und 14.
-
Auf diese Art und Weise schafft das verbesserte
Aufhängungssystem, das insbesondere in Fig. 11 gezeigt wird, eine
Doppelwegisolation, um Fahrhärten und Lärm in dem
Aufhängungssystem zu reduzieren unter Verwendung einer
Kombination einer Stoßdämpferstrebe mit einer Luftfeder; und wobei
der sekundäre Isolator eine nichtdrehende Dichtung für die
Luftfeder vorsieht, und wobei der sekundäre Isolator eine
größere elastische Deformation als der primäre Isolator
besitzt, die in der Größenordnung zwischen dem zwei- und
dem hundertfachen liegen kann, wobei das bevorzugte
Verhältnis die zehnfache elastische Deformierbarkeit oder weicher
ist als das Material, das den primären Isolator 24 bildet.
Ferner können durch Veränderung der Weichheit oder der
Härte entweder einer oder beider Isolatoren
verschiedenartige Fahrcharakteristiken für unterschiedlichste
Kraftfahrzeuge erhalten werden. Gleichermaßen beeinträchtigt dieses
Doppelwegisolationssystem nicht die Hauptfunktion der
Luftfeder oder der Luftstrebe, d.h. schwere Straßenstöße,
die auf das Kraftfahrzeug ausgeübt werden, zu absorbieren,
nachdem die Räder eine Absenkung durchlaufen oder auf eine
Anhebung in der Fahrbahn auftreffen. Ebenfalls ist der
Betrieb des Stoßdämpfers 26 relativ unbeeinträchtigt durch
die Doppelwegisolationsbestandteile.
-
Dementsprechend ist das verbesserte
Luftfederaufhängungssystem vereinfacht und schafft eine wirksame, sichere,
preiswerte und effiziente Vorrichtung, die sämtlich aufgezählten
Ziele und Aufgaben löst und Schwierigkeiten eliminiert,
denen sich bisher bekannte Vorrichtungen gegenübergestellt
sahen und löst darüberhinaus Probleme und erreicht neue
Ergebnisse im stand der Technik.
-
In der vorstehenden Beschreibung sind auf Grund der Kürze,
Klarheit und wegen des Verstehens gewisse Ausdrücke
verwendet worden, die jedoch nicht zu überflüssigen über die
Erfordernisse des Standes der Technik hinaus führen sollen,
da solche Ausdrücke lediglich aus beschreibenden Gründen
verwendet werden und umfassend gemeint sind.
-
Darüberhinaus ist die Beschreibung und Illustration der
Erfindung lediglich beispielhaft, während der Rahmen der
Erfindung durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.
-
Nachdem nunmehr die Merkmale, Überraschungsmomente und
Prinzipien der Erfindung beschrieben worden sind, ebenso
die Art und Weise, in der die verbesserte
Luftfederaufhängung mit Doppelwegisolation aufgebaut und verwendet wird,
ebenso die Charakteristika der Konstruktion, ebenso wie
vorteilhafte, neue und nützliche Ergebnisse erhalten
werden, werden neue und nützliche Strukturen, Vorrichtungen,
Elemente, Anordnungen, Teile und Kombinationen in den
nachfolgenden Ansprüchen dargestellt.