DE4327585A1 - Luftfeder mit einem elastomeren, druckbeaufschlagbaren Rollbalg - Google Patents
Luftfeder mit einem elastomeren, druckbeaufschlagbaren RollbalgInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Luftfeder mit einem elastomeren,
druckluftbeaufschlagbaren Rollbalg, dessen Enden luftdicht an
je einem Anschlußteil befestigt sind, von denen eines als
Abrollkolben ausgebildet ist, an dem sich eine Rollfalte des
Rollbalges abstützt, wobei der Abrollkolben hohl ausgebildet
ist und eine mit dem Balginneren verbundene Zusatzluftkammer
darstellt.
Aus der EP-A-0 504 717 ist es bekannt, zur Hauptluftfeder
kammer des Rollbalges eine Zusatzluftkammer zu- und
abschaltbar anzuordnen. Durch diese Anordnung soll eine
schnelle Änderung des wirksamen Luftfedervolumens und damit
eine schnelle und wesentliche Änderung der Federsteifigkeit
der Luftfeder erreicht werden. Ist das Gesamtvolumen von
Hauptluftfederkammer und Zusatzluftkammer wirksam, weist die
Luftfeder eine geringe Steifigkeit auf, was für den
Fahrkomfort als angenehm empfunden wird. Diese geringe
Federsteifigkeit wirkt sich aber negativ auf das Wankverhalten
eines Fahrzeugs aus, was besonders bei starken Einfederungen
und größeren Auslenkungen der Fall ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine erhöhte
Federsteifigkeit der Luftfeder bei großen Federwegen mittels
eines abkoppelbaren Federvolumens zu erreichen, wobei die
Abkoppelung direkt federwegabhängig erfolgen soll.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des
Anspruchs genannten Merkmale gelöst.
In der betrieblichen, höhengeregelten Nullage der Luftfeder
wird das Verschlußteil von der Druckfeder in einer mittleren
Stellung in der Öffnung des Abrollkolbens gehalten, welche den
ungehinderten Luftaustausch zwischen dem Rollbalg und dem
Kolbenvolumen gewährleistet. Federt das Fahrzeug ein, taucht
der Abrollkolben in den Luftfederbalg ein. Diese Bewegung hat
bei kleineren Amplituden entsprechend des Abstandes der
Verschlüsse von der Stirnwand des Abrollkolbens keinen Einfluß
auf das Federvolumen. Die Steifigkeit bleibt gering und das
Federverhalten komfortabel.
Bei größeren Auslenkungen wird das Verschlußteil mit Hilfe der
Feder gegen die Kolbenwandung gezogen oder gedrückt, je nach
Richtung des Federweges. Das Verschlußteil koppelt dadurch das
Kolbenvolumen vom Balgvolumen durch Aufsetzen der
Ventilplatten ab, wodurch das Federvolumen reduziert wird und
sich die Federsteifigkeit schlagartig erhöht. Die notwendige
Preßkraft zum Schließen der jeweiligen Ventillage entsteht
durch die Differenzdrücke zwischen Balg und Kolbenvolumen bei
weiterer Auslenkung.
Durch die Erfindung wird eine Luftfeder geschaffen, die im
Normalbetrieb eine weiche Federcharakteristik aufweist und bei
großen Einfederungen bzw. Ausfederungen zwangsläufig und mit
einfachen Mitteln das Gesamtfedervolumen schlagartig durch
Trennung der Zusatzluftkammer verkleinert. Die erzielte höhere
Federsteifigkeit begrenzt das nachteilige Wankverhalten des
abgefederten Fahrzeugaufbaus.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert.
Die gezeigte Luftfeder ist in der linken Hälfte der
Schnittdarstellung in der eingeregelten Nullage gezeigt. In
der rechten Hälfte der Schnittdarstellung ist die Luftfeder in
zwei Darstellungen starker Auslenkungen zu sehen. Einmal ist
der Abrollkolben 10 im eingefederten Zustand und darunter im
ausgefederten Zustand gezeichnet.
Die Luftfeder weist einen als Rollbalg ausgebildeten
elastomeren Luftfederbalg 11 auf, der mit seinem oberen
Dichtwulst 13 auf einem konischen Dichtsitz 14 einer
Anschlußplatte 15 befestigt ist. An seinem unteren Ende sitzt
der Rollbalg 11 mit einem Dichtwulst 16 auf einem konischen
Dichtsitz 17 des Abrollkolbens 10. Die Anschlußplatte 15 wird
über hier nicht gezeigte Elemente an einem Fahrzeugrahmen
befestigt, während der Abrollkolben 10 an einem beweglichen
Teil der Fahrzeugachse angebracht ist.
Der Abrollkolben 10 ist hohl ausgebildet und bildet eine
Zusatzluftkammer 18. In der oberen Stirnwand 19 des
Abrollkolbens 10 ist eine zentrische Öffnung vorhanden, in der
sich mittig ein Stempel 23 eines Verschlußteiles 24 befindet.
Der Durchmesser der Öffnung 21 ist größer als der Durchmesser
des Stempels 23, so daß die Zusatzluftkammer 18 in der in der
linken Hälfte der Schnittzeichnung gezeigten Stellung mit dem
Hauptluftvolumen, das von dem Balginneren 25 des
Luftfederbalges 11 dargestellt ist, verbunden ist.
Das Verschlußteil 24 weist zwei horizontale
Ventilplatten 26, 27 auf, die einen größeren Durchmesser
aufweisen als die Öffnung 21 in der Stirnwand 19 des
Abrollkolbens 10. Nahe ihres äußeren Umfanges weist jede
Ventilplatte 26, 27 einen eingesetzten, gegen die Stirnwand 19
gerichteten Dichtungsring 28 bzw. 29 auf.
Die Stirnwand 19 weist eine Durchlaßbohrung 31 mit einem
relativ kleinen Durchlaßquerschnitt auf. Der kleine
Durchlaßquerschnitt hat nahezu keinen Einfluß auf das
dynamische Federverhalten und dient dazu, einen Druckaustausch
bei längeren Ventilstillstandzeiten zu erreichen.
Die obere ventilplatte 26 des Verschlußteiles 24 ist mit dem
Ende einer zentrisch angeordneten Druckfeder 33 fest
verbunden. Die Druckfeder 33 stützt sich am anderen Ende an
der Anschlußplatte 15 ab. Die Druckfeder 33 ist so ausgelegt,
daß das Verschlußteil 24 in der ausgeregelten Nullage der
Luftfeder das Verschlußteil 24 in geöffneter Mittelstellung zu
der Durchlaßöffnung 21 des Abrollkolbens 10 hält. In dieser in
der linken Hälfte der Schnittzeichnung dargestellten Lage ist
die Zusatzluftkammer 18 mit der Hauptluftkammer 25 verbunden
und eine geringe Federsteifigkeit vorhanden.
Vollzieht der Abrollkolben 10 eine hohe Einfederung, wie sie
in der Schnittzeichnung in der rechten Hälfte in oberer
Position dargestellt ist, legt sich die Stirnwand 19 des
Abrollkolbens 10 von unten an die federbelastete
Ventilplatte 26 an, so daß sich die Verbindungsöffnung 21
schließt. Dadurch ist das Zusatzvolumen 18 von der
Hauptluftkammer 25 schlagartig abgekoppelt und die
Federsteifigkeit hat sich entsprechend erhöht. Der Punkt des
Abschaltens der Zusatzluftkammer 18 wird durch den
geometrischen Abstand zwischen Stirnwand 19 und Ventilplatte
26 in der eingeregelten Nullage bestimmt.
Bei einer Ausfederbewegung vergrößert sich der Abstand
zwischen Abrollkolben 10 und Anschlußplatte 15 deutlich, wie
in der rechten Zeichnungshälfte, untere Darstellung, gezeigt.
Bei der Ausfederbewegung des Abrollkolbens 10 legt sich die
untere Ventilplatte 27 von unten auf die Stirnwand 19 des
Abrollkolbens 10 und verschließt so die Durchlaßöffnung 21.
Das Volumen der Zusatzluftkammer 18 ist dadurch schlagartig
unwirksam, was zur sprungartigen Erhöhung der Federsteifigkeit
führt.
Durch diese Wirkungsweise des schnellen Abschaltens der
Zusatzluftkammer 18 im Abrollkolben 10 kann auf Stabilisatoren
der Luftfederung zur Beherrschung der Wankbewegungen
verzichtet werden.
Bei längeren Stillstandzeiten des Luftfedersystems und
möglicherweise vorhandener Leckage im Bereich des
Abrollkolbens 10 entsteht ein Luftverlust, der zu einer
entsprechenden Einfederung des Abrollkolbens 10 führt, wodurch
das Ventil 21, 26 geschlossen wird. Es entsteht ein
Differenzdruck zwischen der Hauptluftfederkammer 25 und der
Zusatzluftkammer 18. Dieser Differenzdruck wird über die
Durchlaßbohrung 31 ausgeglichen. Bei erneuter Regelung in die
Nullage wird das Ventil 21, 26 sofort öffnen.
Claims (1)
- Luftfeder mit einem elastomeren, druckluftbeaufschlagbaren Rollbalg, dessen Enden luftdicht an je einem Anschlußteil (10 bzw. 15) befestigt sind, von denen eines als Abrollkolben (10) ausgebildet ist, an dem sich eine Rollfalte des Rollbalges abstützt, wobei der Abrollkolben (10) hohl ausgebildet ist und eine mit dem Balginneren verbundene Zusatzluftkammer darstellt, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Öffnung (21) der dem Balginneren (25) zugeordneten Stirnwand (19) des Abrollkolbens (10) ein doppelt wirkendes Verschlußteil (24) angeordnet ist, das mit einer Druckfeder (33) verbunden ist, die sich gegen das andere Anschlußteil (15) abstützt,
und daß das Verschlußteil (24) oberhalb und unterhalb der Öffnung (21) je eine Ventilplatte (26; 27) aufweist, durch die die Öffnung (21) luftdicht abschließbar ist.
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