DE4407740A1 - Federelement für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Federelement für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Federelement für ein Kraft
fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Für die Abfederung der Achsen von Fahrzeugen sind zwei
mögliche Anordnungen bekannt: entweder sind die Feder
und der Dämpfer getrennt auf einem Lenker angeordnet,
oder die Feder und der Dämpfer sind konzentrisch ange
ordnet, d. h. als ein Feder-Dämpferelement, und auf ei
nem Lenker befestigt.
Bei der ersten Anordnung, also wenn Feder und Dämpfer
voneinander getrennt sind, macht das Federelement jede
Bewegung des Lenkers, auf dem es angeordnet ist, mit,
so daß das Federelement teilweise so stark zusammenge
drückt wird, daß es aufgrund der an seinen Enden an
greifenden Druckkräfte ausknickt.
Dieses Ausknicken, das auch im Balg einer Luftfederung
bei der Anordnung auf dem Lenker auftritt, zwingt zur
Verwendung von steifen Bälgen, welche das Maß der Aus
knickung eindämmen.
Bei der konzentrischen Anordnung von Feder und Dämpfer
auf einem Lenker ist es durch eine Geradführung des
Luftfederelementes möglich, dünnere Bälge zu verwen
den. Infolge dieser Anordnung müssen jedoch Nachteile
im Hinblick auf die räumliche Gestaltung des Fahrzeu
ges in Kauf genommen werden, was beispielsweise einen
Verlust an Kofferraumvolumen oder höhere Herstellungs
kosten aufgrund des relativ großen Raumbedarfs der be
schriebenen Feder-Dämpferanordnung zur Folge hat.
In der US-PS 30 33 558 ist ein Luftfederelement offen
bart, welches aus einem einzigen Kolben besteht und
die genannten Nachteile der beiden unterschiedlichen
Anordnungen nicht aufweist. Allerdings wird bei diesem
Luftfederelement noch zusätzlich eine Ausgleichskammer
benötigt, in welche die beim Einfederungsvorgang zu
sammengedrückte im Federelement eingeschlossene Luft
menge ausweichen kann. Durch das Vorsehen einer zu
sätzlichen Ausgleichskammer erhöhen sich sowohl die
Herstellungskosten als auch der Montageaufwand des
Luftfederelementes erheblich.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu
grunde, die genannten Nachteile des Standes der Tech
nik zu beseitigen, insbesondere ein Federelement für
ein Kraftfahrzeug vorzusehen, welches die Vorteile der
getrennten Feder- und Dämpferanordnung und der konzen
trischen Feder- und Dämpferanordnung in sich vereinigt
und dabei kostengünstig ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn
zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge
löst.
Durch die Ausführung des Kolbens als Doppelkolben kön
nen die genannten Nachteile der getrennten Feder-Dämp
feranordnung und der konzentrischen Feder-Dämpferan
ordnung auf einfache Art und Weise umgangen werden, da
durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Federele
mentes ein Ausknicken unmöglich ist und die gesamte
Anordnung platzsparend aufgebaut ist, so daß keine
Nachteile im Hinblick auf die räumliche Ausgestaltung
des Fahrzeuges in Kauf genommen werden müssen.
Durch die Verbindung des erfindungsgemäßen Federele
mentes mit dem Lenker über ein Koppelglied, welches an
seinen Enden jeweils ein Gelenk aufweist, kann sehr
schnell und kostengünstig eine Verbindung zwischen dem
Lenker und dem Federelement hergestellt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem
nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausfüh
rungsbeispiel.
Bezugnehmend auf die Figur ist ein Schnitt durch ein
erfindungsgemäßes Federelement 1 dargestellt, das über
ein Koppelglied 2 mit einem Lenker 3 verbunden ist.
Das Koppelglied 2 weist an seinen Enden jeweils ein
Gelenk auf.
Der Lenker 3 kann sich zum Ein- und Ausfedern um einen
Lagerpunkt 4 drehen. Neben der Grundstellung sind in
der Figur noch eine eingefederte und eine ausgefederte
Stellung des Lenkers 3 und aller damit verbundenen
Elemente des Federelementes 1 gestrichelt dargestellt,
so daß die Kinematik des Federelementes 1 deutlich er
kennbar ist.
Das Federelement 1 weist einen äußeren Ringkolben 5
auf, der in einem Gehäuse 6 des Federelementes 1 ge
führt ist. In dem Ringkolben 5 des Federelementes 1
ist ein zweiter Kolben 7 angeordnet, an dem auch das
Koppelglied 2 über eines seiner beiden Gelenke befe
stigt ist. Das andere Gelenk des Koppelgliedes 2 ist
auf dem Lenker 3 angebracht.
Die Führung des Ringkolbens 5 innerhalb des Gehäuses 6
des Federelementes 1 erfolgt durch einen Luftfederbalg
8, der zwischen der Innenwand des Gehäuses 6 und dem
Ringkolben 5 angeordnet ist. Aufgrund des innerhalb
des Luftfederbalges herrschenden an allen Stellen
gleich großen Innendruckes ist der Ringkolben 5 mittig
im Gehäuse 6 geführt.
Nahezu gleich ist die Führung des zweiten Kolbens 7,
der konzentrisch zum Ringkolben 5 und somit auch kon
zentrisch zum Gehäuse 6 des Federelementes 1 angeord
net ist. Die Führung des zweiten Kolbens 7 erfolgt
über einen Führungsbalg 9, welcher zwischen der Außen
wand des zweiten Kolbens 7 und einer topfförmigen Ver
tiefung 10 im Gehäuse 6 angeordnet ist, so daß die
beiden Luftfederbälge 8, 9 auf Abstand zueinander an
geordnet sind, und zwar spiegelbildlich, da nur hier
durch eine exakte Führung der Kolben 5, 7, deren An
ordnung auch als Doppelkolben bezeichnet werden kann,
möglich ist. Dies wird auch dadurch erreicht, daß für
jeden Kolben 5, 7 des Doppelkolbens eine eigene Füh
rung als ein eigener Luftfederbalg vorgesehen ist.
Auf seiner Oberseite weist das Gehäuse 6 eine Ab
deckung 11 in Form einer Kreisringfläche auf, an deren
Innenseite der Balg des Federelementes 1 anliegt. Über
der topfförmigen Vertiefung 10 ist eine weitere Ab
deckung 12 angebracht, die ein Eindringen von Schmutz
oder Fremdkörpern in die topfförmige Vertiefung 10 und
somit auch eine mögliche Beschädigung oder Beeinträch
tigung der Funktion des Balges verhindert.
Der Ringkolben 5 und der zweite Kolben 7 sind fest
miteinander verbunden, so daß bei einer Bewegung des
Lenkers 3 diese Bewegung über das Koppelglied 2 auf
den zweiten Kolben 7 übertragen wird, welcher dann
gleichzeitig den Ringkolben 5 mitbewegt. Der Ringkol
ben 5 ist auf seiner unteren Stirnseite geschlossen.
Begrenzt wird der Innenraum des Doppelkolbens durch
die Abdeckung 11, die Seitenwand 6 des Gehäuses 1, die
Unterseite des Ringkolbens 5 und durch die Federbälge
8 und 9.
Durch die bereits beschriebene topfförmige Vertiefung
10 bzw. Öffnung im Gehäuse 6 des Federelementes 1 kann
der zweite Kolben 7 beim Einfedern des Lenkers 3 nach
außen treten.
Bei einem Ausfedern des Lenkers 3, also bezüglich der
Zeichnung bei einer Bewegung des Lenkers 3 nach unten,
verschwindet der zweite Kolben 7 noch weiter im Gehäu
se 6 des Federelementes 1 (siehe gestrichelte Linie).
Durch die gelenkige Verbindung des Koppelgliedes 2 an
seinen beiden Enden mit dem Federelement 1, d. h. mit
dem zweiten Kolben 7 bzw. dem Lenker 3 wird gewährlei
stet, daß sich keiner der Kolben 5, 7 innerhalb des Ge
häuses im rechten Winkel zur Längsachse des Gehäuses 6
verschieben und somit die Funktion des erfindungsgemä
ßen Federelementes beeinträchtigen oder dieses gar
zerstören oder beschädigen kann.
Auch unerwünschte Längsverschiebungen eines der Kolben
sind hierdurch ausgeschlossen, so daß durch die Kolben
5, 7, die auch als Doppelkolben bezeichnet werden kön
nen, eine Entkoppelung der Karosserie des Fahrzeuges
von den Bewegungen des Lenkers 3 erfolgt, da der Len
ker 3 und das Gehäuse 6 des Federelementes 1, welches
an der Karosserie des Fahrzeuges befestigt wird, nicht
über mechanische Bauteile miteinander verbunden sind,
wie beispielsweise einer Schraubenfeder, sondern die
Verbindung nur über die Bälge und die innerhalb des
Luftraumes befindliche Luftmenge erfolgt.
Claims (7)
1. Federelement für ein Kraftfahrzeug, wobei das Fe
derelement zwischen Karosserie und einem Lenker an
geordnet ist, und wobei das Federelement als Luft
feder ausgeführt ist, mit einer Außenführung und
einem im Inneren davon angeordneten Kolben mit ei
nem äußeren Ring bzw. Zylinder, wobei der Kolben
über eine Gelenkstange mit dem Lenker verbunden
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben als Doppelkolben (5, 7) ausgeführt ist,
daß der Kolben über ein Koppelglied mit dem Lenker
(3) verbunden ist, welches an seinen beiden Enden
ein Gelenk aufweist, und daß ein zweiter Luftfeder
balg (9) vorhanden ist.
2. Federelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Luftfederbälge (8, 9) auf Abstand zuein
ander angeordnet sind.
3. Federelement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Luftfederbälge (8, 9) spiegelbildlich zu
einander angeordnet sind.
4. Federelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
für jeden Kolben (5, 7) des Doppelkolbens eine eige
ne Führung vorgesehen ist.
5. Federelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Doppelkolben einen Ringkolben (5) aufweist, in
dem ein zweiter Kolben (7) angeordnet ist.
6. Federelement nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Kolben (7) durch eine Öffnung (10) im
Gehäuse (6) nach außen ragt.
7. Federelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Außenführung in zwei Bereiche jeweils zur Füh
rung des Ringkolbens (5) und des zweiten Kolbens
(7) aufgeteilt ist, wobei der Ringkolben (5) von
dem Luftfederbalg (8) und der zweite Kolben (7) von
dem Führungsbalg (9) geführt ist.
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