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Dokumentenidentifikation DE4128126A1 25.02.1993
Titel Luftfeder mit erhöhter Steifigkeit
Anmelder Continental Aktiengesellschaft, 3000 Hannover, DE;
Iveco Fiat S.p.A., Turin/Torino, IT
Erfinder Schneider, Eckhard, Dr.-Ing., 3160 Lehrte, DE;
Clausen, Jens, Dipl.-Ing., 3000 Hannover, DE;
Dal Col, Vittorio, Turin/Torino, IT
Vertreter Schneider, E., Dipl.-Phys., Pat.-Ass., 3008 Garbsen
DE-Anmeldedatum 24.08.1991
DE-Aktenzeichen 4128126
Offenlegungstag 25.02.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.02.1993
IPC-Hauptklasse F16F 5/00
IPC-Nebenklasse F16F 9/30   
Zusammenfassung Eine Luftfeder weist einen elastomeren, unter Druck setzbaren Luftfederbalg auf. Der Luftfederbalg ist mit einem Medium teilweise ausgefüllt, wobei das Medium weniger kompressibel als Luft ist. Um die volumenreduzierende Maßnahme aufgrund des eingefüllten Mediums praktischer und einfacher handhaben zu können, besteht das eingefüllte Medium aus schüttfähigen Festkörpern (18).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die verschiedenen Vorteile des Einsatzes von Luftfedern in Fahrgestellen von Nutzfahrzeugen sind bekannt. Ein Vorteil wird darin gesehen, daß das Luftvolumen der Luftfeder relativ kleine Steifigkeiten ergibt, welche Eigenfrequenzen der Federung bei Nominallast nicht über 1,6 bis 1,7 Hz entsprechen.

Für einige Anwendungen ist diese niedrige Steifigkeit der Luftfeder allerdings von Nachteil. Bei Fahrzeugen mit hohem Schwerpunkt und weicher Federung können große Wankwinkel bei Kurvenfahrten auftreten. Für diese Fälle wäre es wünschenswert, Eigenfrequenzen auch über 2 Hz zu erreichen.

Um die Steifigkeit einer Luftfeder zu ändern, ist es aus der DE-AS 10 22 479 bekannt, einen Luftfederbalg über ein Zwischenrohr mit einer Kammer zu verbinden, die ein Luftzusatzvolumen enthält. Der untere Teil der Kammer ist mit Flüssigkeit gefüllt. Die Menge der Flüssigkeit kann über entsprechende Ventile und Rohrleitungen verringert oder vergrößert werden. Um eine steifere Federcharakteristik zu erreichen, wird das Gesamtluftvolumen durch Zuführen von Flüssigkeit in die Kammer verringert. Die Eigenfrequenzen der Luftfederung liegen nun in einem höheren Bereich.

Als Nachteil dieser Luftfeder wird angesehen, daß die notwendige hydraulische Ver- und Entsorgungsanlage technisch aufwendig ist und einen erheblichen Platzbedarf erfordert, der üblicherweise in Fahrzeugen nicht vorhanden ist.

In einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag wird bereits ein Luftfedersystem beschrieben, bei dem der Luftfederbalg teilweise mit einem nicht mit der Luftfeder verbundenen Medium ausgefüllt ist. Die Luftfeder weist dadurch ein geringeres, komprimierbares Luftvolumen auf, als es üblicherweise durch die Luftfederkonstruktion gegeben ist. Die Luftfeder ist dadurch mit einer steiferen Federcharakteristik ausgestattet, so daß höhere Eigenfrequenzen der Luftfeder vorliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfeder der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sich bezüglich der volumenreduzierenden Maßnahme durch eine praktische und einfache Handhabung auszeichnet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Schüttfähige Festkörper können von dem Luftfederhersteller oder dem Nutzfahrzeughersteller bequem vorgehalten und in den jeweiligen Luftfederbalg eingefüllt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Festkörper aus einem Granulat, vorzugsweise aus Polymermaterial. Das Granulat muß leicht und im Vergleich zur Luft nahezu inkompressibel, aber elastisch und verschleißfest sein.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht das eingefüllte Medium vorzugsweise aus Kugeln aus Polymermaterial. Kugeln haben eine hohe Packungsdichte bei zufälliger Schichtung. Das reine Volumen des Schüttgutes ist größer als bei der Verwendung von Granulat.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Durchmesser des einzelnen Festkörperteilchens wesentlich kleiner als die Distanz der beiden Abschlußteile des Luftfederbalges im eingefederten Zustand.

Wird der Luftfederbalg als Rollbalg ausgebildet, so ist es vorteilhaft, daß der mittlere Durchmesser der Festkörperteilchen kleiner ist als die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des elastomeren Balges und dem maximalen Außendurchmesser des Abrollkolbens zuzüglich der Wanddicke des Balges.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Luftanschlußöffnung zum Luftfederbalg von einem Sieb abgedeckt.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Eine Luftfeder 10 weist einen als Rollbalg ausgebildeten Luftfederbalg 12 auf, der mit seinem oberen Wulst 13 an einem konischen Dichtsitz einer Anschlußplatte 14 befestigt ist. Am unteren Ende ist der Rollbalg 12 mit seinem Endwulst 15 an einem konischen Dichtsitz eines Abrollkolbens 16 befestigt.

Die Anschlußplatte 14 wird über hier nicht gezeigte Elemente am Fahrzeugrahmen befestigt, während der Abrollkolben 16 an einem beweglichen Teil der Fahrzeugachse befestigt wird.

Im inneren des Rollbalges 12 befinden sich eine Menge Kugeln 18 aus einem festen Material. Die Kugeln 18 sind vorzugsweise aus einem Polymermaterial hergestellt und haben einen Durchmesser, der wesentlich kleiner ist als die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Rollbalges 12 und dem maximalen Außendurchmesser des Abrollkolbens 16 zuzüglich der Wanddicke des Rollbalges 12.

Die Menge der Kugeln 18 wird so gewählt, daß die erwünschte Erhöhung der Federsteifigkeit eintritt.

Die Anschlußplatte 14 ist mit einem Luftanschluß 19 versehen, der von einem Sieb 20 abgedeckt ist. Dieses Sieb 20 verhindert, daß die Kugeln 18 den Luftfederbalg 12 während des Betriebes, der Montage oder Lagerung verlassen können.


Anspruch[de]
  1. 1. Luftfeder mit einem elastomeren, unter Druck setzbaren Luftfederbalg mit folgenden Merkmalen:
    1. a) der Luftfederbalg ist mit einem Medium teilweise ausgefüllt;
    2. b) das Medium ist weniger kompressibel als Luft; dadurch gekennzeichnet, daß
    3. c) das eingefüllte Medium aus schüttfähigen Festkörpern (18) besteht.
  2. 2. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schüttfähigen Festkörper (18) aus einem Granulat, vorzugsweise aus Polymermaterial bestehen.
  3. 3. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper (18) Kugeln aus Polymermaterial sind.
  4. 4. Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des einzelnen Festkörperteilchens wesentlich kleiner ist als die Distanz der beiden Abschlußteile (14, 16) des Luftfederbalges (12) im eingefederten Zustand.
  5. 5. Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem als Rollbalg ausgebildeten Luftfederbalg, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Festkörper (18) wesentlich kleiner ist als die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Luftfederbalges (12) und dem maximalen Außendurchmesser des Abrollkolbens (16) zuzüglich der Dicke der Balgwand.
  6. 6. Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftanschlußöffnung (19) von einem Sieb (20) abgedeckt ist.






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