DE102006029179A1

DE102006029179A1 - Federbein mit Luftdämpfung

Info

Publication number: DE102006029179A1
Application number: DE200610029179
Authority: DE
Inventors: Andreas Rothballer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-06-24
Filing date: 2006-06-24
Publication date: 2007-12-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Federbein mit Luftdämpfung, insbesondere für Motorräder, umfassend ein Rohr, das an einem gefederten oder ungefederten Teil eines Fahrzeugs befestigbar ist und eine Luftkammer begrenzt, in der eine Feder und ein an einem ungefederten oder gefederten Teil des Fahrzeugs befestigbarer Kolben angeordnet sind. Dabei ist vorgesehen, dass ein aus offenporigem Aluminiumschaum bestehender Mantel an der Außenfläche des Rohres eng anliegt und dieses zumindest teilweise umschließt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein mit Luftdämpfung, insbesondere für Motorräder, umfassend ein Rohr, das an einem gefedertem oder ungefederten Teil eines Fahrzeugs befestigbar ist und eine Luftkammer begrenzt, in der eine Feder und ein an einem ungefederten oder gefederten Teil des Fahrzeugs befestigbarer Kolben angeordnet sind.
Bei herkömmlichen Federbeinen wird üblicherweise eine Flüssigkeit zur Dämpfung der Schwingungen des Federelements benutzt. In der jüngeren Vergangenheit ist auch ein Federbein bekannt geworden, bei dem ein Gas, nämlich Luft zur Dämpfung der Schwingungen benutzt wird. Im Gegensatz zu einer Flüssigkeit ist ein Gas kompressibel, so dass die im Federbein enthaltene Luft beim Einfedern verdichtet wird, wobei Wärme entsteht. Wenn der Einfedervorgang rasch erfolgt, dann führt dies zu einem Temperaturanstieg und damit zu einer verstärkten Zunahme des Gasdruckes im Inneren des Federbeins. Durch diese Zunahme des Luftdruckes geht der negative Restfederweg, der sogenannte statische Durchhang des Federbeins verloren. Das bedeutet, dass das Federbein im normalen Fahrbetrieb nicht die für ein optimales Fahrverhalten angestrebte Länge, sondern eine Länge aufweist, die größer ist als die Länge, die es im unbelasteten Zustand haben sollte. Durch diese gegenüber der angestrebten Länge vergrößerte Länge ändert sich der Lenkkopfwinkel und der Nachlauf, d. h. die Fahrzeuggeometrie, wodurch das Fahrverhalten beeinträchtigt wird. Insbesondere bei einem Motorrad mit agiler Auslegung der Fahrgeometrie für sportliche Einsatzzwecke kann der Verlust des negativen Restfederwegs (statischer Durchhang) und der daraus folgenden fahrdynamischen Geometrieveränderung tiefgreifende negative Auswirkungen auf das Fahrverhalten haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Federbein dahingehend zu verbessern, dass eine Erwärmung der darin enthaltenen Luft beim Einfedern weitgehend verhindert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein aus offenporigem Aluminiumschaum bestehender Mantel an der Außenfläche des Rohres eng anliegt und dieses zumindest teilweise umschließt. Ein solcher offenporiger Aluminiumschaum zeichnet sich bei geringem spezifischen Gewicht durch eine große Oberfläche aus. Der durch die offenen Poren des Mantels hindurchströmende Fahrtwind kann die Wärme abtransportieren, die beim Einfedern infolge einer Verdichtung der Dämpferluft entsteht. Die in dem Federbein enthaltene Luft kann daher in einem engen Temperaturbereich gehalten werden, so dass der angestrebte Restfederweg (statischer Durchhang) des Federbeins erhalten bleibt. Dies hat zur Folge, dass sich der Lenkkopfwinkel und der Nachlauf, d. h. die Fahrzeuggeometrie auch bei wiederholtem starkem Einfedern nicht verändert. Durch die Vermeidung größerer Temperaturschwankungen wird auch die Lebensdauer des Federbeins insgesamt erhöht. Da offenporiger Aluminiumschaum eine geringe Dichte hat, wird die angestrebte Wärmeabfuhr mit einer geringer Gewichtszunahme des Federbeins erreicht.
Im Hinblick auf eine hohe Leistungsfähigkeit des von dem Mantel aus offenporigem Aluminiumschaum gebildeten Wärmetauschers ist es vorteilhaft, wenn dieser das Rohr des Federbeins vollständig umschließt.
Bei einer hinsichtlich der Wärmeabfuhr besonders vorteilhaften Ausführungsform des Federbeins ist vorgesehen, dass eine Hülse an der Außenfläche des Mantels eng anliegt und diesen vollständig umschließt, wobei die Hülse mit Ein- und Austrittsöffnungen für Kühlluft versehen ist, von denen zumindest einer ein Gebläse zugeordnet ist. Durch dieses Gebläse wird eine vom Fahrtwind unabhängige Durchströmung des offenporigen Aluminiumschaums mit Luft bewirkt, wodurch bei allen Fahrgeschwindigkeiten eine ausreichende Wärmeabfuhr gewährleistet ist.
Um eine Verstopfung des offenporigen Aluminiumschaums durch Schmutz oder Staub zu verhindern, ist der Lufteintrittsöffnung vorzugsweise ein Luftfilter zugeordnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:
1 einen schematischen Querschnitt durch ein Federbein mit Luftdämpfung, und
2 einen schematischen Axialschnitt durch einen Bereich des Federbeins nach 1.
Das in 1 schematisch dargestellte Federbein mit Luftdämpfung umfaßt ein Rohr 1, das an einem gefederten oder ungefederten Teil eines Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrades befestigbar ist. Das Rohr 1 begrenzt eine Luftkammer, in der eine (nicht gezeigte) Feder und ein (gleichfalls nicht gezeigter) Kolben angeordnet sind. Der Kolben ist an einem ungefederten oder gefederten Teil des Motorrades befestigbar. Beim Einfedern kommt es zu einer Relativbewegung zwischen dem Kolben und dem Rohr 1, wodurch die Feder und die in dem Rohr enthaltene Luft komprimiert werden. Da ein solches Federbein mit Luftdämpfung zum Stand der Technik gehört, ist eine nähere Erläuterung seiner Konstruktion und Wirkungsweise entbehrlich.
Ein wesentliches Merkmal des dargestellten Federbeins besteht darin, dass ein aus offenporigem Aluminiumschaum bestehender Mantel 2 an der Außenfläche des Rohres 1 eng anliegt und dieses vollständig umschließt. Zur Erzielung eines guten Wärmeübergangs von dem Rohr 1 zum Mantel 2 ist eine innige Berührung ohne Luftspalt anzustreben. Eine Hülse 3 aus einem luftundurchlässigen Material umschließt den Mantel 2, und sie ist auf gegenüberliegenden Seiten mit zwei Rohrstutzen 4 und 5 für den Lufteinlaß und für den Luftauslaß versehen. In dem Lufteinlaßstutzen 4 sind ein Luftfilter 6 und ein von einem (nicht gezeigten) Elektromotor angetriebenes Gebläse 7 angeordnet.
Im Fahrbetrieb wird Luft von dem Gebläse 7 angesaugt und beim Durchströmen des Luftfilters 6 gereinigt. Unter der Wirkung des Gebläses 7 wird die Luft sodann durch die offenen Poren des den Mantel 2 bildenden Aluminiumschaums hin durchgedrückt, wobei es zu einem Wärmeübergang von dem erhitzten Mantel zu der hindurchströmenenden Luft kommt. Die erwärmte Luft entweicht sodann durch den Luftauslaßstutzen 5. Die Hülse 3 schützt den offenporigen Aluminiumschaum des Mantels 2 nicht nur vor einer Verschmutzung, sondern sie begrenzt auch einen Strömungskanal, so dass die Kühlluft das Rohr 1 vollständig umströmt.
Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel könnte der Luftfilter 6 auch entfallen, wenn der Lufteinlaßstutzen 4 mit dem Luftfiltergehäuse des Fahrzeugs verbunden ist. Es ist auch eine Ausführungsform möglich, bei der das Gebläse 7 im Luftauslaßstutzen 5 angeordnet ist oder bei der sowohl im Lufteinlaß- als auch im Luftauslaßstutzen ein Gebläse angeordnet ist.

1: Rohr
2: Mantel
3: Hülse
4: Lufteinlaßstutzen
5: Luftauslaßstutzen
6: Luftfilter
7: Gebläse

Claims

Federbein mit Luftdämpfung, insbesondere für Motorräder, umfassend ein Rohr, das an einem gefederten oder ungefederten Teil eines Fahrzeugs befestigbar ist und eine Luftkammer begrenzt, in der eine Feder und ein an einem ungefederten oder gefederten Teil des Fahrzeugs befestigbarer Kolben angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus offenporigem Aluminiumschaum bestehender Mantel (2) an der Außenfläche des Rohres (1) eng anliegt und dieses zumindest teilweise umschließt.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2) das Rohr (1) vollständig umschließt.
Federbein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (3) an der Außenfläche des Mantels (2) eng anliegt und diesen vollständig umschließt, wobei die Hülse mit Ein- und Austrittsöffnungen (4, 5) für Kühlluft versehen ist, von denen zumindest einer ein Gebläse (7) zugeordnet ist.
Federbein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteintrittsöffnung (4) ein Luftfilter (6) zugeordnet ist.