DE3501651C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federbein, insbe­ sondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Stoß­ dämpfer und einer Gasfeder, deren druckgasgefüllter Federraum einen Rollbalg aufweist, welcher an einem Ende mit der Kolbenstange und am anderen Ende mit einem Stoß­ dämpfergehäuse verbunden ist, während der Stoßdämpfer einen flüssigkeitsgefüllten Zylinder als Arbeitsraum besitzt, in dem ein an der Kolbenstange befestigter Dämpfungskolben gleitet, wobei im Federraum der Gasfeder ein Ausgleichs­ raum angeordnet ist, der mit mindestens einer elastischen Begrenzungswand versehen und mit dem Arbeitsraum des Stoßdämpfers verbunden ist.

Kolbenstangendichtungen bei derartigen Federbeinen dienen zur Abdichtung des äußeren Überdruckes gegen den Innen­ raum des Schwingungsdämpfers, wobei die äußere Dichtlippe auf Grund der hohen Druckbeaufschlagung relativ hohe Reibungskräfte an der Kolbenstange erzeugt, die zwangs­ läufig das Fahrverhalten des Fahrzeuges ungünstig beein­ flussen.

Es sind bereits Vorrichtungen bekannt (z. B. DE-AS 12 16 126), bei denen die Tragfederlast über eine beweg­ liche Wand auf die sonst allseits von festen Wänden ein­ geschlossene Dämpfungsflüssigkeit abgestützt ist. Diese bewegliche Wand dient gleichzeitig dem Volumenausgleich für den Teleskop-Stoßdämpfer. Dabei steht die der größeren Arbeitsfläche des Kolbens zugeordnete Arbeits­ kammer über ein Rückschlagventil unter dem Druck der Tragfederlast. Dagegen ist die auf der Seite der kleineren Arbeitsfläche des Dämpfungskolbens liegende Arbeitskammer über ein den Flüssigkeitsstrom beim Aus­ federn des Stoßdämpfers verzögerndes Dämpfungsventil von der Tragfederlast belastet. Durch diese Maßnahme steht die U-förmig ausgebildete Kolbenstangendichtung von innen her ständig unter Überdruck. Durch die einseitige Druck­ belastung der Dichtung wird bei diesem Dämpfer eine sehr gute Abdichtung der Kolbenstange gewährleistet. Nach­ teilig ist dabei allerdings, daß auf Grund der hohen Druckbeaufschlagung der Kolbenstangendichtung relativ hohe Reibungskräfte an der Kolbenstange erzeugt werden, die das Fahrverhalten eines Fahrzeuges negativ beein­ flussen.

Darüber hinaus sind Federbeine für Kraftfahrzeuge bekannt (z. B. DE-OS 19 24 393), bei denen der konventionelle Ausgleichsraum eines Zweirohr-Stoßdämpfers zur Aufnahme einer weiteren rohrförmigen und nachgiebigen Gasexpan­ sionskammer herangezogen wird. Hierbei wird ein Gleich­ gewicht zwischen den auf den Flächen der Kolbenstangen­ dichtung einwirkenden pneumatischen und hydraulischen Drücken erzielt, jedoch ist eine solche innenliegende Membran aus einem elastisch streckbaren Werkstoff äußerst schwierig zu montieren und in den Fertigungsprozeß des Stoßdämpfers nur mit hohem Aufwand zu integrieren. Dabei ist nicht nur die Montage schwierig, sondern auch die Abdichtung der Gasexpansionskammer. Eine solche Vor­ richtung läßt nur einen Druckausgleich in Form eines Gas­ austausches zu.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfache Abdichtung eines Federbeines zusammen mit einer Gasfeder so auszubilden, daß zur Reduzierung der Dich­ tungsreibung an der Kolbenstangendichtung zwischen dem Innenraum des Stoßdämpfers und dem Federbein annähernd gleicher Druck erzielt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen dem Arbeitsraum und dem Ausgleichsraum eine dem Druckausgleich dienende, ständig offene Verbindung vorgesehen ist und als elastische Begrenzungswand das mit dem Stoßdämpfergehäuse verbundene Ende des Rollbalges eine Verlängerung aufweist, die zu beiden Seiten der in den Arbeitsraum mündenden Verbindung befestigt ist.

Vorteilhaft ist hierbei, daß zwischen dem Stoßdämpfer und dem Gasfederraum eine Verbindung vorgesehen ist, wobei der Ausgleichsraum vom Gasfederraum getrennt bleibt. Der Stoßdämpfer kann annähernd luftlos mit Öl gefüllt werden, so daß beim Einfedern die Kolbenstange die ihrem Volumen entsprechende Ölmenge durch die Verbindung in den Aus­ gleichsraum verdrängt. Die elastische Begrenzungswand wird dabei vom Druck im Gasfederraum beaufschlagt. Es entsteht ein gleicher Druck im Stoßdämpferinnenraum und im Gasfederraum, so daß an den Kolbenstangendichtungen keine Druckdifferenz anliegt. Darüber hinaus ist bei dieser Ausbildung auch die Möglichkeit einer horizontalen Einbaulage des Federbeines gegeben, wobei durch die annähernd luftlose Ölfüllung im Stoßdämpfer kein Ver­ schäumen des Dämpfungsmittels auftritt und keine speziellen Kolbenstangendichtungen notwendig sind.

Die Konstruktion ist bei Einrohr- und Zweirohrstoßdämpfern anwendbar, wobei ein konventioneller Zweirohrstoßdämpfer im Außendurch­ messer verkleinert werden kann, da der sonst notwendige separate Gasraum zur Aufnahme des Kolbenstangenvolumens entfallen kann.

Eine einfache, kostengünstige und sichere Abdichtung läßt sich in vorteilhafter Weise durch den Rollbalg selbst durch eine entsprechende Verlängerung der elastischen Begren­ zungswand ausbilden. Zur Befestigung braucht lediglich zu dem ersten notwendigen Verbindungsring noch ein weiterer Befestigungsring vorgesehen zu werden, die zu beiden Seiten des Verbindungskanales auf dem Stoßdämpfergehäuse fixiert werden. Eine solche elastische Membran ist problemlos mit dem Stoßdämpfer zu verbinden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Sie zeigt ein Federbein mit einem Rollbalg und einem Aus­ gleichsraum, teilweise geschnitten.

Das dargestellte Federbein besteht im wesent­ lichen aus dem eigentlichen Stoßdämpfer 15 und einer Gas­ feder 16. Die Gasfeder 16 wird durch einen Federraum 8 gebildet, welcher durch einen Rollbalg 11 und ein Gehäuse 17 begrenzt wird. Das Gehäuse 17 ist an der Kolbenstange 13 befestigt und der Rollbalg 11 über Befestigungsringe 2 und 3 einerseits mit dem Gehäuse 17 und andererseits mit dem Stoßdämpfergehäuse 10 verbunden. Zum Einbau in ein Fahrzeug sind an beiden Seiten des Stoßdämpfers Befestigungsvorrichtungen 18 angebracht. Das Gehäuse 17 weist einen Druckanschluß 19 zur Druckgasein­ speisung auf.

Das Stoßdämpfergehäuse 10 ist mit einem Verbindungskanal 5 versehen, der die Verbindung vom Arbeitsraum 9 des Stoßdämpferinnenraumes zum Ausgleichsraum 7 herstellt. Der Ausgleichsraum 7 ist durch die elastische Begren­ zungswand 1 gegenüber dem Federraum 8 abgetrennt. Dabei dient der Ausgleichsraum 7 zur Aufnahme des durch die Kolbenstange verdrängten Volumens und kann sich ent­ sprechend seiner Elastizität ausdehnen. Es stellt sich dabei aufgrund der elastischen Begrenzungswand 1 gleicher Druck zwischen Federraum 8 und dem Arbeitsraum 9 ein. Das Ausführungsbeispiel zeigt dabei eine elastische Begrenzungswand 1, die in Form einer Ver­ längerung 12 des Rollbalges 11 gleichzeitig Bestandteil des Rollbalges 11 ist. Dabei braucht zur Befestigung lediglich ein weiterer Befestigungsring 3 vorgesehen werden.

Claims (1)

1. Federbein, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Stoßdämpfer und einer Gasfeder, deren druck­ gasgefüllter Federraum einen Rollbalg aufweist, welcher an einem Ende mit der Kolbenstange und am anderen Ende mit einem Stoßdämpfergehäuse verbunden ist, während der Stoßdämpfer einen flüssigkeitsge­ füllten Zylinder als Arbeitsraum besitzt, in dem ein an der Kolbenstange befestigter Dämpfungskolben gleitet, wobei im Federraum der Gasfeder ein Ausgleichsraum ange­ ordnet ist, der mit mindestens einer elastischen Begrenzungswand versehen und mit dem Arbeitsraum des Stoßdämpfers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Arbeitsraum (9) und dem Ausgleichs­ raum (7) eine dem Druckausgleich dienende, ständig offene Verbindung (5) vorgesehen ist und als elastische Begrenzungswand (1) das mit dem Stoß­ dämpfergehäuse (10) verbundene Ende des Rollbalges (11) eine Verlängerung (12) aufweist, die zu beiden Seiten der in den Arbeitsraum (9) mündenden Verbindung (5) befestigt ist.