Die Erfindung betrifft ein Gasfedersystem zur Abstützung von Radaufhängungen oder Achsen an einem Fahrzeugaufbau mit einem zwischen einer radtragenden oder radführenden Anbindung und einer fahrzeugaufbauseitigen Anbindung angeordneten Schlauch¬ rollbalg, der zwischen einem Abstützelement und einem mit ei¬ nem druckfesten Hohlraum ausgestatteten Abrollkolben montiert ist, wobei das Abstützelement und der Abrollkolben über ein zentrales Schubgelenk aneinander geführt sind.

Aus der DE 35 26 156 Al ist ein Feder-Dämpfersystem mit ei¬ nem Schubgelenk und einem druckfesten, hohlen Abrollkolben bekannt. Der Abrollkolben ist bei diesem Feder-Dämpfersystem permanent über eine kleine Bohrung mit dem Balgraum pneuma¬ tisch verbunden.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein kombiniertes Gasfedersystem zu entwickeln, das einen Verdrän¬ ger beinhaltet, der sein Gasvolumen auf einfache Weise fede- rungshubabhängig ändert. Das System soll kostengünstig, war¬ tungsarm und sicher funktionieren.

Das Problem wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. An dem den Schlauchrollbalg am Fahrzeugaufbau abstützenden Ab¬ stützelement ist dazu ein Steuerrohr angeordnet. Letzteres ist an seiner Außenwandung bereichsweise tailliert, trägt Sicken oder weist Öffnungen von Kanälen auf. Der Hohlraum des Abrollkolbens hat eine Steuermanschette, die das Steuerrohr zumindest hubbereichsweise mit Steuerspiel umgreift und abhängig vom Einfederungshub den taillierten Bereich, die Sicken oder Öffnungen ganz oder teilweise überdeckt.

Das beim Einfedern in den Abrollkolben eintauchende Steuerrohr wirkt als pneumatischer Ventilschieber, der abhängig vom Federweg die Gasvolumina des Rollbalges und des Abrollkolbenhohlraumes verbindet oder trennt. Die genaue Führung des achs- oder radaufhängungsseitig fixierten Abrollkolbens mittels der am Fahrzeugaufbau angelenkten Kolbenstange des den Abrollkolben tragenden Stoßdämpfers ermöglicht auf einfache Weise die Ventilschieberfunktion des Steiαerrohrs. Anstelle des Dämpfers kann auch ein in der Bohrung des Steuerrohres geführter achs- oder radaufhängungsseitig gelagerter und den Abrollkolben tra¬ gender Bolzen verwendet werden.

Wird, als Schubgelenk z.B. ein sog. Nutstoßdämpfer verwendet, also ein Dämpfer, der z.B. an der Innenfläche der den Kolben führenden Zylinderwandung bereichsweise eine oder mehrere nutförmig-e Überströmkanäle aufweist, kann die Dämpferkraft über den Federhub an die Federsteifigkeit angepasst werden. Hierbei entspricht dann die Nutlänge und -läge des Überströmkanals im Dämpfers dem taillierten oder mit Sicken ausgestatteten Bereich des Steuerrohres.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Un- teransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform:

Figur 1: Gasfedersystem mit einem Schlauchrollbalg und Innenführung in Mittelstellung; Figur 2: wie Figur 1, aber eingefahrene Position; Figur 3: wie Figur 1, aber ausgefahrene Position; Figur 4: Steuerrohr mit vier breiten Sicken; Figur 5: Querschnitt zu Figur 4; Figur 6: Steuerrohr mit Taille; Figur 7: Querschnitt zu Figur 6; Figur 8: Steuerrohr mit vier Kanälen; Figur 9: Querschnitt zu Figur 8; Figur 10: Steuerrohr mit vier schmalen Sicken; Figur 11: Querschnitt zu Figur 10; Figur 12: Steuerrohr mit innenliegenden Kanälen.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein in der Regel in Kraftfahirzeugen eingebautes Gasfedersystem, das z.B. pro gefederten Rad zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Achse bzw. der entsprechenden Einzelradaufhängung eingebaut ist. Im Ausführungsbeispiel ist der die Federung übernehmende pneumatische Verdränger (10) um einen hydraulischen Stoßdämp¬ fer (1) herum angeordnet. Der Stoßdämpfer (1) hat hierbei u.a. die Funktion eines Schubgelenks, das beim Ein- und Ausfedern die präzise Relativbewegung der Federungsbauteile gewährleistet.

Der Verdränger (10) besteht u.a. aus einem Abstützele¬ ment (11) , einem Abrollkolben (50) und einem beide Teile ver¬ bindenden Schlauchrollbalg (15) .

In den Figuren 1 bis 3 sind vom Stoßdämpfer (1) das Dämpfer¬ rohr (2) und die Kolbenstange (4) dargestellt. Innerhalb des Gasfedersystems ist die Kolbenstange (4) mit ihrem oberen freien Ende in eine zentrale Gewindebohrung (12) des Abstütz¬ elements (11) bzw. der Kopfplatte eingeschraubt. An der Kopf- platte (11) ist oberhalb der Gewindebohrung (12) ein Lager¬ auge (13) angeformt. Über dieses Lagerauge (13) ist das Gas- federsysteτn am Fahrzeugaufbau gelenkig abgestützt. Die gelen¬ kige Anbindung an der Radaufhängung oder der Achse erfolgt beispielsweise über ein am unteren Ende des Dämpferrohres (2) befestigtes Lagerauge. Letzteres ist hier nicht dargestellt.

Als Hubbegrenzung des Dämpfers (1) sitzt unterhalb der Kopf¬ platte (11) auf der Kolbenstange (4) ein gummielastischer An¬ schlagpuffer (9) .

Die Kopfplatte (11) ist im Wesentlichen eine runde flache Scheibe, an der sich der Schlauchrollbalg (15) mit seinem oberen Bereich abstützt. An der Kopfplatte (11) ist z.B. zentral ein Steuerrohr (20) über einen angeformten Flansch (21) angeschraubt. Am Außenrand des auf der Kopfplatte (11) zentrierten Flansches (21) liegt der obere Wulst (16) des Schlauchrollbalges (15) an.

Das Steuerrohr (20) , das innerhalb des Gasfedersystems die Funktion eines VentrLlgliedes hat, weist eine zentrale Durch¬ gangsbohrung (22) auf. Mit der Wandung dieser Bohrung (22) gleitet im Ausführurαgsbeispiel das Steuerrohr (20) auf dem Außenmantel des Dämpferrohres (2) . Die Bewegungsfuge ist mit einem Dichtelement (27) abgedichtet. In diesem Fall hat der Innenraum (29) des Steuerrohres (20) eine - hier nicht darge¬ stellte - Umgebungsentlüftung ins Freie.

Alternativ kann der Durchmesser der Bohrung (22) erheblich großer sein als der Durchmesser des Außenrohres (2) des Dämp¬ fers (1) . Hier addiert sich dann das Volumen des Innenrau¬ mes (29) zum HohlrauLmvolumen des Abrollkolbens (50) .

Die Außenwandung (30) des Steuerrohres (20) hat nach den Figuren 1 - 3 im mittleren Bereich vier Sicken (32) bzw. Ab¬ flachungen, vgl. auch Figuren 4 und 5. Nach den Figuren 6 und 7 kann in die Außenwandung (30) anstelle der Abflachungen (32) auich eine zusammenhängende, umlaufende Taille (31) eingearbeitet sein. In den Figuren 8 und 9 sind als weitere Variante in der Außenwandung (30) spiralförmig gewundene Kanäle (34) mit z.B. rechteckigem Einzelquerschnittspr-ofil vorgesehen, wobei beispielsweise die Steigung benachbarter Kanäle gegenläufige Steigungen haben. Kanäle oder Sicken (33) mit halbrundem Einzelquerschnitt werden in den Figuren 10 und 11 gezeigt.

Zumindest ein Teil der Kanten der Taille (31) , der Sicken (32, 33) und der Kanäle (28, 34) sowie ggf. die Bohrungskanten (43, 44) können abgerundet und/oder poliert werden, um auftretende Stxömungswiderstände zu minimieren. Auch sollte das Verhältnis zwischen Querschnittsfläche und Querschnittsumfang mögliclit groß sein.

Anstelle der außenliegenden Sicken (32, 33) , Taillen (31) und Kanäle (34) werden im Steuerrohr (20) nach Figur 12 innenlie¬ gende Kammern (28) oder Kanäle verwendet. Dazu ist das Steuerrohr (20) im SteuerJoereich beispielweise mittels einer Gleithülse (40) doppelwandig aufgebaut. Die Gleithülse (40) ist z.B. mit zwei Dichtringen (45) abgedichtet auf dem Steuerrohr (20) aufgeschraubt. Sie hat hier im oberen und unteren Bereich beispielsweise eine Vielzahl von radialen Bohrungen (41) , Schlitzen oder sonstigen Ausnehmungen. Die unteren Ausnehmungen (42) kommunizieren mit den oberen Ausnehmungen (41) über eine umlaufende Ringnut (28) oder einzelne ggf. untereinander verbundenen Kanälen. Zur Vergrößerung der Kanalqueitrschnitte können auch in der Innenwandung der Gleithülse (40) Ringnuten und/oder Kanäle vorhanden sein.

Der Abrollkolben (50) ist ein nach unten offener büchsenförmiger Hohlkörper. Der Hohlkörper hat u.a. zur Abstützung des Schlauchrollbalgs (15) eine z.B. zylindrische Wandung (51) . Er ist mit einem eingeschweißten z.B. nach unten gewölbten Deckel (52) verschlossen. Der Deckel (52) hat eine zentrale Bohrung, die mittels eines Montageflansches (53) verstärkt ist, vgl. Figur 12. Der Montageflansch (53) liegt auf einem am Dämpferaußenrohr (2) angeschweißten Tellerflansch (3) auf. Dort wird der Abrollkolben (50) mit Hilfe eines Federringes (54) gehalten. Zwischen dem Tellerflansch (3) und dem Montageflansch (53) ist eine Dichtung angeordnet, so dass der Abrollkolben (50) gasdicht am Außenrohr (2) des Dämpfers (1) befestigt ist.

Der nach oben orientierte Boden (59) der Abrollkolbens (50) hat z.B. ebenfalls eine zentrale Öffnung, die mit einer rohr- förmig gestalteten Steuermanschette (60) versehen ist. Letz¬ tere steht nach oben über den Bocäen (59) mindestens soweit über, dass sie eine radiale Anlage für den unteren Wulst (17) des Schlauchrollbalges (15) bilden kann.

Die Bohrung (61) der Steuermanscnette (60) hat einen Innen¬ durchmesser, der geringfügig gröSer ist als der Durchmesser der Außenwandung (30) des Steuerr-ohres (20) . Die Steuerman¬ schette (60) bildet zusammen mit dem Steuerrohr (20) ein Längsschieberventil. In der Bohriαng (61) befindet sich bei¬ spielsweise mindestens eine Ringnut zur Aufnahme eines Dicht- elements (65) . Dieses Dichtelement (65) ist z.B. ein O-Ring, ein Kolbendichtring oder dergleichen.

Bei der Darstellung nach Figur 1 befindet sich die Steuerman¬ schette (60) im Bereich der Sicken (32) oder der Taille (31), dem sog. Komforthubbereich (6), vgl. Figur 2. Die Querschnitte der Taille (31) , die Querschnittssumme der Sicken (32, 33) oder die Querschnittssumme der Kanäle (34) vermindern den Steuerrohrquerschnitt um einen sog. Überströmquerschnitt. Letztere S-Lnd die in den Figuren 5, 7, 9 und 11 außenliegenden nicht schraffierten Bereiche. Die Fläche des Überströmquerschnittes beträgt zwischen 5 bis 20% der maximalen Querschnittsfläche des Balgraumes (19) im montierten Zustand. Die obere (63) und die untere Steuerkante (64) der Steuerman¬ schette (60) haben einen Abstand, der kleiner ist als der Ab¬ stand der am weitesten auseinanderliegenden Bereiche der Steuerkanten (35, 36) am Steuerrohr (20) . Diese Abstände werden jeweils in Hubrichtung gemessen. Hier kann die Steuermanschette (60) die Taille (31), ciie Sicken (32, 33) oder die Kanäle (34) nicht vollständig abdecken. Die Steuermanschette (60) hat in den Figuren 1 - 11 also eine negative Schaltüberdeckung. Folglich kommunizieren in einem Federhubbereich (6) , bei dem beide Steuerkanten (63, 64) der Steuermanschette (60) zuzüglich eines Minimalabstandes innerhalb des Bereiches zwischen der oberen (35) und unteren Steuerkante (36) des Steuerrohres (20) bleiben, das Gas des Balgraums (19) mit dem Gas des Hohlraums (69) . Hierdurch ist die Federsteifigkeit relativ gering, so dass auf gut ausgebauter Fahrbahn ein komfortables Fahren möglich ist. Das Maß für den Minimalabstand errechnet sich aus dem erforderlichen Überströmquerschnitt.

Zur Minderung des Verschleißes der Dichtungen (65) in der Steuermanschette (60) werden die Kanäle (34) , vgl. Figur 8, z.B. schräg angeordnet.

Bei der Konstruktion nach Figur 12 wird im Komforthubbe¬ reich (6) das beschriebene Kommunizieren ebenfalls erreicht, solange sich die obere Steuerkante (63) unterhalb der Boh¬ rungssteuerkanten (43) und die untere (64) oberhalb der Boh¬ rungssteuerkanten (44) bewegen. Bei beiden Varianten werden die Überströmquerschnitte so großflächig gewählt, dass sich im Hubbereich (6) keine merkliche Drosselwirkung einstellt. Hierdurch kann eine unnötige Erwärmung u.nd ein störendes Pfeifgeräusch vermieden werden. Um bei einem Kontaktieren der gegenseitigen. Steuerkanten (35, 63) und (36, 64) , vgl. speziell Figuren 6 und 7, keine sprunghafte Federsteifigkeitsänderung herbeizuführen, können zumindest an einem Teil der Steuerkanten (35) zusätzliche Feinsteuerkanten (37) eingearbeitet sein, vgl. Figur 6.

Soll das Gasfedersystem auf ein Fahren mit höherer Federstei- figkeit umgestellt werden, wird im Balgraum (19) zunächst die Gasmenge verringert. Die Steuermanschette (60) , zumindest ihre obere Steuerkante (63), bewegt sich niαn vorwiegend oberhalb der oberen Steuerkante (35) bzw. oberhalb der oberen Bereiche dieser Steuerkanten im sog. Sporthubbereich (7) . Auf diese Weise ist das am Federn beteiligte Gasvolumen auf die im Balgraum (19) vorhandene Gasmenge begrenzt.

Die Variante aus Figur 12 zeigt ebenfalls diesen Lastfall. Die Steuermanschette (60) verdeckte für den. üblichen Sporthubbereich (7) die oberen Bohrungen (41) bzw. die Bohrungssteuerkanten (43) . So wird ein Gasaustausch mit dem Abrollkolbenhohlraum (69) verhindert. Hier wirkt die Steuermanschette (60) mit positiver Schaltüberdeckung.

In beiden Fällen gewährleistet die hohe Feclersteifigkeit eine sichere Radführung auf unebenen Fahrbahnen.

In Figur 3 befindet sich die Steuermanschette (60) mit ihrer oberen Steuerkante (63) unterhalb der Sicken (32) . Der Fahr¬ zeugaufbau hat durch Aufpumpen des Schlauchrollbalgs (15) eine besonders große Bodenfreiheit. Die Gasvolumina des Balg¬ raums (19) und des Abrollkolbenhohlraums (S9) sind - zumindest wenn sich die untere Steuerkante (64) unterhalb der Steuerkante (36) befindet - voneinander getrennt, womit die Federsteifigkeit relativ hoch ist. Ggf. kann diese Einstellung zum Fahren im Gelände benutzt werden.

In der Regel ist der Balgraum (19) zumindest zeitweise über gasführende, absperrbare Leitungen mit einem entsprechenden Gasspeicher und/oder einer Kompressoranlage verbunden. Eine Ventilsteuerung und Lage_regelung vervollständigt das Gasfedersystem zu einer ISTiveauregulierung.

In den Figuren 1 bis 12 ist das Steuerrohr (20) als reguläres Rohr mit einer zylindrischen Außenkontur und einer zylindri¬ schen Bohrung (22) beschurieben. Ebenfalls wird die Bohrungs¬ wandung (62) als zylindrisch dargestellt. Selbstverständlich kann das Steuerrohr (20) im Querschnitt auch ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Vieleckprofil sein, das zudem irn Quer¬ schnitt auch nicht vollständig geschlossen sein muss. Auch kann das Steuerrohr (20) in mehrere einzelne, nebeneinander angeordnete Rohre oder Prtrofile aufgeteilt sein. In allen Fäl¬ len sind der oder die offenen Querschnitte der Steuerman¬ schette (60) an diesen oder an diese Steuerrohrquerschnitte angepasst. Bezugszeichenliste

Stoßdämpfer, Schubgelenk Außenrohr, Dämpferrohr Tellerflansch Kolbenstarxge

Komforthub>, Komforthubbereich Sporthub, Sporthubbereich

Anschlagpmffer

Verdrangerr Abstützelement, Kopfplatte GewindebohLrung Lagerauge

Schiauchro1lbalg Wulst, oben; unten Balgraum

Steuerrohrr Flansch Bohrung, Znnenwandung

Dichtelement Ringnut, Kanäle Innenraum

Außenwandiαng Taille, taillierter Bered_ch , 33 Sicke , Kanäle , 36 Steuerkante, oben; unten Feinsteuerkanten Überströmquerschnitt

Gleithülse Bohrungen, oben,- Ausnehmumgen Bohrungen, unten; Ausnehnnungen , 44 Bohrungssteuerkanten, oben, unten; Öffnungen Dichtringe

Abrollkolben, Abrolltopf, büchsenförmig Wandung Deckel Montageflansch Federring

Boden Steuermanschette Bohrung Bohrungswandung , 64 Steuerkanten, oben, untera. Dichtelement , O-Ring , Kol_benring

Hohlraum