Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Luftfeder-Dämpfer-Modul, umfassend

- einen Stoßdämpfer - mit einem Außenrohr mit einem Verschluss an einem in Einbaulage nach oben wei¬ senden oberen Ende des Stoßdämpfers,

- mit einem vom oberen Ende des Stoßdämpfers beabstandeten, auf dem Außenrohr fixierten Ringflansch,

- mit einer Dämpferstange, - einen auf dem oberen Ende des Stoßdämpfers angeordneten Abrollkolben

- mit einem Kolbendeckel mit einer äußeren und einer inneren Oberfläche und einer zentrischen Öffnung für die Dämpferstange und

- mit einem Kolbenboden mit einer zentrischen Öffnung

- einen auf dem Abrollkolben angeordneten und auf dem Konussitz fixierten Luftfeder- balg mit einer dem Abrollkolben zugeordneten und einer dem Abrollkolben abgewand¬ ten Öffnung,

- eine den Luftfederbalg an der dem Abrollkolben abgewandten Öffnung verschließende Verschlussplatte,

- einen im Inneren des Luftfederbalges angeordneten Anschlagpuffer aus elastomerem Werkstoff, wobei der Abrollkolben mit der Öffnung im Kolbenboden über das obere Ende des Sto߬ dämpfers gestülpt ist und der Kolbenboden sich über den Ringfiansch auf dem Außenrohr des Stoßdämpfers abstützt.

Derartige Luftfeder-Dämpfer-Module sind vorwiegend als Federbeine an der Vorderachse in Nutzfahrzeugen im Einsatz. Durch die koaxiale, ineinander gesteckte Anordnung von Luftfeder und Stoßdämpfer in einem Luftfeder-Dämpfer-Modul lässt sich der notwendige

Einbauraum für die Federung und Dämpfung im Nutzfahrzeug verringern, was einer brei¬ teren Federspur und einem größeren Lenkwinkel zugute kommt. Der Luftfederbalg mit Verschlussplatte und Abrollkolben wirkt dabei wie eine an sich bekannte Luftfederung, das Wirkprinzip des Stoßdämpfers entspricht ebenfalls dem bekannten Stand der Technik. Die Stoßdämpfer sind häufig an ihrem in Einbaulage nach oben weisenden Ende mit einem Deckel verschlossen, der durch eine Verrollung des Außenrohres des Stoßdämpfers nach innen über den Deckel dicht in Position gehalten wird. Die Verrollung ist eine rein form¬ schlüssige Verbindung von Außenrohr und Deckel. Sie ist deshalb gegen Biegewechselbe¬ anspruchung und plastische Verformung besonders empfindlich.

Bei einer typischen Ausführungsform derartiger Luftfeder-Dämpfer-Module weist der Ab¬ rollkolben zusätzlich eine Pufferstütze auf, die innerhalb des Abrollkolbens über das obere Ende des Stoßdämpfers gestülpt ist und sich ebenfalls auf dem Ringflansch des Stoßdämp¬ fers abstützt. Der Anschlagpuffer oder eine Zusatzfeder, welche in oder an der Verschluss- platte des Luftfederbalges angeordnet sind, schlägt, beispielsweise im Falle eines Durch- schlagens der Luftfeder, auf einer am oberen Ende der Pufferstütze fixierten Prallplatte auf. Diese Konstruktion dient dazu, den Abrollkolben bei großen Lasten vor zu starker Verfor¬ mung und die Verrollung des Stoßdämpfers vor zu großen Lasten zu schützen. Nachteilig dabei ist, dass derartige Abrollkolben aufwendig, schwer und dementsprechend kostenin- tensiv sind.

Die DE 197 55 549 C2 beschreibt ein Luftfeder-Dämpfer-Modul, bei dem der Abrollkol¬ ben plan auf dem oberen Ende des Stoßdämpfers aufliegt. Die gesamte Federkraft und im Falle eines Kontaktes des Anschlagpuffers mit dem Kolbendeckel auch die gesamte Puf- ferkraft stützt sich also auf dem oberen Ende des Stoßdämpfers und der dort angeordneten Verrollung des Außenrohres ab. Ein Ringflansch am Außenrohr ist hier nicht vorhanden.

Bei dieser Lösung ist der Verschluss des Außenrohres des Stoßdämpfers sehr hohen Belas¬ tungen ausgesetzt. Ist der Verschluss als Verrollung ausgebildet, kommt es wegen der be- sonderen Empfindlichkeit der Verrollung gegenüber Biegewechselbeanspruchung leicht zu Undichtigkeiten und abnehmender Dämpferleistung.

Die DE 100 24 983 Cl zeigt eine Lösung, bei der der Abrollkolben vom oberen Ende des Stoßdämpfers beabstandet in nicht näher bezeichneter Weise fixiert ist und die Pufferkraft durch eine Schutzabdeckung auf dem verrollten Ende des Stoßdämpfers abgefangen wird. Damit die Schutzabdeckung sich im Betrieb nicht löst und um den Kontakt mit der Verrol¬ lung des Außenrohres zuverlässig zu verhindern, muss die Schutzabdeckung fest mit dem Außenrohr verbunden sein. In der vorgeschlagenen Lösung ist die Montage der Schutzab¬ deckung auf das Außenrohr erst nach der Montage des Abrollkolbens am Stoßdämpfer möglich. Eine Demontage des Stoßdämpfers, beispielsweise zum Austausch, ist hier durch die fest angebrachte Schutzabdeckung stark erschwert oder unmöglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein konstruktiv vereinfachtes Luftfeder- Dämpfer-Modul der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei dem der Verschluss des Stoßdämpfers vor hohen Belastungen geschützt ist und das eine leichte Montier- und De- montierbarkeit von Stoßdämpfer und Abrollkolben ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Betriebszustand des Luftfeder-Dämpfer- Moduls der Abrollkolben so auf dem Stoßdämpfer angeordnet ist, dass die innere Oberflä¬ che des Kolbendeckels und der Verschluss des Stoßdämpfers durch einen Spalt beabstan- det sind, wobei erst bei Auftreffen des Anschlagpuffers auf den Kolbendeckel und Über¬ schreiten einer dabei auftretenden vorbestimmten Last auf den Kolbendeckel die innere Oberfläche des Kolbendeckels auf dem Verschluss des Stoßdämpfers aufsetzt.

Durch den Spalt zwischen innerer Oberfläche des Kolbendeckels und Stoßdämpfer wird der Verschluss im Normalbetrieb überhaupt nicht durch die Luftfeder belastet. Alle Kräfte werden über den Abrollkolben auf den Ringflansch des Außenrohres des Stoßdämpfers übertragen. Bei Kontakt des Anschlagpuffers mit dem Kolbendeckel verformt sich zu¬ nächst der Abrollkolben elastisch, so dass der Spalt kleiner wird. Bei Überschreiten einer bestimmten Last setzt die innere Oberfläche des Kolbendeckels auf dem oberen Ende des Stoßdämpfers auf. Erst jetzt muss der Verschluss des Stoßdämpfers Kräfte aufnehmen, die gegenüber dem Stand der Technik um den Betrag kleiner sind, den der Kolbendeckel an Kräften aufnimmt. Besonders vorteilhaft ist dies, wenn der Verschluss des Stoßdämpfers

mit einer Verrollung ausgeführt ist, da diese durch die erfindungsgemäße Lösung weitge¬ hend vor beschädigenden Belastungen geschützt ist.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist auf der dem Anschlagpuffer abgewandten inneren Oberfläche des Kolbendeckels zentrisch ein napfförmiger Zentrierflansch mit einer dem Kolbendeckel zugewandten, konischen Bodenringfläche und einer konischen, über den Stoßdämpfer stülpbaren Zarge fixiert, wobei Abrollkolben und Stoßdämpfer so zuein¬ ander angeordnet sind, dass in unbelastetem Zustand des Luftfeder-Dämpfer-Moduls der Zentrierflansch und der Verschluss des Stoßdämpfers durch einen Spalt beabstandet sind, wobei erst bei einer vorbestimmten Last der Zentrierflansch auf dem Verschluss des Sto߬ dämpfers aufsetzt.

Der Zentrierflansch erleichtert den Zusammenbau von Stoßdämpfer und Abrollkolben. Der Stoßdämpfer lässt sich einfach in den Abrollkolben einführen und wird an seinem oberen Ende durch die konische Zarge des Zentrierflansches geführt. Dadurch wird ein Auskni¬ cken des Luftfeder-Dämpfer-Moduls an der Verbindung von Abrollkolben und Stoßdämp¬ fer verhindert. Der Zentrierflansch ist ein einfaches, leichtes Bauteil und bereits bei der Herstellung des Abrollkolbens einfach anbringbar. Somit entfällt ein zusätzlicher Monta¬ geschritt. Der Zentrierflansch muss nicht auf dem Außenrohr des Stoßdämpfers fixiert werden, was eine einfache Montage und Demontage des Stoßdämpfers ermöglicht.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Zentrierflansch als Ausstülpung des Kolbendeckels direkt aus dem Material des Kolbendeckels ausgeformt.

Diese Anordnung hat den Vorteil, dass kein separater Arbeitsgang zur Befestigung des Zentrierflansches am Kolbendeckel notwendig ist.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbendeckel mindestens teilweise als zentrische konkave Pufferanschlagfläche so ausgebildet ist, dass beim Auftreffen des Anschlagpuffers auf die Pufferanschlagfläche Abrollkolben und An¬ schlagpuffer zentrisch zueinander ausgerichtet sind.

Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass der Anschlagpuffer durch die konkave Puf¬ feranschlagfläche geführt wird. Dadurch ist die Gefahr des Ausknickens des Luftfeder- Dämpfer-Moduls, beispielsweise durch außermittige Belastungen reduziert.

In einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung ist auf dem oberen Ende des Stoßdämp¬ fers eine Stoßdämpfer-Schutzabdeckung aufgesteckt, wobei der Abrollkolben so auf dem Stoßdämpfer angeordnet ist, dass die innere Oberfläche des Kolbendeckels und die Sto߬ dämpfer-Schutzabdeckung durch einen Spalt beabstandet sind, wobei erst bei Auftreffen des Anschlagpuffers auf den Kolbendeckel und Überschreiten einer dabei auftretenden vorbestimmten Last auf den Kolbendeckel die innere Oberfläche des Kolbendeckels auf der Stoßdämpfer-Schutzabdeckung aufsetzt.

Die Stoßdämpfer-Schutzabdeckung an sich ist bekannt. Die erfindungsgemäße Lösung hat jedoch den Vorteil, dass erst bei Überschreiten einer bestimmten Last die innere Oberflä¬ che des Kolbendeckels auf der Stoßdämpfer- Schutzabdeckung aufsetzt und diese erst dann Kräfte aufnehmen muss. Diese Kräfte werden aufgrund der Führung der Stoßdämpfer- Schutzabdeckung durch das Stoßdämpfer- Außenrohr gleichmäßig auf den Verschluss des Stoßdämpfers übertragen. Punktförmige Belastungen des Verschlusses werden so vermie- den. Außerdem stützt sich die Stoßdämpfer-Schutzabdeckung am Außenrohr des Sto߬ dämpfers ab, so dass durch die zwischen Schutzabdeckung und Außenrohr herrschende Reibung ein Teil der auf die Schutzabdeckung wirkenden Kräfte aufgenommen wird. Da¬ mit ist eine besonders gute Schonung des Stoßdämpferverschlusses gegeben. Durch einen gegenüber dem Stand der Technik verringerten Durchmesser der Schutzabdeckung ist die Demontierbarkeit des Kolbens sichergestellt.

In einer weiteren Ausfuhrung der Erfindung weist die Stoßdämpfer-Schutzabdeckung ei¬ nen in Einbaulage nach oben weisenden zentrischen Zentrierbund auf, der so angeordnet ist, dass er zwischen der Dämpferstange und dem Kolbendeckel vertikal in die Öffnung des Kolbendeckels eingreift.

Der Vorteil dieses Bundes ist, dass die Stoßdämpfer-Schutzabdeckung und damit der Sto߬ dämpfer gegenüber dem Abrollkolben zentrisch geführt ist. Dadurch ist die Gefahr des Ausknickens des Luftfeder-Dämpfer-Moduls im Belastungsfall verringert.

Anhand der Zeichnung werden nachstehend drei Ausführungsbeispiele der Erfindung nä¬ her erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Luftfeder-Dämpfer-Modul in montiertem Zustand als Teil¬ längsschnitt, Fig. 2 eine Ausschnittvergrößerung des Kolbendeckelbereiches des Luftfeder-Dämpfer- Moduls in unbelastetem Zustand als Teillängsschnitt,

Fig. 3 eine Ausschnittvergrößerung des Kolbendeckelbereiches eines Luftfeder-Dämpfer- Moduls mit Stoßdämpfer-Schutzabdeckung in unbelastetem Zustand als Teillängs¬ schnitt und Fig. 4 eine Ausschnittvergrößerung des Kolbendeckelbereiches eines Luftfeder-Dämpfer- Moduls mit Stoßdämpfer-Schutzabdeckung mit Zentrierbund in unbelastetem Zu¬ stand als Teillängsschnitt

Das in Fig. 1 gezeigte erfϊndungsgemäße Luftfeder-Dämpfer-Modul weist einen Stoß- dämpfer 1 mit einem Ringflansch 2, ein Auge 3 zur Befestigung des Stoßdämpfers 1 an einem Fahrwerk einer Nutzfahrzeugkarosserie und eine Dämpferstange 4 auf. Das Fahr¬ werk und die Nutzfahrzeugkarosserie sind hier nicht gezeigt. Auf dem oberen Ende des Stoßdämpfers 1 ist ein Abrollkolben 5 aufgesetzt, der sich auf dem Ringflansch 2 abstützt. Der Abrollkolben 5 weist einen Kolbendeckel 6 auf. Zentrisch im Kolbendeckel 6 ist ein Konussitz 7 angeordnet, wobei der Konussitz 7 eine ins Kolbeninnere konkav gewölbte gelochte Pufferanschlagfläche 8 aufweist. Durch das Loch 9 ist die Dämpferstange 4 durch die Pufferanschlagfläche 8 hindurchgeführt.

Auf dem Konussitz 7 ist ein Luftfederbalg 10 aufgesetzt, der auf dem Abrollkolben 5 ab- rollt und mit einem Dichtwulst 11 eine luftdichte Verbindung zwischen Abrollkolben 5 und Luftfederbalg 10 bildet. Der Luftfederbalg 10 ist an seinem oberen Ende mit einer

Verschlussplatte 12 luftdicht verschlossen. Mittig in der Verschlussplatte 12 ist ein Sto߬ dämpferlager 13 angeordnet, an dem die Kolbenstange 4 des Stoßdämpfers 1 befestigt ist. An der Verschlussplatte 12 ist außerdem ein in das Innere des Luftfederbalges 10 weisen¬ der Anschlagpuffer 14 befestigt. Der Anschlagpuffer dient dazu, bei hohen Belastungen des Luftfeder-Dämpfer-Moduls einen direkten Kontakt der Verschlussplatte 12 mit dem Abrollkolben 5 zu verhindern. Federt der Luftfederbalg 10 über die betriebsgemäße Einfe- derung hinaus ein, trifft der Anschlagpuffer 14 auf die Pufferanschlagfläche 8 des Abroll¬ kolbens 5. Auf der Unterseite der Pufferanschlagfläche 8 ist ein Zentrierflansch 15 ange¬ schweißt.

In Fig. 2 ist der Deckelbereich des Abrollkolbens 5 im unbelasteten Zustand im Längs¬ schnitt dargestellt. Der Zentrierflansch 15 weist eine Bodenringfläche 16 und eine konische Zarge 17 auf. Die Konizität dient einer erleichterten Montage. Der Stoßdämpfer weist ein Außenrohr 18 und einen Deckel 19 auf. Das Außenrohr 18 ist am oberen Ende durch eine Verrollung 20 gegen den Deckel 19 verschlossen. Zwischen Zentrierflansch 15 und Sto߬ dämpfer 1 liegt ein Spalt 21. Es besteht in diesem Betriebszustand kein Kontakt zwischen dem Zentrierflansch 15 und der Verrollung 20. Dadurch wird die empfindliche Verrollung 20 im Normalbetrieb des Luftfeder-Dämpfer-Moduls geschont. Erst bei hohen Belastungen federt die Pufferanschlagfläche 8 so weit nach unten durch, dass der Zentrierflansch 15 sich auf dem Außenrohr 18 des Stoßdämpfers 1 abstützt.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Luftfeder- Dämpfer-Moduls im Teillängsschnitt dargestellt. Auf dem oberen Ende des Stoßdämpfers 1 ist eine Stoßdämpfer-Schutzabdeckung 22 fixiert, die auf dem Verschluss 20 des Stoß- dämpfers aufliegt und sich um das Außenrohr 18 des Stoßdämpfers 1 herumgreifend axial um eine vorbestimmte Länge erstreckt. Dadurch ist die Schutzabdeckung 22 gegen den Stoßdämpfer 1 axial geführt. Die Schutzabdeckung 22 sitzt stramm auf dem Außenrohr 18 auf, so dass zwischen Außenrohr 18 und Schutzabdeckung 22 eine Reibungszone 23 aus¬ gebildet ist, die in axialer Richtung wirkende Kräfte auf die Schutzabdeckung 22 mindes- tens teilweise aufnehmen kann. Einerseits werden mit dieser Schutzabdeckung 22 bei Auf¬ setzen des Kolbendeckels 6 auf die Schutzabdeckung 22 auftretende Kräfte auf den Ver-

Schluss 20 des Stoßdämpfers 1 gut verteilt, andererseits werden diese Kräfte in der Rei¬ bungszone 23 zwischen Außenrohr 18 des Stoßdämpfers 1 und Schutzabdeckung 22 redu¬ ziert. Dies führt zu einer verbesserten Schonung des Verschlusses 20 des Stoßdämpfers 1. Der Durchmesser der Schutzabdeckung 22 ist kleiner als der Durchmesser der Öffnung im Boden des Abrollkolbens 5, so dass eine Demontierbarkeit des Abrollkolbens 5 vom Sto߬ dämpfer 1 gegeben ist.

Die Fig. 4 zeigt ein Luftfeder-Dämpfer-Modul ähnlich dem Luftfeder-Dämpfer-Modul aus Fig. 3. Zusätzlich weist in dieser Ausführung die Stoßdämpfer-Schutzabdeckung 22 einen axial nach oben aus der Schutzabdeckung 22 herausragenden Zentrierbund 24 auf, der spielbehaftet zwischen Dämpferstange 4 und Kolbendeckel 6 in die Öffnung 9 des Kol¬ bendeckels 6 hineinragt. Durch diesen Zentrierbund 24 wird die Schutzabdeckung 22 und damit der Stoßdämpfer 1 gegen den Abrollkolben 5 geführt, wodurch ein Ausknicken des Luftfeder-Dämpfer-Moduls bei ggf. auftretenden Querkräften verhindert werden kann.

Bezugszeichenliste

(Teil der Beschreibung)

1 Stoßdämpfer

2 Ringflansch

3 Befestigungsauge

4 Dämpferstange

5 Abrollkolben 6 Kolbendeckel

7 Konussitz

8 Pufferanschlagfläche

9 Öffnung in der Pufferanschlagfläche 8

10 Luftfederbalg 11 Dichtwulst des Luftfederbalges 10

12 Verschlussplatte

13 Stoßdämpferlager

14 Anschlagpuffer

15 Zentrierflansch 16 Bodenringfläche des Zentrierflansches 15

17 Zarge des Zentrierflansches 15

18 Außenrohr des Stoßdämpfers 1

19 Deckel des Stoßdämpfers 1

20 Verschluß des Stoßdämpfers 1 21 Spalt

22 Stoßdämpfer-Schutzabdeckung

23 Reibungszone zwischen Schutzabdeckung 22 und Außenrohr 18

24 Zentrierbund