DE102005051706B3

DE102005051706B3 - Luftfeder

Info

Publication number: DE102005051706B3
Application number: DE200510051706
Authority: DE
Inventors: Thomas Nowotka
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2025-10-29
Also published as: FR2892784A1; FR2892784B1

Abstract

Luftfeder, umfassend einen schlauchartigen Rollbalg, der an seinen Enden mit einem Verschlusselement verbunden ist, so dass ein Federraum vorliegt, wobei ein den Rollbalg umschließendes Vorspannelement eine Vorspannkraft über den Rollbalg auf das Verschlusselement ausübt und das Vorspannelement von einem wickelbaren Bindeelement gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein wesentliches Kriterium für die Lebensdauer einer Luftfeder besteht in der druckdichten Verbindung zwischen einem Rollbalg und einem den Federraum begrenzenden Bauteil wie z. B. einem Luftfederdeckel oder einem Abrollrohr.

Für die Verbindung des Rollbalgs sind verschiedene Konstruktionsprinzipien bekannt. Ein Grundproblem besteht darin, dass die Wandstärke des Rollbalgs relativ stark toleranzbehaftet ist. Die DE 29 04 522 A1 zeigt einen Rollbalg mit einem einvulkanisierten Spannring. Diese Bauweise verteuert den Rollbalg ungemein. Aus der DE 43 42 888 C1 ist ein Rollbalg mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Gewebeeinlage bekannt, die für eine radiale Vorspannung sorgen soll. Eine besonders aufwändige Vorspanntechnik ist aus der DE 29 05 791 A1 bekannt, bei der mittels Spannschrauben und Spannring der Rollbalg geklemmt wird.

In der Praxis sehr weit verbreitet ist die Rollbalgbefestigung mittels eines Klemmrings, wie z. B. in der DE 30 07 858 A1 beschrieben. Aufgrund der Wandstärken- und damit Durchmessertoleranz des Rollbalgs muss ein relativ großes Toleranzfeld abgedeckt werden. Das hat zur Folge, dass der Klemmring auf den ungünstigsten Einbaufall dimensioniert wird. Diese Grundauslegung führt jedoch dazu, dass der Luftfederdeckel oder das Abrollrohr vielfach unnötig stark belastet und selbst entsprechend dickwandig konstruiert werden.

Die DE 199 35 402 C2 oder die DE 100 56 571 C1 beschreiben ein Verfahren, bei dem der Klemmring kraftgesteuert vorgespannt wird. Mit diesem Verfahren kann eine Überbelastung des Luftfederdeckels oder des Abrollrohres vermieden werden.

Aus der JP 2000-320-596 A ist ein spiralförmiger Klemmring für einen Rollbalg bekannt. Ein derartiger Klemmring erzeugt seine radiale Klemmkraft aus der eigenen Vorspannung, die nicht mehr veränderbar ist, da sich der Klemmring aufgrund des Federmaterials nicht plastisch verformen lässt.

Aus der gattungsbildenden US 3 066 929 ist ein Federelement bekannt, deren Rollbalg mit einem mehrfach umschlingenden Draht an einem Verschlusselement befestigt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Alternative zu dem kraftgesteuerten Schließverfahren des Klemmrings zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Bindeelement mit einer anschmelzbaren Beschichtung ausgeführt ist.

Nach dem Umwickeln und anschließender Abkühlung lässt sich die Beschichtung zu einer Verbundmasse verändern, so dass die Vorspannung des Bindelements erhalten bleibt, auch bei Feuchtigkeitseinwirkung.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass man für verschiedene Rollbalgdurchmesser keinen jeweils angepassten Klemmring benötigt, sondern nur die Länge des Bindeelements variiert, das von einer Wickelspule abgenommen werden kann. Die Vorspannung des Bindeelements kann in einer Wickelvorrichtung sehr leicht kontrolliert werden, indem man in einer Aufnahme die Luftfeder positioniert und einen Wickelkopf mit der Wickelspule entsprechend zur Luftfeder verstellbar lagert.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das Bindeelement elastisch ausgeführt, indem man beispielsweise einen Nylonfaden verwendet.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das Bindeelement als ein Multifilament ausgeführt. Dabei werden mehrere Endlosfäden zu einem Gesamtfaden verbunden, der sehr große Zugspannungen übertragen kann.

Das Bindeelement kann beispielsweise einen glasartigen Grundkörper aufweisen.

Das Bindeelement kann über den Umschlingungswinkel einen sich periodisch ändernden Steigungswinkel aufweisen, um die Gefahr des Abwickelns oder des Vorspannungsverlustes zu vermeiden. Die Decklage des Bindeelements stützt die Grundlage.

Eine weitere Möglichkeit das Lösen des Bindeelements zu verhindern besteht darin, dass das Bindeelement von einer Schutzmanschette eingehüllt wird. Der kritische Bereich ist das Fadenende.

Als zusätzliche Maßnahme zur Verbesserung der Verbindung zwischen dem Rollbalg und dem Verschlusselement besteht die Möglichkeit, dass das Verschlusselement im Kontaktbereich mit dem Rollbalg ein dem Wickelverlauf des Bindeelements angepasstes Oberflächenprofil aufweist.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die Figur zeigt eine Luftfeder 1 mit einem schlauchartigen Rollbalg 3, der mit seinem unteren Ende an einem Verschlusselement in der Bauform eines Abrollrohres 5 verbunden ist. Ein oberes Ende wird von einem Deckel 7 als Verschlusselement begrenzt, so dass ein Federraum 9 vorliegt.
Der Rollbalg 3 ist als Bandmaterial auf Länge geschnitten und verfügt über einen gleichmäßigen Aufbau. Besondere Verstärkungsringe sind nicht vorhanden. Zur Fixierung des Rollbalgs 3 an den Verschlusselementen dient ein Vorspannelement in der Bauform eines wickelbaren Bindeelements 11. Das Bindeelement ist bevorzugt elastisch ausgeführt, z. B. von einem Kunststofffaden. Auch Glasfäden sind geeignet, wobei das Bindeelement eine Multifilament ausgeführt ist. Wie in der Figur erkennbar, ist das Bindeelement mehrfach um den Rollbalg umschlungen, wobei ein Ende 11e des Bindeelements zur Umschlingungsrichtung abgewinkelt ist, damit das besagte Ende von dem Bindeelement fixiert ist. Eine Grundlage sollte parallel gewickelt sein, damit kein Freiraum zur Verschiebung des Fadenlaufes möglich ist.
Der Luftfederdeckel 7 weist im Kontaktbereich mit dem Rollbalg 3 ein dem Wickelverlauf des Bindeelements 11 angepasstes Oberflächenprofil 13 auf, z. B. ähnlich einem Rillenprofil oder einem Gewinde. Damit sich das äußere Ende des Bindeelements 11 nicht lösen kann, besteht die Möglichkeit einen Klebepunkt zu setzen oder eine anschmelzbare Beschichtung des Bindeelements vorzusehen. Alternativ kann man eine Schutzmanschette 15 verwenden, die das Bindeelement einhüllt. Die Schutzmanschette muss keine Vorspannung auf den Rollbalg 3 ausüben, sondern nur das äußere Ende des Bindelements fixieren.
Im Bereich des Abrollrohres ist beispielhaft dargestellt, dass das Bindeelement auch einen Steigungswinkel α aufweisen kann, der sich periodisch über den Umschlingungswinkel ändert. Eine Grundwickellage 11g wird von einer Deckwickellage 11d fixiert. Durch eine Rollbalgfalte 3f kann sich die Umwicklung mit dem Bindeelement nicht lösen.
Man kann auch im Bereich des Luftfederdeckels eine mehrlagige Wicklung vorsehen, um z. B. zu verhindern, dass eine sich am Luftfederdeckel einstellende Rollbalgfalte die Wicklung verschiebt.
Bei der Montage der Luftfeder wird der Rollbalg 3 auf eines der Verschlusselemente 5; 7 geschoben. Danach wird das Ende 11e auf dem Rollbalg fixiert. Die Fixierung kann durch eine Vorrichtung oder beispielsweise einen Klebepunkt erfolgen. Bei einem beschichteten Bindeelement kann man die Beschichtung, z. B. PP oder PET anschmelzen. Es folgt eine ein- oder mehrlagige Umwicklung des Rollbalgs 3 im Bereich der Kontaktfläche mit dem Verschlusselement. In einer nicht dargestellten Vorrichtung kann die axiale Vorspannung im Bindeelement gesteuert werden, so dass damit auch die radiale Vorspannkraft, die von dem Bindeelement auf den Rollbalg ausgeübt wird, exakt eingestellt werden kann. Abschließend kann die Beschichtung des aufgewickelten Bindeelements durch in einem Abkühlprozess verfestigt werden, so dass die innenliegende Grundlage keinesfalls ihre Vorspannung verliert, z. B. durch Feuchtigkeit.

Claims

Luftfeder, umfassend einen schlauchartigen Rollbalg, der an seinen Enden mit einem Verschlusselement verbunden ist, so dass ein Federraum vorliegt, wobei ein den Rollbalg umschließendes Vorspannelement eine Vorspannkraft über den Rollbalg auf das Verschlusselement ausübt, das von einem wickelbaren Bindeelement (11) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindeelement (11) mit einer anschmelzbaren Beschichtung ausgeführt ist.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindeelement (11) elastisch ausgeführt ist.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindeelement (11) als ein Multifilament ausgeführt ist.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindeelement einen glasartigen Grundkörper aufweist.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollbalg (3) von dem Bindeelement (11) mehrfach umschlungen ist.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindeelement (11) über den Umschlingungswinkel einen sich periodisch ändernden Steigungswinkel (α) aufweist.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindeelement (11) vor einer Schutzmanschette (15) eingehüllt wird.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (5; 7) im Kontaktbereich mit dem Rollbalg (3) ein dem Wickelverlauf des Bindeelements (11) angepasstes Oberflächenprofil (13) aufweist.