DE102006033198A1

DE102006033198A1 - Luftfeder mit zweiteiligem Deckel

Info

Publication number: DE102006033198A1
Application number: DE200610033198
Authority: DE
Inventors: Holger Oldenettel; Karl-Heinz Wullhorst
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2008-01-24
Also published as: WO2008009504A1

Abstract

Luftfeder oder Luftdämpfer für Fahrwerke von Fahrzeugen, wobei die Luftfeder mindestens einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum aufweist, der mindestens teilweise durch einen Rollbalg begrenzt wird, der Rollbalg auf Abrollkonturen abrollt und mit seinen Enden an Anschlussteilen befestigt ist, wobei mindestens ein Anschlussteil aus mindestens zwei komplementären Bauteilen mit unterschiedlichen Materialfestigkeiten und/oder Warmfestigkeiten besteht und der Rollbalg an dem Bauteil mit der höheren Materialfestigkeit reib- und/oder formschlüssig befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder oder einen Luftdämpfer, insbesondere für Fahrwerke von Fahrzeugen, wobei die Luftfeder mindestens einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum aufweist, der mindestens teilweise durch einen Rollbalg begrenzt wird, wobei der Rollbalg mindestens teilweise auf Abrollkonturen abrollt und mit Verbindungs- oder Klemmelementen an seinen Enden an Anschlussteilen reib- und/oder formschlüssig befestigt ist. Mindestens ein Anschlussteil besteht dabei aus mindestens zwei komplementären Bauteilen.
Die DE 10 2004 031 875 A1 offenbart einen zweiteiligen Deckel für eine Luftfeder, nämlich einen Außendeckel und einen Innendeckel, wobei der Rollbalg zwischen gegenüberliegenden Klemmflächen von Außendeckel und Innendeckel verspannt ist. Dazu ist eines der Deckelteile so elastisch ausgeführt, dass nach der Montage eine Vorspannkraft zur Klemmung/Verspannung des Rollbalges bestehen bleibt. Der Innendeckel besteht dabei vorzugsweise aus Kunststoff. Mit dieser Konstruktion soll ein möglichst großer und flexibel anzupassender Arbeitsraum/Federraum bereitgestellt werden. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist die vermutlich starke Temperaturabhängigkeit der Dichtigkeit in der Klemmung/Verspannung des Rollbalges.
Weitere Befestigungen für Rollbälge sind in einer Vielzahl von Varianten bekannt. Üblicherweise werden am Umfang des Rollbalges wirkende Klemmungen verwendet oder aber Spannringe, die um den Rollbalg herum gelegt werden und die Balgwand auf der Oberfläche des jeweiligen Anschlussteiles, d.h. am Luftfederdeckel oder am Abrollkolben festklemmen. Zur Verbesserung der Klemmwirkung können die Spannringe oder die Rollbalgenden besondere Profilgestaltungen aufweisen.
In der Konstruktion von Kraftfahrzeugen nimmt die Einsparung von Gewicht einen immer größeren Raum ein. Dies führt dazu, dass jedes Bauelement diesbezüglich optimiert ist. Auch Fahrwerkskomponenten wie Luftfedern oder Luftdämpfer unterliegen diesem Zwang, so dass mittlerweile auch tragende oder stark belastete Teile durch eine veränderte Konstruktion aus leichteren Materialien, hier insbesondere aus Kunststoff hergestellt werden.
Dies gilt auch für Luftfederdeckel, die ebenfalls vermehrt aus Kunststoff oder Kunststoff-Verbundmaterialien hergestellt werden. Verwendet man bei solchen Kunststoff-Luftfederdeckeln Spannringe aus Metall, die um den Rollbalg herum gelegt werden und die Balgwand auf der Oberfläche des Luftfederdeckels festklemmen, so kann es bei hohen Temperaturen zu Fließprozessen im Kunststoff kommen. Um solche Fließprozesse zu vermeiden, sind üblicherweise Verstärkungen in Form von in Kunststoff eingebetteten Stahlringen vorgesehen, die jedoch nachteiligerweise die Gewichtsreduzierung wieder verringern.
Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, eine Luftfeder leichter Bauart bereitzustellen, deren Arbeitsraum auch bei hohen Temperaturen sicher abgedichtet wird, die dabei einfach herzustellen ist und die leicht an die umgebende Einbausituation im Fahrzeug angepasst werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Dabei besteht ein Anschlussteil, etwa der Luftfederdeckel oder der Luftfederkolben, aus zwei komplementären Bauteilen, die unterschiedliche Materialfestigkeiten und/oder Warmfestigkeiten aufweisen. Der Rollbalg ist an dem Bauteil mit der höheren Materialfestigkeit reib- und/oder formschlüssig befestigt. Damit wird ein Kriechen oder ein Materialfließen sicher vermieden und eine dauerfeste Dichtigkeit im Klemmbereich zwischen Rollbalg und Anschlussteil ermöglicht, während die erforderliche „äußere" Form des Anschlussteiles durch die beliebige Ausbildung des zweiten Bauteiles auf jede Weise angepasst werden kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass das Bauteil mit der höheren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit den mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum luftdicht verschließt, also im Falle eines Luftfederdeckels einen (kleinen) Teil, nämlich den Deckelteil des Arbeitsraumes bildet. Damit entfallen weitere Dichtelemente zwischen den beiden Bauteilen des Anschlussteiles.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass das Bauteil mit der niedrigeren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit das Bauteil mit der höheren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit formfest bzw. formstabil abstützt. Damit kann das Bauteil mit der höheren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit mindestens in Teilbereichen so dünnwandig ausgeführt werden, dass die notwendige Festigkeit gegen Berstdruck im Wesentlichen durch die formstabile Abstützung durch das Bauteil mit der niedrigeren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit erreicht wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der Luftfederdeckel aus einem topfförmigen und mit dem Rollbalg über eine Klemmverbindung mittels Spannring verbundenen Innenteil höherer Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit besteht, wobei das Innenteil von einem ebenfalls topfförmigen Außenteil niedrigerer Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit umfasst ist. Das Topfförmige Innenteil des Luftfederdeckels ist dann nach innen geöffnet, so dass der Rollbalg leicht mit einem die „Topfwand" und den Rollbalg umgebenden Spannring befestigt werden kann. Der topfförmige Außenteil niedrigerer Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit umfasst dann passgenau den mit dem Rollbalg verbundenen Innenteil und stütz diesen an entsprechend ausgeformten Karosserieteilen ab.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass das Außenteil einen im Wesentlichen parallel zur Rollbalgachse über den Klemmbereich des Rollbalges vorspringenden Rand oder Kragen aufweist, der den Rollbalg mindestens teilweise nach außen abstützt. Dadurch wird erreicht, dass die Luftfeder Querbewegungen der Achse, d.h. die so genannte „Kardanik", besser aufnehmen kann. Die Lebensdauer des Rollbalges wird damit durch eine solche Abstützung vergrößert.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass das Bauteil mit der höheren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit aus Stahl und das Bauteil mit der niedrigeren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit aus leichtem Kunststoffmaterial besteht, beispielsweise aus dem Werkstoff PA 6,6 (Polyamid 6,6-Nylon), der sich auch besonders gut durch spanabhebende Bearbeitung formen und damit leicht an die Karosserie des Fahrzeuges anpassen lässt.
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die 1 zeigt eine Luftfeder 1 für ein Kraftfahrzeug, die einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum 2 aufweist, der mindesten teilweise durch den Rollbalg 3 begrenzt wird, der eine Rollfalte 3a bildet. Der Rollbalg 3 rollt beim Ein- und Ausfedern des Fahrzeuges auf der rotationssymmetrischen Kontur 4 des Abrollkolbens 5 ab. An seinen Enden 6, 7 ist der Rollbalg mit Klemmringen 8, 9 an den Anschlussteilen befestigt, nämlich mit seinem oberen Ende am Luftfederdeckel 10 und mit seinem unteren Ende am Abrollkolben 5.
Der Luftfederdeckel 10 besteht aus zwei komplementären Bauteilen, nämlich aus einem topfförmigen und mit dem Rollbalg 3 über eine Klemmverbindung mittels Klemmring 8 verbundenen Innenteil 11 aus Stahl, und einem ebenfalls topfförmigen Außenteil 12 aus PA 6,6, welches das Innenteil 11 formstabil und passgenau umfasst und das Innenteil an entsprechend ausgeformten, jedoch hier nicht näher dargestellten Karosserieteilen abstützt. Der Abrollkolben 5 ist über entsprechende Anschlussflansche mit einem hier ebenfalls nicht näher dargestellten Radträger des Fahrwerks verbunden.
Bei Luftdämpfern, d.h. bei Systemen, bei denen sowohl die Federung als auch die Dämpfung pneumatisch erfolgt, existiert ein zweiten Arbeitsraum, der Dämpfungsraum,, der mit dem Arbeitsraum 2 über Strömungsventile verbunden ist.
Das Außenteil 12 weist einen parallel zur Rollbalgachse vorspringenden Kragen 13 auf, der auch den Klemmbereich des Rollbalges überdeckt. Der untere und außen konisch geformte Teil des Kragens 13 stützt den Rollbalg nach außen im Bereich der oberen Rollfalte 14 ab.
Durch eine solche Abstützung können auch senkrecht zur Achse des Rollbalges wirkende Kräfte/Fahrwerkskräfte aufgenommen werden können, die dann zu geringen Schwenkungen oder Auslenkungen des Balges führen können. Die Lebensdauer des Rollbalges wird durch eine solche Abstützung vergrößert.

1: Luftfeder
2: Arbeitsraum
3: Rollbalg
3a: Rollfalte
4: Rotationssymmetrische Kontur
5: Abrollkolben
6: Oberes Rollbalgende
7: Unteres Rollbalgende
8: Oberer Klemmring
9: Unterer Klemmring
10: Luftfederdeckel
11: Innenteil des Luftfederdeckels
12: Außenteil des Luftfederdeckels
13: Kragen
14: Obere Rollfalte

Claims

Luftfeder oder Luftdämpfer, insbesondere für Fahrwerke von Fahrzeugen, wobei die Luftfeder mindestens einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum (2) aufweist, der mindesten teilweise durch einen Rollbalg (3) begrenzt wird, wobei der Rollbalg (3) mindestens teilweise auf Abrollkonturen (4) abrollt und mit Verbindungs- oder Klemmelementen (8, 9) an seinen Enden (6, 7) an Anschlussteilen (5, 10) reib- und/oder formschlüssig befestigt ist, wobei mindestens ein Anschlussteil (10) aus mindestens zwei komplementären Bauteilen (11, 12) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementären Bauteile (11, 12) unterschiedliche Materialfestigkeiten und/oder Warmfestigkeiten aufweisen und der Rollbalg (3) an dem Bauteil (11) mit der höheren Materialfestigkeit reib- und/oder formschlüssig befestigt ist.
Luftfeder oder Luftdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (11) mit der höheren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit den mit Druckluft gerillten Arbeitsraum (2) luftdicht verschließt.
Luftfeder oder Luftdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (12) mit der niedrigeren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit das Bauteil (11) mit der höheren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit formfest abstützt.
Luftfeder oder Luftdämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfederdeckel aus einem topfförmigen und mit dem Rollbalg über eine Klemmverbindung mittels Spannring verbundenen Innenteil (11) höherer Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit besteht, wobei das Innenteil von einem ebenfalls topfförmigen Außenteil (12) niedrigerer Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit umfasst ist.
Luftfeder oder Luftdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil einen im Wesentlichen parallel zur Rollbalgachse vorspringenden Rand oder Kragen (13) aufweist, der den Rollbalg mindestens teilweise nach außen abstützt.
Luftfeder oder Luftdämpfer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil mit der höheren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit aus Stahl und das Bauteil mit der niedrigeren Materialfestigkeit und/oder Warmfestigkeit aus Kunststoff besteht.