DE102007004035B4 - Tubular rolling bellows and air spring - Google Patents

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Abstract

Schlauchförmiger Rollbalg (1) für eine Luftfeder (2) bestehend aus elastomerem Material mit eingebetteten Fäden (3),
wobei die Fäden (3) in einem ersten Abschnitt (4) des Rollbalgs (1) in Bezug zur Längsachse unter einem Winkel verlaufen und in einem zweiten Abschnitt (5) parallel zur Längsachse,
wobei die Fäden (3) in zwei Gewebelagen (6, 7) angeordnet sind;
wobei sich die Fäden (3) der beiden Gewebelagen (6, 7) kreuzen,
wobei die Fäden (3) durchgehend durch den ersten (4) und zweiten Abschnitt (5) verlaufen,
wobei der erste Abschnitt (4) die Eigenschaften eines Kreuzlagenbalgs und der zweite Abschnitt (5) die Eigenschaften eines Axialbalgs aufweist,
wobei der erste Abschnitt (4) des Rollbalgs (1) einem ersten Ende (9) und der zweite Abschnitt (5) dem anderen Ende (11) des Rollbalgs zugeordnet ist.

Figure DE102007004035B4_0000
Tubular rolling bellows (1) for an air spring (2) consisting of elastomeric material with embedded threads (3),
wherein the threads (3) extend at an angle in a first section (4) of the rolling bellows (1) with respect to the longitudinal axis and in a second section (5) parallel to the longitudinal axis,
wherein the threads (3) are arranged in two fabric layers (6, 7);
wherein the threads (3) of the two fabric layers (6, 7) intersect,
wherein the threads (3) extend through the first (4) and second sections (5),
wherein the first section (4) has the properties of a cross-layer bellows and the second section (5) has the properties of an axial bellows,
wherein the first portion (4) of the rolling bellows (1) is associated with a first end (9) and the second portion (5) with the other end (11) of the rolling bellows.
Figure DE102007004035B4_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft einen schlauchförmigen Rollbalg für eine Luftfeder bestehend aus elastomerem Material mit eingebetteten Fäden und eine Luftfeder.The invention relates to a tubular bellows for an air spring consisting of elastomeric material with embedded threads and an air spring.

Stand der TechnikState of the art

Die eingebetteten Fäden bilden einen Festigkeitsträger der die Druckfestigkeit und Stabilität des Rollbalgs erhöht. Dazu ist aus der DE 200 22 663 U1 bekannt, die Fäden in Lagen oder Geweben anzuordnen und in bestimmten Ausrichtungen in dem Material des Rollbalgs einzubetten. Die Ausrichtung der Fäden kann dabei entweder parallel oder unter einem Winkel zur Längsachse erfolgen. Rollbälge mit parallel eingebetteten Fäden werden als Axialbalg bezeichnet, solche mit winkelig eingebetteten Fäden als Kreuzlagenbalg. Bei dem Axialbalg ergibt sich ein hoher Federungskomfort. Zur Stabilisierung des Rollbalgs ist jedoch immer eine Außenführung notwendig, die den Rollbalg außenumfangsseitig abstützt. Hierbei ist nachteilig, dass eine Außenführung eine kardanische Befestigung des Rollbalgs an den Luftfederdeckel erschwert ist. Diese ist bei Luftfedern erforderlich, bei denen der Abrollkolben gegenüber dem Luftfederdeckel schwenkbar gelagert ist. Eine kardanische Anbindung des Rollblags ist bei Kreuzlagenbälgen einfacher, die eine höhere Belastbarkeit in radialer Richtung aufweisen; Jedoch weisen diese einen geringeren Federungskomfort auf als die Axialbälge.The embedded threads form a strength carrier which increases the compressive strength and stability of the rolling bellows. This is from the DE 200 22 663 U1 known to arrange the threads in layers or tissues and embed in certain orientations in the material of the rolling bellows. The orientation of the threads can be done either parallel or at an angle to the longitudinal axis. Roller bellows with parallel embedded threads are referred to as Axialbalg, those with angularly embedded threads as Kreuzlagenbalg. In the Axialbalg results in a high suspension comfort. To stabilize the rolling bellows, however, an external guide is always necessary, which supports the rolling bellows on the outer peripheral side. It is disadvantageous that an external guide a gimbal attachment of the bellows is difficult to the air spring cover. This is required for air springs, in which the rolling piston is pivotally mounted relative to the air spring cover. A gimbal connection of the Rollblags is easier in Kreuzlagenbälgen having a higher load capacity in the radial direction; However, these have a lower suspension comfort than the Axialbälge.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollbalg für eine Luftfeder bereitzustellen, die bei einem hohen Federungskomfort eine einfache kardanische Befestigung ermöglicht.The invention has for its object to provide a rolling bellows for an air spring, which allows a simple gimbal attachment with a high suspension comfort.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 und 9 gelöst Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with the features of claim 1 and 9 On advantageous embodiments, the dependent claims respect.

Zur Lösung der Aufgabe verlaufen die Fäden in einem ersten Abschnitt des Rollbalgs in Bezug zur Längsachse unter einem Winkel und in einem zweiten Abschnitt im Wesentlichen parallel zur Längsachse. Dabei weist der erste Abschnitt die Eigenschaften eines Kreuzlagenbalgs und der zweite Abschnitt die Eigenschaften eines Axialbalgs auf. Der erste Abschnitt ermöglicht die Ausbildung einer Falte des Rollbalgs in radialer Richtung und somit eine kardanische Anbindung; das bedeutet eine schwenkbare Lagerung des Rollbalgs an dem Luftfederdeckel, ohne dass zusätzliche Stützlagen oder andere Abdeckungen zum Schutz des Rollblags erforderlich sind. Der zweite Abschnitt, mit den axial ausgerichteten Fäden, ermöglicht einen hohen Federungskomfort der Luftfeder in der der erfindungsgemäße Rollhalg montiert ist In diesem Bereich weist die Luftfeder vorzugsweise eine Abdeckung auf, die den Rollbalg außenumfangsseitig abstützt. Der Rollbalg wird im Spritzgießverfahren hergestellt, wobei das elastomere Material um die Fäden gespritzt wird.To solve the problem, the threads extend in a first portion of the rolling bellows with respect to the longitudinal axis at an angle and in a second portion substantially parallel to the longitudinal axis. In this case, the first section has the properties of a cross-layer bellows and the second section has the properties of an axial bellows. The first section allows the formation of a fold of the rolling bellows in the radial direction and thus a gimbal connection; this means a pivotable mounting of the bellows on the air spring cover without additional support layers or other covers to protect the Rollblags are required. The second section, with the axially aligned threads, allows a high degree of suspension comfort of the air spring in which the rolling neck according to the invention is mounted. In this area, the air spring preferably has a cover which supports the rolling bellows on the outer peripheral side. The rolling bellows is manufactured by injection molding, wherein the elastomeric material is injected around the threads.

Die Fäden können in zwei Gewebelagen angeordnet sein. In den Gewebelagen können jeweils verschiedene Fäden mit unterschiedlichen Eigenschaften angeordnet werden.The threads can be arranged in two fabric layers. In the fabric layers each different threads can be arranged with different properties.

Die Fäden der beiden Gewebelagen können sich kreuzen. Dadurch ist der der erste Abschnitt besonders druckstabil, so dass sich in radialer Richtung eine Falte mit vorgegebenem Durchmesser ausbilden kann, wobei sich der Durchmesser nicht vergrößert Die Falte ermöglicht eine kardanische Bewegung des Rollbalgs.The threads of the two fabric layers can intersect. As a result, the first section is particularly pressure-stable, so that a fold with a predetermined diameter can be formed in the radial direction, wherein the diameter is not increased. The fold allows a gimbal movement of the rolling bellows.

Die Fäden können im ersten Abschnitt unter einem Winkel 30° bis 45°, bevorzugt 36°, In Bezug zur Längsachse verlaufen. Bei diesen Winkeln ergibt sich ein vorteilhaftes Belastungs- und Biegeverhalten des Rollbalgs.The threads may extend in the first section at an angle of 30 ° to 45 °, preferably 36 °, with respect to the longitudinal axis. At these angles results in an advantageous load and bending behavior of the rolling bellows.

Die Fäden können durchgehend durch den ersten und zweiten Abschnitt verlaufen. Bei diesem kontinuierlichen Verlauf wird der Kraftfluss zwischen den beiden Abschnitten nicht unterbrochen, so dass der Rollbalg ein vorteilhaftes Belastungsverhalten aufweist. Einrichtungen oder zusätzliche Bauteile zur Kraftübertragung können entfallen. Des Weiteren kann der Rollbalg mit der gleichen Anzahl von Herstellungsschritten hergestellt werden wie reine Axiallagen- oder Kreuzlagenbälge.The threads can run continuously through the first and second sections. In this continuous course of the power flow between the two sections is not interrupted, so that the rolling bellows has a favorable load behavior. Devices or additional components for power transmission can be omitted. Furthermore, the rolling bellows can be manufactured with the same number of production steps as pure axial layer or crossply bellows.

In dem ersten Abschnitt kann eine Zwischenlage eingebettet sein, wobei die Zwischenlage vorzugsweise aus einem elastomeren Material besteht. Durch die Zwischenlage werden zwei Gewebelagen voneinander getrennt, was vorzugsweise nur im ersten Abschnitt erfolgt, in dem die Fäden kreuzweise verlaufen. In dem zweiten Abschnitt, in dem die Fäden parallel geführt sind, ist keine Zwischenlage vorgesehen, so dass in diesem Bereich die Biegefähigkeit vergrößert und damit der Federungskomfort erhöht ist.An intermediate layer may be embedded in the first section, wherein the intermediate layer preferably consists of an elastomeric material. By the intermediate layer two layers of fabric are separated from each other, which is preferably only in the first section, in which the threads run crosswise. In the second section, in which the threads are guided in parallel, no intermediate layer is provided, so that in this area increases the bending ability and thus the suspension comfort is increased.

Der erste Abschnitt kann einem Ende des Rollbalgs zugeordnet sein. Dieses Ende wird vorzugsweise an dem Luftfederdeckel einer Luftfeder montiert Da im Bereich eines Kreuzlagenbalgs keine Außenführung notwendig ist, kann der Rollbalg im ersten Abschnitt eine kardanisch wirksame Falte ausbilden, die eine kippbewegliche Lagerung des Rollbalgs und des Abrollkolbens ermöglicht.The first section may be associated with one end of the rolling bellows. This end is preferably mounted on the air spring cover of an air spring Since in the region of a Kreuzlagenbalgs no external guide is necessary, the rolling bellows in the first section can form a gimbal effective fold, which allows a tiltable mounting of the rolling bellows and the rolling piston.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Luftfeder mit einem erfindungsgemäßen Rollbalg gelöst, wobei das Ende des Rollbalgs, das dem ersten Abschnitt zugeordnet ist, an einem Luftfederdeckel festgelegt ist und das Ende des Rollbalgs, das dem zweiten Abschnitt zugeordnet ist, an einem Abrollkolben festgelegt ist. Der erste Abschnitt mit den kreuzweise geführten Fäden ist an dem Luftfederdeckel befestigt und ermöglich die Ausbildung einer sich in radialer Richtung erstreckenden kardanisch wirksamen Falte. Der zweite Abschnitt ist dem Abrollkolben zugeordnet und ermöglicht durch die axiale Ausrichtung der Fäden einen hohen Federungskomfort. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine kippbewegliche Abstützung des Abrollkolbens an dem Luftfederdeckel bei einem gleichzeitig hohen Federungskomfort.The object of the invention is also achieved by an air spring with a rolling bellows according to the invention, wherein the end of the rolling bellows associated with the first section is fixed to an air spring cover and the end of the rolling bellows associated with the second section is secured to a rolling piston is. The first section with the cross-cut threads is secured to the air spring cover and allows the formation of a radially extending gimbal-like fold. The second section is associated with the rolling piston and allows by the axial alignment of the threads a high suspension comfort. This configuration allows a tiltable support of the rolling piston on the air spring cover with a high degree of suspension comfort.

An dem zweiten Abschnitt kann außenumfangsseitig eine Außenführung vorgesehen sein. Die Außenführung ist rohrförmig ausgebildet und umschließt dabei nur den zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt bleibt frei und damit kippbeweglich. Die Außenführung wird durch ein geeignetes Befestigungselement, beispielsweise einem Klemmring, an dem Rollbalg gehalten.On the second section, an outer guide can be provided on the outer peripheral side. The outer guide is tubular and encloses only the second section. The first section remains free and thus tiltable. The outer guide is held by a suitable fastener, such as a clamping ring on the rolling bellows.

Figurenlistelist of figures

Einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Rollbalgs und der erfindungsgemäßen Luftfeder werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen, jeweils schematisch:

  • 1 eine erfindungsgemäße Luftfeder;
  • 2 ein erfindungsgemäßer Rollbalg;
  • 3 ein Fadenverlauf der In dem Rollbalg eingebetteten Gewebelagen.
Some embodiments of the rolling bellows invention and the air spring according to the invention are explained below with reference to the figures. These show, in each case schematically:
  • 1 an air spring according to the invention;
  • 2 an inventive rolling bellows;
  • 3 a thread course of embedded in the rolling bellows tissue layers.

Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention

1 zeigt eine Luftfeder 2 zur Federung von Kraftfahrzeugen. Die Luftfeder 2 umfasst einen schlauchförmiger Rollbalg 1, der aus einem elastomerem Material besteht In das Fäden 3 eingebettet sind. Der Fadenverlauf ist dabei so gewählt, dass die Fäden 3 In einem ersten Abschnitt 4 des Rollbalgs 1 in Bezug zur Längsachse unter einem Winkel verlaufen und In einem zweiten Abschnitt 5 im Wesentlichen parallel zur Längsachse. Der erste Abschnitt 4 des Rollbalgs 1 ist einem ersten Ende 9 und der zweite Abschnitt 5 ist dem anderen Ende 11 des Rollbalgs zugeordnet. Der Rollbalg 1 ist an seinem ersten Ende 9 mittels eines Klemmrings 14 an einem Luftfederdeckel 10 befestigt und mit seinem anderen Ende 11 mittels eines weiteren Klemmrings 15 an einem Abrollkolben 12 befestigt. Der Abrollkolben 12 ist wiederum über eine Kolbenstange 16 an dem Luftfederdeckel 10 gelagert, wobei die Lagerung kippbeweglich ist Der zweite Abschnitt 5 des Rollbalgs 1 ist von einer Außenführung 13 umgeben, die sich mit ihrer Innenwand an der Außenwand des Rollbalgs abstützt der erste Abschnitt 4 bleibt frei. Dadurch bildet sich in dem ersten Abschnitt 4 eine sich in radialer Richtung erstreckende kardanisch wirksame Falte 17 aus, die gemeinsam mit der kippbeweglichen Lagerung der Kolbenstange 16 eine Kippbewegung des Abrollkolbens 12 mit der Kolbenstange 16 gegenüber dem Luftfederdeckel 10 ermöglicht. 1 shows an air spring 2 for suspension of motor vehicles. The air spring 2 includes a tubular rolling bellows 1 which consists of an elastomeric material in the threads 3 are embedded. The thread course is chosen so that the threads 3 In a first section 4 of the rolling bellows 1 in relation to the longitudinal axis at an angle and in a second section 5 essentially parallel to the longitudinal axis. The first paragraph 4 of the rolling bellows 1 is a first end 9 and the second section 5 is the other end 11 associated with the rolling bellows. The rolling bellows 1 is at its first end 9 by means of a clamping ring 14 on an air spring cover 10 attached and with its other end 11 by means of another clamping ring 15 on a rolling piston 12 attached. The rolling piston 12 is again via a piston rod 16 on the air spring cover 10 stored, the storage is tiltable The second section 5 of the rolling bellows 1 is from an outdoor tour 13 surrounded, which is supported with its inner wall on the outer wall of the rolling bellows of the first section 4 stay free. This forms in the first section 4 a gimbaling fold extending in the radial direction 17 out, in common with the tiltable mounting of the piston rod 16 a tilting movement of the rolling piston 12 with the piston rod 16 opposite the air spring cover 10 allows.

2 zeigt einen Rollbalg 1 für eine Luftfeder 2 wie sie In 1 gezeigt ist. Der Rollbalg1, bestehend aus einem elastomeren Material in welches Fäden 3 eingebettet ist, ist in zwei Abschnitte 4, 5 unterteilt. In dem ersten Abschnitt 4, einem ersten Ende 9 zugeordnet, sind zwei Gewebelagen 6, 7 mit den Fäden 3 angeordnet, die durch eine Zwischenlage 8 voneinander getrennt sind. Dabei sind die Fäden 3 so angeordnet, dass diese unter einem Winkel von 30° bis 45°, bevorzugt 36°, in Bezug zur Längsachse verlaufen, wobei sich die Fäden 3 der beiden Gewebelagen kreuzen. Demnach ist der Rollbalg 1 in dem ersten Bereich 4 als Kreuzlagenbalg ausgebildet. Es ist auch ein diskontinuierlicher Fadenverlauf denkbar. Dabei ändert sich der Fadenwinkel in dem ersten Abschnitt 4. Aus dem diskontinuierlichen Fadenwinkel ergibt sich eine bestimmte Konturierung, wenn der Rollbalg unter Druck steht Die Fäden 3 sind auf einer Seite von dem Material des Rollbalgs 1 umgeben und auf der anderen Seite von der Zwischenlage 8, so dass die Fäden 3 in dem Rollbalg 1 eingebettet sind. In dem zweiten Abschnitt 5 verlaufen die Fäden 3 parallel zur Längsachse. Des Weiteren sind beide Gewebelagen 6, 7 zu einer Gewebelage zusammengefasst und es ist hier keine Zwischenlage vorgesehen. Demnach ist der Rollbalg in dem zweiten Bereich 5 als Axiallagenbalg ausgebildet. 2 shows a rolling bellows 1 for an air spring 2 like her 1 is shown. The Rollbalg1, consisting of an elastomeric material in which threads 3 is embedded in two sections 4 . 5 divided. In the first section 4 , a first end 9 assigned, are two layers of fabric 6 . 7 with the threads 3 arranged by a liner 8th are separated from each other. Here are the threads 3 arranged so that they extend at an angle of 30 ° to 45 °, preferably 36 °, with respect to the longitudinal axis, wherein the threads 3 of the two fabric layers. Accordingly, the rolling bellows 1 in the first area 4 designed as Kreuzlagenbalg. It is also a discontinuous thread course conceivable. In this case, the thread angle changes in the first section 4 , From the discontinuous thread angle results in a certain contouring when the rolling bellows is under pressure The threads 3 are on one side of the material of the rolling bellows 1 surrounded and on the other side of the liner 8th so the threads 3 in the rolling bellows 1 are embedded. In the second section 5 the threads are lost 3 parallel to the longitudinal axis. Furthermore, both fabric layers 6 . 7 combined to a fabric layer and there is no intermediate layer provided here. Thus, the rolling bellows is in the second area 5 designed as Axiallagenbalg.

3 zeigt den Fadenverlauf der Fäden 3 die in einem Rollbalg 1 gemäß 2 eingebettet sind. Es sind zwei Gewebelagen 6, 7 vorgesehen, wobei die Fäden 3 in dem ersten Abschnitt 4 unter einem Winkel von 30° bis 45°, bevorzugt 36°, zur Längsachse verlaufen und sich die Fäden 3 der beiden Gewebelagen 6, 7 kreuzen. In dem zweiten Abschnitt 5 verlaufen die Fäden 3 parallel zur Längsachse und die Fäden 3 werden unterbrechungsfrei kontinuierlich durch beide Abschnitte 4, 5 geführt. 3 shows the thread course of the threads 3 in a rolling bellows 1 according to 2 are embedded. There are two layers of fabric 6 . 7 provided, with the threads 3 in the first section 4 at an angle of 30 ° to 45 °, preferably 36 °, to the longitudinal axis and the threads 3 the two fabric layers 6 . 7 cross. In the second section 5 the threads are lost 3 parallel to the longitudinal axis and the threads 3 be continuous without interruption through both sections 4 . 5 guided.

Claims (6)

Schlauchförmiger Rollbalg (1) für eine Luftfeder (2) bestehend aus elastomerem Material mit eingebetteten Fäden (3), wobei die Fäden (3) in einem ersten Abschnitt (4) des Rollbalgs (1) in Bezug zur Längsachse unter einem Winkel verlaufen und in einem zweiten Abschnitt (5) parallel zur Längsachse, wobei die Fäden (3) in zwei Gewebelagen (6, 7) angeordnet sind; wobei sich die Fäden (3) der beiden Gewebelagen (6, 7) kreuzen, wobei die Fäden (3) durchgehend durch den ersten (4) und zweiten Abschnitt (5) verlaufen, wobei der erste Abschnitt (4) die Eigenschaften eines Kreuzlagenbalgs und der zweite Abschnitt (5) die Eigenschaften eines Axialbalgs aufweist, wobei der erste Abschnitt (4) des Rollbalgs (1) einem ersten Ende (9) und der zweite Abschnitt (5) dem anderen Ende (11) des Rollbalgs zugeordnet ist.Tubular rolling bellows (1) for an air spring (2) consisting of elastomeric material with embedded threads (3), wherein the threads (3) in a first portion (4) of the rolling bellows (1) with respect to the longitudinal axis at an angle and in a second section (5) parallel to the longitudinal axis, the threads (3) being arranged in two layers of fabric (6, 7); wherein the threads (3) of the two fabric layers (6, 7) intersect, wherein the threads (3) extend continuously through the first (4) and second section (5), wherein the first section (4) has the properties of a Kreuzlagenbalgs and the second section (5) has the properties of an axial bellows, the first section (4) of the rolling bellows (1) being associated with a first end (9) and the second section (5) being associated with the other end (11) of the rolling bellows. Rollbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden (3) im ersten Abschnitt (4) unter einem Winkel 30° bis 45° in Bezug zur Längsachse verlaufen.Rolling bellows after Claim 1 , characterized in that the threads (3) in the first section (4) extend at an angle 30 ° to 45 ° with respect to the longitudinal axis. Rollbalg nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Abschnitt (4) eine Zwischenlage (8) eingebettet ist.Rolling bellows after one of the Claims 1 or 2 , characterized in that in the first section (4) an intermediate layer (8) is embedded. Rollbalg nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (8) aus einem elastomeren Material besteht.Rolling bellows after Claim 3 , characterized in that the intermediate layer (8) consists of an elastomeric material. Luftfeder (2) mit einem Rollbalg (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ende des Rollbalgs (9), das dem ersten Abschnitt (4) zugeordnet ist, an einem Luftfederdeckel (10) festgelegt ist und das Ende (11) des Rollbalgs (1), das dem zweiten Abschnitt (5) zugeordnet ist, an einem Abrollkolben (12) festgelegt ist.Air spring (2) with a rolling bellows (1) according to one of the preceding claims, wherein the end of the rolling bellows (9) associated with the first section (4) is fixed to an air spring cover (10) and the end (11) of the Rolling bellows (1) associated with the second section (5) is fixed to a rolling piston (12). Luftfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Abschnitt (5) außenumfangsseitig eine Außenführung (13) vorgesehen ist.Air spring after Claim 5 , characterized in that an outer guide (13) is provided on the outer circumference of the second section (5).
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