DE102008055511A1

DE102008055511A1 - Luftfeder und Verfahren zur Montage

Info

Publication number: DE102008055511A1
Application number: DE200810055511
Authority: DE
Inventors: Christoph Bank
Original assignee: ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-06-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder (1) für Nutzfahrzeuge mit einem Abrollkolben (2) aus Kunststoff und einem Rollbalg (3) aus elastomerem Werkstoff, wobei der Rollbalg (3) an seinem, dem Abrollkolben (2) zugewandten Ende einen Befestigungswulst (4) mit einem Wulstkern (5) aufweist, welcher (4) mit seiner konischen Dichtfläche (6) an einem Konussitz (7) des Abrollkolbens (2) und mit seiner Unterseite (8) an einer Schulter (9) des Abrollkolbens (2) dichtend anliegt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der der Konussitz (7) im oberen Bereich eine Haltenase (10) zum Halten des Befestigungswulstes (4) aufweist und im unteren Bereich zwischen Konussitz (7) und Schulter (9) eine Vertiefung (11) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Befestigungswulstes (4) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder für Nutzfahrzeuge mit einem Abrollkolben aus Kunststoff und einem Rollbalg aus elastomerem Werkstoff, wobei der Rollbalg an seinem, dem Abrollkolben zugewandten Ende einen Befestigungswulst mit einem Wulstkern aufweist, welcher mit seiner konischen Dichtfläche an einem Konussitz des Abrollkolbens und mit seiner Unterseite an der Schulter des Abrollkolbens dichtend anliegt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Montage des Rollbalges am Abrollkolben.
Derartige Luftfedern sind an sich bekannt und in großer Vielfalt in Nutzfahrzeugen, beispielsweise in Zugfahrzeugen und Anhängern, im Einsatz.
Die Befestigung des Rollbalges am Abrollkolben erfolgt üblicherweise durch einfaches Aufschieben des Befestigungswulstes des Rollbalgs auf den Konussitz des Abrollkolbens. Der Befestigungswulst ist hierbei üblicherweise mit wenigstens einem eingebetteten, zugfesten Wulstkern bzw. Ringkörper bzw. Piercekern aus Stahl oder Stahldraht verstärkt und liegt unter der Wirkung des Innendruckes des Rollbalges am zugeordneten Konussitz des Abrollkolbens und der Schulter des Abrollkolbens an.
Alternativ kann die Anbindung des Rollbalges am Abrollkolben auch über einen verschraubbaren Spannteller erfolgen, welcher den Rollbalg auf dem Abrollkolben fixiert. Bei dieser Befestigung wird jedoch das Innenvolumen des Abrollkolbens für die Schraubverbindung genutzt, so dass dieses dann nicht mehr für eine Minimierung der Eigenfrequenz zur Verfügung steht. Eine Luftfeder mit einer solchen Anbindung des Rollbalges am Abrollkolben soll nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein.
Bekanntermaßen besteht der Abrollkolben aus Kunststoff. Dadurch wird dieser vor Korrosion geschützt und hat vorteilhaft gegenüber einem herkömmlichen Abrollkolben aus Me tall ein geringeres Gewicht. Es hat sich jedoch gezeigt, dass solche Luftfedern bei Temperaturschwankungen häufig nicht dicht sind.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Luftfeder derart weiterzuentwickeln, dass eine dichte Anbindung des Rollbalges am Abrollkolben auch bei Temperaturschwankungen sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weist der Konussitz im oberen Bereich eine Haltenase zum Halten des Befestigungswulstes auf. Im unteren Bereich ist zwischen Konussitz und Schulter eine Vertiefung zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Befestigungswulstes vorgesehen.
Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine luftdichte und feste Verbindung zwischen Rollbalg und Abrollkolben bei jeder zu erwartenden Einsatztemperatur der Luftfeder erreicht werden kann. Eine solche Verbindung ist wirkungsvoll und kostengünstig herstellbar.
Bei einer üblichen Luftfeder mit einem Abrollkolben aus Kunststoff, an dem die Anbindung des Rollbalges über eine konusförmige Dichtfläche eines Befestigungswulstes mit Wulstkern aus Stahl erfolgt, kann die Dichtheit der Konussitz-Konstruktion nicht gewährleistet werden, weil sich der Abrollkolben aus Kunststoff sowie der Befestigungswulst mit Stahlkern bei Temperaturschwankungen unterschiedlich ausdehnen. Dies ist auf die um den Faktor 10 unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten von Kunststoff und Stahl zurückzuführen.
Bei einem Rollbalg mit einem endseitigen Befestigungswulst und metallischen Wulstkern drückt der Innendruck in der Luftfeder zwar üblicherweise den Befestigungswulst in die konusförmige Dichtfläche bzw. in den Konussitz des Abrollkolbens, jedoch können sich bei Temperaturänderungen die Durchmesser des Konussitzes aus Kunststoff und des mit Metallkern ausgebildeten Befestigungswulstes aufgrund der unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten von Kunststoff und Metall so stark verändern, dass bei einem ge ringen Innendruck in der Luftfeder die Abdichtung des Konussitz nicht mehr gewährleistet ist.
Hier schafft die erfindungsgemäße Ausgestaltung Abhilfe. Im unteren Bereich läuft der Konussitz in einem Radius in den Schulterbereich. Dabei läuft der Radius nicht tangential in den Schulterbereich, sondern liegt tiefer als die Schulter, so dass sich im Konussitzauslauf die erfindungsgemäße Vertiefung bildet.
Temperaturschwankungen bleiben ohne Einfluss auf die Dichtheit der Luftfeder.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vertiefung im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Befestigungswulst einen unteren Wulstbereich aufweist, welcher der Geometrie der Vertiefung angepasst ist.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Geometrie der Vertiefung derart ist, dass der Befestigungswulst bei der Montage des Rollbalges am Abrollkolben zunächst auf dem Boden der Vertiefung aufliegt und erst anschließend auf der Schulter.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Geometrie des Befestigungswulstes mittels einer entsprechend ausgebildeten Geometrie der Vulkanisationsform herstellbar ist, wobei zur Ausbildung des Wulstbereichs dieser zunächst separat extrudiert, dann in eine der Geometrie der Vertiefung entsprechende Vertiefung der Vulkanisationsform gelegt und anschließend mit dem Rohling zur Herstellung des Befestigungswulstes durch Vulkanisation verbunden wird.
Dadurch, dass der Wulstbereich separat extrudiert und erst anschließend mit dem Rohling verbunden wird, kann das Material des Wulstbereichs unabhängig vom übrigen Rohlingsmaterial gewählt werden.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Haltenase des Konussitzes in radialer Richtung wenigstens eine Aussparung aufweist.
Durch diese wenigstens eine Unterbrechung wird erreicht, dass durch Drehen des Abrollkolbens dieser aus dem Hinterschnitt der Haltenase gelöst werden kann. Dadurch ist insbesondere die Wiederverwendung des Abrollkolbens aus Kunststoff möglich. Abrollkolben und Rollbalg lassen sich leicht voneinander trennen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die konische Dichtfläche des Befestigungswulstes im nicht montierten Zustand größer, insbesondere höher ist als die Dichtfläche des Konussitzes.
Dadurch wird erreicht, dass der Befestigungswulst nach der Montage des Rollbalges am Abrollkolben mit einer bleibenden Vorspannung zwischen Haltenase und Vertiefung sitzt. Dadurch wird die Dichtheit besonders gut gewährleistet. Bei einem Abrollkolben aus Kunststoff und einem Befestigungswulst mit metallischem Wulstkern haben die bei Temperaturänderungen möglichen, unterschiedlichen Längenausdehnungen des Konussitzes aus Kunststoff und des Befestigungswulstes mit metallischem Wulstkern in Richtung der Vorspannung nur einen sehr geringen Einfluss auf die Dichtheit. Die unterschiedlichen Längenausdehnungen beeinflussen mehr die Umfangsdehnung und weniger die Axialdehnung.
Die Erfindung betrifft schließlich noch ein Verfahren zur Montage des mit einem Befestigungswulst nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildeten Endes eines Rollbalges auf einem Abrollkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 7. Erfindungsgemäß wird der Befestigungswulst mit seiner Dichtfläche auf die Dichtfläche des Konussitzes des Abrollkolbens gepresst, wobei der Befestigungswulst unter die Haltenase und der Wulstbereich des Befestigungswulstes in die Vertiefung gedrückt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert, die in der der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen
1 ein erstes und 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, und zwar:
1a und 2a jeweils einen Teil einer Luftfeder im Längsschnitt und
1b und 2b jeweils die Detailansicht X.
In den beiden Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 und 2 zeigt einen Teil 1 einer Luftfeder für Nutzfahrzeuge. Vom Abrollkolben 2 ist nur ein oberer Abschnitt, vom Rollbalg 3 nur ein unterer Abschnitt gezeigt.
Die Luftfeder 1 weist einen Abrollkolben 2 aus Kunststoff und einen Rollbalg 3 aus elastomerem Werkstoff auf. Der Rollbalg 3 hat an seinem, dem Abrollkolben 2 zugewandten Ende einen Befestigungswulst 4 mit einem Stahl-Wulstkern 5. Der Befestigungswulst 4 liegt mit seiner konischen Dichtfläche 6 an einem Konussitz 7 des Abrollkolbens 2 und mit seiner Unterseite 8 an der Schulter 9 des Abrollkolbens 2 dichtend an.
Erfindungsgemäß weist der Konussitz 7 im oberen Bereich eine Haltenase 10 zum Halten des Befestigungswulstes 4 auf. Im unteren Bereich ist zwischen Konussitz 7 und Schulter 9 eine halbkreisförmige Vertiefung 11 zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Befestigungswulstes 4 vorgesehen.
Der Befestigungswulst 4 weist einen unteren Wulstbereich 12 auf, welcher der Geometrie der Vertiefung 11 angepasst ist. Die Geometrie der Vertiefung 11 ist derart, dass der Befestigungswulst 4 bei der Montage des Rollbalges 3 am Abrollkolben 2 zunächst auf dem Boden der Vertiefung 11 aufliegt und erst anschließend auf der Schulter 9. Dieser Zustand ist sehr gut in 1b zu erkennen.

1: Luftfeder
2: Abrollkolben
3: Rollbalg
4: Befestigungswulst
5: Wulstkern
6: Dichtfläche
7: Konussitz
8: Unterseite
9: Schulter
10: Haltenase
11: Vertiefung
12: Wulstbereich

Claims

Luftfeder (1) für Nutzfahrzeuge mit einem Abrollkolben (2) aus Kunststoff und einem Rollbalg (3) aus elastomerem Werkstoff, wobei der Rollbalg (3) an seinem, dem Abrollkolben (2) zugewandten Ende einen Befestigungswulst (4) mit einem Wulstkern (5) aufweist, welcher (4) mit seiner konischen Dichtfläche (6) an einem Konussitz (7) des Abrollkolbens (2) und mit seiner Unterseite (8) an einer Schulter (9) des Abrollkolbens (2) dichtend anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Konussitz (7) im oberen Bereich eine Haltenase (10) zum Halten des Befestigungswulstes (4) aufweist und im unteren Bereich zwischen Konussitz (7) und Schulter (9) eine Vertiefung (11) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Befestigungswulstes (4) vorgesehen ist.
Luftfeder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (11) im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist.
Luftfeder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungswulst (4) einen unteren Wulstbereich (12) aufweist, welcher der Geometrie der Vertiefung (11) angepasst ist.
Luftfeder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Vertiefung derart ist, dass der Befestigungswulst (4) bei der Montage des Rollbalges (3) am Abrollkolben (2) zunächst auf dem Boden der Vertiefung (11) aufliegt und erst anschließend auf der Schulter (9).
Luftfeder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Befestigungswulstes (4) mittels einer entsprechend ausgebildeten Geometrie des Vulkanisationsform herstellbar ist, wobei zur Ausbildung des Wulstbereichs (12) dieser zunächst separat extrudiert, dann in eine der Geometrie der Vertiefung (11) entsprechende Vertiefung der Vulkanisationsform gelegt und anschließend mit dem Rohling zur Herstellung des Befestigungswulstes (4) durch Vulkanisation verbunden wird.
Luftfeder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenase (10) des Konussitzes (7) in radialer Richtung wenigstens eine Aussparung ausweist.
Luftfeder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Dichtfläche (6) des Befestigungswulstes (4) im nicht montierten Zustand größer, insbesondere höher ist als die Dichtfläche des Konussitzes (7).
Verfahren zur Montage des mit einem Befestigungswulst (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildeten Endes eines Rollbalges (3) auf einem Abrollkolben (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem der Befestigungswulst (4) mit seiner Dichtfläche (6) auf die Dichtfläche des Konussitzes (7) des Abrollkolbens (2) gepresst wird, wobei der Befestigungswulst (4) unter die Haltenase (10) und der Wulstbereich (12) des Befestigungswulstes (4) in die Vertiefung (11) gedrückt werden.