DE102013206235A1

DE102013206235A1 - Luftfeder, insbesondere für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102013206235A1
Application number: DE102013206235.4A
Authority: DE
Inventors: Klaus Binder
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2014-10-09
Also published as: WO2014166726A1; CN105102845B; US20160059655A1; EP2984364B1; US9630468B2; EP2984364A1; CN105102845A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder 1, insbesondere für Fahrzeuge, die mit einem Luftfederkolben und einem Luftfederdeckel 2 zwischen Fahrwerk und Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeuges eingespannt ist, mit einem an Luftfederdeckel 2 und Luftfederkolben dichtend befestigten Luftfederbalg 3 aus elastomerem Material, welcher einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum 4 wenigstens teilweise begrenzt und der unter Ausbildung wenigstens einer Rollfalte an dem Luftfederkolben abrollt, wobei ein Endbereich 5 des Luftfederbalges 3 mittels eines Spannringes 6 an einem Klemmabschnitt 7 des Luftfederdeckels 2 befestigt ist. Erfindungsgemäß ist ein weiterer Ring 9 vorgesehen, welcher zur Entlastung des Spannringes 6 im Endbereich 5 des Luftfederbalges 3 und außerhalb des Klemmabschnittes 7 angeordnet ist, wobei dessen Innendurchmesser im Wesentlichen einem Innendurchmesser des Spannringes 6 entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder, insbesondere für Fahrzeuge, die mit einem Luftfederkolben und einem Luftfederdeckel zwischen Fahrwerk und Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeuges eingespannt ist, mit einem an Luftfederdeckel und Luftfederkolben dichtend befestigten Luftfederbalg aus elastomerem Material, welcher einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum wenigstens teilweise begrenzt und der unter Ausbildung wenigstens einer Rollfalte an dem Luftfederkolben abrollt, wobei ein Endbereich des Luftfederbalges mittels eines Spannringes an einem Klemmabschnitt des Luftfederdeckels befestigt ist.
Luftfedereinrichtungen, auch kurz Luftfedern genannt, die zwischen Fahrwerk und Karosserie eingespannt sind und einen Luftfederbalg aufweisen, der wiederum zwischen den Luftfederbauteilen Luftfederdeckel und Luftfederkolben befestigt ist, sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Die Luftfeder steht im Betrieb unter einem inneren Überdruck. Der Luftfederbalg rollt unter Last und bei Federbewegungen unter Bildung einer Rollfalte auf der Außenkontur wenigstens eines Luftfederkolbens ab. Eine derartige Luftfeder wird häufig in Straßen- oder Schienenfahrzeugen eingesetzt, um eine komfortable Federung zu erreichen.
Dabei existieren sowohl Luftfedern, bei denen der Luftfederbalg nur einseitig eine Rollfalte bildet, nämlich in der Regel auf dem Luftfederkolben, als auch Luftfedern, bei denen der Luftfederbalg unter Bildung einer beidseitigen (Roll-)Falte zwischen Luftfederdeckel und Luftfederkolben eingespannt ist.
Für die Befestigung des Endbereiches des Luftfederbalges an dem Luftfederdeckel werden in der Regel radial plastisch verformbare Spannringe eingesetzt, welche den Endbereich des Luftfederbalges am Klemmabschnitt des Luftfederdeckels form- und reibschlüssig verspannen.
Durch den inneren Überdruck und die daraus resultierenden Kräfte im Arbeitsraum der Luftfeder wird die Klemmverbindung zwischen Luftfederbalg und Luftfederdeckel bzw. Luftfederkolben jedoch stark belastet, so dass die Gefahr besteht, dass das Ende des Luftfederbalges aus der Klemmung, d.h. unter dem Spannring herausgezogen wird. Zudem verringert sich insbesondere bei großen Temperaturschwankungen die Dichtigkeit im Klemmbereich.
Radiale Kraftkomponenten sorgen ferner dafür, dass die Balgpressung reduziert wird, da der Luftfederbalg unter Druckbeaufschlagung eine Aufweitung des Spannringes erzeugt.
Zur Befestigung des Luftfederbalges an einem der Luftfederbauteilen ist eine Vielzahl von Befestigungsvariationen bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 100 50 777 A1 eine Luftfeder mit einem konvex ausgebildeten Klemmbereich des Luftfederdeckels, auf welchem ein konkav ausgebildeter Klemmring aufgepresst ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei den bekannten Klemmverbindungen die beschriebenen Probleme nur bedingt gelöst werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dahingehend verbesserte Luftfeder bereitzustellen, bei welcher ein Herausziehen des Luftfederbalges aus der Klemmung verhindert oder zumindest deutlich erschwert wird und deren Dichtigkeit sichergestellt werden kann.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist ein weiterer Ring vorgesehen, welcher zur Entlastung des Spannringes im Endbereich des Luftfederbalges und außerhalb des Klemmabschnittes angeordnet ist, wobei dessen Innendurchmesser im Wesentlichen einem Innendurchmesser des Spannringes entspricht. Der Entlastungsring kann die Radialbelastungen aufnehmen, so dass der Spannring deutlich entlastet wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Pressung des Spannringes nicht reduziert wird. Ferner muss ein Herausziehen des Luftfederbalges aus der Klemmung nicht befürchtet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Entlastungsring in einfacher und kostengünstiger Weise mittels Luftdruck in dem Arbeitsraum auf dem Luftfederbalg positioniert vorgesehen sein.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht dagegen vor, dass der Entlastungsring mittels eines Innenringes auf dem Luftfederbalg positioniert vorgesehen ist. Hierzu ist der Entlastungsring auf den Innenring aufgepresst vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Luftfederbalg anvulkanisierte Positionierungsmittel zur Positionierung des Entlastungsringes auf, wodurch die Montage des Entlastungsringes wesentlich vereinfacht werden kann.
Vorzugsweise weist der Luftfederbalg wenigstens einen umlaufenden Wulst zur Positionierung des Entlastungsringes auf.
Alternativ können zur Positionierung des Entlastungsringes an den Luftfederbalg mehrere Gumminasen anvulkanisiert vorgesehen sein.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung hervor.
Es zeigt jeweils stark schematisiert sowie im Schnitt:
1: einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Luftfeder;
2: einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Luftfeder und
3: einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Luftfeder.
1 zeigt in schematischer Darstellung und im Schnitt einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Luftfeder 1, die mit einem nicht gezeigten Luftfederkolben und einem Luftfederdeckel 2 zwischen Fahrwerk und Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeuges eingespannt ist.
Die Luftfeder 1 weist einen an Luftfederdeckel 2 und Luftfederkolben dichtend befestigten Luftfederbalg 3 aus elastomerem Material auf, welcher einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum 4 wenigstens teilweise begrenzt und der unter Ausbildung wenigstens einer nicht gezeigten Rollfalte an dem Luftfederkolben abrollt.
Wie in der Figur ersichtlich ist, ist ein Endbereich 5 des Luftfederbalges 3 mittels eines Spannringes 6 an einem Klemmabschnitt 7 des Luftfederdeckels 2 befestigt. Durch den inneren Überdruck und die daraus resultierenden, durch Pfeile angedeuteten Kräfte im Arbeitsraum 4 der Luftfeder 1 wird die Klemmverbindung zwischen Luftfederbalg 3 und Luftfederdeckel 2 stark belastet.
Daher weist der Klemmabschnitt 7 mehrere umlaufende Nuten 8 auf, in welche das Material des Luftfederbalges 3 beim Verpressen des Spannringes 6 eindringt. Diese dienen zum einen dem Erschweren des Herausziehens des Luftfederbalges 3 aus der Klemmverbindung, zum anderen verbessert sich hierdurch bei großen Temperaturschwankungen die Dichtigkeit im Klemmbereich.
Um die Gefahr des Herausziehens zu eliminieren sowie die Dichtigkeit der Klemmverbindung sicherzustellen, ist ein weiterer Ring 9 zur Entlastung des Spannringes 6 im Endbereich 5 des Luftfederbalges 3 und außerhalb des Klemmabschnittes 7 angeordnet. Dessen Innendurchmesser entspricht im Wesentlichen einem Innendurchmesser des Spannringes 6. Dies ermöglicht eine Aufnahme der Radialbelastungen durch den weiteren Ring 9, der nachfolgend als Entlastungsring bezeichnet wird, so dass der Spannring 6 deutlich entlastet und dass die Pressung des Spannringes 6 nicht reduziert wird.
Bei der gezeigten Ausführungsform wird der Entlastungsring 9 in einfacher und kostengünstiger Weise zumindest während der ersten Phase des Aufblasens der Luftfeder 1 manuell in Position gebracht.
Hierzu wird der Entlastungsring 9 vor dem Aufblasen der Luftfeder 1 manuell von unten an den Spannring 6 bzw. in diesem gezeigten Beispiel an einen umlaufenden Wulst 10 des Klemmabschnittes 7 gefügt. Durch das Aufblasen der Luftfeder 1 nimmt der Balgdurchmesser zu und hält den Entlastungsring 9 zunächst über Reibung gegen die Schwerkraft, so dass der Entlastungsring 9 nicht mehr in der Zeichnung nach unten fällt und eine manuelle Positionierung nicht mehr notwenig ist. Der Entlastungsring 9 wird also mittels des Luftdruckes in dem Arbeitsraum 4 auf dem Luftfederbalg 3 positioniert. Beim weiteren Aufblasen – entweder auf Auslieferdruck oder auf Betriebsdruck vergrößert sich der Balgdurchmesser weiter, so daß der Luftfederbalg von sich aus den Entlastungsring 9 nach oben gegen den Spannring 6 bzw. den Wulst 10 drückt.
Gemäß den 2 und 3 sehen ein zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dagegen vor, dass der Entlastungsring 9 mittels eines Innenringes 11 bzw. 12 auf dem Luftfederbalg 3 positioniert ist.
Der Innenring 11 bzw. 12 wird hierzu im Luftfederbalg 3 am Wulst 10 des Klemmabschnittes 7 positioniert, auf den man über den Luftfederbalg 3 den Entlastungsring 9 radial von außen aufpresst. In diesem Fall ist der Durchmesser des Entlastungsrings 9 zunächst größer sein als sein endgültiger Durchmesser. Der Entlastungsring 9 wird also bei diesem Ausführungsbeispiel in radialer Richtung plastisch verformt und auf den Innenring 11 bzw. 12 gedrückt. Wie aus den 2 und 3 ersichtlich ist, kann der Innenring 11 bzw. 12 verschiedene, an die Form des Entlastungsringes 9 angepasste Ausgestaltungen aufweisen.
Der Luftfederbalg 3 kann ferner gemäß anderen alternativen Ausführungen beispielsweise anvulkanisierte Positionierungsmittel zur Positionierung des Entlastungsringes 9 aufweisen, wodurch die Montage des Entlastungsringes 9 wesentlich vereinfacht werden kann.
Denkbar sind hier etwa einzelne, auf dem Luftfederbalg 3 verteilte anvulkanisierte Gumminasen, welche eine Positionierung des Entlastungsringes 9 auch bei noch drucklosem Luftfederbalg 3 erlauben, ohne dass der Entlastungsring 9 herunterfällt.
Weiter kann der Luftfederbalg 3 wenigstens einen umlaufenden Wust zur Positionierung des Entlastungsringes 9 aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: Luftfeder
2: Luftfederdeckel
3: Luftfederbalg
4: Arbeitsraum
5: Endbereich
6: Spannring
7: Klemmabschnitt
8: Nut
9: Ring/Entlastungsring
10: Wulst
11: Innenring
12: Innenring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10050777 A1 [0007]

Claims

Luftfeder (1), insbesondere für Fahrzeuge, die mit einem Luftfederkolben und einem Luftfederdeckel (2) zwischen Fahrwerk und Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeuges eingespannt ist, mit einem an Luftfederdeckel (2) und Luftfederkolben dichtend befestigten Luftfederbalg (3) aus elastomerem Material, welcher einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum (4) wenigstens teilweise begrenzt und der unter Ausbildung wenigstens einer Rollfalte an dem Luftfederkolben abrollt, wobei ein Endbereich (5) des Luftfederbalges (3) mittels eines Spannringes (6) an einem Klemmabschnitt (7) des Luftfederdeckels (2) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Ring (9) vorgesehen ist, welcher zur Entlastung des Spannringes (6) im Endbereich (5) des Luftfederbalges (3) und außerhalb des Klemmabschnittes (7) angeordnet ist, wobei dessen Innendurchmesser im Wesentlichen einem Innendurchmesser des Spannringes (6) entspricht.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsring (9) mittels Luftdruck in dem Arbeitsraum (4) auf dem Luftfederbalg (3) positioniert vorgesehen ist.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsring (9) mittels eines Innenringes (11; 12) auf dem Luftfederbalg (3) positioniert vorgesehen ist.
Luftfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsring (9) auf den Innenring (11; 12) aufgepresst vorgesehen ist.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfederbalg (3) anvulkanisierte Positionierungsmittel zur Positionierung des Entlastungsringes (9) aufweist.
Luftfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfederbalg (3) wenigstens einen umlaufenden Wulst zur Positionierung des Entlastungsringes (9) aufweist.
Luftfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionierung des Entlastungsringes (9) an den Luftfederbalg (3) mehrere Gumminasen anvulkanisiert vorgesehen sind.