DE102016212686A1

DE102016212686A1 - Faltenbalganordnung und Faltenbalg für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102016212686A1
Application number: DE102016212686.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Mages
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Bilstein GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Bilstein GmbH
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2018-01-18
Also published as: WO2018011282A1; US10808785B2; US20190242451A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Faltenbalganordnung (1) für Fahrzeuge, umfassend einen Faltenbalg (2) mit mehreren Taschen (3, 3', 3'') mit Taschenwandungen (4, 4', 4'') und einem Tascheninnenprofil (5), eine Schraubendruckfeder (6) mit Windungen (7, 7') aus einem gewundenen Federdraht (8) und Druckkontaktmantelflächen (9, 9', 9'', 9'''), wobei die Schraubendruckfeder (6) in dem Faltenbalg (2) angeordnet ist und sich die mehreren Taschen (3, 3', 3'') koaxial zu der Längsachse der Schraubendruckfeder (6) erstrecken und sich bei Druckbeanspruchung der in dem Faltenbalg (2) angeordneten Schraubendruckfeder (6) der Faltenbalg (2) zusammen mit der Schraubendruckfeder (6) zusammenfaltet, wobei in den mehreren Taschen (3, 3', 3'') wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht (8) angeordnet ist, wobei die Taschenwandungen (4, 4', 4'') der mehreren Taschen (3, 3', 3'') in denen wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht (8) angeordnet ist, zumindest die sich einander gegenüberliegenden Druckkontaktmantelflächen (9, 9', 9'', 9''') benachbarter Windungen (7, 7') der Schraubendruckfeder (6) überdecken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Faltenbalganordnung und einen Faltenbalg für Fahrzeuge.
Stand der Technik
Faltenbalganordnungen und Faltenbalge sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. In Faltenbalganordnungen werden Faltenbalge üblicherweise als ein Schutz um die Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers angeordnet. Die Schrauben(druck)feder eines Federbeins ist oftmals, bis auf ihre Beschichtung, den Umwelteinflüssen ungeschützt ausgesetzt. Insbesondere entstehen bei progressiven, d. h. nicht linearen Schrauben(druck)federn, bei denen die Progressivität durch Ablegen einzelner Windungen aufeinander erreicht wird, durch hohen Druck an den Berührungsflächen der Schrauben(druck)federn Beschädigungen der Oberflächen, welche im weiteren Gebrauch zu Korrosion und hierdurch bedingt zu Bauteilversagen führen können. Ein Schutz vor Oberflächenbeschädigungen an Druckkontaktmantelflächen von Schraubendruckfedern durch Faltenbalge ist im Stand der Technik nicht bekannt. Darüber hinaus sind im Stand der Technik bekannte Anordnungen in der Regel geräuschempfindlich, da durch den metallischen Kontakt der Windungen an den Berührungs(ober)flächen Schwingungen erzeugt werden, welche unter Umständen als akustisch störend, insbesondere in der Fahrgastzelle, wahrgenommen werden können.
Aus der DE 10 2008 053 617 A1 ist ein Faltenbalg bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, verbesserte Faltenbalganordnungen und Faltenbalge bereitzustellen, bei welchen die zuvor genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll mit dieser verbesserten Faltenbalganordnung eine Alternativlösung zu bekannten Faltenbalganordnungen zur Verfügung gestellt werden. Zudem soll die erfindungsgemäße Faltenbalganordnung Schraubendruckfedern besser vor Korrosion schützen und Oberflächenbeschädigungen, insbesondere an Druckkontaktmantelflächen weitestgehend vermeiden. Des Weiteren sollen Geräusche, welche insbesondere durch Windungsberührung von Schraubendruckfedern hervorgerufen werden, weitestgehend reduziert werden.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird mit einer Faltenbalganordnung nach Anspruch 1 und einem Faltenbalg nach Anspruch 10 gelöst.
Die erfindungsgemäße Faltenbalganordnung weist gegenüber konventionellen Faltenbalganordnungen den Vorteil auf, dass Windungsberührungen von Schraubendruckfedern bei Druckbeaufschlagung weitestgehend vermieden werden. Vorteilhaft ist, dass hierdurch Oberflächenbeschädigungen der Schraubendruckfedern, als auch hierdurch entstehende störende Geräusche, welche insbesondere im Fahrgastraum wahrgenommen werden können, weitestgehend vermieden werden, was die Schraubendruckfedern auch weniger anfällig gegen Korrosion macht.
Der erfindungsgemäße Faltenbalg weist gegenüber konventionellen Faltenbalgen den Vorteil auf, dass wenn er an der Schraubendruckfeder angeordnet ist, positionsstabil ist, d. h. Insbesondere nur in geringem Maße an der Schraubendruckfeder verrutscht.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Faltenbalganordnung für Fahrzeuge, umfassend einen Faltenbalg mit mehreren Taschen mit Taschenwandungen und einem Tascheninnenprofil, eine Schraubendruckfeder mit Windungen aus einem gewundenen Federdraht und Druckkontaktmantelflächen, wobei die Schraubendruckfeder in dem Faltenbalg angeordnet ist und sich die mehreren Taschen koaxial zu der Längsachse der Schraubendruckfeder erstrecken und sich bei Druckbeanspruchung der in dem Faltenbalg angeordneten Schraubendruckfeder der Faltenbalg zusammen mit der Schraubendruckfeder zusammenfaltet, wobei in den mehreren Taschen wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht angeordnet ist, wobei die Taschenwandungen der mehreren Taschen in denen wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht angeordnet ist, zumindest die sich einander gegenüberliegenden Druckkontaktmantelflächen benachbarter Windungen der Schraubendruckfeder überdecken.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Faltenbalg zum Anordnen an einer Schraubendruckfeder mit Windungen aus einem gewundenen Federdraht und Druckkontaktmantelflächen, umfassend mehrere Taschen mit Taschenwandungen und einem Tascheninnenprofil, wobei die mehreren Taschen derart ausgebildet sind, dass wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht anordenbar ist, wobei die Taschenwandungen der mehreren Taschen in denen wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht anordenbar ist, derart ausgebildet sind, dass zumindest die Druckkontaktmantelflächen benachbarter Windungen der Schraubendruckfeder überdeckbar sind.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Druckkontaktmantelfläche die Mantelfläche(n) einer Schraubendruckfeder verstanden, welche sich bei Druckbeaufschlagung kontaktieren. Beispielsweise sind dies sich einander gegenüberliegende Mantelflächen benachbarter Windungen einer Schraubendruckfeder, welche sich bei Druckbeauftragung kontaktieren.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beabstanden die Taschenwandungen von benachbarten Taschen der mehreren Taschen in denen wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht angeordnet ist, zumindest den gewundenen Federdraht im Bereich der Druckkontaktmantelflächen benachbarter Windungen der Schraubendruckfeder.
Unter beabstanden im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird verstanden, dass sich die Druckkontaktmantelfläche(n) benachbarter Windungen einer Schraubendruckfeder nicht direkt kontaktieren, da zwischen der/den Druckkontaktmantelfläche(n) Taschenwandlungen angeordnet sind.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erstecken sich die Taschenwandungen der mehreren Taschen in denen wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht angeordnet ist, im Bereich der Mantelfläche des wenigstens abschnittsweise in den mehreren Taschen angeordneten, gewundenem Federdraht zumindest radial über den halben Querschnitt des gewundenen Federdrahts hinaus in Richtung der Längsachse der Schraubendruckfeder.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bilden die benachbarten Taschenwandungen der mehreren Taschen bei dem zumindest radial über den halben Querschnitt des gewundenen Federdrahts hinaus erstrecken in Richtung der Längsachse der Schraubendruckfeder eine Schlaufe aus. Beispiele für eine Schlaufe, insbesondere deren geometrische Ausgestaltung, können eine Rundbogenschlaufe, eine Omegaschlaufe, eine Spitzbogenschlaufe oder Kombination hiervon sein. Insbesondere kann sich bei Druckbeaufschlagung der in der Faltenbalganordnung angeordneten Schraubendruckfeder die Geometrie der Schlaufe verändern, wie beispielsweise die Schlaufengröße, der Schlaufenumfang.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Tascheninnenprofil ein Spitzbogenprofil.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Tascheninnenprofil ein Rundbogenprofil, insbesondere ein elliptischer Bogen, ein Kreisbogen oder eine Kombination hiervon.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Tascheninnenprofil derart ausgebildet, dass die Taschenwandungen mit Ausnahme der Schlaufen an dem Außenradius des wenigstens abschnittsweise in den mehreren Taschen angeordneten, gewundenem Federdrahts anliegen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die mehreren Taschen des Faltenbalgs zumindest in Teilbereichen als ein Gewinde ausgebildet, insbesondere ausgebildet als ein Innengewinde, wobei die Schraubendruckfeder in das Gewinde eingedreht ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Gewinde die gleiche Steigung wie die Windungen der Schraubendruckfeder in Konstruktionslage auf.
Unter Konstruktionslage wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die Schraubendruckfeder rein statisch mit dem nicht bewegten (Fahrzeug-)Gewicht beaufschlagt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die erfindungsgemäße Faltenbalganordnung und der erfindungsgemäße Faltenbalg werden anhand der Zeichnungen erläutert.
1 zeigt schematisch einen Längsschnitt einer Faltenbalganordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
2 zeigt schematisch einen Längsschnitt einer Faltenbalganordnung nach 1 in einem druckbeanspruchten Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In der 1 ist ein schematischer Längsschnitt einer Faltenbalganordnung 1 in Konstruktionslager umfassend einen Faltenbalg 2 und eine in dem Faltenbalg 2 angeordnete Schraubendruckfeder 6. Der Faltenbalg 2 weist mehrere Taschen 3, 3', 3'' mit Taschenwandlungen 4, 4', 4'' und einem Tascheninnenprofil 5 auf. Das Tascheninnenprofil 5 ist beispielhaft als Spitzbogenprofil dargestellt. Die Schraubendruckfeder 6 umfasst Windungen 7, 7' aus einem gewundenen Federdraht 8 sowie Druckkontaktmantelflächen 9, 9', 9'', 9'''. Die mehreren Taschen 3, 3', 3'' erstrecken sich koaxial zu der Schraubendruckfeder 6. In den mehreren Taschen 3, 3', 3'' ist wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht 8 angeordnet, wobei die Taschenwandungen 4, 4', 4'' der mehreren Taschen 3, 3', 3'' in denen wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht 8 angeordnet ist, zumindest die sich einander gegenüberliegenden Druckkontaktmantelflächen 9, 9', 9'', 9''' benachbarter Windungen 7, 7' der Schraubendruckfeder 6 überdecken. Die Faltenbalganordnung 1 ist im unteren Bereich druckbeaufschlagt dargestellt, wobei die Taschenwandungen 4, 4', 4'' zumindest die Druckkontaktmantelflächen 9, 9', 9'', 9''' benachbarter Windungen 7, 7' der Schraubendruckfeder 6 überdecken und sich die benachbarten Taschenwandungen 4, 4', 4'' zumindest radial über den halben Querschnitt des gewundenen Federdrahts 8 hinaus erstecken in Richtung der Längsachse der Schraubendruckfeder 6 und eine Schlaufe 10, 10' ausbilden. Die Schlaufe 10, 10' ist beispielhaft als eine und Bogenschlaufe dargestellt.
In der 2 ist ein schematischer Längsschnitt der Faltenbalganordnung 1 nach 1 in einem druckbeaufschlagten Zustand dargestellt, d. h. die Faltenbalganordnung nach 1 ist weiter eingefedert, so dass sich die Windungen des progressiven Bereiches zusammen mit den zwischen ihnen angeordneten Taschenwandungen im Blockzustand befinden, wobei zwischen sich einander gegenüberliegenden Druckkontaktmantelflächen benachbarter Windungen die Taschenwandungen der jeweiligen Taschen angeordnet sind und die gegenüberliegenden Druckkontaktmantelflächen benachbarter Windungen überdecken.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Faltenbalganordnung und Faltenbalge der vorbeschriebenen Art werden in der Produktion Dämpfungssystemen, insbesondere bei Schwingungsdämpfern von Kraftfahrzeugen eingesetzt.
Bezugszeichenliste

1: Faltenbalganordnung
2: Faltenbalg
3, 3', 3'': Tasche(n)
4, 4', 4'': Taschenwandung(en)
5: Tascheninnenprofil
6: Schraubendruckfeder
7, 7': Windung(en)
8: Federdraht
9, 9', 9'', 9''': Druckkontaktmantelfläch(en)
10, 10': Schlaufe

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 102008053617 A1 [0003]

Claims

Faltenbalganordnung (1) für Fahrzeuge, umfassend einen Faltenbalg (2) mit mehreren Taschen (3, 3', 3'') mit Taschenwandungen (4, 4', 4'') und einem Tascheninnenprofil (5), eine Schraubendruckfeder (6) mit Windungen (7, 7') aus einem gewundenen Federdraht (8) und Druckkontaktmantelflächen (9, 9', 9'', 9'''), wobei die Schraubendruckfeder (6) in dem Faltenbalg (2) angeordnet ist und sich die mehreren Taschen (3, 3', 3'') koaxial zu der Längsachse der Schraubendruckfeder (6) erstrecken und sich bei Druckbeanspruchung der in dem Faltenbalg (2) angeordneten Schraubendruckfeder (6) der Faltenbalg (2) zusammen mit der Schraubendruckfeder (6) zusammenfaltet, dadurch gekennzeichnet, dass in den mehreren Taschen (3, 3', 3'') wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht (8) angeordnet ist, wobei die Taschenwandungen (4, 4', 4'') der mehreren Taschen (3, 3', 3'') in denen wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht (8) angeordnet ist, zumindest die sich einander gegenüberliegenden Druckkontaktmantelflächen (9, 9', 9'', 9''') benachbarter Windungen (7, 7') der Schraubendruckfeder (6) überdecken.
Faltenbalganordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschenwandungen (4, 4', 4'') von benachbarten Taschen (3, 3', 3'') der mehreren Taschen (3, 3', 3'') in denen wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht (8) angeordnet ist, zumindest den gewundenen Federdraht (8) im Bereich der Druckkontaktmantelflächen (9, 9', 9'', 9''') benachbarter Windungen (7, 7') der Schraubendruckfeder (6) beabstanden.
Faltenbalganordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Taschenwandungen (4, 4', 4'') der mehreren Taschen (3, 3', 3'') in denen wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht (8) angeordnet ist, im Bereich der Mantelfläche des wenigstens abschnittsweise in den mehreren Taschen (3, 3', 3'') angeordneten, gewundenem Federdraht (8) zumindest radial über den halben Querschnitt des gewundenen Federdrahts (8) hinaus erstecken in Richtung der Längsachse der Schraubendruckfeder (6).
Faltenbalganordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Taschenwandungen (4, 4', 4'') der mehreren Taschen (3, 3', 3'') bei dem zumindest radial über den halben Querschnitt des gewundenen Federdrahts (8) hinaus erstecken in Richtung der Längsachse der Schraubendruckfeder (6) eine Schlaufe (10, 10') ausbilden, insbesondere eine Rundbogenschlaufe, eine Omegaschlaufe ausbilden.
Faltenbalganordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tascheninnenprofil (5) ein Spitzbogenprofil ist.
Faltenbalganordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tascheninnenprofil (5) ein Rundbogenprofil, insbesondere ein Kreisbogen ist.
Faltenbalganordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Tascheninnenprofil (5) derart ausgebildet ist, dass die Taschenwandungen (4, 4', 4'') mit Ausnahme der Schlaufen (10, 10') an dem Außenradius des wenigstens abschnittsweise in den mehreren Taschen (3, 3', 3'') angeordneten, gewundenem Federdrahts (8) anliegen.
Faltenbalganordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Taschen (3, 3', 3'') des Faltenbalgs (2) zumindest in Teilbereichen als ein Gewinde ausgebildet sind, insbesondere als ein Innengewinde ausgebildet sind, wobei die Schraubendruckfeder (6) in das Gewinde eingedreht ist.
Faltenbalganordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde die gleiche Steigung wie die Windungen (7, 7') der Schraubendruckfeder (6) in Konstruktionslage aufweist.
Faltenbalg (2) zum Anordnen an einer Schraubendruckfeder (6) mit Windungen (7, 7') aus einem gewundenen Federdraht (8) und Druckkontaktmantelflächen (9, 9', 9'', 9'''), umfassend mehrere Taschen (3, 3', 3'') mit Taschenwandungen (4, 4', 4'') und einem Tascheninnenprofil (5), nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Taschen (3, 3', 3'') derart ausgebildet sind, dass wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht (8) anordenbar ist, wobei die Taschenwandungen (4, 4', 4'') der mehreren Taschen (3, 3', 3'') in denen wenigstens abschnittsweise der gewundene Federdraht (8) anordenbar ist, derart ausgebildet sind, dass zumindest die Druckkontaktmantelflächen (9, 9', 9'', 9''') benachbarter Windungen (7, 7') der Schraubendruckfeder (6) überdeckbar sind.