DE102017209199A1 - Luftfeder - Google Patents

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Marc Leinemann
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder, aufweisend- einen Abrollbalg (1) mit einer Öffnung, die einen durch einen Kern (3) verstärkten Wulst (2) aufweist und- einen Abrollkolben (4) mit einem Sitz (5) für den Abrollbalg (1), und einer Auflageschulter (7) für den Abrollbalg (1),wobei der Abrollbalg (1) im montierten Zustand mit seinem dem Abrollkolben (4) zugeordneten Ende mittels eines Klemmsitzes zwischen dem Wulst (2) und dem Sitz (5) des Abrollkolbens (4) luftdicht mit dem Abrollkolben (4) verbunden ist und der Wulst (2) des Abrollbalges (1) sich auf der Auflageschulter (7) mindestens teilweise abstützt, wobei der Abrollkolben (4) aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial aufgebaut ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfeder der eingangs geschilderten Art derart zu verbessern, dass eine hohe Sicherheit gegen Abrutschen des Balges (1) vom Kolben (4), insbesondere im Hinblick auf den Einsatz von Kunststoff als Kolbenmaterial auf einfache Weise realisierbar ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Abrollkolben (4) am Sitz (5) für den Abrollbalg (1) einen axial vorstehenden, im wesentlichen zylindrischen Sicherungsring (8) aufweist, der nach der Montage des Abrollbalges (1) auf dem Sitz (5) über den Wulst (2) des Abrollbalges (1) hinaus axial vorsteht, durch mindestens partielles Erwärmen plastifizierbar ist und mittels eines Umformstempels (9, 10, 11) im plastifizierten Zustand radial nach außen über den Wulst (2) des Abrollbalges (1) derart verformbar ist, dass der Wulst (2) vom verformten Sicherungsring (8) mindestens teilweise umfasst ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Luftfeder, aufweisend
    • - einen Abrollbalg mit einer Öffnung, die einen durch einen Kern verstärkten Wulst aufweist und
    • - einen Abrollkolben mit einem Sitz für den Abrollbalg, und einer Auflageschulter für den Abrollbalg,
    wobei der Abrollbalg im montierten Zustand mit seinem dem Abrollkolben zugeordneten Ende mittels eines Klemmsitzes zwischen dem Wulst und dem Sitz des Abrollkolbens luftdicht mit dem Abrollkolben verbunden ist und der Wulst des Abrollbalges sich auf der Auflageschulter mindestens teilweise abstützt, wobei der Abrollkolben aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial aufgebaut ist.
  • Derartige Luftfeder sind an sich bekannt und im Einsatz. Das Problem bei der genannten luftdichten Verbindung zwischen dem Balgwulst und dem Sitz des Abrollkolben ist, dass die Gefahr besteht, dass beispielsweise beim Ausfedern der Luftfeder der Balgwulst vom Kolbensitz abrutschen kann.
  • Um dies zu vermeiden, sind verschiedene Lösungsansätze bekannt. Die DE EE 10 2008 055 511 A1 zeigt einen Abrollkolben, der einen konusförmigen Sitz für den Abrollbalg aufweist. Zur Vermeidung des Abrutschens weist der Konussitz eine Haltenase auf, die das Abrutschen erschwert.
  • In der EP 2 603 715 B1 ist ein Abrollkolben offenbart, bei dem im Konussitz eine Nut angeordnet ist, in die nach Montage des Balges eine Art Sprengring einschnappbar ist. Dadurch ist der Konussitz des Abrollbalges am Abrutschen gehindert.
  • In der Praxis haben sich diese Lösungen in besonderen Fällen jedoch als nicht immer ausreichend herausgestellt.
  • In der WO 2013 072 116 A1 ist eine Luftfeder mit einem Abrollkolben offenbart, bei der das Abrutschen des Balges mit einem aufschraubbaren Deckel verhindert ist.
  • Die DE 10 2012 100 753 A1 zeigt eine Luftfeder, bei der der Balg durch einen aufpressbaren Sicherungsring auf dem Konussitz des Abrollkolbens festgehalten wird.
  • Diese Lösungen bieten zwar eine hohe Sicherheit gegen Abrutschen, benötigen jedoch zusätzliche Bauteile, was bei der Montage aufwendig und kostenintensiv ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfeder der eingangs geschilderten Art derart zu verbessern, dass eine hohe Sicherheit gegen Abrutschen des Balges vom Kolben, insbesondere im Hinblick auf den Einsatz von Kunststoff als Kolbenmaterial auf einfache Weise realisierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Abrollkolben am Sitz für den Abrollbalg einen axial vorstehenden, im wesentlichen zylindrischen Sicherungsring aufweist, der nach der Montage des Abrollbalges auf dem Sitz über den Wulst des Abrollbalges hinaus axial vorsteht, durch mindestens partielles Erwärmen plastifizierbar ist und mittels eines Umformstempels im plastifizierten Zustand radial nach außen über den Wulst des Abrollbalges derart verformbar ist, dass der Wulst vom verformten Sicherungsring mindestens teilweise umfasst ist.
  • Die plastische Verformung ist nach dem Erkalten stabil und verhindert, dass der Abrollbalg vom Sitz des Abrollkolbens abrutschen kann.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Umformstempel in seinem im wesentlichen konischen Bereich einen konkav nach radial außen umlaufend gekrümmten Umformbereich auf, wobei ein erster, kleiner Durchmesser des konkav nach außen gekrümmten Umformbereichs in den unverformten Sicherungsring des Sitzes des Abrollkolbens passt.
  • Auf diese Weise ist der Sicherungsring so um den Wulst des Abrollbalges herum umformbar, dass eine besonders hohe Sicherheit gegen Abrutschen gegeben ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Sicherungsring im plastifizierten Zustand derart um den Wulst des Abrollbalges herum verformbar, dass der Wulst gegen die Auflageschulter des Abrollkolbens pressbar ist.
  • Durch diese Umformung entsteht eine zusätzliche Pressung zwischen dem Wulst des Abrollbalges und der Auflageschulter, die die Dichtigkeit der Verbindung von Abrollbalg und Abrollkolben verbessert.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung einer eingangs geschilderten Luftfeder, wobei die Luftfeder
    • - einen Abrollbalg mit einer Öffnung aufweist, die einen durch einen Kern verstärkten Wulst aufweist und
    • - einen Abrollkolben mit einem Sitz für den Abrollbalg und einer Auflageschulter für den Abrollbalg aufweist,
    wobei der Sitz des Abrollkolbens einen axial vorstehenden, im wesentlichen zylindrischen Sicherungsring aufweist, der nach der Montage des Abrollbalges auf dem Sitz über den Wulst des Abrollbalges hinaus axial vorsteht,und der Abrollkolben aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial aufgebaut ist.
  • Herkömmliche Luftfedern werden oft durch ein einfaches aufstecken des Abrollbalges mit dessen Wulst auf den Sitz des Abrollkolbens montiert, wobei der Abrollbalg zusätzlich Durchhaltenasen, Sicherungsringe oder aufgeschraubte Deckel zusätzlich gegen ein Abrutschen vom Sitz gesichert wird. Diese Sicherungen sind jedoch entweder recht aufwendig oder nicht zuverlässig.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Luftfeder der eingangs geschilderten Art zu schaffen, welches eine einfache und sichere Verbindung des Abrollbalges mit dem Abrollkolben ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Verfahren mindestens folgende Schritte aufweist, nämlich
    • - Aufsetzen des Abrollbalges auf den Sitz des Abrollkolbens,
    • - mindestens partielle Erwärmung des axial vorstehenden Sicherungsringes des Abrollkolbens auf die Plastifizierungstemperatur des Kunststoffmaterials des Abrollkolbens
    • - Einschieben eines Umformstempels in den Sicherungsring des Sitzes des Abrollkolbens, wobei der Umformstempel mindestens einen im wesentlichen konischen Bereich aufweist, dessen erster, kleiner Durchmesser in den Sitz des Abrollkolbens passt und dessen zweiter Durchmesser größer ist als der erste Durchmesser,
    • - axiales Einpressen des Umformstempels in den Sicherungsring des Abrollkolbens wobei der chronische Bereich des Umformstempels den Sitz des Abrollkolbens nach radial außen umformt,
    • - Entnehmen des Umformstempels.
  • Durch diese nach außen gerichtete Umformung wird der Sitz des Abrollkolbens in seinem oberen, dem Abrollbalg zugeordneten Ende aufgeweitet. Dies verhindert ein Abrutschen des Wulstes des ab Abrollbalges vom Sitz.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Umformstempel in seinem im wesentlichen konischen Bereich einen konkav nach radial außen umlaufend gekrümmten Umformbereich auf, wobei ein erster, kleiner Durchmesser des konkav nach außen gekrümmten Umformbereichs in den unverformten Sicherungsring des Sitzes des Abrollkolbens passt, wobei beim Einpressen des Umformstempels der Sicherungsring (8) des Abrollkolbens nicht nur nach außen gedrückt, sondern entsprechend der Krümmung des Umformstempels um den Wulst des Abrollbalges herum verformt wird.
  • Auf diese Weise wird der Sicherungsring so um den Wulst des Abrollbalges herum umgeformt, dass eine besonders hohe Sicherheit gegen Abrutschen gegeben ist.
  • Anhand der Zeichnung wird ein Beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
    • 1 einen Abrollbalg und einen Abrollkolben in zusammengesteckter Lage als Längsschnitt,
    • 2 die zusammengesteckt Luftfeder mit einem eingeschobenen Kombinations-Heiz-Umform-Stempel,
    • 3 den weiter eingeschobenen Kombinations-Heiz-Umform-Stempel mit umgeformtem Sitz des Abrollkolbens und
    • 4 eine fertig montierte Luftfeder.
  • 1 zeigt einen Abrollbalg 1 mit einem Wulst 2. Der Wulst 2 weist einen umlaufend eingebetteten Festigkeitsträger 3 auf. Ein Abrollkolben 4 weist einen teilweise konisch geformten Sitz 5 mit einem Innendurchmesser 6 auf. Eine Auflageschulter 7 dient bei fertiger Luftfeder der besseren Abrollung des ab Abrollbalges 1 auf dem Abrollkolben 4. Der Sitz 5 weist einen axial an den Sitz 5 sich anschließenden und mit dem Sitz 5 einstückig verbundenen Sicherungsring 8 auf. Der Abrollbalg 1 ist mit seinem Wulst 2 auf den Sitz 5 aufgesteckt. Der Sicherungsring 8 ragt über den Wulst 2 um ein vorbestimmtes Maß hinaus.
  • In 2 ist in den Abrollbalg 1 ein Kombinations-Heiz-Umform-Stempel 9 eingeführt. Der Kombinations-Heiz-Umform-Stempel 9 weist einen Heizstrahler 10 und ein Umformwerkzeug 11 auf. Das Umformwerkzeug 11 weist einen mindestens teilweise konisch ausgeformten, konkav nach radial außen gekrümmten Umformbereich 12 auf. Ein erster Durchmesser 13 des Umformwerkzeugs 11 korrespondiert mit dem inneren Durchmesser 6 des Sitzes 5. Mit dem Heizstrahler 10 ist der Sicherungsring 8 auf Plastifizierungstemperatur erwärmbar.
  • In 3 ist der Kombinations-Heiz-Umform-Stempel 9 weiter in den Sitz 5 des Abrollkolbens 4 eingeschoben. Der Sicherungsring 8 ist dabei durch den umlaufend konkav nach radial außen gekrümmten Umformbereich 12 verformt und greift korrespondierend zur Kontur des Umformbereichs 12 um den Wulst 2 des Abrollbalges 1 herum.
  • 4 zeigt den fertigen Verbund aus Abrollbalg 1 und Abrollkolben 4. Nach dem Erkalten und damit verbundener Erstarrung des umgeformten Sicherungsringes 8 ist der Abrollbalg 1 mit dem Abrollkolben 4 unlösbar verbunden. Durch den umgeformten Sicherungsring 8 ist der Wulst 2 axial an den Abrollkolben 4 an gepresst. Dies erhöht die Sicherheit der Luftdichtigkeit.
  • Bezugszeichenliste
  • (Teil der Beschreibung)
    • 1
    Abrollbalg
    2
    Wulst des Abrollbalges 1
    3
    Kern, Festigkeitsträger des Wulstes 2
    4
    Abrollkolben
    5
    Sitz des Abrollkolbens 4
    6
    Innendurchmesser des Sitzes 5
    7
    Auflageschulter des Abrollkolbens 4
    8
    Sicherungsring am Sitz 5
    9
    Kombinations-Heiz-Umform-Stempel
    10
    Heizstrahler
    11
    Umformwerkzeug
    12
    gekrümmte Umformbereich des Umformwerkzeugs 11
    13
    erster, kleiner Durchmesser des Umformwerkzeugs 11
  • 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 EE 10 2008 055 511 A1 [0003]
    • EP 2603715 B1 [0004]
    • WO 2013072116 A1 [0006]
    • DE 102012100753 A1 [0007]

Claims (5)

  1. Luftfeder, aufweisend - einen Abrollbalg (1) mit einer Öffnung, die einen durch einen Kern (3) verstärkten Wulst (2) aufweist und - einen Abrollkolben (4) mit einem Sitz (5) für den Abrollbalg (1), und einer Auflageschulter (7) für den Abrollbalg (1), wobei der Abrollbalg (1) im montierten Zustand mit seinem dem Abrollkolben (4) zugeordneten Ende mittels eines Klemmsitzes zwischen dem Wulst (2) und dem Sitz (5) des Abrollkolbens (4) luftdicht mit dem Abrollkolben (4) verbunden ist und der Wulst (2) des Abrollbalges (1) sich auf der Auflageschulter (7) mindestens teilweise abstützt, wobei der Abrollkolben (4) aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrollkolben (4) am Sitz (5) für den Abrollbalg (1) einen axial vorstehenden, im wesentlichen zylindrischen Sicherungsring (8) aufweist, der nach der Montage des Abrollbalges (1) auf dem Sitz (5) über den Wulst (2) des Abrollbalges (1) hinaus axial vorsteht, durch mindestens partielles Erwärmen plastifizierbar ist und mittels eines Umformstempels (9, 10, 11) im plastifizierten Zustand radial nach außen über den Wulst (2) des Abrollbalges (1) derart verformbar ist, dass der Wulst (2) vom verformten Sicherungsring (8) mindestens teilweise umfasst ist.
  2. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (8) im plastifizierten Zustand derart um den Wulst (2) des Abrollbalges (1) herum verformbar ist, dass der Wulst (2) gegen die Auflageschulter (7) des Abrollkolbens (4) pressbar ist.
  3. Luftfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformstempel (9, 10, 11) in seinem im wesentlichen konischen Bereich einen konkav nach radial außen umlaufend gekrümmten Umformbereich (12) aufweist, wobei ein erster, kleiner Durchmesser des konkav nach außen gekrümmten Umformbereichs in den unverformten Sicherungsring des Sitzes des Abrollkolbens passt.
  4. Verfahren zur Herstellung einer eingangs geschilderten Luftfeder, wobei die Luftfeder - einen Abrollbalg (1) mit einer Öffnung aufweist, die einen durch einen Kern (3) verstärkten Wulst (2) aufweist und - einen Abrollkolben (4) mit einem Sitz (5) für den Abrollbalg (1) und einer Auflageschulter (7) für den Abrollbalg (1) aufweist, wobei der Sitz (5) des Abrollkolbens (4) einen axial vorstehenden, im wesentlichen zylindrischen Sicherungsring (8) aufweist, der nach der Montage des Abrollbalges (1) auf dem Sitz (5) über den Wulst (2) des Abrollbalges (1) hinaus axial vorsteht und der Abrollkolben (4) aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens folgende Schritte aufweist, nämlich - Aufsetzen des Abrollbalges (1) auf den Sitz (5) des Abrollkolbens (4), - mindestens partielle Erwärmung des axial vorstehenden Sicherungsringes (8) des Abrollkolbens (4) auf die Plastifizierungstemperatur des Kunststoffmaterials des Abrollkolbens (4) - Einschieben eines Umformstempels (9, 10, 11) in den Sicherungsring (8) des Sitzes (5) des Abrollkolbens (4), wobei der Umformstempel (9, 10, 11) mindestens einen im wesentlichen konischen Bereich (12) aufweist, dessen erster, kleiner Durchmesser (13) in den Sitz (5) des Abrollkolbens (4) passt und dessen zweiter Durchmesser größer ist als der erste Durchmesser, - axiales Einpressen des Umformstempels (9, 10, 11) in den Sicherungsring (8) des Abrollkolbens (4) wobei der konische Bereich (12) des Umformstempels (9, 10, 11) den Sitz (5) des Abrollkolbens (4) nach radial außen umformt, - Entnehmen des Umformstempels (9, 10, 11).
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformstempel (9, 10, 11) in seinem im wesentlichen konischen Bereich (12) einen konkav nach radial außen umlaufend gekrümmten Umformbereich (12) aufweist, wobei ein erster, kleiner Durchmesser (13) des konkav nach außen gekrümmten Umformbereichs (12) in den unverformten Sicherungsring (8) des Sitzes (5) des Abrollkolbens (4) passt, wobei beim Einpressen des Umformstempels (9, 10, 11, 12) der Sicherungsring (8) des Abrollkolbens (4) nicht nur nach außen gedrückt, sondern entsprechend der Krümmung (12) des Umformstempels (9, 10, 11, 12) um den Wulst (2) des Abrollbalges (1) herum verformt wird.
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