DE102018214173A1 - Bellows for an auxiliary or foreign power steering system in a motor vehicle - Google Patents

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DE102018214173A1
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DE
Germany
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bellows
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motor vehicle
steering system
auxiliary
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Pending
Application number
DE102018214173.8A
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German (de)
Inventor
Michael Friedel
Stefan Kersten Weber
Raphael Pittner
Martin Ruff
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J3/00Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F16J3/04Bellows
    • F16J3/041Non-metallic bellows
    • F16J3/043Non-metallic bellows with particular means for limiting wear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J3/00Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F16J3/04Bellows

Abstract

Die Erfindung stellt einen verbesserten Faltenbalg bzw. eine verbesserte Lenkung zur Verfügung, welche eine erhöhte Robustheit gegen Umwelteinflüsse aufweist. Wesentlich für die Erfindung ist es, dass mindestens zwei voneinander verschiedene Material-Typen verwendet werden (Funktionstrennung), wobei der erste Materialtyp hauptsächlich dafür vorgesehen ist, eine Barriere gegen Feuchtigkeit, Dampf, Gas, Wasser herzustellen (Schutz vor Korrosion) und der zweite Materialtyp hauptsächlich dafür vorgesehen ist, mechanische Energie (Einschlagsenergie von Fremdkörpern) die von der Umwelt her auf das System und somit auf das Material einwirken können, aufzunehmen, als auch eine mechanischen Barriere gegen Tierverbiss, Stich, Schnitt, usw. zu erzeugen und ein mechanisches Aufreißen vorzubeugen.The invention provides an improved bellows or an improved steering, which has an increased robustness against environmental influences. It is essential for the invention that at least two different types of materials are used (separation of functions), the first type of material being primarily intended to provide a barrier against moisture, steam, gas, water (protection against corrosion) and the second type of material is primarily intended to absorb mechanical energy (impact energy of foreign bodies) that can act on the system and thus on the material from the environment, as well as to create a mechanical barrier against biting, stabbing, cutting, etc. and a mechanical tearing submissions.

Description

Stand der TechnikState of the art

Faltenbälge für Hilfs- oder Fremdkraftlenkungen sind dafür vorgesehen, das Eindringen von Fremdstoffen (flüssige und solide Stoffe) in das Innere eines Lenkgetriebegehäuses zu verhindern.Bellows for auxiliary or foreign power steering are intended to prevent the ingress of foreign substances (liquid and solid substances) into the interior of a steering gear housing.

Aus dem Stand der Technik sind Faltenbälge aus einem flexiblen, elastischen Gummi-Material bekannt.Bellows made of a flexible, elastic rubber material are known from the prior art.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung soll es sein, einen verbesserten Faltenbalg bzw. eine verbesserter Lenkung zur Verfügung zu stellen, welche eine erhöhte Robustheit/ Widerstand gegen Umwelteinflüsse aufweist. Insbesondere ist diese dafür vorgesehen, für einem autonomen Fahrbetrieb verwendet zu werden.The object of the invention is to provide an improved bellows or an improved steering available, which has an increased robustness / resistance to environmental influences. In particular, this is intended to be used for autonomous driving.

Wesentlich für die Erfindung ist es, dass mindestens zwei voneinander verschiedene Material-Typen verwendet werden (Funktionstrennung), wobei der erste Materialtyp hauptsächlich dafür vorgesehen ist, eine Barriere gegen Feuchtigkeit, Dampf, Gas, Wasser herzustellen (Schutz vor Korrosion) und der zweite Materialtyp hauptsächlich dafür vorgesehen ist, mechanische Energie (Einschlagsenergie von Fremdkörpern) die von der Umwelt her auf das System und somit auf das Material einwirken können, aufzunehmen, als auch eine mechanischen Barriere gegen Tierverbiss, Stich, Schnitt, usw.. zu erzeugen und ein mechanisches Aufreißen vorzubeugen.It is essential for the invention that at least two different types of materials are used (separation of functions), the first type of material being mainly intended to provide a barrier to moisture, steam, gas, water (protection against corrosion) and the second type of material is mainly intended to absorb mechanical energy (impact energy of foreign bodies) that can act on the system and thus on the material from the environment, as well as to create a mechanical barrier against biting, stinging, cutting, etc .. and a mechanical barrier Prevent tearing.

Der „Material-Typ-1“ kommt aus der Gruppe:

  • - Ein zäh-elastisch verformbarer Kunststoff, Polymer-Blends, Copolymere, Elastomere wie z.B. Gummi (NR, HNBR), Kautschuk, thermoplastische Elastomere (TPE's), Polyurethane, usw...
The "Material Type 1" comes from the group:
  • - A tough-elastically deformable plastic, polymer blends, copolymers, elastomers such as rubber (NR, HNBR), rubber, thermoplastic elastomers (TPE's), polyurethanes, etc ...

Der „Material-Typ-2“ kommt aus der Gruppe:

  • - Faser-Textilien, organisch und anorganisch
  • - Polyamide (PA), insbesondere aromatische Polyamide (= Aramide) („Kevlar“ oder ähnlichen Materialen), bevorzugt in „Faser+Matrix“-/ Textil-Bauweiseumgesetzt, sowie auch ultra-hochmolekulare Polyethylenfasern (PE-UHMW)
  • - Metall-Fasern, Metallgestricke, Metallgewebe (Stahl o. ähnlichen Materialien)
  • - Weitere, aus dem Stand der Technik für diesen Anwendungsfall geeignete Faser+Matrix und Garn-basierte Verbundwerkstoffe.
The "Material Type 2" comes from the group:
  • - fiber textiles, organic and inorganic
  • - Polyamides (PA), in particular aromatic polyamides (= aramids) ("Kevlar" or similar materials), preferably in "fiber + matrix" - / textile construction implemented, as well as ultra-high molecular weight polyethylene fibers (PE-UHMW)
  • - metal fibers, metal knits, metal fabrics (steel or similar materials)
  • Other fiber + matrix and yarn-based composites suitable for this application from the state of the art.

Des Weiteren können beide Material-Typen mit Schreckstoffen (Vergällmittel) imprägniert sein um das System Faltenbalg im Weiteren vor Tierverbiss zu schützen.Furthermore, both types of material can be impregnated with foaming agents (denaturants) in order to further protect the system bellows against animal biting.

Der Faltenbalg kann dabei als

  • - 1-teiliges Faser-Kunststoff-Verbund- Bauteil (mindestens ein „2K“-Bauteil) ausgeführt sein, („Faser + Matrix“), oder
  • - mehrteilig, aus mindestens 2 separaten Materialien wobei dem ersten und zweiten überwiegend einer der beiden zueinander komplementären Eigenschaften/Funktionen nach Typ-1 und Typ-2 zugeordnet werden kann, (Enden der Materialen sind miteinander physikalisch/chemisch verbunden, verschweißt oder verklebt) oder
  • - in „2K-Sandwich“-Bauart, Schichtbauweise, mit mindestens 2 Lagen/Schichten aus Material-Typ-1 als 1. Schicht und mindesten Material-Typ-2 als 2. Schicht. Die Schichten sind dabei miteinander physikalisch/chemisch verbunden (verschweißt oder verklebt oder geeignetes Verfahren).
The bellows can as
  • - 1-piece fiber-plastic composite component (at least one "2K" component) be executed, ("fiber + matrix"), or
  • - In several parts, from at least 2 separate materials wherein the first and second predominantly one of the two mutually complementary properties / functions according to type 1 and type 2 can be assigned, (ends of the materials are physically / chemically bonded to each other, welded or glued) or
  • - in "2-component sandwich" construction, with at least 2 layers / layers of material type 1 as 1st layer and at least material type 2 as 2nd layer. The layers are physically / chemically bonded together (welded or glued or suitable method).

Weitere AnwendungsfälleOther use cases

Alle ähnlich gelagerten Anwendungen im Bereich Lenkungstechnik im Fahrzeug-, Bahn-, Schiffs- und Flugzeugbau und der Anlagen- und Verfahrenstechnik.All similar applications in the field of steering technology in vehicle, rail, ship and aircraft construction and plant and process engineering.

Verschiedene Ausführungsformen werden anhand der Figuren beschrieben.Various embodiments will be described with reference to the figures.

1 zeigt einen Faltenbalg 5 mit einem innenliegenden Mantel 6 und einem außenliegenden Mantel 7. Die beiden Mantel sind nach dem „Matroschka“-Prinzip übereinander angeordnet. Der innenliegende Mantel 6 besteht aus dem Material-Typ-1 um eine einer wasserdichte Barriere zu erzeugen und dient dem Korrosionsschutz. Der außenliegende Mantel 7 besteht aus Material-Typ-2 um eine mechanische Barriere gegen Tierverbiss, Stich, Schnitt, Einschlag, usw. herzustellen. Zwischen den beiden Mänteln liegt ein Gasraum, welcher mit Luft gefüllt ist. 1 shows a bellows 5 with an inside coat 6 and an outer coat 7 , The two mantles are arranged one above the other according to the "matroschka" principle. The inside coat 6 consists of the material type 1 to create a waterproof barrier and serves to protect against corrosion. The outer coat 7 consists of material type 2 to create a mechanical barrier against biting, stabbing, cutting, impact, etc. Between the two coats is a gas space filled with air.

Der Faltenbalg 5 ist mit Befestigungsschellen 4 am Gehäuse 1 und an der Spurstange 3 befestigt. Die Spurstange 3 ist mit der Zahnstange 2 verbunden.The bellows 5 is with mounting clamps 4 on the housing 1 and at the tie rod 3 attached. The tie rod 3 is with the rack 2 connected.

2 zeigt einen Faltenbalg 5, wobei der einteilige Mantel 8 aus einem 2K-Mischmaterial ausgeführt ist, welches die wesentlichen Eigenschaften des Typ-2 Materials und des Typ-1 Materials aufweist. 2 shows a bellows 5 , where the one-piece coat 8th is made of a 2K mixed material, which exhibits the essential characteristics of the type 2 Material and the type 1 Has material.

3 zeigt einen Faltenbalg 5, welcher aus einem Lagen-Verbund (Sandwich) aus mindestens zwei Lagen 9, 10 aufgebaut ist. Bevorzugt besteht der äußere Mantel 9 aus dem Material-Typ 1 und der innere Mantel 10 aus dem Material-Typ 2. Es ist aber auch möglich, dass der äußere Mantel 9 aus dem Material-Typ 1 und der innere Mantel 10 aus dem Material-Typ 2 besteht. Es können zusätzliche Schichten/Lagen vorgesehen sein, welche unterschiedliche Eigenschaften bzgl. Festigkeit, Elastizität oder Kraftorientierung aufweisen. 3 shows a bellows 5 , which consists of a layer composite (sandwich) of at least two layers 9 . 10 is constructed. Preferably, the outer jacket is made 9 from the material type 1 and the inner coat 10 from the material type 2 , But it is also possible that the outer jacket 9 from the material type 1 and the inner coat 10 from the material type 2 consists. It can be provided additional layers / layers, which have different properties in terms of strength, elasticity or force orientation.

Claims (4)

Faltenbalg (5) für eine Kraftfahrzeuglenkung, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (5) aus mindestens zwei verschiedenen Materialtypen aufgebaut ist, wobei ein erster Materialtyp eine Barriere gegen Feuchtigkeit, Dampf, Gas, Wasser zum Schutz vor Korrosion bereitstellt, und wobei ein zweiter Materialtyp eine mechanische Barriere gegen Einwirkungen von Außen bereitstellt.A bellows (5) for a motor vehicle steering system, characterized in that the bellows (5) is constructed of at least two different types of material, wherein a first type of material provides a barrier to moisture, steam, gas, water to protect against corrosion, and wherein a second type of material provides a mechanical barrier against external influences. Faltenbalg (5) für eine Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (5) aus einem innenliegenden Mantel (6) und einem außenliegenden Mantel (7) aufgebaut ist, wobei jeder Mantel (6, 7) aus einem unterschiedlichen Materialtyp besteht.Bellows (5) for a motor vehicle steering to Claim 1 , characterized in that the bellows (5) of an inner jacket (6) and an outer jacket (7) is constructed, each jacket (6, 7) consists of a different type of material. Faltenbalg (5) für eine Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Faltenbalg (5) als einteiliger Mantel (8) ausgeführt ist, welcher aus einem 2K-Mischmaterial besteht, wobei das 2K-Mischmaterial aus zwei verschieden Materialtypen hergestellt ist.Bellows (5) for a motor vehicle steering to Claim 1 , characterized in that bellows (5) is designed as a one-piece jacket (8) which consists of a 2K mixed material, wherein the 2K mixed material is made of two different types of material. Faltenbalg (5) für eine Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Faltenbalg (5) aus einem Lagen-Verbund mit mindestens zwei Lagen (9, 10), wobei jede Lage (9,10) aus einem unterschiedlichen Materialtyp besteht.Bellows (5) for a motor vehicle steering to Claim 1 , characterized in that bellows (5) of a layer composite with at least two layers (9, 10), wherein each layer (9,10) consists of a different type of material.
DE102018214173.8A 2017-08-23 2018-08-22 Bellows for an auxiliary or foreign power steering system in a motor vehicle Pending DE102018214173A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019132692A1 (en) * 2019-12-02 2021-06-02 Carl Freudenberg Kg Bellows, its use and process for its manufacture
US11933406B2 (en) 2021-09-30 2024-03-19 Robert Bosch Automotive Steering Llc Steering rack and protective bellows

Cited By (3)

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DE102019132692A1 (en) * 2019-12-02 2021-06-02 Carl Freudenberg Kg Bellows, its use and process for its manufacture
EP3832173B1 (en) * 2019-12-02 2023-03-01 Carl Freudenberg KG Bellows, use of same and method for producing same
US11933406B2 (en) 2021-09-30 2024-03-19 Robert Bosch Automotive Steering Llc Steering rack and protective bellows

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