DE10220528B4

DE10220528B4 - Luftfederanordnung

Info

Publication number: DE10220528B4
Application number: DE10220528A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Lühmann Cord
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Vibracoustic SE
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: DE10220528A1

Abstract

Luftfederanordnung aus einem Deckel (2), einem Kolben (3) und einem Luftfederbalg (4) aus elastomerem Werkstoff, der eine volumenelastische Luftkammer (9) einschließt und mit einem eingebetteten Festigkeitsträger versehen ist, wobei der Luftfederbalg folgende Bereiche umfasst: – ein erstes Balgende (5), das am Deckel (2) befestigt ist; – ein zweites Balgende (6) mit Befestigung Kolben (3); – einen im Wesentlichen zylindrischen statischen Bereich (7), der nicht an der Schlaufenbildung des Luftfederbalgs (4) teilnimmt; sowie – eine, den dynamischen Bereich des Federbalgs (4) bildende Schlaufe (8), die zwischen dem zylindrischen Bereich (7) und dem zweiten Balgende (6) angeordnet ist und dabei an der Außenwand (10) des Kolbens (3) abrollen kann; dadurch gekennzeichnet, dass – die Balgwandstärke A der Schlaufe (8) zumindest in Bezug auf den üblichen Einfederungs-Ausfederungs-Weg kleiner ist als die Balgwandstärke B des zylindrischen Bereichs (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfederanordnung, bestehend wenigstens aus einem Deckel, Kolben und Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff, der eine volumenelastische Luftkammer einschließt und zumeist mit einem eingebetteten Festigkeitsträger versehen ist, wobei der Luftfederbalg folgende Bereiche umfasst:

– ein erstes Balgende, das am Deckel befestigt ist;
– ein zweites Balgende mit Befestigung am Kolben;
– einen im wesentlichen zylindrischen Bereich, der sich zwischen den beiden Balgenden erstreckt; sowie
– eine Schlaufe, die zwischen dem zylindrischen Bereich und dem zweiten Balgende angeordnet ist und dabei an der Außenwand des Kolbens abrollen kann.

Stand der Technik sind Luftfederbälge mit einer gleichmäßigen Wandstärke über ihre gesamte Fertigungslänge. Bedingt durch die technischen Anforderungen der Industrie, insbesondere der Automobilindustrie, sind Luftfederbälge in sehr dünnen Wandstärken notwendig geworden. Sie sind ebenfalls, wie der Stand der Technik, über die gesamte Fertigungslänge mit einer konstanten Wandstärke ausgeführt. Dünne Bälge haben ein besseres Ansprechverhalten bei dynamischen Vorgängen gegenüber den konventionellen, dickwandigeren Luftfederbälgen. Aus diesem Grunde finden sie vermehrt Einsatz, insbesondere in Personenkraftfahrzeugen (PKW) mit Luftfederung.
Ein Nachteil der dünnwandigen Bälge besteht jedoch darin, dass sie gegenüber äußeren Einflüssen empfindlicher reagieren. Dieser Nachteil führt, wenn der Luftfederbalg nicht durch ein separates Bauteil, beispielsweise eine Manschette, geschützt wird, zu einem vorzeitigen Ausfall bzw. zu einer verringerten Lebensdauer im Vergleich zum dickwandigen Luftfederbalg. Aus diesem Grunde werden vermehrt Manschetten und/oder Außenführungen eingesetzt, die den empfindlichen, dünnen Luftfederbalg schützen. Diesbezüglich wird insbesondere auf die Offenlegungsschriften DE 197 53 637 A1 und DE 100 01 018 A1 verwiesen.
Durch die DE 100 07 153 A1 ist es auch bekannt die Schlaufe eines Rollbalgs mit einer größeren Wandstärke auszubilden um die Rollbalgschlaufe bei einem Anschlag auf ein benachbartes Bauteil vor Zerstörung zu schützen. Durch diese Verstärkung der Schlaufenwand wird das Federungs- und Dämpfungsverhalten des Rollbalgs jedoch stark beeinflusst.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, den zusätzlichen Einsatz von Bauteilen, beispielsweise der oben genannten Art, zu vermeiden. Darüber hinaus soll das Dämpfungsverhalten des Luftfederbalges und die Federkennlinie der Luftfederanordnung über den Federweg verändert werden, und zwar im Hinblick auf ein verbessertes Fahrverhalten des Fahrzeuges, insbesondere auf dem PKW-Sektor.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die Balgwandstärke A der Schlaufe zumindest in Bezug auf den üblichen Einfederungs-Ausfederungs-Weg kleiner ist als die Balgwandstärke B des zylindrischen Bereiches.
Hinsichtlich der Balgwandstärken A und B gelten insbesondere folgende Parameter
A ≤ 2 mm
B > 2 mm
A:B = 1:1,3 bis 1:1,5
Darüber hinaus kann die Balgwandstärke B des zylindrischen Bereiches variieren. Auf diese Weise werden für bestimmte Federpositionen bestimmte Dämpfungen und Federkennungen erreicht.
In dem Bereich, der bei dynamischen Federvorgängen selten oder gar nicht zum Einsatz kommt, kann die Balgwandstärke B entsprechend dick zum Schutz von äußeren Einflüssen ausgeführt werden.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine Luftfederanordnung mit den wesentlichen Grundbauteilen und den einzelnen Bereichen des Luftfederbalges;
2 eine vergrößerte Darstellung des Luftfederbalges.
1 zeigt eine Luftfederanordnung 1 mit den wesentlichen Grundbauteilen, nämlich Luftfederbalg 4, Kolben 3 und Deckel 2 mit Anbindungsmöglichkeiten für die Karosserie. Der Deckel kann als Druckbehälter ausgebildet sein, gegebenenfalls in Verbindung mit einem Ventil ( DE 198 19 642 A1 ).
Der Luftfederbalg 4 aus elastomerem Werkstoff ist zumeist mit einem eingebetteten Festigkeitsträger in Form eines Axialbalges ( DE 36 43 073 A1 ) oder Kreuzlagenbalges ( DE 29 04 511 A1 ) versehen. Die beiden Balgenden 5 und 6 sind mittels der Klemmringe 11 und 12 an dem Deckel 2 bzw. Kolben 3 befestigt. Dadurch wird eine volumenelastische Luftkammer 9 gebildet, wobei die Schlaufe 8 (dynamischer Bereich des Luftfederbalges) an der Außenwand 10 des Kolbens abrollen kann. Derjenige Bereich des Luftfederbalges, der nicht an der Schlaufenbildung teilnimmt, wird auch als statischer Bereich bezeichnet.
2 veranschaulicht Details des Luftfederbalges 4. Im Rahmen der Ein- und Ausfederung nimmt die Schlaufe 8 verschiedene Schlaufenpositionen ein. Nach der Lehre der Erfindung ist nun die Balgwandstärke A der Schlaufe zumindest in Bezug auf den üblichen Einfederungs-Ausfederungs-Weg kleiner als die Balgwandstärke B des zylindrischen Bereiches 7 des Luftfederbalges. Dieser Federweg beträgt auf dem PKW-Sektor, auf den sich die erfindungsgemäße Luftfederanordnung vorrangig bezieht, in der Regel ±15 mm. Vorzugsweise gilt diese Balgwandstärkenbeziehung für alle Schlaufenpositionen, d. h. auch außerhalb des oben genannten Federweges.
Bezugszeichenliste

1: Luftfederanordnung
2: Deckel (Druckbehälter)
3: Kolben (Abrollkolben, Tauchkolben)
4: Luftfederbalg
5: erstes Balgende
6: zweites Balgende
7: zylindrischer Bereich mit der Balgwandstärke B
8: Schlaufe (Rollfalte) mit der Balgwandstärke A
9: volumenelastische Luftkammer
10: Außenwand (Abrollfläche) des Kolbens
11: erster Klemmring
12: zweiter Klemmring

Claims

Luftfederanordnung aus einem Deckel (2), einem Kolben (3) und einem Luftfederbalg (4) aus elastomerem Werkstoff, der eine volumenelastische Luftkammer (9) einschließt und mit einem eingebetteten Festigkeitsträger versehen ist, wobei der Luftfederbalg folgende Bereiche umfasst: – ein erstes Balgende (5), das am Deckel (2) befestigt ist; – ein zweites Balgende (6) mit Befestigung Kolben (3); – einen im Wesentlichen zylindrischen statischen Bereich (7), der nicht an der Schlaufenbildung des Luftfederbalgs (4) teilnimmt; sowie – eine, den dynamischen Bereich des Federbalgs (4) bildende Schlaufe (8), die zwischen dem zylindrischen Bereich (7) und dem zweiten Balgende (6) angeordnet ist und dabei an der Außenwand (10) des Kolbens (3) abrollen kann; dadurch gekennzeichnet, dass – die Balgwandstärke A der Schlaufe (8) zumindest in Bezug auf den üblichen Einfederungs-Ausfederungs-Weg kleiner ist als die Balgwandstärke B des zylindrischen Bereichs (7).
Luftfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Balgwandstärke A der Schlaufe (8) ≤ 2 mm beträgt.
Luftfederanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Balgwandstärke B des zylindrischen Bereiches (7) > 2 mm beträgt.
Luftfederanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Balgwandstärke B des zylindrischen Bereiches (7) variiert.
Luftfederanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass hinsichtlich der Balgwandstärke A der Schlaufe (8) und der Balgwandstärke B des zylindrischen Bereiches (7) folgende Stärkenverhältnisse gelten: A:B = 1:1,3 bis 1:1,5
Luftfederanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Balgwandstärke A der Schlaufe (8) in Bezug auf jede Schlaufenposition kleiner ist als die Balgwandstärke B des zylindrischen Bereiches.