DE19522459C1

DE19522459C1 - Abdichtung eines Abrollrohres bei einer Luftfeder

Info

Publication number: DE19522459C1
Application number: DE1995122459
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl Ing Pradel
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2015-06-22

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 88 13 045 U1 ist eine Luftfeder bekannt, die ein Abrollrohr zur hubabhängigen Beeinflussung der Federkraft aufweist. Das Abrollrohr wird axial über einen Anlagering abgestützt. Bei langen Luftfedern mit entsprechend großen Hubwegen kann nicht ausgeschlossen werden, daß bei einer Ausfederungsbewegung eine Verschiebung bzw. Mitführbewegung des Abrollrohres über den Federbalg erfolgt. Zwar wird bei einer anschließenden Einfahrbewegung das Abrollrohr in der Regel wieder zurückgeschoben, doch gibt es dann keine vorbestimmte Lage, insbesondere in Umfangsrichtung. Die Dichtung bzw. Dichtungen zwischen dem Abrollrohr und dem Federträger sind einer dynamischen Belastung ausgesetzt, die den Verschleiß erhöhen. Zusätzlicher Verschleiß der Dichtungen kann auftreten, wenn bei der Montage das Abrollrohr mit den Dichtungen auf den Federträger aufgeschoben wird, wobei die Dichtungen auf der lackierten Oberfläche des Federträgers gleiten. Kleine Farbspritzer oder Staubeinschlüsse im Lack, die niemals auszuschließen sind, können einen schädigenden Einfluß ausüben.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß bei Ausführungsformen von Luftfedern, bei denen der Druckanschluß Bestandteil des Abrollrohres ist, der Druckluftschlauch ständig einer Belastung durch die Relativbewegung zwischen dem Druckanschluß und einem zweiten Befestigungspunkt, unabhängig von der Luftfeder, ausgesetzt ist. Die DE 44 26 243 A1 beschreibt eine Lösung für dieses Problem, indem zwischen dem Abrollrohr und einer Halterung für das Abrollrohr eine Rastverbindung mit Wirkung für axial und in Umfangsrichtung angreifende Kräfte zur Anwendung kommt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftfeder zu realisieren, die hinsichtlich der Abdichtung des Federraums zuverlässig ausgeführt ist, wobei aber die Dichtung einem geringeren Verschleiß bei der Montage und dem Federbetrieb ausgesetzt ist. Des weiteren soll eine alternative Lösung für die axiale und rotatorische Fixierung des Abrollrohres zum Federträger ermöglicht werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Ansprüche 1 und 8 gelöst.

Die Verwendung einer formbaren Masse ermöglicht eine freie Gestaltung der Dichtungsflächen des Zwischenraums. Durch die formbare Masse wird das Abrollrohr relativ zum Federträger festgeklebt, so daß die Befestigungsprobleme beseitigt sind.

Bei einer Ausführungsform wird der Zwischenraum von einer Ringkammer des Abrollrohres oder des Federträger gebildet, der eine Injektionsöffnung zur Füllung des Zwischenraums aufweist. In weiterer konstruktiver Ausgestaltung besteht der Zwischenraum aus mehreren axial hintereinander angeordneten Nuten besteht, die miteinander verbunden sind. Die Dichtfläche kann durch diese einfache Maßnahme beträchtlich vergrößert werden. Den Klebeeffekt zur Steigerung der Haltekräfte kann man noch nachhaltiger ausnutzen, wenn die Nuten im Federträger und im Abrollrohr eingeformt sind. Es setzt eine formschlüssige Verbindung zwischen der Dichtmasse und dem Nutprofil ein.

Des weiteren kann vorgesehen sein, daß das Abrollrohr aus Kunststoff besteht und die Ringkammer aufweist, wobei die Injektionsöffnung durch einen Pfropfen aus dem Werkstoff des Abrollrohres verschlossen ist. Diese Verschlußart bietet sich hinsichtlich der Fertigungskosten beträchtliche Vorteile.

Aus optischen Gründen weist die Injektionsöffnung auf der außen liegenden Oberfläche des Abrollrohres einen Rand aufweist, der den Werkstoff zum Verschluß der Injektionsöffnung bereitstellt. Nach dem Verschließvorgang ist die Injektionsöffnung durch den in die Injektionsöffnung eingedrungenen Werkstoff vom Rand nicht mehr sichtbar.

Bei hochbelasteten Abrollrohren, deren Werkstoff sich nicht einfach zum Verschließen umformen läßt, ist die Injektionsöffnung durch einen Schließkörper verschlossen.

Des weiteren ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Abdichtung einer Luftfeder, umfassend einen als Rollbalg wirkenden Federbalg, wobei der Federbalg einen unter Gasdruck stehenden Federraum begrenzt, der über einen Druckanschluß versorgt wird, wobei der Federbalg einerseits mit einem axial beweglichen Außenrohr verbunden ist und andererseits über ein Abrollrohr in Wirkverbindung mit einem Federträger steht, wobei zwischen dem Abrollrohr und dem Federträger mindestens eine Dichtung angeordnet ist, die den Federraum im Bereich zwischen dem Abrollrohr und dem Federträger abdichtet, mit den Verfahrenschritten:

- Aufschieben des Abrollrohres auf den Federträger bis zur Einbaulage,
- Fixieren des Abrollrohres relativ zum Federträger für den weiteren Verfahrensablauf,
- Einpressen einer formbaren Dichtmasse in einen Zwischenraum zwischen dem Federträger und dem Abrollrohr,
- Aushärten der Dichtmasse zu einer Dichtung, vorgesehen.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Verschleißprobleme bei der Dichtungsmontage können bei diesem Verfahren nicht auftreten. Ebenso sind die Fertigungstoleranzen zwischen dem Abrollrohr und dem Federträger im Bereich der eingepreßten Dichtmasse nicht von entscheidender Bedeutung.

Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Dichtmasse mittels einer Injektionsvorrichtung über eine Injektionsöffnung in den Zwischenraum eingebracht wird. Die nötigen Arbeitsdrücke halten sich bei dem geringen Durchmesser der Injektionsöffnung auf einem vertretbaren Niveau.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Injektionsöffnung nach dem Einbringen der Dichtmasse durch eine thermische Behandlung des Abrollrohres verschlossen. Alternativ kann man natürlich auch den Injektionskanal mit Dichtmasse auffüllen.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Luftfeder in Gesamtdarstellung,

Fig. 2-5 Detaildarstellungen der Luftfeder.

Die Fig. 1 zeigt eine Luftfeder 1, deren Federbalg 3 einen Federraum 5 begrenzt. Er ist einerseits mit einem Außenrohr 7 und andererseits über ein Abrollrohr 9 mit einem Federträger 11 verbunden. Innerhalb des Federraums 5 kann eine Zu satzfeder 13 angeordnet sein, die sich in diesem Ausführungsbeispiel am Außenrohr 7 abstützt und sich synchron mit einer Kolbenstange 15 des. Federträgers 11 relativ zum Abrollrohr 9 bewegt.

Zur Abdichtung besitzt das Abrollrohr 9 mindestens eine Dichtung 17, die den Federraum 5 gegenüber der Umgebung abdichtet. Axial stützt sich das Abrollrohr 9 auf einem Haltering 19 ab, wobei ein Sicherungsring 21 in eine Aufnahmenut des Federträgers 11. Bei dem Federträger kann es sich um ein einfaches Führungsrohr, aber auch um einen Schwingungsdämpfer beliebiger Bauart handeln. Das Abrollrohr verfügt zur Änderung der Federkonstante der Luftfeder über Querschnittsbereiche mit verschiedenen Durchmessern. Zur Vergrößerung des federnden Volumens steht die Innenseite 23 des Abrollrohres mit dem Federraum 5 in Verbindung. Zur Änderung der Niveaulage der Luftfeder dient ein Druckanschluß 29, über den der Gasdruck beliebig eingestellt werden kann.

Zur Montage werden das Außenrohr 7, der Federbalg 3, sowie das Abrollrohr 9 über Bandspannelemente zu einer Unterbaueinheit zusammengefaßt und auf den Federträger 11 aufgeschoben, bis das Abrollrohr auf dem Haltering 19 zur Anlage kommt. Zur Montage der Dichtung 17 gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann die Dichtung 17 in einem ersten Verfahrensschritt als formbare Dichtungsmasse in einen Zwischenraum 25 zwischen der Innenseite 23 und dem Federträger 11 über eine Durchstecköffnung 27 für die Kolbenstange eingebracht werden. Danach wird die Kolbenstange durch die Durchstecköffnung 27 geführt, so daß der Federraum 5 nur noch über den Druckanschluß 29 zugänglich ist. Mit der Druckbefüllung des Federraums 5 wird die formbare Dichtmasse im Zwischenraum verteilt und verdichtet. Nach einem Aushärtungsprozeß liegt eine hochbelastbare Dichtung 17 vor, die die Toleranzen zwischen dem Abrollrohr 9 und dem Federträger 11 mit einfachen Mitteln ausgleicht. Zudem entsteht durch die formbare Dichtmasse eine Klebeverbindung, die das Abrollrohr in jeder Belastungsrichtung gegenüber dem Federträger fixiert. Die im Bereich des Halteringes 19 befindliche Dichtung 17 kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein.

Die Fig. 2 beschränkt sich auf den unmittelbaren Bereich um die Dichtung 17. Bei dieser Ausführungsvariante befindet sich der Zwischenraum 25 innerhalb des aus Kunststoff gefertigten Abrollrohres 9 in Form eines Ringraums. Der Ringraum setzt sich axial durch mehrere hintereinander angeordnete Nuten 31 fort. Eine Injektionsöffnung 33 stellt eine Verbindung zwischen dem Zwischenraum 25 und der Umgebung des Abrollrohres her. Auf einen Rand 35 wird eine Injektionsvorrichtung 37 aufgesetzt, die die formbare Dichtungsmasse in den Zwischenraum einpreßt und die Nuten ausfüllt. Nach einer Aushärtezeit wird der Rand 35 erhitzt und somit fließfähig. Der Werkstoffüberschuß aus dem Rand 35 verschließt die Injektionsöffnung zuverlässig ohne optische Fehlstelle (Fig. 3).

Bei der Ausführung der Fig. 4 kommt ein Schließkörper 39 für die Injektionsöffnung zur Anwendung. Für hochbelastete Abrollrohre können auch Werkstoffe eingesetzt werden, deren Injektionsöffnungen sich nicht so einfach thermisch verschließen lassen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch das Einpressen des Schließkörpers gewissen Schwundeigenschaften der formbaren Dichtungsmasse ausgeglichen werden können, indem der Schließkörper die zur Dichtung 17 erstarrte Dichtmasse vorspannt.

Eine konstruktive Weiterentwicklung wird in der Fig. 5 gezeigt. Es sind jeweils in das Abrollrohr 9 und in den Federträger 11 Nuten eingeformt, die nicht nur die Größe der Dichtfläche vergrößern, sondern auch die Verbindung zwischen der formbaren Dichtmasse und der Nut hinsichtlich des Formschlusses verbessern. Die Haltekräfte der Dichtung lassen sich nachhaltig verbessern. Dabei können die Nuten im Federträger ganz einfach eingerollt werden.

Claims

1. Luftfeder, umfassend einen als Rollbalg wirkenden Federbalg, wobei der Federbalg einen unter Gasdruck stehenden Federraum begrenzt, der über einen Druckanschluß versorgt wird, wobei der Federbalg einerseits mit einem axial beweglichen Außenrohr verbunden ist und andererseits über ein Abrollrohr in Wirkverbindung mit einem Federträger steht, wobei zwischen dem Abrollrohr und dem Federträger mindestens eine Dichtung angeordnet ist, die den Federraum im Bereich zwischen dem Abrollrohr und dem Federträger abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abrollrohr (9) und dem Federträger (11) ein Zwischenraum (25) ausgeführt ist, der von außerhalb des Abrollrohres zugänglich und mittels einer formbaren Dichtmasse ausgefüllt ist, die sich einerseits am Abrollrohr und andererseits am Federträger anlegt.

2. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum von einer Ringkammer des Abrollrohres oder des Federträger gebildet wird, der eine Injektionsöffnung (33) zur Füllung des Zwischenraums aufweist.

3. Luftfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum aus mehreren axial hintereinander angeordneten Nuten (31) besteht, die miteinander verbunden sind.

4. Luftfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten im Federträger und im Abrollrohr eingeformt sind.

5. Luftfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrollrohr aus Kunststoff besteht und die Ringkammer aufweist, wobei die Injektionsöffnung durch einen Pfropfen aus dem Werkstoff des Abrollrohres verschlossen ist.

6. Luftfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsöffnung auf der außenliegenden Oberfläche des Abrollrohres einen Rand (35) aufweist, der den Werkstoff zum Verschluß der Injektionsöffnung bereitstellt.

7. Luftfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsöffnung durch einen Schließkörper (39) verschlossen ist.

8. Verfahren zur Abdichtung einer Luftfeder (1), umfassend einen als Rollbalg wirkenden Federbalg (3), wobei der Federbalg einen unter Gasdruck stehenden Federraum (5) begrenzt, der über einen Druckanschluß (29) versorgt wird, wobei der Federbalg einerseits mit einem axial beweglichen Außenrohr (7) verbunden ist und andererseits über ein Abrollrohr (9) in Wirkverbindung mit einem Federträger (11) steht, wobei zwischen dem Abrollrohr und dem Federträger mindestens eine Dichtung (17) angeordnet ist, die den Federraum im Bereich zwischen dem Abrollrohr und dem Federträger abdichtet, mit den Verfahrenschritten:

- Aufschieben des Abrollrohres auf den Federträger bis zur Einbaulage,
- Fixieren des Abrollrohres relativ zum Federträger für den weiteren Verfahrensablauf,
- Einpressen einer formbaren Dichtmasse in einen Zwischenraum (25) zwischen dem Federträger und dem Abrollrohr,
- Aushärten der Dichtmasse zu einer Dichtung (17).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse mittels einer Injektionsvorrichtung (37) über eine Injektionsöffnung (33) in den Zwischenraum eingebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsöffnung nach dem Einbringen der Dichtmasse durch eine thermische Behandlung des Abrollrohres verschlossen wird.