DE202005021426U1

DE202005021426U1 - Plastic plunger for an air spring

Info

Publication number: DE202005021426U1
Application number: DE202005021426U
Authority: DE
Original assignee: LKH Kunststoffwerk GmbH and Co KG
Current assignee: LKH Kunststoffwerk GmbH and Co KG
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2015-06-08

Abstract

Tauchkolben (10) für eine Luftfeder, die zwischen einem abzufedernden Bauteil (12), insbesondere dem Fahrzeugrahmen und einem federnden Bauteil (14), insbesondere dem Achsträger eines Kraftfahrzeugs wirksam ist, wobei der Tauchkolben als Hohlkörper ausgebildet ist, der am unten liegenden Tauchkolbenende (16) mit dem federnden Bauteil (14) und am oben liegenden Tauchkolbenboden (18) mit einem mit Druckluft beaufschlagbaren Luftfederbalg (20) verbunden ist, der wiederum mit dem abzufedernden Bauteil (12) verbunden ist und an der Außenseite des Tauchkolbenmantels (22) bei Federbewegungen abrollt, dadurch gekennzeichnet, dass das unten liegende Tauchkolbenende (16) offen ausgebildet und mit einem am Randbereich der Öffnung umlaufenden Verstärkungselement (24) versehen ist.plunger (10) for an air spring between a component (12) to be absorbed, in particular the vehicle frame and a resilient member (14), in particular the axle carrier a motor vehicle is effective, wherein the plunger formed as a hollow body is, at the lower plunger end (16) with the resilient Component (14) and the upper plunger bottom (18) with a connected to compressed air bellows (20) is connected, which in turn is connected to the component (12) to be absorbed and to the outside of the plunger sheath (22) unwinds during spring movements, thereby characterized in that the lower plunger end (16) open formed and with a peripheral edge of the opening reinforcing element (24) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchkolben für eine Luftfeder, wie sie bei Kraftfahrzeugen eingesetzt wird. Eine derartige Luftfeder ist zwischen einem abzufedernden Bauteil, insbesondere dem Fahrzeugrahmen und einem federnden Bauteil, insbesondere dem Achsträger eines Kraftfahrzeugs wirksam. Der Tauchkolben ist als Hohlkörper ausgebildet, der am unten liegenden Tauchkolbenende mit dem federnden Bauteil und am oben liegenden Tauchkolbenboden mit einem mit Druckluft beaufschlagbaren Luftfederbalg verbunden ist. Der Luftfederbalg ist wiederum mit dem abzufedernden Bauteil verbunden und rollt an der Außenseite des Tauchkolbenmantels bei Federbewegungen ab.The The invention relates to a plunger for an air spring, as in Motor vehicles is used. Such an air spring is between a component to be absorbed, in particular the vehicle frame and a resilient component, in particular the axle of a motor vehicle effective. The plunger is as a hollow body formed, which at the lower end of the plunger with the resilient Component and the upper plunger bottom with one with compressed air acted upon air spring bellows is connected. The air bag is in turn connected to the component to be absorbed and starts rolling the outside of the plunger shell during spring movements.

Derartige Luftfedern kommen insbesondere bei Nutzfahrzeugen aber auch bei Maschinen zum Einsatz, bei denen zwei zueinander bewegliche Bauteile gegeneinander abgefedert werden müssen. Durch den in den Luftfederbälgen veränderbaren Luftdruck lässt sich die Federwirkung beeinflussen.such Air springs also come in particular in commercial vehicles but also Machines are used in which two mutually movable components have to be cushioned against each other. Due to the variable in the bellows air pressure let yourself affect the spring action.

Bei den bekannten Luftfedern ergibt sich die Schwierigkeit, dass insbesondere aufgrund von Konstruktionsbedingungen oder auch aufgrund von Bauraumbeschränkungen der Tauchkolben, an dem das untere Ende des Luftfederbalgs angebracht ist, nicht vollflächig am federnden Bauteil, beispielsweise dem Achsträger, aufliegt. Dies führt bei der Montage zu Problemen hinsichtlich der funktionssicheren Anbringung.at the known air springs, the difficulty arises, in particular due to design conditions or due to space constraints the plunger on which the lower end of the bellows mounted is not full surface on the resilient member, such as the axle, rests. This leads the mounting problems with the functionally reliable attachment.

Da ein bekannter Tauchkolben als ein Hohlkörper ausgebildet ist, können sich bei ungünstigen Einbauverhältnissen bei der Anlage des unteren offenen Tauchkolbenendes am Achsträger weiterhin Spannungsprobleme ergeben. Diese treten insbesondere im Bereich der Auflagefläche des unteren Endes des Tauchkolbens am federnden Bauteil auf. In der Folge kann es zu Verformungen oder gar Rissbildungen und Scherbrüchen am Tauchkolben kommen, so dass nicht mehr sicher gewährleistet ist, dass der Luftfederbalg bei Federbewegungen an der Außenseite des Tauchkolbenmantels richtig abrollt. Zudem ist ein ungewollt deformierbarer Tauchkolben nicht in der Lage, eine ausreichende Kraftübertragung und Kraftverteilung zwischen dem Luftfederbalg und dem federnden Bauteil sicherzustellen. Eine zufrieden stellende Federwirkung der Luftfeder ist jedenfalls nicht sichergestellt.There a known plunger is formed as a hollow body, can in unfavorable installation conditions in the system of the lower open plunger end on the axle further voltage problems result. These occur in particular in the area of the contact surface of the lower end of the plunger on the resilient member. In the This can lead to deformations or even cracking and shear fractures on the Plunger come so that no longer guaranteed safe is that the air bag with spring movements on the outside of the plunger sheath rolls properly. In addition, one is unwanted deformable plunger unable to provide adequate power transmission and force distribution between the air bag and the resilient Ensure component. A satisfactory spring effect of Air spring is certainly not guaranteed.

Um diesen Schwierigkeiten zu entgehen, ist beispielsweise bei einer Luftfeder, wie sie in der DE 197 20 776 A1 oder der DE 197 33 281 A1 beschrieben ist, bekannt, das untere, kreisrunde offene Ende des Tauchkolbens, das dem federnden Bauteil zugewandt ist, unmittelbar mit einer kreisförmigen Metallplatte zu versehen. Die Platte ist mittels einer Schraubverbindung fest mit dem Tauchkolben verbunden. Diese Platte dient zum einen dazu, das offene Ende des Tauchkolbens insbesondere in der Plattenebene gegen Verformungen zu schützen und trägt gleichzeitig dazu bei, die Formstabilität des gesamten Tauchkolbens zu gewährleisten. Zum anderen dient die Platte dazu, eine Befestigungsmöglichkeit zwischen dem Tauchkolben und dem federnden Bauteil zu schaffen. Zu diesem Zweck wird die Platte mit Schrauben versehen.To escape these difficulties, for example, in an air spring, as in the DE 197 20 776 A1 or the DE 197 33 281 A1 is described, known to provide the lower, circular open end of the plunger which faces the resilient member directly with a circular metal plate. The plate is firmly connected to the plunger by means of a screw connection. This plate serves on the one hand to protect the open end of the plunger against deformation, in particular in the plane of the plate and at the same time helps to ensure the dimensional stability of the entire plunger. On the other hand, the plate serves to provide a possibility for attachment between the plunger and the resilient member. For this purpose, the plate is provided with screws.

Die bei der bekannten Luftfeder am Tauchkolben montierte Platte stellt ein Montageteil dar, das zusätzlich an dem Tauchkolben angebracht werden muss. Hierdurch werden die Herstellungs- und Materialkosten in unerwünschter Weise erhöht.The in the known air spring on plunger mounted plate provides an assembly part, in addition must be attached to the plunger. This will be the Manufacturing and material costs increased in an undesirable manner.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Tauchkolben für eine Luftfeder anzugeben, der auf einfache Weise kostengünstig herzustellen ist und dennoch eine ausreichende Formstabilität aufweist und damit einen Schutz gegen unerwünschte Verformungen und Rissbildungen schafft. Darüber hinaus soll der erfindungsgemäße Tauchkolben eine zuverlässige Kraftübertragung und Kraftverteilung zwischen dem Luftfederbalg und dem federnden Bauteil sicherzustellen.It is therefore an object of the invention, a plunger for an air spring which is easy to produce inexpensively and yet a sufficient dimensional stability has and thus a protection against unwanted deformations and cracking creates. About that In addition, the inventive plunger should a reliable one power transmission and force distribution between the air bag and the resilient Ensure component.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch einen Tauchkolben gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils in den Unteransprüchen beschrieben.These The object of the invention is achieved by a plunger according to the features of claim 1. Advantageous developments are each described in the subclaims.

Demgemäß ist das unten liegende Tauchkolbenende offen ausgebildet und mit einem am Randbereich der Öffnung umlaufenden Verstärkungselement versehen. Das Verstärkungselement stellt eine ausreichende Formstabilität sicher und bietet einen Schutz gegen unerwünschte Verformungen und Rissbildungen. Die nachträgliche Montage einer zusätzlichen Versteifungseinrichtung wie beispielsweise einer Platte kann entfallen, so dass der Montageaufwand minimiert ist. Zudem kann zusätzliches Montagematerial eingespart werden, wodurch die Materialkosten reduziert werden.Accordingly, that is bottom plunger end formed open and with an am Edge area of the opening circumferential reinforcing element Mistake. The reinforcing element ensures sufficient dimensional stability and provides protection against unwanted Deformations and cracks. The subsequent installation of an additional Stiffening device such as a plate can be omitted, so that the assembly effort is minimized. In addition, additional mounting material be saved, whereby the material costs are reduced.

Um die Außenabmessungen des Tauchkolbens im Hinblick auf möglicherweise begrenzten Einbauraum gering zu halten, kann das Verstärkungselement am inneren Randbereich der Öffnung angeordnet sein. Dabei kann in herstellungstechnisch einfacher Weise die Öffnung kreisrund und das Verstärkungselement als Ringelement ausgebildet sein. Ein derartiges ringförmiges Verstärkungselement bietet einen besonders stabilen Schutz gegen Verformungen.Around the outer dimensions the plunger with regard to possibly limited installation space can hold low, the reinforcing element at the inner edge area of the opening be arranged. It can be in manufacturing technology simple way the opening circular and the reinforcing element be designed as a ring element. Such an annular reinforcing element offers a particularly stable protection against deformation.

Um die Material- und Herstellungskosten niedrig zu halten, kann der Tauchkolben zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen, wobei das Verstärkungselement zumindest teilweise in den Kunststoff eingebettet ist. Dabei kann beispielsweise ein Press- oder ein Spritzgussverfahren als verfahrenstechnisch einfaches Herstellungsverfahren angewendet werden. Zu diesem Zweck lässt sich das Verstärkungselement vor dem Spritzgießen oder Pressen auf einfache Weise in die Werkzeugform einlegen und wird im anschließenden Prozess im Kunststoff ummantelt.In order to keep the material and manufacturing costs low, the plunger may at least partially made of plastic, wherein the ampl kung element is at least partially embedded in the plastic. In this case, for example, a pressing or an injection molding process can be used as process engineering simple production process. For this purpose, the reinforcing element can be easily inserted into the mold before injection molding or pressing and is encased in the subsequent process in the plastic.

Wenn Teile des Verstärkungselements freiliegen und Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, kann das Verstärkungselement aus einem korrosionsfesten Material, insbesondere korrosionsfestem Stahl bestehen. Denkbar ist auch die Verwendung eines Verstärkungsmaterials aus Kunststoff oder eines anorganischen Materials, beispielsweise Glasfasern.If Parts of the reinforcing element exposed and environmental influences exposed, the reinforcing element made of a corrosion-resistant material, in particular corrosion-resistant Steel exist. It is also conceivable to use a reinforcing material made of plastic or an inorganic material, for example Glass fibers.

Alternativ kann das Verstärkungselement vollständig von dem Kunststoff umgeben sein. Dann kann das Verstärkungselement auch aus einem nicht korrosionsfesten Metall bestehen.alternative the reinforcing element can completely from be surrounded by the plastic. Then, the reinforcing element and a non-corrosion resistant metal.

Um die Montage des Tauchkolbens an dem federnden Bauteil besonders einfach zu gestalten und gleichzeitig die Formstabilität des Tauchkolbens weiter zu verbessern, kann im Inneren des hohlen Tauchkolbens ein Stützbolzen angeordnet sein. Dieser erstreckt sich in Richtung vom oben liegenden Tauchkolbenboden zum unten liegenden Tauchkolbenende, wobei am unteren Ende des Stützbolzens eine Schraubeinrichtung zur Montage des Tauchkolbens am federnden Bauteil angebracht ist.Around the mounting of the plunger on the resilient member especially easy to design and at the same time the dimensional stability of the plunger can improve, inside the hollow plunger a support bolt be arranged. This extends in the direction of the upper plunger bottom to the lower plunger end, wherein at the lower end of the support pin a Screwing device for mounting the plunger on the resilient component is appropriate.

Zum Schutz vor Korrosion kann der Stützbolzen mit Kunststoff ummantelt sein.To the Protection against corrosion can the support bolt be covered with plastic.

Da der Stützbolzen erst bei der Montage eingeführt wird kann ein bereits vor der Montage hinsichtlich der vertikalen Verformung stabilisierter Tauchkolben dadurch ausgebildet sein, dass um den Stützbolzen ein etwa rohrförmiges Kunststoffteil angeordnet ist; das am oberen Ende mit dem Tauchkolbenboden verbunden ist.There the support bolt only introduced during assembly one can be pre-assembled in terms of vertical Deformation stabilized plunger designed by that around the support bolt an approximately tubular Plastic part is arranged; at the top with the plunger bottom connected is.

Auf besonders einfache und herstellungstechnisch vorteilhafte Weise kann der Tauchkolbenmantel, der Tauchkolbenboden und die Ummantelung des Stützbolzens bzw. das etwa rohrförmige Kunststoffteil einstückig aus Kunststoff hergestellt sein. Dabei kann insbesondere das kostengünstige Spritzgussverfahren zur Anwendung kommen.On particularly simple and manufacturing technology advantageous way can the plunger jacket, the plunger bottom and the sheath of the support bolt or the approximately tubular plastic part one piece be made of plastic. In particular, the cost-effective injection molding process come into use.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.following the invention will be described with reference to a preferred embodiment on the attached Drawing closer explained.

Die einzige Figur zeigt eine Luftfeder mit einem erfindungsgemäßen Tauchkolben in Seitenansicht und im Schnitt.The single figure shows an air spring with a plunger according to the invention in side view and in section.

Die gezeigte Luftfeder ist zwischen einem nicht näher dargestellten Fahrzeugrahmen 12 und einem nicht näher dargestellten Achsträger 14 eines Nutzfahrzeugs angeordnet. Die Luftfeder weist einen mit Druckluft beaufschlagbaren Luftfederbalg 20 auf, der an seinem oberen Rand 20a mit dem Fahrzeugrahmen 12 verbunden ist. Zu diesem Zweck ist der obere Rand des Luftfederbalgs 20 dichtend an einem Federteller 13 angebracht, welcher wiederum am Fahrzeugrahmen 12 angeschraubt ist.The air spring shown is between a vehicle frame, not shown 12 and a not shown Achsträger 14 a commercial vehicle arranged. The air spring has an air spring bellows which can be acted upon with compressed air 20 on, at its top 20a with the vehicle frame 12 connected is. For this purpose, the upper edge of the bellows is 20 sealing on a spring plate 13 attached, which in turn on the vehicle frame 12 screwed on.

An seinem unteren Rand 20b ist der Luftfederbalg 20 zwischen dem oben liegenden Tauchkolbenboden 18 des Tauchkolbens 10 und einem Befestigungsteller 19 dichtend eingespannt. Bei Federbewegungen rollt der Luftfederbalg 20 an der Außenseite des Tauchkolbenmantels 22 ab. Im Inneren des Tauchkolbens 10 ist ein Stützbolzen 26 angeordnet, der an seinem oberen Ende 27 mittel einer Schraube 29 mit dem Befestigungsteller 19 und an seinem unteren Ende 28 mittel einer Schraubverbindung 30 mit dem Achsträger 14 verbunden. Die Schraube 29 trägt einen Puffer 31, an dem bei maximaler Einfederung der Luftfeder der Federteller 13 des Luftfederbalgs 20 zur Anlage kommt.At its bottom 20b is the air bag 20 between the upper plunger bottom 18 of the plunger 10 and a mounting plate 19 tightly clamped. During spring movements, the air bag rolls 20 on the outside of the plunger skirt 22 from. Inside the plunger 10 is a support bolt 26 arranged at its upper end 27 medium of a screw 29 with the mounting plate 19 and at its lower end 28 medium of a screw connection 30 with the axle carrier 14 connected. The screw 29 carries a buffer 31 , at which at maximum deflection of the air spring of the spring plate 13 of the bellows 20 comes to the plant.

Der Tauchkolben 10 ist aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt und als am unten liegenden Tauchkolbenende 16 offener Hohlkörper mit kreisrunder Öffnung ausgebildet. Am Randbereich der Öffnung ist umlaufend ein ringförmiges Verstärkungselement 24 aus Stahl eingebracht. Bei der Herstellung wird das Verstärkungselement 24 vor dem Spritzgießen in die Spritzgussform eingelegt und beim nachfolgenden Spritzgießen mit eingegossen, so dass das Verstärkungselement 24 vollständig von dem Kunststoff umgeben ist.The plunger 10 is made of plastic by injection molding and as the lower plunger end 16 open hollow body formed with a circular opening. At the edge region of the opening is circumferentially an annular reinforcing element 24 made of steel. In the production, the reinforcing element 24 placed in the injection mold before injection molding and poured in the subsequent injection molding, so that the reinforcing element 24 completely surrounded by the plastic.

Um den Stützbolzen 26 ist ein etwa rohrförmiges Kunststoffteil 32 angeordnet; das am oberen Ende 34 mit dem Tauchkolbenboden 18 verbunden ist. Das Kunststoffteil 32 erweitert sich in Richtung auf sein oberes Ende 34 konusförmig. An seinem unteren Ende bildet das Kunststoffteil 32 einen verbreiterten Anlagebereich 33 für den Achsträger 14. Bei der Montage wird der Stützbolzen durch das etwa rohrförmige Kunststoffteil 32 hindurch gesteckt und einerseits mit dem Befestigungsteller 19 und anderseits mit dem Achsträger 14 verschraubt.Around the support bolt 26 is an approximately tubular plastic part 32 arranged; that at the top 34 with the plunger bottom 18 connected is. The plastic part 32 expands towards its upper end 34 cone-shaped. At its lower end forms the plastic part 32 a widened investment area 33 for the axle carrier 14 , During assembly, the support bolt through the approximately tubular plastic part 32 put through and on the one hand with the mounting plate 19 and on the other hand with the axle carrier 14 screwed.

Der Tauchkolbenmantel 22, der Tauchkolbenboden 18 und das etwa rohrförmige Kunststoffteil 32 ist im Spritzgussverfahren einstückig aus Kunststoff hergestellt. Vorteilhafter Weise können in dem von dem Tauchkolben 10 umschlossenen Innenraum einstückig Verstärkungselemente, beispielsweise Verstärkungsrippen, angeformt sein. Aus Gründen der Entformung sind dabei die Verstärkungselemte zum offenen Ende des Tauchkolbens 10 ohne Hinterschnitt ausgebildet. Die Verstärkungselemente können beispielsweise die Innenseite des Tauchkolbenmantels 22 mit dem Tauchkolbenboden und/oder mit dem Kunststoffteil 32 verbinden.The plunger jacket 22 , the plunger floor 18 and the approximately tubular plastic part 32 is injection molded in one piece from plastic. Advantageously, in which of the plunger 10 enclosed interior integrally reinforcing elements, such as reinforcing ribs, be formed. For reasons of demolding while the Verstärkungselemte to the open end of the plunger 10 formed without undercut. The reinforcing elements Kings For example, the inside of the plunger skirt 22 with the plunger bottom and / or with the plastic part 32 connect.

Claims

Plunger ( 10 ) for an air spring between a component ( 12 ), in particular the vehicle frame and a resilient component ( 14 ), in particular the axle of a motor vehicle is effective, wherein the plunger is designed as a hollow body which at the lower plunger end ( 16 ) with the resilient component ( 14 ) and at the top of the plunger ( 18 ) with a compressed air bellows ( 20 ), which in turn is connected to the component ( 12 ) and on the outside of the plunger skirt ( 22 ) rolls in spring movements, characterized in that the lower plunger end ( 16 ) open and with a circumferential at the edge region of the opening reinforcing element ( 24 ) is provided.

A plunger according to claim 1, characterized in that the reinforcing element ( 24 ) is arranged at the inner edge region of the opening.

A plunger according to claim 1 or 2, characterized in that the opening is circular and the reinforcing element ( 24 ) is designed as a ring element.

Plunger piston according to one of claims 1 to 3, characterized in that the plunger ( 10 ) consists at least partially of plastic and the reinforcing element ( 24 ) is at least partially embedded in the plastic, in particular by injection molding.

Plunger piston according to one of claims 1 to 4, characterized in that the reinforcing element ( 24 ) consists of a corrosion-resistant material, in particular corrosion-resistant steel.

A plunger according to claim 4 or 5, characterized in that the reinforcing element ( 24 ) is completely surrounded by the plastic.

A plunger according to claim 6, characterized in that the reinforcing element ( 24 ) consists of a non-corrosion-resistant metal.

A plunger according to any one of claims 1 to 7, characterized in that inside the hollow plunger ( 10 ) a support bolt ( 26 ), which extends in the direction of the upper plunger bottom ( 18 ) to the lower plunger end ( 16 ), wherein at the lower end ( 28 ) of the supporting bolt ( 26 ) a screw device ( 30 ) for mounting the plunger ( 10 ) on the resilient component ( 14 ) is attached.

Plunger piston according to one of claims 1 to 8, characterized in that the support bolt ( 26 ) is coated with plastic.

A plunger according to any one of claims 1 to 9, characterized in that around the support bolt ( 26 ) an approximately tubular plastic part ( 32 ) is arranged; at the upper end ( 34 ) with the plunger bottom ( 18 ) connected is.

A plunger according to claim 9 or 10, characterized in that the plunger jacket ( 22 ), the plunger bottom ( 18 ) and the sheath of the support pin or the approximately tubular plastic part ( 32 ) is made in one piece from plastic, in particular by injection molding.

Air spring with a plunger ( 10 ) according to one of claims 1 to 11.