DE2228580A1 - BELLOWS IN PARTICULAR FOR PNEUMATIC OR HYDRAULIC SHOCK ABSORBERS IN VEHICLE SUSPENSIONS - Google Patents

BELLOWS IN PARTICULAR FOR PNEUMATIC OR HYDRAULIC SHOCK ABSORBERS IN VEHICLE SUSPENSIONS

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DE2228580A1
DE2228580A1 DE19722228580 DE2228580A DE2228580A1 DE 2228580 A1 DE2228580 A1 DE 2228580A1 DE 19722228580 DE19722228580 DE 19722228580 DE 2228580 A DE2228580 A DE 2228580A DE 2228580 A1 DE2228580 A1 DE 2228580A1
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bellows
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pneumatic
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Hartwig Voss
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Continental AG
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Continental Gummi Werke AG
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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
    • F16J3/06Bellows pistons
    • 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
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/06Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid
    • F16F9/08Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid where gas is in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/084Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid where gas is in a chamber with a flexible wall comprising a gas spring contained within a flexible wall, the wall not being in contact with the damping fluid, i.e. mounted externally on the damper cylinder

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Description

Rollbalg insbesondere für pneumatische oder hydraulische Stoßdämpfer in Fahrzeugfederungen Die Erfindung bezieht sich auf Rollbälge insbesondere- für pneumatische oder hydraulische Stoßdämpfer in Fahrzeugfederungen, die in Form eines Schlauchstückes mit die Einspannstellen bildenden uterschiedlich weiten offenen Enden aus Gummi oder gummiähnlichen el.astischen Kunststoffen mit Verstärkungseinlagen hergestellt und im Einbauzustand mit einem im Abstand von ihren Einspannetellen befindlichen Abschnitt auf einem die innere Einspannstelle tragenden Kolbenglied und gegebenenfalls wechselweise an der Innenmantelfläche einer das Kolbenglied um-6thließenden und relativ zu diesem verschiebbaren, die äu.Rere Einspannstelle tragenden äußeren Hülse abrollbar sind, Die Wirkungsweise der als "Federbein" bezeichneten, aus einer Luftfeder mit einem Stoßdämpfer aufgebauten Federeinheiten in Fahrzeugfederungasystemen wird in hohem Maße von dem Verformungsverhalten der als Dlchtelemente verwendeten Rollbälge bestimmt, Die Rollbälge die nach Art einer Membran zwischen relativ zueinander und ineinander beweglich geführten starren Metallteilen eingesetzt sind, führen mit jedem Federungshub des Stoßdämpfers Abrollbewegungen auf dessen innerem Kolbenglied aus, wobei die betroffenen Salgabschnitte im Wechsel von dem kleineren Durchmesser des Kolbenmantels auf den größeren Innendurchmesser der äußeren hülse übertreten und umgekehrt, Pie glei chen Verhältnisse liegen im Grunde auch bei hülsenlosen Federbeinen vor, in denen die auftretenden Umfangskräfte durch die entsprechend armierten Bälge selbst aufgenommen werden, Die im praktischen Einsatz der 3toßdSmpfer unter gleichzeitiger Druckbeanspruchung ständig auftretenden Verformungen führen zu Ermüdungserscheinungen in dem elastomeren Werkstoff, die die Lebensdauer der Rollbälge in unerwünach tem Maße begrenzen und zu vorzeitigem Austausch zwingen. Durch das Einfedern der Rollbälge nus einer mittleren Ruhestellung heraus und das Jeweils nachfolgende Zurückfedern zeichnet sich eine bevorzugte Abrollzone ab, innerhalb der die Ba@gw@ndungen im ständigen Wechsel auf die unterschiedlich gekrümmten Mantelf@ächen des Kolbengliedes und der äußeren Hülse auflaufen, wobei die zwa@galäufig damit verbundenen wechselnden Dehnungen und Zerrungen mit der Zeit Risse und andere Zerstörungen gerade im Bereich dieser Abrollzone hervorrufen. Die daran angrenzenden Übergangsbereiche nach den Xinspannstellen hin befinden sich in der Regel In ruhendem Kontakt mit den zugehörigen @n@egeflächen und werden nur in den vergleichsweise seltenen Ausnahmefä@en extrern tiefer Einfederungen beansprucht.Rolling bellows especially for pneumatic or hydraulic shock absorbers in vehicle suspensions The invention relates to rolling bellows in particular for pneumatic or hydraulic shock absorbers in vehicle suspensions, which are in the form of a Hose section with open ends of different widths forming the clamping points Ends made of rubber or rubber-like elastic plastics with reinforcing inserts manufactured and in the installed state with one at a distance from their clamping points located section on a piston member carrying the inner clamping point and, if necessary, alternately on the inner circumferential surface of one of the pistons surrounding the piston member and relative to this displaceable outer one that supports the outer clamping point Sleeve are unrolled, The mode of action of the "strut" referred to, from one Air spring with a shock absorber built up spring units in vehicle suspension systems is to a large extent dependent on the deformation behavior of the roofing elements used Rolling bellows determined, The rolling bellows which are in the manner of a membrane between relative to each other and rigid metal parts that can move into one another are inserted with each suspension stroke of the shock absorber rolling movements on its inner piston member off, with the affected sections of Salga alternating from the smaller diameter of the piston skirt to the larger inner diameter of the outer sleeve And vice versa, the same ratios are basically also in the case of sleeveless Struts in front, in which the circumferential forces occurring by the corresponding reinforced bellows are included, which in practical use of the 3toßdSmpfer constantly occurring deformations under simultaneous pressure load to signs of fatigue in the elastomeric material, which will reduce the service life of the Limit the bellows to an undesired extent and force them to be replaced prematurely. By the compression of the rolling bellows out of a middle rest position and the subsequent springing back shows a preferred roll-off zone, within which the bellows in constant change to the differently curved ones Surface surfaces of the piston member and the outer sleeve run up, with the two running associated changing strains and strains with time cracks and others Cause destruction especially in the area of this roll-off zone. The adjoining Transition areas after the tension points are usually in dormant Contact with the associated @ n @ ege areas and are only used in the comparative rare exceptional cases of extreme deep compression.

Die Aufgabe der Erfindung ergibt sich aus der Erkenntnis ber den Einfluß der aus dem Herstellungsvorgang herrührenden Formgebung der Rollbälgc auf ihr unbefriedigendes Betriebfverhaiten, unu sie besteht im besonderen darin, den als schädlich erbenpter, ihre Webrauchsdauer beeinträchtigenden Spannungswechseln vor allem in dem kritischen Abrollbereich durch eine neuartige Gestaltung entgegenzuwirken, Liese Aufgabe wird, ausgehend von Rollohlgen der einpangs geschi@derten Gattung, dadurch gelöst, daß der bevorzugt abrollbare Abschnitt im nicht eingebauten spannungsfreien Zustand der Bälge ein konisches Übergangastück zwischen zwei an die Einepannatellen anschließenden, im wesentlichen zylindrischen Endabachnitten wesentlich voneinander abweichender Durch messer bildet, Je nach den Abmessungen des vorliegender. Halibalges und den in Frage kommenden Federwegen ist der abrollbare Abschnitt zweckmäßig mit einem Kegelwinkel in der Grökenordnung zwis@chen 10° und 60° ausgebildet, wobei es sich zur Verneidung von Kerbspannungen empfiehlt, den abrollbaren Abschnitt über Wandungebereiche mit abgerundeter Quer achnittsform mit den Endabschnitten zu verbinden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann darüber hinaus auch vorzugsweise der kleinere Endabschnitt einen gegenüber der zugeordneten Linspannatelle gröseren Üurchmesser aufweisen und mit diEser durch einen konischen Wandungsteil zusammenhängen.The object of the invention results from the knowledge about the influence the shaping of the Rollbälgc resulting from the manufacturing process is unsatisfactory Operational behavior, and it consists in particular in the fact that the inherited Voltage changes affecting their service life, especially in the critical one To counteract the roll-off area with a new design, Liese's task is proceeding from roller blinds of the Einpangs schi @ derten genus, solved in that the preferred unrollable section in the non-installed, tension-free state of the bellows a conical transition piece between two adjoining the Einpannatellen, substantially cylindrical end sections differ significantly from one another Diameter forms, depending on the dimensions of the present. Halibalges and the The rollable section is expediently provided with a spring deflection in question Conical angles in the order of magnitude between 10 ° and 60 °, whereby it is to avoid notch stresses recommends placing the roll-off section over wall areas to connect with a rounded cross-sectional shape with the end sections. In further In addition, the smaller end section can also preferably be configured of the invention have a larger diameter than the associated Linspannatelle and connected to these by a conical wall part.

Die Erfindung vorlegt den bisher aus fertigungstechnischen Gründen oder aus anderen Uberlegungen heraus mit weniger beanspruchten Balgzonen zusammenfallenden koniechen Übergangsabschnitt bewußt in den bevorzugt die Abrollbewegungen ausführenden Bereich. Dieser das Verbindungsglied zwischen den mit festliegend'n Durchmessern hergestellten zylindrischen Endteilen darstellende Längelabschnitt des Rollbalge weist keinen entweder der kleineren oder dr größeren Einspannstelle zuzuordnenden definierten Durchmesser auf, sondern er bildet in mehr--facher Bedeutung des Wortes einen Ubergang. Die mit dem Auflaufen auf die berührungafrei ineinander geführten Metallteile eingehenden Durch messeränderungen werden daher mit vergleic!lsweive niedrigen Dehnungebeanspruchungen und unter Ausschaltung schidlicher Spannungsspiten aufgenommen, Die durchschnittlichen Dehnungsänderungen bleiben infolgedessen unterhalb der vorzeitige Schäden ausidsenden Schwelle, so daß die neuartigen Rollbälge bei gleicher Inanspruchnahme wesentlich länger als vergleichbare Bälge üblicher Bauart voll funktionsfähig bleiben.The invention presents the hitherto for manufacturing reasons or coincide with less stressed bellows zones due to other considerations Conical transition section deliberately into the prefers the rolling movements exporting area. This the connecting link between the with fixed'n Lengths showing cylindrical end parts made of diameters of the rolling bellows does not have either the smaller or the larger clamping point defined diameter to be assigned, but rather it forms a multiple meaning of the word a transition. The ones with the run-up to the contact-free into each other guided metal parts incoming diameter changes are therefore compared with comparative! low elongation stresses and with elimination of different stress peaks As a result, the average strain changes remain below the premature damage exuding threshold, so that the novel roll bellows at same load significantly longer than comparable bellows of conventional design remain fully functional.

Pie Erfindung führt im praktischen Einsatz der neuartigen Rollbälge zu einem Kompromiß, der zwar keine vollständige Entlastung von Dehnung kräften als technisch nicht-realisierbaren Idealfall ermönlicht, der aber alle die Lebensdauer beeinträchtigenen Einflüsse auf ein bisher nicht für möglich gehaltenes Mindestmal! einschränkt, Die Erfindung ist anhand der schematischer, Darsteilung eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung verdeutlicht. In der zeichnung ist; Fig. 1 ein erfindungsgemäßer Rolibalg im eingebauten Zustand in eine in seinen Hauptteilen angedeuteten, i t Ruhelage befindlichen Stoßdämpfer in @ängsschnittdarstellung und Fig. 2 eine gleichartige Darstellung des Rollbalges gemäß Fig. 1 im spannungsfreien Herstellungszustand.Pie invention leads in the practical use of the new rolling bellows to a compromise which, although no complete relief from stretching forces than technically non-feasible ideal case, but all the lifespan impairing influences on a minimum that was previously not considered possible! The invention is based on the schematic representation of an exemplary embodiment illustrated in the drawing. In the drawing is; Fig. 1 shows an inventive Rolibalg in the installed state in an indicated in its main parts, i t The shock absorber located in the rest position in the longitudinal section and FIG. 2 shows a similar one Representation of the rolling bellows according to FIG. 1 in the tension-free manufacturing state.

Der gezeichnete Rollpalg 3 ist mit sei iem kleineren, inneren zylindrischen Einspannteil a mit Hilfe eines elastis@hen Spannbandes 7 auf dem Kolben 4 und mit seinem größeren, äußeren zylln.rischen Einspannteil b zwischen dem feststehenden Gehäuse 5 und einer in den Verlängerung den Kolben 4 mit radialem Abstand umschiießenden Hülse 6 eingebaut. Ds Stoßdämpfergehause 5 ist beispielsweise an dem Wagenkasten eine0 Straßenfahrzeugs fest angebracht, während der in axialer Richtung retativ dazu bewegliche Kolben 4 sich auf das zugehörige Fahrgestel abetiitzt, Der RollbaIg 3 ist aus Gummi oder gummiähnlicher Kunststoffen mit nicht weiter angedeuteten textilen Verstärkungseinlagen mit der In Fig. 2 gezeichneten Ursprungegestalt hergestellt, wobei sich an die Einspannteile a, b zwei zylindrische oder allenfalls nur schwach konische Endabschnitte d, e anschließen, die ihrerseits durch ein ihre unterschiedlichen Durchmesser überbrückendes konisches @bergangsstück @ miteinander verbunden sind, Zur Erleichterung der Montage ist der Kleinere SinEDnnntei] a in Anpassung an die Außenkonturen des Kolbens 4 gegenüber dem benachbarten Endabschnitt e eingezogen und iiber ein kurzes konisches zwischenstück f in Zusammenhang damit gebracht.The rolling palm 3 shown is cylindrical with its smaller, inner one Clamping part a with the help of an elastic strap 7 on the piston 4 and with its larger, outer cylindrical clamping part b between the stationary one Housing 5 and one in the extension the piston 4 with radial Distance enclosing sleeve 6 installed. The shock absorber housing 5 is for example fixedly attached to the body of a road vehicle, while the one in axial Piston 4, which is movable in the direction relative to this, is seated on the associated chassis, The RollbaIg 3 is made of rubber or rubber-like plastics with not further indicated textile reinforcement inserts made with the original shape shown in Fig. 2, whereby the clamping parts a, b are two cylindrical or at most only weakly Conical end sections d, e connect, in turn by their different Diameter bridging conical @ transition piece @ are connected to each other, To make assembly easier, the smaller SinEDnnntei] a is adapted to the The outer contours of the piston 4 are drawn in relative to the adjacent end section e and brought into connection with it via a short conical adapter f.

Zum Einbau in den Stoßdämpfer wird der Rollbalg 3 aus seinem apannungsfreien Zustand gemäß Fig. 2 umgestülpt, so daß er die in Fig, 1 gezeichnete U-Form annimmt. Er liegt dabei mit den in konzentrischer Anordnung zueinander ausgerichteten zylindrischen Endebschritten e, d und dem größten Teil des Übergangsstückes c einerseits ar der Au3enmantelfläche des Kolbens 4 und andererseits an der Innenrentelfläche der Hülse 6 an und übt nur mit einer @embranartig frei atsgewöibten Ringzone des Übergangsstückes ¢ die notwendtge Dichtwirkung aus, Die axiale Längs des Übergangsstückes c iEt so gewählt, daß kiese Ringzone unter normalen Bennspruchungsbedingungen innerhalb des Übergangsstückes c bleibt.For installation in the shock absorber, the rolling bellows 3 is removed from its tension-free The state shown in FIG. 2 turned inside out, so that it assumes the U-shape drawn in FIG. It lies with the cylindrical ones aligned in a concentric arrangement with one another End steps e, d and most of the transition piece c on the one hand ar the Outer jacket surface of the piston 4 and on the other hand on the inner surface of the sleeve 6 and only exercises with a membrane-like, freely arched ring zone of the transition piece ¢ the necessary sealing effect, the axial length of the transition piece c iEt so chosen that gravel ring zone under normal stress conditions within the Transition piece c remains.

Claims (2)

P a t e n t a n s p r ü c h e :P a t e n t a n s p r ü c h e: 1. Rollbalg insbesondere für pneumatische oder hydraulische Stoßdämpfer in Fahrzeugfederungen, der in Form eieo Schlauchstückes mit die Einspannstellen bildenden unterschiedlicl weiten offenen Enden aus Uummi oder gummiähnlichen elastischen Kunststoffen mit Verstärkungseinlagen hergestellt und im Einbauzustand mit sinem im Abrtana von seinen Einspannstellen befindlichen Abschnitt e1I einem die innere Einsnannstelle tragenden Koibenglied und gegeenenfalls wechselweise an der Innenmatelfläche einer das kolbenglied umschließenden und relativ zu diesem verschiebbaren, die äußere Einspannstelle tragenden äußeren Hülse abrollbar ist dadurch gekennzeichnet, daß der abrollbare Abschnitt im nicht eingebauten spannungsfreien Zustand des Balges (3) ein konisches UbergangsstUck (c) zwischen zwei an die Einsparanstellen anschließenden, im wesentlichen zylindrischen endabschnitten (d, e) wesentlich voneinander abweichender Burchmesser bindet.1. Rolling bellows especially for pneumatic or hydraulic shock absorbers in vehicle suspensions, in the form of a piece of hose with the clamping points forming different wide open ends made of U-rubber or rubber-like elastic Plastics made with reinforcement inserts and in the installed state with sinem in the Abrtana of its clamping points located section e1I the inner one One-piece bearing Koiben member and, if necessary, alternately on the inner matel surface one of the piston member enclosing and relative to this displaceable, the outer The outer sleeve bearing the clamping point is characterized in that the unrollable section in the non-installed, tension-free state of the bellows (3) a conical transition piece (c) between two adjacent to the savings points, substantially cylindrical end sections (d, e) substantially different from one another B diameter binds. 2. Rollbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abrolibare Abschnitt Uber Wandungsbereicne mit abgerundeter wuerschnittsform mit den Endabschnitten verbunden ist, 3, Rollbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abrollbare Abschnitt mit einem Kegelwinkel in der Orößenordnung zwischen 10° und 60a ausgebildet ist. 2. Roll bellows according to claim 1, characterized in that the abrolibare Section over wall areas with a rounded cross-sectional shape with the end sections is connected, 3, rolling bellows according to claim 1 or 2, characterized in that the unrollable section with a cone angle in the order of magnitude between 10 ° and 60a is formed. 4, Rollbel6 nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Endabschnitt (e) einen gegenüber der zugeordneten Einspannatelle (a) größeren Durchmesser aufweist und mit dieser durch einen konischen Wandungsteil (f) verbunden Ist, 4, Rollbel6 according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the smaller end portion (e) is opposite to the associated Einspannatelle (A) has a larger diameter and with this by a conical wall part (f) is connected,
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4646868A (en) * 1983-03-22 1987-03-03 Bendiberica S.A. Power assisted steering system with rack and pinion particularly of the type with central output
US5029813A (en) * 1990-08-06 1991-07-09 Fisher Controls International, Inc. Diaphragm stem seal attachment
WO2010094413A3 (en) * 2009-02-18 2011-01-06 Boehringer Ingelheim International Gmbh & Co Kg Atomizer

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