DE4103670A1

DE4103670A1 - Luftfederbalganordnung fuer die industrielle anwendung

Info

Publication number: DE4103670A1
Application number: DE19914103670
Authority: DE
Inventors: Winfried Reisch; Manfred Ney
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 1992-08-13

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfederbalganordnung für die industrielle Anwendung als Hubzylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Luftfedern mit einem Balg aus elastomerem Werkstoff bewähren sich seit Jahrzehnten als lastregelbare Federelemente im Fahrzeugbau. Die lange Erfahrung mit diesen Federelementen kommt auch dem industriellen Bereich zugute. In der Hydraulik und Pneumatik lassen sich die Luftfedern als Balgzylinder einsetzen, die einen Hub ausüben können. Die Balgzylinder haben keine gegeneinander bewegten Teile. Deshalb entsteht keine Haftreibung, so daß sie bei Druckänderungen sofort ansprechen.

Weitere wesentliche Vorteile eines aus einer Luftfeder bestehenden Balgzylinders gegenüber konventionellen Hydraulik- oder Pneumatikzylindern sind der geringe Raumbedarf und die niedrige Einbauhöhe.

Der Balgzylinder kann verschiedene Ausführungen des elastomeren, druckdichten Balges aufweisen. Besonders häufig wird der Balgzylinder aus einem Zweifaltenbalg hergestellt. Zur Komplettierung wird der jeweilige elastomere Luftfederbalg an den beiden offenen Enden bereits vom Hersteller der Luftfeder mit metallischen Anschlußplatten versehen. Weist der Luftfederbalg an seinen Enden angeformte Klemmwülste auf, so werden die metallischen Anschlußplatten mit ihrem Rand an diesen Klemmwülsten durch Umbördeln befestigt.

Die Anschlußplatten sind mit Gewindebolzen oder Gewindesackbohrungen zum Anschrauben an den relativ zueinander bewegbaren Maschinenteilen versehen. Eine der beiden Anschlußplatten ist mit einer Durchgangsbohrung, die üblicherweise ein Innengewinde aufweist, für einen Druckluftanschluß ausgestattet. Die Luftfedern werden so als komplettes Einbauteil, dem Balgzylinder, vom Hersteller in den Handel gebracht.

Für bestimmte Anwendungsfälle kann eine größere Hublänge erwünscht sein, als ein einzelner Balgzylinder erbringen kann. Zum Erzielen größerer Hublängen ist es bekannt, zwei oder mehrere Balgzylinder hintereinanderzuschalten. Dabei sind zwischen jeweils zwei Balgzylindern jeweils zwei Montageplatten notwendig, an denen die entsprechenden Anschlußplatten der zu koppelnden Balgzylinder befestigt werden. Die Montageplatten werden außerhalb des Balgzylinderumfangs miteinander verschraubt. Sie vergrößern die Einbauhöhe und erhöhen den Zeit- und Kostenaufwand bei der Montage.

Aufgrund des Eigengewichts müssen die Montageplatten geführt werden, um ein mögliches Ausknicken der Balgzylinder zu verhindern. Die so hintereinander geschalteten bzw. miteinander in Achsrichtung gekoppelten Balgzylinder müssen jeweils separat an die Druckluftquelle angeschlossen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfederbalganordnung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die sich durch eine geringere Einbauhöhe und einen geringen Herstellungs- bzw. Montageaufwand auszeichnet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Die einzelnen Balgzylinder werden bei der Komplettierung der Luftfedern ohne spezielle Sonderteile zu einer in sich unlösbar geschlossenen, stabilen Mehrfacheinheit mit nur einem notwendigen Luftanschluß gekoppelt. Es kommen die gleichen Gummi- und Metallbauteile wie für die handelsüblichen Einfach-Luftfedern zur Verwendung. Das Komplettieren dieser Mehrfach-Luftfedern erfolgt auf den bereits in den Herstellungsbetrieben vorhandenen Bördelpressen und erfordert keine neuen Fertigungsanlagen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird im Kennzeichen des Anspruchs 2 offenbart. Eine derartige Ausbildung der Befestigungsmöglichkeiten ermöglicht eine einfache Ankoppelung weiterer Balgzylinder an die Luftfederbalganordnung.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird in den Merkmalen des Anspruchs 3 gekennzeichnet. Wird die Luftanschlußöffnung als Innengewindehülse ausgebildet, so kann bei einem Verbinden mit einer entsprechenden Anschlußplatte eines weiteren Balgzylinders auf einfache Weise eine ausreichende Abdichtung der Luftdurchlaßöffnung zwischen den beiden Balgzylindern gegenüber der Atmosphäre im Spalt zwischen den Anschlußplatten erreicht werden.

Diese Mehrfacheinheit ermöglicht eine große Hublänge bei vergleichsweise geringer Einbauhöhe.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Luftfederbalganordnung gemäß Anspruch 1. Dieses Verfahren wird durch die Merkmale im Anspruch 4 gekennzeichnet. Der zum Koppeln an einen bereits vollständig komplettierten Balgzylinder herangebrachte jeweils weitere Balgzylinder kann aufgrund des nur einseitigen Verschlusses direkt an die Anschlußplatte des bereits vollständig komplettierten Balgzylinders angeschraubt werden. Nach dem Anbringen der Anschlußplatte auf das offene Balgende, steht dieses entweder zur Befestigung an einem Maschinenteil oder zur Koppelung für einen weiteren Balgzylinder zur Verfügung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Kennzeichen des Anspruchs 5 offenbart. Es können beliebig viele weitere Balgzylinder angekoppelt werden, so daß sich die Luftfederbalganordnung nach Art eines Baukastensystems aufbauen läßt.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt zwei in Achsrichtung zueinander angeordnete Luftfederbalgzylinder mit benachbarten Anschlußplatten vor der Koppelung,

Fig. 2 im Längsschnitt die über die benachbarten Anschlußplatten miteinander verschraubten Luftfederbalgzylinder,

Fig. 3 die komplettierte Mehrfachbalgzylindereinheit im Längsschnitt.

Die in Fig. 3 dargestellte Luftfederbalganordnung besteht aus zwei Zweifaltenbälgen 11 und 12 aus elastomerem Werkstoff, die an ihren offenen Balgenden mit jeweils einem Klemmwulst 13 versehen sind. Um jeden Klemmwulst 13 der beiden Zweifaltenbälge 11 und 12 ist der Rand jeweils einer metallischen Anschlußplatte 20, 21, 22 bzw. 23 umgebördelt, so daß die jeweilige metallische Anschlußplatte die Faltenbalgöffnung luftdicht verschließt und unlösbar am Zweifaltenbalg 11 bzw. 12 befestigt ist. Die unterste metallische Anschlußplatte 23 weist in das Balginnere ragende Zapfen 25 auf, in die von außen zugängliche Gewindesackbohrungen 26 eingebracht sind. Die oberste metallische Anschlußplatte 20 entspricht der untersten mit Ausnahme einer zentrischen Öffnung 27, in die eine Innengewindehülse 28 zur Bildung einer Luftanschlußöffnung 29 fest eingesetzt ist.

Die benachbarten Enden der beiden Zweifaltenbälge 11 und 12 sind ebenfalls mit angebördelten metallischen Anschlußplatten 21 und 22 versehen, wobei die Anschlußplatte 22 ebenfalls mit Gewindesackbohrungen 26 versehene Zapfen 25 aufweist. Die beiden aufeinander liegenden Anschlußplatten 21 und 22 sind über Gewindeschrauben 30 miteinander kraftschlüssig verbunden, wobei die jeweilige Durchgangsbohrung 31 für die Schrauben 30 in der obenliegenden Anschlußplatte 21 mit einer Ringdichtung 32 ausgelegt ist. Die untenliegende Anschlußplatte 22 weist ebenfalls eine zentrische, nach innen ragende Innengewindehülse 28 auf. Zur Abdichtung der Verbindung der Anschlußplatten 21 und 22 ist von oben eine Gewindemuffe 35 mit Flansch 36 eingeschraubt, die von einer Ringdichtung 37 umgeben ist, die so den Spalt zwischen den Anschlußplatten 21 und 22 abdichtet.

Die Komplettierung bzw. Kopplung der beiden als Zweifaltenbälge ausgebildeten Luftfederbalgzylinder 11 und 12 wird nachstehend anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Zwischenschritte näher erläutert.

Ein bereits mit zwei metallischen Anschlußplatten 22 und 23 komplettierter Balgzylinder 12 stellt das Ausgangsteil der angestrebten Mehrfachbalgzylindereinheit dar. Der jeweils anzukoppelnde weitere Balgzylinder 11 wird einseitig mit einer metallischen Anschlußplatte 21 versehen. Die metallische Anschlußplatte 22 des Balgzylinders 12 weist in Zapfen 25 Gewindesackbohrungen 26 und die zentrische Luftanschlußöffnung 29 auf. Der darüber ausgerichtete Luftfederbalg 11 (Fig. 1) ist an seinem benachbarten Ende mit einer metallischen Anschlußplatte 21 versehen, die mit Durchgangslöchern 31, 44 versehen ist, die den Gewindesackbohrungen 26 und der Luftanschlußöffnung 29 entsprechen.

Die beiden metallischen Anschlußplatten 21 und 22 werden aufeinander gelegt und nach dem Einlegen von Dichtungsringen 32 und 37 mittels Befestigungsschrauben 30 und der Gewindemuffe 35 zusammengeschraubt (Fig. 2).

Erst jetzt wird das äußere, offene Balgende 45 der gekoppelten Luftfederbalganordnung in einer hier nicht dargestellten Bördelpresse mit einer metallischen Anschlußplatte 20 versehen. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, weist die obere äußerste metallische Anschlußplatte 20 ebenfalls Zapfen 25 mit Gewindesackbohrungen 26 auf sowie eine Innengewindehülse 28 als Luftanschlußöffnung 29.

Die in Fig. 3 dargestellte Luftfederbalganordnung kann so vom Kunden eingebaut werden. Es ist aber auch möglich, daß ein weiterer Balgzylinder, der einseitig mit einer mit Durchgangslöchern versehenen metallischen Anschlußplatte ausgestattet ist, an der Seite der Luftfederbalganordnung, die die Luftanschlußöffnung 29 aufweist (hier die Anschlußplatte 20), befestigt wird. Wird danach die offene Seite des dritten Balgzylinders mit einer metallischen Anschlußplatte mit Luftanschlußöffnung verschlossen, so ist auf einfache Weise eine Dreifachluftfeder geschaffen worden. Es ist ersichtlich, daß weitere Balgzylinder angekoppelt werden können, so daß sich nahezu jeder Anwendungsfall mit diesem Baukastensystem lösen läßt.

Bezugszeichenliste

11 Zweifaltenbalg
12 Zweifaltenbalg
13 Klemmwulst
20 metallische Anschlußplatte
21 metallische Anschlußplatte
22 metallische Anschlußplatte
23 metallische Anschlußplatte
25 Zapfen
26 Gewindesackbohrungen
27 Öffnung
28 Innengewindehülse
29 Luftanschlußöffnung
30 Gewindeschrauben
31 Durchgangsbohrungen
32 Ringdichtung
35 Gewindemuffe
36 Flansch
37 Ringdichtung
44 Durchgangsloch
45 offenes Balgende

Claims

1. Luftfederbalganordnung für die industrielle Anwendung als Hubzylinder zur Bewegung eines Maschinenteiles mit mindestens zwei Balgzylindern, die in Achsrichtung miteinander gekoppelt und an ihren Enden mit Klemmwülsten versehen sind, an denen die offenen Balgenden dicht abschließende metallische Anschlußplatten durch Umbördeln befestigt sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- die Anschlußplatten (21, 22) der benachbarten Enden von jeweils zwei Balgzylindern (11, 12) sind miteinander direkt kraftschlüssig verbunden,
- die direkt miteinander verbundenen Anschlußplatten (21, 22) weisen jeweils mindestens eine miteinander korrespondierende Öffnung (29, 44) auf,
- die außenliegenden Balgenden der gekoppelten Balgzylindereinheit weisen jeweils eine angebördelte Anschlußplatte (20 bzw. 23) auf, von denen eine mit einer Luftanschlußöffnung (29) versehen ist.

2. Luftfederbalganordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

- die an den außenliegenden Balgenden der Balgzylindereinheit angebrachten metallischen Anschlußplatten (20, 23) weisen Befestigungs möglichkeiten (25, 26) zum Anbringen an den relativ zueinander beweglichen Maschinenteilen oder einer metallischen Anschlußplatte eines weiteren Balgzylinders auf.

3. Luftfederbalganordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

- die Luftanschlußöffnung (29) einer metallischen Anschlußplatte (20 bzw. 22) besteht aus einer Innengewindehülse (28), die sich in das Balginnere erstreckt und in einer entsprechenden Öffnung (27) der Anschlußplatte (20 bzw. 22) befestigt ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Luftfederbalganordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man

- einen ersten mit metallischen Anschlußplatten (22, 23) an beiden Balgenden versehenen Balgzylinder (12) auswählt, dessen eine Anschlußplatte (22) eine Luftanschlußöffnung (29) aufweist,
- einen weiteren Luftfederbalg (11) einseitig mit einer metallischen Anschlußplatte (21) mit Durchgangsöffnungen (31, 44), die entsprechend der Luftanschlußöffnung (29) und Befestigungsgewinden (26) angeordnet sind, versieht,
- die Anschlußplatte (21) des einseitig komplettierten Luftfederbalges (11) an die mit der Luftanschlußöffnung (29) versehene Anschlußplatte (22) des ersten Balgzylinders (12) befestigt,
- das offene Balgende (45) mit einer Anschlußplatte (20) versieht, die ebenfalls Befestigungsgewinde (26) und zusätzlich eine Luftanschlußöffnung (29) aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die jeweils mit einer Luftanschlußöffnung (29) versehene äußere Anschlußplatte (20) der gekoppelten Mehrfachbalgzylindereinheit ein weiterer Balgzylinder, der einseitig mit einer Anschlußplatte mit Durchgangsbohrungen versehen ist, angekoppelt und dann an seinem freien Ende von einer Anschlußplatte mit Luftanschlußöffnung abgeschlossen wird.