DE4319117C2

DE4319117C2 - Air spring for vehicles with an elastomeric air bellows

Info

Publication number: DE4319117C2
Application number: DE19934319117
Authority: DE
Inventors: Detlef Dipl Ing Wenzel
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1993-06-09
Filing date: 1993-06-09
Publication date: 1997-02-20
Anticipated expiration: 2013-06-10
Also published as: DE4319117A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder für Fahrzeuge mit einem elastomeren Luftfederbalg, der an seinen beiden Enden durch Befestigungsteile abgedichtet ist und über diese einerseits mit einer Fahrzeugachse und andererseits mit einem abzufedernden Fahrzeugrahmen verbunden ist, wobei eine Stützglocke den dem Fahrzeugrahmen zugewandten Bereich des Außenumfangs des Luftfederbalges umfaßt.The invention relates to an air spring for vehicles with a elastomeric air bag that through at both ends Fasteners are sealed and on the one hand with a vehicle axle and on the other hand with a is connected to the vehicle frame, where a Support bell the area of the vehicle frame facing Includes outer periphery of the air bellows.

Luftfederbälge für Fahrzeugluftfedern sind an den beiden offenen Enden mittels Befestigungsteilen abgedichtet und über diese am Fahrzeug befestigt. Die mit den Befestigungsteilen zu einer Luftfeder komplettierten Luftfederbälge werden beispielsweise zwischen dem Fahrzeugrahmen und den Achsen eingebaut, wobei das obere Befestigungsteil am Fahrzeugrahmen und das bei einem Rollbalg als Luftfederbalg üblicherweise als Abrollkolben ausgebildete untere Befestigungsteil mit seinem Boden an einem verlängerten Lenker der Achse befestigt sind.Air bellows for vehicle air springs are on the two open ends sealed with fasteners and over attached to the vehicle. The with the fasteners too air spring bellows are completed for example between the vehicle frame and the axles installed, with the upper fastening part on the vehicle frame and that with a bellows as air bellows usually as Rolling piston trained lower fastening part with his Bottom are attached to an elongated handlebar of the axle.

Handelt es sich bei der abzufedernden Fahrzeugachse um eine lenkbare Starrachse, kommt es bei dem Lenkeinschlag der Achse zu einer seitlichen Auslenkung des Abrollkolbens gegenüber dem oberen, am Fahrzeugrahmen angeordneten Befestigungsteil. Durch diese seitliche Auslenkung des Luftfederbalges wird die Lebensdauer des Luftfederbalges verringert, weil die Rollfalte des Luftfederbalges einseitig zur Auslenkrichtung über den Abrollkolben gezogen wird. Bei ungünstigen Fahrsituationen, wie Überfahren von Hindernissen oder starken vertikalen Federbewegungen, kommt es zur Relativbewegung zwischen Luftfederbalg und Abrollkolben. Diese Relativbewegung bewirkt eine Anscheuerung am Luftfederbalg, die möglicherweise zum Ausfall der Luftfeder führen kann.If the vehicle axle to be cushioned is one steerable rigid axle, it occurs at the steering angle of the axle to a lateral deflection of the rolling piston compared to the upper fastening part arranged on the vehicle frame. By this lateral deflection of the air bellows is the Lifetime of the air bellows is reduced because of the roller fold of the air bellows on one side to the direction of deflection Roll piston is pulled. In unfavorable driving situations, like driving over obstacles or strong vertical Spring movements, there is relative movement between air bag and rolling piston. This relative movement causes chafing on the air bellows, which may can lead to failure of the air spring.

Die seitliche Auslenkung des Luftfederbalges führt außerdem zu störenden Querkräften an der Achse des Fahrzeuges.The lateral deflection of the air bellows also leads to disturbing lateral forces on the axle of the vehicle.

Aus der DE 33 11 855 A1 ist eine Luftfeder für Fahrzeuge bekannt, die einen Luftfederbalg aufweist, der von einer Stützglocke außen umfaßt ist und die den unter Druck stehenden Luftfederbalg abstützt. Bei diesem Luftfederbalg handelt es sich um einen 90°-Luftfederbalg. Bei einem derartigen Luftfederbalg liegen die Verstärkungsfäden 90° zur Umfangsrichtung. Da der Luftfederbalg unter einem Überdruck steht, vermögen derartige Luftfederbälge keine radialen Kräfte aufzunehmen, so daß sie eine äußere Abstützung benötigen. In dieser Druckschrift ist das technische Problem einer seitlichen Auslenkung des Abrollkolbens bei einem Lenkeinschlag der Fahrzeugachse nicht beschrieben.From DE 33 11 855 A1 is an air spring for vehicles known, which has an air bellows by a Support bell is included outside and the pressurized Air bag supported. This air bellows is a 90 ° air bag. With such a Air bellow, the reinforcement threads are at 90 ° Circumferential direction. Because the air bag is under overpressure stands, such air bags do not have any radial forces record so that they need external support. In This document is the technical problem of one lateral deflection of the rolling piston at one Steering angle of the vehicle axle not described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfeder der eingangs beschriebenen Art derart auszugestalten, daß bei einer Abfederung gelenkter Starrachsen die Lebensdauer des Luftfederbalges erhöht und störende Querkräfte an der Achse minimiert werden.The invention has for its object an air spring type described in such a way that at a suspension of steered rigid axles the life of the Air bellows increased and disruptive transverse forces on the axle be minimized.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.The object is achieved by the in the characteristic of Features mentioned claim 1 solved.

Bei einer horizontalen Auslenkung der Achse übt der Luftfederbalg beim seitlichen Verschieben des Abrollkolbens eine Kraft auf das obere Befestigungsteil aus. Diese Kraft wird auf die Stützglocke aufgrund der formschlüssigen Verbindung von Befestigungsteil und Stützglocke übertragen. With a horizontal deflection of the axis, the Air bellows when the rolling piston is moved laterally a force on the upper fastener. That power is on the support bell due to the positive Transfer connection of fastening part and support bell.

Befestigungsteil und Stützglocke verschieben sich gegenüber dem Fahrzeugrahmen, an dem sie mittels der Stützglocke angeordnet sind. Durch diese verschiebbare Führung der Stützglocke kommt es zu einer selbsttätigen Nachführung des oberen Befestigungsteils bei einer Auslenkung der das untere Befestigungsteil tragenden Fahrzeugachse.Fastening part and support bell move opposite the vehicle frame to which they are attached using the support bell are arranged. Through this sliding guidance of the Support bell there is an automatic tracking of the upper fastening part with a deflection of the lower Fastening part carrying vehicle axle.

Das dem Fahrzeugrahmen zugeordnete Befestigungsteil des Luftfederbalges ist nicht unmittelbar am Fahrzeugrahmen befestigt. Die Stützglocke ist zwischen diesem Befestigungsteil und dem Fahrzeugrahmen angeordnet. The attachment part of the vehicle frame assigned Air bellows is not directly on the vehicle frame attached. The support bell is between this Fastening part and the vehicle frame arranged.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Stützglocke zwei parallel angeordnete Kugelbüchsen auf, die auf zwei parallelen, am Fahrzeugrahmen befestigten Gleitschienen verschiebbar angeordnet sind. Die Anordnung der Kugelbüchse hat den Vorteil der Aufnahme und Übertragung von großen Kräften bei relativ geringer Reibung.In an advantageous embodiment of the invention, the Support bell on two parallel bushings on the on two parallel, attached to the vehicle frame Slide rails are slidably arranged. The arrangement of the Ball bushing has the advantage of taking up and transferring large forces with relatively low friction.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment is shown below with the aid of the drawing the invention explained in more detail. It shows

Fig. 1 im Teilquerschnitt einen an einem Fahrzeugrahmen verschiebbar geführten Luftfederbalg, Fig. 1 is a displaceably guided on a vehicle frame suspension bellows in partial cross section,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a plan view of the arrangement according to FIG. 1,

Fig. 3 in Draufsicht ein Anordnungsschema der Achsen eines lenkbaren Nutzfahrzeuges, Fig. 3 in plan view an arrangement diagram of the axes of a steerable commercial vehicle,

Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung der Fig. 3. Fig. 4 is an enlarged partial view of FIG. 3.

Die gezeigte Luftfeder weist einen als Rollbalg ausgebildeten Luftfederbalg 12 auf, dessen oberer Dichtwulst 13, in den ein Stahldrahtkern 14 einvulkanisiert ist, an einem als Bördelplatte ausgebildeten oberen Befestigungsteil 15 dicht befestigt ist. Am unteren Ende ist der Luftfederbalg 12 mit einem konischen Dichtwulst 16 auf einem konischen Dichtsitz 17 eines Abrollkolbens 18 dicht befestigt und durch einen Halteteller 19 axial gesichert. Der Abrollkolben 18 ist an einer hier nicht dargestellten lenkbaren Fahrzeugachse angebracht.The air spring shown has an air bellows 12 designed as a rolling bellows, the upper sealing bead 13 , into which a steel wire core 14 is vulcanized, is tightly fastened to an upper fastening part 15 designed as a flare plate. At the lower end, the air bellows 12 is tightly fastened with a conical sealing bead 16 on a conical sealing seat 17 of a rolling piston 18 and axially secured by a holding plate 19 . The rolling piston 18 is attached to a steerable vehicle axle, not shown here.

Die obere Befestigungsplatte 15 ist formschlüssig von einer Stützglocke 21 umgeben, deren glockenartiger Rand 22 den Luftfederbalg 12 in seinem oberen Bereich umfangsmäßig abstützt. Die Stützglocke 21 trägt auf ihrer äußeren horizontalen Deckfläche 23 zwei parallel angeordnete Kugelbüchsen 24, die auf jeweils einer Gleitschiene 25 verschiebbar angeordnet sind. Die beiden parallel zueinander verlaufenden Gleitschienen 25 sind in zwei Lagerblöcken 26 an der Unterseite eines Fahrzeugrahmens 27 befestigt. Zwischen den Lagerblöcken 26 und den Kugelbüchsen 24 sind die Gleitschienen 25 abdeckende Schutzbälge 28 angeordnet.The upper fastening plate 15 is positively surrounded by a support bell 21 , the bell-like edge 22 of which supports the air bellows 12 circumferentially in its upper region. The support bell 21 carries on its outer horizontal cover surface 23 two parallel ball bushings 24 , which are each slidably arranged on a slide rail 25 . The two parallel slide rails 25 are fastened in two bearing blocks 26 on the underside of a vehicle frame 27 . Protective bellows 28 covering the slide rails 25 are arranged between the bearing blocks 26 and the ball bushings 24 .

Anhand der Fig. 3 und 4 wird die Wirkungsweise der vorstehenden Vorrichtung erläutert. . 3 and 4, the operation of the above apparatus will be explained with reference to FIG.

Das in Fig. 3 schematisch angedeutete Nutzfahrzeug 31 weist zwei lenkbare Vorderachsen 32 und 33 auf. Die beiden Hinterachsen bestehen aus einer lenkbaren, starren Antriebsachse 34 und einer lenkbaren Nachlaufachse 35. Die Antriebsachse 34 weist eine Zwillingsbereifung 37 auf und ist bei einem Lenkeinschlag um einen in der Längsachse des Nutzfahrzeuges 31 liegenden Drehpunkt 38 drehbar. Die Antriebsachse 34 weist vier Achslenker 39 auf, an deren Enden jeweils ein Abrollkolben 18 für einen Luftfederbalg 12 angeordnet ist. Am hier nicht dargestellten Fahrzeugrahmen ist der Luftfederbalg 12 über die Stützglocke (Fig. 1) verschiebbar geführt.The commercial vehicle 31 indicated schematically in FIG. 3 has two steerable front axles 32 and 33 . The two rear axles consist of a steerable, rigid drive axle 34 and a steerable trailing axle 35 . The drive axle 34 has twin tires 37 and can be rotated about a pivot point 38 located in the longitudinal axis of the utility vehicle 31 when the steering is turned. The drive axle 34 has four axle links 39 , at the ends of which a rolling piston 18 is arranged for an air bellows 12 . On the vehicle frame, not shown here, the air bellows 12 is displaceably guided over the support bell ( FIG. 1).

Bei einem Lenkeinschlag wird die Antriebsachse 34 um ihren Drehpunkt 38 in der Längsachse des Nutzfahrzeuges 31 geschwenkt. Dabei vollzieht der jeweilige Abrollkolben eines jeden Luftfederbalges 12 eine kreisbogenförmige Bewegung in Richtung der Pfeile 41. Diese Bewegung des Abrollkolbens 18 führt zu einer linearen Verschiebebewegung (Pfeile 42) des oberen Befestigungsteiles bzw. der umgebenden Stützglocke. Die dabei im Luftfederbalg 12 auftretenden Seitenkräfte werden über das Befestigungsteil 15 auf die Stützglocke 21 übertragen, die dadurch durch Verschieben auf den Gleitschienen 25 nachgeführt wird. Vorteilhafterweise sind die Gleitschienen 25 tangential zum Achsendrehpunkt angeordnet.In the event of a steering lock, the drive axle 34 is pivoted about its pivot point 38 in the longitudinal axis of the commercial vehicle 31 . The respective rolling piston of each air bellows 12 executes an arc-shaped movement in the direction of the arrows 41 . This movement of the rolling piston 18 leads to a linear displacement movement (arrows 42 ) of the upper fastening part or the surrounding support bell. The lateral forces occurring in the air bellows 12 are transmitted via the fastening part 15 to the support bell 21 , which is thereby adjusted by sliding on the slide rails 25 . The slide rails 25 are advantageously arranged tangentially to the axis pivot point.

Diese Verschiebebewegung ist bei den lenkbaren Antriebsachsen relativ klein, üblicherweise sind die Verschiebebewegungen ±50 mm lang. Die oberen Befestigungsteile 15 werden tangential auf dem Kreisbogen des verschwenkten Abrollkolbens 18 nachgeführt und kompensieren einen übermäßigen seitlichen Versatz des Rollbalges 12 und minimieren störende Querkräfte an der lenkbaren Antriebsachse 34.This displacement movement is relatively small with the steerable drive axles, usually the displacement movements are ± 50 mm long. The upper fastening parts 15 are tracked tangentially on the circular arc of the pivoted rolling piston 18 and compensate for excessive lateral displacement of the rolling bellows 12 and minimize disruptive transverse forces on the steerable drive axle 34 .

Claims

1. Air spring for vehicles with an elastomeric air bellows, which is sealed at both ends by fastening parts, via which the air bellows is connected on the one hand to a vehicle axle and on the other hand to a vehicle frame to be cushioned, with a support bell the area of the outer circumference of the air spring bellows facing the vehicle includes, characterized by the following features:

- The support bell ( 21 ) comprises the vehicle frame ( 27 ) facing fastening part ( 15 ) and connects it indirectly to the vehicle frame ( 27 ),
- The support bell ( 21 ) is guided on the vehicle frame ( 27 ) perpendicular to the longitudinal axis of the air bellows ( 12 ).

2. Air spring according to claim 1, characterized in that the support bell ( 21 ) has two parallel ball bushings ( 24 ) which are slidably arranged on two parallel on the vehicle frame ( 27 ) fixed slide rails ( 25 ).