DE4325576A1 - Luftfeder für Fahrzeuge mit einem elastomeren, kernlosen Schlauchrollbalg - Google Patents
Luftfeder für Fahrzeuge mit einem elastomeren, kernlosen SchlauchrollbalgInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Luftfeder mit einem elastomeren,
kernlosen Schlauchrollbalg, der mit seinen Enden an je einem
Befestigungsteil dicht eingespannt und über die beiden
Befestigungsteile mit den gegeneinander abzufedernden
Bauteilen verbunden ist, wobei eines der Befestigungsteile
als Abrollkolben für die einseitige Rollfalte des
Schlauchrollbalges ausgebildet ist.
Luftfedern für Personenkraftfahrzeuge, Fahrerhäuser und
Fahrersitze werden bevorzugt aus kernlosen Schlauchrollbälgen
hergestellt, da die Einbauverhältnisse bei diesen
Einsatzzwecken äußerst knapp bemessen sind.
Luftfedern mit Schlauchrollbälgen finden auch Anwendung in
anderen industriellen Bereichen, z. B. in der Hydraulik oder
Pneumatik. Die Schlauchrollbälge ähneln kurzen Schlauchstücken
und sind an ihren Enden ohne Einspannwülste hergestellt. Ihre
dichte und zugfeste Befestigung an den Anschlußteilen erfolgt
mit im Durchmesser reduzierend verpreßbaren, metallischen
Spannringen.
Die engen Einbauverhältnisse von z. B. Nutzfahrzeugsitzen
führen zu sogenannten schlanken Luftfedern, die einen so
geringen Außendurchmesser erhalten müssen, daß das
Durchmesser-Längenverhältnis ungünstig wird und die Luftfedern
während des Betriebes zum Ausknicken neigen. Die beim
Einfedern entstehende Knickkraft ist bei schlanken Luftfedern
oft größer als die Balgsteifigkeit.
Aus der US-A-47 18 650 ist eine Luftfeder bekannt, dessen
oberes Befestigungsteil an der Umfangskante einen sich nach
unten senkrecht erstreckenden Glockenmantel aufweist. Der
Beginn des Glockenmantels liegt oberhalb der Einspannstelle
des Balgendes, während das Ende des Glockenmantels in einer
der Einspannstelle naheliegenden horizontalen Ebene liegt. Die
Einspannstelle ist derart angeordnet, daß der Luftfederbalg im
gestreckten Zustand keine Abstützung innerhalb des
Glockenmantels und des dadurch geschaffenen ringförmigen
Raumes erfährt. Durch diese Ausbildung soll eine Luftfeder
geschaffen werden, durch die während der maximalen Einfederung
der Luftfeder der Abrollkolben und das obere Befestigungsteil
teleskopartig ineinander zusammengeschoben werden können.
Dadurch wird angeblich eine minimale Bauhöhe der Luftfeder
erzielt. Das technische Problem des Abknickens schlanker
Luftfedern wird hier nicht beschrieben. Die Ausbildung ist
auch nicht geeignet, ein derartiges Abknicken zu verhindern,
da die Luftfeder beim Einfedern nach dem gestreckten Zustand
eine obere Balgfalte bildet, die die Gefahr des Vorlaufens
einer Faltenseite aufweist. Die sich an der oberen
Einspannstelle innerhalb des Glockenmantels ausbildende Falte
kommt über den Umfang gesehen nicht in einer gleichen Höhe an.
Dadurch wird eine Schieflage des Balges innerhalb des
Glockenmantels verursacht, was bei schlanken Luftfedern wieder
die Gefahr des Ausknickens beinhaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfeder der
eingangs beschriebenen Art derart auszugestalten, daß die
Ausknickgefahr bei schlanken Luftfedern erheblich minimiert
wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des
Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Die an der Einspannstelle integrierte Stützglocke stützt den
Schlauchrollbalg auf der rollfaltenfreien Seite von oben
rundherum über eine Endabschnittslänge ab, die sich bis soweit
unterhalb der Einspannstelle erstreckt, daß ein Ausbeulen des
Schlauchrollbalges in seinem oberen Bereich sicher verhindert
wird. Dadurch wird im oberen Endbereich der Luftfeder ein
Ausweichen der Balgwand und das Bilden einer zweiten Rollfalte
verhindert. Der Schlauchrollbalg wird durch die Stützglocke
von der Deckelseite aus senkrecht geführt.
Durch die begrenzte Länge der Stützglocke wird das
Abrollverhalten der Luftfeder nicht nachteilig beeinflußt.
Auch eine extreme Einfederung der Luftfeder ist möglich, ohne
daß die abzufedernden Bauteile an die Luftfeder anschlagen.
In der Einspannstelle des Balgendes liegt die Kontur der
Stützglocke einen Befestigungshals bildend eng am
Schlauchrollbalg und erweitert sich dann unterhalb der
Einspannstelle beginnend auf einen Innendurchmesser, der
geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des
Schlauchrollbalges in seinen verschiedenen Betriebszuständen.
Dadurch kommt es zu einer geringen Einschnürung des
Schlauchrollbalges in seinem geführten Endabschnitt, wodurch
ein sicheres Anliegen der Balgwand unter der Anpreßkraft der
Druckbeaufschlagung an dem Glockeninneren gewährleistet ist.
Dieses führt zu einer Ausrichtung des Schlauchrollbalges, so
daß sich dieser geradestellt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der
Befestigungshals im Einspannbereich des Balgendes direkt auf
der Balgwand dicht aufgepreßt angeordnet. Die Stützfunktion
der Glocke wird aus der Einspannstelle heraus ohne
Unterbrechung sichergestellt und die Stützglocke kann
gleichzeitig eine Spannringfunktion aufnehmen. Dazu ist es
möglich, den Befestigungshals aus plastisch verformbarem
Metall herzustellen, so daß dieser nach innen gerichtet
verformt werden kann, um eine Durchmesserreduzierung zu
erfahren. Dadurch erfolgt eine Preßkraft des
Befestigungshalses auf den eingespannten Balg.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird im
Kennzeichen des Anspruchs 4 offenbart. Ein an sich bekannter
plastisch verformbarer Spannring preßt den Befestigungshals
auf den am Befestigungsteil anliegenden Balg an. Das Balgende
wird zwischen Befestigungshals und Befestigungsansatz
eingespannt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung geht die
Stützglocke unterhalb der Einspannstelle des Balgendes
stufenförmig in einen Glockenmantel mit größerem Durchmesser
über. Der Durchmessersprung erfolgt direkt unterhalb der
Einspannstelle und bildet einen Freiraum bei großer
Einfederung des eintauchenden Abrollkolbens.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung verläuft der
Glockenmantel von der Einspannstelle des Balgendes aus sich
konisch erweiternd. Diese sich von der Einspannstelle
erstreckende konische Erweiterung des Glockenmantels
ist mit geringem technischen Aufwand herstellbar.
Beträgt die axiale Länge des Glockenmantels 20 bis 30% des
freien Schlauchrollbalgdurchmessers gemäß Anspruch 7, ist ein
störungsfreies Einfedern der Luftfeder bei gleichzeitig
sicherer Führung zur Verhinderung eines Ausknickens möglich.
Durch die Erfindung wird ein Ausknicken einer schlanken
Luftfeder sicher verhindert, ohne daß die dazu benutzten
Mittel den Einbauraum extra beanspruchen.
Anhand der Zeichnung werden nachstehend vier Ausführungs
beispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Luftfeder mit einer im Bereich des oberen
Befestigungsteiles angeordneten Stützglocke,
Fig. 2 eine modifizierte Ausführungsform der Befestigung der
Stützglocke,
Fig. 3 eine nachträglich von oben über die Einspannstelle am
oberen Befestigungsteil aufgeschobene Stützglocke,
Fig. 4 eine Luftfeder mit einer im oberen Bereich angeordneten
Stützglocke, die eine konische Durchmesservergrößerung
im Glockenmantel aufweist.
Die in Fig. 1 dargestellte Luftfeder weist einen
Schlauchrollbalg 11 auf, der aus einem zylindrischen
Schlauchkörper aus elastomerem Werkstoff mit hier nicht
gezeigten textilen Verstärkungseinlagen ohne Endwulste mit
über seine ganze Länge gleichbleibender Wandstärke hergestellt
ist. Das obere, (deckelseitige) Balgende 13 des
Schlauchrollbalges 11 ist auf ein zylindrisch ausgebildetes,
an einem hier nicht gezeigten Gestell eines Fahrersitzes
befestigtes Anschlußteil 15 geschoben. Das Anschlußteil 15
weist als Begrenzungsanschlag einen hervorstehenden Kragen 16
auf und ist mit einigen umlaufenden Rippen 17 versehen. Das
Befestigungsteil 15 wird von einem umlaufenden Vorsprung 18
nach unten begrenzt.
Das Anschlußteil 15 weist einen zentrischen Befestigungs
ansatz 19 auf, der eine eingedrehte Nut 21 zur formschlüssigen
Befestigung an dem Fahrersitzgestell aufweist.
Das Balgende 13 ist zwischen einem Befestigungshals 22 einer
den oberen Endbereich 23 des Schlauchrollbalges 11 umfassend
angeordneten Stützglocke 24 und dem Anschlußteil 15
eingespannt. Der Befestigungshals 22 ist durch eine
Durchmesserreduzierung fest auf das Balgende 13 aufgepreßt.
Der Schlauchrollbalg 11 ist mit seinem unteren Balgende 31
durch einen aufgepreßten metallischen Spannring 32 an einem
eingedrehten Aufnahmeansatz 33 eines Abrollkolbens 34
befestigt, der an seiner unteren Stirnseite 35 einen
zentrischen Befestigungsansatz 36 mit eingedrehter Nut 37
aufweist. Der Abrollkolben 34 ist hohlwandig ausgebildet und
mit einem Luftanschluß 38 versehen. Der Schlauchrollbalg 11
ist mit einer einseitigen Rollfalte 39 angeordnet, die sich
auf dem Abrollkolben 34 abstützt.
Die Stützglocke 24 erweitert sich am unteren Ende der aus
Balgende 13 und Befestigungshals 22 gebildeten
Einspannstelle 41 stufenförmig unter Bildung einer inneren
Schulter 42, die in einen senkrechten Glockenmantel 43
übergeht. Der Rand 44 des Glockenmantels 43 ist mit einer nach
außen weisenden Abrundung versehen. Die Länge des
Glockenmantels 43 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 25%
des Durchmessers des Schlauchrollbalges 11.
Durch den Innendruck der Luftfeder liegt die aus der
Einspannstelle 41 zwischen Befestigungshals 22 und
Anschlußteil 15 heraustretende Balgwand ständig an. Auch im
gestreckten Zustand des Schlauchrollbalges bleibt die Balgwand
am Inneren der Stützglocke 24 liegen, da der Innendurchmesser
der Stützglocke 24 geringfügig kleiner ist als der
Außendurchmesser des Schlauchrollbalges 11 in seinen
verschiedenen Betriebszuständen. Dadurch kann bei einem
Einfedern des Abrollkolbens 39 ein Ausknicken der Luftfeder
nicht erfolgen.
Die gezeigte Anbringung der Stützglocke 24 hat den Vorteil,
daß die Stützglocke 24 über den aufgepreßten
Befestigungshals 22 gleichzeitig eine Spannringfunktion
übernimmt.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 besteht die Stützglocke 24
beispielsweise aus einem Kunststoff mit elastisch verformbarem
Verhalten. Über dem Befestigungshals 22 ist ein metallischer
Spannring 51 angeordnet, der bei der Herstellung der Luftfeder
radial nach innen, seinen Durchmesser etwas reduzierend
verpreßt wurde und damit das Balgende 13 durch die radiale
Preßkraft zwischen Befestigungshals 22 und Anschlußteil 15
einspannt.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist das auf das
Anschlußteil 15 aufgeschobene Balgende 13 des
Schlauchrollbalges 11 in der Einspannstelle 41 mittels eines
herkömmlichen metallischen Spannringes 53 eingespannt. Die
Stützglocke 24 weist am offenen Ende des Befestigungshalses 22
einen radial nach innen weisenden kreisringförmigen Ansatz 54
auf, der nach dem Aufschieben der Stützglocke 24 über die
Einspannstelle 41 und den zu führenden Endabschnitt des
Schlauchrollbalges 11 auf der äußeren Stirnfläche des
Anschlußteiles 15 aufliegt.
Die Luftfeder gemäß Fig. 4 weist eine Stützglocke 24 auf, die
einen sich konisch von der Einspannstelle 41 aus erweiternden
Glockenmantel 56 aufweist. Dabei ist der Durchmesser in jeder
horizontalen Ebene kleiner als der Außendurchmesser des
Schlauchrollbalges 11 in seinen verschiedenen
Betriebszuständen.
Claims (7)
1. Luftfeder mit einem elastomeren, kernlosen
Schlauchrollbalg, der mit seinen Enden an je einem
Befestigungsteil dicht eingespannt und über die beiden
Befestigungsteile mit den gegeneinander abzufedernden
Bauteilen verbunden ist, wobei eines der Befestigungsteile
als Abrollkolben für die einseitige Rollfalte des
Schlauchrollbalges ausgebildet ist,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- - eine Stützglocke (24) ist den rollfaltenfreien Endabschnitt (23) des Schlauchrollbalges (11) umfassend konzentrisch zu dem zugehörigen Befestigungsteil (15) angeordnet,
- - die Stützglocke (24) weist einen Befestigungshals (22) auf, der zum eingespannten Ende des Rollbalges eng benachbart angeordnet ist,
- - die Balgwand (23) liegt unter Druckbeaufschlagung des Rollbalges (11) ständig in der Stützglocke (24) an,
- - der Innendurchmesser der Stützglocke (24) ist kleiner als der Außendurchmesser des unter Druck stehenden Schlauchrollbalges (11) in seinem nicht abgedeckten Längenbereich.
2. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Befestigungshals (22) im Einspannbereich (41) des Balgendes
direkt auf der Balgwand dicht aufgepreßt angeordnet ist.
3. Luftfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Befestigungshals (22) einen kleineren Durchmesser als das
Balgende aufweist und die Balgwand eingespannt hält.
4. Luftfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Befestigungshals (22) direkt auf dem eingespannten Balgende
liegt und von einem im Durchmesser reduzierten, plastisch
verformten Spannring (51) angepreßt wird.
5. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stützglocke unterhalb der Einspannstelle (41) des Balgendes
stufenförmig in einen Glockenmantel (43) mit größerem
Durchmesser übergeht.
6. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Glockenmantel (56) von der Einspannstelle (41) des
Balgendes aus sich konisch erweiternd verläuft.
7. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
axiale Länge des Glockenmantels (43; 56) 20 bis 30% des
freien Schlauchrollbalgdurchmessers beträgt.
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