EP3334952A1 - Mehrfaltenbalgluftfeder - Google Patents

Mehrfaltenbalgluftfeder

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Publication number
EP3334952A1
EP3334952A1 EP16726518.0A EP16726518A EP3334952A1 EP 3334952 A1 EP3334952 A1 EP 3334952A1 EP 16726518 A EP16726518 A EP 16726518A EP 3334952 A1 EP3334952 A1 EP 3334952A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bellows
air spring
belt
rings
spring
Prior art date
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Pending
Application number
EP16726518.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Stöter
Hubertus Gawinski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contitech Deutschland GmbH
Original Assignee
ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ContiTech Luftfedersysteme GmbH filed Critical ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Publication of EP3334952A1 publication Critical patent/EP3334952A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/0445—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall characterised by intermediate rings or other not embedded reinforcing elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/0454—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall characterised by the assembling method or by the mounting arrangement, e.g. mounting of the membrane

Definitions

  • the invention relates to a bellows-type air spring with two or more bellows parts which project outwardly in the manner of a bead and project through peripheral parts
  • Constrictions are separated, in which belt rings are arranged, in particular metal rings, wherein the bellows air spring is fastened by means of connecting parts between sprung and unsprung mass, so. as suspension in one
  • An air spring usually has a bellows with a working or
  • Pressure chamber which includes the air spring volume, wherein the air spring bellows consists of elastomeric material, optionally provided with one or more layers of strength members and is clamped at the bellows ends between connecting parts, namely air spring cover and rim or piston, between sprung and unsprung mass.
  • Such bellows or Belgzylinder come in the form of bellows or
  • Bellows are elastomer bellows which, in the longitudinal cross section, have one or more radially outwardly directed bellows parts, in the
  • DE 1 914 391 U discloses a bellows air spring with two or three beads separated by metallic intermediate rings, in which the intermediate rings are formed by metallic perforated plates which have the cross-section of a lying eight in order to achieve a better centering and a better lateral stability of the air spring.
  • DE AS 1 264 878 discloses a multi-bellows air spring in which the
  • Cross-sectional contour alternately formed folds and constrictions are already formed during vulcanization.
  • a correspondingly elaborately shaped vulcanization mold is required.
  • the diameter of the constriction or the reversal point of two adjacent folds is then the area that is later reinforced with a belt ring. At these points, the belt rings are securely positioned and can not shift on the perimeter of the bellows.
  • hose bladders In contrast, the production of hose bladders is much easier, since the latter can be made in a simple cylindrical or conical vulcanization mold.
  • Both types of air spring bellows are constructed by stacking individual layers of elastomer and textile reinforcing insert.
  • bellows are usually provided at their ends with bead rings for attachment to the connecting parts and metallic reinforcing inserts need to be formed as a bead ends
  • the blank for the production of a hose bellows is only a cylindrical hose section without a bead, the later via clamping rings on the
  • Receiving cross sections of the connecting parts can be connected.
  • the bellows area at the bead with respect to the durability is critical, because there by turning the textile
  • the bellows air spring is formed as a cylindrically vulcanized bellows spring and has on its outer circumference one or more seats for axial fixation of the belt rings, bellows spring, belt rings and recordings are further designed so that the protruding bellows parts balloon-like emerge under operating pressure to the outside and between Train them lying constrictions.
  • the receptacle for the axial fixation of the belt rings is formed as introduced on the outer circumference of the bellows spring, annular circumferential groove, preferably as embossed during vulcanization groove.
  • the grooves are used for the safe positioning and fixing of belt rings and can be introduced in the simplest way in the hose bellows. Under internal pressure, the cylindrical bellows changes its shape into a bellows, with the belt rings remaining at the location fixed by the grooves. As a result, wrinkles form between the belt rings and the connecting parts.
  • a further advantageous embodiment is that the inclusion of the axial
  • Fixation of the belt rings as a ring surrounding the outer circumference of the bellows spring and possibly profiled projection is formed, preferably as during the
  • a belt ring which has on its inner circumference a groove corresponding to the projection, so that “snaps" and is fixed on the circumference of the tubular bellows.
  • a further advantageous embodiment is that the receptacle for axially fixing the belt rings are formed as pairs the outer circumference of the bellows annularly surrounding projections whose distance corresponds approximately to the thickness of the belt ring, wherein the projections preferably formed as during vulcanization, circumferentially raised projections are formed.
  • Both versions of projections be it a single annular projection for receiving in a groove of the belt ring, be it an embodiment in the form of
  • bellows cylinder according to the invention combines the simple and cost-effective production of a tubular bellows with the application advantages of bellows.
  • the bellows cylinder according to the invention has a uniform wall thickness in the region of the attachment to the connection parts and thus avoids the
  • a further advantageous embodiment is that the belt ring in cross-section has an extended in the direction of the outer circumference of the Faltenbalfluftfeder profile.
  • Such adapted to ribs or grooves contour of the belt ring prevents excessive stress and possibly a frictional contact of the elastomer when the areas between the belt rings or between the belt ring and the
  • the extended profile is substantially disc-shaped rectangular or has an outwardly tapering cross-section.
  • a further advantageous embodiment is that the belt ring is glued or vulcanized. This achieves an additional axial security even under strong asymmetric load and high internal pressure.
  • belt rings can be made of various materials.
  • belt ring are made of metal, but it can also
  • Plastic belt rings are used, optionally even provided with strength members or other reinforcing elements.
  • Fig. 1 is designed as a bellows air spring invention
  • Fig. 2 is a bellows air spring designed according to the invention
  • Fig. 3a-b a non-vulcanized blank of a bellows spring and a
  • Fig. 5 shows another embodiment of a groove of an inventive
  • Fig. 6 shows an embodiment of a belt ring of an inventive
  • Fig. 7 shows a further embodiment of a belt ring of an inventive
  • Fig. 8 shows an embodiment of a receptacle for the axial fixation of
  • a bellows-type air spring 1 which has a bellows spring 4 with two bellows parts 2 and 3 projecting outwardly in the manner of a bead, which are separated by a circumferential constriction 5, in which a belt ring 6 is arranged, here a round metal ring in cross-section, the bellows air spring with the help of
  • the bellows air spring is formed in a pressureless state as a cylindrically vulcanized bellows spring 4, as shown in FIG. 2, and has on its outer periphery a receptacle for the axial fixation of the belt ring, namely introduced on the outer circumference of the bellows spring, annular circumferential groove 9, already was impressed during vulcanization of the bellows spring.
  • FIG. 3a shows for clarity a non-vulcanized blank 4.1 a bellows spring, while the figure 3b shows a vulcanized Zweifaltenbalg 4, in which the groove 9 is already introduced.
  • Bellows spring, belt ring and receptacles are designed so that the two bellows parts 2 and 3 protrude balloon-like outward only under operating pressure and form the lying between them and fixed by the belt ring constriction 5.
  • 4 shows a plurality of possible embodiments of a pressureless cylindrical bellows, namely in FIG. 4a a two-fold bellows with a circumferential groove 9 and in FIG. 4b a three-fold bellows with two circumferential grooves 9 and 10.
  • FIG. 4c once again shows an enlargement of the respective groove area, wherein here a very simple design of the groove was selected, which is impressed during the vulcanization.
  • Fig. 5 shows an alternative receptacle 11 for axially fixing the belt rings by pairs the outer periphery of the bellows spring annularly surrounding projections 12 and 13, which are also formed during vulcanization and quasi form a groove.
  • FIG. 6 shows a belt ring 14 made of plastic inserted into a groove, which in the FIG. 6
  • Cross-section has a longitudinal direction in the direction of the outer periphery of the bellows air spring profile 15, which is formed substantially disc-like rectangular.
  • this cross-sectional contour avoids a frictional contact of the curved elastomer above and below the belt ring.
  • the contour of the bellows air spring is fixed so that migration of the bellows is reduced from the spring axis. A buckling is thus reliably prevented.
  • FIG. 7 shows a belt ring 16 whose extended profile has an outwardly tapering cross-section and which is inserted in a receptacle provided with projections on both sides.
  • This form of recording represents a particularly reliable axial fixation for highly loaded bellows.
  • Figure 8 shows a section of a bellows spring wall, wherein the receptacle for axially fixing the belt ring 17 is formed as a the outer circumference of the bellows spring annularly surrounding raised projection 18, which was formed during vulcanization.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Faltenbalgluftfeder mit zwei oder mehreren nach außen wulstartig hervorspringend ausgebildeten Balgteilen, die durch umlaufende Einschnürungen getrennt sind, in denen Gürtelringe angeordnet sind, insbesondere Metallringe, wobei die Faltenbalgluftfeder mit Hilfe von Anschlussteilen befestigt ist, wobei die Faltenbalgluftfeder als zylindrisch vulkanisierte Balgfeder ausgebildet ist und auf ihrem Außenumfang eine oder mehrere Aufnahmen zur axialen Fixierung der Gürtelringe aufweist, wobei Balgfeder, Gürtelringe und Aufnahmen weiterhin so ausgebildet sind, dass die hervorspringend ausgebildeten Balgteile unter Betriebsdruck ballonartig nach außen hervortreten und die zwischen ihnen liegenden Einschnürungen ausbilden.

Description

Beschreibung
Mehrfaltenbalgluftfeder
Die Erfindung betrifft eine Faltenbalgluftfeder mit zwei oder mehreren nach außen wulstartig hervorspringend ausgebildeten Balgteilen, die durch umlaufende
Einschnürungen getrennt sind, in denen Gürtelringe angeordnet sind, insbesondere Metallringe, wobei die Faltenbalgluftfeder mit Hilfe von Anschlussteilen zwischen gefederter und ungefederter Masse befestigt ist, also z.B. als Federung in einem
Fahrzeugfahrwerk oder auch zur Federung eines Fahrersitzes, eines LKW-Fahrerhauses etc..
Eine Luftfeder weist üblicherweise einen Luftfederbalg mit einem Arbeits- oder
Druckraum auf, der das Luftfedervolumen beinhaltet, wobei der Luftfederbalg aus elastomerem Material besteht, ggf. mit einer oder mehreren Lagen von Festigkeitsträgern versehen ist und an den Balgenden zwischen Anschlussteilen, nämlich Luftfederdeckel und Felge oder Kolben, zwischen gefederter und ungefederter Masse eingespannt ist.
Solche Luftfederbälge oder Balgzylinder kommen in Form von Faltenbälgen oder
Schlauchrollbälgen zum Einsatz. Bei Faltenbälgen handelt es sich um Elastomerbälge, die im Längsquerschnitt ein oder mehrere radial nach außen gerichtete Balgteile, im
Fachjargon„Falten" genannt und dazwischen Einschnürungen in der Balgwand aufweisen, während es sich bei Schlauchrollbälgen um Elastomerbälge handelt, die im drucklosen Zustand einen zylindrischen oder konischen Querschnitt aufweisen.
Bei der Belastung von solchen Balgluftfedern oder Balgzylindern ist es im Betrieb nicht immer gewährleistet, dass die über die Anschlussteile einwirkenden Federkräfte mit der Achse der Balgluftfeder fluchten. Es ist vielmehr so, dass in aller Regel die Anschlussteile der Balgluftfedern sich durch variierende Kraftein Wirkung im Betrieb schräg stellen und einer Kurvenbahn oder Kreisbahn folgen, insbesondere dann, wenn die Anschlussteile über Lenker oder Hebel an eine Karosserie bzw. zu federnde Masse angebunden sind. Diese Bewegungen führen dazu, dass eine Balgluftfeder auch starken Querkräften/Lateralkräften ausgesetzt ist, die zu einem Auswandern des Balges aus der Luftfederachse und zu einem Ausknicken führen können. Die Wirkmechanismen und Zusammenhänge bezüglich des Ausknickens sind allerdings vielfältig. Es können sowohl Faltenbälge als auch Rollbälge ausknicken. Das Ausknicken wird hauptsächlich durch ein Längen-Durchmesserverhältnis beeinflußt. Die Gürtelringe von Faltenbälgen dienen in erster Linie dazu, eine
Hintereinanderschaltung von einzelnen Faltenbälgen mittels eines Balges darzustellen, so dass der Hub oder die Länge vervielfacht wird, aber der Außendurchmesser dem einer einzelnen Falte entspricht. Würde man z.B. bei einem Dreifaltenbalg die Gürtelringe entfernen, dann würde der Balg unter Innendruck eine ballonförmige Gestalt annehmen, die einen viel größeren Durchmesser hätte und natürlich einen größeren Bauraum benötigen würde, geringere maximale Länge hätte und einen geringeren Berstdruck aufweisen würde.
Bei den genannten Faltenbalgfedern wird ein zu starkes Auswandern des Balges aus der Federachse dadurch reduziert, dass in den Falten zwischen den Wülsten Gürtelringe um die Feder gelegt sind, die sich nicht dehnen und dadurch die Kontur der Faltenbalgluftfeder auch unter starken Lateralkräften so fixieren, das nur ein geringes Auswandern aus der Achse ermöglicht wird. Ein Ausknicken wird somit reduziert. Faltenbalgfedern werden regelmäßig in solchen Anwendungsfällen eingesetzt, in denen mit großen lateralen Auslenkungen und Verwinkelungen der Anschlußteile zu rechnen ist und in denen eine geringe Minimalhöhe erforderlich ist. Weiterhin wird im Gegensatz zu Rollbalg-Luftfedern kein Kolben für den Betrieb benötigt. Im Stand der Technik sind solche Faltenbalgluftfedern in unterschiedlichsten
Konstruktionen bekannt. So offenbart die DE 1 914 391 U eine Balgluftfeder mit zwei oder drei durch metallische Zwischenringe getrennten Wülsten, bei der die Zwischenringe durch metallische Lochplatten gebildet werden, die den Querschnitt einer liegenden Acht besitzen, um eine bessere Zentrierung und eine bessere Querstabilität der Luftfeder zu erreichen.
Auch die DE AS 1 264 878 offenbart eine Mehrfaltenbalgluftfeder, bei der die
Zwischenringe bzw. Gürtelringe eine Ausbildung aufweisen, bei der jeder
Gürtelring an seinem inneren und äußeren Umfang einen verdickten, an den
Wülsten/Falten anliegenden Randabschnitt aufweist, so dass bei Belastung unter
Exzentrizität bzw. Biegung der Luftfederachse letztere durch Reaktionskräfte wieder mittig in ihre Achse gedrückt wird.
Die DE AS 1 264 877 offenbart einen Gürtelring für eine Faltenbalgluftfeder, der aus einem elastomeren Material mit einem eingelegten metallischen Kern besteht. Der Kern ist dabei am inneren Rand des Ringquerschnitts angeordnet. Der Gürtelring kann sich damit besser an die an die Kontur der Faltenbalgluftfeder anpassen, wenn diese lateralen
Belastungen unterworfen wird.
Üblicherweise werden Faltenbalgluftfedern so hergestellt, dass ihre in der
Querschnittskontur abwechselnd ausgebildeten Falten und Einschnürungen bereits während der Vulkanisation ausgeformt werden. Hierzu ist eine entsprechend aufwändig geformte Vulkanisationsform erforderlich. Die Durchmesser der Einschnürung bzw. der Umkehrpunkt zweier benachbarter Falten ist dann der Bereich, der später mit einem Gürtelring verstärkt wird. An diesen Stellen sind die Gürtelringe sicher positioniert und können sich nicht auf dem Umfang des Faltenbalgs verschieben.
Im Gegensatz dazu ist die Herstellung von Schlauchrollbälgen wesentlich einfacher, da letztere in einer einfachen zylindrischen oder konischen Vulkanisationsform hergestellt werden können. Beide Typen von Luftfederbälgen werden durch Aufeinanderlegen von einzelnen Lagen aus Elastomer und textiler Verstärkungseinlage aufgebaut. Während Faltenbälge jedoch an ihren Enden in der Regel mit Wulstringen zur Befestigung an den Anschlussteilen versehen sind und metallische Verstärkungseinlagen an den als Wulst ausgebildeten Enden benötigen, ist der Rohling für die Herstellung eines Schlauchrollbalges lediglich ein zylindrischer Schlauchabschnitt ohne Wulst, der später über Klemmringe an die
Aufnahmequerschnitte der Anschlussteile angeschlossen werden kann.
Entsprechend ist bei den mit Wulst ausgeführten Faltenbälgen der Balgbereich am Wulst bezüglich der Dauerhaltbarkeit kritisch, weil dort durch Umschlagen der textilen
Verstärkungseinlage um den Wulstkern eine Materialanhäufung auftritt, verbunden mit einer Querschnittsänderung. Dies führt bei Verformung der Balgwand zu hohen lokalen Spannungen. Derartige Probleme sind bei Schlauchrollbälgen bauartbedingt nicht vorhanden.
Es wäre daher an sich wünschenswert, die bei Schlauchrollbälgen bekannte einfache Herstellung auch für Faltenbälge zu verwenden. Dies stößt jedoch auf einen kaum lösbaren Zielkonflikt, der unter anderem darin begründet ist, dass Gürtelringe mangels vorhandener vulkanisierter Faltenkontur auf einem herkömmlichen Schlauchrollbalg nicht ausreichend fixiert werden können und sich somit auf dem Umfang axial verschieben würden Dies wiederum führte zur Unwirksamkeit der Gürtelringe auf dem zylindrischen Balg.
Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, diesen Zielkonflikt zu lösen und eine
Luftfeder bereitzustellen, die sich im Betrieb wie eine Faltenbalgluftfeder verhält und auch deren geometrisch Ausbildung annimmt, während sie sich trotzdem genauso einfach wie eine Schlauchrollbalgfeder herstellen lässt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart. Dabei ist die Faltenbalgluftfeder als zylindrisch vulkanisierte Balgfeder ausgebildet und weist auf ihrem Außenumfang eine oder mehrere Aufnahmen zur axialen Fixierung der Gürtelringe auf, wobei Balgfeder, Gürtelringe und Aufnahmen weiterhin so ausgebildet sind, dass die hervorspringend ausgebildeten Balgteile unter Betriebsdruck ballonartig nach außen hervortreten und die zwischen ihnen liegenden Einschnürungen ausbilden.
Die erfindungs gemäße Ausbildung erlaubt eine Herstellung der Balgfeder als zylindrische Balgfeder, also genau wie ein Schlauchrollbalg/Schlauchbalg. Gleichzeitig ist aber eine sichere und genaue Positionierung der Gürtelringe möglich. Die genaue Positionierung der Gürtelringe auf dem Balg ist für die einwandfreie Funktion des (Schlauch-) Rollbalges als Faltenbalg außerordentlich wichtig. Zum einen müssen die Gürtelringe exakt radial umlaufen, um aus dem zylindrischen Balg unter Innendruck einen konzentrischen rotationssymmetrischen Balg auszubilden. Zum anderen müssen die Abstände zwischen den Anschlussteilen und den Gürtelringen exakt eingehalten werden, um sicherzustellen, dass sich aus dem zylindrischen Balg unter Innendruck gleich große Falten ausbilden. Wären die Falten unterschiedlich groß ergäben sich Unterschiede in den
Wirkdurchmessern. Dies hätte zur Folge dass Relativkräfte zwischen benachbarten Falten auftreten würden, die als Axialkraft auf den Gürtelring wirken und eine Verschiebung des Gürtelrings zur Folge haben könnten.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Aufnahme zur axialen Fixierung der Gürtelringe als auf dem Außenumfang der Balgfeder eingebrachte, ringförmig umlaufende Nut ausgebildet ist, vorzugsweise als während der Vulkanisation eingeprägte Nut. Die Nuten dienen der sicheren Positionierung und Fixierung von Gürtelringen und können auf einfachste Weise in den Schlauchbalg eingebracht werden. Unter Innendruck ändert der zylindrische Balg seine Gestalt in einen Faltenbalg, wobei die Gürtelringe an dem durch die Nuten fixierten Ort bleiben. Dadurch bilden sich zwischen den Gürtelringen und den Anschlussteilen die Falten aus. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Aufnahme zur axialen
Fixierung der Gürtelringe als ein den Außenumfang der Balgfeder ringförmig umgebender und ggf. profilierter Vorsprung ausgebildet ist, vorzugsweise als während der
Vulkanisation eingeformter, umlaufend erhabener Vorsprung. Hier kann dann
beispielsweise ein Gürtelring aufgebracht werden, der auf seinem Innenumfang eine dem Vorsprung entsprechende Nut aufweist, damit„einrastet" und auf dem Umfang des Schlauchbalges fixiert ist.
Je nach Anwendungsfall besteht eine weitere vorteilhafte Ausbildung darin, dass die Aufnahme zur axialen Fixierung der Gürtelringe als paarweise den Außenumfang der Balgfeder ringförmig umgebender Vorsprünge ausgebildet sind, deren Abstand in etwa der Dicke des Gürtelrings entspricht, wobei die Vorsprünge vorzugsweise als während der Vulkanisation angeformte, umlaufend erhabene Vorsprünge ausgebildet sind.
Beide Ausführungen von Vorsprüngen, sei es ein einzelner ringförmiger Vorsprung zur Aufnahme in einer Nut des Gürtelring , sei es eine Ausführung in Form von
nebeneinanderliegenden Vorsprüngen, zwischen denen ein Gürtelring eingepasst wird, sind zum Beispiel für hoch belastete Faltenbälge vorteilhaft, die unter einem hohen Innendruck stehen. Die Wandstärke solcher Bälge wird dann nicht durch eingebrachten Nuten partiell geschwächt. Der erfindungsgemäße Balgzylinder vereint die einfache und kostengünstige Fertigung eines Schlauchbalges mit den Anwendungsvorteilen von Faltenbälgen.
Weiterhin weist der erfindungsgemäße Balgzylinder eine gleichmäßige Wandstärke im Bereich der Befestigung an den Anschlussteilen auf und vermeidet hiermit die
bauartbedingten Schwachpunkte von Faltenbälgen bezüglich der Dauerhaltbarkeit.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Gürtelring im Querschnitt ein in Richtung auf den Außenumfang der Faltenbalgluftfeder verlängertes Profil aufweist. Eine solche an Rippen oder Nuten angepasste Kontur des Gürtelrings verhindert eine übermäßige Beanspruchung und ggf. einen Reibkontakt des Elastomers, wenn sich die Bereiche zwischen den Gürtelringen bzw. zwischen den Gürtelring und den
Anschlussteilen wulstförmig nach außen vorwölben. Dadurch wird die Kontur der Faltenbalgluftfeder so fixiert, dass ein Auswandern des Balges aus der Federachse reduziert wird. Ein Ausknicken wird somit sicher verhindert..
Gleiche Vorteile ergeben sich bei einer Ausbildung, die darin besteht, dass das verlängerte Profil im Wesentlichen scheibenartig rechteckig ausgebildet ist oder einen sich nach außen verjüngenden Querschnitt aufweist.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Gürtelring verklebt oder anvulkanisiert ist. Hierdurch erreicht man eine zusätzliche axiale Sicherung auch unter starker asymmetrischer Belastung und hohem Innendruck.
Selbstverständlich können solche Gürtelringe aus verschiedensten Materialien hergestellt werden. Üblicherweise sind Gürtelring aus Metall gefertigt, es können aber auch
Gürtelringe aus Kunststoff verwendet werden, gegebenenfalls sogar mit Festigkeitsträgern versehen oder anderen Verstärkungselementen.
Besonders vorteilhaft lässt sich die erfindungs gemäße Faltenbalgluftfeder zur Federung eines Fahrzeugfahrwerks, eines Fahrersitzes, eines Fahrerhauses oder als pneumatischer Balgzylinder für Federungen in industriellen Anwendungen einsetzen, beispielsweise für Maschinenlagerungen. Damit steht auch für solche Anwendungen eine einfach
herzustellende Schlauchfeder als Faltenbalgfeder zur Verfügung.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 eine als Faltenbalgluftfeder ausgebildete erfindungsgemäße
Balgluftfeder,
Fig. 2 eine als Faltenbalgluftfeder ausgebildete erfindungsgemäße
Balgluftfeder in drucklosem Zustand,
Fig. 3a-b einen nicht vulkanisierten Rohling einer Balgfeder und eine
vulkanisierte Balgluftfeder mit eingebrachter Nut, Fig. 4a-c erfindungsgemäße Ausführungen einer erfindungs gemäßen
Balgfeder als Zweifaltenbalg und als Dreifaltenbalg
Fig. 5 eine weitere Ausführung einer Nut einer erfindungsgemäßen
Balgfeder
Fig. 6 eine Ausführung eines Gürtelrings einer erfindungsgemäßen
Balgfeder
Fig. 7 eine weitere Ausführung eines Gürtelrings einer erfindungsgemäßen
Balgfeder
Fig. 8 eine Ausführung einer Aufnahme zur axialen Fixierung der
Gürtelringe in Form eines ringförmig erhabenen Vorsprungs und mit einem entsprechenden Gürtelring
Die Fig. 1 zeigt eine Faltenbalgluftfeder 1, die eine Balgfeder 4 mit zwei nach außen wulstartig hervorspringend ausgebildeten Balgteilen 2 und 3 aufweist, welche durch eine umlaufende Einschnürung 5 getrennt sind, in denen ein Gürtelring 6 angeordnet ist, hier ein im Querschnitt runder Metallring, wobei die Faltenbalgluftfeder mit Hilfe von
Anschlussteilen 7 und 8 zwischen hier nicht näher dargestellter gefederter und
ungefederter Masse befestigt ist.
Die Faltenbalgluftfeder ist dabei in drucklosem Zustand als zylindrisch vulkanisierte Balgfeder 4 ausgebildet, wie Fig. 2 zeigt, und weist auf ihrem Außenumfang eine Aufnahme zur axialen Fixierung des Gürtelrings auf, nämlich eine auf dem Außenumfang der Balgfeder eingebrachte, ringförmig umlaufende Nut 9, die bereits während der Vulkanisation der Balgfeder eingeprägt wurde.
Fig. 3a zeigt zur Verdeutlichung einen nicht vulkanisierten Rohling 4.1 einer Balgfeder, während die Figur 3b einen vulkanisierten Zweifaltenbalg 4 zeigt, in den die Nut 9 bereits eingebracht ist. Balgfeder, Gürtelring und Aufnahmen sind so ausgebildet, dass die beiden Balgteile 2 und 3 erst unter Betriebsdruck ballonartig nach außen hervortreten und die zwischen ihnen liegenden und durch den Gürtelring fixierte Einschnürung 5 ausbilden. Fig. 4 zeigt mehrere mögliche Ausbildungen eines drucklosen zylindrischen Faltenbalgs, nämlich in der Figur 4a einen Zweifaltenbalg mit einer umlaufenden Nut 9 und in der Figur 4b einen Dreifaltenbalg mit zwei umlaufenden Nuten 9 und 10 . In der Figur 4c ist noch einmal eine Vergrößerung des jeweiligen Nutbereiches dargestellt, wobei hier eine sehr einfache Ausbildung der Nut gewählt wurde, die während der Vulkanisation eingeprägt wird.
Fig. 5 zeigt eine alternative Aufnahme 11 zur axialen Fixierung der Gürtelringe durch paarweise den Außenumfang der Balgfeder ringförmig umgebender Vorsprünge 12 und 13, welche ebenfalls während der Vulkanisation eingeformt werden und quasi eine Nut ausbilden.
Figur 6 zeigt einen in eine Nut eingelegten Gürtelring 14 aus Kunststoff, der im
Querschnitt ein in Richtung auf den Außenumfang der Faltenbalgluftfeder verlängertes Profil 15 aufweist, welches im Wesentlichen scheibenartig rechteckig ausgebildet ist. Wenn sich die Bereiche zwischen den Gürtelringen bzw. zwischen dem Gürtelring und den Anschlussteilen wulstförmig nach außen vorwölben vermeidet diese Querschnittskontur einen Reibkontakt des gewölbten Elastomers oberhalb und unterhalb des Gürtelrings. Dadurch wird die Kontur der Faltenbalgluftfeder so fixiert, dass ein Auswandern des Balges aus der Federachse reduziert wird. Ein Ausknicken wird somit sicher verhindert.
Figur 7 zeigt einen Gürtelring 16, dessen verlängertes Profil einen sich nach außen verjüngenden Querschnitt aufweist und der in einer mit beidseitigen Vorsprüngen versehenen Aufnahme eingesetzt ist. Diese Form der Aufnahme stellt eine besonders zuverlässige axiale Fixierung für hoch belastete Faltenbälge dar.. Figur 8 zeigt einen Ausschnitt aus einer Balgfederwand, bei der die Aufnahme zur axialen Fixierung des Gürtelrings 17 als ein den Außenumfang der Balgfeder ringförmig umgebender erhabener Vorsprung 18 ausgebildet ist, der während der Vulkanisation eingeformt wurde.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
1 Faltenbalgluftfeder
2 Balgteil/ Wulst
3 Balgteil/ Wulst
4 Balgfeder,
4.1 B algf ederrohling
5 Einschnürung
6 Gürtelring
7 Anschlussteil
8 Anschlussteil
9 ringförmig umlaufende Nut
10 ringförmig umlaufende Nut
11 Aufnahme zur axialen Fixierung durch paarweise Vorsprünge
12 Vorsprung
13 Vorsprung
14 Gürtelring
15 Gürtelringprofil
16 Gürtelring
17 Gürtelring
18 ringförmig erhabener Vorsprung

Claims

Patentansprüche
1. Faltenbalgluftfeder (1) mit zwei oder mehreren nach außen wulstartig hervorspringend ausgebildeten Balgteilen (2, 3), die durch umlaufende Einschnürungen (5) getrennt sind, in denen Gürtelringe (6) angeordnet sind, insbesondere Metallringe, wobei die Faltenbalgluftfeder mit Hilfe von Anschlussteilen (7, 8) im Wesentlichen zwischen gefederter und ungefederter Masse befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenbalgluftfeder (1) als zylindrisch vulkanisierte Balgfeder (4)ausgebildet ist und auf ihrem Außenumfang eine oder mehrere Aufnahmen (9, 10, 11, 18) zur axialen Fixierung der Gürtelringe (6, 14, 16, 17) aufweist, wobei Balgfeder, Gürtelringe und Aufnahmen weiterhin so ausgebildet sind, dass die hervorspringend ausgebildeten Balgteile (2, 3) unter Betriebsdruck ballonartig nach außen hervortreten und die zwischen ihnen liegenden Einschnürungen (5) ausbilden.
2. Faltenbalgluftfeder nach Anspruch 1, bei der die Aufnahme zur axialen Fixierung der Gürtelringe (6, 14, 16) als auf dem Außenumfang der Balgfeder eingebrachte, ringförmig umlaufende Nut (9, 10) ausgebildet ist, vorzugsweise als während der Vulkanisation eingeprägte Nut.
3. Faltenbalgluftfeder nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Aufnahme zur axialen
Fixierung der Gürtelringe (17) als ein den Außenumfang der Balgfeder ringförmig umgebender und ggf. profilierter Vorsprung (18) ausgebildet ist, vorzugsweise als während der Vulkanisation eingeformter, umlaufend erhabener Vorsprung .
4. Faltenbalgluftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Aufnahme (11) zur axialen Fixierung der Gürtelringe als paarweise den Außenumfang der Balgfeder ringförmig umgebender Vorsprünge (12, 13) ausgebildet sind, deren Abstand in etwa der Dicke des Gürtelrings entspricht, vorzugsweise als während der Vulkanisation eingeformte, umlaufend erhabene Vorsprünge.
5. Faltenbalgluftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Gürtelring (14) im Querschnitt ein in Richtung auf den Außenumfang der Faltenbalgluftfeder
verlängertes Profil (15) aufweist.
6. Faltenbalgluftfeder nach Anspruch 5, bei der das verlängerte Profil (15) im
Wesentlichen scheibenartig rechteckig ausgebildet ist.
7. Faltenbalgluftfeder nach Anspruch 5, bei der der Gürtelring (16) ein Profil mit einem sich nach außen verjüngenden Querschnitt aufweist.
8. Faltenbalgluftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Gürtelring verklebt oder anvulkanisiert ist.
9. Verwendung einer Faltenbalgluftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Federung eines Fahrzeugfahrwerks, eines Fahrersitzes oder eines Fahrerhauses.
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