WO2008009508A1 - Rollbalg für eine luftfeder - Google Patents

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WO2008009508A1
WO2008009508A1 PCT/EP2007/055236 EP2007055236W WO2008009508A1 WO 2008009508 A1 WO2008009508 A1 WO 2008009508A1 EP 2007055236 W EP2007055236 W EP 2007055236W WO 2008009508 A1 WO2008009508 A1 WO 2008009508A1
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rolling bellows
sealing lips
pressure
bellows
rolling
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Holger Oldenettel
Dirk Rosner
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Continental Aktiengesellschaft
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    • 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 rolling bellows for an air spring, in particular for air springs for use in chassis of vehicles, wherein the air spring has at least one filled with compressed air working space which is at least partially limited by a rolling bellows, the rolling bellows rolls at least partially on rolling contours and on his Ends frictionally and / or positively secured to connection parts.
  • Fasteners for rolling bellows are known in a variety of variants. Usually used on the circumference of the rolling bellows acting clamps or clamping rings, which are placed around the rolling bellows and the bellows wall on the surface of the respective connection part, i. Clamp on the air spring cover or on the rolling piston. To improve the clamping action, the clamping rings or the bellows can have special profile designs.
  • fasteners in the form of flanges are known in which the bellows may possibly be provided with an end core wire and / or with reinforced
  • Thickenings that are included after completion of the connection from the crimping edge Thickenings that are included after completion of the connection from the crimping edge.
  • DE 103 54 574 B3 discloses an air spring with a hose rolling bellows, in which the bellows ends are clamped by means of a clamping ring on a fastening part / connection part.
  • the respective fastening part has circumferentially in the intended mounting area on a profile formed in cross-section of grooves and protruding lugs profile, in which the Balgende is pressed using the outer surrounding clamping rings and molded.
  • the disadvantage of this design is on the one hand the quite extensive profiling machining of parts of the outer surface of the connecting parts. On the other hand, due to the different thermal expansion Coefficients of the individual components a consistent seal is not always guaranteed even with large temperature fluctuations.
  • the task was to provide a rolling bellows which securely seals in its connection to the respective connection parts even with large temperature fluctuations and is easy to install by conventional means.
  • At least one end-side circumference of the rolling bellows is provided with at least one sealing lip which sealingly abuts in the fastening area on the connection parts under pressure.
  • a sealing lip can easily be pushed into or over the generally circular connection part and be clamped by a clamping ring acting from the sealing lip opposite the bellows surface.
  • a further advantageous development is that the sealing lips have such a projection relative to the adjacent peripheral or surface regions of the rolling bellows, that the sealing pressure in the assembly of the air spring takes place by deformation or compression of the sealing lips through the connection part.
  • a pressure is already generated by pushing or assembling bellows and connecting part, which in addition to the pressure generated by the clamping ring acts. This even out the tension forces applied afterwards by the clamping ring and provides a "tension reserve" even with different thermal expansions.
  • a particularly simple way of using the pressure of a medium is the use of the quite high air pressure in the air spring by a further advantageous development of the invention, which consists in that the sealing lips are arranged on the inside of the rolling bellows by the internal pressure / working pressure of the air spring pressed against the connector.
  • this compound is very well suited for a fixed at the lower end of the bellows air spring piston with an outer rolling contour / rolling surface.
  • sealing lips have a substantially triangular cross-sectional profile, wherein the adjacent Oberfiumbleen Schemeen distant tip of the triangle is inclined to the pressure side.
  • Such a profile design can be achieved by simple manufacturing processes and is safe in the "self-reinforcing" of the seal by the medium pressure to be sealed.
  • sealing lips have a cross section with a substantially claw or hook shape, wherein the tips of the claws or hooks are inclined to the pressure side.
  • An advantageous applicable method for producing such a bellows is especially in the individual production of rolling bellows in that the sealing lips are formed in the vulcanization by recesses on the circumference of Vulkanisationstechnikmaschineen, wherein the recesses constitute a negative form of the sealing lips. As a rule, this eliminates any rework on the sealing lips and the sealing lips are then formed so that they are part of the rolling bellows or the bellows wall.
  • Fig. 1 is a rolling bellows with sealing lips at its lower end-side circumference as
  • Fig. Ia is an enlargement of the lower Rollbalg Schemees of Fig. 1
  • Fig. 2 shows an air spring with the rolling bellows according to the invention as a schematic diagram
  • Fig. 1 shows a schematic diagram of a rolling bellows 1 in cross-section, which is provided at its lower end workedem circumference 2 with sealing lips 3, 4, sealingly abutment in the mounting area on the outside of a rolling piston not shown here under pressure.
  • Fig. 2 also shows a schematic diagram of an air spring 8 for use in chassis of vehicles, wherein the air spring has a working space filled with compressed air 9, which is partially limited by a rolling bellows 1 according to the invention.
  • the rolling bellows 1 rolls on the rotationally symmetrical rolling piston 10 and is frictionally and positively secured at its ends to the connection parts, namely the air spring cover 11 and in the upper region of the rolling piston 10th
  • the rolling bellows has sealing lips 3 and 4 in the respective fastening region on the surfaces assigned to and facing the connection parts and is clamped by clamping rings 12, 13 which engage on its surface opposite the sealing lips.
  • Body and chassis connections on the air spring cover and on the rolling piston are not shown here. The same applies to air inlets, valves and controls.

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Abstract

Rollbalg für eine Luftfeder, insbesondere für Luftfedern zur Anwendung in Fahrwerken von Fahrzeugen, wobei mindestens ein endseitiger Umfang des Rollbalg mit mindestens einer Dichtlippe versehen ist, die im Befestigungsbereich an den Anschlussteilen unter Pressung abdichtend anliegen.

Description

Rollbalg für eine Luftfeder Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Rollbalg für eine Luftfeder, insbesondere für Luftfedern zur Anwendung in Fahrwerken von Fahrzeugen, wobei die Luftfeder mindestens einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum aufweist, der mindesten teilweise durch einen Rollbalg begrenzt wird, wobei der Rollbalg mindestens teilweise auf Abrollkonturen abrollt und an seinen Enden an Anschlussteilen reib- und/oder formschlüssig befestigt ist.
Befestigungen für Rollbälge sind in einer Vielzahl von Varianten bekannt. Üblicherweise werden am Umfang des Rollbalges wirkende Klemmungen verwendet oder aber Spannringe, die um den Rollbalg herum gelegt werden und die Balgwand auf der Oberfläche des jeweiligen Anschlussteiles, d.h. am Luftfederdeckel oder am Abrollkolben festklemmen. Zur Verbesserung der Klemmwirkung können die Spannringe oder die Balgenden besondere Profilgestaltungen aufweisen.
Auch sind Befestigungen in Form von Bördelungen bekannt, bei denen der Balg ggf. mit einem endseitigen Kerndraht versehen sein kann und/oder auch mit verstärkten
Verdickungen, die nach dem Fertigstellen der Verbindung von der Bördelkante umfasst werden.
Die DE 103 54 574 B3 offenbart eine Luftfeder mit einem Schlauchrollbalg, bei der die Balgenden mit Hilfe eines Spannringes auf ein Befestigungsteil/Anschlussteil geklemmt werden. Das jeweilige Befestigungsteil weist umfangsseitig im vorgesehenen Befestigungsbereich ein im Querschnitt aus Nuten und vorspringende Nasen gebildetes Profil auf, in welches das Balgende mit Hilfe der außen umliegenden Spannringe eingepresst und eingeformt wird. Nachteilig bei dieser Ausbildung ist einerseits die doch recht umfangreiche profilgebende Bearbeitung von Teilen der Außenoberfläche der Anschlussteile. Andererseits ist durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungs- Koeffizienten der einzelnen Bauteile eine gleich bleibende Dichtung auch bei großen Temperaturschwankungen nicht immer gewährleistet.
Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, einen Rollbalg bereitzustellen der in seiner Verbindung zu den jeweiligen Anschlussteilen auch bei großen Temperaturschwankungen sicher dichtet und leicht und mit konventionellen Mitteln zu montieren ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Dabei ist mindestens ein endseitiger Umfang des Rollbalges mit mindestens einer Dichtlippe versehen, die im Befestigungsbereich an den Anschlussteilen unter Pressung abdichtend anliegt. Eine solche Dichtlippe kann leicht in oder über das im Allgemeinen kreisrunde Anschlussteil geschoben werden und durch einen von der der Dichtlippe gegenüberliegenden Balgoberfläche einwirkenden Spannring eingespannt werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Dichtlippen einen solchen Vorsprung gegenüber den benachbarten Umfangs- bzw. Oberflächenbereichen des Rollbalges aufweisen, dass die abdichtende Pressung im Zusammenbau der Luftfeder durch Verformung oder Kompression der Dichtlippen durch das Anschlussteil erfolgt. Hierdurch wird bereits durch das Aufschieben bzw. das Zusammenstellen von Balg und Anschlussteil eine Pressung erzeugt, die zusätzlich zu der durch den Spannring erzeugten Pressung wirkt. Dies vergleichmäßigt die danach durch den Spannring aufgebrachten Spannkräfte und stellt auch bei unterschiedlichen Wärmeausdehnungen eine „Spannreserve" zur Verfügung.
In gleicher Weise wirkt eine weitere vorteilhafte Weiterbildung, die darin besteht, dass die Dichtlippen eine solche Formgebung gegenüber den benachbarten Umfangs- bzw. Oberflächenbereichen aufweisen, dass die abdichtende Pressung durch den an einem der benachbarten Oberflächenbereiche anliegenden Mediumsdruck erzeugt oder verstärkt wird. Auch damit wird eine „Spannreserve" erzeugt, die die Toleranz der Verbindung zwischen Rollbalg und Anschlussteil gegenüber starken Temperaturveränderungen erhöht.
Eine besonders einfache Art der Nutzung des Druckes eines Mediums ist die Nutzung des doch recht hohen Luftdruckes in der Luftfeder durch eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, die darin besteht, dass die Dichtlippen auf der Innenseite des Rollbalges angeordnet sind durch den Innendruck/ Arbeitsdruck der Luftfeder gegen das Anschlussteil gepresst werden. Beispielsweise ist diese Verbindung sehr gut geeignet für einen am unteren Ende des Federbalges befestigten Luftfederkolben mit einer außen liegenden Abrollkontur/ Abrollfläche.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Dichtlippen im Wesentlichen ein im Querschnitt dreieckiges Profil aufweisen, wobei die den benachbarten Oberfiächenbereichen entfernt liegende Spitzes des Dreiecks zur Druckseite geneigt ist. Eine solche Profilgestaltung lässt sich durch einfache Herstellungsverfahren erreichen und ist sicher in der „Selbstverstärkung" der Dichtung durch den abzudichtenden Mediumsdruck.
Gleiche Vorteile ergeben sich bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung, die darin besteht, dass die Dichtlippen einen Querschnitt mit im Wesentlichen Krallen- oder Hakenform aufweisen, wobei die Spitzen der Krallen oder Haken zur Druckseite geneigt sind.
Ein vorteilhaft anwendbares Verfahren zur Herstellung eines solchen Rollbalges besteht insbesondere bei der Einzelfertigung von Rollbälgen darin, dass die Dichtlippen bei der Vulkanisation durch Ausnehmungen am Umfang des Vulkanisationswerkzeugen geformt werden, wobei die Ausnehmungen eine Negativform der Dichtlippen darstellen. Hierdurch entfällt in der Regel jegliche Nacharbeit an den Dichtlippen und die Dichtlippen sind dann so ausgebildet, dass sie Bestandteil des Rollbalges bzw. der Balgwand sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Verfahrens besteht darin, dass vor der
Vulkanisation im Bereich der Dichtlippen die Wanddicke des Balges durch zusätzliche Materialauflagen erhöht wird. Hierdurch sind die Abmessung der Dichtlippenprofile leicht zu verändern und es werden auch größere Profile möglich, ohne die Wanddicke des Rollbalges zu sehr zu reduzieren.
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Rollbalg mit Dichtlippen an seinem unteren endseitigem Umfang als
Prinzipskizze
Fig. Ia eine Vergrößerung des unteren Rollbalgbereiches der Fig. 1 Fig. 2 eine Luftfeder mit dem erfindungsgemäßen Rollbalg als Prinzipskizze
Die Fig. 1 zeigt als Prinzipskizze einen Rollbalg 1 im Querschnitt, der an seinem unteren endseitigem Umfang 2 mit Dichtlippen 3, 4 versehen ist, die im Befestigungsbereich auf der Außenseite eines hier nicht näher dargestellten Abrollkolbens unter Pressung abdichtend anliegen.
Fig. Ia ist eine Vergrößerung des unteren Rollbalgbereiches der Fig. 1 und verdeutlicht das im Wesentlichen im Querschnitt dreieckige bzw. hakenartige Profil der Dichtlippen 3, 4 und die Neigung der Spitzen 5 und 6 des Dreiecks zur Druckseite 7 hin. Durch eine solche Profϊlgestaltung entsteht eine selbstverstärkende Abdichtung, die von einer Vorpressung durch einen außen umliegenden Spannring wesentlich unabhängiger ist als bei üblichen Verbindungen.
Fig. 2 zeigt ebenfalls als Prinzipskizze eine Luftfeder 8 zur Anwendung in Fahrwerken von Fahrzeugen, wobei die Luftfeder einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum 9 aufweist, der teilweise durch einen erfindungsgemäßen Rollbalg 1 begrenzt wird. Der Rollbalg 1 rollt auf dem rotationssymmetrischer Abrollkolben 10 ab und ist an seinen Enden an den an Anschlussteilen reib- und formschlüssig befestigt, nämlich am Luftfederdeckel 11 und im oberen Bereich des Abrollkolbens 10. Der Rollbalg weist im jeweiligen Befestigungsbereich auf den den Anschlussteilen zugeordneten und zugewandten Oberflächen Dichtlippen 3 und 4 auf und ist von Spannringen 12, 13 festgeklemmt, die an seiner den Dichtlippen gegenüberliegenden Oberfläche angreifen.
Durch diese Ausbildung ist auch bei unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der im Allgemeinen aus Stahl bestehenden Spannringe und der aus gewebeverstärkten Gummilagen bestehenden Rollbälge eine gleich bleibende Dichtung auch bei großen Temperaturschwankungen gewährleistet.
Karosserie- und Fahrwerksanbindungen am Luftfederdeckel und am Abrollkolben sind hierbei nicht näher dargestellt. Gleiches gilt für Luftzuführungen, Ventile und Regelungen.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
1 Rollbalg
2 Unterer endseitiger Umfang des Rollbalges
3 Dichtlippe
4 Dichtlippe
5 Spitze der Dichtlippe
6 Spitze der Dichtlippe
7 Druckseite
8 Luftfeder
9 Arbeitsraum
10 Abrollkolben
11 Luftfederdeckel
12 Spannring am Abrollkolben
13 Spannring am Luftfederdeckel

Claims

Patentansprüche
1. Rollbalg für eine Luftfeder, insbesondere für Luftfedern zur Anwendung in Fahrwerken von Fahrzeugen, wobei die Luftfeder mindestens einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum aufweist, der mindesten teilweise durch einen Rollbalg (1) begrenzt wird, wobei der Rollbalg mindestens teilweise auf Abrollkonturen abrollt und an seinen Enden an Anschlussteilen (10, 11) reib- und/oder formschlüssig befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein endseitiger Umfang des Rollbalgs mit mindestens einer Dichtlippe (3, 4) versehen ist, die im Befestigungsbereich an den
Anschlussteilen (10, 11) unter Pressung abdichtend anliegt.
2. Rollbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (3, 4) einen solchen Vorsprung gegenüber den benachbarten Umfangs- bzw. Oberflächenbereichen des Rollbalges aufweisen, dass die abdichtende Pressung im Zusammenbau der
Luftfeder durch Verformung oder Kompression der Dichtlippen durch das Anschlussteil (10) erfolgt.
3. Rollbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (3, 4) eine solche Formgebung gegenüber den benachbarten Umfangs- bzw.
Oberflächenbereichen aufweisen, dass die abdichtende Pressung durch den an einem der benachbarten Oberflächenbereiche anliegenden Mediumsdruck erzeugt oder verstärkt wird.
4. Rollbalg nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen auf der Innenseite des Rollbalges angeordnet sind durch den Innendruck/Arbeitsdruck der Luftfeder gegen das Anschlussteil (10) gepresst werden.
5. Rollbalg nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen im Wesentlichen ein im Querschnitt dreieckiges Profil aufweisen, wobei die den benachbarten Oberflächenbereichen entfernt liegende Spitze (5, 6) des Dreiecks zur Druckseite (7) geneigt ist.
6. Rollbalg nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (3, 4) einen Querschnitt mit im Wesentlichen Krallen- oder Hakenform aufweisen, wobei die Spitzen der Krallen oder Haken zur Druckseite (7) geneigt sind.
7. Verfahren zur Herstellung eines Rollbalges nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen bei der Vulkanisation durch Ausnehmungen am Umfang des Vulkanisationswerkzeugen geformt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Vulkanisation im Bereich der Dichtlippen die Wanddicke des Balges durch zusätzliche Materialauflagen erhöht wird.
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