WO2009013088A1 - Luftfeder - Google Patents

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Ulrich Orlamünder
Matthias Möritz
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Continental Aktiengesellschaft
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    • 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
    • F16F9/05—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 the flexible wall being of the rolling diaphragm type
    • 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
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    • 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
    • F16F9/05—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 the flexible wall being of the rolling diaphragm type
    • F16F9/057—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 the flexible wall being of the rolling diaphragm type characterised by the piston

Definitions

  • the invention relates to an air spring for trolleys of vehicles, wherein the air spring has at least one working space filled with compressed air, which is at least partially bounded by a rolling bellows, which rolls at least partially on rolling contours to form at least one rolled fold and at its ends by means of deformable annular components is attached to the periphery of connecting parts, usually by clamping and / or positive locking.
  • 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.
  • Fastenings in the form of flanges are also known in which the bladder can optionally be provided with an end core wire and / or also with reinforced thickenings, which are included after completion of the connection of the flanged 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 peripherally provided in the
  • the object of the invention was to improve a connection between air spring bellows and connecting parts, which enables a secure seal, the simplest possible production and a summary of functions and thus ultimately simplifies the air spring as a whole.
  • the annular component is secured to form a circumferential cavity in axially spaced clamping areas on the outer circumference of the associated connection part and formed on its outer side as a rolling contour for the rolling bellows, wherein the rolling bellows in turn by one of the clamping areas on the circumference of associated connection part is attached.
  • annular component must be formed as Abrollkontur what z. B. by Rollform- or pressing method much simpler and cheaper designed as a molding of the compact connection part, so for example, a corresponding cutting shaping of the spring piston.
  • no separate clamping ring for mounting the air spring bellows is required.
  • circumferential cavity communicates with the working space via bores arranged in the region of the annular component and on the circumference of the connecting part.
  • a further advantageous embodiment is that the annular component is provided in the region of the rolling contour with holes which are sealed on the outside of the annular member with flexible materials.
  • a further advantageous embodiment in terms of a simple and inexpensive production is that the holes are sealed on the outside of the annular member with attached, preferably glued rubber membranes, so are covered with rubber bands or patches.
  • a vulcanization of the rubber membranes would also be equivalent here
  • Fastening measure into consideration, such as a tight re-tightening of the annular member with wide and flat rubber bands.
  • annular component is provided in the region of the rolling contour with flexible and with the help of a filled pressure medium form variable swelling bodies.
  • Such separate cavernous bodies can then be inflated independently of the pressure in the working space, for example with compressed air or pressurized oil, which in turn alters the rolling contour on the outside of the annular component. This creates an additional possibility of intervention for controlling the spring characteristic.
  • Fig. 2 shows an enlarged detail "A" of the invention
  • Fig. 1 shows an air spring 1 for trolleys of vehicles, wherein the air spring has a filled with compressed air working space 2, which is at least partially limited by a rolling bellows 3.
  • the rolling bellows 3 rolls off to form a rolled fold 4 in its lower region on the rolling contour 5 and is secured at its ends 6 and 7 by means of deformable annular components 8 and 9 on the circumference of the connecting parts, namely on the one hand on the air spring cover 10 and on the other hand on the air spring piston 11th ,
  • the annular member 9 At its lower end 7 of the rolling bellows 3 is thus secured to the annular member 9 on the outer circumference of the air spring piston 11, wherein the formation of a circumferential cavity 12, the annular member 9 has two axially spaced clamping portions 13 and 14 and on its outer side as Abrollkontur 5 for the rolling bellows 3 is formed.
  • the rolling bellows is thus fastened by one of the clamping regions, namely the upper clamping region 13, on the circumference of the air spring piston 11.
  • the axially spaced clamping portions 13 and 14 are secured by means of an O-ring 15 and by a suitable clamping / pressing of the lower end 7 of the air spring bellows / bellows 3 sealingly on the outer circumference of the air spring piston 11.
  • the circumferential cavity 12 communicates with the working space 2 via the arranged on the circumference of the air spring piston 11 bores 16 and 17 in connection.
  • Fig. 2 shows an enlarged detail "A" of the air spring of FIG. 1, wherein it can be seen that the annular member 9 in the region of the rolling contour 5 with holes 18 is provided, which are sealingly covered on the outside, ie on the rolling contour 5 of the annular member 9 with vulcanized rubber membranes 19. Depending on the pressure in the working space, the rolling contour 5 then changes due to the fact that the rubber membranes buckle more or less depending on the pressure load.

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Abstract

Luftfeder für Fahrwerke von Fahrzeugen, bei der der Rollbalg mittels verformbarer ringförmiger Bauteile (8,9) auf dem Umfang von Anschlussteilen (10, 11) befestigt ist, wobei an mindestens einem Ende des Rollbalges das ringförmige Bauteil (9) unter Bildung eines umlaufenden Hohlraumes (12) in axial beabstandeten Klemmbereichen (13,14) auf dem Außenumfang des Anschlussteiles (11) befestigt und auf seiner Außenseite als Abrollkontur (5) für den Rollbalg (3) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Luftfeder
Die Erfindung betrifft eine Luftfeder für Fahrwerke von Fahrzeugen, wobei die Luftfeder mindestens einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum aufweist, der mindesten teilweise durch einen Rollbalg begrenzt wird, der unter Bildung mindestens einer Rollfalte mindestens teilweise auf Abrollkonturen abrollt und an seinen Enden mittels verformbarer ringförmiger Bauteile auf dem Umfang von Anschlussteilen befestigt ist, üblicherweise durch Klemmung und/oder Formschluss.
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 umfangreiche profilgebende Bearbeitung von Teilen der Außenoberfläche der Anschlussteile. Andererseits sind die Klemmbereiche auf dem Anschlussteil dabei so auszuführen, dass das Abrollen des Rollbalges bzw. der Rollbalgfalte auf der Abrollkontur an der Außenseite des Anschlussteiles nicht behindert wird.
Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, eine Verbindung zwischen Luftfederbalg und Anschlussteilen dadurch zu verbessern, das eine sichere Dichtung, eine möglichst einfache Herstellung und eine Zusammenfassung von Funktionen ermöglicht und damit letztlich die Luftfeder insgesamt vereinfacht wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Dabei ist an mindestens einem Ende des Rollbalges das ringförmige Bauteil unter Bildung eines umlaufenden Hohlraumes in axial beabstandeten Klemmbereichen auf dem Außenumfang des zugehörigen Anschlussteiles befestigt und auf seiner Außenseite als Abrollkontur für den Rollbalg ausgebildet, wobei der Rollbalg wiederum durch einen der Klemmbereiche auf dem Umfang des zugehörigen Anschlussteiles befestigt ist.
Hierdurch muss lediglich das ringförmige Bauteil als Abrollkontur geformt werden, was sich z. B. durch Rollform- oder Pressverfahren wesentlich einfacher und preiswerter gestaltet, als eine Formung des kompakten Anschlussteiles, also beispielsweise eine entsprechende spanabhebende Formung des Federkolbens. Zudem wird kein separater Spannring zur Befestigung des Luftfederbalges erforderlich.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die axial beabstandeten Klemmbereiche dichtend auf dem Außenumfang des zugehörigen Anschlussteiles befestigt sind und der umlaufende Hohlraum mit dem Arbeitsraum in Verbindung steht. Dadurch entstehen auf sehr einfache Weise eine Vergrößerung des Arbeitsraumes und damit die Möglichkeit der Beeinflussung der Federkennlinie.
Eine weitere und aufgrund ihrer einfachen Herstellung vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der umlaufende Hohlraum über im Bereich des ringförmigen Bauteiles und am Umfang des Anschlussteiles angeordnete Bohrungen mit dem Arbeitsraum in Verbindung steht.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das ringförmige Bauteil im Bereich der Abrollkontur mit Bohrungen versehen ist, die auf der Außenseite des ringförmigen Bauteiles mit flexiblen Materialien dichtend abgedeckt sind. Damit ergibt sich die Möglichkeit, dass sich die Abrollkontur abhängig vom Druck im Arbeitsraum verändert, indem nämlich die somit „flexiblen Mündungen" der Bohrungen sich wölben und damit auf der Außenseite des ringförmigen Bauteiles dessen (Abroll-) Kontur verändern.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung im Sinne einer einfachen und preiswerten Herstellung besteht darin, dass die Bohrungen auf der Außenseite des ringförmigen Bauteiles mit befestigten, vorzugsweise aufgeklebten Gummimembranen dichtend abgedeckt sind, also etwa mit Gummibändern oder -flicken abgedeckt sind. Auch ein Anvulkanisieren der Gummimembranen käme hier ebenso als äquivalente
Befestigungsmaßnahme in Betracht, wie etwa ein strammes Umspannen des ringförmigen Bauteiles mit breiten und flachen Gummibändern.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das ringförmige Bauteil im Bereich der Abrollkontur mit flexiblen und mit Hilfe eines eingefüllten Druckmediums formveränderbaren Schwellkörpern versehen ist. Solche separate Schwellkörper können dann unabhängig vom Druck im Arbeitsraum etwa mit Druckluft oder Drucköl aufgepumpt werden, wodurch sich wiederum die Abrollkontur auf der Außenseite des ringförmigen Bauteiles verändert. Damit entsteht eine zusätzliche Eingriffsmöglichkeit zur Steuerung der Federcharakteristik. Anhand eines Ausfuhrungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ausführung der Luftfeder als Prinzipskizze und im Längsschnitt
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt „A" der erfindungsgemäßen
Ausführung der Luftfeder gemäß Fig. 1.
Die Fig. 1 zeigt eine Luftfeder 1 für Fahrwerke von Fahrzeugen, wobei die Luftfeder einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum 2 aufweist, der mindesten teilweise durch einen Rollbalg 3 begrenzt wird.
Der Rollbalg 3 rollt unter Bildung einer Rollfalte 4 in seinem unteren Bereich auf der Abrollkontur 5 ab und ist an seinen Enden 6 und 7 mittels verformbarer ringförmiger Bauteile 8 und 9 auf dem Umfang der Anschlussteile befestigt, nämlich einerseits am Luftfederdeckel 10 und andererseits am Luftfederkolben 11.
Am seinem unteren Ende 7 ist der Rollbalg 3 also mit dem ringförmige Bauteil 9 auf dem Außenumfang des Luftfederkolbens 11 befestigt, wobei unter Bildung eines umlaufenden Hohlraumes 12 das ringförmige Bauteil 9 zwei axial beabstandete Klemmbereichen 13 und 14 aufweist und auf seiner Außenseite als Abrollkontur 5 für den Rollbalg 3 ausgebildet ist. Der Rollbalg ist damit durch einen der Klemmbereiche, nämlich den oberen Klemmbereich 13, auf dem Umfang des Luftfederkolbens 11 befestigt.
Die axial beabstandeten Klemmbereiche 13 und 14 sind dabei mit Hilfe eines O-Ringes 15 und durch eine geeignete Klemmung / Pressung des unteren Endes 7 des Luftfederbalges / Rollbalges 3 dichtend auf dem Außenumfang des Luftfederkolbens 11 befestigt. Der umlaufende Hohlraum 12 steht mit dem Arbeitsraum 2 über die am Umfang des Luftfederkolbens 11 angeordneten Bohrungen 16 und 17 in Verbindung.
Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt „A" der Luftfeder gemäß Fig. 1, wobei man erkennt, dass auch das ringförmige Bauteil 9 im Bereich der Abrollkontur 5 mit Bohrungen 18 versehen ist, die auf der Außenseite, d.h. auf der Abrollkontur 5 des ringförmigen Bauteiles 9 mit anvulkanisierten Gummimembranen 19 dichtend abgedeckt sind. Abhängig vom Druck im Arbeitsraum verändert sich damit die Abrollkontur 5 dann dadurch, dass die Gummimembranen sich je nach Druckbelastung mehr oder minder stark wölben.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
1 Luftfeder
2 Arbeitsraum
3 Rollbalg
4 Rollfalte
5 Abrollkontur
6 Oberes Rollbalgende
7 Unteres Rollbalgende
8 Ringförmiges Bauteil (Spannring)
9 Ringförmiges Bauteil
10 Luftfederdeckel
11 Luft federko lben
12 Umlaufender Hohlraum
13 Klemmbereich
14 Klemmbereich
15 O-Ring
16 Bohrung
17 Bohrung
18 Bohrung
19 Gummimembran

Claims

Patentansprüche
1. Luftfeder (1) für Fahrwerke von Fahrzeugen, wobei die Luftfeder mindestens einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum (2) aufweist, der mindesten teilweise durch einen
Rollbalg (3) begrenzt wird, der unter Bildung mindestens einer Rollfalte (4) mindestens teilweise auf Abrollkonturen (5) abrollt und an seinen Enden mittels verformbarer ringförmiger Bauteile (8, 9) auf dem Umfang von Anschlussteilen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Ende des Rollbalges (3) das ringförmige Bauteil (9) unter Bildung eines umlaufenden Hohlraumes (12) in axial beabstandeten Klemmbereichen (13, 14) auf dem Außenumfang des zugehörigen Anschlussteiles (11) befestigt und auf seiner Außenseite als Abrollkontur (5) für den Rollbalg (3) ausgebildet ist, wobei der Rollbalg (3) durch einen der Klemmbereiche (13) auf dem Umfang des zugehörigen Anschlussteiles (11) befestigt ist.
2. Rollbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axial beabstandeten Klemmbereiche (13, 14) dichtend auf dem Außenumfang des zugehörigen Anschlussteiles (11) befestigt sind und der umlaufende Hohlraum (12) mit dem Arbeitsraum (2) in Verbindung steht.
3. Rollbalg nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Hohlraum (12) über im Bereich des ringförmigen Bauteiles (9) und am Umfang des Anschlussteiles (11) angeordnete Bohrungen (16, 17) mit dem Arbeitsraum in Verbindung steht.
4. Rollbalg nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Bauteil (9) im Bereich der Abrollkontur (5) mit Bohrungen (18) versehen ist, die auf der Außenseite des ringförmigen Bauteiles (9) mit flexiblen Materialien dichtend abgedeckt sind.
5. Rollbalg nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (18) auf der Außenseite des ringförmigen Bauteiles (9) mit befestigten, vorzugsweise aufgeklebten Gummimembranen (19) dichtend abgedeckt sind.
6. Rollbalg nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Bauteil (9) im Bereich der Abrollkontur (5) mit flexiblen und mit Hilfe eines eingefüllten Druckmediums formveränderbaren Schwellkörpern versehen sind.
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