WO2013102470A1 - Luftfederbalg mit einem stützelement - Google Patents

Luftfederbalg mit einem stützelement Download PDF

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bellows
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Soeren FISCHER
Jan Mueller
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Carl Freudenberg Kg
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    • B60G11/26—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs
    • B60G11/27—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs wherein the fluid is a gas
    • 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
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    • 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
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F9/32—Details
    • F16F9/38—Covers for protection or appearance

Definitions

  • the invention relates to an air spring bellows with a support element according to the preamble of claim 1.
  • air spring bellows require stabilization of a radial support.
  • supporting elements can be mounted on the air spring bellows, which, however, must be arranged with other components in a complex manner on the air bag. So far, as an additional component is a so-called
  • Needle bearing required to position the support element relative to the air bag.
  • Air springs are already known from the prior art, which have conically vulcanized air spring bellows. Furthermore, it is known to use vulcanized rubber-metal compounds in air springs. Presentation of the invention
  • the invention is based on the object
  • An inventive air spring bellows comprises a base body made of an elastomer, wherein the base body is assigned a support element for supporting the base body.
  • the support element is materially connected to the base body.
  • the support element could be vulcanized directly to the base body.
  • a bonding agent be used for direct connection to the body. Vulcanization becomes the support element
  • Air spring construction is feasible.
  • the vulcanization of the support element is performed simultaneously during a heating process for vulcanization of the air spring bellows.
  • no further step is necessary to vulcanize the support element to the air spring bellows.
  • the support element could be arranged on the outer surface of the base body.
  • the support element for further assembly steps is easily accessible.
  • An additional embedding of the support element in the body is also conceivable. As with a réellemontage here is an expansion of the
  • the expansion can be effected by a so-called conical heating. However, it is not necessary that
  • the support element could be arranged on the inner surface of the base body. This avoids that the support member protrudes from the bellows in some way disturbing to the outside.
  • the support element could be covered by a cover. As a result, the support element is protected from damage.
  • External guides are used to increase the comfort of an air spring.
  • An outer guide supports the air bag when rolling on one
  • the outer guide must be positioned relative to the air bag. In previously known constructions, this was done by a Plain bearing or by jamming with a ring inside the air bag.
  • the support element could be configured as a connection point for other facilities.
  • various components of an air spring construction in particular protective sleeves or outer guides, can be clamped directly to the vulcanized support elements or otherwise positively and / or non-positively connected. These components are thus positioned defined in the unpressurized state.
  • the support element could also be designed as an external guide. This concrete embodiment assembly steps can be saved because it is not necessary to mount a separate outer guide to the support element.
  • the support element could comprise a composite material. Instead of metallic materials, composites can also be used to save weight. It is conceivable fiber composites to use molded metal parts or rubber-coated rings.
  • a support member may have different geometries to allow positive and / or non-positive and a rigid configuration of the support member. In addition to a ring shape and angle profiles are conceivable.
  • An air spring could include an air bag of the type described here.
  • FIG. 1 in a sectional drawing partially shown
  • Air spring bellows with an externally vulcanized support element which is designed as an external guide
  • Air bellows with an externally vulcanized in cross-section circular support element Air bellows with an externally vulcanized in cross-section circular support element.
  • FIG. 1 shows an air spring bellows comprising a base body 1 made of an elastomer, wherein the base body 1 is assigned a support element 2 for supporting the base body 1.
  • the support element 2 is integrally connected to the base body 1.
  • the support element 2 is vulcanized directly to the base body 1.
  • the support element 2 is arranged on the outer surface of the main body 1, the support element 2 is rectangular in cross section and formed as a rectangular ring.
  • FIG. 2 shows an air spring bellows in which the support element 2 is covered by a cover 3.
  • the cover 3 is made of rubber.
  • FIG. 3 shows an air spring bellows, comprising a base body 1 made of an elastomer, wherein the base body 1 is assigned a support element 2 'for supporting the base body 1.
  • the support element 2 ' is integrally connected to the base body 1.
  • the support element 2 ' is in cross section as
  • FIG. 4 shows an air spring bellows, in which the support element 2 is arranged on the inner surface of the main body 1.
  • FIG. 5 shows that the support element 2 is configured as a connection point for a further device 4, namely an external guide.
  • Fig. 6 shows an air spring bellows, wherein the support member 2 "as
  • External guide is configured. 7 shows an air spring bellows, comprising a base body 1 made of an elastomer, wherein the base body 1 is assigned a support element 2 "'for supporting the base body 1.
  • the support element 2"' is materially connected to the base body 1 and has a circular cross-section.
  • the support element 2, 2 ', 2 ", 2"' may comprise a composite material or be made of this.
  • the support element 2, 2 ', 2 ", 2"' may comprise or be made of a metal.
  • the support element 2, 2 ', 2 ", 2"' may comprise or be made of a plastic.

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Abstract

Ein Luftfederbalg, umfassend einen Grundkörper (1) aus einem Elastomer, wobei dem Grundkörper (1) ein Stützelement (2, 2', 2", 2"') zur Abstützung des Grundkörpers (1) zugeordnet ist, ist im Hinblick auf die Aufgabe, Luftfederbälge derart mit Stützelementen auszurüsten, dass Bauteile eingespart werden können, wobei die Luftfederbälge robust und kostengünstig ausgestaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (2, 2', 2", 2"') stoffschlüssig mit dem Grundkörper (1) verbunden ist.

Description

Luftfederbalg mit einem Stützelement
Beschreibung Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Luftfederbalg mit einem Stützelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Stand der Technik
In Luftfedern mit axialem Fadenwinkel wird ein längerer Bereich ohne
Außenführung ausgebildet, um kardanische Bewegungen und torsionale Verdrehungen der Luftfedern zu ermöglichen. Dieser Bereich muss durch ein Ringelement aus Metall oder Kunststoff gestützt werden, um die Aufweitung des Luftfederbalges lokal zu begrenzen und ein kardanisches Lager zu realisieren.
Insoweit bedürfen Luftfederbälge zur Stabilisierung einer radialen Abstützung. Hierzu können Stützelemente am Luftfederbalg angebracht werden, die jedoch mit weiteren Bauteilen in aufwendiger Weise am Luftfederbalg angeordnet werden müssen. Bisher wird als zusätzliches Bauteil ein sogenanntes
Faltenlager benötigt, um das Stützelement relativ zum Luftfederbalg zu positionieren.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Aus dem Stand der Technik sind bereits Luftfedern bekannt, welche konisch vulkanisierte Luftfederbälge aufweisen. Des Weiteren ist bekannt, vulkanisierte Gummi-Metall-Verbindungen in Luftfedern einzusetzen. Darstellung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
Luftfederbälge derart mit Stützelementen auszurüsten, dass Bauteile eingespart werden können, wobei die Luftfederbälge robust und kostengünstig ausgestaltet sind.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßer Luftfederbalg umfasst einen Grundkörper aus einem Elastomer, wobei dem Grundkörper ein Stützelement zur Abstützung des Grundkörpers zugeordnet ist. Das Stützelement ist stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden. Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, dass durch ein stoffschlüssig angebrachtes Stützelement verschiedene Funktionen einer Luftfeder sowie Verbindungen zu weiteren Bauteilen einer Luftfederkonstruktion kostengünstig umgesetzt werden können. Weiter ist erkannt worden, dass auf üblicherweise vorhandene Standardbauteile, insbesondere auf Faltenlager, verzichtet werden kann. So können Kosten eingespart werden. Das Stützelement kann den
Luftfederbalg radial abstützen und einschnüren und dadurch eine Kardanikfalte erzeugen.
Das Stützelement könnte unmittelbar an den Grundkörper anvulkanisiert sein. Zur unmittelbaren Anbindung an den Grundkörper kann ein Haftvermittler verwendet werden. Durch eine Vulkanisierung wird das Stützelement
besonders fest an den Grundkörper angebunden, wodurch eine robuste
Luftfederkonstruktion realisierbar ist. Das Anvulkanisieren des Stützelements wird während eines Heizprozesses zur Vulkanisierung des Luftfederbalgs simultan durchgeführt. Durch dieses Verfahren ist kein weiterer Arbeitsschritt notwendig, um das Stützelement an den Luftfederbalg anzuvulkanisieren.
Durch das unmittelbare Anvulkanisieren des Stützelements können Bauteile eingespart und eine sehr geringe Torsionssteifigkeit einer Luftfeder bewirkt werden. Hiermit geht ein Komfortgewinn bei geringeren Herstellungskosten einer Luftfeder einher.
Das Stützelement könnte an der äußeren Fläche des Grundkörpers angeordnet sein. So ist das Stützelement für weitere Montageschritte leicht zugänglich. Eine zusätzliche Einbettung des Stützelements in den Grundkörper ist ebenfalls denkbar. Wie bei einer Innenmontage ist auch hier ein Aufweiten des
Luftfederbalgs erforderlich. Das Aufweiten kann durch ein sogenanntes konisches Heizen bewirkt werden. Es ist jedoch nicht notwendig, das
Stützelement in den Luftfederbalg hinein zu fügen. Das Stützelement könnte an der inneren Fläche des Grundkörpers angeordnet sein. Hierbei wird vermieden, dass das Stützelement vom Luftfederbalg in irgend einer Weise störend nach außen abragt.
Das Stützelement könnte von einer Abdeckung bedeckt sein. Hierdurch wird das Stützelement vor Beschädigungen geschützt.
Zur Erhöhung des Komforts einer Luftfeder werden Außenführungen benutzt. Eine Außenführung stützt den Luftfederbalg beim Abrollen auf einer
Abrollkontur. Die Außenführung muss relativ zum Luftfederbalg positioniert werden. Bei bisher bekannten Konstruktionen erfolgte dies durch ein Faltenlager oder durch eine Verklemmung mit einem im Luftfederbalg innenliegenden Ring.
Vor diesem Hintergrund könnte das Stützelement als Anbindungsstelle für weitere Einrichtungen ausgestaltet sein. Hierdurch können verschiedene Bestandteile einer Luftfederkonstruktion, insbesondere Schutzmanschetten oder Außenführungen, direkt mit den anvulkanisierten Stützelementen verklemmt oder anderweitig form- und/ oder kraftschlüssig verbunden werden. Diese Bestandteile sind so auch im drucklosen Zustand definiert positioniert.
Das Stützelement könnte auch als Außenführung ausgestaltet sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung können Montageschritte eingespart werden, da es nicht notwendig ist, eine separate Außenführung an das Stützelement zu montieren.
Das Stützelement könnte einen Verbundwerkstoff aufweisen. Statt metallischer Werkstoffe können auch Verbundwerkstoffe zur Einsparung von Gewicht eingesetzt werden. Dabei ist denkbar Faserverbünde, umspritzte Metallteile oder gummiummantelte Ringe einzusetzen.
Ein Stützelement kann verschiedene Geometrien aufweisen, um Form- und/ oder Kraftschlüsse sowie eine steife Ausgestaltung des Stützelements zu ermöglichen. Neben einer Ringform sind auch Winkelprofile denkbar.
Eine Luftfeder könnte einen Luftfederbalg der hier beschriebenen Art umfassen. Durch das unmittelbare stoffschlüssige Anbinden des Stützelements können Bauteile eingespart und eine sehr geringe Torsionssteifigkeit einer Luftfeder bewirkt werden. Hiermit geht ein Komfortgewinn bei geringeren Herstellungskosten einer Luftfeder einher. Kurzbeschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 in einer Schnittzeichnung einen teilweise dargestellten
Luftfederbalg mit einem außen anvulkanisierten Rechteckring,
Fig. 2 in einer Schnittzeichnung einen teilweise dargestellten
Luftfederbalg mit einem außen anvulkanisierten Rechteckring, welcher durch eine Abdeckung bedeckt ist,
Fig. 3 in einer Schnittzeichnung einen teilweise dargestellten
Luftfederbalg mit einem außen anvulkanisierten Profilring, Fig. 4 in einer Schnittzeichnung einen teilweise dargestellten
Luftfederbalg mit einem innen anvulkanisierten Rechteckring,
Fig. 5 in einer Schnittzeichnung einen teilweise dargestellten
Luftfederbalg mit einem außen anvulkanisierten Rechteckring, der als Anbindungsstelle für eine Außenführung fungiert,
Fig. 6 in einer Schnittzeichnung einen teilweise dargestellten
Luftfederbalg mit einem außen anvulkanisierten Stützelement, welches als Außenführung ausgebildet ist, und
Fig. 7 in einer Schnittzeichnung einen teilweise dargestellten
Luftfederbalg mit einem außen anvulkanisierten im Querschnitt kreisförmigen Stützelement. Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt einen Luftfederbalg, umfassend einen Grundkörper 1 aus einem Elastomer, wobei dem Grundkörper 1 ein Stützelement 2 zur Abstützung des Grundkörpers 1 zugeordnet ist. Das Stützelement 2 ist stoffschlüssig mit dem Grundkörper 1 verbunden.
Das Stützelement 2 ist unmittelbar an den Grundkörper 1 anvulkanisiert. Das Stützelement 2 ist an der äußeren Fläche des Grundkörpers 1 angeordnet, das Stützelement 2 ist im Querschnitt rechteckförmig und als Rechteckring ausgebildet.
Fig. 2 zeigt einen Luftfederbalg, bei welchem das Stützelement 2 von einer Abdeckung 3 bedeckt ist. Die Abdeckung 3 ist aus Gummi gefertigt.
Fig. 3 zeigt einen Luftfederbalg, umfassend einen Grundkörper 1 aus einem Elastomer, wobei dem Grundkörper 1 ein Stützelement 2' zur Abstützung des Grundkörpers 1 zugeordnet ist. Das Stützelement 2' ist stoffschlüssig mit dem Grundkörper 1 verbunden. Das Stützelement 2' ist im Querschnitt als
Winkelprofil und als Profilring ausgebildet.
Fig. 4 zeigt einen Luftfederbalg, bei welchem das Stützelement 2 an der inneren Fläche des Grundkörpers 1 angeordnet ist.
Fig. 5 zeigt, dass das Stützelement 2 als Anbindungsstelle für eine weitere Einrichtung 4, nämlich eine Außenführung, ausgestaltet ist.
Fig. 6 zeigt einen Luftfederbalg, bei welchem das Stützelement 2" als
Außenführung ausgestaltet ist. Fig. 7 zeigt einen Luftfederbalg, umfassend einen Grundkörper 1 aus einem Elastomer, wobei dem Grundkörper 1 ein Stützelement 2"' zur Abstützung des Grundkörpers 1 zugeordnet ist. Das Stützelement 2"' ist stoffschlüssig mit dem Grundkörper 1 verbunden und im Querschnitt kreisförmig ausgebildet.
In den Fig. 1 bis 7 kann das Stützelement 2, 2', 2", 2"' einen Verbundwerkstoff aufweisen oder aus diesem gefertigt sein.
In den Fig. 1 bis 7 kann das Stützelement 2, 2', 2", 2"' ein Metall aufweisen oder aus diesem gefertigt sein.
In den Fig. 1 bis 7 kann das Stützelement 2, 2', 2", 2"' einen Kunststoff aufweisen oder aus diesem gefertigt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Luftfederbalg, umfassend einen Grundkörper (1) aus einem Elastomer, wobei dem Grundkörper (1) ein Stützelement (2, 2', 2", 2"') zur
Abstützung des Grundkörpers (1) zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (2, 2', 2", 2"') stoffschlüssig mit dem Grundkörper (1) verbunden ist.
2. Luftfederbalg nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (2, 2', 2", 2"') unmittelbar an den Grundkörper (1) anvulkanisiert ist.
3. Luftfederbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (2, 2', 2", 2"') an der äußeren Fläche des
Grundkörpers (1) angeordnet ist.
4. Luftfederbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (2) an der inneren Fläche des Grundkörpers (1) angeordnet ist.
5. Luftfederbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das Stützelement (2) von einer Abdeckung (3) bedeckt ist.
6. Luftfederbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das Stützelement (2, 2', 2", 2"') als
Anbindungsstelle für weitere Einrichtungen (4) ausgestaltet ist.
7. Luftfederbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das Stützelement (2") als Außenführung ausgestaltet ist. Luftfederbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (2, 2', 2", 2"') einen Verbundwerkstoff aufweist.
Luftfeder, umfassend einen Luftfederbalg nach einem der voranstehenden Ansprüche.
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