WO2019068785A1 - Druckkörper für ein druckluftsystem - Google Patents

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WO2019068785A1
WO2019068785A1 PCT/EP2018/076951 EP2018076951W WO2019068785A1 WO 2019068785 A1 WO2019068785 A1 WO 2019068785A1 EP 2018076951 W EP2018076951 W EP 2018076951W WO 2019068785 A1 WO2019068785 A1 WO 2019068785A1
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WO
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pressure body
pressure
air spring
stiffening
shell
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PCT/EP2018/076951
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jens-Uwe Gleu
Original Assignee
Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Publication date
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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
    • F16F9/0409—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 wall structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/26—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs
    • B60G11/30—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs having pressure fluid accumulator therefor, e.g. accumulator arranged in vehicle frame
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/15—Fluid spring
    • B60G2202/152—Pneumatic spring

Definitions

  • the invention relates to a pressure body according to the preamble of claim 1.
  • a pressure vessel in the form of an air spring cover for an air spring system is known.
  • This pressure vessel comprises a hollow body, which has an internal volume.
  • an opening is provided, into which an additional body can be inserted.
  • the position of the additional body in the base body is displaceable. Depending on the position in which the additional body is fastened in the main body, a certain volume is given.
  • Such an air spring cover is known to be used in an air spring leg, as known for example from DE 10 2012 012 902 AI.
  • the air spring cover of an air spring strut is also subject to various requirements: a) closure of the pressure-tight interior of the air spring, b) connection of the entire air spring strut to the chassis, c) provision of a part of the spring-effective internal volume of the air spring, and
  • the air spring cover has the terminal base for the rolling bellows provide ⁇ at which the rolling bellows sufficiently solid and is connected pressure-tight.
  • the air spring cover itself has a Ensure pressure-tight and firm connection to the vehicle body, as well as pressure-tight and fixed shots for other attachments such as air connection, additional volume, damper bearings, residual pressure holding valve provide.
  • the forces acting on the air spring cover of an air spring forces arise due to the pressurizing gas force on the inside of the spring effective lid space, which can be divided by the variable pressure into static and dynamic components.
  • the attachment point of the shock absorber Furthermore act (top mounts) dynamic, depending on the Federge ⁇ speed, compression and tensile forces on the air ⁇ spring cover. These arise as the rebound limiting forces on the rebound stop of the shock absorber in Dämpferla- gergephaseuse the air spring cover.
  • the air spring cover must adapt as much as possible to the space available on the chassis or axle side of the air spring so as to provide the required volume with its outer shell.
  • the inner shape of the air spring cover should correspond as possible to the outer shape. This means that an air spring cover provides more volume, the more adaptive it adapts to the space available in the chassis on the one hand and low wall thicknesses on the other hand, so that the strength requirements are still met.
  • the forces of the internal pressure are absorbed by the membrane effect of the enveloping structure of the air spring cover (arranged inside the air spring cover components without applied pressure ⁇ difference are not involved), and the transmitted auxiliary spring or Dämpferlager mechanism act along the shortest connecting lines between the intermediate bottom of the damper bearing housing and the chassis side Attachment points and are ideally transmitted by tension / compression rods.
  • a lid structure deviates from these design principles, e.g. the envelope structure does not have a shape curved evenly with small radii, but a shape e.g. with corners or dents or the like, or is simply purely cylindrical (curvature only in one direction), flat (no curvature) or oval (highly variable curvature), or the pull / push rods are not straight from the intermediate bottom of the damper bearing housing to the Screw points on the chassis (or on the axis) show, but instead eg
  • any deviation from this design principle must be compensated for by appropriate additional use of material because the material load due to the deviation from the minimum possible material load, which subsequently has to be compensated, must be compensated for.
  • a pressure body for a compressed air system of a motor vehicle which is made of a plastic material, wherein the pressure body comprises an outer envelope structure and an inner stiffening structure, wherein the envelope structure comprises a plurality of juxtaposed and convex shaped segments forming part of a wall of the Form pressure body.
  • segments are understood to mean respective subsections or subregions of a part of the wall of the pressure hull, which are distinguished by their special shape.
  • the special shape is considered to be convex in the cross-section of a segment. That is, it is curved outward or rounded.
  • the invention is designed to allow a reduction of the component load in the context of the use of plastic materials and related manufacturing processes.
  • the shaping by segments of the enveloping structure makes better use of the potentials of the production methods, such as injection molding and welding, and lowers the production costs.
  • the wall formed by the segments is formed in the circumferential direction about the longitudinal axis of the pressure body. It can be understood as a peripheral wall.
  • the shell of the pressure hull is significantly represented by the segmented wall.
  • the pressure body comprises a first and a second half-shell, wherein the pressure body is composed of two half-shells.
  • the wall of at least one half-shell or else the other half-shell is formed by the segmented enveloping structure.
  • the first and the second half-shell can be opened upwards or downwards and closed by means of other geometric shapes. That is, a half-shell is, for example, covered with a plate.
  • a half shell can also be a connection area for another component represent which pressure-tight is connected to the connection area.
  • the stiffening structure comprises at least a plurality of inwardly directed stiffening ribs and at least one stiffening element.
  • the specified shell structure and the auctioning ⁇ fung structurally lower the specific material stress, so that there is a material savings and an increase in burst strength of the pressure hull.
  • the building ⁇ partial weight is significantly reduced.
  • the stiffening element is a circumferential polygon and consists of straight elements or struts, which are interconnected.
  • the stiffening ribs are each connected on the one hand with the inside of the wall and on the other hand with the stiffening ⁇ element.
  • the reinforcing structure is thereby connected to the enveloping structure and made of the same plastic material.
  • At the corners of the polygonally shaped stiffener ⁇ tion element engage the stiffening ribs.
  • the stiffening ribs and the stiffening element from the plastic material of a half-shell ge ⁇ formed.
  • the other half-shell also has Ver ⁇ steifungsrippen, which represent an extension of the stiffening ribs of the other half-shell. Manufacturing technology, it is advantageous to manufacture the stiffening element of only one of the half-shells.
  • the stiffening ribs are each connected in a connecting region of a segment to an adjacent segment.
  • the curvature of a segment overflows in the See cross section with the curvature of an adjacent segment. In this point of intersection of the curvature lines is the connection region of a segment to the adjacent segment. In the connection region, the material tension of the wall converges and is introduced into the stiffening rib. This represents a tie rod for the voltages and can absorb them advantageously.
  • the segments are connected to each other via the connection region or the segments are connected directly to one another in a row.
  • the radius of a convex-shaped segment is smaller than the outer radius of the enveloping structure.
  • the radius of the convex-shaped segments should always be dimensioned such that it is smaller than the outer radius of the largest possible outer diameter of the envelope ⁇ structure.
  • the pressure body is an air spring cover of an air spring strut.
  • a segmented air spring cover reduces the overall weight of the air spring strut and at the same time increases the spring-effective Vo ⁇ lumen. Because the type of segmentation allows smaller wall thicknesses, whereby a larger internal volume is possible with the same outer diameter.
  • air spring cover is tailored to mass production.
  • This standardization is supported in series by the subcomponents of the cover (eg upper shell, lower shell, Reinforcement insert, support ring) compatible with each other and modular against each other can be designed interchangeable depending on application requirements.
  • the variability of the adaptation of the cover to different installation spaces is increased or made possible in a way that was hitherto impossible or uneconomical.
  • the integration of air chambers and switching valves is facilitated by the type shown.
  • a half-shell comprises a clamping base to connect the rolling bellows of the air spring strut. Meanwhile, the other half-shell is intended to receive a damper bearing housing.
  • the pressure body is an additional storage device connected to an air spring strut.
  • the common auxiliary reservoirs connected directly to the air spring strut can also be realized in accordance with the segmented pressure body. They are particularly suitable due to the low weight and the increased volume.
  • the pressure body is a compressed air reservoir of a compressed air system.
  • the compressed air system is an air suspension system or a compressed air brake system.
  • these systems include air storage / accumulator in which compressed air is stored. Consequently, the accumulator of an air suspension system or a compressed air brake system according to the segmented pressure body can be performed, which also has the advantages already mentioned. Use finds the pressure hull in a compressed air system for a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a first exemplary pressure body in cross section
  • Fig. 2 shows a second example according to the pressure body in
  • FIG. 3 shows force paths and radii of the enveloping structure
  • Fig. 4 shows an exemplary pressure body as air spring cover in perspective view
  • Fig. 5 shows an exemplary pressure body as accumulator in perspective view.
  • FIG. 1 shows a cross section of a first exemplary pressure body 1.
  • the pressure body is composed of a first half-shell 2 and a second half-shell. In FIG. 1, only the first half-shell 2 is shown in section.
  • the pressure body 1 or its first half-shell 2 produced from a plastic material comprises an outer enveloping structure and an inner reinforcing structure.
  • the outer envelope structure is formed at least by the outer wall of the first half-shell 2. But also, of course, by the outer wall of the second half-shell, not shown.
  • the enveloping structure is divided into a multiplicity of convexly shaped segments 4.
  • the convex-shaped segments 4 of the outer casing structure and the wall are the curvatures in the pressure body shell or membrane envelope, which are supported on the inner side stiffening ribs ⁇ . 5
  • the inner stiffening structure is represented at least by the plurality of stiffening ribs 5 and by a stiffening element 6.
  • the introduction of the stiffening ribs 5 allows an enveloping structure with curvatures, which withstands the stresses in the material and the internal pressure of the pressure hull 1.
  • the stiffening ribs 5 additionally offer a radially oriented supporting action.
  • the shell shape does not have to be circular, but can also be curved.
  • a segment 4 comprises a radius which is smaller than the radius of the pressure hull, which results from its outer diameter.
  • Segments 4 are lined up and, of course, formed from the plastic material of the first half-shell 2 and also from the second half-shell.
  • Stiffening ribs 5 run radially into the interior of the first half-shell 2 to the stiffening element 6 together.
  • Stiffener ⁇ tion element 6 thus represents the central anchor point for all stiffening ribs 5, which of the intersections of the Segments 4 extend inwards.
  • stiffening element 6 is formed from the plastic material of the first half-shell 2. So that a damper bearing receptacle 8 can be received as an air spring cover in the example according to the pressure body 1 of Figure 1, stiffening element 6 is provided.
  • This polygonal shaped stiffening element 6 provides for the lack of connection of the stiffening ribs 5, which usually open on the wall of a cup-shaped damper bearing receptacle.
  • a shape for the inner support structure is a shape of several or a circular arc for the stiffening element 6 is impractical, since in the support of the stresses in the stiffening ribs 5 in the stiffening element 6 only tensile stresses occur. Therefore, this is designed as a polygon.
  • FIG. 2 illustrates a second exemplary pressure body 1 in cross-section.
  • This includes in addition stiffening element 6 for Dämpferla ⁇ gerfact 8 an additional ring 7, in which an air flange 9 can be positioned.
  • stiffening element 6 for Dämpferla ⁇ gerfact 8 an additional ring 7, in which an air flange 9 can be positioned.
  • the regular cross section of an air spring cover is shown to better illustrate the curvature of the convex segments 4.
  • In the figure 2 is representative only one segment 4 and only one stiffening rib 5 provided with a reference numeral.
  • variable segment pitch angles, segment curvatures and stiffening ribs 5 are summarized to allow better adaptation to the outer contour and to allow the inclusion of components such as the Beeranschuss 9. All this serves to save material.
  • the membrane load in the stiffening ribs 5 decreases, whereas the material used for the stiffening ribs 5 increases together with their number.
  • often due to production can not be un ⁇ undershot even with the stiffening ribs 5 a minimum wall thickness.
  • stiffening ribs 5 in a Y-shaped manner or fan-shaped to form a common stiffening rib 5, before they are connected to the inner support structure (stiffening element 6), as can be seen in FIG.
  • curvatures of the segments 4 can be selected by way of example different, in particular to the summary of stiffening ribs 5 of individual segments 4 or a non-circular outer contour of the pressure body shell to better match or other function ⁇ onsimplantation to integrate (air connection 9).
  • the stiffening ribs 5 are each executed rectilinearly and oriented in the direction of the tensile stress of the membrane casing. This reduces the stress on the stiffening ribs 5 and additionally saves material.
  • FIG. 3 illustrates the exemplary design principle of the enveloping structure of a pressure hull.
  • the enveloping structure of compressed air cylinder press bodies is cylindrically shaped in cross section. This is at 11 visible.
  • the circular outer structure of a pressure hull defines a maximum possible outer diameter of the hull structure as a function of the available installation space.
  • the relevant geometry of the pressure hull is determined by the radius R and the wall thickness t R.
  • the exemplary envelope structure is realized.
  • the advantage of such a shaping is that, with smaller local radii of curvature p of the sheath structure, the stresses ⁇ also decrease and altogether one obtains with smaller wall thicknesses tp ⁇ t R.
  • the wall thickness would increase with larger diameter or larger radius of the pressure hull, i. get fatter.
  • the wall thickness of the pressure hull must also grow proportionally in order to keep the stresses in the material constant for the same internal pressure load so that the stresses in the material do not exceed the material strength.
  • FIG. 4 shows a pressure body 1 in the form of an air spring cover for an air spring strut in the perspective view from below.
  • Pressure body 1 consists of the first half-shell 2 and the second half-shell 3.
  • a clamping base 10 is provided for the connection of an upper Rollbalgendes.
  • the outer envelope structure of the pressure hull 1 as an air spring lid is realized by the convex segments 4 according to the invention.
  • the internal reinforcing structure is represented by the stiffening ribs 5 and the stiffening element 6.
  • stiffening element 6 is formed from the plastic material of the first half-shell 2.
  • the in ⁇ nenurban reinforcing structure allows an expanded shape and the half-shells 2 and 3.
  • thermoplastic material used as a plastic material in the half-shells 2 and 3 is preferably a thermoplastic material used.
  • the choice of material is determined by the individual strength requirements of the respective cover part and by the joining method preferred for the connection.
  • various thermoplastics can be used for the half shells 2 and 3, in particular materials with similar melting point but different fiber filling such. PA6GF30 and PA6.6GF50. These materials are easily weldable and better adapted to individual requirements.
  • thermoplastics for one half shell and thermosets for the other half shell.
  • the outer wall of the air spring cover is preferably in manufactured thin-walled design. It has a uniform curvature embossed outer structural shape so as to be able to bear the internal pressure with the smallest possible material thickness.
  • the outer wall takes up the functional interfaces of the air spring cover. These are, for example, the damper bearing housing ⁇ , snap ring seats or thread for fastening a closure cover of the damper bearing housing, the geometry of the clamping contour for connection with the rolling bellows, form elements for connecting the bellows as needed, openings for connecting a pneumatic additional element (additional volume, air connection, residual pressure retention valve ) as required.
  • the introduction of vertically extending stiffening ribs 5 leads to an increase in the weldability of the entire air spring cover.
  • the first and second half-shell 2 and 3 by welding, gluing, positive connection or screw (last two options in conjunction with an O-ring seal) connect gas-tight with each other.
  • the air spring cover from the two half-shells 2 and 3 is connected together in an additional joining process.
  • the thermoplastic welding comes into question, because in addition to the cohesive and solid joining of the partial shells it also allows a secure and gas-tight sealing of the joint surface. If a non-reaching of ⁇ welding surface is available, then the welding of the cover parts fails to high internal pressures.
  • the specific strength of a welded joint is always lower in fiber-reinforced plastics than the strength of the undisturbed material region. This is due to the lack of penetration of the reinforcing fibers through the weld, so that in principle the weld strength only the magnitude of the strength of the polymeric base material may be.
  • a cover shell without inner ribs has only the annular sectional area of the outer contour of the cover shell in the parting plane between the upper and lower cover part 2 and 3 available as a welding surface.
  • stiffening ribs 5 with vertically oriented surfaces in the first and second half-shells 2 and 3, which rest against each other and are welded together.
  • the stiffening ribs 5 formed from the first and second half-shells 2 and 3 constitute the stiffening ribs 5 an increase in the weld area and increase the strength of the air spring cover.
  • the exemplary design principle of the air spring cover can also be applied to other pressure bodies of a compressed air system.
  • Exemplary are pressure accumulator as a reservoir and attached to the air strut additional volume, which are shaped in this way.
  • Such an exemplary pressure body 1 as pressure accumulator / air reservoir of a compressed air system is shown in Figure 5 in perspective view and in section.
  • the cross section through the pressure body 1 illustrates the convex curvature of the segments 4, which form the peripheral wall of the pressure accumulator and also the stiffening ribs 5, which converge inwardly to the circumferential stiffening element 6.
  • the reference numerals 4 and 5 used only once represent the plurality of visible segments 4 and stiffening ribs 5.

Abstract

Druckkörper (1) für ein Luftfedersystem, welcher aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, wobei der Druckkörper (1) eine äußere Hüllstruktur (4) und eine innere Versteifungsstruktur (5, 6) umfasst, wobei die Hüllstruktur eine Vielzahl an nebeneinander angeordneten und konvex geformten Segmenten (4) umfasst, welche einen Teil einer Wandung des Druckkörpers (1) bilden.

Description

Druckkörper für ein Druckluftsystem
Die Erfindung betrifft einen Druckkörper gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der DE 10 2016112 307 AI ist ein Druckbehälter in Form eines Luftfederdeckels für ein Luftfedersystem bekannt. Dieser Druckbehälter umfasst einen hohlen Grundkörper, welcher ein Innenvolumen aufweist. In der Umfangswandung des Grundkörpers ist eine Öffnung vorgesehen, in welche ein Zusatzkörper einsetzbar ist. Um das Volumen des Druckbehälters variieren zu können, ist die Position des Zusatzkörpers im Grundkörper verschiebbar. Je nachdem in welcher Position der Zusatzkörper im Grundkörper befestigt wird, ist ein bestimmtes Volumen vor- gegeben. So lassen sich in der Herstellung mit gleichen Bauteil Luftfederdeckel mit unterschiedlichen Volumen realisieren.
Solch ein Luftfederdeckel wird bekanntermaßen bei einem Luftfederbein, wie es beispielsweise aus der DE 10 2012 012 902 AI bekannt ist, verwendet.
An den Luftfederdeckel eines Luftfederbeins werden zudem verschiedenste Anforderungen gestellt: a) Verschluss des druckdichten Innenraums der Luftfeder, b) Anbindung des gesamten Luftfederbeins an das Fahrwerk, c) Bereitstellung eines Teils des federwirksamen Innenvolumens der Luftfeder, und
d) eine feste und druckdichte Aufnahme weiterer Anbauteile.
Um den druckdichten Verschluss der Luftfeder zu ermöglichen, muss der Luftfederdeckel den Klemmgrund für den Rollbalg bereit¬ stellen, an welchem der Rollbalg hinreichend fest und druckdicht angebunden wird. Zudem muss der Luftfederdeckel selbst eine druckdichte und feste Anbindung an die Kraftfahrzeugkarosserie gewährleisten, sowie druckdichte und feste Aufnahmen für weitere Anbauteile wie z.B. Luftanschluss , Zusatzvolumen, Dämpferlager, Restdruckhalteventil zur Verfügung stellen.
Die auf den Luftfederdeckel eines Luftfederbeins einwirkenden Kräfte entstehen durch die innenseitig druckbeaufschlagende Gaskraft des federwirksamen Deckelraums, welche durch den veränderlichen Druck in statische und dynamische Anteile aufgeteilt werden kann. Des Weiteren wirken am Anbindungspunkt des Stoßdämpfers (Dämpferlager) dynamische, von der Federge¬ schwindigkeit abhängige, Druck- und Zugkräfte auf den Luft¬ federdeckel ein. Diese entstehen als die Ausfederung begrenzende Kräfte über den Zuganschlag des Stoßdämpfers im Dämpferla- gergehäuse des Luftfederdeckels.
Zur Bereitstellung des federwirksamen Luftfedervolumens muss sich der Luftfederdeckel dem zur Verfügung stehenden Bauraum der Chassis- oder Achsseite der Luftfeder so gut wie möglich an- passen, um somit mit seiner Außenhülle die geforderte Menge an Volumen bereitzustellen. Für ein maximales Innenvolumen der Luftfeder bei einmal festgelegter Außenform sollte die Innenform des Luftfederdeckels möglichst der Außenform entsprechen. Das bedeutet, dass ein Luftfederdeckel mehr Volumen bereitstellt, je adaptiver er sich einerseits dem vorhandenen Bauraum im Fahrwerk anpasst und je geringe Wandstärken er andererseits besitzt, sodass die Festigkeitsanforderungen noch erfüllt werden.
Die optimale Erfüllung der Anforderungen a) bis c) an den Luftfederdeckel, erfordern allerdings gegenläufige Maßnahmen. Darum muss bei der Konstruktion der Luftfeder ein Kompromiss zwischen Festigkeit, Volumen und Herstellbarkeit gefunden werden . Bezüglich der Herstellbarkeit begrenzen einerseits die gewählten Herstell- und Verbindungsverfahren, wie Blechumformung, ( Spritz- ) Gießen oder Zerspanung in Verbindung mit z.B. Schrauben, Kleben oder Schweißen, insbesondere die ökonomisch noch vertretbare Adaptivität der Deckelgeometrie. Andererseits begrenzen die gewählten Materialien die möglichen Wandstärken, sodass noch die Festigkeit und Druckdichtigkeit gewährleistet werden kann. Die im Inneren des Luftfederdeckels auftretenden Kräfte, versuchen diesen wie einen Luftballon aufzublasen, wohingegen die durchgeleiteten Zug- und Drückkräfte des Stoßdämpfers in direkter Linie zwischen dem Boden des Dämpferlagergehäuses und den Anschraubpunkten des Deckels am Chassis oder an der Achse wirken. Damit stehen sich zwei grundlegend verschiedene Tragmechanismen dieser beiden Belastungsarten gegenüber.
Die Kräfte des Innendrucks werden durch die Membranwirkung der Hüllstruktur des Luftfederdeckels aufgenommen (im Innern des Luftfederdeckels angeordnete Bauteile ohne anliegende Druck¬ differenz sind nicht daran beteiligt) , und die durchgeleiteten Zusatzfeder bzw. Dämpferlagerkräfte wirken entlang der kürzesten Verbindungslinien zwischen Zwischenboden des Dämpferlagergehäuses und den chassisseitigen Befestigungspunkten und werden idealerweise durch Zug-/Druck-Stäbe übertragen.
Es ist bekannt, dass die Membrantragwirkung auf der lokalen Krümmung einer Fläche beruht, sodass geringere Materialbe¬ lastungen entstehen, wenn die tragende Membranfläche mit kleineren Krümmungsradien geformt ist. Demgegenüber entstehen bei Zug-/Druck-Stäben geringere Materialbelastungen, wenn die zugrundeliegende Struktur möglichst geradlinig der Wirkungs¬ linie der Kraft folgt. Die dann aus strukturmechanischer Sicht verbleibende minimale Belastung muss durch entsprechenden Materialquerschnitt aufgenommen werden.
Wenn eine Deckelstruktur von diesen Konstruktionsprinzipien abweicht, indem z.B. die Hüllstruktur keine ebenmäßig mit kleinen Radien gekrümmte Form, sondern eine Form z.B. mit Ecken oder Dellen oder Ähnlichem besitzt, oder einfach rein zylindrisch (Krümmung nur in einer Richtung) , flach (keine Krümmung) oder oval (stark veränderliche Krümmung) ist, oder die Zug-/Druck-Stäbe nicht geradlinig vom Zwischenboden des Dämpferlagergehäuses zu den Anschraubpunkten am Chassis (oder an der Achse) zeigen, sondern stattdessen z.B. gebogen sind, dann muss bei der Planung jede Abweichung von diesem Konstruktionsprinzip durch entsprechenden Mehreinsatz von Material kompensiert werden, weil die durch die Abweichung von der minimal möglichen Materialbelastung, die anschließend zusätzlich auftretende Materialbelastung ausgeglichen werden muss.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Druckkörper für ein Druckluftsystem bereitzustellen, welcher bei möglichst geringem Gewicht eine optimale Festigkeit aufweist und ein möglichst großes Druckvolumen umfasst.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Druckkörper für ein Druckluftsystem eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, welcher aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind, wobei der Druckkörper eine äußere Hüllstruktur und eine innere Versteifungsstruktur umfasst, wobei die Hüllstruktur eine Vielzahl an nebeneinander angeordneten und konvex geformten Segmenten umfasst, welche einen Teil einer Wandung des Druckkörpers bilden. Durch die Segmentierung eines Teils einer Wandung des Druckkörpers in eine Vielzahl an konvex geformter Segmente wird ein Druckkörper geschaffen, welcher bei geringer Wandstärke dennoch großen Innendrucken standhalten kann. Unter Segmenten werden dabei jeweilige Teilabschnitte oder Teilbereiche eines Teils der Wandung des Druckkörpers verstanden, welche sich durch ihre spezielle Formgebung auszeichnen. Die spezielle Formgebung ist im Querschnitt eines Segments als konvex zu betrachten. D.h. sie ist nach außen gewölbt oder gerundet. Durch das Aneinanderreihen mehrerer gewölbter Segmente, wird zumindest ein Teil der Wandung des Druckkörpers gebildet.
Die Erfindung ist darauf ausgerichtet, eine Reduktion der Bauteilbelastung im Rahmen der Verwendung von Kunststoffma- terialien und damit verbundener Herstellprozesse zu ermöglichen. Die Formgebung durch Segmente der Hüllstruktur nutzt die Potentiale der Herstellverfahren wie Spritzgießen und Schweißen besser aus und senkt die Herstellkosten. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die von den Segmenten gebildete Wandung in Umfangrichtung um die Längsachse des Druckkörpers ausgebildet. Sie kann als Umfangswandung aufgefasst werden. Die Hülle des Druckkörpers wird maßgeblich durch die segmentierte Wandung dargestellt.
Bevorzugst umfasst der Druckkörper eine erste und eine zweite Halbschale, wobei der Druckkörper aus beiden Halbschalen zusammengesetzt ist. Die Wandung zumindest einer Halbschale oder auch der anderen Halbschale wird durch die segmentierte Hüllstruktur gebildet. Dabei können die erste und die zweite Halbschale nach oben bzw. nach unten hin geöffnet sein und mittels anderer geometrischer Formen verschlossen werden. D.h. eine Halbschale ist bspw. mit einer Platte bedeckt. Eine Halbschale kann auch einen Anbindungsbereich für ein weiteres Bauteil darstellen, welches Druckdicht an den Anbindungsbereich angeschlossen wird.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Versteifungsstruktur zumindest eine Vielzahl an nach innen gerichteten Versteifungsrippen und mindestes ein Versteifungselement. Die angegebene Hüllstruktur und die Verstei¬ fungsstruktur senken die spezifische Materialbeanspruchung ab, sodass es zu einer Materialeinsparung und einer Steigerung der Berstfestigkeit des Druckkörpers kommt. Zudem wird das Bau¬ teilgewicht signifikant reduziert.
Das Versteifungselement ist ein umlaufendes Polygon und besteht aus geraden Elementen oder Streben, welche miteinander verbunden sind.
Bevorzugt sind die Versteifungsrippen jeweils einerseits mit der Innenseite der Wandung und anderseits mit dem Versteifungs¬ element verbunden. Die Verstärkungsstruktur ist dadurch mit der Hüllstruktur verbunden und aus demselben Kunststoffmaterial hergestellt. An dem Ecken des polygonal geformten Verstei¬ fungselements greifen die Versteifungsrippen an.
Vorzugsweise werden die Versteifungsrippen und das Verstei- fungselement aus dem Kunststoffmaterial einer Halbschale ge¬ formt. Zusätzlich weist die andere Halbschale ebenfalls Ver¬ steifungsrippen auf, welche eine Erweiterung der Versteifungsrippen der anderen Halbschale darstellen. Fertigungstechnisch ist es vorteilhaft das Versteifungselement aus nur einer der Halbschalen zu fertigen.
Besonders bevorzugt sind die Versteifungsrippen jeweils in einem Verbindungsbereich eines Segments mit einem benachbarten Segment angebunden. Die Krümmung eines Segments überschneitet sich im Querschnitt sehen mit der Krümmung eines benachbarten Segments. In diesem Schnittpunkt der Krümmungslinien liegt der Verbindungsbereich eines Segments zu dem benachbarten Segment vor. In dem Verbindungsbereich läuft die Materialspannung der Wandung zusammen und wird in die Versteifungsrippe eingeleitet. Diese stellt einen Zuganker für die Spannungen dar und kann diese in Vorteilhafterweise aufnehmen.
Vorzugsweise sind die Segmente über den Verbindungsbereich miteinander verbunden oder die Segmente sind direkt aneinander gereiht miteinander verbunden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Radius eines konvex geformten Segments kleiner als der Außenradius der Hüllstruktur. Der Radius der konvex geformten Segmente sollte stets derart bemessen sein, dass dieser kleiner ist als der Außenradius des größtmöglichen Außendurchmessers der Hüll¬ struktur. Durch diese geometrische Gestaltung kann eine Vielzahl an konvex geformten Segmenten durch die Wandung des Druckkörpers realisiert werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Druckkörper ein Luftfederdeckel eines Luftfederbeins. Solch ein segmentierter Luftfederdeckel reduziert das Gesamtgewicht des Luftfederbeins und vergrößert zugleich das federwirksame Vo¬ lumen. Denn die Art der Segmentierung ermöglicht geringere Wandstärken, wodurch bei gleichem Außendurchmesser ein größeres Innenvolumen möglich ist.
Auch aufgrund des vereinfachten Herstellverfahren von Kunststoffspritz- und Schweißverfahren ist solch ein Luftfederdeckel auf eine Massenproduktion zugeschnitten. Damit wird die Standardisierungen in Baureihen unterstützt, indem die Teilkomponenten des Deckels (z.B. Oberschale, Unterschale, Ver- Stärkungseinsatz, Stützring) miteinander kompatibel und modular gegeneinander je nach Applikationsanforderung austauschbar ausgelegt werden können. Die Variabilität der Anpassung des Deckels an verschiedene Bauräume (Ausbuchtungen, Ecken, Ova- litäten, beides in radialer oder axialer Richtung) wird gesteigert bzw. in einer Weise ermöglicht, die bisher unmöglich oder unwirtschaftlich war. Zudem ist die Integration von Luftkammern und Schaltventilen durch die gezeigte Bauart erleichtert .
Zusätzlich umfasst eine Halbschale einen Klemmgrund, um den Rollbalg des Luftfederbeins anzubinden. Währenddessen ist die andere Halbschale dafür vorgesehen, ein Dämpferlagergehäuse aufzunehmen .
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Druckkörper ein an einem Luftfederbein angeschlossener Zu- satzspeicher . Die gängigen direkt an das Luftfederbein angeschlossenen Zusatzspeicher können ebenfalls gemäß dem seg- mentierten Druckkörper realisiert werden. Sie eignen sich besonders aufgrund des geringen Gewichts und des vergrößerten Volumens .
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Druckkörper ein Druckluftspeicher eines Druckluftsystems. Vorzugsweise ist das Druckluftsystem eine Luftfederungsanlage oder eine Druckluftbremsanlage. In der Regel umfassen diese Anlagen Luftspeicher/Druckspeicher, in welchen komprimierte Luft bevorratet wird. Folglich kann auch der Druckspeicher einer Luftfederungsanlage oder einer Druckluftbremsanlage gemäß dem segmentierten Druckkörper ausgeführt werden, welcher die bereits genannten Vorteile ebenfalls aufweist. Verwendung findet der Druckkörper in einer Druckluftanlage für ein Kraftfahrzeug.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Figuren.
Es zeigen Fig. 1 einen ersten beispielsgemäßen Druckkörper im Querschnitt,
Fig. 2 einen zweiten beispielsgemäßen Druckkörper im
Querschnitt,
Fig. 3 Kraftpfade und Radien der Hüllstruktur,
Fig. 4 einen beispielsgemäßen Druckkörper als Luftfederdeckel in perspektivischer Ansicht, und
Fig. 5 einen beispielsgemäßen Druckkörper als Druckspeicher in perspektivischer Ansicht.
In der Figur 1 wird ein erster beispielsgemäßer Druckkörper 1 im Querschnitt verdeutlicht. Der Druckkörper setzt sich aus einer ersten Halbschale 2 und einer zweiten Halbschale zusammen. In der Figur 1 wird lediglich die erste Halbschale 2 im Schnitt gezeigt.
Der aus einem Kunststoffmaterial hergestellte Druckkörper 1 bzw. seine erste Halbschale 2 umfasst eine äußere Hüllstruktur und eine innere Versteifungsstruktur. Die äußere Hüllstruktur wird zumindest durch die Außenwandung der ersten Halbschale 2 gebildet. Aber auch selbstverständlich durch die Außenwandung der nicht dargestellten zweiten Halbschale. Um einen Druckkörper mit möglichst geringer Wandstärke und möglichst großumfassenden Innenvolumen bereitzustellen, welcher zugleich großen Innendrücken standhält, wird die Hüllstruktur in eine Vielzahl an konvex geformten Segmenten 4 aufgeteilt. Die konvex geformten Segmente 4 der äußeren Hüllstruktur bzw. der Wandung stellen Krümmungen in der Druckkörperhülle oder auch Membranhülle dar, welche sich an innenseitigen Versteifungs¬ rippen 5 abstützen.
Die innere Versteifungsstruktur wird zumindest durch die Vielzahl an Versteifungsrippen 5 und durch ein Versteifungselement 6 dargestellt. Die Einführung der Versteifungsrippen 5 ermöglicht eine Hüllstruktur mit Krümmungen, welche die Spannungen im Material und dem Innendruck des Druckkörpers 1 standhält. Die Versteifungsrippen 5 bieten zusätzlich eine radial ausgerichtete Stützwirkung. Damit muss die Hüllenform nicht mehr kreisrund sein, sondern kann zusätzlich gekrümmt werden .
In Detail ist anstatt eines kreisrunden, elliptischen oder zylindrischen Querschnitts der Druckkörperhülle, nun ein Querschnitt mit einer Vielzahl an konvex geformter Segmente 4 erdacht worden. Jeweils ein Segment 4 umfasst einen Radius, welcher kleiner ist als der Radius der Druckkörperhülle, welcher sich aus dessen Außendurchmesser ergibt. Segmente 4 sind aneinandergereiht und selbstverständlich aus dem Kunststoffma- terial der ersten Halbschale 2 und auch aus der zweiten Halbschale geformt. Im Schnittpunkt eines Segments 4 mit einem benachbarten Segment 4 setzt innenseitig eine Versteifungsrippe 5 an. Versteifungsrippen 5 verlaufen radial ins Innere der ersten Halbschale 2 zu dem Versteifungselement 6 zusammen. Verstei¬ fungselement 6 stellt somit den zentralen Ankerpunkt für alle Versteifungsrippen 5 dar, welche von den Schnittpunkten der Segmente 4 nach innen verlaufen. Wie auch Versteifungsrippen 5 ist Versteifungselement 6 aus dem Kunststoffmaterial der ersten Halbschale 2 geformt. Damit bei dem beispielsgemäßen Druckkörper 1 der Figur 1 als ein Luftfederdeckel eine Dämpferlageraufnahme 8 aufgenommen werden kann, ist Versteifungselement 6 vorgesehen. Dieser polygonal geformte Versteifungselement 6 sorgt für die fehlende Anbindung der Versteifungsrippen 5, welche üblicherweise an der Wandung einer topförmigen Dämpferlageraufnahme münden. Als Form für die innere Stützstruktur ist eine Gestalt aus mehreren oder einem Kreisbogen für das Versteifungselement 6 unzweckmäßig, da bei der Abstützung der Spannungen in den Versteifungsrippen 5 in dem Versteifungselement 6 nur Zugspannungen auftreten. Daher ist dieser als Polygon ausgestaltet.
Die Figur 2 veranschaulicht einen zweiten beispielsgemäßen Druckkörper 1 im Querschnitt. Dieser umfasst neben Versteifungselement 6 für Dämpferla¬ geraufnahme 8 einen Zusatzring 7, in welcher ein Luftanschuss 9 positioniert werden kann. Nebenbei ist mit 11 der reguläre Querschnitt eines Luftfederdeckels gezeigt, um die Krümmung der konvexen Segmente 4 besser zu veranschaulichen. In der Figur 2 ist jeweils stellvertretend nur ein Segment 4 und nur eine Versteifungsrippe 5 mit einem Bezugszeichen versehen.
In dieser Abwandlung werden variable Segmentteilungswinkel, Segmentkrümmungen und Versteifungsrippen 5 zusammengefasst , um eine bessere Adaption an die Außenkontur zu ermöglichen und die Aufnahme von Komponenten wie dem Luftanschuss 9 zu ermöglichen. All dies dient zur Materialeinsparung. Mit jedem zusätzlichen Segment 4 nimmt die Membranbelastung in den Versteifungsrippen 5 ab, wogegen der Materialeinsatz für die Versteifungsrippen 5 zusammen mit deren Anzahl ansteigt. Damit kann es ab einer bestimmten Anzahl an Segmenten 4 in der Druckkörperhülle möglich sein, dass es nicht mehr zweckmäßig ist, jedes Segmentstück 4 durch eine eigene Versteifungsrippe 5 abzustützen. Hinzu kommt, dass fertigungsbedingt auch bei den Versteifungsrippen 5 oft eine minimale Wandstärke nicht un¬ terschritten werden kann. Dann ist es beispielhaft zweckmäßig, die Abstützung mehrerer Versteifungsrippen 5 in einer Y-förmigen Art und Weise oder Fächerförmig zu einer gemeinsamen Versteifungsrippe 5 zusammenzufassen, bevor diese mit der inneren Stützstruktur (Versteifungselement 6) verbunden werden, wie es in der Figur 2 ersichtlich ist.
Diese Weiterbildungen können kaskadiert hintereinanderge¬ schaltet und miteinander kombiniert werden. Die Krümmungen der Segmente 4 können beispielhaft unterschiedlich gewählt werden, insbesondere um der Zusammenfassung von Versteifungsrippen 5 einzelner Segmente 4 oder einer nicht kreisrunden Außenkontur der Druckkörperhülle besser zu entsprechen oder andere Funkti¬ onselemente (Luftanschluss 9) zu integrieren.
Beispielsgemäß werden die Versteifungsrippen 5 jeweils ge- radlinig ausgeführt und in Richtung der Zugspannung der Membranhülle orientiert. Dadurch wird die Beanspruchung der Versteifungsrippen 5 reduziert und zusätzlich Material eingespart . Die Figur 3 verdeutlich das beispielsgemäße Konstruktionsprinzip der Hüllstruktur eines Druckkörpers.
In der Regel ist die Hüllstruktur von Drückkörpern für Druckluftsysteme im Querschnitt zylindrisch geformt. Dieser ist bei 11 ersichtlich. Die kreisrunde Außenstruktur eines Druckkörpers definiert in Abhängigkeit dem zur Verfügung stehenden Bauraum einen maximal möglichen Außendurchmesser der Hüllstruktur .
Die maßgebliche Geometrie der Druckkörperhülle wird durch den Radius R und die Wandstärke tR bestimmt. Durch die in Serie angeordneten konvexen Segmente 4 mit einem kleineren Krümmungsradius p mit p < R, und einer kleineren Wandstärke tp mit tp < tR wird die beispielsgemäße Hüllstruktur realisiert. Der Vorteil einer solchen Formgebung besteht darin, dass bei kleineren lokalen Krümmungsradien p der Hüllenstruktur auch die Spannungen σ abnehmen und man insgesamt mit geringeren Wandstärken tp < tR auskommt.
Normalerweise würde die Wandungsstärke bei größeren Durchmesser oder größerem Radius der Druckkörperhülle zunehmen, d.h. dicker werden. Mit steigendem Außendurchmesser muss auch die Wandstärke der Druckkörperhülle proportional mitwachsen, um bei gleicher Innendruckbelastung die Spannungen im Material konstant zu halten, damit die Spannungen im Material die Materialfestigkeit nicht übersteigen.
Die beispielsgemäße Vorgehensweise mit einer Vielzahl an stark gekrümmten Segmenten 4 mit dünner Wandstärke und Abstützung durch Versteifungsrippen 5, kann beliebig fortgeführt werden, bis durch die Aneinanderreihung immer weiterer Segmente 4, die Hülle derart stark entlastet ist, dass die verbleibende erforderliche Wandstärke der Druckkörperhülle ihre minimal herstellbare Wandstärke (z.B. t inin=2mm) unterschreitet, weil diese aufgrund Fließeigenschaften des Materials beim Spritzgießen physikalisch begrenzt ist. In der Figur 4 ist ein Druckkörper 1 in der Form eines Luftfederdeckels für ein Luftfederbein in der perspektivischen Ansicht von unten gezeigt. Druckkörper 1 besteht aus der ersten Halbschale 2 und der zweiten Halbschale 3. An der Unterseite der ersten Halbschale 2 ist ein Klemmgrund 10 für die Anbindung eines oberen Rollbalgendes vorgesehen . Die äußere Hüllstruktur des Druckkörpers 1 als Luftfederdeckel ist durch die beispielsgemäßen konvexen Segmente 4 realisiert. Die innenliegende Verstärkungsstruktur wird durch die Versteifungsrippen 5 und dem Versteifungselement 6 dargestellt. In der gezeigten Ausführung ist Versteifungselement 6 aus dem Kunststoffmaterial der ersten Halbschale 2 geformt. Die in¬ nenliegende Verstärkungsstruktur ermöglicht eine erweiterte Formgebung und die Halbschalen 2 und 3.
Als Kunststoffmaterial bei der Halbschalen 2 und 3 kommt vorzugsweise ein thermoplastischer Kunststoff zum Einsatz. Die Materialwahl wird durch die individuellen Festigkeitsanforderungen an das jeweilige Deckelteil bestimmt und durch das zur Verbindung bevorzugte Fügeverfahren. So können auch verschiedene Thermoplaste für die Halbschalen 2 und 3 verwendet werden, insbesondere Materialien mit ähnlichem Schmelzpunkt aber unterschiedlicher Faserfüllung wie z.B. PA6GF30 und PA6.6GF50. Diese Materialien sind gut schweißbar und passen sich den individuellen Anforderungen besser an. Al- ternativ können auch Thermoplaste für die eine Halbschale und Duroplaste die andere Halbschale verwendet werden.
Um dem membranmechanischen Konstruktionsprinzip zu entsprechen, wird die Außenwandung des Luftfederdeckels vorzugsweise in dünnwandiger Ausführung gefertigt. Sie hat eine von gleichmäßiger Krümmung geprägte äußere Strukturform, um so bei möglichst geringer Materialdicke den Innendruck tragen zu können. Die Außenwandung nimmt die funktionalen Schnittstellen des Luftfederdeckels auf. Diese sind z.B. das Dämpferlager¬ gehäuse, Sprengringsitze oder Gewinde zur Befestigung eines Verschlussdeckels des Dämpferlagergehäuses, die Geometrie der Klemmkontur zur Verbindung mit dem Rollbalg, Formelemente zur Anbindung des Faltenbalges nach Bedarf, Öffnungen zum Anschluss eines pneumatischen Zusatzelementes (Zusatzvolumen, Luftan- schluss, Restdruckhalteventil ) je nach Bedarf.
Die Einführung von vertikal verlaufenden Versteifungsrippen 5 führt zu einer Steigerung der Schweißbarkeit des gesamten Luftfederdeckels. Vorzugsweise lassen sich die erste und zweite Halbschale 2 und 3 durch Schweißen, Kleben, Formschluss oder Verschraubung (letzte beiden Optionen in Verbindung mit einer O-Ring-Abdichtung) gasdicht miteinander verbinden. Zunächst wird der Luftfederdeckel aus den zwei Halbschalen 2 und 3 in einem zusätzlichen Fügeprozess miteinander verbunden. Als ein hocheffizienter Fügeprozess kommt das thermoplastische Schweißen infrage, weil es neben dem stoffschlüssigen und festen Fügen der Teilschalen gleichzeitig eine sichere und gasdichte Abdichtung der Fügefläche ermöglicht. Wenn eine nicht aus¬ reichende Schweißfläche zur Verfügung steht, dann versagt die Verschweißung der Deckelteile bei zu hohen Innendrücken.
Die spezifische Festigkeit einer Schweißverbindung ist bei faserverstärkten Kunststoffen stets geringer als die Festigkeit des ungestörten Materialbereiches. Dies ist dem fehlenden Durchgriff der Verstärkungsfasern durch die Schweißnaht geschuldet, so dass prinzipbedingt die Schweißnahtfestigkeit nur der Größenordnung der Festigkeit des polymeren Grundmaterials liegen kann.
Die Grundbelastung des Innendrucks trachtet nun danach, die ober Halbschale 3 von der unteren Halbschale 2 vertikal auseinander zu reißen. Darum ist für die Performance der Schweißung die Größe verschweißten Fläche entscheidend, weil man nur über die Größe der Fläche die geringere spezifische Schweißnahtfestigkeit ausgleichen kann. Eine Deckelhülle ohne Innenrippen hat als Schweißfläche nur die ringförmige Schnittfläche der Außenkontur der Deckelhülle in der Teilungsebene zwischen oberen und unterem Deckelteil 2 und 3 zur Verfügung.
Der klassische Weg, hier die Schweißfläche zu vergrößern besteht in der Aufdickung der Wandstärke der Deckelhülle. Dies ist allerdings nachteilig. Durch die dickere Wandstärke geht das Innenvolumen verloren. Die Deckelhülle beansprucht einen höheren Materialeinsatz, wodurch sie schwerer und teurer ist. Dickere Wandstärken verlängern die Zykluszeit im Spritzprozess und verteuern somit zusätzlich die Herstellung. Zudem sind dickere Wandstärken anfällig für eine Lunkerbildung.
Eine örtliche Aufdickung nach außen erfordert zudem bei gegebenem Bauraum ein Einziehen der Deckelhülle um den Betrag der Auf- dickung, mit der Folge eines geringeren Deckelvolumens. Eine örtiche Aufdickung nach innen, erzeugt im Werkzeug Hinterschnitte und verteuert oder verhindert damit den Herstell- prozess . Wegen dieser Nachteile wird der Weg verfolgt, Versteifungsrippen 5 mit vertikal orientierten Flächen in der ersten und zweiten Halbschale 2 und 3 auszubilden, welche aneinander aufliegen und miteinander verschweißt werden. Dadurch stellen die aus erster und zweiter Halbschale 2 und 3 geformten Versteifungsrippen 5 eine Vergrößerung der Schweißnahtfläche dar und erhöhen die Festigkeit des Luftfederdeckels.
Das beispielhafte Konstruktionsprinzip des Luftfederdeckels lässt sich auch bei weiteren Druckkörpern eines Druckluftsystems anwenden. Beispielhaft sind Druckspeicher als Vorratsbehälter und als an das Luftfederbein angebrachte Zusatzvolumen, die nach dieser Art geformt sind. Solch ein beispielsgemäßer Druckkörper 1 als Druckspei- cher/Luftspeicher eines Druckluftsystems ist der Figur 5 in perspektivischer Ansicht und im Schnitt zu entnehmen.
Der Querschnitt durch Druckkörper 1 verdeutlicht die konvexe Krümmung der Segmente 4, welche die Umfangswandung des Druckspeichers bilden und auch die Versteifungsrippen 5, welche nach innen zum umlaufenden Versteifungselement 6 zusammenlaufen. Die lediglich einmalig verwendeten Bezugszeichen 4 und 5 stehen stellverstretend für die Vielzahl an ersichtlichen Segmenten 4 und Versteifungsrippen 5.
Bezugszeichenliste
1 Druckspeicher
2 erste Halbschale
3 zweite Halbschale
4 Segment
5 Versteifungsrippe
6 Versteifungselement
7 Zusatzring
8 Dämpferlageraufnähme
9 Luftanschluss
10 Klemmgrund
11 Querschnitt

Claims

Druckkörper (1) für ein DruckluftSystem eines Kraftfahrzeugs, welcher aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, wobei der Druckkörper (1) eine äußere Hüllstruktur (4) und eine innere Versteifungsstruktur (5, 6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllstruktur eine Vielzahl an nebeneinander angeordneten und konvex geformten Segmenten
(4) umfasst, welche einen Teil einer Wandung des Druckkörpers
(1) bilden.
Druckkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Segmenten gebildete Wandung in Umfangrichtung um eine Längsachse des Druckkörpers (1) ausgebildet ist.
Druckkörper (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstruktur zumindest eine Vielzahl an nach innen gerichteten Versteifungsrippen (5) und mindestes ein Versteifungselement (6) umfasst.
Druckkörper (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsrippen (5) jeweils einerseits mit der Innenseite der von den Segmenten gebildeten Wandung und anderseits mit dem Versteifungselement (6) verbunden sind.
Druckkörper (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsrippen (5) jeweils in einem Verbindungsbereich eines Segments (4) mit einem benachbarten Segment (4) angebunden sind.
6. Druckkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius eines konvex geformten Segments (4) kleiner ist als ein Außenradius der Hüll¬ struktur .
7. Druckkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper (1) ein Luftfederdeckel eines Luftfederbeins ist.
8. Druckkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper (1) ein an einem Luftfederbein angeschlossener Zusatzspeicher ist.
9. Druckkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper (1) ein Druckluft¬ speicher eines Druckluftsystems, insbesondere einer Luftfederungsanlage oder einer Druckluftbremsanlage, ist.
DruckluftSystem umfassend einen Druckkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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