DE102009025957A1

DE102009025957A1 - Schlauchrollbalg für eine Luftfeder

Info

Publication number: DE102009025957A1
Application number: DE200910025957
Authority: DE
Inventors: Guido Woyciechowski
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2010-12-16

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schlauchrollbalg (4) für eine Luftfeder (1) aus einem elastomeren Material mit Verstärkungseinlagen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schlauchrollbalges (4) mittels eines Heizdornes und eine Luftfedereinrichtung (1) mit einem solchen Schlauchrollbalg (4). Zur genauen Positionierung, Zentrierung und Fixierung von Einbauteilen weist die im Luftfedereinsatz zum volumenelastischen Hohlraum (12) weisende Innenmantelfläche des Schlauchrollbalges (4) radial umlaufende Erhebungen (17) oder Vertiefungen auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schlauchrollbalg für eine Luftfeder aus einem elastomeren Material mit Verstärkungseinlagen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schlauchrollbalges mittels eines Heizdornes und eine Luftfedereinrichtung mit einem solchen Schlauchrollbalg, einem Luftfederdeckel und einem Luftfederkolben, wobei der im Betriebszustand im Wesentlichen freistehende Schlauchrollbalg unter Ausbildung einer ersten Rollfalte mit seinem ersten Ende am Luftfederkolben und unter Ausbildung einer zweiten Rollfalte mit seinem zweiten Ende am Luftfederdeckel luftdicht befestigt ist und zusammen mit dem Luftfederdeckel und dem Luftfederkolben eine volumenelastische Hohlkammer bildet, wobei die Luftfedereinrichtung eine hülsenförmige, den Schlauchrollbalg tangential umfassende Außenführung und mindestens einen innerhalb des Schlauchrollbalges angeordneten Innenklemmring aufweist, wobei die Außenführung mit Hilfe des Innenklemmringes an der Außenoberfläche des Schlauchrollbalges kraft- und/oder formschlüssig zu befestigen ist.
Luftfedereinrichtungen, auch kurz Luftfedern genannt, die zwischen Fahrwerk und Karosserie eingespannt sind und die einen Schlauchrollbalg (Luftfederbalg) aufweisen, der wiederum zwischen einem z. B. fahrwerkseitigen Luftfederdeckel und einem karosserieseitigen Abrollkolben befestigt ist, sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Die Luftfeder steht im Betrieb unter einem inneren Überdruck. Der Schlauchrollbalg rollt unter Last und bei Federbewegungen unter Bildung einer Rollfalte auf der Außenkontur eines konzentrischen Bauteiles ab, üblicherweise auf dem Luftfederkolben/Abrollkolben. Eine derartige Luftfeder wird häufig in Straßen- oder Schienenfahrzeugen eingesetzt, um eine komfortable Federung zu erreichen. Die Luftfeder steht im Betrieb unter einem inneren Überdruck.
Der Schlauchrollbalg besteht aus vulkanisierten Kautschukmischungen (Gummi), die mit Festigkeitsträgerlagen verstärkt sind. Er wird in der Regel durch Vulkanisation auf einem Metallheizdorn und über eine von außen aufgebrachte Heizmanschette vulkanisiert. Dabei ist es bekannt, auf der Innenseite des Schlauchrollbalges Kennzeichnungen oder Markierungen, wie Fabrikationsnummer und -woche, durch erhabene Gummibereiche vorzusehen. Diese werden z. B. erzeugt, indem im Heizdorn die gewünschten Markierungen als Negative eingraviert oder entsprechende Markierungsplättchen auf den Heizdorn gelegt werden.
Ferner ist es aus der DE 33 18 060 A1 bekannt, zur Vermeidung von Spannungsrissen auf der Innenmantelfläche des Schlauchrollbalges im Bereich der Rollfalte über den gesamten Umfang verteilte angeformte Oberflächenerhebungen von einer Höhe nur einem Bruchteil der Balgwandstärke entsprechenden Größenordnung vorzusehen. Diese Erhebungen können z. B. ein Rautenmuster an der Innenmantelfläche bilden.
Bei einigen Luftfedereinrichtungen werden Anbauteile, wie Messsensoren oder Innenklemmringe, im Inneren des Schlauchrollbalges verbaut. Innenklemmringe (Innenspannringe) aus Metall, z. B. aus Aluminium oder Stahl, werden für Luftfedereinrichtungen, insbesondere mit doppelter Rollfalte, die eine Außenführung aufweisen, eingesetzt. Derartige Außenführungen werden verwendet, um den Schlauchrollbalg beim Aufblasen und während des Betriebes zu fixieren und den Balg vor Beschädigungen, beispielsweise durch Steinschlag, zu schützen. Die Außenführung aus z. B. einem Leichtmetallrohr dient quasi als Stützkörper. Der Schlauchrollbalg kann einerseits an der Außenseite des Abrollkolbens und andererseits an der Innenfläche der Außenführung abrollen.
Lösungen zur Fixierung der Außenführung und des dazugehörigen Innenklemmringes sind in der DE 298 23 508 U1 und der DE 10 2006 052 314 A1 beschrieben. In der DE 298 23 58 U1 wird die Außenführung beispielsweise durch Aufweitung des innenliegenden Klemmringes am Schlauchrollbalg verklemmt. In der DE 10 2006 052 314 A1 wird vorgeschlagen, dass der Außendurchmesser der Innenklemmringes größer ist als der Außendurchmesser des Schlauchrollbalges im druckentlasteten Zustand und dadurch eine Ausbauchung des Schlauchrollbalges erzeugt wird, die im Wesentlichen mit dem Innendurchmesser der Außenführung korrespondiert. Durch den bereits im Zuliefer- oder Montagezustand innerhalb des Luftfederbalges positionierten sowie durch die Rückstellkräfte des Luftfederbalges fixierten Innenklemmring und durch die damit an einer Stelle des Rollbalges geschaffene feste Ringform/Kesselform lässt sich die Außenführung durch einfache Verfahren aufbringen, wie etwa aufschrumpfen, aufklemmen, thermoschrumpfen, kleben etc..
Bei den vorgenannten Verfahren hat es sich jedoch als schwierig erwiesen, den Innenklemmring im Schlauchrollbalg ohne Verkantung an der gewünschten Stelle zu positionieren und zu fixieren. Der Innenklemmring neigt außerdem zum Verrutschen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Schlauchrollbalg bereit zu stellen, der die genaue Positionierung, Zentrierung und Fixierung von Einbauteilen ermöglicht. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines solchen Schlauchrollbalges bereitzustellen.
Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass die im Luftfedereinsatz zum volumenelastischen Hohlraum weisende Innenmantelfläche des Schlauchrollbalges radial umlaufende Erhebungen oder Vertiefungen aufweist.
Diese radial umlaufenden Erhebungen oder Vertiefungen werden dazu benutzt, die im Inneren des Schlauchrollbalges anzubringenden Bauteile genau zu positionieren, zu zentrieren und zu fixieren. Sie bilden einen Anschlag- oder Einrastring für das zu positionierende Bauteil, z. B. einen Innenklemmring.
Ist im Schlauchrollbalg eine radial umlaufende Vertiefung vorgesehen, sollte die Vertiefung die Breite des einzubringenden Bauteils, insbesondere Innenklemmrings, aufweisen, damit dieser dort passgenau eingesetzt werden kann.
Soll das Bauteil, insbesondere der Innenklemmring, mittels radial umlaufender Erhebungen positioniert werden, hat es sich als vorteilhaft erweisen, wenn zumindest zwei radial umlaufende Erhebungen vorgesehen sind, zwischen die der Innenklemmring eingepasst werden kann. Ihr Abstand sollte der Breite des Innenklemmringes entsprechen.
Der erfindungsgemäße Schlauchrollbalg kann nach üblichen Verfahren hergestellt werden, wobei der Heizdorn den im Schlauchrollbalg vorhandenen Erhebungen oder Vertiefungen entsprechende radial umlaufende Rillen oder Erhebungen aufweist. Bei der Vulkanisation fließt dann das elastomere Material der Schlauchrollbalginnenschicht in die Rillen oder wird von den Erhebungen verdrängt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Erhebungen an der Innenmantelfläche des Schlauchrollbalges eine Höhe von maximal 2 mm auf. Der Schlauchrollbalg lässt sich dann einfach vom Heizdorn abziehen und das Innenbauteil kann leicht daran oder dazwischen fixiert werden. Auch reicht das elastomere Material der Schlauchrollbalginnenschicht aus, um derartige Erhebungen zu bilden, es muss kein zusätzliches Material vorgesehen werden.
Für ein einfaches Abziehen vom Heizdorn hat es sich als sinnvoll erwiesen, wenn die Erhebungen einen kuppenartig abgerundeten Querschnitt (Wülste) aufweisen.
Der erfindungsgemäße Schlauchrollbalg kann in unterschiedlichen Luftfedereinrichtungen eingesetzt werden, bei denen Innenbauteile positioniert und fixiert werden müssen. Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Schlauchrollbalg jedoch bei Luftfedereinrichtungen mit Außenführung und Innenklemmring eingesetzt. Es handelt sich dabei um Luftfedereinrichtungen mit dem erfindungsgemäßen Schlauchrollbalg, einem Luftfederdeckel und einem Luftfederkolben, wobei der im Betriebszustand im Wesentlichen freistehende Schlauchrollbalg unter Ausbildung einer ersten Rollfalte mit seinem ersten Ende am Luftfederkolben und unter Ausbildung einer zweiten Rollfalte mit seinem zweiten Ende am Luftfederdeckel luftdicht befestigt ist und zusammen mit dem Luftfederdeckel und dem Luftfederkolben eine volumenelastische Hohlkammer bildet, wobei die Luftfedereinrichtung eine hülsenförmige, den Schlauchrollbalg tangential umfassende Außenführung und mindestens einen innerhalb des Schlauchrollbalges angeordneten Innenklemmring aufweist, wobei die Außenführung mit Hilfe des Innenklemmringes an der Außenoberfläche des Schlauchrollbalges kraft- und/oder formschlüssig zu befestigen ist. Der Innenklemmring ist dabei mit Hilfe von radial umlaufenden Erhebungen oder Vertiefungen an der Innenmantelfläche des Schlauchrollbalges zentriert und fixiert.
Der Innenklemmring ist bevorzugt durch zwei radial umlaufende Erhebungen, deren Abstand der Breite des Innenklemmringes entspricht, zentriert und fixiert.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung mit einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Darin zeigt die einzige 1 schematisch eine Luftfedereinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Schlauchrollbalg im Längsschnitt.
Die 1 zeigt eine Luftfedereinrichtung 1, die einen hier unten angeordneten Luftfederdeckel 2, einen im oberen Teil angeordneten Luftfederkolben 3 und einen Schlauchrollbalg 4 aufweist. Der Schlauchrollbalg 4 ist von einer hülsenförmigen Außenführung 5 umschlossen. Der Luftfederkolben weist ein oberes Anschlussteil 6 auf zur Anbindung z. B. an eine Karosserie.
Der Luftfederdeckel 2 ist zweiteilig aufgebaut und weist einen Innenkonus 7 und ein Basisteil 8 auf, die durch eine Gummischicht 9 fest miteinander zusammenvulkanisiert sind.
Der Schlauchrollbalg 4 ist mit Klemmringen 10 jeweils auf Klemmsitzen 11 des Luftfederkolbens 3 und des Innenkonus 7 des Luftfederdeckels 2 luftdicht verpresst und bildet zwischen Luftfederkolben 3 und Luftfederdeckel 2 einen volumenelastischen Hohlraum 12, der mit einem Überdruck beaufschlagbar ist. Dieser Überdruck sorgt dafür, dass der Schlauchrollbalg 4 eine Rollfalte 13 und eine weitere Falte 14 bildet. Die Rollfalte 13 rollt bei axialen Relativbewegungen von Luftfederkolben 4 und Luftfederdeckel 2 auf dem Luftfederkolben ab. Bei der Falte 14 wird ein Abrollen am Luftfederdeckel durch eine entsprechende Formgebung des Deckels minimiert bzw. ganz verhindert. Dazu ist der Schlauchrollbalg 4 deckelseitig durch einen Formring 15 gestützt, so dass er nicht zu stark über den Luftfederdeckel 2 abrollt. Der Überdruck im Hohlraum 12 presst außerdem den Luftfederbalg 4 von Innen gegen die Außenführung 5. Der Luftfederbalg 4 wird dadurch gestützt, so dass seine radiale Ausdehnung das durch die Außenführung 5 vorgegebene und die Federcharakteristik erheblich bestimmende Maß nicht überschreitet.
Die Luftfedereinrichtung 1 weist einen Innenklemmring 16 aus Aluminium auf, mit dem die ebenfalls aus Aluminium bestehende hülsenförmige Außenführung 5 an dem Schlauchrollbalg 4 befestigt ist und diesen umgibt. Der Innenklemmring 16 ist zwischen den radial umlaufenden Erhebungen 17 sicher positioniert und fixiert. Der Innenklemmring kann auch stauch- oder spreizbar ausgebildet sein. Die Erhebungen 17 weisen einen kuppenartig abgerundeten Querschnitt auf.

1: Luftfedereinrichtung
2: Luftfederdeckel
3: Luftfederkolben
4: Schlauchrollbalg
5: Außenführung
6: Anschussteil
7: Innenkonus
8: Basisteil
9: Gummischicht
10: Klemmring
11: Klemmsitz/Befestigungsbereich
12: Hohlraum
13: Rollfalte
14: Falte
15: Formring
16: Innenklemmring
17: radial umlaufende Erhebungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3318060 A1 [0004]
- DE 29823508 U1 [0006]
- DE 102006052314 A1 [0006, 0006]
- DE 2982358 U1 [0006]

Claims

Schlauchrollbalg (4) für eine Luftfeder (1) aus einem elastomeren Material mit Verstärkungseinlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die im Luftfedereinsatz zum volumenelastischen Hohlraum (12) weisende Innenmantelfläche des Schlauchrollbalges (4) radial umlaufende Erhebungen (17) oder Vertiefungen aufweist.
Schlauchrollbalg (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenmantelfläche des Schlauchrollbalges (4) zumindest zwei radial umlaufende Erhebungen (17) aufweist.
Schlauchrollbalg (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (17) eine Höhe von maximal 2 mm aufweisen.
Schlauchrollbalg (4) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (17) einen kuppenartig abgerundeten Querschnitt aufweisen.
Verfahren zur Herstellung einer Schlauchrollbalges (4) nach Anspruch 1 mittels eines Heizdorns, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdorn radial umlaufende Rillen oder Erhebungen aufweist.
Luftfedereinrichtung (1) mit einem Schlauchrollbalg (4) gemäß Anspruch 1, einem Luftfederdeckel (2) und einem Luftfederkolben (3), wobei der im Betriebszustand im Wesentlichen freistehende Schlauchrollbalg (4) unter Ausbildung einer ersten Rollfalte (13) mit seinem ersten Ende am Luftfederkolben (3) und unter Ausbildung einer zweiten Rollfalte (14) mit seinem zweiten Ende am Luftfederdeckel (2) luftdicht befestigt ist und zusammen mit dem Luftfederdeckel (2) und dem Luftfederkolben (3) eine volumenelastische Hohlkammer (12) bildet, wobei die Luftfedereinrichtung (1) eine hülsenförmige, den Schlauchrollbalg (4) tangential umfassende Außenführung (5) und mindestens einen innerhalb des Schlauchrollbalges (4) angeordneten Innenklemmring (16) aufweist, wobei die Außenführung (5) mit Hilfe des Innenklemmringes (16) an der Außenoberfläche des Schlauchrollbalges (4) kraft- und/oder formschlüssig zu befestigen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenklemmring (16) mit Hilfe von radial umlaufenden Erhebungen (17) oder Vertiefungen an der Innenmantelfläche des Schlauchrollbalges (4) zentriert und fixiert ist.
Luftfedereinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenklemmring (16) durch zwei radial umlaufende Erhebungen (17), deren Abstand der Breite des Innenklemmringes (16) entspricht, zentriert und fixiert ist.