DE102011109670B4

DE102011109670B4 - Luftfeder

Info

Publication number: DE102011109670B4
Application number: DE102011109670.5A
Authority: DE
Inventors: Stephan Dehlwes
Original assignee: Vibracoustic CV Air Springs GmbH
Current assignee: Vibracoustic CV Air Springs GmbH
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2031-08-09
Also published as: DE102011109670A1

Abstract

Luftfeder (1) aus einem Deckel (2), einem Abrollkolben (3) und einem Doppelrollbalg (4) mit zwei Rollfalten, dessen Enden (5, 6) am Abrollkolben (3) und Deckel (2) befestigt sind, sowie einem Rollfaltenlager (17) aus einem Elastomer, das zwischen der zum Deckel (2) gewandte Rollfalte (10) und dem Deckel (2) angeordnet ist und das den Rollradius der Rollfalte (10) nachbildet, insbesondere für Nutzfahrzeuge, wobei am Deckel (2) ein aus einem Elastomer bestehender Schutzstutzen (14, 24) für den Rollbalg (4) angebracht ist, welcher den Rollbalg (4) mit Abstand (A) umgreift, wobei der Schutzstutzen (14) mit dem Rollfaltenlager (17) ein gesondertes Bauteil bildet, und wobei das Bauteil aus Schutzstutzen (14) und Rollfaltenlager (17) am Deckelrand (13) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzstutzen (14) mit seinem offenen Ende den Rollbalg (4) topfartig in einer dem Einfederweg der Luftfeder (1) entsprechenden Länge umgibt, und dass der Schutzstutzen (14) an seinem an dem Deckel (2) anliegenden Abschnitt (15) eine Ringnut (16) hat, die passend den Deckelrand (13) formschlüssig umfasst.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung befasst sich mit einer Luftfeder aus einem Deckel einem Abrollkolben und einem Doppelrollbalg mit zwei Rollfalten, dessen Enden am Abrollkolben bzw. am Deckel befestigt sind, insbesondere für Nutzfahrzeuge.
Stand der Technik
Luftfedern mit Doppelrollbälgen sind an sich bekannt. Sie werden für Personenkraftwagen eingesetzt, wobei die obere Rollfalte in der Regel durch einen Kunststoffdeckel aufgenommen wird. Zum Stand der Technik kann hier die EP 1 239 181 A1 genannt werden, bei der bei einem Federbein die Luftfeder mit der unteren Rollfalte am Kolben des Stoßdämpfers abrollt, während die obere Rollfalte in einer Aussparung am Deckel gelagert ist. Der Rollbalg besteht aus einem Axialbalg mit einer Faserverstärkung in axialer Richtung und ist von einer Außenführung gegen ein übermäßiges radiales Ausdehnen des Rollbalgs versehen. Diese Ausführungsform der Luftfeder ist für den Einsatz bei Nutzfahrzeugen im Hinblick auf die bei Nutzfahrzeugen vorhandenen hohen Kräfte und auch der geforderten geringen Bauhöhe nur bedingt geeignet. Darüber hinaus lässt die Luftfeder keine größeren axialen Bewegungen zu.
Eine andere Möglichkeit der Verbesserung des Fahrkomforts zeigt die EP 1 015 790 B1 . Dort wird ebenfalls ein Doppelrollbalg verwendet, der jedoch keine Außenführung hat. Zur Verbesserung des Fahrkomforts wird vorgeschlagen, die Luftfeder mit einem Rollfaltenlager auszustatten, welches die obere Rollfalte elastisch abstützt. Dieses Rollfaltenlager kann am Luftfederdeckel befestigt sein. Es wird aus einem elastomeren Werkstoff hergestellt.
In DE 10 2007 027 834 A1 ist eine Luftfedereinrichtung mit einem Doppelrollbalg offenbart, wobei an einem Deckel ein konturierter Ring mittels eines Spannrings aufgeklemmt ist. Der konturierte Ring umfasst einen Flansch, der die obere Umschlagfalte gegen Verschmutzung und Steinschlag schützt.
Ferner geht aus DE 103 15 555 A1 eine Doppelrollbalg-Luftfeder hervor, an deren Luftfederdeckel ein oberer Abrollkolben befestigt ist, der mit einem Überrollring versehen ist. Ferner ist an dem Luftfederdeckel ein umlaufender Steg angebracht, an dessen Ende ein Schaumstoffteil befestigt ist, das den Doppelrollbalg kontaktiert, um die obere Rollfalte vor Verschmutzung zu schützen.
Zudem gehen aus US 3 438 309 A , DE 10 2007 042 542 A1 , EP 0 250 820 A2 und DE 10 2008 050 604 A1 Luftfedern mit einem Doppelrollbalg hervor, wobei zum Schutz des Doppelrollbalgs vor Verschmutzung am Luftfederdeckel ein Schutzstutzen angebracht ist, der den Doppelrollbalg umgibt.
Zum Einen sind Deckel aus Kunststoff bei Nutzfahrzeugen wegen der großen aufzunehmenden Kräfte wenig geeignet. Insbesondere, da sie bei größeren Kräften erheblichen Bauraum beanspruchen. Zum Anderen ist gerade bei Nutzfahrzeugen ein besonderer Schutz für diesen Luftfederbalgtyp erforderlich, um denselben vor Beschädigungen zum Beispiel durch Schmutzeintrag zu schützen. Luftfedern der bekannten Bauart können deshalb die bei Nutzfahrzeugen gestellten Anforderungen nicht erfüllen.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfeder zu schaffen, die zur Aufnahme von hohen Kräften geeignet ist, eine geringe Bauhöhe und einen einfachen Aufbau aufweist und kostengünstig herstellbar ist, die vor Beschädigungen geschützt ist und die außerdem leicht montiert und befestigt werden kann.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche 2 bis 9 stellen vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands dar.
Die bei der Erfindung verwendete Luftfeder umfasst einen Deckel, einen Abrollkolben und einen Doppelrollbalg mit zwei Rollfalten, dessen Enden am Abrollkolben und Deckel befestigt sind, sowie einem Rollfaltenlager aus einem Elastomer, das zwischen der zum Deckel gewandte Rollfalte und dem Deckel angeordnet ist und das denn Rollradius der Rollfalte nachbildet, insbesondere für Nutzfahrzeuge, wobei am Deckel ein aus einem Elastomer bestehender Schutzstutzen für den Rollbalg angebracht ist, welcher den Rollbalg mit Abstand umgreift, wobei der Schutzstutzen mit dem Rollfaltenlager ein gesondertes Bauteil bildet, und wobei das Bauteil aus Schutzstutzen und Rollfaltenlager am Deckelrand angebracht ist, wobei der Schutzstutzen mit seinem offenen Ende den Rollbalg topfartig in einer dem Einfederweg der Luftfeder entsprechenden Länge umgibt, und wobei der Schutzstutzen an seinem an dem Deckel anliegenden Abschnitt eine Ringnut hat, die passend den Deckelrand formschlüssig umfasst. An sich sind Faltenbälge als Schutzmaßnahmen bei Luftfedern bekannt. Diese Faltenbälge bestehen aus relativ weichem Material und folgen den Bewegungen der Luftfeder ohne das Federungsverhalten zu beeinträchtigen. Im Hinblick darauf, das bei einem Einsatz der Luftfeder unter robusten Bedingungen, wie sie bei Nutzfahrzeugen auftreten, kann ein solcher Faltenbalg leicht beschädigt werden. Eine Ausbildung des Faltenbalgs mit einer verstärkten Balgwand ist hier nicht zweckmäßig, da dieselbe das Federungsverhalten der Luftfeder beeinträchtigen könnte. Die topfartige Ausbildung des Schutzstutzens gemäß der Erfindung ermöglicht die Verwendung eines Schutzmantels für den Rollbalg, ohne dessen Wirkungsweise zu behindern.
An sich ist es möglich, den Schutzstutzen am Deckel der Luftfeder mit seinem oberen Abschnitt zu befestigen. Dieses kann durch Vulkanisation oder auch durch ein Überstreifen des oberen Abschnitts des Schutzstutzens auf den Deckelrand erfolgen. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, wenn der obere Abschnitt des Schutzstutzens integral mit einem Rollfaltenlager für die obere Rollfalte verbunden ist. Auf diese Weise wird eine sowohl fertigungstechnisch als auch vom Fahrkomfort her besonders günstige Ausführungsform erreicht.
Im Allgemeinen wird die obere Rollfalte mit einem kleineren druckwirksamen Durchmesser versehen, als die am Abrollkolben anliegende untere Rollfalte. Hierdurch wird sichergestellt, dass die obere Rollfalte im Rollfaltenlager verbleibt, während die untere Rollfalte am Rollkolben abrollt. Möglich ist aber auch eine Ausführungsform, bei der am Deckel der Luftfeder ein Abrollkolben für die obere Rollfalte vorgesehen ist, so dass bei entsprechender Ausbildung der Rollkolbendurchmesser die obere Rollfalte ebenfalls für das Federverhalten der Luftfeder herangezogen werden kann.
Fertigungstechnisch ist es von Vorteil, wenn der Schutzstutzen mit dem Rollfaltenlager ein gesondertes Bauteil bilden. Dieses Bauteil kann in geeigneter Weise am Deckel der Luftfeder befestigt sein.
Um eine möglichst geringe Bauhöhe zu erreichen, wird die Länge des Schutzstutzens so gewählt, dass sie der Länge des Einfederwegs der Luftfeder entspricht. Voll eingefedert liegt damit der freie Rand des Schutzstutzens etwa auf der Höhe des Kolbenbodens.
Eine sehr einfache Befestigung des Schutzstutzens am Luftfederdeckel wird dadurch erreicht, dass der Schutzstutzen auf seiner Oberseite eine Ringnut hat, die passend den Deckelrand formschlüssig umfasst. Das Bauteil aus Schutzstutzen und Rollfaltenlager kann dann auf den Deckelrand aufgeclipst werden.
Zur Aufnahme der hohen Kräfte und auch um eine möglichst geringe Bauhöhe zu erreichen, wird der Deckel der Luftfeder aus einem tiefgezogenen Blech oder flachem Blech mit befestigtem Klemmsitz hergestellt. Dieser Deckel ist mit einem Rand versehen, welcher in die Ringnut des Schutzstutzens passt. Dieser Rand kann beispielsweise durch einen An- oder auch einen Aufsatz am Deckel gebildet werden. Es ist jedoch besonders günstig, wenn der aus einem tiefgezogenen Blech herstellte Deckel während des Ziehvorgangs mit einem stufenförmig nach oben abgesetzten Deckelrand versehen ist, wobei letzterer für die formschlüssige Verbindung mit dem Schutzstutzen versehen ist. Bei dieser Ausführungsform ist das obere Ende des Abrollbalgs an der Stufe des Deckels über einen Klemmring befestigt.
In an sich bekannter Weise kann der Abrollkolben mit einem den Einfederweg der Luftfeder begrenzenden Anschlag aus einem Elastomer versehen sein. Dieser Anschlag kann beispielsweise am Boden des Abrollkolbens über ein Podest angeordnet sein.
Figurenliste
Anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
Es zeigt:

1 in schematischer Darstellung im Schnitt die Ausbildung einer Luftfeder in eingefahrener Stellung mit einem Schutzstutzen und Rollfaltenlager und
2 und 3 ebenfalls in schematischer Darstellung im Schnitt eine Luftfeder in ihrer neutralen Stellung.

Ausführung der Erfindung
Die in der 1 dargestellte Luftfeder 1 besteht aus dem Deckel 2, dem Abrollkolben 3 und dem Doppelrollbalg 4. Die Enden 5 und 6 des Rollbalgs 4 sind am Abrollkolben 3 bzw. Deckel 2 befestigt. Die Befestigung erfolgt durch die Klemmringe 7 und 8 vor dem Aufbringen vom Schutzstutzen 14 und Rollfaltenlager 17. Der Deckel 2 besteht im vorliegenden Beispiel aus einem tiefgezogenen Blech, welches mit seiner zylindrischen Seitenwand 9 eine Abrollfläche für die obere Rollfalte 10 bildet. Am Deckelboden 11 ist die Blechscheibe 12 befestigt, deren Rand 13 zur Befestigung des Schutzstutzens 14 dient. Der Schutzstutzen 14 ist zylindrisch ausgebildet und besteht aus einem Elastomer. Er umgreift den Rollbalg 4 mit Abstand A und ist nach unten offen. Der obere Abschnitt 15 des Schutzstutzens 14 hat eine Ringnut 16, die passend den Deckelrand 13 umfasst. Der obere Abschnitt 15 des Schutzstutzens 14 ist integral mit dem Rollfaltenlager 17 für die obere Rollfalte 10 verbunden. Das Rollfaltenlager 17 umfasst die Rollfalte 10 in dem für den Rollvorgang wesentlichen Bereich. Dabei wird der Rollradius der Rollfalte 10 nachgebildet. Außerdem folgt das Rollfaltenlager 17 im Bereich des Deckels 2 der Kontur des Deckels 2. Der Schutzstutzen 14 ist zur Verbesserung seiner Beweglichkeit mit einem Faltenbalgabschnitt 18 versehen. Dieser Faltenbalgabschnitt 18 erlaubt ein Ausweichen des Schutzstutzens 14 bei extremen Auslenkungen der Luftfeder. Ein Druckluftanschluss 19 ist für die Zu- bzw. Abfuhr von Druckluft in den Innenraum 20 der Luftfeder 1 vorgesehen.
Die obere Rollfalte 10 hat einen kleineren druckwirksamen Durchmesser d als die untere Rollfalte 21 mit dem Durchmesser D. Der Schutzstutzen 14 mit dem Rollfaltenbalg 4 wird als ein gesondertes Bauteil hergestellt und auf den Rand 13 des Deckels 2 aufgeclipst. Dafür hat der Schutzstutzen 14 auf seinem oberen Abschnitt 15 eine Ringnut 16, die passend den Deckelrand 13 umgibt.
Eine besonders einfache Ausführungsform der Luftfeder 1 zeigt die 2 und 3. Hier besteht der Deckel 2 aus einem tiefgezogenen Blech, bei dem der Deckelrand 13 stufenförmig nach oben abgesetzt ist. Die Befestigung des oberen Endes 6 des Rollbalgs 4 wird an der Stufe 22 des Deckels vorgenommen und zwar in gleicher Weise wie bei 1, über den Klemmring 8 vor dem Aufbringen des Schutzstutzens 24 mit dem Rollfaltenlager 17. Auch hier ist der Schutzstutzen 24 mit dem Rollfaltenlager 17 zu einem gesonderten Bauteil integral verbunden. Zwischen dem Schutzstutzen 24 und dem Rollbalg 4 ist der Abstand A ebenfalls vorhanden. Dieser Abstand A ist so gewählt, dass bei einem lateralen Versatz mit einer leichten Schräglage der eingebauten Luftfeder 1, wie in der 2 gezeigt der Schutzstutzen 24 den Bewegungsablauf des Rollbalgs 4 nicht behindert. Der Schutzstutzen 24 ist wie in 1 gezeigt, ebenfalls mit einer Ringnut 16 versehen, welche den Deckelrand 13 formschlüssig umfasst. Die Montage des gesonderten Bauteils aus Schutzstutzen 24 und Rollfaltenlager 17 erfolgt hier ebenfalls durch Aufclipsen, so dass der Deckelrand 13 in der Ringnut 16 zu liegen kommt. Der Deckel 2 besteht hier aus einem einzigen Blech.
Eine weitere besonders einfache Ausführungsform der Luftfeder zeigt die 3. Hier besteht der Deckel 2 aus einem flachen Blech, bei dem ein Ring 25 mit dem Deckel 2 verbunden ist und das obere Ende 6 des Rollbalgs über den Klemmring 8 befestigt wird.

Claims

Luftfeder (1) aus einem Deckel (2), einem Abrollkolben (3) und einem Doppelrollbalg (4) mit zwei Rollfalten, dessen Enden (5, 6) am Abrollkolben (3) und Deckel (2) befestigt sind, sowie einem Rollfaltenlager (17) aus einem Elastomer, das zwischen der zum Deckel (2) gewandte Rollfalte (10) und dem Deckel (2) angeordnet ist und das den Rollradius der Rollfalte (10) nachbildet, insbesondere für Nutzfahrzeuge, wobei am Deckel (2) ein aus einem Elastomer bestehender Schutzstutzen (14, 24) für den Rollbalg (4) angebracht ist, welcher den Rollbalg (4) mit Abstand (A) umgreift, wobei der Schutzstutzen (14) mit dem Rollfaltenlager (17) ein gesondertes Bauteil bildet, und wobei das Bauteil aus Schutzstutzen (14) und Rollfaltenlager (17) am Deckelrand (13) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzstutzen (14) mit seinem offenen Ende den Rollbalg (4) topfartig in einer dem Einfederweg der Luftfeder (1) entsprechenden Länge umgibt, und dass der Schutzstutzen (14) an seinem an dem Deckel (2) anliegenden Abschnitt (15) eine Ringnut (16) hat, die passend den Deckelrand (13) formschlüssig umfasst.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollfaltenlager (17) im Bereich des Deckels (2) die Kontur des Deckels (2) hat.
Luftfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Abschnitt (15) des Schutzstutzens (14) integral mit dem Rollfaltenlager (17) für die zum Deckel (2) gewandte Rollfalte (10) verbunden ist.
Luftfeder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Deckel (2) gewandte Rollfalte (10) einen kleineren druckwirksamen Durchmesser (d) hat, als die am Rollkolben (3) anliegende untere Rollfalte (21).
Luftfeder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil aus Schutzstutzen (14) und Rollfaltenlager (17) auf den Deckelrand (13) aufgeclipst ist.
Luftfeder nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) aus einem tiefgezogenen Blech besteht.
Luftfeder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelrand (13) stufenförmig nach oben abgesetzt ist.
Luftfeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Deckel (2) ausgerichtete Ende (6) des Rollbalgs (4) an der Stufe (22) des Deckels (2) über einen Klemmring (7, 8) befestigt ist.
Luftfeder nach Anspruch1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrollkolben (3) einen den Einferderweg der Luftfeder begrenzenden aus einem Elastomer bestehenden Anschlag aufweist.