Luftfeder

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder für Nutzfahrzeuge mit einem ersten Anschlussteil, insbesondere in Form eines Deckels, einem zweiten Anschlussteil in Form eines Abrollkolbens, und einem Rollbalg aus elastomerem Werkstoff, wobei ein erstes Ende des RoIl- balges mittels eines ersten Befestigungsmittels an dem ersten Anschlussteil und ein zweites Ende des Rollbalges mittels eines zweiten Befestigungsmittels an dem Abrollkolben dichtend befestigbar ist.

Derartige Luftfedern sind an sich bekannt und in großer Vielfalt in Nutzfahrzeugen, bei- spielsweise in Zugfahrzeugen und Anhängern, im Einsatz.

Der Rollbalg selbst besteht aus einem elastomeren Material, vorzugsweise aus Gummi oder einem gummiähnlichem Kunststoff, und weist häufig endseitige Befestigungswülste auf.

Die Befestigung bzw. Einspannung des Rollbalges an den Anschlussteilen kann formschlüssig unter Verwendung von Klemmringen bzw. Spannringen oder durch einfaches Aufschieben der Befestigungswülste des Rollbalgs auf konus förmige Dichtflächen erfolgen. Die Befestigungswülste des Rollbalges sind üblicherweise mit eingebetteten zugfesten Wulstkernen bzw. Ringkörpern bzw. Piercekernen aus Stahl oder Stahldraht verstärkt und liegen unter der Wirkung des Innendruckes des Rollbalges an zugeordneten, konusförmi- gen Sitzflächen der Anschlussteile dichtend an.

Die Anbindung zwischen Rollbalg und Anschlussteilen kann auch über verschraubbare Spannteller hergestellt werden, die den Rollbalg auf dem jeweiligen Anschlussteil, insbesondere auf dem Abrollkolben fixieren. Bei dieser Befestigung wird das Innenvolumen des Abrollkolbens für die Schraub Verbindung genutzt, so dass dieses dann nicht mehr für eine Minimierung der Eigenfrequenz zur Verfügung steht. Eine Luftfeder mit einer solchen Anbindung des Rollbalges an den Abrollkolben soll nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein.

Die Anbindung der Anschlussteile an den Rollbalg kann zudem durch eine Bördelplatte erfolgen, wobei eine derartige Bördelplatte üblicherweise um einen korrespondierenden Befestigungswulst des Rollbalges herum greift und so fest, luftdicht und unlösbar mit dem Rollbalg verbunden ist. Dadurch sind vorteilhaft große Zugkräfte übertragbar.

Weiter ist bekannt, die Anschlussteilen, also den Abrollkolben und/oder den Deckel bzw. die Abdeckplatte, aus Kunststoff auszubilden. Dadurch sind die Anschlussteile vor Korrosion geschützt und haben vorteilhaft gegenüber herkömmlichen Anschlussteilen aus Metall ein viel geringeres Gewicht. Nachteilig daran ist, dass sich gezeigt hat, dass solche Luftfedern bei Temperaturschwankungen häufig nicht dicht sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Luftfeder, bei der das eine oder andere Anschlussteil aus Kunststoff besteht, derart weiterzuentwickeln, dass eine dichte Anbindung des Rollbalges am Anschlussteil auch bei Temperaturschwankungen sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Abrollkolben aus Kunststoff besteht und das zweite Befestigungsmittel nicht aus Metall ausgebildet ist und/oder dass das erste An- schlussteil aus Kunststoff besteht und das erste Befestigungsmittel nicht aus Metall ausgebildet ist.

Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine luftdichte und feste Verbindung zwischen Rollbalg und Anschlussteil bei jeder zu erwartenden Einsatztemperatur der Luftfeder erreicht wer- den kann. Eine solche Verbindung ist wirkungsvoll und kostengünstig herstellbar. Es hat sich gezeigt, dass bei einer Luftfeder mit einem Abrollkolben aus Kunststoff, an dem die Anbindung des Rollbalges über eine konusförmige Dichtfläche mittels wenigstens eines Befestigungsmittels aus Metall, üblicherweise mittels einer Gummi- Metallverbindung, erfolgt, die Dichtheit dieser so genannten Konussitz-Konstruktion nicht gewährleist ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Undichtheit auf die um den Faktor 10 unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zwischen Kunststoff und Stahl zurückzuführen ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Rollbalg an seinem, dem Abrollkolben zugewandten Ende einen Befestigungswulst mit einem Wulstkern aufweist, wobei der Wulstkern aus Kunststoff besteht.

Der Weiterbildung liegt ebenfalls die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Rollbalg mit einem endseitigen Befestigungswulst und metallischen Wulstkernen zur Anbindung an den Abrollkolben der Innendruck in der Luftfeder zwar üblicherweise den Befestigungswulst in die konusförmige Dichtfläche bzw. in den Konussitz des Abrollkolbens drückt, jedoch bei Temperaturänderungen sich aufgrund der unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffi- zienten von Kunststoff und Metall die Durchmesser des Konussitzes auf der aus Kunststoff bestehenden Kolbenseite und des aus Metall bestehenden Wulstkernes auf der Rollbalgseite so stark verändern, dass bei geringen Innendruck in der Luftfeder der Konussitz nicht mehr abdichtet.

Dadurch, dass der Wulstkern bzw. Piercekern aus Metall bzw. Stahl durch einen Wulstkern aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid, ersetzt wird, ergibt sich am Konussitz eine bevorzugte Materialpaarung aus einem Elastomer, nämlich des Rollbalges, und einem Kunststoff, nämlich des Abrollkolbens und des Wulstkernes, so dass sich der Abrollkolben und der Befestigungswulst der Rollbalges unter Temperatureinfluss im gleichen Maße aus- dehnen. Die Dichtheit ist somit über den gesamten, beim Einsatz der Luftfeder zu erwartenden Temperaturbereich gegeben. Zweckmäßigerweise bestehen der Abrollkolben und der Wulstkern aus einem Kunststoff mit gleichem oder ähnlichem Längenausdehnungskoeffizienten bestehen. Dadurch wird die Dichtheit der Luftfeder im besonderen Maße gewährleistet. Die Materialien für die Anschlussteile und für die Befestigungsmittel, insbesondere für die Wulstkerne, können optimal aufeinander abgestimmt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Rollbalg an seinem, dem ersten Anschlussteil zugewandten Ende einen Befestigungswulst mit einem Wulstkern aufweist, wobei der Wulstkern aus Kunststoff besteht.

Vorzugsweise bestehen das erste Anschlussteil und der Wulstkern aus einem Kunststoff mit gleichem oder ähnlichem Längenausdehnungskoeffizienten bestehen. Die Materialien für die Anschlussteile und für die Befestigungsmittel, insbesondere für die Wulstkerne, können optimal aufeinander abgestimmt werden.

Zweckmäßigerweise ist vorgehen, dass für die Verbindung zwischen Rollbalg und zweitem Anschlussteil und/oder dass für die Verbindung zwischen Rollbalg und erstem Anschlussteil jeweils eine konus förmige Dichtfläche bzw. ein Konussitz am Anschlussteil vorgesehen ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Wulstkern durch Spritzguss hergestellt ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Wulstkern Ausnehmungen oder Bohrungen aufweist, die bei einer Vulkanisation mit dem Elastomer des Rollbalges ausfüllbar sind.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das die Querschnittsform des Befesti- gungsmittels oder des Wulstkerns derart wählbar ist, dass sie der dem Fachmann bekannten Anbindungsart des Rollbalgs am ersten und/oder zweiten Anschlussteil anpassbar ist. Vorzugsweise weist das Befestigungsmittel und/oder der Wulstkern einen runden, rechteckigen, ovalen, keilförmigen, halbovalen oder halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das das Befestigungsmittel und/oder der Wulstkern auf seiner Außenfläche eine zusätzliche Profilierung in Form von Haltevorsprüngen oder Haltenasen aufweist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert, die in der der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen

Fig. 1 ein erstes und Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, und zwar: Fig. Ia eine Luftfeder im Längsschnitt und Fig. 2a einen Rollbalg im Längsschnitt, Fig. Ib und Fig. 2b jeweils die Detailansicht X und Fig. Ic und Fig. 2c jeweils die Detailansicht Y.

In den beiden Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine Luftfeder 1 für Nutzfahrzeuge mit einem Deckel 2, einem Abrollkolben 3 und einem Rollbalg 4 aus elastomerem Werkstoff. Der Abrollkolben 3 besteht aus Kunststoff.

Der Rollbalg 4 weist an seinem, dem Abrollkolben 3 zugewandten Ende 4a einen Befestigungswulst 5b mit einem Wulstkern 6b auf. Der Wulstkern 6b besteht erfindungsgemäß aus Kunststoff.

Der Rollbalg 4 weist an seinem, dem Deckel 2 zugewandten Ende 4a einen weiteren Befestigungswulst 5 a mit einem Wulstkern 6a auf, wobei auch dieser Wulstkern 6a erfindungsgemäß aus Kunststoff besteht.

Die Anbindung des Rollbalges 4 an den Deckel 2 und an den Abrollkolben 3 ist dem Fachmann bekannt. Der Deckel 2 weist eine Bördelung auf, die den Befestigungswulst 5 a luftdicht umgreift. Der Abrollkolben weist dagegen einen Konussitz auf, an dem der der Befestigungswulst 5b luftdicht anliegt.

Der Wulstkern 6a, 6b ist durch Spritzguss hergestellt, wobei die Querschnittsform des Wulstkerns 6a, 6b derart gewählt ist, dass sie der Anbindungsart und damit der Luftdichtheit des Rollbalgs 4 am Deckel 2 bzw. am Abrollkolben 3 optimal anpassbar ist.

Fig. 2 zeigt einen Rollbalg 4 mit endseitigen Befestigungswülsten 5a und 5b, deren Wulstkerne 6a und 6b aus Kunststoff bestehen, welche einen optimierten Querschnitt aufweisen.

So ist in Fig. 2b gut zu erkennen, dass durch die gewählte, leicht ovale Querschnittsform des Wulstkernes 6a eine Optimierung erreicht wird, da die entsprechende Bördelung des Deckels 2 ebenfalls im Schnitt eher oval als rund ausgebildet ist. Auch die Querschnittform des Wulstkernes 6b in Fig. 2c ist angepasst. Es ist deutlich zu erkennen, dass sich die Schlinge des Befestigungswulstes 5b sehr viel besser um den Wulstkern 6b legen kann, als dies beispielsweise bei einem quadratischen Querschnitt der Fall wäre. So kann vorteilhaft auf sonst notwendige Profilstreifen verzichtet werden.

Bezugszeichenliste

(ist Bestandteil der Beschreibung)

1 Luftfeder 2 erstes Anschlussteil (Deckel)

3 zweites Anschlussteil (Abrollkolben)

4 Rollbalg

4a erstes Ende des Rollbalges

4b zweites Ende des Rollbalges 5 a erstes Befestigungsmittel (Befestigungswulst)

5b zweites Befestigungsmittel (Befestigungswulst)

6a Wulstkern

6b Wulstkern