Die Erfindung betrifft einen Abrollkolben aus Kunststoff für einen Luftfederrollbalg, wobei der Abrollkolben als Tauchkolben ausgebildet ist und eine vorzugsweise zentrisch angeordnete Stütze für einen in Achsrichtung der Luftfeder wirkenden Anschlagpuffer aufweist.

Im Stand der Technik sind verschiedene Arten solcher Abrollkolben bekannt. Einerseits existieren relativ schwere Abrollkolben aus Stahlblech mit voll nutzbarem Innenvolumen und mit einem Endanschlag, d.h. einer so genannten Pufferstütze, nämlich einer Stütze für einen im Wesentlichen in Achsrichtung der Luftfeder wirkenden Anschlagpuffer. Der Abrollkolben aus Stahlblech wird als Tiefziehteil mit Konus-Dichtsitz für die

Balgaufnahme hergestellt und weist ein eingeschweißtes Bodenteil mit aufgeschweißtem Stützrohr auf. Ein solcher Kolben mit Pufferstütze aus Stahlblech ist zwar ausreichend stabil, um auch höhere Belastungen oder gar für den Notlauf ein Aufsetzen der Karosserie aufzufangen, jedoch ist das gesamte Bauteil entsprechend schwer und in der Herstellung teuer.

Andererseits existieren relativ leichte einteilige Kunststoffkolben. Solche Kunststoffkolben werden aus Gründen der Gewichtsersparnis mittlerweile auch bei den Herstellern von LKW bevorzugt. In Bezug auf die Tragkraft der Pufferstütze können jedoch selbst aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellte Kolben die Festigkeitswerte,

Dauerfestigkeitswerte und die Temperaturbeständigkeit von Pufferstützen bei Stahlkolben kaum erreichen. Darüberhinaus wird aus eben diesen Gründen bei Kunststoffkolben das Innenvolumen nicht oder nur teilweise genutzt. Bei nicht oder nur teilweise genutztem Innenvolumen weisen solche Konstruktionen aber als Nachteil eine Komforteinbuße auf. Die Federung ist dann relativ hart. Die Alternative im Stand der Technik sind dann zweiteiliger Kunststoffkolben mit nutzbarem Innenvolumen, aber ohne Pufferstütze, bei denen dann die Gesamtkonstruktion des Fahrwerks so umgestaltet werden muss, dass die fehlende Pufferstütze durch andere Maßnahmen ersetzt wird. Einen solchen Luftfederkolben offenbart z. B. die EP 1 862 335 Bl . Dort besteht der Luftfederkolben aus einem becherförmigen Teil und einem

Abdeckteil, welche im Bereich ihrer Wandungen stumpf verschweißt werden. Das becherförmigen Teil weist dabei eine Grundwand auf, die einen Einsatz zur Verbindung mit der Fahrzeugachse aufweist. Nachteilig hierbei ist, wie dargestellt, der fehlende Endanschlag (Pufferstütze).

Auch die DE 10 2007 035 640 AI offenbart einen als Hohlkörper ausgebildeten

Tauchkolben für eine Luftfeder, der aus zwei luftdicht miteinander verbundenen Teilen besteht, nämlich aus einem topfförmigen Unterteil mit Boden und Mantel und aus einem Oberteil. Auch hier ist kein Endanschlag vorgesehen.

Der Erfindung lag also die Aufgabe zu Grunde einen leichten und einfach herzustellenden Abrollkolbenkolben herzustellen, dessen Innenvolumen vollständig für die Federung nutzbar ist und bei dem auch ein Endanschlag/eine Pufferstütze integriert ist, d.h., bei dem eine Kombination von optimalem Luftvolumen und Komfort und die Bereitstellung eines integrierten Endanschlages im Luftfedersystem gelingt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.

Dabei besteht die Stütze aus einem Material, welches im Vergleich zum Kunststoff des Abrollkolbens eine wesentlich höhere Festigkeit aufweist, d.h. auch eine wesentlich höhere Warmfestigkeit bzw. Temperaturbeständigkeit. Die Stütze ist dazu modular

in einer komplementär zur Stützenform ausgebildete Ausnehmung des Abrollkolbens aufnehmbar, bzw. einsteckbar und ist mit oder in dieser Ausnehmung form- und/oder reibschlüssig verbindbar. Vorzugsweise besteht die Stütze aus Stahl oder einem anderen geeigneten Metall.

Dadurch kombiniert man den Vorteil einer Leichtbauweise (Kunststoffkolben) mit den Anforderungen an eine möglichst belastbare und über die Lebensdauer gleichmäßig tragfähige Pufferstütze.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Abrollkolben als hohler Tauchkolben ausgebildet ist, der aus einem to fförmigen Kolbenunterteil und aus einem mit dem Kolbenunterteil luftdicht verbundenem und als Deckel ausgebildetem

Kolbenoberteil besteht und dessen Innenraum mit dem Innenraum der Luftfeder in Verbindung steht und der folgende weitere Merkmale aufweist: ein Teil der komplementär zur Stützenform ausgebildete Ausnehmung ist als Teil des Kolbenoberteils und ausgehend von dessen Deckel ausgebildet, während der andere Teil der Ausnehmung als Teil des topfförmigen Kolbenunterteils und ausgehend von dessen Boden ausgebildet ist, wobei beide Ausnehmungsteile aneinander anschließen und zur Aufnahme der Stütze

zusammenwirken.

Dadurch, dass ein Teil der Ausnehmung als Teil des Kolbenoberteils und der andere Teil der Ausnehmung als Teil des topfförmigen Kolbenunterteils und ausgehend von dessen Boden ausgebildet ist, wobei beide Ausnehmungsteile mit der Stütze bei den üblichen Einbausituationen zur Aufnahme von im Wesentlichen axial wirkenden Kräften zusammenwirken, entsteht ein zweiteiliger Kunststoffkolben, dessen Oberteil einen integriertem Dichtkonus für Luftfederbalg aufweisen kann und der bei luftdichter

Verbindung von Oberteil und Unterteil ein nutzbares Innenvolumen sowie eine außerordentlich leicht bauende Konstruktion mit sehr guten Festigkeitseigenschaften ausbildet.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Stütze und die Ausnehmung zylindrisch oder rohrförmig komplementär ausgebildet und zentrisch innerhalb des

Abrollkolbens angeordnet sind. Kurze Rohre sind auch in Längsrichtung enorm tragfähig und trotzdem als Hohlkörper sehr leicht.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Innenraum der Abrollkolbens mit rippenartigen Versteifungselementen ausgesteift ist. Damit lassen sich auch Querkräfte oder schräg einwirkende Pufferkräfte problemlos auffangen. Auch lässt sich mit einer solchen Ausbildung die Wandstärke der rohrförmigen Stützenteile ggf. weiter reduzieren. Dieser Effekt wird noch dadurch erhöht, dass die rippenartigen Versteifungselemente sternförmig oder strahlenförmig angeordnet sind und dass rippenartige

Versteifungselemente auch in den Ringräumen zwischen dem jeweiligen Stützenteil und Kolbenwandung oder Deckelwandung vorgesehen sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die luftdichte Verbindung zwischen Kolbenunterteil und Kolbenoberteil am äußeren Kolbenmantel ausgeführt ist, während die Ausnehmungsteile lediglich aneinander anliegen. Zum einen ergibt sich dadurch eine definierte statisch bestimmte Kraftaufnahme ohne die typischen und für Kunststoffmaterialien bei Dauerbelastung oft schädlichen Verspannungen innerhalb des Bauteils. Zum anderen ist dies vorteilhaft bei der bei konzentrischen Kunststoffteilen oft üblichen Rotations-Reibschweißung. Wenn nämlich eine solche Verbindung nur an dem äußeren Kolbenmantel ausgeführt wird, sind die durch unterschiedliche

Umfangsgeschwindigkeiten bei der Rotationsverschweißung unterschiedlicher

Durchmesser auftretenden Probleme nicht mehr vorhanden.

Natürlich können auch andere Verbindungsarten genutzt werden, etwa mit Dichtungen versehen Schraub-, Klemm-, Rast- oder Quetschverbindungen. Letztere sind allerdings oft teurer und bei der Montage umständlicher zu handhaben, so dass sich gerade bei

Kunststoff die leicht herzustellende Stumpfverschweißung durch Reibschweißen anbietet. Man erhält so auf einfache Weise ohne umfangreiche Montagevorrichtungen eine luftdichte Verbindung von Oberteil und Unterteil zur Bildung des Innenvolumens. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass zwischen dem zum

Kolbenunterteil gehörigen Teil der Ausnehmung und der Stütze eine Dichtung angeordnet ist. Mit einer solch einfachen Konstruktion, bei der vorzugsweise ein O-Ring als Dichtung verwendet wird, erhält man ohne viel Aufwand einen luftdichten Abschluss des

Kolbeninnenraums. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Stütze im Wesentlichen rohrförmig und mit Absätzen oder Flanschen zur Positionierung in der Ausnehmung ausgebildet ist und in ihrem unteren Bereich einen mit Gewinde versehenen Einsatz aufweist. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Verbindung des

Kolbenunterteils mit dem Fahrwerk über die Stütze bzw. über den mit Gewinde versehenen Einsatz erfolgt. Damit dient die in der Aufnahme bzw. in den Aufnahmeteilen eingepasste Stütze gleichzeitig als Verbindungselement zum Anschluss des Abrollkolbens an Fahrwerk oder Karosserie. Dies vereinfacht und erleichtert wiederum die Konstruktion und erlaubt auch eine Sicherung gegen„Abheben" des Abrollkolbens.

Der Einsatz kann dabei als in die Stütze eingepresste metallische Gewindebuchse oder als eingepresster oder eingeschraubter metallischer Gewindebolzen ausgebildet sein. Natürlich ist es ebenfalls möglich, ggf. additiv, dass die Stütze ihrerseits auf ihrer Unterseite mit Aufnahmen oder konkaven bzw. domförmigen Rücksprüngen versehen ist, evtl.

ausgebildet in einem auf der Unterseite der Stütze angeschlossenen und zur Verbindung mit dem Fahrwerk vorgesehenem Flansch oder Boden. Das ermöglicht die Übertragung von Druck- und Querkräften ohne weitere Elemente und erzeugt bei entsprechender Ausbildung eine ringförmige Kraftübertragungsfläche, die in Zusammenwirken mit einem zentrisch im Bereich des Stützenteiles angeordneten Gegenstück des Fahrwerks auch zur Aufnahme von Kipp-Momenten quer zur Achse geeignet ist. Weiterhin dient eine solche Ausführung auch zur Zentrierung bei der Montage.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Stütze balgseitig mit einem Teller zur Aufnahme des Anschlagpuffers versehen ist. Damit vereinfacht sich der Montage- oder Konstruktionsaufwand für den Luftfederdeckel bzw. die obere Luftfederplatte und die Stütze kann mit dem Anschlagpuffer als ein(teiliges) Bauteil zugeliefert werden (Reduktion der Einzelteile). Natürlich kann der Anschlagpuffer auch, wie bisher bei ähnlichen Konstruktionen im Stand der Technik üblich, auf der Innenseite des Luftfederdeckels angeordnet werden, so dass der Puffer einem ggf. tellerförmig an der Oberseite der Stütze ausgebildeten Anschlagflansch gegenüberliegt.

Besonders vorteilhaft lässt sich der erfindungsgemäße Abrollkolben bei einer

Luftfedereinrichtung für ein Fahrzeug verwenden. Auch lässt sich der erfindungsgemäße Abrollkolben innerhalb eines so genannten„Luftfedermoduls" verwenden, welches auch Luftfederbalg und Dämpfer beinhaltet und einbaufertig zugeliefert wird.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Abrollkolben für eine Luftfeder

Fig. 2 denerfmdungsgemäßen Abrollko Ibens gemäß Fig.l in Form einer

Explosionszeichnung

Fig. 3 einen Teilzusammenbau einer Federung mit einem

erfindungsgemäßen Abrollkolben nach Fig. 1 Fig. 1 zeigt einen als hohlen Tauchkolben ausgebildeten erfindungsgemäßen Abrollkolben 1 für einen Luftfederrollbalg eines LKW, der eine zentrisch angeordnete Stütze 2 für einen in Achsrichtung der Luftfeder wirkenden Anschlagpuffer 3 aufweist und bei dem dass die Stütze 2 aus Stahl besteht, welcher im Vergleich zum Kunststoff des

Abrollkolbens eine wesentlich höhere Festigkeit aufweist. Die Stütze ist in einer komplementär zur Stützenform ausgebildete Ausnehmung 4 des Abrollkolbens 1 aufgenommen und mit letzterem verbunden.

Der Abrollkolben besteht in dieser Ausführung aus einem topfförmigen Kolbenunterteil 5 und aus einem mit dem Kolbenunterteil 5 luftdicht verbundenem und als Deckel ausgebildetem Kolbenoberteil 6. Der Innenraum 7 des Abrollkolbens 1 steht mit dem Innenraum der Luftfeder bzw. des Luftfederrollbalgs 19 in Verbindung.

Ein Teil 8 der komplementär zur Stützenform ausgebildete Ausnehmung 4 ist als Teil des Kolbenoberteils 6 und ausgehend von dessen Deckel ausgebildet, während ein anderer Teil 9 der Ausnehmung 4 als Teil des to fförmigen Kolbenunterteils 5 und ausgehend von dessen Boden ausgebildet ist. Beide Ausnehmungsteile 8 und 9 schließen aneinander an und wirken zusammen zur Aufnahme der Stütze 2.

Die Stütze 2 und die Ausnehmung 4 bzw. die Ausnehmungsteile 8 und 9 sind rohrförmig komplementär ausgebildet und zentrisch innerhalb des Abrollkolbens 1 angeordnet.

Der Innenraum der Abrollkolbens 1 ist mit rippenartigen Versteifungselementen 10, 11 und 12 ausgesteift, entsprechend angeordnet im Wesentlichen stern- und/oder

strahlenförmig in den Ringräumen zwischen dem jeweiligen Ausnehmungsteil 8 oder 9 und der Kolbenwandung oder Deckelwandung.

Zwischen Kolbenunterteil und Kolbenoberteil ist am äußeren Kolbenmantel die luftdichte Verbindung 13 ausgeführt, während die rohrförmigen Ausnehmungsteile lediglich auf Stoß aneinander anliegen, hier im innen liegenden Verbindungsbereich 14.

Bedingt durch dieses„Aneinanderliegen" ist eine Dichtung erforderlich. Bei der hier gezeigten Ausführung ist diese Dichtung als O-Ring 15 ausgebildet und auf sehr einfache Weise zwischen dem zum Kolbenunterteil 5 gehörigen Teil der Ausnehmung 9 und der Stütze 2 angeordnet.

Auch die Stütze 2 ist hier im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und balgseitig mit einem tellerförmigen Flansch 16 versehen, der sowohl der vertikalen Positionierung der Stütze 2 dient als auch zur Aufnahme des Anschlagpuffers 3 vorgesehen ist. In ihrem unteren Bereich weist die Stütze 2 einen mit Gewinde versehenen Einsatz 17 auf, über den mit einer Schraube oder einem Gewindebolzen, hier nicht näher dargestellt, die Verbindung des Kolbenunterteils 5 mit dem Fahrwerk erfolgt, in diesem Fall unter Verwendung einer entsprechend gelochten Scheibe 18 aus Metall, die der gleichmäßigen Verteilung der Fahrwerkskräfte auf den Boden des Kolbenunterteils 5 dient.

Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Abrollkolbens 1 in Form einer Explosionszeichnung, bei der alle wesentlichen Teile herausgezogen sind. Fig. 3 zeigt einen Teilzusammenbau einer Federung für eine Luftfedereinrichtung für ein Fahrzeug mit einem Abrollkolben 1 gemäß Fig. 1, dem zugehörigen Luftfederrollbalg 19 und dem mit Luftzufuhreinrichtungen versehenen Luftfederdeckel 20.

An das Kolbenoberteil 6 ist der Luftfederrollbalg 19 luftdicht an den als Tauchkolben ausgebildeten Abrollkolben 1 angeschlossen und rollt beim Ein- und Ausfedern unter Bildung einer Rollfalte 21 am Außenumfang bzw. an der Kolbenwandung des

Abrollkolbens 1 ab.

Dabei ist der Luftfederdeckel 20 mit einer hier nicht näher dargestellten Karosserie und der Einsatz 18 über einen hier nicht dargestellten Gewindebolzen mit einem zugehörigen Fahrwerksteil/ Achsschemel des LKW verbunden.

Bezugszeichenliste

(Teil der Beschreibung)

1 Abrollkolben

2 Stütze

3 Anschlagpuffer

4 Ausnehmung

5 Kolbenunterteil

6 Kolbenoberteil

7 Innenraum des Abrollkolbens

8 Ausnehmungsteil

9 Ausnehmungsteil

10 Versteifungselement

11 Versteifungselement

12 Versteifungselement

13 Verbindung

14 Innen liegender Verbindungsbereich

15 O-Ring

16 Tellerförmiger Flansch

17 Einsatz

18 Gelochte Scheibe

19 Luftfederrollbalg

20 Luftfederdeckel

21 Rollfalte