DE10028905A1 - Luftfeder mit einem elastomeren Luftfederbalg zur federnden Abstützung von zwei gegeneinander bewegbaren Teilen - Google Patents

Abstract

Ein abgedichteter Luftfederbalg ist zwischen zwei gegeneinander abzufedernde Bauteile eingesetzt. Die Ausfederung des Balges wird durch ein mechanisches Sicherungsmittel begrenzt. Dieses Sicherungsmittel ist innerhalb des Luftfederbalges (11) durch ein bandförmiges Mittel (41) dargestellt. Dadurch sind die Befestigungsteile des Luftfederbalges (11) miteinander flexibel verbunden. Die maximal zulässige Ausfederung ist durch die maximal mögliche Streckung des bandförmigen Mittels (41) begrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder mit einem elastomeren Luftfederbalg, der an seinen beiden Enden durch Befestigungsteile abgedichtet ist, über die der Luftfederbalg einerseits mit einem stationären Teil und andererseits mit einem abzufedernden Teil verbunden ist, wobei die Ausfederung durch ein mechanisches Sicherungsmittel begrenzt ist.

Bei Nutzfahrzeugen bieten Luftfedern vorteilhaft bei Vollast als auch bei Leerlast gleiches Federungsverhalten. Die Luftfederbälge sind an beiden offenen Enden mittels Befestigungsteilen abgedichtet und über diese am Fahrzeug befestigt. Die mit den Befestigungsteilen zu einer Luftfeder komplettierten Luftfederbälge werden beispielsweise zwischen dem Fahrzeugrahmen und den Achsen eingebaut, wobei das obere Befestigungsteil am Fahrzeugrahmen und das bei einem Rollbalg als Luftfederbalg üblicherweise als Abrollkolben ausgebildete, untere Befestigungsteil mit seinem Boden an einem verlängerten Lenker der Achse befestigt sind.

Luftfedern werden auch für industrielle Anwendungen eingesetzt. Dabei können sie als Federelemente in der Schwingungsisolierung für Fundamente oder Laborböden und andere elastische Lagerungen eingesetzt werden.

Bei allen diesen Anwendungsfällen kann es notwendig sein, den Ausfederweg der Luftfeder zu begrenzen, damit keine unerwünschten Ausfederwege auftreten oder die Luftbälge nicht von ihren Befestigungsteilen abgezogen werden. Im Bereich der Nutzfahrzeuge ist es dabei bekannt, Luftfederachsen auf beiden Seiten neben den Luftfederbälgen mit einem Fangseil auszurüsten, welches vom Fahrgestell ausgehend unter dem Achskörper durchgeführt und wieder am Fahrgestell befestigt ist. Mit diesen bekannten Fangseilen wird der Ausfederweg der Luftfederbälge ungefedert begrenzt.

Aus der DE 41 26 998 C2 ist es bekannt, eine elastische Begrenzung des Ausfederweges einer Luftfederachse vorzunehmen. Dafür wird zwischen dem Fahrgestell und der Achse ein den Ausfederweg elastisch begrenzendes Federelement vorgeschlagen. Dieses elastisch begrenzende Federelement kann ein separater Luftfederbalg sein, der im Zusammenspiel mit einem von der Achse bewegbaren Gehäuse den Ausfederweg der tragenden Luftfederbälge begrenzt.

Die bekannten Vorrichtungen zur Abhebesicherung bzw. Begrenzung des Ausfederungsweges benötigen zusätzliche Bauteile und z. T. eine zusätzliche Bedienung. Für die Montage am Fahrzeug bzw. bei einer industriellen Anwendung ist an den abzufedernden Teilen ein separater Bauraum für die Abhebesicherung notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfeder zu schaffen, durch die eine Begrenzung des Ausfederweges bzw. ein Vermeiden des Abziehens des Luftfederbalges in einfacher Weise möglich ist.

Die Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Befestigungsteile innerhalb des Luftfederbalges über ein bandförmiges Mittel miteinander flexibel verbunden sind, und daß die maximal zulässige Ausfederung bzw. Auszugshöhe durch die maximal mögliche Streckung des bandförmigen Mittels begrenzt ist.

Die Flexibilität der über das integrierte, bandförmige Mittel realisierten Abhebesicherung wird in der Möglichkeit einer seitlichen Verschiebung der Befestigungsteile zueinander gesehen. Der Abstand der beiden Befestigungsteile zueinander wird durch die Längenabstimmung des Bandes eingestellt. Dabei wird vorteilhafterweise die maximale Ausfederhöhe eingestellt. Ein Einstellen der Luftfederhöhe ist genau möglich. Ein Einfedern ist weiterhin möglich, während bei einem Anheben des abgefederten Bauteils ein Abziehen des Luftfederbalges verhindert wird.

Die Abhebesicherung ist in dem von dem Luftfederbalg umschlossenen Raum gegenüber Verschmutzung und anderen atmosphärischen Einwirkungen geschützt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist von dem Luftfederhersteller ein kompaktes Aggregat lieferbar, das ohne zusätzlichen Aufwand, wie eine übliche Luftfeder, montierbar ist. Lediglich die Befestigungsteile der Luftfedern müssen zwischen die abzufedernden Bauteile montiert oder gestellt werden. Eine separate Montage und Justierung der Abhebesicherung entfällt. Der Bauraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist geringer, als bei einer Luftfedervorrichtung, die eine separate Abhebesicherung aufweist. Außerdem verhindert der zentrale Kraftangriff der Abhebesicherung die Einleitung von zusätzlichen Momenten in die abzufedernden Bauteile im Vergleich zum nichtzentralen Kraftangriff der bekannten, außerhalb des Luftfederbalges angeordneten Abhebesicherungen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Befestigungsteile gemäß Anspruch 2 auf ihren zum Luftfederinnenraum gerichtete Flächen bügelförmige Befestigungsansätze auf, an denen das bandförmige Mittel befestigt ist. Das bandförmige Mittel bleibt in der Normaleinfederung der Luftfeder locker um die Bügel geschlungen und kann sich seitlich bewegen. Die Bandform ermöglicht eine vollflächige Kraftübertragung auf die Befestigungsteile.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist das bandförmige Mittel mehrfach um die bügelförmigen Befestigungsansätze umgeschlagen und seine Enden zum Endlosmachen miteinander verbunden.

Diese Mehrfachumschlingung in Art eines Flaschenzuges ergibt eine gute Kraftaufteilung für jeden Umschlingungsbogen und eine gleichmäßigere Kraftverteilung, als es einzelne Bänder aufgrund der dann zu beachtenden Fertigungstoleranzen geben könnten.

In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind ein oder beide bügelförmige Befestigungsansätze federnd aufgehängt. Dadurch wird ein sanfteres Ansprechverhalten der Abhebesicherung erreicht.

Gemäß dem Merkmal in Anspruch 5 weist das bandförmige Mittei eine eigene Federwirkung auf, die somit in das Band integriert ist.

Anhand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung nachstehend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 im Schnitt eine Luftfeder mit einer integrierten Abhebesicherung in Form eines Umschlingungsbandes,

Fig. 2 eine modifizierte Ausführungsform der Ausbildung nach Fig. 1 mit einer zusätzlichen Federung der oberen Befestigungsvorrichtung für das Umschlingungsband.

Der in Fig. 1 dargestellte Luftfederbalg 11 ist als Toruskörper aus einer natürlichen oder synthetischen Kautschukmischung mit eingebetteten Festigkeitsträgern hergestellt. In seinen beiden Ringwulsten 12 und 13 ist jeweils ein Kernring 14 bzw. 15 eingebettet.

Der Luftfederbalg 11 ist zwischen zwei gegeneinander abgefederte Bauteile 16 und 17 eines Prüfstandes eingesetzt, wobei er mit seinen Wulsten 12 und 13 auf konischen Dichtsitzen 18 und 19 zweier Befestigungsteile 21 und 22 aufgeschoben ist und gegen diese abdichtet.

Der obere konische Dichtsitz 18 ist an einem ringförmigen Ansatz 20 des Befestigungsteiles 21 angeformt. Das Befestigungsteil 21 liegt von unten gegen das abzufedernde Bauteil 16, z. B. einen Betonblock an. Der untere konische Dichtsitz 19 ist auf einem zylindrischen Stützkörper 23 des unteren Befestigungsteiles 22 angebracht. Der Stützkörper 23 trägt einen metallischen Felgenring 27, gegen den sich der untere Ringwulst 13 des Federbalges 11 in druckdichter Verspannung von außen anlegt. Auf dem horizontal nach außen springenden Felgenhorn 31 liegt die äußere Ringfläche des Ringwulstes 19. Das Felgenhorn 31 ist an seinem Umfang abgerundet und wird von der Balgwand berührt.

Der Rollbalg 11 wird über nicht weiter dargestellte Mittel mit Druckluft von regelbarem Druck über den Druckmittelanschluß 32 im Stützkörper 23 beaufschlagt und führt die mit Abstandsänderungen der abzufedernden Bauteile 16 und 19 aufgezwungenen Federbewegungen durch Verkürzen und Verlängern der herabhängenden Rollfalte 33 aus.

Die obere Befestigungsplatte 21 weist innerhalb des ringförmigen Ansatzes 20 zwei mit Schrauben 35 befestigte Lagerböcke 36 auf, die eine horizontale Haltestange 37 tragen. Gegenüberliegend weist die Bodenplatte 38 des unteren Befestigungsteiles 22 einen angeschweißten Bügel 39 auf. Um die Haltestange 37 und den Bügel 39 ist in mehrfacher, flaschenzugartiger Anordnung ein bandförmiges Mittel in Form eines Begrenzungsbandes (Umschlingungsband) 41 geschlungen, dessen Enden miteinander durch hier nicht dargestellte Mittel fest verbunden sind. Die Umschlingung des Begrenzungsbandes 41 begrenzt eine vorgegebene Ausfederhöhe, wenn die Luftfeder unter Druck gesetzt wird und verhindert ein Abziehen des Luftfederbalges 11 von den Dichtsitzen 18 bzw. 19, wenn das obere Bauteil 16 abgehoben wird.

Das Begrenzungsband 41 besteht aus einem Polyestergewebe, das mit Polyurethan imprägniert ist. Dieses Begrenzungsband 41 ist leicht, weich und flexibel und zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit aus.

Die Ausgestaltung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, daß die Lagerböcke 36 für die horizontale Haltestange 37 auf senkrechten Befestigungsbolzen 43 gegen jeweils eine auf den Befestigungsbolzen 43 angeordnete Druckfeder 44 zum Balgzentrum verschiebbar sind. Die Lagerblöcke 36 sind federnd gegen das Befestigungsteil 21 beaufschlagt. Dadurch wird ein sanfteres Ansprechverhalten der Abhebesicherung erreicht.

Bezugszeichenliste

11

Luftfederbalg

12

Ringwulst

13

Ringwulst

14

Kernring

15

Kernring

16

Bauteil

17

Bauteil

18

Dichtsitz, konisch

19

Dichtsitz, konisch

20

ringförmiger Ansatz

21

Befestigungsteil, oben

22

Befestigungsteil, unten

23

zylindrischer Stützkörper

27

Felgenring

31

Felgenhorn

32

Druckmittelanschluß

33

Rollfalte

34

Gürtel

35

Schrauben

36

Lagerböcke

37

Haltestange

38

Bodenplatte

39

Bügel

40

Hebeband

41

bandförmiges Mittel (Begrenzungsband; Umschlingungsband)

43

Befestigungsbolzen

44

Druckfeder

Claims (5)

1. Luftfeder mit einem elastomeren Luftfederbalg, der an seinen beiden Enden durch Befestigungsteile abgedichtet ist, über die der Luftfederbalg einerseits mit einem stationären Bauteil und andererseits mit einem abzufedernden Bauteil verbunden ist, wobei die Ausfederung bzw. die Auszugshöhe durch ein mechanisches Sicherungsmittel begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsteile innerhalb des Luftfederbalges (11) über ein bandförmiges Mittel (41) miteinander flexibel verbunden sind, daß die maximal zulässige Ausfederung bzw. Auszugshöhe durch die maximal mögliche Streckung des bandförmigen Mittels (41) begrenzt ist.

2. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsteile (21, 22) auf ihren zum Luftfederinnenraum gerichteten Flächen bügelförmige Befestigungsansätze (36, 37, 39) aufweisen, an denen das bandförmige Mittel (41) befestigt ist.

3. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Mittel (41) mehrfach um die bügelförmigen Befestigungsansätze (36, 37, 39) umgeschlagen ist und seine Enden zum Endlosmachen miteinander verbunden sind.

4. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beide bügelförmigen Befestigungsansätze (36, 37) federnd aufgehängt sind.

5. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Mittel (41) eine eigene Federwirkung aufweist.