DE29510199U1 - Air suspension device for vehicle axles - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Luftfedervorrichtung für Fahrzeugachsen, bestehend aus einem Luftfederbalg, einem an einem achsseitigen Tragarm festgelegten Tauchkolben und einer fahrgestellseitigen Abschlußplatte mit zumindest zwei Durchgangslöchern zur Aufnahme von Gewindegliedern für ihre Verschraubung mit dem Fahrgestell.The invention relates to an air spring device for vehicle axles, consisting of an air spring bellows, a plunger piston fixed to an axle-side support arm and a chassis-side end plate with at least two through holes for receiving threaded members for screwing them to the chassis.
Bei bekannten Luftfedervorrichtungen für Fahrzeugachsen dieser Art, wie sie insbesondere für Lastkraftwagen und -anhänger verwendet werden, ist die fahrgestellseitige Abschlußplatte üblicherweise von einem ebenen Deckel gebildet, der an ein Befestigungsteil des Fahrgestells angeschraubt wird. Bei einer schnellen Wegnahme der Last vom Fahrzeug, insbesondere Lastkraftfahrzeug, oder einem Anheben des Fahrzeugs, wie bei einer Kran- oder Bahnverladung, wird die Schraubverbindung der Abschlußplatte mit dem Fahrgestell sehr stark beansprucht, weil das Fahrzeug in solchen Fällen ruckartig nach oben schießt und die Fahrzeugachse über den Luftfederbalg an der Abschlußplatte hängt, so daß durch das Gewicht der Achse die Schraubverbindung der Abschlußplatte mit dem Fahrgestell stark beansprucht wird und eine; Verformung der Abschlußplatte und Zerstörung der Verbindung mit dem Fahrgestell eintreten kann.In known air spring devices for vehicle axles of this type, as used in particular for trucks and trailers, the chassis-side end plate is usually formed by a flat cover that is screwed onto a fastening part of the chassis. If the load is quickly removed from the vehicle, in particular a truck, or the vehicle is lifted, as when loading by crane or rail, the screw connection of the end plate to the chassis is subjected to very high stress, because in such cases the vehicle suddenly shoots upwards and the vehicle axle hangs on the end plate via the air spring bellows, so that the screw connection of the end plate to the chassis is subjected to great stress by the weight of the axle and deformation of the end plate and destruction of the connection to the chassis can occur.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfedervorrichtung zu schaffen, bei der unter Vermeidung eines durch Erhöhung der Plattendicke vermehrten Materialverbrauchs für die Abschlußplatte diese eine so weit verbesserte Festigkeit erhält, daß die Beanspruchungen durch schnelle Wegnahme der Last vom Fahrzeug oder durch dessen Anheben von der Abschlußplatte ohne Verformung und Beeinträchtigung der Verbindung mit dem Fahrgestell aufgenommen werden können.The invention is based on the object of creating an air spring device in which, while avoiding increased material consumption by increasing the plate thickness, the end plate is given such improved strength that the stresses caused by quickly removing the load from the vehicle or by lifting it can be absorbed by the end plate without deformation and impairment of the connection to the chassis.
Ausgehend von einer Luftfedervorrichtung der eingangs angegebenen Art wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abschlußplatte mit aus ihrer Hauptebene ausgeprägten Versteifungssicken versehen ist und die Durchgangslöcher jeweils im Bereich einer Versteifungssicke angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung besitzt die Abschlußplatte ohne Erhöhung ihrer Dicke, allein durch die aus ihrer Hauptebene ausgeprägten Versteifungssicken, eine solche Festigkeit, daß unter den eingangs erwähnten Belastungsfällen eine nachteilige Verformung der Abschlußplatte vermieden und damit deren dauerhafte Schraubverbindung mit dem Fahrgestell gewährleistet ist.Starting from an air spring device of the type specified at the beginning, this object is achieved according to the invention in that the end plate is provided with stiffening beads protruding from its main plane and the through holes are each arranged in the area of a stiffening bead. In this design, the end plate, without increasing its thickness, has such strength, solely due to the stiffening beads protruding from its main plane, that under the load cases mentioned at the beginning, disadvantageous deformation of the end plate is avoided and its permanent screw connection to the chassis is thus ensured.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung schematisch veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigt:Further features and advantages of the invention emerge from the claims and the following description in conjunction with the drawing, in which two embodiments of the subject matter of the invention are schematically illustrated. In the drawing:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Luftfedervorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,Fig. 1 is a vertical section through an air spring device according to a first embodiment of the invention,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die bei der Luftfedervorrichtung gemäß Fig. 1 Verwendung findende fahrgestellseitige Abschlußplatte im noch nicht mit dem Luftfederbalg verbundenen Zustand,Fig. 2 is a plan view of the chassis-side end plate used in the air suspension device according to Fig. 1 in the state not yet connected to the air spring bellows,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2,Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. 2, Fig. 4 is a section along the line IV-IV of Fig. 2,
Fig. 5 eine Einzelheit V der Fig. 3, in gegenüber dieser vergrößertem Maßstab, undFig. 5 shows a detail V of Fig. 3, on an enlarged scale, and
Fig. 6 eine Darstellung der Abschlußplatte entsprechend Fig. 2 zur Veranschaulichung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels.Fig. 6 is a representation of the end plate corresponding to Fig. 2 to illustrate a modified embodiment.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 umfaßt die Luftfedervorrichtung für Fahrzeugachsen einen Luftfederbalg 1 kreisförmigen Querschnitts aus flexiblem Material, der an seinem oberen Rand einen Gummiring 2 mit Stahlkern aufweist, der von einem umgebördelten Rand 3 einer Abschlußplatte 4 eingefaßt ist, mittels welcher die Luftfedervorrichtung bzw. der Luftfederbalg 1 mit Hilfe zapfenförmiger Gewindeglieder 5 an der Unterseite eines geeigneten Befestigungsteils des Fahrgestells {nicht dargestellt) festgeschraubt wird. An seinem unteren Rand ist der Luftfederbalg 1 mit einer ringartigen Verdickung 6, wiederum mit Stahlkern, versehen, die der Festlegung des Luftfederbalgs 1 an einem Tauchkolben 7 dient, der die Luftfedervorrichtung vervollständigt. Hierzu ist die Randverdickung 6 von einer Halteplatte 8 randseitig übergriffen, die ihrerseits mittels einer sie durchsetzenden Zugstange 9 gegen die Randverdickung 6 und den Außenrand einer Oberwand 10 des Tauchkolbens 7 gespannt ist. Die Zugstange 9 dient gleichzeitig als Stützglied für einen Gummipuffer 11 im Inneren des Luftfederbalges 1. Die Festlegung erfolgt mittels einer Sicherungsmutter 12, die gegen den Boden 13 des Tauchkolbens 7 gespannt ist, der seinerseits einen solchen, kleineren Kreisquerschnitt als der Luftfederbalg 1 aufweist, daß er in diesen im normalen Federbetrieb eintaucht . Von der Zugstange 9 erstreckt sich über den Kolbenboden 13 hinaus nach unten ein Gewindebolzen 14 für eine Verschraubung mit einem (nicht dargestellten) Trag-According to the illustration in Fig. 1, the air spring device for vehicle axles comprises an air spring bellows 1 with a circular cross-section made of flexible material, which has a rubber ring 2 with a steel core on its upper edge, which is surrounded by a flanged edge 3 of a cover plate 4, by means of which the air spring device or the air spring bellows 1 is screwed to the underside of a suitable fastening part of the chassis (not shown) using pin-shaped threaded members 5. On its lower edge, the air spring bellows 1 is provided with a ring-like thickening 6, again with a steel core, which serves to secure the air spring bellows 1 to a plunger 7, which completes the air spring device. For this purpose, the edge thickening 6 is overlapped by a retaining plate 8, which in turn is tensioned against the edge thickening 6 and the outer edge of an upper wall 10 of the plunger piston 7 by means of a tension rod 9 passing through it. The tension rod 9 also serves as a support member for a rubber buffer 11 inside the air spring bellows 1. It is secured by means of a lock nut 12, which is tensioned against the base 13 of the plunger piston 7, which in turn has a smaller circular cross-section than the air spring bellows 1, so that it dips into it during normal spring operation. A threaded bolt 14 extends downwards from the tension rod 9 over the piston base 13 for screwing to a support (not shown).
arm, zum Beispiel Längslenker, der Luftfedervorrichtung, wobei dieser Tragarm in geeigneter Weise an der Fahrzeugachse (nicht dargestellt) befestigt ist.arm, for example a longitudinal control arm, of the air suspension device, whereby this support arm is suitably attached to the vehicle axle (not shown).
Die Abschlußplatte 4 aus Stahlblech mit einer Dicke von etwa 3 mm ist zur Erhöhung ihrer Festigkeit mit aus ihrer Hauptebene 15 in Richtung auf den Tauchkolben 7 ausgeprägten Verstexfungssicken 16 versehen. Zur Aufnahme der Gewindeglieder 5 sind Durchgangslöcher 17 in der Abschlußplatte 4 vorgesehen. Bei dem dargestellten Beispiel sind zwei Durchgangslöcher 17 nahe dem kreisförmigen Umfangsrand 3 der Abschlußplatte 4 angeordnet, der vor seiner T Verbindung mit dem Luftfederbalg 1, wie aus Fig. 3 ersichtlich, rechtwinklig aus der Hauptebene 15 der Abschlußplatte 4 nach unten abgewinkelt ist.The end plate 4 made of sheet steel with a thickness of approximately 3 mm is provided with interlocking beads 16 extending from its main plane 15 in the direction of the plunger 7 to increase its strength. Through holes 17 are provided in the end plate 4 to accommodate the threaded members 5. In the example shown, two through holes 17 are arranged near the circular peripheral edge 3 of the end plate 4, which is angled downwards at a right angle from the main plane 15 of the end plate 4 before its T connection with the air spring bellows 1, as can be seen from Fig. 3.
Die Durchgangslöcher 17 sind jeweils im Bereich einer Versteif ungssicke 16 angeordnet, die zusammen ein Muster von Einzelsicken 18 bilden, die jeweils strahlenförmig unter Einhaltung eines gegenseitigen Abstands in radialer Richtung von jedem ein Durchgangsloch 17 enthaltenden Sickenbereich 19 ausgehen. Die Einzelsicken 18 haben dabei einen dem Umfangsrand 3 entsprechenden bzw. angepaßten Verlauf, d.h. die äußeren Einzelsicken 18 sind konzentrisch zum Umfangsrand 3 angeordnet, während sie zur Mitte ■&Lgr; der Abschlußplatte 4 hin, unter Befolgung der durch den Umfangsrand 3 vorgegebenen Grundrichtung, eher schräggestellt sind.The through holes 17 are each arranged in the area of a stiffening bead 16, which together form a pattern of individual beads 18, each of which radiates out from each bead area 19 containing a through hole 17 while maintaining a mutual distance in the radial direction. The individual beads 18 have a course that corresponds to or is adapted to the peripheral edge 3, i.e. the outer individual beads 18 are arranged concentrically to the peripheral edge 3, while they are inclined towards the center of the end plate 4, following the basic direction specified by the peripheral edge 3.
Die beiden Durchgangslöcher 17 sind einander gegenüberliegend beidseits einer Durchmesserebene 2 0 angeordnet, die bei dem dargestellten Beispiel eine Symmetrieebene der Abschlußplatte 4 bildet. Im einzelnen ist die Anordnung der beiden Durchgangslöcher 17 mit geringem Abstand von und parallel zu einer die Durchmesserebene 20 mittig und rechtwinklig schneidenden Querebene 21 vorgenommen. Die von jedem Sickenbereich 19 ausgehenden Einzelsicken sind zur Durchmesserebene 20 hin und gegeneinandergerichtet undThe two through holes 17 are arranged opposite one another on both sides of a diameter plane 20, which in the example shown forms a plane of symmetry of the end plate 4. In detail, the arrangement of the two through holes 17 is carried out at a small distance from and parallel to a transverse plane 21 that intersects the diameter plane 20 centrally and at right angles. The individual beads emanating from each bead area 19 are directed towards the diameter plane 20 and against one another and
größtenteils, d.h. beti dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2 und 3 sämtlich, im Bereich der Durchmesserebene 20 miteinander vereinigt.for the most part, i.e. in the embodiment described here according to Figures 2 and 3 all of them, are united in the area of the diameter plane 20.
Die Versteifungssicken 16 bilden somit ein geschlossenes Ringmuster zum Randbereich der Abschlußplatte 4 hin, wobei deren mittlerer Bereich von Versteifungssicken 16 freigehalten ist. Dieser, von der Hauptebene 15 eingenommene Bereich gewährleistet eine entsprechend großflächige mittlere Anlage der Abschlußplatte 4 an einem Befestigungsteil des Fahrgestells für die Schraubverbindung.The stiffening beads 16 thus form a closed ring pattern towards the edge area of the end plate 4, with the middle area of the latter being kept free of stiffening beads 16. This area, taken up by the main plane 15, ensures a correspondingly large central contact of the end plate 4 with a fastening part of the chassis for the screw connection.
Zur Versorgung des Luftfederbalges 1 mit Luft ist in die Abschlußplatte 4 ferner ein Luftanschlußstutzen 22 eingeformt, dessen Wand 23 {Fig. 5) in Prägerichtung der Versteifungssicken 16 verläuft. Der Luftanschlußstutzen 22 ist aus der Hauptebene 15 ausgeprägt, die jedoch nur einen schmalen Ringbereich 24 (Fig. 2) einnimmt, der von einem vergrößerten Sickenbereich 25 zwischen den gegeneinandergerichteten Einzelsicken 18 umgeben ist.To supply the air spring bellows 1 with air, an air connection nozzle 22 is also formed in the end plate 4, the wall 23 (Fig. 5) of which runs in the direction of the stiffening beads 16. The air connection nozzle 22 is formed from the main plane 15, which, however, only occupies a narrow ring area 24 (Fig. 2) which is surrounded by an enlarged bead area 25 between the opposing individual beads 18.
Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2 und 3 die Einzelsicken 18 in der den Durchgangslöchern 17 gegenüberliegenden Hälfte der Abschlußplatte 4 durch eine Quersicke 26 symmetrisch beidseits der Durchmesserebene 20 und in der die Durchgangsöffnungen 17 enthaltenden unteren Hälfte der Abschlußplatte 4 durch den vergrößerten Sickenbereich 25 miteinander vereinigt sind, ist bei der aus Fig. 6 ersichtlichen abgewandelten Ausführungsform für eine im Durchmesser kleinere Luftfedervorrichtung die Anordnung so getroffen, daß die Einzelsicken 18 in der den Durchgangslöchern 17 gegenüberliegenden Hälfte der Abschlußplatte 4 von durchgehenden, zum Umfangsrand 3 konzentrischen bzw. angenähert konzentrischen Sickenbögen gebildet sind, während in der die Durchgangslöcher 17 enthaltenden Hälfte der Abschlußplatte 4 die äußeren Einzelsicken 18 ihrerseits die Form eines durchgehenden, zum Umfangsrand 3 konzentrischen Sickenbogens aufweisen, dieWhile in the embodiment according to Figures 2 and 3 the individual beads 18 in the half of the end plate 4 opposite the through holes 17 are united by a transverse bead 26 symmetrically on both sides of the diameter plane 20 and in the lower half of the end plate 4 containing the through holes 17 by the enlarged bead area 25, in the modified embodiment shown in Figure 6 for an air spring device with a smaller diameter the arrangement is such that the individual beads 18 in the half of the end plate 4 opposite the through holes 17 are formed by continuous bead arches that are concentric or approximately concentric with the peripheral edge 3, while in the half of the end plate 4 containing the through holes 17 the outer individual beads 18 in turn have the shape of a continuous bead arch that is concentric with the peripheral edge 3, which
inneren Einzelsicken 18 hingegen mit einem spitzen Winkel zur Querebene 21 gegetneinander gerichtet sind und mit geringem Abstand vor der Durchmesserebene 20 enden. In dem Bereich zwischen den Enden der inneren Einzelsicken 18 und dem äußeren Sickenbog:en ist bei diesem Beispiel der Luftanschlußstutzen 22 symmetrisch beidseits der Durchmesserebene 20 aus der Hauptebene 15 der Abschlußplatte 4 in Prägerichtung der Versteifungssicken 16 ausgeformt.inner individual beads 18, however, are directed towards each other at an acute angle to the transverse plane 21 and end at a small distance in front of the diameter plane 20. In the area between the ends of the inner individual beads 18 and the outer bead arch, in this example the air connection piece 22 is formed symmetrically on both sides of the diameter plane 20 from the main plane 15 of the end plate 4 in the embossing direction of the stiffening beads 16.
Die Versteifungssicken 16 können allgemein jedes geeignete Rinnenprofil aufweisen, zum Beispiel die Form eines abgerundeten V oder einer Hohlkehle, wie aus Fig. 4 ersichtlich. Für die jeweils ein Durchgangsloch 17 enthaltenden Sickenbereiche 19 ist hingegen ein Sickenprofil angezeigt, das, wie aus Fig. 3 ersichtlich, trogförmig mit einem ebenen Boden für eine satte Anlage des Kopfes 5a des jeweiligen Gewindegliedes 5 ausgebildet ist.The stiffening beads 16 can generally have any suitable channel profile, for example the shape of a rounded V or a hollow groove, as can be seen from Fig. 4. For the bead areas 19 each containing a through hole 17, however, a bead profile is indicated which, as can be seen from Fig. 3, is trough-shaped with a flat bottom for a snug fit of the head 5a of the respective threaded member 5.
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