DE202009005226U1

DE202009005226U1 - Air spring with sealant layer

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Publication number: DE202009005226U1
Application number: DE200920005226
Authority: DE
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2019-09-04

Abstract

Luftfederbalg aus elastomerem Material, der eine Arbeitskammer einer Luftfeder mindestens teilweise umschließt, wobei der Luftfederbalg unter Bildung einer Rollfalte an seinem einen Ende mit einem Luftfederkolben und an seinem anderen Ende mit einem Luftfederdeckel fest verbunden ist und auf der Außenseite des Luftfederkolbens abrollen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Luftfederbalg ein selbsttätiges Dichtmittel aufweist.An air spring bellows made of elastomeric material which at least partially surrounds a working chamber of an air spring, wherein the air spring bellows is firmly connected at its one end to an air spring piston and at its other end with an air spring cover and can roll on the outside of the air spring piston, characterized in that the wall of the air spring bellows has an automatic sealing means.

Description

Die Neuerung betrifft einen Luftfederbalg aus elastomerem Material, der eine Arbeitskammer einer Luftfeder mindestens teilweise umschließt, wobei der Luftfederbalg unter Bildung einer Rollfalte an seinem einen Ende mit einem Luftfederkolben und an seinem anderen Ende mit einem Luftfederdeckel fest verbunden ist und auf der Außenseite des Luftfederkolbens abrollen kann.The Innovation relates to an air spring bellows made of elastomeric material, which at least partially surrounds a working chamber of an air spring, wherein the air bag to form a rolled fold at its one End with an air spring piston and at the other end with a Air spring cover is firmly connected and on the outside of the air spring piston can roll.

Luftfederbälge, auch Rollbälge genannt, sind in der Regel mit Festigkeitsträgern verstärkt. Eine Art der Anordnung solcher Festigkeitsträger besteht darin, dass das elastomere Material des Luftfederbalgs über seine Wanddicke mehrere Lagen von Festigkeitsträgern, d. h. Fäden, Fasern oder Corde unterschiedlicher Materialen aufweist, die in einem Winkel zur Längsachse des Balges geneigt sind. Ein Rollbalg wird zunächst als zylindrischer Körper aus mehreren Gummilagen und Lagen von – teilweise gummierten – Festigkeitsträgern so konfektioniert, d. h. zusammengebaut, dass ein Schlauch mit ggf. mehreren im Gummi eingebundenen Lagen von Festigkeitsträgern entsteht.air suspension bellows, also called rolling bellows, are usually with reinforcements strengthened. A type of arrangement of such strength is that the elastomeric material of Luftfederbalgs over its wall thickness several layers of reinforcements, d. H. Threads, fibers or cords of different materials which is at an angle to the longitudinal axis of the bellows are inclined. A rolling bellows is initially as cylindrical Body of several rubber layers and layers of - partially rubberized - Reinforcements made up, d. H. Assembled a hose with possibly several in the rubber integrated layers of reinforcements arises.

Luftfedern, die zwischen Fahrwerk und Karosserie eingespannt sind und die einen Luftfederbalg aufweisen, der wiederum zwischen einem üblicherweise karosserieseitigen Luftfederdeckel und einem fahrwerkseitigen Abrollkolben befestigt sind, kennt der Fachmann in einer Vielzahl von Ausführungen. Die Luftfeder steht im Betrieb unter einem inneren Überdruck. Der Luftfederbalg rollt unter Last und bei Federbewegungen unter Bildung einer Rollfalte auf der Außenkontur eines konzentrischen Bauteiles ab, üblicherweise auf dem Luftfederkolben/Abrollkolben. Eine derartige Luftfeder wird häufig in Straßen- oder Schienenfahrzeugen eingesetzt, um eine komfortable Federung zu erreichen.Air springs, which are clamped between chassis and body and the one Have air bellows, which in turn between a usually Body-side air spring cover and a chassis-side rolling piston are fixed, knows the expert in a variety of designs. The air spring is in operation under an internal overpressure. The air spring bellows rolls under load and under spring movements Forming a rolled fold on the outer contour of a concentric From components, usually on the air spring piston / rolling piston. Such air spring is often used in road or Rail vehicles used to achieve a comfortable suspension.

Dabei existieren sowohl Luftfedern, bei denen der Luftfederbalg nur einseitig eine Rollfalte bildet, nämlich in der Regel auf dem Abrollkolben, als auch Luftfedern, bei denen der Rollbalg unter Bildung einer beidseitigen (Roll-)Falte zwischen Luftfederdeckel und Abrollkolben eingespannt ist. Luftfedern mit einseitiger Rollfalte sind oft in Pkw zu finden, während die oft größeren und tragfähigeren Luftfedern mit beidseitiger Rollfalte eher in LKW und Schienenfahrzeuge eingebaut werden.there exist both air springs, in which the air bag only on one side forms a rolled fold, namely usually on the rolling piston, as well as air springs, where the rolling bellows to form a two-sided (rolling) fold between air spring cover and rolling piston is clamped. Air springs with unilateral roll folds are often in Passenger cars, while often larger and more sustainable air springs with double folds on both sides rather be installed in trucks and rail vehicles.

Um bei dünneren Rollbälgen eine genügende Tragfähigkeit des Gesamtsystems zu erreichen, werden die Rollbälge bzw. die Luftfedern oder -dämpfer oft mit so genannten Außenführungen zu versehen, nämlich mit einer den Rollbalg umgebenden rohrförmigen Hülse als „Stützkorsett” oder Stützkörper. So lässt sich beispielsweise ein dünner Rollbalg mit einer dünnen Leichtmetallhülse als Stützkörper auf hohe Innendrücke und damit hohe Tragfähigkeiten optimieren. Die Außenführungen sind dabei so ausgebildet und angeordnet, dass der Rollbalg einerseits an der Außenseite des Abrollkolben und andererseits an der Innenoberfläche der Außenführung abrollen kann.Around with thinner roller bellows a sufficient To achieve sustainability of the overall system, the Rolling bellows or the air springs or dampers often to be provided with so-called outer guides, namely with a tubular sleeve surrounding the rolling bellows as a "support corset" or support body. Thus, for example, a thin rolling bellows with a thin light metal sleeve as a support body high internal pressures and thus high load capacities optimize. The outer guides are designed in this case and arranged that the rolling bellows on the one hand on the outside the rolling piston and on the other hand on the inner surface the outer guide can roll.

Die zugehörige Luftversorgungsanlage besteht im wesentlichen aus einem Verdichter, einem Speicher, einem oder mehreren regenerierbaren Trocknern, sowie weiteren schaltbaren oder festeingestellten pneumatischen Steuerelementen.The associated air supply system consists essentially from a compressor, a storage, one or more regenerable dryers, as well as other switchable or fixed pneumatic Controls.

Im oft rauen Betrieb solcher Luftfedern können trotz eines Schutzes durch entsprechend ausgebildete Faltenbälge kleine Fremdkörper wie Steine, Rollsplitt o. ä. an die Außenoberfläche der Rollbälge oder gar zwischen Rollbalg und Außenführung gelangen und die Außenoberfläche der Rollbälge beschädigen. Kommt es dabei zu Leckagen oder kleinen Löchern im Luftfederbalg, wird die Funktion der Luftfederung außer Kraft gesetzt.in the often rough operation of such air springs can despite a Protection by appropriately trained bellows small Foreign bodies such as stones, chippings or the like to the External surface of the rolling bellows or even between the bellows and the outer guide and damage the outer surface of the rolling bellows. If it comes to leaks or small holes in the air bag, the function of the air suspension is overridden.

Für die Neuerung bestand daher die Aufgabe, solche evtl. entstehenden Leckagen zu verhindern und den Betrieb der Luftfeder weiter sicher zu stellen. Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen vorhanden.For the innovation was therefore the task of such possibly arising To prevent leaks and the operation of the air spring continue safe to deliver. The task is solved by the characteristics of the Main claim. Advantageous developments are in the dependent claims available.

Dabei weist die Wandung des Luftfederbalgs selbsttätiges Dichtmittel auf. Dieses selbsttätige Dichtmittel kann ein niedrigviskoses und quasi-flüssiges Gel sein oder aber auch eine hochviskose Gummimischung. Beide Substanzen besitzen die Eigenschaft, eine lang anhaltende Klebrigkeit und Fließfähigkeit mit geringer Bewegung in einer begrenzten Strukturmatrix und Luftdichtigkeit miteinander zu verbinden.there the wall of the air spring bellows has automatic sealing means on. This automatic sealant may be a low viscosity and quasi-liquid gel or else a highly viscous gel Rubber compound. Both substances have the property of being long lasting stickiness and flowability with low movement in a limited structure matrix and airtightness to connect with each other.

Der Einsatz solcher Dichtmittel ist bisher nur im Bereich von Fahrzeugreifen bekannt, nicht aber bei den mit wesentlich höherem Druck und wesentlich mit ausgeprägteren Bewegungen arbeitenden Rollbälgen von Luftfedern.Of the Use of such sealant is previously only in the field of vehicle tires known, but not at the much higher pressure and much more pronouncedly moving rolling bellows of air springs.

Bei Dichtmittels muss in der Anwendung bei einer Luftfeder ein Kompromiss zwischen zwei Eigenschaften geschlossen werden, die dieses Mittel mitbringen muss: Es muss im Betrieb dort verbleiben, wo es vermutlich später abdichten soll (Ortsfestigkeit) und es muss niedrigviskos genug sein um sich über einer Leckagestelle luftdicht schließen zu können, damit ein selbsttätiges Abdichten von Beschädigungen, die von durchstechenden oder durchbohrenden Gegenständen verursacht wurden, erreicht und ein Luftverlust durch die entstehende Leckage verhindert wird.at Sealant must be a compromise when applied to an air spring be closed between two properties that bring this means must: It must remain in operation there, where it probably later should seal (local strength) and it must be low viscosity enough to be airtight over a leakage point to allow for an automatic sealing of Damage from piercing or piercing Objects were caused, and a loss of air is prevented by the resulting leakage.

Ebenso wie bei der vorteilhaften Ausbildung des Dichtmittels als hochviskose Gummimischung, kann man bei der vorteilhaften Ausbildung des Dichtmittels als Gel auf verschiedene Dichtmittel aus dem Bereich der Fahrzeugreifens zurückgreifen und unter entsprechender Anpassung auch für Luftfedern verwenden, beispielsweise beim Gel auf ein 2-Komponenten-Dichtmittel aus Isocyanat und Polyol, die bei Vereinigung zu einem Polyurethan-Gel ausreagieren.As well as in the advantageous embodiment of the sealant as a highly viscous rubber compound, one can fall back in the advantageous embodiment of the sealant as a gel on various sealants from the field of vehicle tires and use with appropriate adjustment for air springs, such as gel on a 2-component sealant of isocyanate and polyol, the when combined to a polyurethane gel ausreagieren.

Unter einem Gel versteht man allgemein ein relativ formbeständiges, jedoch leicht (reversibel) deformierbares wenigstens zweikomponentiges System, bei dem ein in einem kohärenten räumlichen Netzwerk aus Haupt- oder Nebenvalenzkräften angeordneter fester Stoff von einem flüssigen Dispersionsmittel durchdrungen ist (siehe Römpp, Chemie-Lexikon, Thieme Verlag 1995 zu ”Gele” ). Im Falle der Polyurethan-Gele kann das Dispersionsmittel Wasser sein, man spricht dann von Hydrogelen.A gel is generally understood to mean a relatively dimensionally stable, but easily (reversibly) deformable, at least two-component system in which a solid material arranged in a coherent spatial network of major or minor valences is permeated by a liquid dispersant (see Römpp, Chemie-Lexikon, Thieme Verlag 1995 to "Gele" ). In the case of polyurethane gels, the dispersant may be water, then it is called hydrogels.

Bei einem solchen Gel als niedrigviskoses und quasi-flüssiges Dichtmittel lassen sich für die Phase der Polyurethanbildung Viskosität und Standzeiten besonders gut einstellen, so dass das selbstdichtende Mittel optimal in den Luftfederbalg eingebracht, bzw. auf diesen aufgebracht werden kann.at such a gel as a low-viscosity and quasi-liquid Sealants can be used for the polyurethane formation phase Adjust viscosity and service life particularly well, so that the self-sealing agent is optimally placed in the bellows, or can be applied to these.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass das Dichtmittel auf der Innenseite der Balgwandung aufgebracht ist. Dies vereinfacht die Herstellung eines solchen selbstdichtenden Luftfederbalges.A Another advantageous development is that the sealant is applied on the inside of the Balgwandung. This simplifies the Production of such a self-sealing air spring bellows.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass das Dichtmittel auf als innenliegende Schicht innerhalb der Balgwandung eingebaut ist. Damit vermeidet man, dass sich während des normalen Betriebes einer Luftfederungsanlage ein in der Luftfeder aufgetragenes quasi-flüssiges Dichtmittel in der Luftversorgung verteilt und Ventile, Leitungen und Geräte oder bei Rollbewegungen des – engen – Faltenbereiches Dichtmittels abgerieben wird.A Another advantageous development is that the sealant built on as an internal layer within the Balgwandung is. This avoids that during the normal Operation of an air suspension system applied in the air spring distributed quasi-liquid sealant in the air supply and valves, pipes and equipment or during roll movements of the - narrow - fold area of sealant rubbed off becomes.

Befestigungen für Rollbälge sind üblicherweise als am Umfang des Rollbalges wirkende Klemmungen ausgebildet oder erfolgen durch Spannringe, die um den Rollbalg herum gelegt werden und die Balgwand auf der Oberfläche des jeweiligen Anschlussteiles, d. h. am Luftfederdeckel oder am Abrollkolben festklemmen. Zur Verbesserung der Klemmwirkung können die Spannringe oder die Balgenden besondere Profilgestaltungen aufweisen. Auch sind Befestigungen in Form von Bördelungen bekannt, bei denen der Balg ggf. mit einem endseitigen Kerndraht versehen sein kann und/oder auch mit verstärkten Verdickungen, die nach dem Fertigstellen der Verbindung von der Bördelkante umfasst werden. Insgesamt liegt den Verbindungen zwischen Luftfederbälgen/Rollbälgen und Luftfederkolben oder Luftfederdeckel die Problematik zu Grunde, dass unter allen Betriebszuständen eine ausreichende Dichtigkeit gewährleistet werden muss.fortification for rolling bellows are commonly called trained or made on the circumference of the rolling bellows acting clamps through clamping rings that are placed around the rolling bellows and the bellows wall on the surface of the respective connector part, d. H. Clamp on the air spring cover or on the rolling piston. For improvement the clamping effect, the clamping rings or Balgenden have special profile designs. Also are fixings known in the form of flanges, in which the bellows, if appropriate can be provided with an end core wire and / or also with reinforced thickening after completion of the Connection be covered by the flanged edge. All in all lies the connections between air bellows / rolling bellows and air spring piston or air spring cover based on the problem, that under all operating conditions sufficient tightness must be guaranteed.

Eine Dichtigkeit bei großer Kälte ist ebenso zu gewährleisten wie bei starken Roll- und Wankbewegungen.A Tightness in the cold is also to be ensured as with strong rolling and rolling movements.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der neuerungsgemäßen Luftfeder entschärft diese Problematik dadurch, dass das Dichtmittel im Klemmbereich des Luftfederbalges, vorgesehen ist. Dabei kann das Dichtmittel auf der Innenseite des Luftfederbalges, auf dessen Außenseite oder auch innerhalb der Wandung angeordnet sein. Damit werden Undichtigkeiten in aller Regel vollkommen beseitigt.A further advantageous development of the innovation Air spring defuses this problem by the fact that Sealant in the clamping area of the air spring bellows, is provided. In this case, the sealant on the inside of the air spring bellows, arranged on the outside or inside the wall be. As a rule, leaks are completely eliminated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- Römpp, Chemie-Lexikon, Thieme Verlag 1995 to "Gels" [0013]

Claims

An air spring bellows made of elastomeric material which at least partially surrounds a working chamber of an air spring, wherein the air spring bellows is firmly connected at its one end to an air spring piston and at its other end with an air spring cover and can roll on the outside of the air spring piston, characterized in that the wall of the air spring bellows has an automatic sealing means.

Air spring bellows according to claim 1, wherein the sealing means a gel is.

Air spring bellows according to claim 1, wherein the sealing means is designed as a highly viscous rubber compound.

Air spring bellows according to one of claims 1 to 3, where the sealant on the inside of the Balgwandung is applied.

Air spring bellows according to one of claims 1 to 3, in which the sealant on as internal layer within the bellows wall is installed.

Air spring bellows according to one of claims 1 to 5, in which the sealant in the clamping area of the air spring bellows is provided.