DE8524633U1

DE8524633U1 - Luftfeder mit pneumatischen Anschluß

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Publication number: DE8524633U1
Application number: DE8524633U
Authority: DE
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1984-10-09
Filing date: 1985-08-28
Publication date: 1985-10-31
Also published as: BR6501170U; EP0178245B1; ES288649Y; EP0178245A2; JPS6167433U; ES288649U; US4621796A; EP0178245A3; CA1243697A; FR2571459A3; FR2571459B3

Description

The Goodyear Tire & Rubber Company 1144 East Market Street, Akron,0h'io 44316-0001 V.St.A.

Luftfeder mit pneumatischem Anschluß

Die Erfindung besieht sich auf eine Luftfeder und insbesondere auf Luftfedern mit starren Kunststoffbauteilen. Die Luftfeder ist eine pneutmatische Hülle die Lasten tragen, Stöße aufnehmen und Schwingungen dämpfen kann bei einer Vielzahl von industriellen und Fahrzeugbeanspruchungen, wofür bisher hydraulische Zylinder und Stahlfedern eingesetzt wurden. Die Luftfeder benutzt ein Paar von starren,luftdichten Anschlußbauteilen zusmmen mit einem luftundurchlässigem aus Gummi oder Textilmaterial hoher Festigkei-h gefertigten Glied, das an den Bauteilen befestigt wird und mit ihnen eine pneumatische Arbeitskammer bildet. Die Die Form des flexiblen Gliedes kann gerade und etwa rohrförmig sein, das im allgemeinen als Muffe oder Rollfeder bezeichnet wird. Alternativ kann das flexible Glied fertig in eingerollter Form ausgebildet werden, das als Luftfederbalg bezeich^ net wird. Die Anschlußbauteile der Luftfeder dienen dazu,zwei Teile einer Vorrichtung mitteinander zu verbinden, in der die gewünschte Wirkung der Luftfeder auftreten soll. Diese Wirkung kann eine S chwingungs dämpfung oder die Betätigung zwischen zwei Teilen der Vorrichtung sein.

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i Die Anschlußbauteile sind also Bauteile, die in konven^ tioneller. Weise aus Metall hergestellt wurden. Metällbauteile werden üblicherweise in Rohform gegossen und anschließend in ihre endgültige Form auf Werkzeügmä-5 schinen fertig bearbeitet. Die panabhebende Bearbeitung legt winzige Poren im Gußmaterial frei, durch die Luftkanäle durch die Metallteile hindurch gebildet werden, die zu Luftverlusten im Betrieb der Luftfeder führen. Um diese Nachteile zu vermeiden wurden.hgch-1 10 feste Kunststoffe und afinierte Kunststofflegierungen jj für solche Anschlußbauteile von Luftfedern eingeführt.

I / \ Die starren Kunststoffteile sind leicht, dauerhaft

I und nicht porös. Diese Vorteile der Anschlußbauteile

I aus Kunststoff konnten jedoch nicht genutzt werden,

I 15 weil geeigneteJMöglichkeiten fehlten, um das pneumatijj sehe System mit dem Hohlraum der Luftfeder zu verbinden.

I Diese Verbindung kann durch einen der starren Anschluß-

X bauteile hindurch geführt werden. Eine übliche Art die

I pneutmatische Quelle mit der Luftfeder zu verbinden,

1 20 bestand darin, eiine Bohrung durch den Kunststoffan-

I Schlußbauteil hindurch in konischer Form oder mit einem

I Rohrgewinde vorzusehen, in die eine mit Gewinde versehe-

I ne Kupplung mit ausreichend hohem Drehmoment einge-

I schraubt wird, um eine Abdichtung zwischen Verbindungs-

I (J 25 stück und Anschlußbauteil zu erreichen.

Verschiedene Probleme sind einem solchen Anschlußverfahren eigen und bei ihm chronisch: (1) sich kreuzende Gewindegänge der Kupplung mit dem Anschlußbauteil, wo-

30 durch sich Luftleckagen ergeben; (2) zu starkes Anziehen der Kupplung beim Einschrauben in das Anschlußbauteil·, so daß im starren Anschlußbauteil Risse auftreten und die Unversehrtheit der Baueinheit nicht mehr gewährleistet ist. Wenn der Kupplungskörper eine Stan-

35 dard Messing Armatur NPTF ist, wirken die Messinggewin-

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lL degänge als Schneidkanten, die die ursprünglich vor-

Ji gesehenen Kunststoff gewindegänge zerstören_t

* Das Problem von Luftleckagen in Metal!anordnungen bei

5 Luftfedern wurde erkannt und weitgehend dadurch gelöst^

daß mit Gewinde verseheneKupplungen benutzt werden,

% die in starre metallische Teile der Luftfedern einge-

Jf schraubt wurden. Diese Kupplungen erwiesen sich für

,1 Luftfedern mit starrem KunstätöffänsChluSteil als völlig

; ¹⁰ ungeeignet und die Industrie hat bisher keine Lösung

des Problems gefunden. Es wurde jedoch erkannt,daß es !■ ( ) erforderlich sei, eine Luftfeder und ein Verfahren

I zum Aufbau einer Luftfeder zu schaffen, bei dem eine

I Kupplung verwendet wird, die leicht in das Kunststoff-

¹^ anschlv;3teil eingsetzt werden kann, ohne daß eine mit Gewinde versehene Anschlußhülse benutzt werden muß . Die Leitung oder das Rohr zur Verbindung der Luftfeder mit der Pneumatikquelle sollte zur Herstellung der Verbindung in das Kupplungsstück einsteckbar sein und da-20 mit mechanisch fest verbunden und sicher abgedichtet sein. Der Erfindung liegt daher die Auigabe zugrunde eine Luftfeder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ge-

% nannten Art zu schaffen, die eine eingebaute Kupplung

'^: aufweist, die es ermöglicht, daß das pneumatische

I^ ²⁵ Rohr vertikal in den Luftfederkörper hineingedrückt I werden kann fwobei gleichzeitig eine zuverlässige Abdichtung und eine positive Verriegelung des Rohres in der Luftfeder erreicht wird. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 /gelöst. Ein 30 Merkmal der Erfindung ist eine Luftfeder, die eine einstückige Kupplung aufweist, die in einer öffnung im starren Glied der Luftfeder eingebettet ist, wobei die Kupplung einen Ring aufweist, der abdichtend in der öffnung angeordnet ist, und eine Ringhülse mit einer 35 Vielzahl von Klauen vorgesehen ist, die die Fluidleij Xj genannten Merkmal

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tung aufnimmt und die Leitung in den Klauen sicher festhält, wobei ein O-Ring abdichtend in der Öffnung angeordnet ist, der die Außenfläche der Fluidleitung abdichtet. Der Ring besitzt einen konischen Teil, um die Klauen der Klammer fest gegen die Außenfläche der Fluidleitung zu pressen. Diese Ausbildung der Kupplung vermeidet das bei früheren Kupplungen von Luftfedern mit starren Kunststoffbauteilen zur Herstellung der pneumatischen Verbindung auftretende Problem, sich kreuzender Gewinde zu geringem oder zu starken Anziehens der Kupplung. Der Vorteil der Erfindung kann durch Benutzung einer Luftfeder mit mindestens einem starren Kunststoffglied genutzt werden, die folgende Teile aufweist:

ein oberes Anschlußteil;

ein unteres Anschlußteil im Abstand vom oberen Anschlußteil;

eine flexible gasdichte Membran, die abdichtend mit dem oberen und unteren Anschlußteil verbunden ist, so daß ein Hohlraum ausgebildet wird, wobei mindestens einer der Anschlußbauteile aus Kunststoff hergestellt ist und eine Durchgangsöffnung aufweist, die mit dem Hohlraum verbunden ist; eine Kupplung mit einer ringförmigen Hülse mit einer Vielzahl von Klauen, die eine Fluidleitung aufnehmen kann, die sich in der Öffnung befindet, und mit einem Ring, der einen konischen Teil aufweist, um die Klauen der ringförmigen Hülse radial nach innen zu drücken, so daß sie an die Fluidleitung angedrückt werden, und der Ring die Hülse umgibt und abdichtend in der Öffnung aufgenommen wird und mit Mitteln versehen ist um eine Abdichtung zwischen der FItH dleitung und der Öffnung zu bilden.

Der KuhststoffänschlUßteil kann jedem geeigneten aumier-

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-δ-ten oder nicht armierten thermoplastischem oder wärmehärtbaren synthetischem polymeren Kunstharz geformt

werden, aeformt werden, der ein zähes starres Konstruk-

teil
tions ergibt.

Weitere Zwecke,Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße ^ Luftfeder ;

Fig.2. eine vergrößerte Teilansicht des unteren Teils der Feder nach Fig.1;

Fig.3 eine Ansicht der auseinander genommenen Kupplung nach den Fig. 1 und 2.

Die in Fig.1 gezeigte Luftfeder ist mit 10 bezeichnet. Sie^aus zwei starren Anschlußbauteilen 12 und 14 zusammengesetzt, die mit Abstand von einander angeordnet sind. Die besondere, in Fig.1 gezeigte Ausführung be- _r steht aus einer hülsenförmigen Rollluftfeder, die ein

starres Anschlußbauteil 12 in Form eines Kolbens benuhzt . Das obere Anschlußbauteil 14 und der Kolben 12 sind starre Komponenten der Luftfeder 10, die von außen an der Vorrichtung (nicht gezeigt) innerhalb öle Luftfeder arbeitet, befestigt sind. Eine luftdichte Membran

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° 16 ist abdichtend am Kolben 12 und am Anschlußbauteil 14 befestigt,um einen Arbeitshohlraum 18 zu bilden. Die Membran 16 kann eine beliebige geeignete Form aufweisen, üblich ist eine gegossene Balgform oder die im ällgeitteinnen rohrförmige Form/Wie sie in Fig.1 gezeigt

ist. Das flexible Glied 16 ist abdichtend an den An-

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-δ-Schlußbauteilen der Luftfeder 10 durch geeignete Mittel einschließlich gesenkgeschmiede^ter Ringe 20 und 22 befestigt.

Alternativ kann die flexible Membran 16 angformte Wülste ähnlich denen bei Fahrzeugreifen aufweisen, wobei die Wulstringe in geeignet ausgebildete Teile der Anschlußbauteile 12 und 14 eingreifen.

Um Arbeiten zu können, muß die Luftfeder 10 einen Kanal

durch eine der starren Anschlußbauteile 12 bzw. 14 in den /-■\ Hohlraum 18 aufweisen, um den Luftdruck nach Bedarf

während des Einbaus und des Betriebes ändern zu können. Die Fig.1 und 2 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Luftkanal von einer Öffnung 24 gebildet wird, die eine Vielzahl von Schultern 41,43,45 und 47 in der öffnung aufweist, die von einer Seite von axial konzentrischen Bohrungen 40,42, j 44,46 und 48 gebildet werden, die sich vom äußeren Teil

des Kolbens 12 zur inneren Oberfläche erstrecken und mit dem Hohlraum 18 in Verbindung stehen. Die Bohrung 40 mit dem größten Durchmesser befindet sich an der ] äußeren Fläche und die Bohrung 48 mit dem kleinsten

Durchmesser schließt direkt an den Hohlraum 18 an.

( ·' 25 In der öffnung 24 ist eine geeignete Kupplung 26 angeordnet, die in FIg, 3 in auseinanderbögezogener Darstellung gezeigt ist. Die Kupplung 26 besteht aus zumindest drei koaxialen Teilen. Davon ist einer ein Ring 30, der abdichtend in den Bohrungen 40 und 42 der öffnung angeordnet ist. Der Ring 30 besitzt wahlweise einen Flansch 31 der im Durchmesser der Bohrung 40 entspricht. Eine Ringhülse 32 paßt koaxial in den Ring 30 und weist eine Mehrzahl von Klauen 33 auf, die zwischen sich das Rohr 28 aufnehmen.Die Ringhülse 32 zentriert das Rohr in der Kupplung 24. Die Klauen 33 sind Teile der Ringhülse 32 und halten das Rohr 28

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innerhalb der Kupplung 24 fest„ Die Ringhülse 32 kann

sich über einen kurzen Weg innerhalb des Ringes 30 verschieben . Der Ring 30 ist mit einem konischen Teil « 34 versehen, der zur inneren Oberfläche der Öffnung hin

gewendet ist, um die Klauen zusammenzudrücken, wenn die t

Ringhülse 33 sich axial nach außen bewegt. Die Kupplung

muß auch Mittel aufweisen, um gegen das Rohr abzudich-

ί ten. Ein solches Mittel ist in Fig.2 als O-Ring 36 ge-

<·' zeigt, der einen geringfügig kleineren inneren Durch-

f 10 messer als der äußere Durchmesser des Rohres aufweist.

Die Kupplung wird mit dem Rohr 28 dadurch verbunden,

• /A daß das Rohr 28 einfach durch die Öffnung der Ringhülse

S 32 hindurchgestoßen wird. Wenn sich das Rohr mehr und

(i*. mehr nach innen bewegt, drückt es die Klauen 33 ausei-

nander und bewegt sich axial weiter durch die Öffnung hindurch, bis es auf der Schulter 47 aufsitzt, die so bemessen ist, daß ihre mittlere Ringstärke etwa der Stärke der Ro.hrwandung entspricht. Der O-Ring 38 umfaßt die Außen_wand des Rohres,um eine luftdichte Abdichtung zu bilden. Wenn das Rohr mit Luftdruck beaufschlagt wird, so tritt eine Kraft auf, die bestrebt

' ist, das Rohr aus der Kupplung hinaus zu drücken. Die

Klauen 33 werden jedoch durch den konischen Teil 34 des Ringes 30 verstärkt gegen die Außenwand des Rohres angedrückt, so daß sie das Rohr 28 positiv verankern.

Diese Verankerung wird durch den radial nach innen durch ' den konischen Teil 34 des Ringes 30 auf die Klauen 33

ausgeübten Druck bewirkt.

Wenn das Rohr 28 sich unter dem Druck der Luft nach außen bewegen will, verstärkt sich der Anpressdruck zunehmend.

Die in den Fig. 1 -3 gezeigte Kupplung ist zwar eine bevorzugte Ausführung, es können jedoch auch andere Küpplungsbaualrten verwendet werden, sofefn die Kupplung

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im starren Änschlüßbäüteil der Luftfeder durch Mittel

verankert wird, die kein Gewinde im Kunststoffärischlußbauteil erfordern. Beim Äüsführüngsbeispiel nach Fig.

2 wird der Ring 30 mit Druck in den Kuhststoffkolben 12 hineingepresst. Dieser Ring 30 ist wahlweise mit

ringförmigen Riffelungen 35 versehen, wodurch sich verstärkte Haltekräfte und eine größere Dichtfläche ergeben. Wenn es auch bevorzugt wird, daß der Kupplungs-

nisch bearbeitete öffnung hineingepresst wird, so ist es doch einleuchtend, daß die Kupplung bei geeigneter Γ , Materialauswahl in das Kunststoffanschlußbauteil beim

Gießen dieses Teils mit eingegossen werden kann. Hierbei "wäre darauf zu achten, daß die Wärmedehpngskoeffzienten Jes Kupplungsmaterials und des Mcterials des

Anschlußbauteils 50 zueinander passen, daß die Luftabdichtung an der Außenseite der Kupplung unter dem Einfluß wechselnder Temperaturen und der dabei auftretenden ungleichen Dehiungen der beiden aufeinander berührenden Flächen nicht aufgehoben wird.

Die in Fig. 2 und 3 gezeigte Kupplung wird für die vorliegende Erfindung bevorzugt, andere Kupplungen ohne Gewinde zur Halterung der Kupplung im Anschlußv 25 bauteil können jedoch vorgesehen werden. Die US-PS'η

3 909 046,3 653 689 und 3 999 783 zeigen andere Ausbildungsformen solcher Kupplungen, die brauchbar 'wären und diese Druckschrißhen werden hiermit berücksichtigt.

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Zur Verdeutlichung ist die Kupplung in den Fig. 2 und im Kolben 12 angeordnet. Es ist jedoch einleuchtend, daß die Kupplung auch in zweckmäßiger Weise im oberen Anschlußbauteil 14 oder einem anderen starren Bauteil, durch das ein Zugang zum Arbeitshohlraum 1 8 bewirkt wird, vorgesehen werden kann.

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Luftfedern mit Kunststoffbauteilen und einer Kupplung , gemäß'der Erfindung Werden zweckmäßig bei verschiedenen Lüftfederanordnüngen verwendet, wie. Z.B. zur Stoßdämpfung/ Schwingungsdämpfung/ Lastabstützung und bei verschiedenen anderen Betätigungs- und Ausrichtungseinrichtungen. Die Verwendung von Kupplungen, die keine Gewindepaßflächen oder -einsätze benötigen, schalten das frühere Problem aus, das sich durch Abschälen des Gewindes oder durch Platzen des starren Anschlußbau-'lO teils infolge zu starken Anziehens der mit Gewinde

versehenen Kupplung ergab. Außerdem wird kein zuj , sätzliches Dichtungsmittel wie Teflon TM-Band oder

Dichtungsmasse benötigt, da kein Gewinde bei der Erfindung verwendet wird.

Im Vergleich zu Standard NPTF Verbindern, sind die erfindungsgemäßen Verbinder wesentlich leichter und bei einer bevorzugten Anordnung kann sich das Rohr mit seiner Halterung drehen. Verdrehungen und Einknickungen der halbstarren Luftleitung werden daher vermieden.

Wenn auch die vorliegende Erfindung an hand des bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert wurde, so sollte es doch so verstanden werden, daß andere Ausführungen

ν 25 und Abänderungen, die ein Fachmann vornehmen kann, ohne von Gehalt und Umfang der in den Ansprüchen angegeben nen Merkmale abzuweichen , hiervon umfaßt werden.

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Claims

Ansprüche

1. Luftfeder (10) mit mindestens einem starren Bauteil bestehend aus

einem oberen Anschlußbauteil (14);

einem unteren Anschlußbauheil (12) im Abstand vom oberen Anschlußbauteil (14);

einer flexiblen gasdichten Membran (16), die abdichtend mit dem oberen und unteren Anschlußbauteil (14,12) verbunden ist, um zwischen ihnen einen Hohlraum (18) zu bilden, wobei mindestens ein Anschlußbauteil (12 bzw.14) aus Kunststoff besteht und in ihm eine öffnung (24) als Verbindung zum Hohlraum (18) vorgesehen ist, "gekennzeichnet durch

eine Kupplung (26) mit einer Ringhülse (32), die eine Vielzahl von Klauen (33) aufweist zur Aufnahme einer in der öffnung (24) angeordneten Flüidleitung (28), mit einem Ring (30) der die Ringhülse (32) umgibt Und einen konischen Teil (34) aufweist, um die Klauen (33) der Ringhülse (32) radial nach innen gegen die Flüidleitung (28) zu drücken und der abdichtend in der öffnung (24) aufgenommen wird und mit einer Dichtung (36) zwischen der- Fluidleitung (28) und der Öffnung (24) ,

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2. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung ein O-Ring (36) ist, der koaxial die Fluidleitung (28) umgibt und in der Öffnung (24) zwischen • den Klauen (33) der Ringhülse (32) und dem starren An-

Schlußbauteil (14 bzw. 12) aus Kunststoff angeordnet ist.

3. Luftfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (24) eine erste (4o), eine zweite (42),

ι eine dritte (44) , eine vierte (46) und eine fünfte (48) je

miteinander konzentrische Bohrung aufweist; der sling (3o) einen Flansch (31) aufweist, dessen Außendurchmesser dem .->. Innendurchmesser der ersten Bohrung (4o) entspricht und der Ring (3o) in dieser ersten bohrung (4o) und der zweiten Bohrung (42) gehalten wird; der O-Ring (36) in axialer Richtung innerhalb des Ringes (3o) in der dritten Bohrung (44) angeordnet ist; und die Fluidleitung (28) in der vierten (46) und der fünften Bohrung (48) angeordnet ist, die mit dem Hohlraum (18) verbunden ist.

4. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ring (3o) eine Anzahl von ringförmigen Riffelungen J (35) aufweist, die von der Außenfläche des Ringes (3o)

radial vorstehen und deren Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Öffnung (24).

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5. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

' daß mindestens einer der ersten oder zweiten Anschlußbauteile (12, 14) aus Kunststoff gefertigt ist und die einzelnen Bohrungen in der Öffnung (24) im Kunststoffanschlußbauteil (12, 14) eingebracht sind.

6. Luftfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Anschlußbautdile (12, 14) aus einem thermoplastischen oder warmhärtbaren Kunststoff mit

K 35 einer Öffnung (24) gegossen ist.

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7. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidleituhg (28) in die Ringhülse und durch den O-Ring (36) hindurch eingeschöbeh ist, wobei die Klauen (33) der Ringhülse (32) an die Außenperipherie der Fluid-

5 leitung (28) angedrückt sind*

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