DE60016952T2

DE60016952T2 - Integrierte konsole und endverschlussplatte für eine luftfeder

Info

Publication number: DE60016952T2
Application number: DE60016952T
Authority: DE
Inventors: T. Jeffrey CAPEK; I. Daniel Waltham Abbey LEVY; J. Daniel LEONARD; Mohamad Taghizadeh; Michael David
Original assignee: BFS Diversified Products LLC
Current assignee: Firestone Diversified Products LLC
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2020-10-21
Also published as: WO2001033101A1; US20020109275A1; EP1222409B1; BR0015242A; AU758199B2; JP2003513213A; EP1222409A1; US20020030312A1; MXPA02003691A; JP4693323B2; AU1574301A; CA2388555A1; US6513798B2; BR0015242B1; CA2388555C; DE60016952D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder, und insbesondere eine Luftfeder, deren Endplatte, die gegenüberliegend vom Kolben befestigt ist, integral als einstückiges Kunststoffglied ausgebildet ist und die Endplatte mit einer Befestigungshalterung oder -Konsole kombiniert, welche unter Ausbildung einer Hilfsströmungskammer hohl ist. Die Erfindung betrifft weiter insbesondere eine derartige Kombinationsplatte und Befestigungskonsole, die an einem Tragaufbau befestigt ist, der senkrecht zur Ausrichtungsrichtung des entsprechenden Aufbaus ausgerichtet ist, an dem der Kolben befestigt ist.
Die EP-A-0 264 573 offenbart eine Luftfeder, einschließlich eines Endkappengliedes und eines gegenüberliegenden Kolbengliedes. Das Kolbenglied besitzt eine generell zylindrische Seitenwand, die in einem oberen offenen Ende endet und eine äußere ringförmige Klemmfläche besitzt, die mit einer Vielzahl von Nuten ausgeformt ist. Das Endkappenglied besitzt tassenförmige Ausgestaltungen mit einer zylindrischen Seitenwand, die in einer geschlossenen Endwand endet und einem offenen Ende, das mit dem inneren des flexiblen Balges kommuniziert.
HINTERGRUNDINFORMATION
Luftbetätiger und insbesondere Luftfedern bestehen aus einem Paar beabstandeter Endglieder und einem dazwischen liegenden flexiblen Balg oder Hülse, die aus einem elastomeren Material unter Ausbildung einer inneren unter Druck stehenden Strömungsmittelkammer gebildet ist. Diese Einrichtungen werden für viele Anwendungszwecke eingesetzt. Ein Anwendungszweck liegt zwischen beabstandeten Komponenten eines Kraftfahrzeugs zum Absorbieren von Straßenstößen oder tragenden Teilen der Maschinerie und Ausrüstung, auf die kontinuierliche Stoßkräfte einwirken, und zum Regulieren und Aufrechterhalten des Abstandes zwischen den beiden beabstandeten Komponenten der verschiedenartigen Ausrüstungsteile, einschließlich Kraftfahrzeuge. Diese Luftfedern bestehen normalerweise aus einem oberen Endglied oder einer Endplatte, die üblicherweise an der Unterseite einer Halterung oder eines Traggliedes befestigt ist, und einem gegenüberliegenden Kolbenglied, das normalerweise an der oberen Fläche eines zweiten Tragaufbaus, der vom ersten Tragaufbau beabstandet ist. Beispiele derartiger Luftfedern und ihrer Befestigungsweise an beabstandeten Aufbauten werden in den US-Patenten Nr. 4,564,177, 4,832,317, 4,787,606 und 5,32,139 gezeigt. Andere Arten von Luftfedern werden bei pneumatischen oder hydraulischen Dämpfern eingebaut, wie es in den US-Patenten Nr. 4,796,870, 4,934,667 und 5,180,145 gezeigt wird.
Sämtliche dieser vorbekannten Luftfedern und Luftfeder/Druckstabkombinationen werden zwischen zwei Aufbauten befestigt, die generell parallel ausgerichtete Flächen besitzen. Für einige Anwendungszwecke hat es sich jedoch als wünschenswert ergeben, eines der Endglieder, und insbesondere die obere Endplatte, an einem Aufbau zu befestigen, wie z.B. der Seitenwand eines Fahrwerkgestells oder Chassis, dass sich senkrecht zur Befestigungsfläche des gegenüberliegenden Aufbaugliedes erstreckt, an dem der Kolben befestigt ist. Ähnlich ist es wünschenswert geworden, das Innenvolumen der Strömungsmittelkammer zu erhöhen, ohne die Größe wesentlich zu erhöhen oder den Hub der Luftfeder einzuschränken.
Das Patent Nr. 5,623,082 zeigt eine Art der Luftfeder, bei der eine Hilfskammer innerhalb des Inneren des Kolbengliedes ausgebildet wird, sowie innerhalb des Inneren der Endkappe oder des Endgliedes, die beide aus einem Kunststoffmaterial gebildet sind, um Korrosion zu verringern und die Herstellung der Endglieder zu erleichtern. In diesem Luftfederaufbau sind jedoch wiederum die Befestigungsflächen parallel zueinander, und es wird kein Aufbau zum Absichern eines der Endglieder vorgesehen, und insbesondere des Endgliedes, das gegenüber vom Kolben an einer Befestigungsfläche liegt, die senkrecht zu derjenigen der Kolbenbefestigungsfläche ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfeder vorzusehen, die an einem Aufbau befestigt werden kann, der sich senkrecht zur Befestigungsfläche des gegenüberliegenden Aufbaugliedes erstreckt, an dem der Kolben befestigt ist, und die ein erhöhtes Innenvolumen der Strömungsmittelkammer besitzt, ohne dass die Größe der Luftfeder wesentlich erhöht wird.
Diese Aufgabe wird durch eine aufrecht stehende Konsole erreicht, die integral mit der Endplatte ausgebildet ist und sich davon nach außen erstreckt und eine Hilfsströmungskammer bildet, die außerhalb der Endplatte angeordnet ist.
Solch eine Konsole wird in den Ansprüchen 1, 8 und 15 beansprucht.
Die vorstehend genannten Vorteile, die Konstruktion und der Betrieb des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen deutlicher werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die die beste Art und Weise aufzeigt, in der sich die Patentinhaber die Anwendung der Prinzipien vorgestellt haben, wird in der folgenden Beschreibung dargestellt und in den Zeichnungen gezeigt, wobei insbesondere und vorherrschend auf die anhängenden Ansprüche hingewiesen wird.
Es zeigt:
1 eine Seitenansicht einer Luftfeder, die eine integrierte Halterung oder Konsole und Endbefestigungsplatte besitzt, die darin zwischen einem Paar beabstandeter Aufbauten befestigt sind;
2 eine vergrößerte Teilschnittansicht der Konsole und der Endbefestigungsplatte der Erfindung, die an einem oberen Teil eines Luftfederbalges, der im Anschnitt gezeigt wird, befestigt sind;
3 eine Endansicht von Konsole und Endbefestigungsplatte, wie sie von der Luftfeder der 1 und 2 entfernt sind;
4 eine zur 3 gegenüberliegende Endansicht;
5 eine Draufsicht auf die Konsole und Endbefestigungsplatte der 3;
6 einen Schnitt entlang der Linie 6 – 6 der 3; und
7 eine Draufsicht auf den Boden der 3.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in sämtlichen Zeichnungen auf gleiche Teile.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt die integrierte Konsole und Endbefestigungsplatte der vorliegenden Erfindung, wie sie in eine Luftfeder oder einen Luftbetätiger eingebaut sind, generell mit 1 bezeichnet. Die Luftfeder 1 besitzt ein Endgliederpaar, von denen eines ein Kolben 2 ist, der in einer aufrechten Stellung an einer Tragplatte 3 befestigt ist. Die Tragplatte 3 könnte am Ende eines Nachlaufarms, einer Achsplatte oder ähnlichem Teil eines Kraftfahrzeugs oder irgendeines beabstandeten Tragaufbaus eines Ausrüstungsstücks befestigt sein, mit dem die Luftfeder verwendet werden kann. Die einzigartige Konsolen- und Endbefestigungsplattenkombination der vorliegenden Erfindung ist generell mit 5 angedeutet und wird befestigt an einem offenen Ende eines flexiblen Balges oder Hülse 6 gezeigt, der bzw. die normalerweise aus einem elastomeren Material geformt ist und eine innere Strömungsmitteldruckkammer 7 ausbildet (2). Die Kombination 5 wird gezeigt wie sie an der senkrechten Seite oder Rahmenwand 9 eines U-förmigen Trägers 10 befestigt ist, der einer der Fahrwerkgestellglieder eines Kraftfahrzeuges sein kann. Der Träger 10 könnte andere Arten von Tragaufbauten eines Kraftfahrzeuges oder anderer Ausrüstung darstellen, besitzt jedoch erfindungsgemäß eine Befestigungsfläche wie z.B. die Rahmenwand 9, die generell zur Längsachse 11 der Luftfeder 1 und senkrecht zur Befestigungsfläche 12 der Tragplatte 3, an der der Kolben 2 befestigt ist, ausgerichtet ist.
2 zeigt detaillierter den Aufbau der Endbefestigungsplatte und der Konsole 5 der vorliegenden Erfindung. Der Endplattenteil der Kombination 5 ist generell mit 13 angedeutet und besitzt eine ring- und scheibenförmige Konfiguration und ist mit einem stufigen äußeren Umfangsflansch 14 ausgebildet. Eine Druckklemme 15 klemmt den Wulstbereich 16 des Balges 6 abdichtend gegen den Flansch 14 unter Ausbildung eines strömungsmittelfesten Dichtungseingriffs mit der Endplatte. Andere Arten von Klemmanordnungen können jedoch verwendet werden, um die Klemme 15 zu ersetzen, ohne die Erfindung zu beeinflussen. Die Endplatte 13 umfasst weiter eine generell halbkreisförmige planare Wand 18 (2 und 7) und eine generell halbkreisförmige Öffnung 19. Der Konsolenabschnitt 22 von der Konsolen- und Endbefestigungsplattenkombination 5 umfasst eine generell ebene aufrecht stehende Wand 23, die eine etwa dreieckigförmige Ausgestaltung besitzt, wie sie in 3 gezeigt wird, und die eine Vielzahl beabstandeter paralleler Verstärkungsrippen 24 umfasst, die integral an ihrer Außenfläche ausgebildet sind und sich über deren senkrechte Länge erstrecken. Eine halbkuppelförmige Umhüllungswand 26 bildet zusammen mit der aufrechten Wand 23 eine Hilfsluftkammer 27, die über der Endplatte 13 angeordnet ist und in Strömungsmittelverbindung mit der Hauptdruckkammer 7 steht.
Zusätzlich zu den Rippen 24 an der Außenfläche der Wand 23 erstrecken sich eine Vielzahl von Rippen 25 entlang der Innenfläche der Wand 23 und weiter entlang der Innenfläche der Umhüllungswand 26 (2, 6 und 7) innerhalb der Strömungsmittelkammer 27. Eine Vielzahl von Verstärkungsrippen 29 und 30 erstreckt sich ferner entlang der obersten bzw. Bodenfläche der halbkreisförmigen Wand 18 der Endplatte 13, um eine äußerst starre und feste Befestigungskonsolen- und Endplattenaufbau vorzusehen.
Ein Lochplattenpaar 31 wird integral mit der aufrecht stehenden Wand 23 und den Teilen der Umhüllungswand 26 ausgebildet, um die Konsolen- und Endbefestigungsplatte 5 an der Flanschwand 9 (1 und 6) zu befestigen. Die Lochplatten 31 sind vorteilhafterweise mit einer Bohrung 33 ausgebildet, durch die sich Schrauben 34 erstrecken, um die Wand 23 fest gegen die Wand 9 durch eine Mutter 35 und eine hintere Distanzscheibe 36 zu klemmen. Andere Arten von Befestigungsmitteln und dgl. können eingesetzt werden um die Wand 23 generell bündig an der Wand 9 festzuhalten, als die in den Zeichnungen gezeigten Schrauben 34.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein starrer Kanal 38 integral mit der planaren Wand 23 ausgebildet, vorteilhafterweise angrenzend an das obere Ende 39 der Wand 23, wo es in die Umhüllungswand 26 einmündet. Der Kanal 38 besitzt eine hohle Bohrung 40, die ausgelegt ist, um mit einer Störmungsmittelversorgungsleitung 41 verbunden zu werden, die mit einem Kompressor oder anderer Strömungsmitteldruckeinrichtung zum Regulieren der Luftströmung in und aus den Strömungsmittelkammern 7 und 27 hinein bzw. heraus verbunden ist. Die Strömungsmittelversorgungsleitung 41 kann am Kanal 38 durch einen Klemmring 43 befestigt sein, und vorteilhafterweise schaffen eine Vielzahl von O-Ringen 44 einen Abdichtungseingriff zwischen dem Kanal 38 und der Strömungsmittelversorgungsleitung 41. Der Kanal 38 erstreckt sich vorteilhafterweise durch eine Öffnung 42, die in der Rahmenwand 9 ausgebildet ist.
Die Kombination von Endplatte und Befestigungskonsole 5 ist vorteilhafterweise aus einem hochfestem Kunststoffmaterial oder anderen Arten leichtgewichtiger Materialien geformt, die in der Luftfederindustrie gut bekannt sind, um einen korrosionsfesten Aufbau vorzusehen.
Demnach ist die verbesserte integrale Konsolen- und Endbefestigungsplatte für Luftfedern vereinfacht, bietet eine effektive, sichere, kostengünstige und effiziente Vorrichtung und ein solches Verfahren, welche alle aufgezählten Ziele erreichen, ein Eliminieren der mit Vorrichtungen und Verfahren aus dem Stand der Technik erfahrenen Schwierigkeiten besorgen und auf dem Fachgebiet bestehende Probleme löst und dort neue Ergebnisse schaffen.
In der vorstehenden Beschreibung wurden zum Zwecke der Kürze, der Klarheit und des Verständnisses bestimmte Ausdrücke verwendet; es sollen jedoch aus diesen keine unnötigen, über das Erfordernis des Standes der Technik hinausgehenden Beschränkungen abgeleitet werden, da derartige Ausdrücke zu beschreibenden Zwecken verwendet werden und in weitreichendem Sinne verstanden werden sollen.
Des weiteren geschehen die Beschreibung und die Darstellung der Erfindung auf dem Wege eines Beispiels, und der Schutzumfang ist nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.
Nachdem nun die Merkmale, Entdeckungen und Prinzipien der Erfindung, die Art und Weise, in der die verbesserte integrale Konsolen- und Endbefestigungsplatte für Luftfedern aufgebaut sind und verwendet werden, die Merkmale der Konstruktion und die erzielten, vorteilhaften, neuen und nützlichen Ergebnisse beschrieben worden sind, werden die neuen und nützlichen Strukturen, Vorrichtungen, Elemente, Anordnungen, Teile und Kombinationen und Verfahrensschritte in den nachfolgenden Ansprüchen angegeben.

Claims

Luftfeder (1), einschließlich: a) ein erstes und zweites Endglied, die ausgelegt sind, um an beabstandeten Stellen an einem ersten bzw. zweiten Aufbau befestigt zu werden, von denen mindestens eines in einer generell axialen Richtung in Bezug zum anderen beweglich ist; b) ein flexibler Balg (6), der ein erstes und zweites offenes Ende besitzt, die abdichtend mit dem ersten bzw. zweiten Endglied unter Ausbildung einer Hauptströmungskammer (7) innerhalb des Balges (6) zum Aufnehmen eines unter Druck stehenden Fluids in Eingriff stehen; und c) das erste Endglied umfasst eine Endplatte (13), die eine äußere Umfangskante besitzt, welche abdichtend mit dem ersten offenen Ende des flexiblen Balges (6) und einer aufrecht stehenden Konsole verbunden ist, die integral mit der Endplatte (13) ausgebildet ist und sich davon nach außen erstreckt, wobei die Konsole einen inneren Hohlraum besitzt, der eine Hilfsströmungskammer (27) vorsieht, die außerhalb der Endplatte (13) angeordnet ist und in Strömungsmittelverbindung mit der Hauptströmungskammer (7) steht, wobei die Konsole ferner ein Befestigungsmittel zum Befestigen der Konsole am ersten Aufbau umfasst.
Luftfeder (1) nach Anspruch 1, bei der die Konsole eine senkrecht generell ebene Wand besitzt, die ausgelegt ist, um gegen den ersten Aufbau anzugrenzen, und wobei die Endplatte (13) eine halbkreisförmige, generell ebene Wand (18) besitzt, die sich generell senkrecht in Bezug zur senkrechten Wand (23) der Konsole erstreckt.
Luftfeder (1) nach Anspruch 2, bei der sich ein starres Rohr von der senkrechten ebenen Wand der Konsole nach außen erstreckt parallel zur halbkreisförmigen Wand (18) der Endplatte (13), und wobei das starre Rohr hohl ist und in Strömungsmittelverbindung mit der Hilfsströmungskammer (27) steht.
Luftfeder (1) nach Anspruch 2, bei der die Konsole ferner eine generell halbkuppelförmige Wand umfasst, die mit der aufrecht stehenden bzw, senkrechten Wand (23) verbunden ist und die Hilfskammer (27) dazwischen bildet.
Luftfeder (1) nach Anspruch 2, bei der das Befestigungsmittel mindestens zwei hohle Lochplatten (31) zur Aufnahme von Befestigungsbolzen oder Schrauben (34) dadurch umfasst.
Luftfeder (1) nach Anspruch 1, bei der die Endwand und die Konsole als integrales einstückiges Teil aus einem hochfesten Kunststoffmaterial geformt sind.
Luftfeder (1) nach Anspruch 4, bei der sich eine Vielzahl von Verstärkungsrippen entlang der halbkuppelförmigen Wand und der aufrecht stehenden Wand (23) der Konsole innerhalb der Hilfskammer (27) erstrecken.
Kombination von einem ersten und zweiten Tragaufbau, die voneinander beabstandet sind, und einem Strömungsmittel betätigten Glied, das ein erstes und ein zweites Endglied und einen flexiblen Balg (6) besitzt, der sich zwischen den Endgliedern unter Ausbildung einer inneren Hauptströmungskammer (7) erstreckt, wobei jedes Endglied entsprechend mit einem der Tragaufbauten verbunden ist, und wobei das erste Endglied eine Endplatte (13) und eine aufrecht stehenden Konsole oder Halterung umfasst, die eine Hilfsströmungskammer (27) über der Endplatte (13) ausbildet und in Strömungsverbindung mit der Hauptströmungskammer (7) über eine Öffnung steht, die in der Endplatte (13) ausgebildet ist, und wobei die Konsole eine aufrecht stehende Wand (23) besitzt, die sich generell parallel zu einer Längsachse des flexiblen Balges (6) erstreckt und Befestigungen umfasst zum Befestigen der aufrecht stehenden Wand (23) an dem ersten Tragaufbau.
Kombination nach Anspruch 8, bei der die aufrecht stehende Wand (23) der Konsole einen generell rechten Winkel zur Endplatte (13) ausbildet.
Kombination nach Anspruch 8, bei der die Befestigungen mindestens ein Paar Befestigungselemente umfassen, die sich zwischen dem ersten Tragaufbau und der aufrecht stehenden Wand (23) der Konsole erstrecken.
Kombination nach Anspruch 10, bei dem ein Lochplattenpaar an der Konsole ausgebildet ist, und wobei sich ein Schraubenpaar (34) durch die Löscher, die im ersten Tragaufbau ausgebildet sind und durch die Lochplatten (31) unter Ausbildung der Befestigungen erstreckt.
Kombination nach Anspruch 8, bei dem der erste Tragaufbau mindestens einen L-förmigen Abschnitt umfasst, und bei der die Endplatte (13) und die senkrechte Wand (23) der Konsole gegen einen entsprechenden Teil des L-förmigen Abschnitts angrenzen.
Kombination nach Anspruch 8, bei dem eine Lufteinlassöffnung in der senkrechten Wand (23) der Konsole ausgebildet und zu einer Öffnung ausgerichtet ist, die in einem senkrechten Abschnitt des ersten Tragaufbaus ausgebildet ist.
Kombination nach Anspruch 8, bei dem die Endplatte ringförmig ist und in einer äußeren Umfangskante endet, und wobei der flexible Balg (6) abdichtend an der Außenkante der Endplatte (13) festgeklemmt ist, und wobei die Endplatte (13) mit einer generell halbkreisförmigen Öffnung (19) ausgebildet ist, die zur Hauptströmungskammer (7) ausgerichtet ist.
Integrale einstückige Kombination (5) von Endplatte und Befestigungskonsole zum abdichtenden Eingriff mit einem offenen Ende eines flexiblen Balges (6) eines Luftstellgliedes und zur Befestigung eines Endes des Luftstellgliedes an einem Tragaufbau, wobei die Befestigungskonsole eine senkrechte Wand (23) besitzt, die sich generell senkrecht zur Endplatte (13) und einer Umhüllungswand (26) erstreckt, die eine Hilfsströmungsmittelkammer (27) mit der senkrechten Wand (23) bildet, und wobei die Hilfskammer (27) über der Endplatte (13) und innerhalb der Befestigungskonsole angeordnet ist, und wobei die Befestigungen die senkrechte Wand (23) mit dem Tragaufbau verbinden.
Kombination (5) nach Anspruch 15, bei der sich eine Vielzahl von Verstärkungsrippen (24) entlang der senkrechten Wand (23) und der Umhüllungswand (26) innerhalb der Hilfsströmungsmittelkammer (27) erstrecken.
Kombination (5) nach Anspruch 15, bei der die Endplatte (13) generell ringförmig und mit einer generell halbkreisförmigen Endwand (18) und einer generell halbkreisförmigen Öffnung (19) ausgebildet ist, die der Strömungsmittelverbindung zwischen der Hilfsströmungsmittelkammer (27) und der Hauptströmungsmittelkammer (7) dient.
Kombination (5) nach Anspruch 17, bei der die Endplatte (13) in einem gestuften ringförmigen Umfangsflansch (14) endet und bei der eine Ringklemme (15) am Endflansch befestigt ist, um den Dichtungseingriff mit einem offenen Ende des flexiblen Balges (6) vorzusehen.
Kombination (5) nach Anspruch 15, bei der sich ein Strömungsmittelrohr (38) von der senkrechten Wand (23) der Konsole zur Verbindung mit einem Vorrat an unter Druck stehenden Strömungsmittel (41) nach außen erstreckt.
Kombination (5) nach Anspruch 15, bei der die Umhüllungswand (26) eine generell halbkuppelförmige Wand darstellt.