DE3239591C2

DE3239591C2 -

Info

Publication number: DE3239591C2
Application number: DE3239591A
Authority: DE
Inventors: Angelo Brugherio Mailand/Milano It Oggioni
Original assignee: Pirelli Sistemi Antivibranti SpA
Current assignee: PIRELLI SISTEMI ANTIVIBRANTI S.P.A., MAILAND/MILAN
Priority date: 1981-10-27
Filing date: 1982-10-26
Publication date: 1992-04-23
Also published as: FR2515295A1; ES268356Y; ES268356U; IT8124729A0; IT1139569B; DE3239591A1; FR2515295B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder mit einer aus biegsamem Material gebildeten zylindrischen Membran, welche zwei innen zylindrische offene Enden hat, in deren jedes ein starrer Kör per eingesetzt ist, gegen dessen zylindrische Außenfläche das Membranende mittels eines starren Ringes gedrückt ist, der mit der Außenfläche der Membran in Verbindung steht.The invention relates to an air spring with a flexible Material formed cylindrical membrane, which two inside has cylindrical open ends, each of which has a rigid body is used by, against its cylindrical outer surface Membrane end is pressed by means of a rigid ring, which with communicates with the outer surface of the membrane.

Bei einer bekannten Luftfeder der genannten Art (DE-OS 22 55 304) haben die Membranenden gleiche Dicke wie der übrige Teil der Membran. Wenn bei einer solchen Ausführung die Membran axial derart verlängert bzw. gestreckt wird, daß axiale Zugbe anspruchungen auftreten, kann ein sicheres Halten der Membra nenden an den starren Körpern nicht mehr gewährleistet werden. Außerdem können in der Zone der Berührung zwischen den Membra nenden und den starren Körpern Leckstellen auftreten, in wel chem Fall die richtige Funktion der Luftfeder nicht mehr ge währleistet ist.In a known air spring of the type mentioned (DE-OS 22 55 304) the membrane ends have the same thickness as the rest of the part the membrane. If the membrane in such a design axially extended or stretched such that axial Zugbe stress can occur, holding the membra securely ends on the rigid bodies can no longer be guaranteed. Also, in the zone of contact between the Membra End and the rigid bodies leak points occur in which The correct functioning of the air spring is no longer possible is guaranteed.

Es ist weiter eine pneumatische Aufhängungsvorrichtung bekannt (DE-OS 21 17 259) mit einem Becher, einer längs der Achse des Bechers hin- und herbewegbaren Stange und einer Wälzmembran, deren eines Ende an dem Becher und deren anderes Ende an der Stange befestigt ist. Ein jedem Ende der Membran benachbarter parallelwandiger Teil der Membran ist zwischen einer konischen Fläche an dem Becher und einer konischen Fläche an einem die Membran festlegenden schwimmenden Ring eingeklemmt. Bei einer während einer Abwälzbewegung der Membran in ihr auftretenden Zugspannung wird die konische Fläche des schwimmenden Ringes durch das verdickt ausgeführte Ende der Membran in einer sol chen Richtung bewegt, daß der parallelwandige Abschnitt der Membran noch fester eingeklemmt oder eingespannt wird. Bei die ser Ausführung ist kein Ausziehen der Membran auf ihre voll ständige axiale Länge vorgesehen, wobei im übrigen ein solches Ausziehen dazu führen würde, daß die Membran um die mit Bezug auf die Membran axial innere Kante des schwimmenden Ringes ge zogen würde. Dies würde zum einen zu einer Verringerung, wenn nicht Aufhebung der Klemmkraft, und zum anderen zu einer Be schädigung der Membran dort führen, wo sie mit der Kante des schwimmenden Ringes in Eingriff oder Berührung tritt.A pneumatic suspension device is also known (DE-OS 21 17 259) with a cup, one along the axis of the Cup's reciprocating rod and a rolling membrane, one end on the cup and the other end on the Rod is attached. Adjacent to each end of the membrane parallel-walled part of the membrane is between a conical Surface on the cup and a conical surface on one Membrane fixing floating ring clamped. At a during a rolling motion of the membrane occurring in it Tension becomes the conical surface of the floating ring through the thickened end of the membrane in a sol Chen direction that the parallel-walled portion of the Membrane is clamped or clamped even more firmly. At the This version is not pulling out the membrane to its full permanent axial length is provided, with the rest such Pulling out would cause the membrane to be related to the ge on the membrane axially inner edge of the floating ring would move. For one thing, this would result in a reduction, though not releasing the clamping force, and secondly to a loading cause damage to the membrane where it meets the edge of the floating ring engages or touches.

Es ist auch eine Luftfeder bekannt (US-PS 34 38 309) mit einer aus biegsamem Material gebildeten Membran, welche zwei offene zylindrische Enden hat, in deren jedes ein starrer becherförmi ger Körper mit sich nach außen erweiternder Wand eintritt, der unter Federbelastung im Sinne eines weiteren Eintretens in das Membranende steht, so daß das Bestreben besteht, die Wand der Membran radial auswärts gegen einen sich nach außen erweitern den umgebogenen Rand eines Gehäuses zu klemmen. Jedes Membran ende hat dreieckförmige Gestalt. Ein axiales Ausziehen der Mem bran derart, daß Zugbeanspruchungen an die Membran angelegt werden, ist nicht angesprochen.An air spring is also known (US Pat. No. 3,438,309) with a membrane made of flexible material, which two open has cylindrical ends, in each of which a rigid cup-shaped body enters with a wall that widens outwards under spring load in the sense of further entering the Membrane end stands, so that there is an effort to the wall of the Expand the membrane radially outwards against you towards the outside to clamp the bent edge of a housing. Every membrane the end has a triangular shape. An axial extension of the mem bran such that tensile stresses are applied to the membrane is not addressed.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Luftfeder der einleitend ge nannten Art derart auszuführen, daß auch bei Auftreten hoher Zugbeanspruchungen einwandfreie Befestigung und Abdichtung der Membranenden gewährleistet sind. The object of the invention is an air spring of the introductory ge mentioned type in such a way that even when high Tensile stresses perfect fastening and sealing of the Membrane ends are guaranteed.

Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Luftfeder der einleitend genannten Art gemäß der Erfindung dadurch, daß jedes Membranende durch Bildung einer kegelstumpfförmigen Außenflä che, deren größere Basis an der Endkante der Membran liegt, größere Dicke als der übrige Teil der Membran hat und außensei tig freiliegt.This task is solved on the basis of an air spring introductory type according to the invention in that each Membrane end by forming a frustoconical outer surface surface, the larger base of which lies at the end edge of the membrane, thicker than the rest of the membrane and outside exposed.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur bei spielsweise erläutert. The invention is illustrated below with reference to the single figure explained for example.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfaßt eine Luftfeder einen Mantel 1, der aus einer aus elastomerem Material be stehenden Membran gebildet ist, in deren Material gegebenen falls ein schlauchartiger Schnurstoff als ein gegen Beanspru chungen widerstandsfähiges Gebilde eingebettet ist. Die Mem bran 1 hat zylindrische Gestalt, wenn die Luftfeder auf die volle Abmessung ausgezogen bzw. verlängert ist. Wenn die Luft feder normalen stationären Arbeitsbedingungen unterworfen ist, hat der Mantel bzw. die Membran 1 die Gestalt von zwei gleich achsigen zylindrischen Bereichen 2 und 3, die über einen ge bogenen Bereich 4 miteinander verbunden sind.As can be seen from the drawing, an air spring comprises a jacket 1 , which is formed from a membrane made of elastomeric material, in the material of which, if necessary, a tubular cord material is embedded as a structure resistant to stresses. The Mem bran 1 has a cylindrical shape when the air spring is extended or extended to its full dimensions. If the air spring is subjected to normal stationary working conditions, the jacket or membrane 1 has the shape of two coaxial cylindrical areas 2 and 3 , which are connected to each other via a curved area 4 ge.

Die beiden Enden 5 und 6 der Membran 1 haben, wie aus der Zeichnung ersichtlich, eine Dicke, die größer als die Dicke des übrigen Teiles der Wand der Membran 1 ist.As can be seen from the drawing, the two ends 5 and 6 of the membrane 1 have a thickness which is greater than the thickness of the remaining part of the wall of the membrane 1 .

Genauer gesagt, hat im Bereich jedes Endes 5 und 6 der Membran 1 die Außenfläche 7 der Membran 1 kegelstumpfförmige Gestalt, de ren größere Basis an der Endkante des Membranendes 5 bzw. 6 liegt, wohingegen in diesem Bereich die Innenfläche 8 der Mem bran zylindrisch ist.More specifically, in the area of each end 5 and 6 of the membrane 1, the outer surface 7 of the membrane 1 is frustoconical in shape, the larger base of which lies at the end edge of the membrane end 5 and 6 , whereas in this area the inner surface 8 of the membrane is cylindrical .

Im Bereich des Endes 5 der Membran 1 ist ein erster dosenarti ger Körper 9 aus starrem Material, beispielsweise aus Metall material, in das hohle Innere der Membran 1 eingesetzt.In the area of the end 5 of the membrane 1 , a first dosenarti ger body 9 made of rigid material, for example of metal material, is inserted into the hollow interior of the membrane 1 .

Der dosenartige Körper 9 besitzt eine zylindrische Wand 10, die durch einen scheibenartigen Teil 11 verschlossen ist, an welchem ein Profilteil 12 vorgesehen ist, der dazu dient, die Luftfeder mit einem Träger zu verbinden.The can-like body 9 has a cylindrical wall 10 which is closed by a disk-like part 11 , on which a profile part 12 is provided, which serves to connect the air spring to a carrier.

Das mit Bezug auf die Membran 1 innere Ende der zylindrischen Wand 10 des Körpers 9 besitzt eine Lippe 13, die gegenüber der zylindrischen Gestalt der Wand 10 nach außen erweitert ist. Die Lippe 13 führt, solange die Membran nicht auf ihre vollständige axiale Länge gestreckt ist, zu einer Verbesse rung der Abdichtung in dem Bereich der Berührung zwischen den Membranenden und den dosenartigen Körpern. Weiterhin um gibt ein kreisförmiger Ring 14 die Membran 1 und drückt sie gegen die zylindrische Wand 10 des dosenartigen Körpers 9.The inner end of the cylindrical wall 10 of the body 9 with respect to the membrane 1 has a lip 13 which is widened outwards compared to the cylindrical shape of the wall 10 . As long as the membrane is not stretched to its full axial length, the lip 13 leads to an improvement in the seal in the region of contact between the membrane ends and the can-like bodies. Furthermore, a circular ring 14 surrounds the membrane 1 and presses it against the cylindrical wall 10 of the can-like body 9 .

Insbesondere ist der Ring 14 an dem Mantel 1 derart angeord net, daß das Ende 5 der Membran 1 mit der zylindrischen Wand 10 des dosenartigen Körpers 9 in Berührung bleibt, jedoch (im Be reich der kegelstumpfförmigen Gestalt) zur Außenseite der Luft feder freiliegt.In particular, the ring 14 on the jacket 1 is angeord net such that the end 5 of the membrane 1 with the cylindrical wall 10 of the can-like body 9 remains in contact, however (in the area of the frustoconical shape) is exposed to the outside of the air spring.

In ähnlicher Weise ist im Bereich des Endes 6 der Membran 1 ein zweiter dosenartiger Körper 15 aus starrem Material, bei spielsweise aus Metallmaterial, in das Innere der Membran 1 eingesetzt.Similarly, in the area of the end 6 of the membrane 1, a second can-like body 15 made of rigid material, for example made of metal material, is inserted into the interior of the membrane 1 .

Der dosenartige Körper 15 weist eine zylindrische Wand 16 auf, die an einem Ende durch einen scheibenartigen Teil 17 geschlos sen ist, in deren Bereich eine Öffnung 18 vorhanden ist, von welcher aus ein rohrartiger Körperteil 19 sich in das Innere des dosenartigen Körpers 15 erstreckt und über den die Luft feder mit einem nicht dargestellten weiteren Träger verbunden werden kann. The can-like body 15 has a cylindrical wall 16 which is closed at one end by a disk-like part 17 , in the region of which there is an opening 18 , from which a tubular body part 19 extends into the interior of the can-like body 15 and via which the air spring can be connected to another carrier, not shown.

An dem mit Bezug auf die Membran 1 inneren Ende weist der dosenartige Körper 15 eine Lippe 20 auf, die sich gegenüber der zylindrischen Wand 16 nach außen erweitert.At the inner end with respect to the membrane 1 , the can-like body 15 has a lip 20 which widens outwards with respect to the cylindrical wall 16 .

Eine zylindrische Hülse 21 umgibt die Membran 1 und drückt sie gegen die zylindrische Wand 16 des dosenartigen Körpers 15.A cylindrical sleeve 21 surrounds the membrane 1 and presses it against the cylindrical wall 16 of the can-like body 15 .

Insbesondere ist die zylindrische Hülse 21 über der Membran 1 derart angeordnet, daß dort die Membran mit der zylindri schen Wand 16 des dosenartigen Körpers 15 in Berührung steht, das Ende 6 der Membran (im Bereich der kegelstumpf förmigen Gestalt) jedoch in Richtung zur Außenseite der Luft feder freiliegt, wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist.In particular, the cylindrical sleeve 21 is arranged over the membrane 1 such that there the membrane is in contact with the cylindrical wall 16 of the can-like body 15 , but the end 6 of the membrane (in the region of the frustoconical shape) towards the outside of the Air spring is exposed, as can be seen from the drawing.

Wie zuvor erwähnt, besteht der Mantel aus einer aus elastomerem Material gebildeten Membran 1, in die gegebenenfalls ein schlauchartiger Schnurstoff als gegenüber Beanspruchungen wi derstandsfähiges Gebilde eingebettet ist. Die Membran 1 hat zylindrische Gestalt, wenn die Luftfeder vollständig ausgezo gen oder verlängert ist, wohingegen unter normalen Betriebs bedingungen die den Mantel bildende Membran 1 zwei gleichachsi ge zylindrische Bereiche 2 und 3 bildet, die über einen gebo genen Abschnitt 4 miteinander verbunden sind.As mentioned above, the sheath consists of a membrane 1 formed of an elastomeric material, into which, if necessary, a tubular cord material is embedded as a structure that is resistant to stress. The membrane 1 has a cylindrical shape when the air spring is fully extended or extended, whereas, under normal operating conditions, the membrane 1 forming the jacket forms two equilateral cylindrical areas 2 and 3 , which are connected to one another via a bent portion 4 .

Insbesondere befindet sich der zylindrische Bereich 3 in di rekter Berührung mit der zylindrischen Hülse 21 und legt sich gegen deren Außenfläche, wie dies aus der Figur ersichtlich ist.In particular, the cylindrical region 3 is in direct contact with the cylindrical sleeve 21 and lies against its outer surface, as can be seen from the figure.

Die Arbeitsweise einer Luftfeder gemäß der Erfindung ist wie folgt:
Die Luftfeder ist zwischen zwei nicht dargestellten Trägern angeordnet, zwischen denen die Möglichkeit einer Bewegung gegen den Widerstand einer elastischen Einrichtung vorhanden sein soll.The operation of an air spring according to the invention is as follows:
The air spring is arranged between two supports, not shown, between which there should be the possibility of movement against the resistance of an elastic device.

Ein Träger ist über den Profilteil 12 mit dem dosenartigen Körper 9 verbunden, während der andere Träger über den rohr artigen Körper 19 mit dem dosenartigen Körper 15 verbunden ist.One carrier is connected to the can-like body 9 via the profile part 12 , while the other carrier is connected to the can-like body 15 via the tubular body 19 .

Wenn die Träger, zwischen denen die Luftfeder angeordnet ist, Kräften unterworfen werden, die in einer Richtung wirken, daß die Träger in Richtung aufeinander zu bewegt werden, er gibt sich eine gegenseitige Annäherung der Scheibenböden 11 und 17, die zu dem dosenartigen Körper 9 bzw. 15 gehören.When the supports, between which the air spring is arranged, are subjected to forces acting in one direction so that the supports are moved towards each other, there is a mutual approach of the disc bottoms 11 and 17 , which leads to the can-like body 9 and 15 belong.

Die Gesamtheit der Annäherungsbewegung hängt von der Größe der an die Träger angelegten Kräfte und von dem Druck ab, der im Inneren der Luftfeder herrscht, d. h. von dem Luftdruck in dem Raum, der von dem Mantel 1 und den dosenartigen Körpern 9 und 15 umschlossen ist.The totality of the approach movement depends on the magnitude of the forces applied to the carriers and on the pressure which prevails inside the air spring, ie on the air pressure in the space which is enclosed by the jacket 1 and the can-like bodies 9 and 15 .

Die Annäherungsbewegung der Träger und demgemäß der mit ihnen verbundenen dosenartigen Körper 9 und 15 endet, wenn der im Inneren der Luftfeder herrschende Luftdruck einen Wert er reicht, durch den Kräfte erzeugt werden, die den an den Trä gern angreifenden Kräften gleich sind und in entgegengesetzter Richtung wirken.The approach movement of the carrier and accordingly the associated can-like body 9 and 15 ends when the air pressure prevailing inside the air spring reaches a value by which forces are generated which are equal to the forces acting on the carrier and in the opposite direction Act.

Wenn die Träger, zwischen denen die Luftfeder angeordnet ist, Kräften unterworfen werden, die in einer Richtung wirken der art, daß die Träger voneinander weg bewegt werden, ergibt sich auch eine Bewegung der dosenartigen Körper 9 und 15 voneinander weg. In diesem Fall ist der maximal mögliche Abstand zwischen den dosenartigen Körpern 9 und 15 erreicht, wenn die Membran 1 vollkommen zylindrische Gestalt angenommen hat, wobei aber die Möglichkeit besteht, daß die Membran 1 Zugbeanspruchungen unterworfen werden kann, die entlang der Erzeugenden der zylindrischen Gestalt wirken, welche die Membran 1 angenommen hat. Selbst wenn solche Zubeanspruchungen auftreten, bleibt vollständig dichte Verbindung zwischen den dosenartigen Kör pern 9 und 15 und den Enden 5 und 6 der Membran 1 vorhanden, insbesondere, weil zufolge der kegelstumpfförmigen Gestalt der Membranenden 5 und 6 auch bei Auftreten von Kräften in Richtung der Achse der Membran zufolge der relativen Anord nung zwischen dem Ring 14 bzw. der Hülse 21 und dem betreffen den Membranende 5 bzw. 6 radial nach innen gerichtete Kraft komponenten auftreten, durch welche das betreffende Membran ende gegen die zylindrische Wand des betreffenden dosenarti gen Körpers gedrückt wird.If the carriers, between which the air spring is arranged, are subjected to forces which act in one direction in such a way that the carriers are moved away from one another, there is also a movement of the can-like bodies 9 and 15 away from one another. In this case the maximum possible distance between the can-like bodies 9 and 15 is reached when the membrane 1 has assumed a completely cylindrical shape, but there is the possibility that the membrane 1 can be subjected to tensile stresses which act along the generatrices of the cylindrical shape , which the membrane 1 has adopted. Even if such stresses occur, there remains a completely tight connection between the can-like bodies 9 and 15 and the ends 5 and 6 of the membrane 1 , in particular because of the frustoconical shape of the membrane ends 5 and 6 even when forces occur in the direction of the axis the membrane due to the relative Anord voltage between the ring 14 and the sleeve 21 and the diaphragm end 5 or 6 radially inward force components occur, by which the diaphragm in question is pressed against the cylindrical wall of the relevant dosenarti gene body .

Demgemäß ergeben sich auch bei Auftreten von Zugbeanspruchungen keinerlei Nachteile für die Luftfeder, da zwischen dem Mantel bzw. der Membran 1 und den dosenartigen Körpern 9 und 10 voll kommene Abdichtung erhalten bleibt.Accordingly, there are no disadvantages for the air spring even when tensile stresses occur, since fully sealed sealing is retained between the jacket or the membrane 1 and the can-like bodies 9 and 10 .

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß mit einer Luftfeder gemäß der Erfindung die eingangs genannten Zwecke erreicht werden.From the above description it can be seen that with a Air spring according to the invention, the purposes mentioned can be achieved.

Als ein wesentlicher Vorteil ist es bei einer Luftfeder gemäß der Erfindung möglich, eine Ausziehbarkeit bzw. Verlängerbar keit zu erhalten, die bei bekannten Luftfedern nicht erhalten werden kann, und zwar als Folge der zylindrischen Gestalt der Membran, wobei dies erhalten wird, ohne daß sich ein Verlust an Abdichtung in der Zone der Verbindung zwischen den dosen artigen Körpern und der Membran ergibt. Es ist sogar möglich, eine Verlängerung der Membran zu erhalten unter Ausnutzung der elastischen Dehnung des Materials der Membran - bei Anle gen von Zugbeanspruchung an den Mantel bzw. die Membran - , ohne daß sich irgendwelche Nachteile ergeben.As an essential advantage, it is according to an air spring the invention possible, an extensibility or extendable to obtain speed that is not obtained with known air springs can be, as a result of the cylindrical shape of the Membrane, this being obtained without loss sealing in the zone of connection between the cans like bodies and the membrane. It is even possible taking advantage of an extension of the membrane the elastic elongation of the material of the membrane - at app tensile stress on the jacket or membrane -, without any disadvantages.

Zufolge der genannten Tatsachen kann eine Luftfeder gemäß der Erfindung so verwendet werden, daß sie als Schub- bzw. Druckvorrichtung wirkt, was bei bekannten Luftfedern nicht möglich ist.According to the facts mentioned, an air spring can according to the invention are used so that they as a push or Pressure device works, which is not the case with known air springs is possible.

Weiterhin ist es zufolge der besonderen Gestalt der Membran 1 und der besonderen Verbindung zwischen den Enden der Membran 1 und den dosenartigen Körpern 9 und 15, die zusammen mit der Membran 1 die Luftfeder bilden, nicht erforderlich, Ausbildun gen wie starre Rippen an der Membran vorzusehen. Weiterhin ist es auch nicht erforderlich, genau gearbeitete Flächen an den dosenartigen Körpern 9 und 15 zu haben.Furthermore, it is due to the special shape of the membrane 1 and the special connection between the ends of the membrane 1 and the can-like bodies 9 and 15 , which together with the membrane 1 form the air spring, not necessary to provide conditions such as rigid ribs on the membrane . Furthermore, it is also not necessary to have precisely machined surfaces on the can-like bodies 9 and 15 .

Claims

Air spring with a cylindri's membrane ( 1 ) formed from flexible material, which has two inner cylindrical open ends ( 5 , 6 ), in each of which a rigid body ( 9 or 15 ) is inserted, against the cylindrical outer surface ( 10 or 16 ) the membrane end ( 5 or 6 ) is pressed by means of a rigid ring ( 14 or 21 ) which is connected to the outer surface of the membrane ( 1 ), characterized in that each membrane end ( 5 , 6 ) by Formation of a truncated cone-shaped outer surface ( 7 ), the larger base of which lies at the end edge of the membrane ( 1 ), has a greater thickness than the remaining part of the membrane ( 1 ) and is exposed on the outside.