WO2015022102A1 - Air spring rolling lobe with supporting fabric - Google Patents
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- WO2015022102A1 WO2015022102A1 PCT/EP2014/062312 EP2014062312W WO2015022102A1 WO 2015022102 A1 WO2015022102 A1 WO 2015022102A1 EP 2014062312 W EP2014062312 W EP 2014062312W WO 2015022102 A1 WO2015022102 A1 WO 2015022102A1
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
- F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
- F16F9/0409—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall characterised by the wall structure
Definitions
- the invention relates to an air spring with a clamped between an air spring piston and an air spring cover AmsterdamfederroUbalg of elastomeric material, wherein the LuftfederroUbalg forms a substantially cylindrical working chamber with a rolling on compression and rebound on the air spring piston rolling fold with filling in the elastomeric material embedded Reinforcements is provided and on its outer side has a protective layer of a textile structure that extends at least partially over its radially outer surfaces
- Such air springs are known to us are often used for passenger cars,
- An air spring bellows for such an air spring of a passenger car is usually made of elastomeric materials with reinforcing elements.
- An air spring bellows is initially assembled as a cylindrical body of a plurality of rubber layers and layers of - partially rubberized - strength members, ie assembled so that a tube with possibly several integrated in rubber layers of reinforcements.
- the strength members are aligned in their positions at an angle of about 53 °, namely in the so-called thread angle to the axial normal of the cylindrical body.
- the reinforcing elements in adjacent layers are arranged crossed to one another, that is to say they are aligned angularly once on one side and once on the other side, thus forming a so-called thread groove.
- the thread angle can be defined differently with respect to the axis, but is here understood as the angle that arises between the vertical, ie the normal to the bellows axis and the reinforcements. A large angle would then be able to reach 90 ° in an extreme case, whereby the reinforcing elements of such a layer ran parallel to the bellows axis, while a small angle could reach 0 ° and the reinforcing elements of such a layer would thus cross the bellows axis vertically.
- the rolling bellows is flared and vulcanised. In this manufacturing step, the different diameters are produced and fixed by the heat curing vulcanization process.
- the life of a Luftfederrollbalges of the type mentioned is often not determined by the breakage of a reinforcing agent, but by the wear of the bellows wall.
- the bellows wall is exposed by the rolling movement and the simultaneous capture of shear forces considerable stress. It is therefore known to coat the bellows wall with various substances that improve the lubricity of the surface
- EP 1 843 060 A1 discloses a generic air spring, in which the air spring bellows has on at least one of its radial lateral surfaces a protective layer, which extends over the lateral surface, of a textile structure which is formed as a warp-knit fabric.
- a protective layer which extends over the lateral surface, of a textile structure which is formed as a warp-knit fabric.
- the invention has for its object to provide an air spring of the type described, in which a protection against mechanical wear achieved by simple and cost-effective measures, simplifies the production and in comparison to the prior art improved life at the same
- the textile structure is formed as a fabric of stretchable and substantially perpendicular warp and weft threads, wherein the / weft has a greater extensibility than the / the warp and in which the warp threads in the longitudinal direction of the air spring rolling, i. are aligned substantially in the rolling direction of the roll fold and the weft threads substantially in the circumferential direction of the Lucasfederrollbalg.
- Such a textile structure has the advantage that the entire elastomeric jacket surface is very well protected against external influences, in particular in the rolling regions.
- Such simple, consisting of warp and weft threads structures can be relatively easy to produce and apply, and preferably by a
- the outer fabric structure supports the structure of the Lucasfederrollbalgs in the longitudinal direction. At the same time it facilitates the rolling of the bellows on the air spring piston. Both lead Bellows with the outer fabric structure according to the invention hold much longer.
- the warp of the fabric has a stretchability of 15 to 18% of its original length and the weft has a ductility of 40 to 150% of its original length.
- the structure of two such differently stretchable threads one of which is more flexible than the other, also ensures good manufacturability of the fabric.
- a further advantageous embodiment which is particularly easy to produce, consists in that the increased extensibility of the weft thread is determined by texturing provided on the outside of the weft thread in contrast to the warp thread, that is, e.g. by a
- a further advantageous embodiment consists in that the reinforcing elements embedded in the elastomeric material are formed in a diamond-shaped manner and the warp threads of the fabric run essentially centrally through the thread grooves of the crossed fabric layers.
- a cylindrical hose roll was provided with the textile structure thus formed and completed in a test bench trial, surprisingly more than twice as many load changes as the best to date tested standard bellows of the same type.
- Diameter of the spatially shaped fabric body is formed smaller than the outer diameter of the Luftfederrollbalgs and is mounted under tension on the Luftfederrollbalg, so about as a support stocking. This improves the adaptation of the textile structure / the fabric to the air bag. Thus, the textile structure can be pulled over the air spring bellows like an elastic stocking before vulcanization.
- This stocking is oriented so that the threads with low elongation in the direction of the rolling motion of the bellows (longitudinal direction) and the threads with great elongation perpendicular to it (in the circumferential direction). Since the diameter of the stocking is smaller than the outer diameter of the air spring bellows, the yarns are slightly biased in the circumferential direction and securely incorporated into the elastomer matrix during vulcanization. In the sense of a simple pre-assembly, there is a further advantageous
- the spatially shaped tissue body before the Applying to the Heilfederrollbalgs is made of a flat blank of the fabric, preferably from a rectangular, rhombus- or trapezoidal blank by two opposite edges of the blank are joined together, for. B. by ultrasonic welding, gluing, sewing etc.
- a further advantageous embodiment of the method is that the spatially shaped fabric body is treated with an adhesive solution, preferably with a solution of isocyanate and toluene, prior to application to the air spring rolling bellows (10). This is done to ensure the adhesion of the textile structure to the outer rubber of the air spring bellows. The further processing then takes place only when the fabric has dried.
- Fig. 1 a fiction, contemporary air spring in section
- FIG. 3 shows a sketch of the production of the textile structure according to FIG.
- Fig. 4 is a Lucasfederrollbalg an air spring according to the invention in the not yet installed state directly after production
- FIG. 5 shows a schematic diagram of the relative position of warp threads and weft threads and diamond-shaped crossed embedded reinforcements on the body of a Beerfederrollbalgs an air spring of FIG .. 1
- Fig. 6 as a schematic diagram of the relative position of warp threads and weft threads and diamond-shaped crossed embedded reinforcements in the roll fold of a Beerfederrollbalgs an air spring of FIG .. 1
- FIG. 1 an air spring 1 is shown with a Luftfederrollbalg 2.
- the rolling piston 5 is arranged so that it protrudes with its the second end of the air spring bellows 2 associated end in the interior 7 of the bellows 2 and the Heilfederrollbalg 2 forms a roll fold 8 in a known manner, resulting in relative movements between
- the air spring cover 3 is attached to a body not shown in detail 10 and the rolling piston 5 on a non-illustrated chassis part 11 of a vehicle, not shown.
- the Heilfederrollbalg 2 has on its outer radial surface 12 a textile structure in the form of a fabric 13 which extends over the entire lateral surface 12.
- the Gewebel3 is firmly connected by vulcanization with the elastomeric material of the air spring bellows 2.
- FIG. 2 shows the textile structure 13 as a fabric of stretchable and substantially perpendicular to each other extending warp and weft threads 14 and 15.
- the weft The warp threads 4 are in the longitudinal direction of the Lucasfederrollbalg s 2, ie are oriented substantially in the rolling direction of the roll fold 8 and the weft threads substantially in the circumferential direction of the Lucasfederrollbalg 2.
- the warp threads 14 of the fabric 13 shown here have a stretchability of 18% of their original length and the weft thread 15 a stretchability 120% of their original length.
- Fig. 3 shows a sketch of the production of the textile structure or the fabric 13 as a spatially shaped cylindrically shaped fabric body 16, which is formed from a rectangular blank 17 here by two opposite edges 18 and 19 of Blank 16 are joined together by gluing.
- Fig. 4 shows once again a LucasfederroUbalg 2 in the not yet installed state directly after production.
- the directions are shown in the warp and weft threads 14 and 15 are arranged relative to the HeilfederroUbalg 2, namely warp threads l4 in the longitudinal direction 20 of LucasfederroUbalg 2, ie substantially in the rolling direction of the roll fold 8 and the weft threads 15 substantially in the circumferential direction 21 of HeilfederroUbalg 2.
- Fig. 5 and 6 show a schematic sketch of the relative position of Kettfädenl4 and weft threads 15 and diamond-shaped crossed embedded reinforcements 22 and 23 to each other.
- FIG. 5 shows the state of the air spring roll 2 loaded only by internal pressure
- FIG. 6 shows the additionally stretched state in the roll fold.
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Abstract
Air spring (1) comprising an air spring rolling lobe (2), which is restrained between an air spring piston (5) and an air spring cover (3), forms a rolling convolution (8), that rolls on the air spring piston (5), and has on its outer side a protective layer of a textile structure (13), wherein the textile structure (13) is formed as a woven fabric of stretchable warp and weft threads (14, 15) running substantially at right angles to one another, wherein the weft thread(s) (15) have a greater stretchability than the warp thread(s) (14) and wherein the warp threads (14) are aligned in the longitudinal direction of the air spring rolling lobe (20) and the weft threads are aligned substantially in the circumferential direction of the air spring rolling lobe (21).
Description
LuftfederroUbalg mit Stützgewebe Beschreibung Air spring bellows with support fabric Description
Die Erfindung betrifft eine Luftfeder mit einem zwischen einem Luftfederkolben und einem Luftfederdeckel eingespannten LuftfederroUbalg aus elastomerem Material, wobei der LuftfederroUbalg unter Befüllung mit Druckluft eine im Wesentlichen zylindrische Arbeitskammer mit einer bei Ein- und Ausfederung am Luftfederkolben abrollenden Rollfalte ausbildet, mit in das elastomere Material eingebetteten Festigkeitsträgern versehen ist und auf seiner Außenseite eine Schutzschicht aus einer textilen Struktur aufweist, die sich mindestens teilweise über seine radial äußere Mantelflächen erstreckt Solche Luftfedern sind bekannt uns werden häufig für Personenkraftwagen, The invention relates to an air spring with a clamped between an air spring piston and an air spring cover LuftfederroUbalg of elastomeric material, wherein the LuftfederroUbalg forms a substantially cylindrical working chamber with a rolling on compression and rebound on the air spring piston rolling fold with filling in the elastomeric material embedded Reinforcements is provided and on its outer side has a protective layer of a textile structure that extends at least partially over its radially outer surfaces Such air springs are known to us are often used for passenger cars,
Lastkraftwagen oder Eisenbahnwagons eingesetzt. Auch sind Anwendungen im Bereich von Maschinen- oder Fundamentlagerungen bekannt. Lorries or railway wagons used. Also known are applications in the field of machine or foundation bearings.
Ein LuftfederroUbalg für eine solche Luftfeder eines Personenkraftwagens besteht in der Regel aus Elastomerwerkstoffen mit Verstärkungselementen. Ein LuftfederroUbalg 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. Die Festigkeitsträger sind in ihren Lagen in einem Winkel von etwa 53°, nämlich im sogenannten Fadenwinkel zur Achsnormalen des zylindrischen Körpers ausgerichtet. Dabei sind weiterhin oft die Festigkeitsträger in benachbarten Lagen zueinander gekreuzt angeordnet, also einmal zur einen und einmal zur anderen Seite bezogen auf die Achse winklig ausgerichtet und bilden so eine so genannte Fadenraute. In einer Abwicklung der Festigkeitsträgerlagen des Zylinders ergäbe sich dann also eine gekreuzte Anordnung der Festigkeitsträger, die bei z.B. bei nur zwei Festigkeitsträgerlagen einem Jägerzaun ähneln würde.
Der Faden winkel las st sich, wie bereits angedeutet, in Bezug auf die Achse unterschiedlich definieren, wird aber hier als der Winkel verstanden, der sich zwischen der Senkrechten, d.h. der Normalen zur Balgachse und den Festigkeitsträgern ergibt. Ein großer Winkel würde dann im Extremfall 90° erreichen können, womit die Festigkeitsträger einer solchen Lage parallel zur Balgachse liefen, während ein kleiner Winkel höchsten 0° erreichen könnte und die Festigkeitsträger einer solchen Lage somit senkrecht die Balgachse kreuzen würden. Nach der Konfektion wird der Rollbalg konisch aufgeweitet und vulkanisiert. Bei diesem Herstellungs schritt werden auch die unterschiedlichen Durchmesser erzeugt und durch den in der Wärme erfolgende Vulkanisationsprozess fixiert. An air spring bellows for such an air spring of a passenger car is usually made of elastomeric materials with reinforcing elements. An air spring bellows is initially assembled as a cylindrical body of a plurality of rubber layers and layers of - partially rubberized - strength members, ie assembled so that a tube with possibly several integrated in rubber layers of reinforcements. The strength members are aligned in their positions at an angle of about 53 °, namely in the so-called thread angle to the axial normal of the cylindrical body. In addition, often the reinforcing elements in adjacent layers are arranged crossed to one another, that is to say they are aligned angularly once on one side and once on the other side, thus forming a so-called thread groove. In a settlement of the reinforcement layers of the cylinder then there would be a crossed arrangement of the strength member, which would be similar to a hunter's fence in eg only two reinforcement layers. As already indicated, the thread angle can be defined differently with respect to the axis, but is here understood as the angle that arises between the vertical, ie the normal to the bellows axis and the reinforcements. A large angle would then be able to reach 90 ° in an extreme case, whereby the reinforcing elements of such a layer ran parallel to the bellows axis, while a small angle could reach 0 ° and the reinforcing elements of such a layer would thus cross the bellows axis vertically. After fabrication, the rolling bellows is flared and vulcanised. In this manufacturing step, the different diameters are produced and fixed by the heat curing vulcanization process.
Besonders aufgrund der hohen Qualität der zum Einsatz kommenden Werkstoffe, insbe- sondere der Festigkeitsträger, wird die Lebensdauer eines Luftfederrollbalges der genannten Art häufig nicht durch den Bruch eines Festigkeitsträgers, sondern durch den Verschleiß der Balgwand bestimmt. Die Balgwand ist durch die Rollbewegung und durch das gleichzeitige Auffangen von Querkräften erheblichen Belastungen ausgesetzt. Es ist daher bekannt, die Balgwand mit verschiedenen Stoffen zu beschichten, die die Gleitfähigkeit der Oberfläche verbessern Especially due to the high quality of the materials used, in particular the strength carrier, the life of a Luftfederrollbalges of the type mentioned is often not determined by the breakage of a reinforcing agent, but by the wear of the bellows wall. The bellows wall is exposed by the rolling movement and the simultaneous capture of shear forces considerable stress. It is therefore known to coat the bellows wall with various substances that improve the lubricity of the surface
In der DE 10 2004 007 332 AI ist eine Luftfeder offenbart, bei der der Luftfederbalg mit einem Gleitmittel beschichtet ist, das die Haftfähigkeit von Schmutz auf der Balgaußen- wand herabsetzen soll. Das Gleitmittel kann dabei bereits bei der Vulkanisation, aber auch nach Fertigstellung des Balges aufgebracht werden. DE 10 2004 007 332 A1 discloses an air spring in which the air spring bellows is coated with a lubricant which is intended to reduce the adhesion of dirt to the bellows outer wall. The lubricant can be applied during vulcanization, but also after completion of the bellows.
Von dieser Beschichtung ist jedoch eine dauerhaft verschleißmindernde Wirkung nicht zu erwarten, da hier zwar die Reibung herabgesetzt wird, ein weitergehender mechanischer Schutz der Balgwand aber nicht gegeben ist.
Die EP 1 843 060 AI offenbart eine gattungsgemäße Luftfeder, bei der der Luftfederbalg auf mindestens einer seiner radialen Mantelflächen eine sich über die Mantelfläche erstreckende Schutzschicht aus einer textilen Struktur aufweist, die als Kettwirkware ausgebildet ist. Die Herstellung einer solchen Kettwirkware mit ihrer aufwendigen Vermaschung ist jedoch nicht einfach und relativ teuer. From this coating, however, a permanent wear-reducing effect is not expected, since although the friction is reduced, a further mechanical protection of the bellows wall is not given. EP 1 843 060 A1 discloses a generic air spring, in which the air spring bellows has on at least one of its radial lateral surfaces a protective layer, which extends over the lateral surface, of a textile structure which is formed as a warp-knit fabric. However, the production of such Kettwirkware with their elaborate meshing is not easy and relatively expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfeder der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei der ein Schutz gegen mechanischen Verschleiß durch möglichst einfache und kostengünstige Maßnahmen erreicht, die Herstellung vereinfacht und bei der eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Lebensdauer bei gleichen The invention has for its object to provide an air spring of the type described, in which a protection against mechanical wear achieved by simple and cost-effective measures, simplifies the production and in comparison to the prior art improved life at the same
Belastungskollektiven erreicht wird. Load collectives is achieved.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte This object is achieved by the features of the main claim. advantageous
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten. Further developments are contained in the subclaims.
Dabei ist die textile Struktur als Gewebe aus dehnbaren und im Wesentlichen rechtwinklig zueinander verlaufenden Kett- und Schussfäden ausgebildet, wobei die/der Schussfaden eine größere Dehnbarkeit aufweist als die/der Kettfaden und bei der die Kettfäden in Längsrichtung des Luftfederrollbalg , d.h. im Wesentlichen in Rollrichtung der Rollfalte und die Schussfäden im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Luftfederrollbalg ausgerichtet sind. In this case, the textile structure is formed as a fabric of stretchable and substantially perpendicular warp and weft threads, wherein the / weft has a greater extensibility than the / the warp and in which the warp threads in the longitudinal direction of the air spring rolling, i. are aligned substantially in the rolling direction of the roll fold and the weft threads substantially in the circumferential direction of the Luftfederrollbalg.
Eine derartige textile Struktur hat den Vorteil, dass die gesamte elastomere Mantelfläche gegen äußere Einflüsse sehr gut geschützt ist, insbesondere in den Abrollbereichen. Such a textile structure has the advantage that the entire elastomeric jacket surface is very well protected against external influences, in particular in the rolling regions.
Derartig einfache, aus Kette und Schussfäden bestehende Strukturen lassen sich verhältnismäßig einfach herstellen und aufbringen und vorzugsweise durch einen Such simple, consisting of warp and weft threads structures can be relatively easy to produce and apply, and preferably by a
Vulkanisationsvorgang sicher und unlösbar mit der elastomeren Balgwand verbinden. Safely and permanently bond the vulcanization process to the elastomeric bellows wall.
Die äußere Gewebestruktur stützt den Aufbau des Luftfederrollbalgs in Längsrichtung. Gleichzeitig erleichtert sie das Abrollen des Balges auf dem Luftfederkolben. Beides führt
dazu, dass Bälge mit der erfindungsgemäßen äußeren Gewebestruktur wesentlich länger halten. The outer fabric structure supports the structure of the Luftfederrollbalgs in the longitudinal direction. At the same time it facilitates the rolling of the bellows on the air spring piston. Both lead Bellows with the outer fabric structure according to the invention hold much longer.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der Kettfaden des Gewebes eine Dehnbarkeit von 15 bis 18 % seiner Ursprungslänge aufweist und der Schussfaden eine Dehnbarkeit von 40 bis 150 % seiner Ursprungslänge. An advantageous development is that the warp of the fabric has a stretchability of 15 to 18% of its original length and the weft has a ductility of 40 to 150% of its original length.
Ein derartig in elastisch richtungsmäßig unterschiedlich ausgebildetes Gewebe eignet sich überraschenderweise gut für die Beschichtung von Luftfederbälgen, da die so ausgebildete unterschiedliche Dehnbarkeit von Kette und Schuss zu einer besonders guten Such in elastically directionally differently formed fabric is surprisingly well suited for the coating of air spring bellows, since the thus formed different extensibility of warp and weft to a particularly good
Verformbarkeit bei der Bildung einer Rollfalte führt und dadurch die Bewegungsfähigkeit des Luftfederbalges beim Abrollen auf dem Luftfederkolben nicht einschränkt. Deformability in the formation of a roll fold leads and thereby does not restrict the movement ability of the air spring bellows when rolling on the air spring piston.
Der Aufbau aus zwei solcherart verschieden dehnfähigen Fäden, von denen das eine dehnfähiger als das andere ist, gewährleistet darüber hinaus eine gute Herstellbarkeit des Gewebes. The structure of two such differently stretchable threads, one of which is more flexible than the other, also ensures good manufacturability of the fabric.
Eine weitere vorteilhafte, weil besonders einfach herzustellende Ausbildung besteht darin, dass die erhöhte Dehnbarkeit des Schussfadens durch eine im Unterschied zum Kettfaden auf der Außenseite des Schussfadens vorgesehene Texturierung, also z.B. durch eineA further advantageous embodiment, which is particularly easy to produce, consists in that the increased extensibility of the weft thread is determined by texturing provided on the outside of the weft thread in contrast to the warp thread, that is, e.g. by a
Strukturierung, Riffelung, Prägung erzeugt wird. Diese Ausbildung kann auch bei an sich unterschiedlich dehnfähigen Materialien dazu dienen, den Unterschied in der Dehnbarkeit weiter zu vergrößern. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die in das elastomere Material eingebetteten Festigkeitsträger rautenförmig gekreuzt ausgebildet sind und die Kettfäden des Gewebes im Wesentlichen mittig durch die Fadenrauten der gekreuzten Gewebelagen verlaufen. In einem Versuch wurde ein zylindrischer Schlauchrollbalg mit der so ausgebildeten textilen Struktur versehen und absolvierte in einem Prüfstandsversuch überraschenderweise mehr als doppelt so viele Lastwechsel wie der beste bis dato geprüfte Standardbalg desselben Typs. Dieses überraschend gute Ergebnis im Lebensdauertest ist
dadurch erklärbar, dass einerseits natürlich im Inneren der Balgwand die Fäden der beiden kreuzweise angeordneten Gewebelagen, die die sogenannten Fadenrauten bilden, die Zugkräfte innerhalb der Balgwand aufnehmen, und das die äußeren Kettfäden einen Teil der inneren Spannungen in dem Elastomer, das die Fadenrauten umgibt, aufnehmen können. Durch diese Entlastung, vor allem bei dynamischer Beanspruchung, erhöht sich die Lebensdauer des Luftfederbalges enorm. Dies wird natürlich durch eine weitere vorteilhafte Ausbildung begünstigt, die darin besteht, dass das Gewebe auf der Außenseite des Luftfederrollbalgs einvulkanisiert ist. Eine besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung einer erfindungs gemäßen Luftfeder besteht darin, dass die textile Struktur als räumlich geformter zylindrisch oder konisch ausgebildeter Gewebekörper vor der Vulkanisation auf die Außenoberfläche des Structuring, corrugation, embossing is generated. This training can be used to increase the difference in the extensibility even with different in itself stretchable materials. A further advantageous embodiment consists in that the reinforcing elements embedded in the elastomeric material are formed in a diamond-shaped manner and the warp threads of the fabric run essentially centrally through the thread grooves of the crossed fabric layers. In one experiment, a cylindrical hose roll was provided with the textile structure thus formed and completed in a test bench trial, surprisingly more than twice as many load changes as the best to date tested standard bellows of the same type. This surprisingly good result in the life test is explained by the fact that, on the one hand, of course, inside the bellows wall, the threads of the two crosswise arranged fabric layers, which form the so-called thread grooves, absorb the tensile forces within the bellows wall, and the outer warp threads a part of the internal stresses in the elastomer surrounding the thread grooves; be able to record. This relief, especially under dynamic load, increases the life of the air spring bellows enormously. This is of course favored by a further advantageous embodiment, which consists in that the fabric is vulcanized on the outside of the Luftfederrollbalgs. A particularly suitable method for producing a fiction, contemporary air spring is that the textile structure as a spatially shaped cylindrical or conical fabric body before vulcanization on the outer surface of the
Luftfederrollbalgs aufgebracht wird. Durch eine solche Vorfertigung erleichtert sich die Herstellung schon dadurch, dass der übliche Herstellungsprozess nicht verändert, sondern nur durch eine„Nebenlinie" ergänzt werden muss. Luftfederrollbalgs is applied. By such a prefabrication, the production already easier by the fact that the usual manufacturing process does not change, but only by a "secondary line" must be added.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass der mittlere An advantageous development of the method is that the middle
Durchmesser des räumlich geformten Gewebekörpers geringer ausgebildet ist als der Außendurchmesser des Luftfederrollbalgs und unter Spannung auf den Luftfederrollbalg aufgezogen wird, also etwa wie ein Stützstrumpf. Dies verbessert die Anpassung der textilen Struktur/des Gewebes an den Luftfederbalg. So kann die textile Struktur vor der Vulkanisation wie ein elastischer Strumpf über den Luftfederbalg gezogen werden. Diameter of the spatially shaped fabric body is formed smaller than the outer diameter of the Luftfederrollbalgs and is mounted under tension on the Luftfederrollbalg, so about as a support stocking. This improves the adaptation of the textile structure / the fabric to the air bag. Thus, the textile structure can be pulled over the air spring bellows like an elastic stocking before vulcanization.
Dieser Strumpf wird so ausgerichtet, dass die Fäden mit geringer Dehnung in Richtung der Rollbewegung des Federbalges (Längsrichtung) verlaufen und die Fäden mit großer Dehnung senkrecht dazu (in Umfangsrichtung). Da der Durchmesser des Strumpfes kleiner ist als der Außendurchmesser des Luftfederbalges, werden die Fäden in Umfangsrichtung leicht dabei vorgespannt und während der Vulkanisation sicher in die Elastomermatrix eingebunden. Im Sinne einer einfachen Vorkonfektionierung besteht eine weitere vorteilhafte This stocking is oriented so that the threads with low elongation in the direction of the rolling motion of the bellows (longitudinal direction) and the threads with great elongation perpendicular to it (in the circumferential direction). Since the diameter of the stocking is smaller than the outer diameter of the air spring bellows, the yarns are slightly biased in the circumferential direction and securely incorporated into the elastomer matrix during vulcanization. In the sense of a simple pre-assembly, there is a further advantageous
Ausbildung des Verfahrens darin, dass der räumliche geformte Gewebekörper vor dem
Aufbringen auf den Luftfederrollbalgs aus einem flächigen Zuschnitt des Gewebes hergestellt wird, vorzugsweise aus einem rechteckigen, rhombus- oder trapezförmigen Zuschnitt, indem zwei gegenüberliegende Kanten des Zuschnitts miteinander verbunden werden, z. B. durch Ultraschall-Schweißen, Kleben, Vernähen etc. Forming the method in that the spatially shaped tissue body before the Applying to the Luftfederrollbalgs is made of a flat blank of the fabric, preferably from a rectangular, rhombus- or trapezoidal blank by two opposite edges of the blank are joined together, for. B. by ultrasonic welding, gluing, sewing etc.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens besteht darin, dass der räumliche geformte Gewebekörper vor dem Aufbringen auf den Luftfederrollbalgs () mit einer Haftlösung behandelt wird, vorzugsweise mit einer Lösung aus Isocyanat und Toluol. Dies geschieht, um die Haftung der textilen Struktur an dem Außengummi des Luftfederbalges zu gewährleisten. Die Weiterverarbeitung erfolgt dann erst, wenn das Gewebe getrocknet ist. A further advantageous embodiment of the method is that the spatially shaped fabric body is treated with an adhesive solution, preferably with a solution of isocyanate and toluene, prior to application to the air spring rolling bellows (10). This is done to ensure the adhesion of the textile structure to the outer rubber of the air spring bellows. The further processing then takes place only when the fabric has dried.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Reference to an embodiment of the invention will be explained in more detail. Show it
Fig. 1 einen erfindungs gemäße Luftfeder im Schnitt Fig. 1 a fiction, contemporary air spring in section
Fig. 2 die auf der Außenseite der Luftfeder gemäß Fig. 1 aufgebrachte Fig. 2 applied on the outside of the air spring of FIG. 1
Schutzschicht aus einer textilen Struktur Protective layer of a textile structure
Fig. 3 skizzenartig die Herstellung der textilen Struktur nach Fig.2 3 shows a sketch of the production of the textile structure according to FIG
Fig. 4 einen Luftfederrollbalg einer erfindungsgemäßen Luftfeder im noch nicht eingebauten Zustand direkt nach der Herstellung Fig. 4 is a Luftfederrollbalg an air spring according to the invention in the not yet installed state directly after production
Fig. 5 als Prinzipskizze die relative Lage von Kettfäden und Schussfäden und rautenförmig gekreuzt eingebetteten Festigkeitsträgern am Körper eines Luftfederrollbalgs einer Luftfeder nach Fig. 1 5 shows a schematic diagram of the relative position of warp threads and weft threads and diamond-shaped crossed embedded reinforcements on the body of a Luftfederrollbalgs an air spring of FIG .. 1
Fig. 6 als Prinzipskizze die relative Lage von Kettfäden und Schussfäden und rautenförmig gekreuzt eingebetteten Festigkeitsträgern in der Rollfalte eines Luftfederrollbalgs einer Luftfeder nach Fig. 1 Fig. 6 as a schematic diagram of the relative position of warp threads and weft threads and diamond-shaped crossed embedded reinforcements in the roll fold of a Luftfederrollbalgs an air spring of FIG .. 1
In der Fig. 1 ist eine Luftfeder 1 mit einem Luftfederrollbalg 2 dargestellt. Der In Fig. 1, an air spring 1 is shown with a Luftfederrollbalg 2. Of the
Luftfederrollbalg 2 ist aus elastomerem Werkstoff gebildet und ist an seinem ersten axialen Ende an einem Luftfederdeckel 3 mittels eines Spannringes 4 gasdicht befestigt und an
seinem zweiten axialen Ende an einem Luftfederkolben oder auch Abrollkolben 5 ebenfalls mit einem Spannring 6 gasdicht befestigt. Der Abrollkolben 5 ist dabei so angeordnet, dass er mit seinem dem zweiten Ende des Luftfederbalges 2 zugeordneten Ende in das Innere 7 des Luftfederbalges 2 hineinragt und der Luftfederrollbalg 2 in bekannter Weise eine Rollfalte 8 bildet, die sich bei Relativbewegungen zwischen Luftfederrollbalg 2 is formed of elastomeric material and is gas-tight attached at its first axial end to an air spring cover 3 by means of a clamping ring 4 and to its second axial end to an air spring piston or rolling piston 5 also secured gas-tight with a clamping ring 6. The rolling piston 5 is arranged so that it protrudes with its the second end of the air spring bellows 2 associated end in the interior 7 of the bellows 2 and the Luftfederrollbalg 2 forms a roll fold 8 in a known manner, resulting in relative movements between
Luftfederdeckel 3 und Abrollkolben 5 längs der Hauptachse der Luftfeder 1 auf der äußeren Mantelfläche 9 des Abrollkolbens 5 abrollt. Air spring cover 3 and rolling piston 5 along the main axis of the air spring 1 on the outer circumferential surface 9 of the rolling piston 5 rolls.
Der Luftfederdeckel 3 ist an einer nicht genauer dargestellten Karosserie 10 und der Abrollkolben 5 an einem nicht genauer dargestellten Fahrwerksteil 11 eines nicht gezeigten Fahrzeuges befestigt. The air spring cover 3 is attached to a body not shown in detail 10 and the rolling piston 5 on a non-illustrated chassis part 11 of a vehicle, not shown.
Der Luftfederrollbalg 2 weist auf seiner äußeren radialen Mantelfläche 12 eine textile Struktur in Form eines Gewebes 13 auf, das sich über die gesamte Mantelfläche 12 erstreckt. Das Gewebel3 ist durch Vulkanisation mit dem elastomeren Werkstoff des Luftfederbalges 2 fest verbunden ist. Die erfindungsgemäß unterschiedliche The Luftfederrollbalg 2 has on its outer radial surface 12 a textile structure in the form of a fabric 13 which extends over the entire lateral surface 12. The Gewebel3 is firmly connected by vulcanization with the elastomeric material of the air spring bellows 2. The inventively different
Dehnungsfähigkeit von Kett- und Schussfäden der textilen Struktur 13 ermöglicht eine gute Verformung der Schutzschicht auch in der Rollfalte 8. Fig. 2 zeigt die textile Struktur 13 als Gewebe aus dehnbaren und im Wesentlichen rechtwinklig zueinander verlaufenden Kett- und Schussfäden 14 und 15. Die Schussfaden 15 weisen eine größere Dehnbarkeit/Dehnfähigkeit aufweist als die Kettfaden 14. Die Kettfädenl4 sind in Längsrichtung des Luftfederrollbalg s 2, d.h. im Wesentlichen in Rollrichtung der Rollfalte 8 und die Schussfäden im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Luftfederrollbalg 2 ausgerichtet sind. Die hier gezeigten Kettfäden 14 des Gewebes 13 weisen eine Dehnbarkeit von 18% ihrer Ursprungslänge auf und die Schussfaden 15 eine Dehnbarkeit 120 % ihrer Ursprungslänge. Elongation of warp and weft threads of the textile structure 13 allows a good deformation of the protective layer in the rolled fold 8. Fig. 2 shows the textile structure 13 as a fabric of stretchable and substantially perpendicular to each other extending warp and weft threads 14 and 15. The weft The warp threads 4 are in the longitudinal direction of the Luftfederrollbalg s 2, ie are oriented substantially in the rolling direction of the roll fold 8 and the weft threads substantially in the circumferential direction of the Luftfederrollbalg 2. The warp threads 14 of the fabric 13 shown here have a stretchability of 18% of their original length and the weft thread 15 a stretchability 120% of their original length.
Fig. 3 zeigt skizzenartig die Herstellung der textilen Struktur bzw. des Gewebes 13 als räumlich geformten zylindrisch ausgebildeten Gewebekörper 16, der aus einem hier rechteckigen Zuschnitt 17 entsteht, indem zwei gegenüberliegende Kanten 18 und 19 des
Zuschnitts 16 miteinander durch Kleben verbunden werden. Fig. 3 shows a sketch of the production of the textile structure or the fabric 13 as a spatially shaped cylindrically shaped fabric body 16, which is formed from a rectangular blank 17 here by two opposite edges 18 and 19 of Blank 16 are joined together by gluing.
Fig. 4 zeigt noch einmal einen LuftfederroUbalg 2 im noch nicht eingebauten Zustand direkt nach der Herstellung. Hier sind prinzipiell die Richtungen eingezeichnet, in der Kett- und Schussfäden 14 und 15 relativ zum LuftfederroUbalg 2 angeordnet sind, nämlich Kettfädenl4 in Längsrichtung 20 des LuftfederroUbalg 2, d.h. im Wesentlichen in Rollrichtung der Rollfalte 8 und die Schussfäden 15 im Wesentlichen in Umfangsrichtung 21 des LuftfederroUbalg 2. Fig. 5 und 6 zeigen als Prinzip skizzen die relative Lage von Kettfädenl4 und Schussfäden 15 und rautenförmig gekreuzt eingebetteten Festigkeitsträgern 22 und 23 zueinander. Die Kettfäden 14 des Gewebes verlaufen im Wesentlichen mittig durch die Fadenrauten der gekreuzten Gewebelagen aus Festigkeitsträgern 22 und 23. Fig. 5 zeigt dabei den nur durch Innendruck belasteten Zustand des Luftfederrollbalgs 2, während Fig. 6 den zusätzlich gedehnten Zustand in der Rollfalte darstellt.
Fig. 4 shows once again a LuftfederroUbalg 2 in the not yet installed state directly after production. Here, in principle, the directions are shown in the warp and weft threads 14 and 15 are arranged relative to the LuftfederroUbalg 2, namely warp threads l4 in the longitudinal direction 20 of LuftfederroUbalg 2, ie substantially in the rolling direction of the roll fold 8 and the weft threads 15 substantially in the circumferential direction 21 of LuftfederroUbalg 2. Fig. 5 and 6 show a schematic sketch of the relative position of Kettfädenl4 and weft threads 15 and diamond-shaped crossed embedded reinforcements 22 and 23 to each other. The warp threads 14 of the fabric run essentially centrally through the thread grooves of the crossed fabric layers of reinforcements 22 and 23. In this case, FIG. 5 shows the state of the air spring roll 2 loaded only by internal pressure, while FIG. 6 shows the additionally stretched state in the roll fold.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
(Teil der Beschreibung) (Part of the description)
I Luftfeder I air spring
2 Luftfederrollbalg 2 air spring roll
3 Luftfederdeckel 3 air spring cover
4 Spannring 4 clamping ring
5 Abrollkolben / Luftfederkolben 5 rolling piston / air spring piston
6 Spannring 6 clamping ring
7 Innenraum des LuftfederroUbalgs, Arbeitskammer 7 Interior of the air spring bellows, working chamber
8 Rollfalte 8 rolled fold
9 Mantelfläche des Kolbens 5 9 lateral surface of the piston 5
10 Karosserie 10 bodywork
I I Fahrwerksteil I I chassis part
12 äußere radiale Mantelfläche des LuftfederroUbalgs 12 outer radial surface of the LuftfederroUbalgs
13 textile Struktur bzw. Gewebe 13 textile structure or tissue
14 Kettfaden 14 warp thread
15 Schussfaden 15 weft
16 zylindrisch ausgebildeten Gewebekörper 16 cylindrically shaped tissue body
17 rechteckiger Zuschnitt 17 rectangular cut
18 Kante 18 edge
19 Kante 19 edge
20 Längsrichtung des LuftfederroUbalgs 20 longitudinal direction of the LuftfederroUbalgs
21 Umfangsrichtung des LuftfederroUbalgs 21 Circumferential direction of the air spring bellows
22 Festigkeitsträger 22 Reinforcements
23 Festigkeitsträger
23 reinforcement
Claims
1. Luftfeder (1) mit einem zwischen einem Luftfederkolben (5) und einem 1. Air spring (1) with a between an air spring piston (5) and a
Luftfederdeckel (3) eingespannten Luftfederrollbalg (2) aus elastomerem Material, wobei der Luftfederrollbalg (2) unter Befüllung mit Druckluft eine im Wesentlichen zylindrische Arbeitskammer (7) mit einer bei Ein- und Ausfederung am Air spring cover (3) clamped Luftfederrollbalg (2) made of elastomeric material, wherein the Luftfederrollbalg (2) under filling with compressed air, a substantially cylindrical working chamber (7) with a rebound on and rebound
Luftfederkolben (2) abrollenden Rollfalte (8) ausbildet, mit in das elastomere Material eingebetteten Festigkeitsträgern (22, 23) versehen ist und auf seiner Außenseite eine Schutzschicht aus einer textilen Struktur aufweist, die sich mindestens teilweise über seine radial äußere Mantelflächen (9) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Struktur als Gewebe (13) aus dehnbaren und im Wesentlichen rechtwinklig zueinander verlaufenden Kett- und Schussfäden (14, 15) ausgebildet ist, wobei die/der Schussfaden (15) eine größere Dehnbarkeit aufweist als die/der Kettfaden (14) und bei der die Kettfäden (14) in Längsrichtung (20) des Luftfederrollbalg (2), d.h. im Air spring piston (2) rolling roll fold (8) is formed, with embedded in the elastomeric material strength members (22, 23) and on its outer side a protective layer of a textile structure which extends at least partially over its radially outer lateral surfaces (9) , characterized in that the textile structure as a fabric (13) of stretchable and substantially perpendicular to each other extending warp and weft threads (14, 15) is formed, wherein the / weft (15) has a greater extensibility than the / the warp thread (14) and in which the warp threads (14) in the longitudinal direction (20) of the Luftfederrollbalg (2), ie in the
Wesentlichen in Rollrichtung der Rollfalte (8) und die Schussfäden (15) im Essentially in the rolling direction of the rolled fold (8) and the weft threads (15) in
Wesentlichen in Umfangsrichtung (21) des Luftfederrollbalg (2) ausgerichtet sind. Aligned substantially in the circumferential direction (21) of the air spring rolling bellows (2).
2. Luftfeder nach Anspruch 1, bei der der Kettfaden (14) des Gewebes eine Dehnbarkeit von 15 bis 18 % seiner Ursprungslänge aufweist und der Schussfaden (15) eine Dehnbarkeit von 40 (?) bis 150 % seiner Ursprungslänge. 2. Air spring according to claim 1, wherein the warp thread (14) of the fabric has a ductility of 15 to 18% of its original length and the weft thread (15) has a ductility of 40 (?) To 150% of its original length.
3. Luftfeder nach Anspruch 1 oder 2, bei der die erhöhte Dehnbarkeit des Schussfadens (15) durch eine im Unterschied zum Kettfaden (14) auf der Außenseite des 3. Air spring according to claim 1 or 2, wherein the increased extensibility of the weft thread (15) by a difference from the warp thread (14) on the outside of the
Schussfadens vorgesehene Texturierung erzeugt wird. Weft provided texturing is generated.
4. Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die in das elastomere Material eingebetteten Festigkeitsträger (22, 23) rautenförmig gekreuzt ausgebildet sind und die Kettfäden (14) des Gewebes im Wesentlichen mittig durch die Fadenrauten der gekreuzten Gewebelagen verlaufen.
4. Air spring according to one of claims 1 to 3, wherein the embedded in the elastomeric material reinforcements (22, 23) are formed diamond-shaped crossed and the warp threads (14) of the fabric run substantially centrally through the thread grooves of the crossed fabric layers.
5. Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Gewebe (13) auf der 5. Air spring according to one of claims 1 to 4, wherein the tissue (13) on the
Außenseite des LuftfederroUbalgs (2) einvulkanisiert ist. Outside of the LuftfederroUbalgs (2) is vulcanized.
6. Verfahren zur Herstellung einer Luftfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die textile Struktur als räumlich geformter zylindrisch oder konisch ausgebildeter Gewebekörper (16) vor der Vulkanisation auf die Außenoberfläche des 6. A method for producing an air spring according to one of claims 1 to 5, wherein the textile structure as a spatially shaped cylindrical or conical fabric body (16) prior to vulcanization on the outer surface of the
LuftfederroUbalgs (2) aufgebracht wird. Air spring bellows (2) is applied.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der mittlere Durchmesser des räumlich 7. The method of claim 6, wherein the mean diameter of the spatially
geformten Gewebekörpers (16) geringer ausgebildet ist als der Außendurchmesser des LuftfederroUbalgs (2) und unter Spannung auf den Luftfederrollbalg aufgezogen wird. formed fabric body (16) is formed smaller than the outer diameter of the LuftfederroUbalgs (2) and is mounted under tension on the Luftfederrollbalg.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem der räumliche geformte Gewebekörper8. The method of claim 6 or 7, wherein the spatially shaped tissue body
(16) vor dem Aufbringen auf den LuftfederroUbalgs (2) aus einem flächigen Zuschnitt(16) before application on the LuftfederroUbalgs (2) from a flat blank
(17) des Gewebes (13) hergestellt wird, vorzugsweise aus einem rechteckigen, rhombus- oder trapezförmigen Zuschnitt, indem zwei gegenüberliegende Kanten (18, 19) des Zuschnitts miteinander verbunden. (17) of the fabric (13) is made, preferably from a rectangular, rhombus or trapezoidal blank by two opposite edges (18, 19) of the blank connected to each other.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem der räumliche geformte 9. The method according to any one of claims 6 to 8, wherein the spatially shaped
Gewebekörper (16) vor dem Aufbringen auf den LuftfederroUbalgs (2) mit einer Haftlösung behandelt wird, vorzugsweise mit einer Lösung aus lsocyanat und Toluol.
Tissue body (16) is treated prior to application to the LuftfederroUbalgs (2) with an adhesive solution, preferably with a solution of isocyanate and toluene.
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