DE68912925T2 - Befestigungsring für eine pneumatische Feder. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Strömungsmitteldruckvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Eine derartige Vorrichtung ist aus der Lehre der EP-A- 123 171 bekannt. Die Dichtungseigenschaften der bekannten Klemme sind jedoch unter gewissen Betriebsbedingungen unzureichend.
HINTERGRUNDINFORMATION
• Pneumatische Federn, die allgemein als Luftfedern bezeichnet werden, werden für Kraftfahrzeuge seit einer Anzahl von Jahren verwandt, um eine Dämpfung zwischen den beweglichen Teilen des Kraftfahrzeugs vorzusehen, hauptsächlich, um Stossbelastungen zu absorbieren, die auf die Kraftfahrzeugachsen durch die Räder einwirken, die auf einen Gegenstand in der Strasse aufschlagen oder in eine Vertiefung hineinfallen. Die Luftfeder besteht normalerweise aus einer flexiblen Gummihülse oder Balg, der einen Vorrat an komprimiertem Strömungsmittel enthält und ein oder mehrere Kolben besitzt, die innerhalb des flexiblen Balges angeordnet sind. Der Kolben bewirkt die Kompression und Expansion des Strömungsmittels innerhalb des Balges, während der Balg komprimiert wird und sich expandiert, wenn das Kraftfahrzeug einen Stoss durch die Strasse erfährt. Der Federbalg ist aus einem flexiblen, elastomeren Material gebildet, der es dem Kolben ermöglicht, sich axial in Bezug zu einem weiteren Kolben oder einer Endkappe zu bewegen, der bzw. die innerhalb der Enden des Balges befestigt ist.
• Die Enden der Balge sind abdichtend mit dem Kolben und/oder der gegenüberliegenden Endkappe verbunden und stellen immer einen wichtigen und hauptsächlichen Aspekt bei der Herstellung einer wirksamen und wartungsfreien Luftfeder dar. Ein Problem mit gewissen Luftfedern liegt darin, daß die freiliegende, abgeschnittene Kante am Ende des elastomeren Balges der Luftfeder den Balgkörper berührt, während sie am Kolben und/oder der Endkappe bei übermässigen Stossbedingungen abrollt, was eine übermässige Abnutzung des flexiblen Balges bewirkt. Ein weiteres Problem bei existierenden Luftfedern und insbesondere beim dafür vorgesehenen Klemmring, liegt darin, daß sich der Klemmring in seiner eingeklemmten Position unter dynamischen Luftfederbedingungen bewegt, was zu einer Bewegung des dazwischen eingeklemmten elastomeren Materials führt, was dazu neigt, die Dichtungsverbindung zu lösen und die Klemmintegrität zu verschlechtern, wodurch schließlich eine Leckage der Luftfeder und ein Versagen hervorgerufen wird. Ein weiteres Problem bei existierenden Luftfedern und beim Einklemmen der elastomeren Balgenden am Kolbenglied und/oder der Endkappe ist, eine ausreichende feste Dichtung zu erreichen, die hohen Strömungsmitteldrucken widerstehen kann, die in der Strömungsmittelkammer auftreten, ohne daß eine vorzeitige Leckage oder Bersten auftritt, sogar wenn eine schwere Luftfederbewegung eintritt und die Dichtung rauhen Umgebungen am Fahrgestell eines Fahrzeuges ausgesetzt wird.
• Einige Beispiele von Luftfedern und Banddichtungsvorrichtungen werden in den folgenden Patenten gezeigt, die weiter unten beschrieben werden:
• Das US-Patent Nr. 3,788,628 offenbart ein pneumatisches, federartiges System, einschliesslich eines Aufbaus zur Verankerung der inneren Enden eines flexiblen Rollbalges. Der Balg oder die Hülse wird zwischen den Flächen angeordnet, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie eine sägezahnartige Form mit einer Umfangsnut und Rippe an einer inneren Umfangsfläche und zwei Rippen an einer äusseren Umfangsfläche besitzen. Die gegenüberliegenden Seiten der Nuten konvergieren in vorbestimmten Winkeln mit vorbestimmtem und passendem Krümmungsradius, deren Kombination eine Greifwirkung schafft, um den flexiblen Balg fest an Ort und Stelle mittels des sägezahnförmigen Aufbaus in Zusammenwirkung mit der passenden Ausnehmung des Ringes und des Balgflansches zu halten.
• Das US.Patent Nr. 3,870,286 betrifft eine Strömungsmittelfeder, bei der die Enden des Rollbalges durch ringförmige Klemmringe befestigt sind, die gegen die Innenfläche des Balges anliegen. Der Klemmring befestigt den Rollbalg am Arbeitszylinder, wobei der Klemmring eine ringförmigen, nutenartige Deformation enthält, durch die der Rollbalg an Ort und Stelle gehalten wird, indem dieser zusammenwirkende, nutenförmige Aufbau in Kombination mit der durch den Ring ausgeübten Klemmkraft wirkt.
• DAs US-Patent Nr. 4,489,474 betrifft Mittel zum Verbinden eines schlauchförmigen, flexiblen Gliedes an einem Kolben, der eine Ausnehmung nahe am Kolbenende umfasst, an dem ein flexibles Glied befestigt ist. Das flexible Glied ist über ein ringförmiges Anschlußstück gestülpt, das das flexible Glied am Kolben befestigt. Der Kolben umfasst eine umfangsmässig sich erstreckende Ausnehmung, angrenzend an sein Ende, wobei das flexible Glied im wesentlichen die Ausnehmung des Kolbens ausfüllt und dort positioniert ist. Das ringförmige Anschlußstück ist ein üblicher, massiver Ring und der Endteil des flexiblen Gliedes wird von dem Teil getrimmt, der sich vom Kolbenring erstreckt, wobei das flexible Glied im wesentlichen die Ausnehmung der Schulter des Kolbens ausfüllt. Der Kolben verwendet eine gezahnte Kante, um das Greifen des flexiblen Gliedes zu unterstützen.
• Das US-patent Nr. 4,573,692 offenbart irgendeine Anordnung zum Abdichten von zwei Teilen, von denen eines eine zylindrische Fläche besitzt, die die Dichtung trägt, in der die Dichtungslippe vorgesehen ist und gegen das zweite Teil anliegt. Eine zylindrische Fläche trägt die Dichtung, die einen hohlen zylindrischen Körper umfasst, der eine Lippe besitzt, die sich vom Körper nach aussen erstreckt, wobei ein elastomeres Band den Körper umschlingt, um es fest an Ort und Stelle zu halten. Die zylindrische Fläche umfasst eine Ausnehmung, die sich umfangsmässig um die Fläche herum erstreckt und ein passendes Vorsprungselement der Dichtung aufnimmt, das sich vom Innendurchmesser des zylindrischen Körpers erstreckt.
• Das US-Patent Nr. 4,629,170, betrifft eine pneumatische Feder mit einem Kammerpaar, das durch ein Membranen- bzw. Folienpaar gebildet ist, die abdichtend an einem axial beabstandeten Halter und Kolben befestigt sind, wobei das axiale Ende der Membran zwischen einer gezahnten Fläche eines festen Gliedes und einem Halterungsring zusammengedrückt wird, wobei der Ring massiv oder gesenkt geschmiedet, eingebaut, oder sonstwie befestigt sein kann, um eine radiale Kompression gegen die axialen Enden der flexiblen Membranen zu erzeugen.
• Das britische Patent Nr. 199 789 offenbart ein Metallbefestigungsband, das ein Diaphragma ergreift und gegen einen zugespitzten Endteil eines schlauchförmigen Gliedes drückt.
• Das US-Patent Nr. 4,718,650 zeigt eine Luftfeder, bei der die Enden der flexiblen Balge mit den Dichtungsflächen eines Paares axial beabstandeter Kolben durch massive oder versteifte Klemmringe verbunden sind. Die Kolbenklemmflächen sind mit Zacken versehen, um die Halterung des elastomeren Materials darin zu unterstützen, wenn es durch die Klemmringe dort hineingedrückt wird.
• Die anderen Arten von Kolben- und Endkappendichtungsanordnungen für Luftfedern werden in den US-patenten Nrn. 4,784,376; 4,787,607 und 4,787,606 gezeigt, die sämtliche dem Anmelder bzw. Inhaber der vorliegenden Erfindung gehören.
• Eine weitere bekannte Luftfederkonstruktion des Standes der Technik umfasst eine sich radial erstreckende Schulter, die am Kolbenglied ausgebildet ist, auf der der Klemmring sitzt und abdichtend das abgeschnittene Ende des flexiblen Balges gegen eine Vielzahl einheitlich angehobener Rippen klemmt, die an der axial sich erstreckenden Dichtungsfläche des Kolbengliedes, angrenzend an die ringförmige Schulter, ausgebildet sind. Bei einer solchen Konstruktion liegen die Probleme jedoch darin, daß der Klemmring nicht positiv an der ringförmigen Schulter positioniert ist und sich frei in einer nach oben gerichteten Axialrichtung bewegen kann, nachdem die Luftfeder schwere Stösse oder die sich ausstreckende Positionierung erfährt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
• Die Aufgaben der Erfindung umfassen das Vorsehen einer verbesserten Klemmringanordnung für Luftfedern, hauptsächlich für Kraftfahrzeuge, die einen Kolben an einem Ende und eine Endkappe an einem axial beabstandeten, gegenüberliegenden Ende besitzen, wobei sich ein flexibler, elastomerer Balg dazwischen erstreckt und gegen die entsprechende Endkappe oder das Kolbenglied durch einen Klemmring festgeklemmt ist, unter Ausbildung eines dazwischenliegenden strömungsmitteldichten Verschlusses und Vorsehen einer dazwischenliegenden, unter Druck stehenden Kammer.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, solche eine verbesserte Klemmringanordnung vorzusehen, bei der die abgeschnittene Kante des elastomeren Balges, die sich über den Klemmring hinaus erstreckt, nicht dadurch freigelegt wird und somit die übermässige Abnutzung des elastomeren Balges eliminiert, der bisher während der dynamischen Bewegung der Luftfeder sich auf der freiliegenden Kante abgerieben hat.
• Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, solch eine Klemmringanordnung vorzusehen, bei der die Bewegung des Klemmringes unter dynamischen Betriebsbedingungen verringert wird, indem der Ring direkt auf der Schulter des Kolbengliedes oder ringförmigen Flansches der Endkappe positioniert wird, wodurch eine positive Dichtungswirkung mit dem elastomeren Balg erreicht wird, der zwischen dem Ring und dem angrenzenden Endglied eingeklemmt wird.
• Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, solch eine verbesserte Klemmringanordnung vorzusehen, bei der das Kolbenglied oder die Endkappenklemmfläche einen angehobenen Vorsprung umfasst, der in Zusammenwirkung mit einem entsprechenden Gegenstück oder konkaver Nut, am Klemmring wirkt, um das wirksame Ergreifen des elastomeren Materials dazwischen zu erleichtern und die Richtung der Verstärkungscords zu verändern, die im elastomeren Balg enthalten sind, um die Klemmwirkung des Ringes weiter zu steigern, und der den Klemmring positionsmässig an der Dichtungsfläche des Kolbengliedes oder der Endkappe anordnet.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, solche verbesserte Klemmringanordnung vorzusehen, bei der die Klemmfläche des Kolbengliedes und der Endkappe mit einem Vorsprungspaar versehen ist, das vorteilhafterweise ebene Flächen auf gegenüberliegenden Seiten des dazwischenliegenden Vorsprungs besitzt, die in Zusammenwirkung mit diesem Vorsprung Reihen axial beabstandeter Quetsch- bzw. Klemmpunkte zum sicheren Greifen des elastomeren Balgmaterials dazwischen vorsieht, und in der die ebenen Klemmflächen der beabstandeten Vorsprünge grössere Greifbereiche mit dem dazwischenliegenden Elastomermaterial vorzusehen, und bei der der dicht am abgeschnittenen Ende des Balges liegende Vorsprung einen grösseren Durchmesser besitzt als der andere Vorsprung, um eine grössere Dichtung mit dem flexiblen Balg an einer Stelle zu schaffen, die weiter entfernt vom Leckweg der Strömungsmittelkammer liegt.
• Ein noch weiteres Ziel ist es, solch eine verbesserte Klemmringanordnung vorzusehen, bei der die ringförmigen Expansionsnuten zwischen den Vorsprüngen am Kolbenglied und den Endkappendichtungsflächen ausgebildet sind, damit elastomeres Material dort hineinfliessen kann, und bei der eine weitere ringförmige Nut vorgesehen ist, angrenzend an das abgeschnittene Ende des elastomeren Balges, um das abgeschnittene Ende einzufangen, damit es nicht freiliegt und ein anschliessender Kontakt mit dem sich bewegenden elastomeren Balg während der dynamischen Bedigungen verhindert wird.
• Eine weitere Aufgabe ist es, solch eine verbesserte Klemmringanordnung vorzusehen, bei der die Aussenfläche des Klemmrings generell zur angrenzenden Aussenfläche des Kolbens oder der Endkappe ausgerichtet ist, um eine generell kontinuierliche Fläche zwischen dem Klemmring und dem Kolbenglied oder der Endkappe vorzusehen, über die der elastomere Balg abrollt, um eine glatte Zwischenfläche dazwischen vorzusehen, und eine Abnutzung am elastomeren Balg zu reduzieren, während er sich entlang der Flächen des Kolbengliedes oder der Endkappe und des Klemmrings während des dynamischen Betriebs der Luftfeder bewegt, um seine Abnutzung bzw. Abrieb daran zu reduzieren.
• Diese Aufgaben, Ziele und Vorteile werden durch die verbesserte Strömungsmitteldruckvorrichtung der Erfindung gemäss Anspruch 1 gelöst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die die beste Art und Weise aufzeigt, in der die Anmelder die Prinzipien der Erfindung anwenden, wird in der folgenden Beschreibung ausgeführt und in den Zeichnungen gezeigt, wobei insbesondere auf die anhängenden Ansprüche verwiesen wird.
• Es zeigt:
• Fig. 1 eine Seitenansicht der verbesserten Klemmringanordnung, die in eine Luftfeder eingebaut ist, bei der Teile weggebrochen und im Schnitt dargestellt sind, wobei die Luftfeder in einer solchen statischen Ruheposition gezeigt wird;
• Fig. 2 eine stark vergrösserte Teilschnittansicht, die die Klemmringanordnung zeigt, wie ein Ende des elastomeren Balges gegen die Dichtungsfläche des Kolbengliedes befestigt ist;
• Fig. 3 eine Draufsicht auf den Klemmring der verbesserten, erfindungsgemässen Klemmringanordnung;
• Fig. 4 eine Schnittansicht des Klemmrings entlang der Linie 4-4 der Fig. 3.
• Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in den Zeichnungen auf gleiche Teile.
BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
• Die verbesserte Klemmringanordnung oder -installation der vorliegenden Erfindung wird gezeigt, wie sie an einer Luftfeder befestigt ist, die generell mit 1 angedeutet ist, und sich in ihrer Ruheposition in Fig. 1 befindet. Die Luftfeder 1 umfasst axial beabstandete Endglieder, die aus einer Endkappe und einem Kolbenglied bestehen, die generell mit 2 bzw. 3 bezeichnet sind. Das Kolbenglied 3 ist ein becherförmiges Glied, das eine generell konisch geformte Aussenwand 4 besitzt, die ein offenes Inneres 5 in einer Basis 6 bildet, welche mit einem mittigen Ausnehmungsteil 7 ausgebildet ist. Der flexible Balg oder Hülse 8 aus elastomerem Material enthalten innere Verstärkungscords 9, die sich zwischen der Endkappe 2 und dem Kolbenglied 3 erstrekken, die in Klemmeingriff mit den offenen Enden des Balges durch die Klemmringanordnung der Erfindung stehen und dazwischen eine Strömungsmitteldruckkammer 18 ausbilden.
• Erfindungsgemäss wird eine verbesserte, axial sich erstrekkende Klemmfläche, die generell mit 10 bezeichnet ist, an einem oberen Endteil 11 des Kolbenglieds 3 mit verringertem Durchmesser ausgebildet, was insbesonder detalliert in Fig. 2 gezeigt wird. Die Klemmfläche 10 ist mit der konischen Aussenwand 4 des Kolbengliedes durch eine radial sich erstreckende Schulter 12 und eine abgerundete Ecke 13 verbunden. Das offene Aussenende des Kolbenendteils 11 besitzt eine radial sich erstreckende ebene Fläche 14 und eine abgerundete Ecke 15, die mit einer ringförmigen Lippe 16 über eine generell konische Fläche 17 verbunden ist. In weiterer Übereinstimmung mit der Erfindung umfasst die Klemmfläche 10 ein Paar ringförmiger, radial sich erstrekkender Klemmvorsprünge 19 und 20 und einen dazwischenliegenden radial nach aussen sich erstreckenden Ringvorsprung 21. Die ringförmigen Vorsprüche 19 und 20 besitzt vorteilhafterweise axial sich nach aussen erstreckende, ebene Flächen 19A und 20A, wobei der Zwischenvorsprung 21 in einer konvex abgebogenen Aussenfläche 21A endet. Der Zwischenvorsprung 21 ist von den angrenzenden Vorsprüngen 19 und 20 durch ein Paar ringförmiger Materialexpansionsnuten 23 und 45, getrennt, die nach innen und weg vom Vorsprungsende 21A verlaufen, um Expansionsbereiche oder Zonen für die Bewegung des elastomeren Materals des flexiblen Balges 8 darin vorzusehen.
• Eine weitere, sich radial nach innen erstreckende Nut 26 wird zwischen dem Innenvorsprung 20 und der ringförmigen Schulter 12 gebildet und formt ein Becken zur Aufnahme und zum Einfangen des zusammengedrückten, abgeschnittenen Endes 27 des elastomeren Balges 8 und ermöglicht etwas Expansion des elastomeren Materials darin. Dieses Einfangen des zusammengedrückten Balgendes 27 verhindert, daß es freigelegt und in Kontakt mit dem übrigen Teil des Balges gelangt, während sich der Balg unter dynamischen Bedingungen bewegt, die bisher ungewollten Abrieb am Balg hervorgerufen haben.
• Eine weitere Nut 29, vorteilhafterweise von geringerer axialer Breite und geringerer, sich radial nach innen erstreckender Verlängerung als die der Nut 26, wird in der Klemmfläche 10 zwischen dem äusseren Klemmvorsprung 19 und der ringförmigen Lippe 16 gebildet, die eine etwa O-ringförmige Dichtungswirkung am Balg vorsehen, wenn das elastomere Material darin eingefangen wird.
• In weiterer Übereinstimmung mit der Erfindung umfasst die Klemmringanordnung einen Klemmring, der generell mit 22 angedeutet ist und voteilhafterweise aus Aluminium geformt ist, das gesenkgeschmiedet ist oder im Durchmesser reduziert oder aus einem hochfesten Kunststoff gebildet ist, der wärmegeschrumpft ist, um die Kompression des Balges 8 zu erzielen. Ebenfalls kann ein aufschnappartiger Klemmring verwendet werden. Der Ring 32 ist mit einer mittigen Ausnehmung 33 in einer sich im Innendurchmesser axial erstreckenden Fläche 34 versehen, die generell zwischen den umfangsmässigen Endflächen 35 und 36 zentriert ist. Die Innenfläche 34 ist vorteilhafterweise parallel zu einer sich axial erstreckenden Aussendurchmesserringfläche 37, wobei Innen- und Aussendurchmesserflächen 34 und 37 mit den umfangsmässigen Endflächen 35 und 36 durch abgerundete Ecken 38 verbunden werden.
• Bezugnehmend wiederum auf Fig. 2, so richtet die Ausnehmung 33 des Klemmrings 32 den dazwischenliegenden convexen Vorsprung 21 der Kolbenklemmfläche 10 aus und arbeitet mit ihm zusammen, um den Klemmring an der Kolbenfläche positionsmässig zur Aufnahme des offenen Endes des flexiblen Balges 8 dazwischen aufzunehmen. In dieser Position sitzt die Umfangsfläche 35 des Klemmrings auf der ringförmigen Schulter 12, die eine Bewegung des Klemmrings 32 in der nach unten gerichteten Axialrichtung verhindert, wobei hierzu Bezug genommen wird auf Fig. 1. Dieses ist besonders kritisch während der Stoss- oder Kollapsposition der Luftfeder, in welcher sich das Endglied 2 axial in Richtung zum Kolbenglied 3 bewegt. Bisher konnte diese Axialbewegung der Luftfeder, insbesondere während des Stosses, zu einer Bewegung des Klemmrings führen, was zu einem Lösen des Klemmeingriffs mit dem Balgende führt, das wiederuin ein vorzeitiges Versagen oder eine Leckage der Strömungsmittelkammer ergibt.
• Ferner wird die Aussenringklemmfläche 37, wie es in Fig. 2 gezeigt wird, generell zur Verbindung der abgerundeten Ecke 13 und zur konischen Wand 4 des Kolbengliedes 3 generell ausgerichtet, um einen glatten, kontinuierlichen Übergang zwischen den angrenzenden Flächen vorzusehen. Dieser Übergang verhindert jegliche abrupte Veränderungen in der Richtung oder scharfe Ecken oder andere Vorsprünge, die den flexiblen Balg beschädigen könnten, während er sich entlang und zwischen den angrenzenden Flächen während des dynamischen Betriebs der Luftfeder bewegt, und sieht eine generell kontinuierliche Fläche vor, über der sich das Balgmaterial bewegt, um eine übermässige Abnutzung daran zu verringern.
• In Übereinstimmung mit weiteren Merkmalen der Erfindung ist die ringförmige Lippe 16 von der Klemmringecke 38A in einer geringeren Entfernung beabstandet als die nicht zusammengedrückte Balgdicke, dargestellt durch den Pfeil A-A in Fig. 2, um einen ersten Klemmbereich an elastomerem Balgmaterial zu schaffen. Der äußere ringförmige Vorsprung 19 wird in einer radialen Entfernung 14 von der Innenfläche 34 des Klemmrings 32 beabstandet, in einer geringeren Entfernung als die Dicke des flexiblen Balges 8, um einen zweiten Klemmbereich zu schaffen. Gleichermassen wird die äussere Fläche 21A des Zwischenvorsprungs 21 in einer radialen Entfernung 41 von er Bodenfläche 33A der Ausnehmung 33 angeordnet, ebenfalls in einer Entfernung geringer als die Dicke des flexiblen Balges 8, um einen weiteren Klemmbereich zu bilden. Gleichermassen wird die Fläche 20A des Vorsprungs 20 in einer radialen Entfernung 42 von der angrenzenden Ringfläche 34 angeordnet, um einen noch weiteren Klemmbereich zum Einklemmen des elastomeren Materials dazwischen, auszubilden.
• Der Innenvorsprung 20 besitzt vorteilhafterweise einen grösseren Durchmesser als der des Aussenvorsprungs 19, so daß ein festeres Ergreifen oder Klemmung gegen die angrenzende Fläche des Klemmrings 32 ausgebildet wird. Der Zwischenvorsprung 21 besitzt einen grösseren Durchmesser als der der Vorsprünge 19 und 20, so daß er sich über eine weitere Entfernung in die Klemmringausnehmung 33 erstreckt. Ein festerer Klemmbereich, der durch den Vorsprung 20 geschaffen wird, wird in einer grösseren Entfernung entlang des potentiellen Leckweges angeordnet, und wird angrenzend an das abgeschnittene Ende 27 der Luftfeder angeordnet. Ferner ermöglichen die Nuten 23 und 24 etwas an Bewegung oder Ausdehnung des darin zusammengedrückten Elastomermaterials, angrenzend an jeden der Klemmbereiche, während das Material durch die Klemmung oder Kompression des Elastomermaterials an diesen Bereichen nach aussen gedrückt wird, um einen festen Klemmeingriff an den Klemmbereichen sicherzustellen.
• In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal der Erfindung, wie es insbesondere in Fig. 2 gezeigt wird, werden Verstärkungscords 9 dazu gebracht, ihre Richtungen aufgrund der radialen, nach aussen gerichteten Erstreckung des Zwischenvorsprungs 21 in die ausgerichtete Klemmringausnehmung 33 hinein zu verändern. Dieses schafft einen festeren und stabileren Klemmeingriff mit dem eingefangenen Balgende, da eine grössere Kraft erforderlich ist, um das Balgende zwischen dem Klemmring und der Klemmfläche des Kolbengliedes herauszuziehen, als erforderlich sein würde, wenn das eingefangene Elastomermaterial und die Verstärkungscords in einer generell geraden Ausrichtung vorliegen würden.
• In der bevorzugten Ausführungsform besitzt der elastomere Balg eine Dicke, wie sie durch den pfeil A in Fig. 2 gezeigt wird, von etwa 0,3 cm (0,120 inches). Die Klemmentfernung 40 beträgt etwa 0,15 cm (0,060 inches), und die Klemmentfernung 41 beträgt etwa 0,2 cm (0,080 inches) und die Klemmentfernung 42 beträgt etwa 0,12 cm (0,048 inches). Diese Dimensionen haben sich herausgestellt, eine äusserst geeignete Klemmbeziehung zwischen dem verbesserten Klemmring 32 und der Kolbenklemmfläche 10 zu ergeben und schaffen eine Dichtung, die dazu in der Lage ist, relativ hohen inneren Strömungsmitteldrucken in der Kammer 18 zu widerstehen.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 1 kann die Endkappe 2 mit einem ringförmigen, axial sich erstreckenden Körper 44 ausgebildet sein, der eine äussere, axial sich erstreckende, ringförmige Dichtungsfläche aufweist, die generell bei 45 angedeutet ist. Die Dichtungsfläche 45 ist mit einer Reihe axial beabstandeter Nuten und Vorsprünge ausgebildet, ähnlich wie die, die in der Klemmfläche 10 des Kolbengliedes 3 ausgebildet sind und werden deshalb nicht detaillierter beschrieben. Ferner kann der Endkappenklemmring 46 dem des Klemmrings 32 des Kolbengliedes entsprechen und wird deshalb ebenfalls nicht detaillierter beschrieben. Die Endkappe 2 kann mit einem äusseren ringförmigen Flansch 48 versehen sein, dessen untere Kante 49 die Axialbewegung des Klemmrings 46 auf gleiche Weise verhindert, wie es die Schulter 12 des Kolbengliedes 3 tut, während die Luftfeder dynamischen Bedingungen unterworfen wird.
• Die Beziehung der verschiedenen Nuten und Vorsprünge der Endglieddichtungsfläche 45 in Zusammenwirkung mit dem Klemmring 46 ist ähnlich oder gleich wie die der im Detail oben beschriebenen. Ebenfalls ist die Aussendurchmesserfläche 52 des Klemmrings 46 axial zur äusseren, ringförmigen Fläche 53 des Endkappenflansches 48 ausgerichtet, um eine generell kontinuierliche Fläche vorzusehen, über die sich der flexible Balg 8 bewegt, wenn die Luftfeder in der Stossposition ist, um jegliche scharfe Ecken oder Vorsprünge zu vermeiden und einen kontinuierlichen Übergang zwischen den ausgerichteten Flächen auf gleiche Weise zu erzielen, wie sie durch die Klemmringfläche 37 und Aussenwand 4 des oben beschriebenen Kolbengliedes vorgesehen wird.
• Ein weiteres Merkmal, das im Hinblick auf die verbesserte und oben beschriebene Klemmringanordnung aufgefunden worden ist, ist die Fähigkeit, die Wirksamkeit der Klemmwirkung bei grösseren Grössen der Luftfeder zu steigern. Z.B. stellte sich heraus, daß eine Luftfeder, die einen nominalen Aussendurchmesser am Kolbenglied von etwa 140 mm besitzt, höheren Innendrucken standhält, als es bisher mit den verwendeten Klemmringanordnungen des Standes der Technik möglich war. Diese Klemmringe des Standes der Technik besitzen eine glatte, axial sich erstreckende Innenfläche und, wenn sie bei grösseren Grössen und Arten von Luftfedern verwendet werden, weisen sie eine geringere Haltekraft aufgrund des relativ grossen, glatten Flächenbereiches auf, der durch die innere Fläche des Klemmringes geschaffen wird, im Gegensatz zu der verbesserten Haltekraft oder den unerwarteten Ergebnissen, die durch die verbesserte, erfindungsgemässe Klemmringanordnung erzielt werden. Man nimmt an, daß die einzigartigen Klemmvorsprünge, die auf der Klemmfläche des Kolbengliedes in Kombination mit der konkaven Ausnehmung an der Innenfläche des Kleininrings ausgebildet sind, solche gesteigerte Haltekraft schafft, von der man annahm, daß sie mit existierenden Klemmringanordnungen nicht zu erzielen ist.
• Dementsprechend ist die verbesserte Klemmringanordnung vereinfacht und schafft eine effektive, sichere, preiswerte und effiziente Anordnung, die sämtliche aufgezählten Ziele und Aufgaben erreicht, Schwierigkeiten beseitigt, die mit den Klemmanordnungen des Standes der Technik auftraten und löst die Probleme und schafft neue Ergebnisse im Stand der Technik.
• Nachdem nunmehr die Merkmale, Ergebnisse und prinzipien der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, wird die Art und Weise, in der die verbesserte Klemmanordnung für Luftfedern konstruiert und verwendet, sowie die Eigenschaften der verbesserten Anordnung angegeben worden sind, zusammen mit den vorteilhaften neuen und nützlichen erhaltenen Ergebnissen sowie die neuen und nützlichen Strukturen, Vorrichtungen, Elemente, Anordnungen, Teile und Kombinationen dargelegt wurden, in den anhängenden Ansprüchen dargelegt.

Claims (12)

1. Strömungsmitteldruckvorrichtung (1), einschließlich:

eines Paares beabstandeter Endglieder (2,3) und einer dazwischenliegenden flexiblen Hülse oder Balg (8) aus elastomerem Material, die offene Enden besitzt, welche abdichtend an den Dichtungsflächen (45,10) jedes Endgliedes (2,3) eingeklemmt sind und eine Strömungsmitteldruckkammer (18) dazwischen ausbilden;

einer radial sich erstreckenden ringförmigen Schulter (49,12), die an mindestens einem Endglied (2,3) angrenzend an dessen Dichtungsfläche (45,10) ausgebildet ist; eines ringförmigen Klemmringes (32,46), der abdichtend ein Ende der flexiblen Hülse (8) an der Dichtungsfläche eines Endgliedes einklemmt und an die Schulter angrenzt, um die Axialbewegung des Ringes in einer Richtung während des Betriebs der Vorrichtung einzuschränken; und ringförmiger Vorsprünge (19,20,21), die am Klemmring (32,46) und der Dichtungsfläche (10,45) des einen Endgliedes (2,3) zum Zusammenwirken mit einer ringförmigen Nut (33) ausgebildet sind, die am anderen Klemmring bzw. Dichtungsfläche zur ortsmässigen Anordnung des Klemmringes an der ringförmigen Schulter (12,49) des Endgliedes ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Nut (33) von zwei angrenzenden zylindrischen Flächen (34,34) umgeben ist, die sich axial an jeder Seite der Nut (33) erstrecken, und daß die ringförmigen Vorsprünge einen ringförmigen, dazwischen liegenden Vorsprung (21) umfassen, der mit der ringförmigen Nut (33) und einem Paar innerer (20) und äusserer (19) ringförmiger Klemmvorsprünge zusammenwirkt, die axial voneinander beabstandet sind und an jeder Seite des dazwischenliegenden Vorsprungs (21) liegen, wobei der ringförmige, dazwischenliegende Vorsprung (21) von den Klemmvorsprüngen (19,20) durch ringförmige konkave Nuten (23,24) getrennt ist, und daß die Klemmvorsprünge (19,20) den zylindrischen Flächen (34,34) gegenüberliegen, um Klemm- oder Quetschbereiche für die flexible Hülse (8) vorzusehen.

2. Strömungsmitteldruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge an einem Endglied (2,3) ausgebildet sind, und daß die ringförmige Nut (33) und die angrenzenden Dichtungsflächen an einer sich axial erstreckenden Innenfläche (34) des Klemmrings (32,46) ausgebildet sind.

3. Strömungsmitteldruckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere (20) und äußere (19) Klemmvorsprung der Endglied-Dichtungsfläche in generell ebenen, axial sich erstreckenden Endflächen (20A, 19A) enden.

4. Strömungsmitteldruckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen des inneren und äußeren Klemmvorsprungs sich generell parallel zu der sich axial erstreckenden Innenfläche (34) des Klemmrings erstrecken.

5. Strömungsmitteldruckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Endfläche (20A) des inneren Klemmvorsprungs der einen Endglied-Dichtungsfläche radial von der sich axial erstreckenden Innenfläche (34) des Klemmrings in einer Entfernung beabstandet ist, die geringer als die Hälfte und größer als ein Drittel der Dicke der flexiblen Hülse entspricht.

6. Strömungsmitteldruckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Endfläche (19A) des äußeren Klemmvorsprungs der einen Endglied-Dichtungsfläche radial von der axial sich erstreckenden Innenfläche (34) des Klemmrings in einer Entfernung beabstandet ist, die annähernd die Hälfte der Dicke der flexiblen Hülse entspricht.

7. Strömungsmitteldruckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Zwischenvorsprung (21) der einen Endglieddichtungsfläche eine generell konvexe Querschnittsgestaltung besitzt und in einem abgebogenen äußeren Ende (21A) endet.

8. Strömungsmitteldruckvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das abgebogene äußere Ende (2lA) des Zwischenvorsprungs (21) generell radial von der Fläche (33A) der ringförmigen Nut (33) beabstandet ist, in einer Entfernung, die etwa drei Viertel der Dicke der flexiblen Hülse (8) entspricht.

9. Strömungsmitteldruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Klemmvorsprung (20) der einen Endglied-Dichtungsfläche von der ringförmigen Schulter (12) durch eine sich radial nach innen erstreckende Reservoirnut (26) getrennt ist, um überschüssiges Elastomermaterial am offenen Ende (27) der flexiblen Hülse (8) aufzunehmen.

10. Strömungsmitteldruckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Klemmvorsprung (20) einen größeren Durchmesser besitzt als der äußere Klemmvorsprung (19).

11. Strömungsmitteldruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmitteldruckvorrichtung eine Luftfeder ist, und daß das eine Endglied (3) ein Kolben ist.

12. Strömungsmitteldruckvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) einen Körper besitzt, und daß die ringförmige Schulter (12) im Kolbenkörper mit einer abgebogenen Ecke (13) endet, und daß der Klemmring (32) eine äußere, ringförmige, axial sich erstrekkende Fläche (37) besitzt, die generell zur abgebogenen Ecke des Kolbenkörpers ausgerichtet ist, um eine im wesentlichen kontinuierliche Fläche vorzusehen, auf der die flexible Hülse während des Betriebs der Luftfeder abrollt.