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Patent Searching and Data


Title:
ROLLING PISTON FOR A PNEUMATIC SPRING OF A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/190893
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rolling piston (6) for a pneumatic spring (4) of a motor vehicle, said rolling piston (6) being made of plastic. The outer lateral surface (12) of an annular outer wall (13) of the rolling piston (6) is suitable for functioning as a stop surface for a rolling bellows (7) of the pneumatic spring (4) when the rolling piston (6) is installed. A core (14) which is enclosed by the outer wall (13) and at the same time is concentric to the outer wall (13) extends from the base side (9) of the rolling piston (6) in the direction of a central axis (11) of the rolling piston (6), and inner ribs (15) extend away from the core (14) at least substantially in a radial direction. The invention is characterized in that the core (14) has an end region (16) which is arranged at a distance from the base side (9) of the rolling piston (6) and has an end face (17) facing away from the base side (9) of the rolling piston (6), and a recess (18) which extends in the direction of the base side (9) and at the same time is closed on the base side is formed on the end face (17). The invention additionally relates to a pneumatic spring (4) comprising such a rolling piston (6).

Inventors:
STIEGLITZ ANDRE (DE)
MÜLLER INGOLF (DE)
NIEMÖLLER PAUL (DE)
BÜRGMANN MANFRED (DE)
HELM EIKE (DE)
WACKER ARNE (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/055414
Publication Date:
September 30, 2021
Filing Date:
March 04, 2021
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16F9/05
Foreign References:
DE102006040546A12008-03-13
US20140167337A12014-06-19
US9157529B22015-10-13
DE102006040546A12008-03-13
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Claims:
Patentansprüche

1 . Abrollkolben (6) für eine Luftfeder (4) eines Kraftfahrzeugs,

- wobei der Abrollkolben (6) aus Kunststoff gebildet ist,

- wobei eine Außenmantelfläche (12) einer ringförmigen Außenwand (13) des Abroll kolbens (6) geeignet ist, in einem Einbauzustand des Abrollkolbens (6) als Anlage fläche für einen Rollbalg (7) der Luftfeder (4) zu fungieren,

- wobei sich ein von der Außenwand (13) umschlossener und zugleich konzentrisch zu der Außenwand (13) angeordneter Kern (14) von einer Bodenseite (9) des Ab rollkolbens (6) ausgehend in Richtung einer Mittelachse (11 ) des Abrollkolbens (6) erstreckt und

- wobei sich Innenrippen (15) zumindest im Wesentlichen radial von dem Kern (14) weg erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (14) einen von der Bodenseite (9) des Abrollkolbens (6) beabstandeten Endbereich (16) mit einer Stirnseite (17) aufweist, die der Bodenseite (9) des Abroll kolbens (6) abgewandt ausgerichtet ist, und dass in diese Stirnseite (17) eine sich in Richtung der Bodenseite (9) erstreckende und zugleich bodenseitig geschlossene Ausnehmung (18) eingelassen ist, um in einem Einbauzustand des Abrollkolbens (6) durch Schaffung einer Nachgiebigkeit lokale Spannungsspitzen in einem Randbe reich der Stirnseite (17), dort, wo die Innenrippen (15) auf den Außenumfang der Stirnseite (17) treffen, zu vermeiden.

2. Abrollkolben (6) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (16) des Kerns (14) im Bereich der Ausnehmung (18) zumindest im Wesentlichen ei nen Ringquerschnitt aufweist.

3. Abrollkolben (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich au ßerhalb des Kerns (14), und zugleich von der Außenwand (13) umschlossen, eine ringförmig ausgebildete, luftundurchlässige Zwischenwand (20) befindet, die sowohl konzentrisch zu der Außenwand (13) als auch konzentrisch zu dem Kern (14) ange ordnet ist.

4. Abrollkolben (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischen wand (20) einen, in einem Einbauzustand des Abrollkolbens (6), luftdichten Druck raum umschließt, der ebenfalls nach der Bodenseite (9) und nach dem Kern (14) hin luftundurchlässig ausgebildet ist.

5. Abrollkolben (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (14) und die Zwischenwand (20) durch die sich zumindest im Wesentlichen radial von dem Kern (14) weg erstreckenden Innenrippen (15) miteinander verbunden sind.

6. Abrollkolben (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die sich zumin dest im Wesentlichen radial von dem Kern (14) weg erstreckenden Innenrippen (15), bei Betrachtung in einer senkrecht der Mittelachse (11 ) ausgerichteten Ebene, Y-för- mig ausgebildet sind, derart, dass jede Innenrippe (15) in genau einem Anbindungs punkt an den Kern (14) und in genau zwei Anbindungspunkten an die Zwischenwand (20) angebunden ist.

7. Abrollkolben (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Wesentli chen hohlzylindrisch ausgebildeter Zwischenraum (22), der zwischen der Zwischen wand (20) und der Außenwand (13) angeordnet ist, nach der Bodenseite (9) hin offen ausgebildet ist.

8. Abrollkolben (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischen wand (20) und die Außenwand (13) durch sich radial von der Zwischenwand (20) weg erstreckende Außenrippen (25) miteinander verbunden sind.

9. Abrollkolben (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Bodenseite (9) abgewandt ausgerichtete Stirnseiten (23) der In nenrippen (15), bei Betrachtung in Ebenen, die die Mittelachse (11 ) des Abrollkol bens (6) beinhalten, zumindest abschnittsweise einen konkav gekrümmten Verlauf aufweisen.

10. Abrollkolben (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das der Boden seite (9) abgewandte Ende der Zwischenwand (20) in einen umlaufenden Stutzen (8) zur Anbindung eines Rollbalgs (7) an den Abrollkolben (6) übergeht und dass das der Bodenseite (9) abgewandte Ende der Zwischenwand (20) einen Innendurchmes ser aufweist, der vorteilhaft um mehr als die doppelte, bevorzugt um mehr als die dreifache und besonders bevorzugt um im Wesentlichen die vierfache Wandstärke (24) der Zwischenwand (20) kleiner ist als der Innendurchmesser des Stutzens (8).

11 . Abrollkolben (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kern (14) einen rotationssymmetrisch zu der Mittelachse (11 ) aus gebildeten Dom (19) zur werkzeuglos lösbaren Anbindung des Abrollkolbens (6) an ein Anschlussbauteil über eine Kegelverbindung aufweist, wobei der Dom (19) nach der Bodenseite (9) hin offen ausgebildet ist und sich nach der Ausnehmung (18) hin konisch verjüngt.

12. Abrollkolben (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Abrollkolben (6) in einem Arbeitsgang in einem Spritzgussverfah ren einbaufertig herstellbar ist.

13. Luftfeder (4) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Luftfeder (4) einen Abrollkolben (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Roll balg (7) der Luftfeder (4) luftdicht an einen Stutzen (8) des Abrollkolbens (6) ange bunden ist.

Description:
Abrollkolben für eine Luftfeder eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft einen Abrollkolben für eine Luftfeder eines Kraftfahrzeugs sowie eine Luftfeder mit einem solchen Abrollkolben gemäß den Oberbegriffen der unab hängigen Patentansprüche.

Luftfedern für Kraftfahrzeuge, beispielsweise für luftgefederte Fahrzeugachsen von Lastkraftwagen, sind allgemein bekannt und weisen im Wesentlichen einen Deckel, einen Abrollkolben und einen dazwischen luftdicht eingespannten Rollbalg auf. Durch den Deckel, den Abrollkolben und den Rollbalg wird ein unter einem Betriebsdruck von beispielsweise 10 bar stehender Arbeitsraum begrenzt. Der Rollbalg rollt beim Einfedern der Luftfeder unter Ausbildung einer Rollfalte an einer Außenmantelfläche des Abrollkolbens ab. Der Abrollkolben wird auch als Tauchkolben bezeichnet.

Herkömmliche Abrollkolben sind zumeist hohltopfförmig ausgebildet und luftleitend mit dem Rollbalg, der auch als Luftfederbalg bezeichnet wird, verbunden. Hierdurch herrscht im Inneren des Abrollkolbens ein Innendruck, der eine Kraft auf die Innen wände des Abrollkolbens ausübt. Im Normalfall liegt der Rollbalg teilweise an der Au ßenmantelfläche des Abrollkolbens an. Hierbei drückt der im Rollbalg vorhandene In nendruck gegen die Außenmantelfläche des Abrollkolbens. Gleichzeitig übt der in dem Abrollkolben herrschende Innendruck eine dem Innendruck des Rollbalgs ent gegenwirkende Kraft auf die Innenfläche des Abrollkolbens aus. Im sogenannten Ausfederungsfall liegt der Rollbalg überhaupt nicht an der Außenmantelfläche des Abrollkolbens an. Der Ausfederungsfall ist der kritischste der möglichen Belastungs fälle, da weiterhin ein Innendruck auf die Innenfläche des Abrollkolbens wirkt, jedoch keine dem Innendruck entgegenwirkende Druckkraft von außen auf die Außenman telfläche einwirkt.

Aus der DE 10 2006 040 546 A1 ist ein Abrollkolben für eine Luftfeder eines Kraft fahrzeugs bekannt, der aus Kunststoff besteht. Eine Außenmantelfläche einer ringför migen Außenwand des Abrollkolbens ist geeignet, in einem Einbauzustand des Ab rollkolbens als Anlagefläche für einen Rollbalg der Luftfeder zu fungieren. Ein von der Außenwand umschlossener und zugleich konzentrisch zu der Außenwand angeordneter Kern, der als zentraler Zapfen bezeichnet wird, ist massiv ausgebildet. Der Kern erstreckt sich von einer Bodenseite des Abrollkolbens ausgehend in Rich tung einer Mittelachse des Abrollkolbens. An den Kern sind Innenrippen angebun den, die als plattenförmige Stützstreben bezeichnet werden und die sich radial von dem Umfang des Kerns weg erstrecken. Außerhalb des Kerns und zugleich von der Außenwand umschlossen befindet sich eine ringförmig ausgebildete Zwischenwand, die als Versteifungszylinder bezeichnet wird. Der Abrollkolben ist in Verbindung mit einem separaten, ringförmig ausgebildeten Deckel einbaufertig. Durch den Deckel ist der Abrollkolben bodenseitig luftdicht verschlossen. In die Zwischenwand sind meh rere, voneinander umfangsmäßig beabstandete Durchgangsöffnungen eingebracht, welche einen inneren Druckraum und einen äußeren Druckraum des Abrollkolbens Luft leitend verbinden.

In einem Einbauzustand des Abrollkolbens können während eines Fährbetriebs ins besondere in einem stirnseitigen Randbereich, dort, wo die Innenrippen auf den Au ßenumfang der bodenseitig abgewandten Stirnseite des Kerns treffen, lokale Span nungsspitzen auftreten. Diese Spannungsspitzen können auf Dauer Ausgangspunkte von Schädigungen des Abrollkolbens sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Abrollkolben bereitzustellen, der in einem Ein bauzustand und während eines Fährbetriebs keine kritischen Spannungszustände aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch einen gattungs gemäßen Abrollkolben, welcher zusätzlich die kennzeichnenden Merkmale des Pa tentanspruchs 1 aufweist.

Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran sprüche und der nachfolgenden Beschreibung.

Die Erfindung sieht demnach einen Abrollkolben für eine Luftfeder eines Kraftfahr zeugs vor, wobei der Abrollkolben aus Kunststoff gebildet ist. Eine Außenmantelflä che einer ringförmigen Außenwand des Abrollkolbens ist geeignet, in einem Einbauzustand des Abrollkolbens als Anlagefläche für einen Rollbalg der Luftfeder zu fungieren. Ein von der Außenwand umschlossener und zugleich konzentrisch zu der Außenwand angeordneter Kern erstreckt sich von einer Bodenseite des Abrollkol bens ausgehend in Richtung einer Mittelachse des Abrollkolbens. Zumindest im We sentlichen radial von dem Kern weg erstrecken sich Innenrippen. Erfindungsgemäß weist der Kern einen von der Bodenseite des Abrollkolbens beabstandeten Endbe reich mit einer Stirnseite auf, die der Bodenseite des Abrollkolbens abgewandt aus gerichtet ist. In diese Stirnseite ist eine sich in Richtung der Bodenseite erstreckende und zugleich bodenseitig geschlossene Ausnehmung eingelassen, um in einem Ein bauzustand des Abrollkolbens durch Schaffung einer Nachgiebigkeit lokale Span nungsspitzen in einem Randbereich der Stirnseite, dort, wo die Innenrippen auf den Außenumfang der Stirnseite treffen, zu vermeiden.

Eine solche Nachgiebigkeit wäre nicht gegeben, wenn der Endbereich des Kerns massiv ausgebildet wäre. Insbesondere ist die Ausnehmung in einer Draufsicht auf die Stirnseite zentral in die Stirnseite eingelassen. Insbesondere ist die Ausnehmung in einer Draufsicht auf die Stirnseite des Endbereichs von einem umlaufenden Rand umgeben. Insbesondere ist die Außenwand des Abrollkolbens zumindest im Wesent lichen hohlzylindrisch ausgebildet. Insbesondere ist die Außenwand konzentrisch zu der Mittelachse des Abrollkolbens angeordnet. Insbesondere ist der Abrollkolben als ein Spritzgussteil ausgebildet. Insbesondere ist der Abrollkolben aus einem thermo plastischen Kunststoff gebildet. Insbesondere sind die Außenwand und/oder der Kern und/oder der Endbereich des Kerns umfänglich geschlossen und zugleich rota tionssymmetrisch ausgebildet. Insbesondere liegt die Ausnehmung auch in einem Einbauzustand des Abrollkolbens frei. Die Ausnehmung kann über ihren Verlauf in Erstreckungsrichtung der Mittelachse einen zumindest im Wesentlichen konstanten Querschnitt oder einen sich stetig verändernden Querschnitt aufweisen. Insbeson dere weist die Ausnehmung über ihren Verlauf in Erstreckungsrichtung der Mittel achse einen sich nach der Bodenseite des Abrollkolbens hin stetig verkleinernden Querschnitt auf. Insbesondere erstrecken sich die Innenrippen in Ebenen, die die Mit telachse des Abrollkolbens beinhalten. Bevorzugt weist der Endbereich des Kerns im Bereich der Ausnehmung zumindest im Wesentlichen einen Ringquerschnitt auf. Insbesondere ist der Ringquerschnitt als ein Kreisringquerschnitt oder als ein Mehrkantringquerschnitt ausgebildet. Der Ring querschnitt kann über den Verlauf der Ausnehmung in Erstreckungsrichtung der Mit telachse einen zumindest im Wesentlichen konstanten Querschnitt oder einen sich stetig verändernden Querschnitt aufweisen. Insbesondere weist der Ringquerschnitt über den Verlauf der Ausnehmung in Richtung der Mittelachse einen sich nach der Stirnseite des Endbereichs hin stetig verjüngenden Querschnitt auf, um nach einem Spritzgießvorgang eine Entformung des Abrollkolbens in Richtung seiner Mittelachse zu ermöglichen.

Vorteilhaft befindet sich außerhalb des Kerns, und zugleich von der Außenwand um schlossen, eine ringförmig ausgebildete, luftundurchlässige Zwischenwand, die so wohl konzentrisch zu der Außenwand als auch konzentrisch zu dem Kern angeordnet ist. Die Luftundurchlässigkeit der Zwischenwand ist eine Voraussetzung dafür, dass der Abrollkolben kostengünstig in einem Arbeitsgang in einem Spritzgussverfahren einbaufertig herstellbar ist. In einem Einbauzustand in einem Kraftfahrzeug trägt der Abrollkolben einen Teil der Masse eines Fahrzeugaufbaus. Ein Großteil dieser Masse wird über die Zwischenwand in einen Luftfederträger weitergeleitet. Insbeson dere ist die Zwischenwand umfänglich geschlossen und zugleich rotationssymmet risch ausgebildet.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung umschließt die Zwischenwand einen, in einem Einbauzustand des Abrollkolbens, luftdichten Druckraum, der ebenfalls nach der Bodenseite und nach dem Kern hin luftundurchlässig ausgebildet ist. Insbeson dere weist der Druckraum an der Bodenseite eine kreisringförmig ausgebildete Wan dung auf.

Zweckmäßig sind der Kern und die Zwischenwand durch die sich zumindest im We sentlichen radial von dem Kern weg erstreckenden Innenrippen miteinander verbun den. In einem Einbauzustand des Abrollkolbens in einem Kraftfahrzeug, bei dem der Druckraum beispielsweise mit einem in der Luftfeder wirkenden Betriebsdruck von 10 bar beaufschlagt ist, wird die Zwischenwand durch die Innenrippen auf einen kon stanten Abstand zu dem Kern gehalten.

Vorteilhaft sind die sich zumindest im Wesentlichen radial von dem Kern weg erstre ckenden Innenrippen, bei Betrachtung in einer senkrecht der Mittelachse ausgerich teten Ebene, Y-förmig ausgebildet, derart, dass jede Innenrippe in genau einem An bindungspunkt an den Kern und in genau zwei Anbindungspunkten an die Zwischen wand angebunden ist. Steht der Druckraum beispielsweise unter einem Betriebs druck von 10 bar, unterliegen die Innenrippen einer Zugbelastung. Zum radialen Stüt zen der Zwischenwand ist es erforderlich, dass die Anbindungspunkte der Innenrip pen an die Innenmantelfläche der Zwischenwand in Umfangsrichtung dieser Innen mantelfläche einen geringen Abstand zueinander aufweisen, um ein lokales Ausbeu len der Zwischenwand unter dem herrschenden Betriebsdruck zu vermeiden. Hierzu wäre eine relativ große Anzahl von herkömmlichen, nicht Y-förmig ausgebildeten, In nenrippen erforderlich, die aus Platzgründen aber nicht alle an den Kern angebunden werden könnten, weil dieser einen nur relativ geringen Umfang aufweist. Durch die Y- förmig ausgebildeten Innenrippen in der zuvor beschriebenen Anordnung wird dieses Problem gelöst. Insbesondere weist der Abrollkolben eine gerade Anzahl, beispiels weise acht, von Y-förmig ausgebildeten Innenrippen auf. Alternativ kann der Abroll kolben auch eine ungerade Anzahl von Y-förmig ausgebildeten Innenrippen aufwei sen.

Bevorzugt ist ein im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeter Zwischenraum, der zwischen der Zwischenwand und der Außenwand angeordnet ist, nach der Boden seite hin offen ausgebildet. Dies ist eine Voraussetzung dafür, dass der Abrollkolben kostengünstig in einem Arbeitsgang in einem Spritzgussverfahren einbaufertig her stellbar ist.

Zweckmäßig sind die Zwischenwand und die Außenwand durch sich radial von der Zwischenwand weg erstreckende Außenrippen miteinander verbunden. Insbeson dere erstrecken sich die Außenrippen in Ebenen, die die Mittelachse des Abrollkol bens beinhalten. Insbesondere schließen sich die Außenrippen, bei Betrachtung in einer senkrecht zu der Mittelache angeordneten Ebene, umfänglich versatzfrei an die Innenrippen an. „Umfänglich versatzfrei“ ist in diesem Zusammenhang so zu verste hen, dass Anbindungspunkte der Innrippen an die Zwischenwand in Umfangsrich tung der Zwischenwand keinen Versatz zu Anbindungspunkten der Außenrippen an die Zwischenwand aufweisen. Dadurch ist eine in Bezug auf den Kraftfluss optimale Übertragung von Radialkräften gegeben, die von den Innenrippen auf die Außenrip pen oder in umgekehrter Richtung zu übertragen sind. Genau genommen handelt es sich bei dem im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Zwischenraum nicht um einen einzigen Zwischenraum, sondern um mehrere kreisringförmig angeordnete Einzelzwischenräume, die senkrecht zu der Mittelachse jeweils einen Kreisringseg ment-Querschnitt aufweisen, der durch zwei benachbarte Außenrippen, die Außen wand und die Zwischenwand begrenzt ist. Insbesondere sind die Außenrippen plat tenförmig ausgebildet. Insbesondere weisen die Außenrippen an der Zwischenwand eine geringere Erstreckung in Richtung der Mittelachse auf als an der Außenwand.

Vorteilhaft weisen der Bodenseite abgewandt ausgerichtete Stirnseiten der Innenrip pen, bei Betrachtung in Ebenen, die die Mittelachse des Abrollkolbens beinhalten, zumindest abschnittsweise einen konkav gekrümmten Verlauf auf. Durch diese Aus gestaltung kann die Masse des Abrollkolbens, gegenüber einer Ausführung mit gera den Stirnseiten der Innenrippen, um Volumenanteile reduziert werden, ohne dass die Stabilität des Abrollkolbens dadurch nennenswert verringert wird. Insbesondere ent spricht der radiale Verlauf der Stirnseiten zumindest in Teilbereichen dem Verlauf ei ner elliptischen Kurve. Insbesondere bilden Stirnseiten von zwei Innenrippen, die in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die die Mittelachse des Abrollkolbens beinhaltet, und die sich zugleich in exakt entgegengesetzten Richtungen von dem Kern weg erstrecken, zusammen Teile einer Parabel, deren Scheitelpunkt auf der Mittelachse des Abrollkolbens liegt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung geht das der Bodenseite abgewandte Ende der Zwischenwand in einen umlaufenden Stutzen zur Anbindung eines Roll balgs an den Abrollkolben über, wobei das der Bodenseite abgewandte Ende der Zwischenwand einen Innendurchmesser aufweist, der vorteilhaft um mehr als die doppelte, bevorzugt um mehr als die dreifache und besonders bevorzugt um im We sentlichen die vierfache Wandstärke der Zwischenwand kleiner ist als der Innendurchmesser des Stutzens. Insbesondere ist die Innendurchmesserreduzierung von dem Stutzen auf das der Bodenseite abgewandte Ende der Zwischenwand, bei Betrachtung in einer Schnittebene, die die Mittelachse beinhaltet, zur Vermeidung von Spannungsspitzen S-Schlag-förmig ausgebildet. Durch die S-Schlag-förmig aus gebildete Innendurchmesserreduzierung wird die Struktursteifigkeit der Zwischen wand erhöht und zugleich einem Ausbeulen der Zwischenwand entgegengewirkt, wenn diese mit einem Betriebsdruck von beispielsweise 10 bar beaufschlagt ist. Zu gleich wird der Druckraum verkleinert, was bei gleichem Betriebsdruck gegenüber ei ner nicht im Innendurchmesser reduzierten Zwischenwand zu einer geringeren Be lastung der Innenrippen führt. Die Innenumfangsfläche der Zwischenwand ist bei glei chem Betriebsdruck in dem Druckraum maßgeblich für die Belastungen, die auf die Innenrippen einwirken. Durch die S-Schlag-förmig ausgebildete Innendurchmesserre duzierung bedingt, weisen die Außenrippen an der Zwischenwand eine geringere Er streckung in Richtung der Mittelachse auf als an der Außenwand.

Vorteilhaft weist der Kern einen rotationssymmetrisch zu der Mittelachse ausgebilde ten Dom zur werkzeuglos lösbaren Anbindung des Abrollkolbens an ein Anschluss bauteil über eine Kegelverbindung auf, wobei der Dom nach der Bodenseite hin offen ausgebildet ist und sich nach der Ausnehmung hin konisch verjüngt. Insbesondere weist der Dom einen Kegelwinkel von weniger als 45 Grad, vorzugsweise von 30 Grad, auf. Insbesondere wird der Abrollkolben in einem Einbauzustand über den Dom und unter Ausbildung einer Kontaktfläche, die nach Art einer Mantelfläche eines Kegelstumpfs ausgebildet ist, von einer kegelstumpfförmigen Aufnahme mit gleichem Kegelwinkel aufgenommen.

Bevorzugt ist der Abrollkolben in einem Arbeitsgang in einem Spritzgussverfahren einbaufertig herstellbar. Diese kostengünstige Herstellung ist unter anderem deshalb möglich, weil der im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildete Zwischenraum, der zwischen der Zwischenwand und der Außenwand angeordnet ist, nach der Boden seite hin offen ausgebildet ist und weil die Zwischenwand luftundurchlässig ausgebil det ist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Luftfeder für ein Kraftfahrzeug, wobei die Luftfeder einen Abrollkolben wie zuvor beschrieben aufweist. Ein Rollbalg der Luftfeder ist luftdicht an einen Stutzen des Abrollkolbens angebunden. Insbesondere ist die Luftfeder zur Federung einer luftgefederten Achse, insbesondere einer luftge federten Starrachse, eines Kraftfahrzeugs geeignet. Insbesondere ist eine kreisring förmig ausgebildete Wandung einer Bodenseite des Abrollkolbens geeignet, sich in einem Einbauzustand der Luftfeder an eine ebene Tragfläche eines Luftfederträgers flächig abzustützen. Insbesondere handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Nutzfahrzeug.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellender Zeichnungsfiguren näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Dabei zeigt:

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg unten eine Fahrwerkanordnung gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 in einer Längsschnitt-Darstellung eine Luftfeder mit einem Abrollkolben gemäß der Erfindung;

Fig. 3 in einer Längsschnitt-Darstellung den Abrollkolben aus Figur 2;

Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung von schräg oben den Abrollkolben aus Figur 3;

Fig. 5 in einer Querschnitt-Darstellung gemäß dem in Figur 3 angegebenen Schnittverlauf A - A den Abrollkolben aus Figur 3; und

Fig. 6 in einer Querschnitt-Darstellung gemäß dem in Figur 3 angegebenen Schnittverlauf B - B den Abrollkolben aus Figur 3.

Fig. 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Fahrwerkanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs, das als ein Nutzfahrzeug ausgebildet ist. Die Fahrwerkanordnung 1 weist eine luftgefederte Starrachse 2 auf, die über jeweils einen Luftfederträger 3 pro Fahrzeugseite und insgesamt vier Luftfedern 4 an zwei, sich parallel zueinander er streckende, Längsträger 5 eines Fahrzeugrahmens angebunden ist.

Fig. 2 zeigt eine Luftfeder 4 für ein Nutzfahrzeug, wobei die Luftfeder 4 einen Abroll kolben 6 aufweist, der aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht und der in ei nem Arbeitsgang in einem Spritzgussverfahren einbaufertig hergestellt ist. Ein Roll balg 7 der Luftfeder 4 ist luftdicht an einen Stutzen 8 des Abrollkolbens 6 angebun den. Die Luftfeder 4 ist zur Federung einer luftgefederten Starrachse 2 eines Kraft fahrzeugs geeignet. Eine Bodenseite 9 des Abrollkolbens 6 ist in einem Einbauzu stand der Luftfeder 4 einem Luftfederträger 3 zugewandt. Über einen Deckel 10, der parallel beabstandet zu der Bodenseite 9 angeordnet ist, kann die Luftfeder 4 an ei nen Längsträger 5 eines Fahrzeugrahmens eines Nutzfahrzeugs angebunden wer den. Eine Mittelachse 11 des Abrollkolbens 6 ist deckungsgleich mit einer Mittel achse der Luftfeder 4. Eine Außenmantelfläche 12 einer ringförmigen Außenwand 13 des Abrollkolbens 6 dient als Anlagefläche für den Rollbalg 7. Im Einbauzustand der Luftfeder 4 rollt sich der Rollbalg 7, wenn die Luftfeder 4 bei einem Einfedern der luft gefederten Starrachse 2 zusammengedrückt wird, an der Außenmantelfläche 12 ab.

Wie in Fig. 3 zu erkennen, erstreckt sich ein von der Außenwand 13 umschlossener und zugleich konzentrisch zu der Außenwand 13 angeordneter Kern 14 von der Bo denseite 9 des Abrollkolbens 6 ausgehend in Richtung der Mittelachse 11 des Abroll kolbens 6. Im Wesentlichen radial von dem Kern 14 weg erstrecken sich Innenrippen 15. Der Kern 14 weist einen von der Bodenseite 9 des Abrollkolbens 6 beabstande- ten Endbereich 16 mit einer Stirnseite 17 auf, die der Bodenseite 9 des Abrollkolbens 6 abgewandt ausgerichtet ist und die zugleich parallel beabstandet zu der Boden seite 9 ist. In diese Stirnseite 17 ist eine sich in Richtung der Bodenseite 9 erstre ckende und zugleich bodenseitig geschlossene Ausnehmung 18 eingelassen. Der Endbereich 16 des Kerns 14 weist im Bereich der Ausnehmung 18 einen im Wesent lichen kreisringförmig ausgebildeten Querschnitt auf. Dieser Querschnitt verjüngt sich über den Verlauf der Ausnehmung 18 in Richtung der Mittelachse 11 von dem bo denseitigen Ende der Ausnehmung 18 nach der Stirnseite 17 des Endbereichs 16 hin stetig, um eine Entformbarkeit des Abrollkolbens 6 nach dem Spritzgießen zu ge währleisten.

Außerhalb des Kerns 14 und zugleich von der Außenwand 13 umschlossen befindet sich eine ringförmig ausgebildete Zwischenwand 20, die sowohl konzentrisch zu der Außenwand 13 als auch konzentrisch zu dem Kern 14 angeordnet ist. Die Zwischen wand 20 ist umfänglich geschlossen und zugleich sowohl rotationssymmetrisch als auch luftundurchlässig ausgebildet. Weiterhin umschließt die Zwischenwand 20 ei nen, in einem Einbauzustand des Abrollkolbens 6, luftdichten Druckraum 21 , der ebenfalls nach der Bodenseite 9 und nach dem Kern 14 hin luftundurchlässig ausge bildet ist. Nach der Bodenseite 9 hin weist der Druckraum 21 eine kreisringförmig ausgebildete Wandung auf. Ein im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeter und zugleich zwischen der Zwischenwand 20 und der Außenwand 13 angeordneter Zwi schenraum 22 des Abrollkolbens 6 ist nach der Bodenseite 9 hin offen ausgebildet. Der Kern 14 weist einen rotationssymmetrisch zu der Mittelachse 11 ausgebildeten Dom 19 zur Zentrierung und zur werkzeuglos lösbaren Anbindung des Abrollkolbens 6 an einem Luftfederträger 3 auf. Der Dom 19 ist nach der Bodenseite 9 hin offen ausgebildet und verjüngt sich nach der Ausnehmung 18 hin konisch. Dabei weist der Dom 19 einen Kegelwinkel von 30 Grad auf.

Der Bodenseite 9 abgewandt ausgerichtete Stirnseiten 23 der Innenrippen 15 wei sen, bei Betrachtung in Ebenen, die die Mittelachse 11 des Abrollkolbens 6 beinhal ten, abschnittsweise einen konkav gekrümmten Verlauf auf. Der radiale Verlauf der Stirnseiten 23 entspricht dem Verlauf einer elliptischen Kurve. Das der Bodenseite 9 abgewandte Ende der Zwischenwand 20 geht in den umlaufenden Stutzen 8 zur An bindung des Rollbalgs 7 an den Abrollkolben 6 über. Das der Bodenseite 9 abge wandte Ende der Zwischenwand 20 weist einen Innendurchmesser auf, der um mehr als die dreifache Wandstärke 24 der Zwischenwand 20 kleiner ist als der Innendurch messer des Stutzens 8. Die Innendurchmesserreduzierung von dem Stutzen 8 auf das der Bodenseite 9 abgewandte Ende der Zwischenwand 20 ist, bei Betrachtung in einer Schnittebene, die die Mittelachse 11 beinhaltet, S-Sch lag -förmig ausgebildet. Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 ist zu entnehmen, dass der Kern 14 und die Zwischenwand 20 durch die sich im Wesentlichen radial von dem Kern 14 weg erstreckenden Innen rippen 15 miteinander verbunden sind. Die Innenrippen 14 sind, bei Betrachtung in einer senkrecht der Mittelachse 11 ausgerichteten Ebene, Y-förmig ausgebildet, der art, dass jede Innenrippe 15 in einem Anbindungspunkt an den Kern 14 und in zwei Anbindungspunkten an die Zwischenwand 20 angebunden ist.

In Fig. 5 und Fig. 6 ist darüber hinaus zu erkennen, dass die Zwischenwand 20 und die Außenwand 13 durch sich radial von der Zwischenwand 20 weg erstreckende Au ßenrippen 25 miteinander verbunden sind. Dabei erstrecken sich die plattenförmig ausgebildeten Außenrippen 25 in Ebenen, die die Mittelachse 11 des Abrollkolbens 6 beinhalten. Bei Betrachtung in der senkrecht zu der Mittelache 11 angeordneten Schnittebene, schließen sich die Außenrippen 25 umfänglich versatzfrei an die In nenrippen 15 an. Die Außenwand 13, die Zwischenwand 20, die Ausnehmung 18 und der Dom 19 sind rotationssymmetrisch ausgebildet. Es ist zu erkennen, dass es sich bei dem Zwischenraum 22 nicht um einen einzigen Zwischenraum, sondern um mehrere kreisringförmig angeordnete Einzelzwischenräume handelt, die jeweils ei nen Kreisringsegment-Querschnitt aufweisen, der durch zwei benachbarte Außenrip pen 25, die Außenwand 13 und die Zwischenwand 20 begrenzt sind. Die Außenrip pen 25 weisen an der Zwischenwand 20 eine geringere Erstreckung in Richtung der Mittelachse 11 auf als an der Außenwand 13 (Fig. 3).

Bezuqszeichen Fahrwerkanordnung Starrachse Luftfederträger Luftfeder Längsträger Abrollkolben Rollbalg Stutzen Bodenseite des Abrollkolbens Deckel Mittelachse des Abrollkolbens Außenmantelfläche Außenwand Kern Innenrippe Endbereich Stirnseite des Endbereichs Ausnehmung Dom Zwischenwand Druckraum Zwischenraum Stirnseite der Innenrippe Wandstärke der Zwischenwand Außenrippe