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Luftfederbalg, insbesondere für Kraftfahrzeugabfederung Die Erfindung
bezieht sich auf einen Luftfederbalg, insbesondere für Kraftfahrzeugabfederung,
aus mit Kordgewebe ausgestatteten flexiblen elastomerenWän den und zwei oder mehreren
tonnenförmigen Wandungsabschnitten und in den zwischen diesen liegenden Kehlungen
in der Kautschukmasse eingebetteten Zugeinlagen.
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Bei den bisher bekannten Luftfederbälgen ist zwischen den tonnenförmigen
Wandungsabschnitten in den Kehlungen ein Ring aus Rundstahl, Preßblech, Stahlseilen,
Kordfäden oder anderen zugfesten Strängen vorgesehen. In der Praxis hat sich gezeigt,
daß diese lose aufgelegten Ringe zu Schäden an den Bälgen führen, und daß an dieser
Stelle der Bälge in den meisten Fällen die ersten Schäden auftreten. Weiterhin ist
bekanntgeworden, daß diese Zugeinlagen zur Vermeidung derartiger Schäden an der
Einschnürungsstelle in die Kautschukmasse eingebettet werden. Im allgemeinen ist
bei dieser Ausführung und bei nicht zu großer Belastung eine hinreichende Lebensdauer
der Bälge gewährleistet. Wird aber die Beanspruchung, wie sie bei den neuzeitlichen
Kraftfahrzeugen auftritt, wesentlich größer, so kommt es auch in der Nähe dieser
eingebetteten Einlagen oft zu Schäden, die sich insbesondere darin zeigen, daß die
aneinandergrenzenden Gewebelagen sich voneihander lösen. Bei Luftfederbälgen ist
es auch schon bekannt, daß die außen liegende Wandungsoberfläche im Nahbereich der
Zugeinlagen dem vorzugsweise runden Querschnitt der Zugeinlage weitgehend angepaßt
ist. Dabei kann der Querschnitt der Zugeinlagen auch parallel zur Balg achse abgeflacht
sein. Bei solchen Bälgen besteht die Gefahr, daß oberhalb und unterhalb der Zugeinlagen
beim Ausformen Luft eingeschlossen wird, die zu vorzeitigen Schäden am Balg führen
kann.
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Zur Vermeidung derartiger Schäden wird erfindungsgemäß bei dem eingangs
beschriebenen Luftfederbalg eine Lösung vorgeschlagen, die darin besteht, daß die
äußeren über den in den Kehlungen liegenden Zugeinlagen befindlichen Wandungsoberflächen
des Balges in einer größeren Breite als dem Durchmesser der Zugeinlagen entspricht,
konvex ausgebildet sind. Durch diese Maßnahme ergibt sich eine doppelte umlaufende
Nut, deren tiefste Einkerbungen dann oberhalb und unterhalb der Zugeinlage liegen.
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Dadurch läßt sich die in unmittelbarer Nähe zur Zugeinlage liegende
Kautschukmasse beim Formen des Balges einem ebenso großen Druck aussetzen wie die
angrenzenden Bereiche der elastomeren Wände des Luftfederbalges. Diese verbesserte
Möglichkeit zum Pressen der Kautschukmasse bewirkt, daß bei der Vulkanisation auch
in diesen Bereichen eine sichere Haftfestigkeit zwischen Zugträger, Gewebe und Kautschuk
erzielt wird. Im allgemeinen sind diese Materialien durch Kautschukmasse voneinander
getrennt. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß nunmehr der bisherige
Walkvorgang in den Einschnürungsbereichen auf zwei Bereiche verteilt wird, die nicht
mehr zur unmittelbaren Nähe der Zugeinlage gehören. Da in diesem Bereich die Kautschukmasse
dünnwandiger ist, tritt auch Wärmebildung durch Walkarbeit in geringerem Maße auf.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß der Querschnitt
der Zugeinlagen oval und mit der längeren Achse des Querschnittes parallel zur Balgachse
angeordnet ist. Dadurch rücken die durch Biegung beanspruchten Zonen weiter auseinander
und gestatten beim Preßvorgang ein erleichtertes Einlegen der Formwandungsteile
beim Vulkanisieren. Die ringförmige Zugeinlage kann dabei verschiedenartige Querschnitte
aufweisen und sogar in mehrere dünne Einzeleinlagen unterteilt sein, die jede für
sich in an sich bekannterWeise in Gewebe eingebettet sein kann.
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Diese Gewebeeinhüllung ermöglicht eine Verbesserung der Haftfestigkeit
zwischen Stahl und Kautschuk, da das betreffende Gewebe von beiden Seiten mit unterschiedlicher
Klebemasse versehen sein kann. Ferner vermeidet das Gewebe mit Sicherheit ein Loslösen
der Kautschukmasse von einer Zugträgereinlage, da eine einmal eingetretene Abtrennung
beim Zugträger sich wesentlich leichter fortflanzt als bei einem stärker nachgiebigen
Gewebekord. Dieses tritt auch dann ein, wenn die Kautschukmasse durch den höheren
Anpreßdruck noch verhältnismäßig tief in die Stahlseileinlage eingepreßt worden
ist.
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Es ist weiter vorgesehen, daß bei der Kordgewebeeinhüllung die Kordfäden
schraubenförmig die ring-
förmige Zugeinlage umlaufen. Diese Art
der Gewebeanordnung erleichtert zunächst das Aufbringen des Gewebekordes auf die
ringförmige Zugeinlage und berücksichtigt außerdem die von außen auftretenden Beanspruchungen.
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Diese Umhüllung kann in vorteilhafter Weise biffiar angeordnet sein.
Sie schafft dadurch an der Abschlußstelle der Gewebekante eine Verankerung nach
beiden Seiten zu der Haupteinlage des Luftfederbalges hin.
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Auch bei dieser Anordnung kann die Richtung der Kordgewebewicklung
in einem verhältnismäßig kleinen Winkel peripher zur Ringachse der Zugeinlage liegen.
Besonders bewährt hat sich dabei ein Winkel zwischen 10 und 20°. Dieser Winkel kann
zur Mittelachse in beiden Richtungen verlaufen, wobei etwa der eine Teil der bifilaren
Kordfadenrichtung in der einen Richtung verläuft, während der andere symmetrisch
dazu im gleichen Winkel zur anderen Richtung angeordnet ist. Die symmetrische Anordnung
zur peripheren Ringachse ist jedoch nicht zwingend und kann bei besonderen Anspruchsarten
auch aufgehoben sein.
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Ebenfalls kann ein Vollgewebe mit einem Fadenverlauf von 45" zur Achse
des Balges zur Anwendung kommen. Die Fäden der Umhüllung der Zugeinlage können mit
den Fäden der Haupteinlage sich unter sehr verschiedenen Winkeln schneiden oder
aber auch miteinander übereinstimmen.
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Zur Steigerung der Wirksamkeit dieser erfindungsgemäßen Anordnung
der Zugeinlage und der zugehörigen Außenwandung kann vorgesehen sein, daß der Gewebelagenabstand
in den tonnenförmigen Wan dungsabschnitten in Zugeinlagennähe größer ist als in
den Zwischenräumen. Dadurch wird eine weitere Verbesserung des Luftfederbalges erreicht,
da die Bereiche unterhalb der Zugeinlage dadurch weicher werden und bei der Vulkanisation
und dem ausgeübten Druck eine verbesserte Haftung auch an dieser Stelle zustande
kommt. Diese Maßnahme führt gleichzeitig zur Verbesserung der Elastizität des Luftfederbalges
in diesen zur Einkehlung gehörenden Bereichen.
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Weiter ist vorgesehen, daß das Elastomerenmaterial in Zugeinlagennähe
einen höheren Elastizitätsmodul aufweist. Dieser Materialunterschied führt zu einer
Verbesserung der Geschmeidigkeit im Bereich der Zugeinlagen. Bei besonderen Ausführungen
kann die Abstufung des Moduls in mehreren Stufe, erfolgen.
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Außer aus Natur- oder Kunstkautschuk läßt sich der Luftfederbalg
auch aus Kunststoffen, wie Polyesterurethan, oder anderen Elastomeren in Gieß- oder
Preßverfahren herstellen. Zur Erzeugung aus fließ-oder preßfähigen Kunststoffen,
die durch Polymerisation oder Kondensation aushärten, sind Formen erforderlich,
die in Längs- oder Querrichtung verschieden unterteilt sind und außerdem die an
anderen Formen bekannten Merkmale aufweisen.
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Die Erfindung wird beispielsweise in den Abbildungen 2 bis 6 dargestellt.
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Abb. 1 zeigt einen üblichen Luftfederbalg 1 mit der angedeuteten
Lage von Gewebeeinlagen 2 und Stahlringen 3, die in den Kehlungen 4 an der Außenfläche
auf den Balg aufgelegt sind. In den Bereichen, in denen der Stahlring an der Wandung
liegt, kommt es, wie die Praxis gezeigt hat, leicht zu ernsten Schäden.
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Abb. 2 zeigt demgegenüber die erfindungsgemäße Verbesserung für die
Anordnung der Zugeinlage in der Einkehlung der Balgwandung. Dieser Kehlungsausschnitt
5 aus einem Luftfederbalg weist bei 6 eine Wandungsoberfläche auf, die in einer
größeren Breite,
als dem Durchmesser der Zugeinlagen 3, 14 entspncht, konvex ausgebildet
ist. Um die Zugeinlage 3 laufen Kordgewebe 7, die zur Verbesserung der Haftfestigkeit
mit der umgebenden Kautschukmasse dienen. Die Rinnen 8 und 9 schaffen die Angriffspunkte
für die Formteile, die einen erhöhten Anpreßdruck in den Bereichen 10 und 11 unterhalb
und oberhalb der Zugeinlagen zulassen. Die durch den ganzen Balg verlaufenden Gewebeeinlagen
12 und 13 zeichnen sich in Zugeinlagennähe durch einen vergrößerten Abstand 26 aus,
um eine Steigerung der Elastizität zu bewirken.
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Abb. 3 ist gegenüber Abb. 2 insofern verändert, als die Zugeinlage
14 eine abgeflachte Form aufweist und damit einen besseren Angriffspunkt für die
Vulkanisationswerkzeuge schafft. Der vergrößerte Abstand zwischen den Gewebelagen
12 und 13 ist auch hier vorgesehen; ebenso ist der Zugeinlagering 14 durch Gewebe
15 umhüllt.
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Abb. 4 zeigt die aus mehreren Einzelseilen bestehende Zugeinlage
3. Auf dieser Zugeinlage sind zwei Schichten von Kordgewebelagen 16 und 17 dargestellt,
die symmetrisch zur Achse in einem Winkel von 200 laufen.
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Abb. 5 stellt die Anordnung einer bifilaren Wicklung 18 und 19 um
die Zugeinlage 20 dar. Die Ränder dieser Kordgewebeeinlage sind nach entgegengesetzten
Richtungen auseinander geklappt, sie können in dieser Anordnung im Luftfederbalg
liegen und sich in den Hauptgewebeeinlagen verankern.
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Abb. 6 zeigt den aus Abb. 2 und 3 bekannten Kehlungsausschnitt5.
Zur Vulkanisation ist eine mehrteilige Form vorgesehen, die aus dem oberen Teil
21 und dem unteren Teil 22 besteht. Zur Erzeugung des höheren Druckes oberhalb und
unterhalb der Zugeinlage 3 ist die Form mit Fortsätzen 23 und 24 versehen. An der
mittleren in horizontaler Richtung verlaufenden Trennfuge ist eine Vakuumleitung
25 vorgesehen, die die beim Einfahren der Formteile ausströmende Luft entweichen
läßt. Der Krümmungsradius der Fortsätze 23 und 24 ist größer als der Krümmungsradius
des Querschnitts der Zugeinlage 3.