DE19757429A1 - Falte oder Welle oder Eckelement eines Falten- oder Wellenbelages eines Übergangs zwischen zwei miteinander verbundenen Fahrzeugen, bzw. Balg eines derartigen Übergangs, sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauteiles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Falte oder Welle eines Falten- oder Wellenbalges beziehungsweise das Eckelement einer Falte oder Welle eines derartigen Falten- oder Wellenbalges beziehungsweise einen Balg insgesamt, sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauteiles.

Falten- oder Wellenbälge sind Bestandteil eines Übergangs zwischen zwei gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugen. Ein solcher Übergang besteht im Einzelnen aus einer Übergangsbrücke oder Gelenk und einem die Brücke beziehungsweise das Gelenk umgebenden Balg. Dieser Balg dient im wesentlichen dem Schutz der Passagiere beim Überwechseln zwischen den einzelnen gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugen.

Ein solcher Falten- oder Wellenbalg muß aufgrund der auftretenden Relativbewegungen zwischen den einzelnen Fahrzeugen ein extremes Verformungsvermögen aufweisen. Das heißt, ein solcher Balg muß in der Lage sein, allen Nick-, Wank- und Versatzbewegungen der beiden gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeuge relativ zueinander nachzugeben.

Bei der Herstellung der einzelnen Wellen eines derartigen Wellenbalges wird nun derart vorgegangen, daß diese insbesondere im Eckbereich aus einzelnen in Balgumfangsrichtung verlaufenden Streifen aufgebaut sind, die zur Bildung der U-förmigen Wölbung der Welle miteinander verklebt beziehungsweise vernäht werden. Zur Herstellung eines vollständigen Wellenbalges werden dann die einzelnen Wellen miteinander vernäht.

Hieraus wird deutlich, daß die Herstellung eines derartigen Balges sehr aufwendig und damit teuer ist. Hinzu kommt, daß die Nähte Verwerfungen bilden, die an der benachbarten Welle reiben und unweigerlich zum Verschleiß dieser Welle dadurch führen, daß hier die Materialstärke abnimmt.

Bei der Herstellung der einzelnen Falten eines Faltenbalgs werden einzelne Materialstreifen zieharmonika-artig miteinander an ihren Längskanten miteinander vernäht, wobei die hierbei entstehenden Kanten durch U-förmige Schienen eingefaßt sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Falte oder Welle beziehungsweise ein Eckelement einer Falte oder Welle respektiv einen vollständigen Balg in einfacher und preiswerter Weise herzustellen, wobei zusätzlich die Haltbarkeit eines derartigen Bauelementes erhöht werden soll. Für die folgenden Ausführungen wird der Begriff "Bauteil" für eine Welle, Falte, ein Eckelement einer Welle oder Falte oder einen Balg insgesamt verwendet.

Die Aufgabe wird bei einem Bauteil erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Deck- und die Grundschicht durch Vulkanisation mit der Gewebeeinlage verbindbar sind. Die Herstellung eines derartigen Bauteiles, sei es eine Falte oder Welle beziehungsweise ein Eckelement einer Falte oder Welle beziehungsweise ein Falten- oder Wellenbalg insgesamt zeichnet sich durch eine preiswerte Herstellung insofern aus, als mit Hilfe einer Vulkanisierform in Form einer Welle oder Falte, eines Eckelements oder eines aus mehreren Falten oder Wellen bestehenden Balges, beliebige Mengen von den vorstehend beschriebenen Bauteilen hergestellt werden können, wobei eine derartige Herstellung im wesentlichen automatisch ablaufen kann.

Darüber hinaus zeichnen sich die erfindungsgemäßen Bauteile durch eine hohe Haltbarkeit aus, was daraus resultiert, daß die Oberfläche der Bauteile absolut gehalten werden kann. Das heißt, es bestehen im Gegensatz zum Stand der Technik keinerlei Erhöhungen, Überlagerungen oder Verwerfungen auf der Oberfläche, die an der benachbarten Welle oder Falte reiben könnten, und hier zu einem frühzeitigen Verschleiß des Balges insgesamt führen können. Des weiteren werden in Bezug auf die Schall- und Wärmedämmung zumindest gleich gute Werte erzielt wie bei einem Balg gemäß dem Stand der Technik.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Gewichtsanteil des Gewebes der Gewebeeinlage zum Elastomeranteil zwischen 15% und 50%, vorzugsweise jedoch etwa 40% beträgt. Durch einen derart hohen Gewebeanteil wird eine enorme Stabilität und Haltbarkeit des Balges ermöglicht.

Die Haltbarkeit eines solchen Bauteiles kann noch wesentlich dadurch erhöht werden, daß die Gewebeeinlage mehrere, vorzugsweise zwei Gewebelagen umfaßt, die kreuzweise zueinander aufeinander liegen. Das heißt, daß hierbei die Kett- beziehungsweise Schußfäden über Kreuz liegen. Hierbei ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, daß die Kett- und Schußfäden der jeweiligen Gewebelage im Winkel zwischen und 45° und 90°, insbesondere zwischen 60° und 90° zueinander verlaufen. Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Kett- be­ ziehungsweise Schußfäden der einen Gewebelage im Winkel von ca. 60° zu den Kett- beziehungsweise Schußfäden der anderen Gewebelage verlaufen, da dann die Verwerfungen im Randbereich, d. h. im Schenkelbereich der Ecke einer Welle bzw. einer Falte, sehr gering sind. Vorteilhaft ist ebenfalls die Verwendung von dehnfähigen elastischen Gewebeeinlagen, die in einer, vorzugsweise jedoch in drei Raumrichtungen dehnbar sind. Dies deshalb, weil die Dehnung dann nicht nur durch die Konstruktion des Balges selbst aufbringbar ist, sondern im Extremfall durch das Balgmaterial.

Eine weitere besondere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Gewebelage als Cordgewebe ausgebildet ist. Ein derartiges Cordgewebe zeichnet sich dadurch aus, daß ein solches Gewebe eine hohe Elastizität in alle drei Raumrichtungen aufweist, was offensichtlich darin begründet ist, daß eine Vielzahl von Kettfäden nur durch wenige Schlußfäden verbunden sind. Ein solches Cordgewebe ist käuflich mit einer Beschichtung aus einem Elastomer zu erwerben, was den Vorteil hat, daß sich ein derartiges Gewebe besonders leicht mit der Grund- bzw. Deckschicht aus Elastomer beim Vulkanisieren verbindet.

Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Gewebelage eine multiaxiale Flächenstruktur aufweist. Eine derartige Gewebelage zeichnet sich dadurch aus, daß diese Gewebelage in der Ausgangsform plan ausgebildet ist, diese jedoch durch Druck eine räumliche Kontur in der Lage ist anzunehmen. Ein solches Verhalten ist insbesondere bei der Herstellung von Eckelementen einer Falte oder Welle von Vorteil, da sich ein solches Bauelement dadurch auszeichnet, daß es etwa in einem Winkel von 90° verläuft und daher normale Gewebe im Endbereich der Schenkel bei einer U-förmig ausgebildeten Welle bzw. bei einer winkelförmigen Falte Verwerfungen bildet. Mit einer Gewebelage mit einer multiaxialen Flächenstruktur wird nunmehr erreicht, daß sich ein solches Gewebe, ohne Verformungen zu bilden, nahezu unbegrenzt jeder beliebigen Form anpassen läßt. Für den vorliegenden Fall bedeutet dies, daß die Gewebelage in die Vulkanisierform hinein bzw. auf diese aufgelegt werden kann, ohne daß sich im Innenbereich bzw. im Schenkelbereich einer Ecke einer Welle oder Falte Verwerfungen in der Gewebelage bilden.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer Welle oder Falte oder eines Eckelementes oder eines Balges umfassend eine Elastomergrundschicht, eine Gewebeeinlage und eine Elastomer­ deckschicht, wobei sich ein derartiges Verfahren erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß die drei Schichten in der Ebene als Rohling übereinander legbar sind, wobei der Rohling in eine Form gelegt wird, wobei dann die Verbindung der Gewebeeinlage mit der umgebenden Elastomerschicht im Wege der Heißvulkanisation bei etwa 170 bis 200 bar, vorzugsweise jedoch bei etwa 200 bar erfolgt. Hierbei hat sich herausgestellt, daß insbesondere bei der Verwendung von Gewebeeinlagen aus einem sogenannten Cordgewebe die Verwerfungen im Randbereich der Welle dadurch weitestgehend vermieden werden können, daß die Form während des Vulkanisiervorganges entlüftet wird. Hierdurch wird dem Elastomer­ material die Möglichkeit gegeben, sich zu entspannen, was schlußendlich die Verwerfungen im Randbereich der Welle abbaut, da durch diesen Entspannungsvorgang überschüssiges Elastomermaterial aus der Form austreten kann. Es ist nun bekannt, daß alle Kunststoffgewebe ein sogenanntes Heißschrumpfverhalten zeigen. Das heißt, daß beim Vulkanisieren die Gewebe schrumpfen. Das hat zur Folge, daß die Gewebe durch die Elastomerschicht nach innen wandern, mit der weiteren Folge, daß hierdurch die Haltbarkeit stark reduziert ist. Das heißt, Ziel und Zweck ist auch die Herstellung einer Welle bzw. Falte eines Balges bzw. des Eckelementes einer Falte oder Welle bzw. eines Balges insgesamt, wobei sichergestellt ist, daß die Gewebeeinlage dort verbleibt, wo sie ursprünglich untergebracht wurde, nämlich genau zwischen der Deck- und der Grundschicht. Genau hierin liegt der Vorteil bei der Verwendung eines sogenannten multiaxialen Gewebes. Ein derartiges Gewebe schrumpft zwar auch, doch ist es, da es verformbar ist, hierdurch in der Lage, den Schrumpfspannungen nachzugeben, wodurch weiterhin bewirkt wird, daß ein solches Gewebe während des Vulkanisiervorganges sich nicht in seiner Lage zwischen Grund- und Deckschicht verändert. Gegenstand der Erfindung ist auch die Herstellung der Bauteile im Wege Kaltvulkanisation. Der Vorteil der Kaltvulkanisation besteht darin, daß die Schrumpfung des Kunststoffgewebes jeweils vermieden wird. Die Kaltvulkanisation erfolgt mittels bekannter ein- oder zwei Komponentensysteme. Im eigentlichen Sinn findet hierbei eine Verklebung der Gewebeeinlage mit ein oder mehreren Gewebelagen mit der umgebenden Elastomerschicht statt.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Welle oder Falte bzw. eines Eckelementes einer Welle oder Falte bzw. eines Balges insgesamt zeichnet sich dadurch aus, daß in die Vulkanisierform zunächst eine Elastomergrundschicht aufgebracht wird und dann auf diese Elastomergrundschicht eine bereits dreidimensional gewirkte Gewebelage aufgelegt wird, worauf die Deckschicht aufgebracht wird. Auch hierbei entstehen im Randbereich keinerlei Verwerfungen. Im Anschluß daran wird die Vulkanisierform zusammengefahren und die Vulkanisation kann beginnen. Gegebenenfalls wird auch hierbei die Form während der Vulkanisation entlüftet, um überschüssiges Elastomermaterial aus der Form entweichen zu lassen. Denkbar ist auch hierbei zur Erzielung der Stabilität, mehrere Gewebe lagen übereinander anzuordnen, wie dies bereits an anderer Stelle in Bezug auf andere Gewebearten dargelegt wurde.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer Falte oder Welle eines Balges bzw. eines Eckelements einer Falte oder Welle bzw. eine kompletten Balges zeichnet sich dadurch aus, daß auf eine Form, die der Form des oben beschriebenen Bauteiles entspricht, eine Kunststoffschicht, z. B. PU-Schaum, aufgesprüht wird, wobei in die Kunststoffschicht die Gewebeeinlage eingebettet ist. Hierbei kann derart vorgegangen werden, daß zunächst auf die Form eine Kunststoffschicht aufgesprüht wird, auf die dann die Gewebeeinlage mit einer oder mehreren Gewebelagen aufgelegt wird, um dann auf die Gewebeeinlage eine weitere Kunststoffschicht im Sprühverfahren aufzutragen. Denkbar ist ebenfalls bei Verwendung einer geschlossenen Form, also einer Form bestehend aus zwei Formteilen, die Gewebeeinlage einzuschäumen, wobei auch die Verwendung von PU-Schaum denkbar ist. Wesentlicher Vorteil bei diesem Verfahren ist, daß hierbei unmittelbar die Verstärkungseinlagen in Form von auf der Scheitellinie von Falten oder Wellen des Balges umlaufenden Aluminiumschienen mit eingespritzt werden können. Bislang ist es so, daß diese Schienen im Bereich der Scheitellinie der Falte oder Welle angepreßt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Bauteil der zuvor benannten Art, als Falte, Welle bzw. Eckelement einer Falte oder Welle bzw. eines Balges insgesamt, bei der das Bauteil mindestens eine mit einem Elastomer ummantelte Gewebeeinlage umfaßt.

Das Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles mit einer derartigen mit einem Elastomer ummantelten Gewebelage bzw. einer Gewebeeinlage mit mehreren Gewebelagen zeichnet sich nach einer Ausführungsform dadurch aus, daß die Gewebelage beziehungsweise Gewebeeinlage auf eine dem fertigen Bauteil entsprechende Form aufgelegt wird und dann unter Wärmeeinwirkung, zum Beispiel Heißluft oder Heißdampf, die Form plastisch ausfüllt. Denkbar ist hier ebenfalls die Verwendung einer zweiteiligen Form mit positiven und negativen Formteilen, um die Gewebeeinlage, gegebenenfalls auch unter Wärmeeinwirkung in die Endform, zu überführen.

Nach einer anderen Ausführungsform wird die Gewebeeinlage im Tiefziehverfahren gegebenenfalls unter Wärmeeinwirkung in die Endform gebracht.

Die zeichnerische Darstellung dient der Erläuterung, was unter einer Welle, einer Falte, einem Eckelement einer Falte oder Welle und einem Balg verstanden wird.

Eine Welle oder Falte eines Balges stellt sich als ein umlaufendes Element eines tunnelförmigen Balges dar, der sich aus mehreren hintereinander angeordneter Falten oder Wellen zusammensetzt.

Ein solcher tunnelförmiger Balg zeigt vier Ecken, so daß insgesamt jede Falte oder Welle vier Eckelemente aufweist. Die Eckelemente bilden somit einen 90°-Winkel.

Claims (22)

1. Falte oder Welle eines Falten- oder Wellenbalges (Bauteil) eines Überganges zwischen zwei miteinander verbundenen Fahrzeugen, umfassend eine Elastomergrundschicht, eine Gewebeeinlage und eine Elastomerdeckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Deck- und die Grundschicht durch Vulkanisation mit der Gewebeeinlage verbindbar sind.

2. Eckelemente einer Falte oder Welle eines Falten- oder Wellenbalges (Bauteil) eines Überganges zwischen zwei miteinander verbundenen Fahrzeugen, umfassend eine Elastomergrundschicht, eine Gewebeeinlage und eine Elastomerdeckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Deck- und Grundschicht durch Vulkanisation mit der Gewebeeinlage verbindbar sind.

3. Balg (Bauteil) eines Überganges zwischen zwei gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugen mit mehreren parallel zueinander angeordneten Falten oder Wellen, wobei jede Falte oder Welle eine Elastomergrundschicht, eine Gewebeeinlage und eine Elastomerdeckschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Deck- und Grundschicht durch Vulkanisation mit der Gewebeeinlage verbindbar sind.

4. Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vulkanisation als Heiß- oder Kaltvulkanisation erfolgt.

5. Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Gewebes der Gewebeeinlage zum Elastomeranteil zwischen 15 und 50%, vorzugsweise jedoch etwa 40% beträgt.

6. Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeeinlage mindestens eine Gewebelage umfaßt.

7. Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeeinlage mehrere Gewebelagen umfaßt, die kreuzweise zueinander aufeinander liegen.

8. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kett- und Schußfäden der jeweiligen Gewebelage im Winkel zwischen 45 und 90°, insbesondere zwischen 60 und 90° zueinander verlaufen.

9. Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebelage ein Cordgewebe ist.

10. Bauteil nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebelage eine multiaxiale Flächenstruktur aufweist.

11. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebelage in mindestens einer Raumrichtung dehnfähig ist.

12. Verfahren insbesondere zur Herstellung einer Welle oder Falte oder eines Eckelementes oder eines Balges gemäß einem oder mehrerer Ansprüche 1 bis 11, umfassend eine Elastomergrundschicht, eine Gewebeeinlage und eine Elastomerdeckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten und die Gewebeeinlage in der Ebene als Rohling übereinander legbar sind, wobei der Rohling in eine Form gelegt wird, wobei dann die Verbindung der Gewebeeinlage mit der umgebenden Elastomerschicht im Wege der Heißvulkanisation bei etwa 170 bis 210 bar, vorzugsweise bei etwa 200 bar erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß während der Vulkanisation die Form gelüftet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine dreidimensionale Gewebelage in die Form auf die Elastomergrundschicht und hierauf eine Deckschicht gelegt wird mit nachfolgender Vulkanisation.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeeinlage gewirkt oder gestrickt ist.

16. Verfahren zur Herstellung einer Welle, Falte oder eines Eckelementes einer Falte oder Welle bzw. eines Balges insgesamt, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer Ummantelung aus einem Elastomer versehene Gewebeeinlage in bzw. auf eine Werkzeugform aufbringbar ist, wobei untere Wärmeeinwirkung die Gewebeeinlage in die Endform überführbar ist.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugform als Tiefziehwerkzeug ausgebildet ist.

18. Verfahren zur Herstellung einer Welle, Falte oder eines Eckelementes einer Falte oder Welle bzw. eines Balges insgesamt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewebeeinlage mit einer oder mehreren Gewebelagen in einer Werkzeugform mit einem Kunststoff umsprüht wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein PU-Schaum ist.

20. Verfahren zur Herstellung einer Welle, Falte oder eines Eckelementes einer Falte oder Welle bzw. eines Balges insgesamt, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zweiteiligen Werkzeugform eine Gewebeeinlage mit einer oder mehreren Gewebelagen mit einem Kunststoff umschäumt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein PU-Schaum ist.

22. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Scheitelbereich der Falte oder Welle anordbaren Schienen eingeschäumt bzw. einvulkanisiert werden.