DE2904521A1

DE2904521A1 - Rollbalg fuer fahrzeug-luftfederungen

Info

Publication number: DE2904521A1
Application number: DE19792904521
Authority: DE
Inventors: Gunter Drescher; Norbert Metz; Guenther Dipl Ing Dr Niehaus
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1979-02-07
Filing date: 1979-02-07
Publication date: 1980-08-28
Also published as: IT8020494V0; IT1148804B; IT8019204A0

Description

Rollbalg für Fahrzeug-Luftfederungen
Die Erfindung bezieht sich auf aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit eingebetteten fadenförmigen Festigkeitsträgern hergestellte Rollbälge für Luftfederungen.
Luftfederbälge sind als druckluftgefüllte verformbare Hohlkörper anzusehen, deren Bewegungsverhalten in Richtung der drei Raumkoordinaten neben ihrer Formgebung maßgeblich durch die Anordnung und den Verlauf der in ihre Wandung eingebetteten Festigkeitsträger bestimmt wird. Soweit die Federcharakteristik der Bälge ausschließlich oder vorwiegend in nur einer einzigen Dimension - meistens der Senkrechten - genutzt wird, fällt es im allgemeinen nicht schwer, die auf den Fahrzeugtyp abgestimmte und den auftretenden Belastungen in idealer Weise angepaßte Balgkonstruktion zu finden. Erhebliche Schwierigkeiten stehen dem aber entgegen, wenn Beanspruchungen in den verschiedenen Raumdimensionen aufgenommen werden miissen, was beispielsweise für das ausmittige Abfedern von Drehgestellen in Schienenfahrzeugen und in zunehmendem Maße auch für die Federsysteme in Straßenfahrzeugen zutrifft. In diesem Falle wirkt sich die Koppelung, die physikalisch vorgegebene Verknüpfung der gerichteten Charakteristika untereinander - nach den Axial-, Radial- und Tangentialkräften - so aus, daß zum gezielten Ändern eines Parameters vorgenommene bauliche Maßnahmen gleichzeitig aber auch unerwünschte Veränderungen der anderen Parameter zur Folge haben. Die konstruktiven Lösungen sind dann von vornherein sehr beengt und in der Regel nur in Form eines Kompromisses mit Zugeständnissen nach der einen oder anderen Richtung möglich. Der Erfindung liegt demgegenüber als Aufgabe zugrunde, diese als nachteilig empfundene Koppelung der physikalischen Daten aufzuheben und die Voraussetzungen zum beliebigen Verändern der Federcharakteristika von Luftfeder-Rollbälgen in den verschiedenen Beanspruchungsrichtungen ohne anderweitige nachteilige Rückwirkungen zu schaffen.
Nach der Erfindung zeichnen sich Rollbälge der eingangs geschilderten Gattung durch die folgenden Merkmale aus: a) Die Festigkeitsträger verlaufen zwischen den im wesentlichen gleich großen Befestigungswulsten in oder angenähert in Axialrichtung; b) die Rollbälge weisen eine an den in Einbaulage oberen Befestigungswulst anschließende, an dem abgefederten Fahrzeugteil anliegende flachebene ringförmige Stirnfläche von unabhängig von den Verformungen der Rollbälge gleichbleibender Größe auf; c) die Rollbälge sind in ihrem von der flachebenen Stirnfläche abgeschlossenen oberen Endabschnitt mit geradzylindrischer Außenwandung ausgebildet; d) die Rollbälge sind von einem zugfesten Gürtel eingefaßt.
Vorteilhaft ist dabei der Querschnittsbereich der Balgwandung zwischen der flachebenen Stirnfläche und dem daran anstoßenden zylindrischen Endabschnitt mit einer dispergierte Fasern enthaltenden elastomeren Werkstoffmischung ausgefüllt, während der eine - in axialer Richtung gemessen - Breite in einer einem Bruchteil der Gesamthöhe des Rollbalges entsprechenden Größenordnung aufweisende zugfeste Gürtel in dem an die Rollfalte des Balges angrenzenden unteren Bereich der zylindrischen Balgwandung angebracht ist. Der Gürtel selbst kann in an sich bekannter Weise aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden fadenförmigen biegsamen Festigkeitsträgern aufgebaut und in die Balgwandung eingebettet sein. Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist er stattdessen aber als formsteifer Ringkörper aus einem starren Werkstoff wie beispielsweise Stahlblech hergestellt und abnehmbar an der Balgaußenwandung angebracht.
Die Erfindung hebt die bisher geltenden und das konstruktive Schaffen beherrschenden gegenseitigen Abhängigkeiten der richtungsmäßig gebundenen Federwerte auf und gestattet es damit, die für bestimmte Einsatzfälle geforderte Charakteristik ohne Zugeständnisse an andere physikalische Daten zu erhalten. Die Entkoppelung der in den Rollbälgen wirksamen Axial-, Radial und Tangentialkräfte ermöglicht ein freizügiges Gestalten und das Einführen beliebiger Veränderungen ohne die sonst stets in Betracht zu ziehenden Rückwirkungen. Als mittelbare Folge der neuartigen Technologie eröffnen sich weitere Einsatzgebiete, die mit den üblichen Rollbalgkonstruktionen bisher nicht oder nur mit unbefriedigenden Ergebnissen zugänglich waren.
Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung verdeutlicht. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen Luftfederrollbalg im Einbauzustand.
Der gezeichnete Rollbalg 1 ist als Toruskörper aus einer natürlichen oder synthetischen Kautschukmischung mit eingebetteten Festigkeitsträgern 2 hergestellt. Die von einer Vielzahl textiler Fäden oder Drähte gebildeten Festigkeitsträger 2 sind um starre Kernringe 3 in den Balgwulsten 4 geschlungen und verlaufen zwischen den Wulsten auf kürzestem oder nahezu kürzestem Wege, das heißt also in Axialrichtung oder bis zu höchstens etwa 200 davon abweichend und parallel zueinander. Der Balg ist zwischen die gegeneinander abgefederten Teile 5, 6 eines Fahrzeuges eingesetzt, wobei er mit seinen Wulsten 4 auf Haltekegel 7, 8 aufgeschoben ist und gegen diese abdichtet. Der obere flaltekegel 7 hängt mit dem Wagenkasten bzw. den Aufbauten des Fahrzeuges zusammen, während der untere Haltekegel 8 den Abschluß eines dem Fahrgestell zugeordneten Führungszylinders 9 bildet und mit einer umlaufenden Rippe 10 gegen diesen abgesetzt ist.
Der Rollbalg 1 wird über nicht weiter dargestellte Mittel mit Druckluft von regelbarem Druck beaufschlagt und führt die mit Abstandsänderungen der Fahrzeugteile 5, 6 aufgezwungenen Federbewegungen durch Verkürzen und Verlängern seiner über die Umfangsrippe 10 des Stützzylinders 9 frei herabhängenden Rollfalte 11 aus.
Der obere Wulst 4 des Rollbalges läuft in eine ganzflächig an dem Fahrzeugteil 5 anliegende ringförmige Endscheibe 12 aus, deren Innenfläche einen etwa der Rollfalte 11 entsprechenden gekrümmten Verlauf zeigt, während ihre flachebene Außenfläche den unmittelbaren Abschluß des geradzylindrisch geformten Endabschnittes 13 bildet. Der so entstehende verdickte Balgrand 14 ist mit einer über der durchlaufenden Balgwandung aufgebauten Kautschukmischung mit in Wirrlage zugemischten dispergierten Fasern aufgefüllt, wodurch er eine im Vergleich zu den übrigen Bereichen des Rollbalges höhere Härte und Formbeständigkeit erhält.
In dem Ubergangsbereich zwischen dem zylindrischen Endabschnitt und der Rollfalte 11 ist der Balg mit einem in eine eingeformte umlaufende Ringnut 15 eingelegten zugfesten Gürtel 16 verstärkt. Der Gürtel 16 ist als formsteifer, in sich geschlossener Ring beispielsweise aus Stahlblech hergestellt und kann nach Belieben eingesetzt und abgenommen werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit eingebetteten fadenförmigen Festigkeitsträgern hergestellter Rollbalg für Fahrzeug-Luftfederungen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Die Festigkeitsträger (2) verlaufen zwischen den im wesentlichen gleich großen Befestigungswulsten (4) in oder angenähert in Axialrichtung; b) der Rollbalg (1) weist eine an den in Einbaulage an den oberen Befestigungswulst (4) anschließende, an dem abgefederten Fahrzeugteil (5) anliegende flachebene ringförmige Stirnfläche (12) von unabhängig von den Verformungen des Rollbalges gleichbleibender Größe auf; c) der Rollbalg ist in seinem von der flachebenen Stirnfläche (12) abgeschlossenen oberen Endabschnitt (13) mit geradzylindrischer Außenwandung ausgebildet; d) der Rollbalg ist von einem zugfesten Gürtel (16) eingefaßt.
2. Rollbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnittsbereich (14) der Balgwandung zwischen der flachebenen Stirnfläche (12) und dem daran anstoßenden zylindrischen Endabschnitt (13) mit einer dispergierte Fasern enthaltenden elastomeren Werkstoffmischung ausgefüllt ist
3. Rollbalg nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine - in axialer Richtung gemessen - Breite in einem Bruchteil der Gesamthöhe des Rollbalges (1) entsprechenden Größenordnung aufweisende Gürtel (16) in dem an die Rollfalte (11) des Balges angrenzenden unteren Bereich der zylindrischen Balgwandung (13) angebracht ist.
4. Rollbalg nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gürtel (16) als formsteifer Ringkörper aus einem starren Werkstoff hergestellt und abnehmbar an der Balgaußenwandung angebracht ist.