DE2904521A1 - Rolling rubber vehicle suspension bellows - have fibrous reinforcing components running axially between equal size mounting beads - Google Patents

Abstract

The rolling bellows of rubber or similar material with embedded fibrous reinforcing components are for vehicle air-suspension systems. The components (2) run axially or nearly so between the two mounting beads (4), which are of the same size. When installed, the bellows (1) assembly has a flat annular end face (12) joining onto the upper bead and bearing against the sprung portion (5) of the vehicle, and whose size remains constant independent of distortions of the bellows. The latter has a top portion joining onto this end face with a straight cylindrical outer wall (13), and it is enclosed by a tension-resistant belt (16).

Description

Rollbalg für Fahrzeug-LuftfederungenRolling bellows for vehicle air suspensions

Die Erfindung bezieht sich auf aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit eingebetteten fadenförmigen Festigkeitsträgern hergestellte Rollbälge für Luftfederungen.The invention relates to rubber or rubber-like plastics Rolling bellows for air suspension made with embedded thread-like reinforcements.

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.Air bags are to be regarded as compressed air-filled, deformable hollow bodies, their movement behavior in the direction of the three spatial coordinates in addition to their shape mainly by the arrangement and the course of the embedded in their walls Reinforcement is determined. So much for the spring characteristics of the bellows or mainly used in just one single dimension - mostly the vertical it is generally not difficult to find the one that is tailored to the vehicle type and the bellows construction that is ideally adapted to the loads that occur Find. However, there are considerable difficulties when it comes to stress must be recorded in the various spatial dimensions, what for example for the eccentric cushioning of bogies in rail vehicles and increasingly Dimensions also applies to the suspension systems in road vehicles. In this case it works the coupling, the physically predetermined linking of the directed characteristics with each other - according to the axial, radial and tangential forces - so that the specific modification of a parameter, structural measures carried out at the same time also result in undesirable changes in the other parameters. The constructive Solutions are then very cramped from the start and usually only in the form of one Compromises with concessions in one direction or another are possible. Of the In contrast, the object of the invention is based on this, which is perceived as disadvantageous Cancel the coupling of the physical data and the requirements for any Changing the spring characteristics of air spring roll bellows in the various To create directions of stress without any other disadvantageous repercussions.

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.According to the invention, the rolling bellows described at the beginning are distinguished Genus by the following features: a) The reinforcements run between the fastening beads of essentially the same size in or approximately in the axial direction; b) the rolling bellows have a fastening bead adjoining the upper fastening bead in the installed position, flat, plane, annular end face of regardless of the deformations of the rolling bellows of constant size; c) the Rolling bellows are in their upper end section closed off by the flat, flat end face designed with a straight cylindrical outer wall; d) the bellows are from one Tension belt edged.

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.The cross-sectional area of the bellows wall between the flat, planar end face and the cylindrical end section adjoining it filled with an elastomeric material mixture containing dispersed fibers, while one - measured in the axial direction - width in a fraction the total height of the roll bellows corresponding magnitude having tensile strength Belt in the lower area of the cylindrical bellows adjacent to the roll fold of the bellows Bellows wall is attached. The belt itself can be made in a manner known per se a multiplicity of thread-like flexible reinforcements running in the circumferential direction built up and embedded in the bellows wall. According to a special embodiment the invention he is instead as a rigid ring body from a rigid Material such as sheet steel made and removable on the outer wall of the bellows appropriate.

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.The invention lifts the previously applicable and constructive creation dominant mutual dependencies of the directionally bound Feather values and thus allows the characteristics required for certain applications without concessions to other physical data. The decoupling the effective axial, radial and tangential forces in the bellows enables a permissive design and the introduction of any changes without the usual repercussions always to be taken into account. As an indirect consequence of the novel Technology opens up further areas of application, those with the usual roll bellows constructions were previously not accessible or only with unsatisfactory results.

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.The invention is based on the schematic representation of an embodiment illustrated in the drawing. The only figure in the drawing shows a longitudinal section by means of an air spring roll bellows when installed.

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.The rolling bellows 1 shown is a toroidal body made of a natural one or synthetic rubber mixture with embedded reinforcement 2 is produced. The reinforcement 2 formed by a large number of textile threads or wires are wrapped around rigid core rings 3 in the bellows beads 4 and run between the beads on the shortest or almost the shortest path, that is, in the axial direction or up to a maximum of about 200 deviating therefrom and parallel to one another. The bellows is inserted between the mutually cushioned parts 5, 6 of a vehicle, with its beads 4 being pushed onto retaining cones 7, 8 and against them seals. The upper folded cone 7 hangs with the car body or the superstructures of the vehicle together, while the lower retaining cone 8 is the conclusion of a dem Chassis associated guide cylinder 9 forms and with a circumferential rib 10 is sold against this.

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.The rolling bellows 1 is supplied with compressed air by means not shown in any further detail acted upon by adjustable pressure and leads to changes in the spacing of the vehicle parts 5, 6 forced spring movements by shortening and lengthening its over the Circumferential rib 10 of the support cylinder 9 freely depending roll fold 11 from.

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.The upper bead 4 of the rolling bellows runs over the entire surface of the bellows Vehicle part 5 adjacent annular end plate 12, the inner surface a shows approximately the roll fold 11 corresponding curved course, while its flat plane Outer surface the immediate end of the straight-cylindrical end portion 13 forms. The resulting thickened bellows edge 14 is with one over the continuous Rubber mixture built up on the bellows wall with dispersed ones mixed in in a random layer Fibers filled up, making it a compared to the other areas of the rolling bellows higher hardness and dimensional stability.

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.In the transition area between the cylindrical end section and of the roll fold 11 is the bellows with a circumferential annular groove 15 molded into it inlaid tensile strength belt 16 reinforced. The belt 16 is more dimensionally stable, in closed ring made for example from sheet steel and can after Can be used and removed as desired.

Claims (4)

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. Claims: 1. Made of rubber or rubber-like plastics with Embedded, thread-like reinforcement supports manufactured rolling bellows for vehicle air suspension systems, characterized by the following features: a) The reinforcements (2) run between the substantially equally large fastening beads (4) in or approximately in Axial direction; b) the rolling bellows (1) has one on the in the installed position on the upper one Fastening bead (4) adjoining the sprung vehicle part (5) flat annular end face (12) regardless of the deformations of the Roll bellows of constant size on; c) the rolling bellows is flat from the flat End face (12) closed upper end section (13) with a straight cylindrical Outer wall formed; d) the rolling bellows is framed by a tension-resistant belt (16). 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 2. Roll bellows according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area (14) of the bellows wall between the flat, planar end face (12) and the one abutting it cylindrical end section (13) with an elastomeric material containing dispersed fibers Material mixture is filled 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.3. Roll bellows according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the one - measured in the axial direction - width in a fraction the overall height of the roll bellows (1) corresponding to the size of the belt (16) in the lower region of the cylindrical bellows adjacent to the roll fold (11) of the bellows Bellows wall (13) is attached. 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.4. Roll bellows according to claim 3, characterized in that the belt (16) made as a dimensionally stable ring body from a rigid material and removable is attached to the outer wall of the bellows.