DE3017733C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Rollbälge für Fahrzeug-Luftfede­ rungen, die in Form eines hohlzylindrischen Schlauchkörpers aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff mit Verstärkungseinlagen hergestellt und mittels auf ihrer ohne Wulst ausgebildeten Endabschnitte aufgeschobener metallischer Spannringe an mit den gegeneinander abgefederten Fahrzeugteilen zusammenhängenden Stützelementen befestigt sind.

Luftfederungen zeichnen sich vor Stahlfedern vor allem durch ih­ ren veränderlichen, wechselnden Belastungen in weiten Grenzen anpaßbaren Federwert und daraus folgend praktisch gleichbleiben­ de Eigenfrequenz aus. Nicht zuletzt deswegen haben sie sich im Fahrzeugbau - und zwar sowohl für Schienen- als auch für Straßen­ fahrzeuge - schon in großem Umfange eingeführt. Ihr eigentliches Federelement, der mit Druckluft beaufschlagte Federbalg, ist aus witterungs- und ölbeständigem Gummi meistens synthetischer Zusam­ mensetzung mit die notwendige Druckfestigkeit vermittelnden tex­ tilen Verstärkungseinlagen aufgebaut, wobei je nach den Einbau­ verhältnissen, den zulässigen Federwegen, Belastungen und ande­ ren Parametern die Balgform entweder als Ein- oder Mehrfaltenbalg oder als auf inneren oder äußeren Stützelementen sich abwälzender Rollbalg gewählt wird. In allen Fällen erschien es bisher aus Gründen der Druck- und Ausziehfestigkeit und auch wegen der da­ mit gegebenen Montagemöglichkeiten unerläßlich, die Verstärkungs­ einlagen an formsteifen, in eigens dafür angeformten Endwulsten eingebetteten Kernringen zu verankern. Erst mit dem Erweitern des Einsatzgebietes der Luftfedern auf Personenkraftwagen und andere mit weniger schweren Belastungen verbundene Anwendungsfälle wurde der Entwicklung kostengünstigerer Federbälge ohne Endwulst größere Beach­ tung geschenkt.

Die Erfindung betrifft speziell solche wulstlosen, in wirtschaftlicher Weise in Form einfacher Schlauchstücke mit beiderseits gleichen An­ schlußmaßen hergestellte Rollbälge, wobei die an sich bewährte Befesti­ gung mit Hilfe geschlossener metallischer Spannringe (z. B. deutsches Gebrauchsmuster 70 18 029) vorausgesetzt wird. Diese vergleichsweise kleinen Luftfeder-Rollbälge zeigten im praktischen Betrieb verschie­ dentlich Instabilitäten, die den Wunsch nach einer verbesserten Befe­ stigung aufkommen ließen.

Aus der US-PS 41 74 827 ist eine Ausführungsform einer Rollbalgbefesti­ gung bekannt, bei der die Rollbalgwandung unterhalb des das obere Ende des Rollbalges fixierenden Spannringes mittels einer konzentrisch an­ geordneten Ringscheibe in axialer Richtung abgestützt ist, so daß beim Einfedern des Balges die in diesem Bereich auftretenden Verformungen in definierter Weise ablaufen. Hierdurch konnte zwar eine Verbesserung des Federungsverhaltens erzielt werden, jedoch bestand bei den auf diese Weise befestigten Rollbälgen die Gefahr eines frühzeitigen Ver­ schleißes dadurch, daß zwischen dem Spannring und der Ringscheibe ein ringförmiger Spalt vorhanden war, in dem scharfkantige Schmutzteilchen sich ansammeln und durch ständiges Scheuern die Balgwand zerstören konnten. Außerdem schabte die den besagten Ringspalt begrenzende Innenkante der Ringscheibe an der Balgwandung und verursachte zusätz­ lichen Abrieb.

Eine aus der GB-PS 9 07 555 bekannte Möglichkeit zur Befestigung eines Luftfederbalges setzte Bälge mit Endwülsten voraus und konnte dem Fach­ mann daher keine Anregungen zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme vermitteln.

Es stellte sich daher die Aufgabe, ausgehend von der Lehre der US-PS 41 74 827 die Befestigung wulstloser Rollbälge so zu verbessern, daß diese im dynamischen Betrieb ein wohldefiniertes Federungsverhalten zeigen und durch reduzierten Verschleiß eine hohe Lebensdauer erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 ge­ kennzeichnete Rollbalganordnung und deren in den Unteransprüchen ange­ gebene vorteilhafte Ausgestaltung gelöst.

Nach der Erfindung sind Luftfeder-Rollbälge der eingangs geschilderten Gattung im Einbauzustand mit Abstand von dem oberen Fahrzeugteil und kraftschlüssig gegen Überollen des damit zusammenhängenden Stützele­ mentes gehalten, und zwar in der Art, daß ihrem oberen Endabschnitt eine diesen umfassende und mit einem der axialen Länge des Stützelemen­ tes entsprechenden Abstand von dem oberen Fahrzeugteil gehaltene starre Ringscheibe zugeordnet ist. Diese Ringscheibe ist erfindungsge­ mäß einteilig mit dem Spannring hergestellt und flanschartig von ihm abgewinkelt.

Mit dieser Ausbildung der Ringscheibe schafft die Erfindung einen parallel zu einer Querschnittsebene des Rollbalges ausgerichteten feststehenden Anschlag, der den Rollbalg gegen jedes unerwünschte Auf­ laufen auf den oberen Spannring bzw. andere die Befestigung seines oberen Anschlußendes bildende oder damit zusammenhängende Einzelteile wirksam abstützt und der gleichzeitig durch die einstückige Ausführung von Spannring und Ringscheibe die Nachteile der aus der US-PS 41 74 827 bekannten Befestigungsanordnung vermeidet, da er der Rollbalgwandung eine durchgehende Anlagefläche ohne verschmutzungsgefährdete Spalte und verschleißfördernde Kanten bietet.

Weitere Vorteile der einstückig mit dem Spannring verbundenen Ringscheibe sind darin zu sehen, daß sie bei der Herstellung ebenso wie bei der Montage Kosten­ vorteile bietet, sowie insbesondere darin, daß sowohl bei der Montage als auch unter allen praktischen Betriebsbedingungen ihre exakte Zen­ trierung zur Rollbalgachse keinerlei Probleme bereitet und zwangsweise immer gewährleistet bleibt, und zwar auch dann, wenn der Innendruck des Rollbalges einmal so stark abfällt, daß eine separat angebrachte Ringscheibe nicht mehr durch die Balgwandung gegen ihre obere Anlage­ fläche gepreßt würde und infolgedessen aus ihrer Soll-Lage verrutschen könnte.

Damit zeigen die nach der vorliegenden Erfindung angeordneten Rollbälge ein dauerhaft ungestörtes einwandfreies Abrollverhalten ohne die bei bisher bekannten wulstlosen Rollbälgen häufig beobachteten Funktions­ störungen. Der eigentliche Rollbereich der erfindungsgemäßen Rollbälge bleibt unter allen Umständen auf den hierfür allein vorgesehenen Abschnitt beschränkt. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Außendurchmesser der Ringscheibe mindestens gleich dem wirksamen Durchmes­ ser des Rollbalges im nichteingefederten Einbauzustand bemes­ sen, vorzugsweise in einer Größenordnung von etwa dem 1,05fachen des wirksamen Rollbalg-Durchmessers. Der Ausdruck "wirksamer Durchmesser" bezeichnet dabei nach üblichen Definitionen den Kreis des Balgquerschnittes, an dem die Tangente an die Balgwan­ dung senkrecht zur Federrichtung verläuft und infolgedessen auch die Kraftkomponente in den Festigkeitsträgern der Verstärkungs­ einlagen in Federrichtung gleich null wird.

Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung eines Aus­ führungsbeispiels in der Zeichnung verdeutlicht.

Die Zeichnung zeigt im Längsschnitt einen Rollbalg 1 im eingebau­ ten und mit dem gehörigen Innendruck beaufschlagten Zustand zwi­ schen z. B. dem Fahrgestell 2 und einer Radachse 3 eines Personen­ kraftfahrzeuges. Der Rollbalg 1 ist in Form eines glattzylindrischen Schlauchstückes aus einer synthetischen Kautschukmischung mit aus textilen Einzelfäden oder stattdessen auch Geweben gebildeten Verstärkungseinlagen ohne Wulste oder andere Endverdickungen mit über die ganze Länge gleichbleibender Wandstärke hergestellt. Er kann daher vorteilhaft durch Abstechen von einem in größerer Län­ ge als Ausgangsmaterial fertig aufgebauten und vulkanisierten Schlauch gewonnen werden. Die nicht weiter dargestellten Verstär­ kungseinlagen sind in an sich bekannter Weise so geschaffen und angeordnet, daß der Balg im aufgeblähten Gebrauchszustand die ge­ zeichnete zylindrische Gestalt mit einer nach dem unteren Endan­ schluß überleitenden Rollfalte 11 annimmt.

Der untere Endanschluß ist mittels eines metallischen Spannringes 4 an einem mit der Rad­ achse 3 zusammenhängenden Stützkolben 5 befestigt, wobei der Stützkolben mit seinen an den Befestigungsbereich anschließenden Umfangsteilen Anlage- und Abrollflächen für die Rollfalte 11 des Rollbalges 1 bietet und gleichzeitig noch als Zusatz-Luftbehälter dient.

In ähnlicher Weise ist der obere Endanschluß des Rollbalges mit Hilfe eines Spannringes 6 an einem mit dem Fahrgestell 2 zusam­ menhängenden topfartigen Stützzylinder 7 gleichen Durchmessers wie der untere Stützkolben 5 befestigt.

Der zweckmäßig aus einem Metallblech als in sich geschlossener Hohlzylinderkörper herge­ stellte Spannring 6 ist mit einem senkrecht zu seiner Längsachse abgewinkelten Endflansch 16 ausgebildet und wird so auf den End­ anschluß aufgeschoben, daß der Endflansch 16 dem Balgkörper zuge­ kehrt ist.

Durch leichtes Anrollen des Rollbalges 1 am Endflansch 16 wird der Spannring 6 in der gezeichneten Anordnung mit Radialspannung bereichsweise gegen den Stützzylin­ der 7 verformt, wobei er den eingefaßten Endanschluß des Roll­ balges 1 mit der nötigen Anpreßkraft druckdicht einspannt. Der an der Stirnfläche des aufgeblähten Rollbalges 1 anliegende und diesen um ein geringes Maß über seinen wirksamen Durchmesser übergreifende Endflansch 16 hindert den Balgkörper am Ausbilden einer in diesem Bereich unerwünschten Rollfalte.

Claims (3)

1. Rollbalg für Fahrzeug-Luftfederungen, der in Form eines hohlzylin­ drischen Schlauchkörpers aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff mit Verstärkungseinlagen hergestellt und mittels auf seine ohne Wulst ausgebildeten Endabschnitte aufgeschobener metallischer Spann­ ringe an mit den gegeneinander abgefederten Fahrzeugteilen zusammen­ hängenden Stützelementen befestigt ist, wobei eine konzentrisch angeordnete Ringscheibe vorgesehen ist, die die Außenfläche der Rollbalgwandung in Höhe der Unterkante des oberen Stützelementes in axialer Richtung abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe als ein einstückig mit dem unteren Ende des Spannrings (6) verbundener Endflansch (16) ausgebildet ist.

2. Rollbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen­ durchmesser des Endflansches (16) mindestens gleich dem wirksamen Durchmesser des Rollbalges (1) im nichteingefederten Einbauzustand bemessen ist.

3. Rollbalg nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen­ durchmesser des Endflansches (16) in einer Größenordnung von etwa dem 1,05fachen des wirksamen Rollbalg-Durchmessers bemessen ist.