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Die Erfindung betrifft einen Balg eines Übergangs zwischen zwei gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugen oder den Balg einer Fluggasttreppe oder Fluggastbrücke, wobei der Balg in Längsrichtung des Balges mehrere Balgrahmen besitzt, wobei der Balg einen mindestens einlagigen Festigkeitsträger aufweist, der zumindest auf einer Seite mit einem Kunststoff beschichtet ist, wobei der Festigkeitsträger Führungen für die Balgrahmen aufweist. Unter dem Begriff des Kunststoffes werden im Folgenden auch Elastomere verstanden.
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Ein Balg der eingangs genannten Art ist aus der
DE 10 2006 061 503 A1 bekannt. Gegenstand dieser Literaturstelle ist eine Materialbahn für die Herstellung eines Balges, wobei die Materialbahn mit einer Kunststoffschicht beschichtet ist, wobei die Materialbahn eine textile Ober- und eine textile Unterseite aufweist, wobei zur Bildung eines sogenannten Abstandsgewebes zwischen Ober- und Unterseite Abstandsfäden, sogenannte Polfäden vorgesehen sind. In dem Raum zwischen der textile Ober- und der Unterseite sind in den die textile Ober- und Unterseite verbindenden Polfäden sich in Umfangsrichtung des Balges erstreckende Gassen vorgesehen, die der Aufnahme von Balgrahmen dienen. Die Balgrahmen sind hierbei entsprechend der Materialbahn U-förmig oder kastenförmig umlaufend ausgebildet, wobei die Balgrahmen zumindest im Bereich des Bodens des Balges lösbar miteinander verbindbar sind. Dies deshalb, um einen solchen Balg auch über eine Übergangsbrücke oder eine Plattform stülpen zu können, die neben dem Balg Teil eines Übergangs zwischen zwei gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugen ist.
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Die Verwendung eines solchen Abstands- oder Polgewebes für einen Balg zur Herstellung eines Balges hat durchaus Vorteile, und zwar insbesondere in Hinblick auf eine einfache und damit preiswerte Herstellung eines solchen Balges. Ein solcher Balg ist auch wärmeisolierend und schalldämmend.
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Bälge, insbesondere wenn sie als Bälge zwischen zwei gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugen eingebaut sind, sind den unterschiedlichsten Fahrbewegungen unterworfen. So erfahren Bälge, die Bestandteil eines Schienenfahrzeuges sind nicht nur Wank-, Nick- und Knickbewegungen, sondern müssen auch in der Lage sein Kräften standzuhalten, die aus einem Querversatz der Fahrzeugteile eines Schienenfahrzeuges resultieren. Darüber hinaus treten natürlich auch überlagerte Bewegungen der zuvor genannten Bewegungsarten auf.
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Insbesondere bei einem Gelenkbus sind die großen Knickwinkel von bis zu 54° zu vermerken, die ein die beiden Wagenkästen eines solchen Gelenkbusses verbindender Balg nachgeben können muss. Darüber hinaus muss ein Busbalg auch natürlich in der Lage sein auftretenden Wank- und Nickbewegungen folgen zu können. Es hat sich nun herausgestellt, dass ein Balg mit einem Abstandsgewirk gemäß der
DE 10 2006 061 503 A1 durchaus in der Lage ist, den zuvor erwähnten Bewegungsarten zu folgen. Es hat sich allerdings auch herausgestellt, dass die mit einem Elastomer beschichtete textile Ober- und Unterseite einen erhöhten Verschleiß aufweist. Im Einzelnen hat sich herausgestellt, dass sich die Elastomerschicht von der textilen Ober- und Unterseite löst. Der Grund hierfür besteht darin, dass bei der Verformung des Balges insbesondere im Eckbereich das textile Material nicht definiert knickt. Das heißt, die Knickung der den Balg bildenden textilen Materialbahn ist selbst bei identischen Bewegungen des Balges im Wesentlichen immer unterschiedlich. Hieraus resultiert die Ablösung der Beschichtung sowohl von der textilen Ober- als auch Unterseite.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demzufolge darin, einen Balg eines Übergangs der eingangs genannten Art bereitzustellen, der einem geringeren Verschleiß unterworfen ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der beschichtete Festigkeitsträger in Umfangsrichtung des Balges zumindest zwischen zwei Balgrahmen unter einer Zugspannung steht. Wird das Material des Balges, also der beschichtete insbesondere einlagige Festigkeitsträger, der als Gewebe, Gewirk oder Gestrick ausgebildet sein kann, in Umfangsrichtung des Balges zwischen den Balgrahmen vorgespannt, so ergibt sich für den Balg eine Wellenform. Die Wellenform ist umso ausgeprägter, je größer die Zugspannung ist, die auf den Festigkeitsträger zwischen zwei Balgrahmen aufgebracht wird. Es hat sich herausgestellt, dass bei hinreichender Zugbeanspruchung des mindestens einlagigen Festigkeitsträgers bei einer Verformung des Balges sich der Balg immer in gleicher Weise verformt, d. h., es wird eine definierte Faltenbildung des mindestens einlagigen Festigkeitsträgers insbesondere auch im Eckbereich erzielt. Es hat sich herausgestellt, dass durch eine solche Vorspannung des Festigkeitsträgers der Verschleiß durch Ablösen der Kunststoffbeschichtung wesentlich vermindert werden kann.
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Zur Erzeugung einer solchen Vorspannung ist im Einzelnen nach einer ersten Variante vorgesehen, dass die beiden Enden der mit Kunststoff beschichteten Festigkeitsträger Ösen aufweisen, die der Aufnahme von Zugmitteln dienen, beispielsweise Spannseilen, Spannschlössern oder Ähnliches, um auf diese Weise die entsprechende Vorspannung auf den beschichteten Festigkeitsträger, der die Materialbahn für den Balg bildet aufzubringen.
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Eine zweite Variante zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Enden der mit Kunststoff beschichteten Festigkeitsträger durch eine Lasche unter Zugbeanspruchung miteinander verbunden sind. Die Lasche kann hierbei eine Breite aufweisen, die in etwa der Breite des Balges entspricht. Hieraus wird deutlich, dass die Lasche nach Art eines Bodentuchs ausgebildet ist. Das Bodentuch kann hierbei durch Klettbänder zu beiden Enden mit dem beschichteten Festigkeitsträger des Balges verbunden sein, wobei auch die Möglichkeit besteht die Lasche an einer Seite an dem Festigkeitsträger fest zu verbinden, also z. B. zu verkleben und auf der gegenüberliegenden Seite durch ein Klettband (Velcro-Band) mit dem beschichteten Festigkeitsträger des Balges eine Verbindung herzustellen. Das Material der Lasche entspricht bevorzugt dem des beschichteten Festigkeitsträgers des Balges.
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Vorteilhafte Merkmale zu der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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So ist insbesondere vorgesehen, dass zur Bildung der Führungen für die Balgrahmen der Festigkeitsträger zumindest eine weitere Lage eines Festigkeitsträgers aufweist. Es bestehen hierbei mehrere Möglichkeiten zur Bildung der zuvor erwähnten Führungen für die Balgrahmen. Zum einen besteht die Möglichkeit durch Aufdoppelung einer weiteren Lage eines Festigkeitsträgers Führungen in Form von Schlaufen zu bilden. Die Verbindung zwischen den Lagen der Festigkeitsträger kann hierbei durch Nähen, Verwirken, Verstricken oder auch zum Beispiel durch Kleben erfolgen. Wesentlich ist ausschließlich, dass ein Freiraum in Form einer hülsenförmigen Führung geschaffen wird, der der Aufnahme des jeweiligen Balgrahmens mit gewissem Spiel dient. Denkbar ist allerdings auch, auf den mindestens einlagigen Festigkeitsträger einen weiteren, mindestens einlagigen Festigkeitsträger aufzubringen, und zwar über die gesamte Fläche des einen ersten Festigkeitsträgers, wobei jedoch der zweite Festigkeitsträger zum ersten Festigkeitsträger in bestimmten Abständen hülsenförmig umlaufende Hohlräume zur Aufnahme der Balgrahmen aufweist. Die Verbindung des ersten Festigkeitsträgers mit dem zweiten Festigkeitsträger kann hierbei durch Vernähen mit Hilfe von Fäden oder Garnen oder auch durch Verkleben oder Verschweißen erfolgen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Balgrahmen in den Führungen oder Schlaufen gleitend aufgenommen sind. Es wurde bereits zu eingangs erwähnt, dass ein solcher Balg den unterschiedlichsten Bewegungsarten unterworfen ist. Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass der Verschleiß des Balges als solcher wesentlich reduziert werden kann, wenn dem Balgrahmen erlaubt wird, sich innerhalb der Führungen zu bewegen. Das heißt, dass die Balgrahmen relativ zu den sie umgebenden Festigkeitsträger eine Relativbewegung ausführen. Diese Relativbewegung soll möglichst wenig behindert werden, weshalb insbesondere auch vorgesehen ist, dass die Balgrahmen oder auch die Führungen selbst mit einem Gleitmittel, z. B. einem PTFE beschichtet sind. Vorteilhaft sind die Balgrahmen in einem PTFE-Schlauch gleitend geführt.
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Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass als Festigkeitsträger ein Gewebe, ein Gewirk oder ein Gestrick zum Einsatz kommen kann. Gestricke und Gewirke sind als Maschenware in sich elastisch. Das heißt, auch ein Festigkeitsträger aus einem Gewirk oder einem Gestrick ist nach Beschichtung mit einem Kunststoff, um einen solchen Balgstoff wasserundurchlässig zu gestalten, als Flächengebilde in alle beiden Raumrichtungen hoch elastisch. Auch ein Gewebe kann in einer Raumrichtung elastisch nachgiebig ausgebildet sein, wenn nämlich ein solches Gewebe elastische Fäden, Garne oder Bändchen aufweist. Sind sowohl die Kett- als auch die Schussfäden oder auch Bändchen bei einem Gewebe elastisch nachgiebig ausgebildet, dann liegt ein sogenanntes bidirektional elastisches Gewebe vor. Auch solche Gewebe eignen sich hervorragend für die Herstellung von Festigkeitsträgern in Form von Geweben für die zuvor beschriebenen Einsatzzwecke. Denkbar ist allerdings auch, für ein Gestrick oder Gewirk solche elastischen Fäden zu verwenden. Solche elastischen Fäden, Garne oder Bändchen können aus einem vernetzten Elastomer, z. B. einem Silikonelastomer oder auch einem organischen Elastomer hergestellt sein. Zu den organischen Elastomeren zählen insbesondere die Stoffe CSM, EPDM, AEM usw. Auch die Beschichtung des Festigkeitsträgers kann entsprechend den Anforderungen aus den unterschiedlichsten Kunststoffen vorgenommen werden, so kann die Beschichtung auf Basis eines Silikonkautschukes erfolgen oder auch eines organischen Kautschukes, z. B. eine CSM, CM, EVA, EPDM, AEM oder auch einem PVC.
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Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass die Anforderungen an einen Balg im Straßenverkehr und dem Schienenverkehr durchaus unterschiedlich sind. So werden Bälge im Schienenverkehr häufig einem Querversatz ausgesetzt, wie er auftritt, wenn ein solches Schienenfahrzeug beispielsweise über eine S-förmige Weiche fährt. Gelenkbusse müssen in der Lage sein, den sogenannten Einheitskreis durchfahren zu können, was bedingt, dass Kurvenradien von bis zu 54° durchfahren werden müssen. Dies führt auf der Kurveninnenseite zu einer extremen Stauchung des Balges, wohingegen auf der Kurvenaußenseite eine extreme Dehnung des Balges stattfindet. Das heißt, auf der Kurvenaußenseite werden sämtliche der den Balg bildenden Falten oder Wellen herangezogen, um die erforderliche Auszugsweite bereitzustellen. Insbesondere für den Einsatz auf der Straße, beispielsweise bei einem Gelenkbus hat sich nun herausgestellt, dass der erfindungsgemäße Balg dann einem geringen Verschleiß unterworfen ist, wenn die in Längsrichtung des Balges hintereinander und beabstandet zueinander angeordneten Balgrahmen einen unterschiedlichen Umfang aufweisen, d. h., insbesondere im eingebauten Zustand des Balges die horizontalen Schenkel der Balgrahmen zu den jeweils benachbarten Balgrahmen kürzer ausgebildet sind. Das heißt, die Balgrahmen sind zwar alle gleich hoch, wenn man vom eingebauten Zustand eines solchen Balges ausgeht, jeder zweite Balgrahmen weist allerdings im Einbauzustand eine geringere horizontale Erstreckung, also eine geringere Breite auf, als der jeweils benachbarte Balgrahmen.
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Beim Durchfahren von Kurven wurde bereits darauf hingewiesen, dass auf der Kurvenaußenseite der Balg eine erhebliche Auszugsweite zur Verfügung stellen muss, hingegen auf der Kurveninnenseite der Balg einer erheblichen Stauchung unterworfen ist. Durch die unterschiedliche Große der Balgrahmen hinsichtlich ihrer horizontalen Erstreckung im Einbauzustand wandert bei Durchfahrt einer Kurve, der jeweils im Umfang kleinere der Balgrahmen in seiner Führung auf die Kurvenaußenseite zu, wobei hierbei aufgrund dieser horizontalen Verschiebung auf die Kurvenaußenseite zu eine Materialreserve auf die Kurvenaußenseite zu verlagert wird, die dort mithilft die erforderliche Auszugsweite zur Verfügung zu stellen. Das heißt, je enger die Kurve ist, die Durchfahren werden muss, umso weiter wandert der in Umfangsrichtung kleinere Balgrahmen in der Führung nach außen und sorgt auf diese Weise für die zur Verfügungsstellung der erforderlichen Auszugsweise auf der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs. Auf der Kurveninnenseite ist genügend Material vorhanden, so dass der Balgrahmen in seiner Bewegung auf die Kurvenaußenseite zu nicht gehemmt ist. Die Führung, z. B. in Form einer Schlaufe, nimmt den Balgrahmen aus Metall oder ein Verbundwerkstoff mit Spiel auf, wobei ggf. der Balgrahmen mit einer Gleitschicht versehen ist, z. B. in einem PTFE-Rohr lagert.
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Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.
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1 zeigt schematisch einen Balg mit in Bezug auf den Umfang des Balges gleichgroßen Balgrahmen;
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1a zeigt einen Balg gemäß 1 in neutraler Stellung in einer Ansicht von oben;
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1b zeigt einen Balg gemäß 1 bei Querversatz in einer Ansicht von oben;
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1c zeigt einen Balg gemäß 1 im Falle des Stauchens in einer Ansicht von oben;
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2 zeigt einen Balg, bei dem jeder zweite Balgrahmen in Umfangsrichtung eine geringere Breite aufweist;
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2a zeigt einen solchen Balg gemäß 2 in neutraler Stellung in einer Ansicht von oben;
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2b zeigt einen Balg gemäß 2 in geknickter Stellung (Kurvenfahrt) in einer Ansicht von oben;
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3 zeigt schematisch den Schnitt durch einen einlagigen Festigkeitsträger mit einem unter Bildung einer Schlaufe darauf angeordneten zweiten Festigkeitsträger zur Aufnahme eines Balgrahmens in der als Schlaufe ausgebildeten Führung.
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4 zeigt eine Darstellung gemäß 1, wobei jedoch zur Verbindung der Enden des Balges eine Lasche vorgesehen ist.
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Die Darstellungen in den Figuren sind lediglich schematisch gehalten. Der in 1 dargestellte mit 1 bezeichnete Balg weist mehrere hintereinander angeordnete Balgrahmen 5 auf, wobei die Balgrahmen zur Bildung des Balges 1 den zumindest auf einer Seite mit einem Kunststoff beschichteten Festigkeitsträger 10 aufweisen. Der Festigkeitsträger 10 ist als eine Materialbahn ausgebildet, die zur Aufnahme der mehreren, hintereinander angeordneten Balgrahmen 5 entsprechende Führungen 20 zeigt, auf die an anderer Steile später eingegangen werden wird. Der in 1 dargestellte Balg weist Balgrahmen 5 auf, die in Bezug auf den Umfang gleichgroß ausgebildet sind. Erkennbar weist der als Materialbahn ausgebildete Festigkeitsträger 10 zwischen den Balgrahmen 5 eine ausgeprägte Wellenform (Pfeil 15) auf. Die Wellenform wird dadurch erzeugt, dass die durch einen mit einem Kunststoff beschichteten Festigkeitsträger gebildete Materialbahn im Bereich des offenen Endes der Materialbahn im Bodenbereich des Balges über einander gegenüberliegende Ösen 7 verfügt, die durch ein Zugmittel 8 miteinander in Verbindung stehen. Das Zugmittel 8, beispielsweise ein Spannschloss oder auch ein Seil, sorgt bei Aufbringung entsprechender Spannung dafür, dass zwischen den Balgrahmen 5 der mit einer Kunststoffschicht beschichtete Festigkeitsträger dieser Festigkeitsträger die zuvor bereits erwähnte Wellenform einnimmt, wie sich dies auch in Anschauung von 1 ergibt.
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Die Ausführungsform gemäß 4 unterscheidet sich von der gemäß 1 insofern, als die Enden des Festigkeitsträgers des Balges im Bodenbereich durch eine Lasche 18 unter Zugspannung miteinander verbunden sind. Die Lasche 18 weist eine Breite auf, die der eines Bodentuchs entspricht. Das heißt, dass bei Verschleiß eines solchen Bodentuchs dieses ausgetauscht werden kann. Das heißt aber auch, dass bei entsprechender Breite des Bodentuchs der Verschleiß des Balges im Bodenbereich und hier insbesondere des beschichteten Festigkeitsträgers minimiert werden kann. Zur Befestigung der Lasche 18 sind zu beiden Seiten Klett- oder Fauschbänder vorgesehen, die längs des Balges verlaufen. Die Lasche besteht bevorzugt aus dem gleichen Material wie der beschichtete Festigkeitsträger des Balges. Die Befestigung kann nicht nur durch Klettbänder (Velcro-Bänder) erfolgen, sondern z. B. auch durch Kleben, oder einer Kombination von Kleben und Flauschband.
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Ein solchermaßen aufgebauter Balg eignet sich insbesondere für den Einsatz in Schienenfahrzeugen. Denn Schienenfahrzeuge durchfahren nur Kurven mit geringem Radius, sie weisen allerdings teilweise bei Überfahren von S-förmigen Weichen einen erheblichen Querversatz auf. Einem solchem Querversatz ist ein solcher Balg wie in 1b dargestellt durchaus sehr gut in der Lage zu folgen. Das heißt, der Balg verschiebt sich in Querrichtung. Darüber ist in 1a die Neutralstellung des Balges erkennbar und in 1c die gestauchte Stellung des Balges.
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Die Darstellung gemäß 2 unterscheidet sich von der Darstellung gemäß 1 dadurch, dass hier Balgrahmen 5, 5a unterschiedlicher Breite eingesetzt werden. Auf einen Balgrahmen 5 folgt ein Balgrahmen 5a, dessen seitliche Erstreckung in Richtung des Pfeiles 4, also dessen Breite, geringer ist, als die des jeweils benachbarten Balgrahmens 5. Allerdings findet sich auch hier eine ausgeprägte Wellenform der aus dem beschichteten Festigkeitsträger 10 gebildeten Materialbahn, die die einzelnen Balgrahmen 5, 5a aufnimmt. Der die Materialbahn bildende Festigkeitsträger 10 weist genau wie der Balg gemäß 1 im Bereich seines offenen Endes zu beiden Seiten Ösen 7 auf, die durch Zugmittel 8 z. B. durch ein Spannschloss oder ein Seil miteinander verbunden sind, um den Festigkeitsträger in Umfangsrichtung zu spannen, wodurch sich die bereits erwähnte Wellenform – in der Darstellung gemäß 2 durch den Pfeil 15 gekennzeichnet – ergibt. Betrachtet man in diesem Zusammenhang nun die 2a, 2b so erkennt man die Verformung eines solchen Balges bei Durchfahren einer Kurve. 2 zeigt hierbei die Ausgangsstellung, also die Neutralstellung des Balges, wohingegen 2b die Darstellung des Balges bei Kurvenfahrt zeigt. Erkennbar ist aus 2b, dass der Balgrahmen 5a mit der geringeren Rahmenbreite auf die Kurvenaußenseite in Richtung des Pfeiles 30 wandert und hierdurch dort eine Materialreserve bereitstellt, die es ermöglicht die erforderliche Auszugsweite auf der Kurvenaußenseite zur Verfügung zu stellen. Auf der Kurveninnenseite wird der Balg gestaucht. Hierbei entsteht die Materialreserve, die durch Verschiebung des Balgrahmens 5a auf die Kurvenaußenseite schlussendlich dort zumindest partiell für die erforderliche Dehnung sorgt. Wenn allerdings das Material des Balges, also der beschichtete Festigkeitsträger, nicht nur in Umfangsrichtung elastisch ausgebildet ist, sondern auch in Längsrichtung des Balges, also parallel zur Fahrzeuglängsachse, dann kann auch durch das Material des Balges eine gewisse Dehnung bei Kurvenfahrt bereitgestellt werden, d. h., dass Material eingespart werden kann. Der beschichtete Fertigkeitsträger ist dann bidirektional elastisch.
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Aus 3 ist die Anordnung der Balgrahmen an dem mit einer Kunststoffschicht 11 versehenen Festigkeitsträger 10 erkennbar. Der Festigkeitsträger 10 weist in diesem Zusammenhang einen weiteren Festigkeitsträger 12 auf, wobei der Festigkeitsträger 12 ebenfalls als Gewebe, Gestrick oder Gewirk ausgebildet sein kann. Auch kann dieser Festigkeitsträger 12 auf der Außenseite mit einer Kunststoffschicht versehen sein, beispielsweise einem organischen Elastomer. Der Festigkeitsträger 12 ist mit dem Festigkeitsträger 10 verbunden, entweder durch Vernähen, Verwirken, Verstricken, Verschweißen oder Verkleben. Die Verbindung des Festigkeitsträgers 12 auf dem Festigkeitsträger 10 erfolgt unter Bildung von Führungen 20 in Form von Schlaufen zur Aufnahme des jeweiligen Balgrahmens 5, 5a. Zur Bildung der Wellenform werden schlussendlich beide Festigkeitsträger 10, 12 zwischen den Balgrahmen 5, 5a gespannt, insbesondere wenn z. B. zwei Festigkeitsträger über die gesamte Fläche, bis auf die Führungen miteinander verbunden sind. Um die Gleitbewegung insbesondere des Balgrahmens 5a in der Führung 20, die nach Art einer Schlaufe ausgebildet ist, zu gewährleisten, ist vorteilhaft der Balgrahmen 5a in einem Schlauch 6 aus einem gleitfähigen Material, z. B. einem PTFE gelagert. Dies schließt nicht aus, dass auch der Balgrahmen 5 verschieblich gelagert ist. Insbesondere erfolgt hierzu die Lagerung der Balgrahmen 5, 5a mit Spiel in den jeweiligen Führungen 20.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Balg
- 4
- Pfeil
- 5
- Balgrahmen
- 5a
- Balgrahmen
- 6
- Schlauch
- 7
- Öse
- 8
- Zugmittel
- 10
- Festigkeitsträger
- 12
- Festigkeitsträger
- 15
- Pfeil
- 17
- Klettband
- 18
- Lasche (Bodentuch)
- 20
- Führung (Schlaufe)
- 30
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006061503 A1 [0002, 0005]
