DE1081037B - Luftfeder fuer Fahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit einem durch Fäden verstärkten torusförmigen Gummihohlkörper, der in Befestigungswülste ausläuft, die mit den gegeneinander abzufedernden Fahrzeugteilen in Berührung stehen und in die ringförmige Kerne eingebettet sind, die als Verankerung für die Verstärkungsfäden dienen, welche sich untereinander kreuzen.

Die Tragfähigkeit einer Luftfeder ist im wesentlichen abhängig von dem innerhalb des Hohlkörpers herrschenden Überdruck, d. h. die Tragfähigkeit eines mit einem hoch vorgespannten Druckmittel gefüllten Hohlkörpers ist größer als die eines Hohlkörpers, in dem sich ein weniger vorgespanntes Druckmittel befindet. Anderseits ist man bestrebt, eine möglichst weiche Federung, also eine verhältnismäßig flach verlaufende Federkennlinie zu erreichen. Das würde sich theorethisch nur unter Anwendung eines geringen Innendrucks verwirklichen lassen und war bisher praktisch deshalb nicht ausführbar, weil hierdurch die Tragfähigkeit der Luftfeder zwangläufig auf ein unzureichendes Maß herabgesetzt werden würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei geringem Innendruck des Gases und der dadurch ermöglichten weichen Federung eine möglichst große Tragfähigkeit der Luftfeder zu erzielen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine derartige Gestaltung des Gummihohlkörpers gelöst, daß die an die Befestigungswülste anschließenden Zonen des Hohlkörpers, die mit den Fahrzeugteilen nicht in Berührung stehen, in der Richtung der Belastung der Luftfeder oder unter einem möglichst kleinen Winkel gegenüber der Belastungsrichtung verlaufen. Setzt man diesen Gedanken in die Praxis um, dann kann der Hohlkörper so gestaltet sein, daß seine Befestigungswülste bei Belastung fast aufeinander aufsitzen. Ferner ist es möglich, den Befestigungswülsten des Hohlkörpers unterschiedliche Durchmesser zu verleihen und diese konzentrisch zueinander in einer Ebene anzuordnen oder derart ineinandergreifen zu lassen, daß das Luftfederende mit dem größeren Durchmesser das Luftfederende mit dem kleineren Durchmesser überdeckt.

Die Erfindung geht von der folgenden Erkenntnis aus:. Bei Gummihohlkörpern für Luftfederungen mit an ihren Enden angeordneten Kernen und an diesen verankerten Verstärkungseinlagen wird in diesen Einlagen eine vom herrschenden Innendruck abhängige Zugspannung hervorgerufen. '

Diese Spannung wird nun durch die erfindungsgemäß vorgesehene Gestaltung des Hohlkörpers derart nutzbar gemacht, daß sie gegenüber üblichen Luftfedern bei demselben Innendruck eine höhere Belastbarkeit der Luftfeder ermöglicht. Wenn nämlich eine Luftfeder für Fahrzeuge

Anmelder:

Continental Gummi-Werke

Aktiengesellschaft,
Hannover, Continental-Haus

Walter Niclas, Altwarmbüchen über Hannover,

ist als Erfinder genannt worden

Der Miterfinder hat beantragt, nicht genannt

zu werden

solche Gestaltung des Hohlkörpers gewählt wird, daß die an die Befestigungswülste anschließenden, mit den Fahrzeugteilen nicht in Berührung stehenden Zonen des Hohlkörpers und die hierin eingebetteten Verstärkungseinlagen in der Richtung der Belastung der Luftfeder oder unter einem möglichst kleinen Winkel gegenüber der Belastungsrichtung verlaufen, so wirken die Fadenspannungen im Sinne einer Unterstützung der von dem Innendruck hergeleiteten Tragkraft. Denn der Belastung steht dann eine erhebliche senkrechte Komponente gegenüber, während die waagerechte Komponente fast vernachlässigbar klein bleibt.

Diese zusätzlich nutzbar gemachte Spannung in den Fäden bedingt bei verhältnismäßig geringem Innendruck eine hohe Tragkraft, und zwar ist diese Tragfähigkeit der erfinduragsgemäßen Luftfeder um die erwähnte Fadenspannung größer als die Belastbarkeit, die sich allein aus dem lichten Durchmesser des Gummihohlkörpers und damit dem wirkenden Überdruck errechnet.

Für die Erkenntnis gemäß der Erfindung ist es weiterhin von Bedeutung, daß sich beim Durchfedern der Winkel, den die den Kernen benachbarten Randzonen des Gummihohlkörpers bzw. die hierin gelagerten Fäden mit der Hauptbelastungsrichtung, also der Hauptachse des Hohlkörpers, bilden, nicht oder in nicht nennenswertem Umfang ändert. Die nutzbar gemachte Kraft der Fäden bleibt also über einen großen Federbereich wirksam.

Zwar sind schon Luftfedern bekannt, bei denen jedoch die an die Befestigungswülste sich anschließenden Zonen des Gummihohlkörpers, die mit den Fahr-

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zeugteilen nicht in Berührung stehen, mit der Belastungsrichtung der Luftfeder einen verhältnismäßig großen Winkel bilden. Dieser Winkel ändert sich während der Einfederung, so daß die durch die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglichte flache Federkennlinie nicht erreicht werden kann.

Es sind ferner noch Luftfedern bekannt, bei denen sich zwischen gegeneinander bewegbaren starren Teilen eine verformbare membranartige Wand befindet, die beim Aus- und Einfedern an einem starren Kegel abrollt. Diese Luftfedern sind jedoch mit der Luftfeder der beanspruchten Art nicht vergleichbar, da weder ein torusförmiger Hohlkörper noch an dessen Enden eingebettete ringförmige Kerne zur Verankerung der sich kreuzenden Verstärkungseinlagen vorgesehen sind. Auch ändert sich bei diesen sogenannten Rollbalgfedern während des Einfederns der wirksame Durchmesser, so daß ebenfalls eine flache Federkennlinie nicht erreicht werden kann. Darüber hinaus weisen Luftfedern mit an starren Teilen sich abrollenden biegsamen Wänden den Nachteil auf, daß bei der Abrollbewegung Flächenteile der Wand von einem Bereich geringeren Durchmessers auf einen Bereich größeren Durchmessers oder umgekehrt gelangen. Diese Bewegungen beanspruchen die biegsame Wandung erheblich, während ein torusförmiger Gummihohlkörper gemäß der Erfindung von derartigen Beanspruchungen völlig frei ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen je einen Schnitt durch eine Luftfeder für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, die zwischen Fahrzeugrahmen und Radachslagerung eingeschaltet ist.

Der im wesentlichen aus Gummi bestehende Hohlkörper 1 ist mit Wülsten 2 versehen, die zur Aufnahme eines aus mehreren Stahldrahtwindungen bestehenden Wulstkernes 3 dienen. In den Gummihohlkörper 1 sind fadenförmige Verstärkungseinlagen 4 eingebettet, welche die Wülste 2 miteinander verbinden und an den Kernen 3 verankert sind. Die Verstärkungseinlagen 4 sind in zwei oder mehreren Lagen angeordnet, deren Fäden gekreuzt zueinander verlaufen.

Die gegeneinander abzufedernden Teile, die in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind, sind mit Ringkörpern 5 und 6 fest verbunden. Diese tragen schräg zur Hauptbelastungsrichtung 7, also schräg zur Hauptachse des Gummihohlkörpers 1 verlaufende Sitzflächen 8 zur Aufnahme der Wülste 2.

Die Sitzflächen 8 bzw. die Durchmesser der Ringkörper 5 und 6 sind an dieser Stelle so bemessen und der lichte Innendurchmesser der Wülste 2 so gewählt, daß sich diese stramm gegen die Sitzflächen 8 anpressen, wodurch die Abdichtung des mit vorgespannter Luft gefüllten Hohlraumes ohne weitere Hilfsmittel erreicht wird.

Gemäß Fig. 1 sind die Wülste 2 derart nahe beieinander angeordnet und die Höheh des Hohlkörpers 1 ist so bemessen, daß die den Wülsten 2 benachbarten Wandungsteile 1' annähernd in Richtung des Pfeiles 7 bzw. in Richtung der Hauptachse des Hohlkörpers 1 verlaufen. Infolge dieser Gestaltung des Hohlkörpers 1 verlaufen auch die in den Wandungsteilen 1' befindlichen Verstärkungseinlagen 4 in der erwähnten Richtung, so daß sich die senkrechte Komponenten der Fadenspannung F mit der durch den Innendruck festgelegten Tragkraft T addiert.

Somit wird durch die Stellung der Fäden 4 in den Wandungsteilen 1' bei verhältnismäßig geringem Innendruck und der dadurch bedingten, flach verlaufenden Federkennlinie eine erhebliche Steigerung der Tragfähigkeit der erfindungsgemäßen Luftfeder erreicht.

Gemäß Fig. 2 weisen die Befestigungswülste 9 und 10 des Gummihohlkörpers 1 unterschiedliche Durchmesser auf, so daß sie gemäß Fig. 2 konzentrisch zueinander angeordnet sind und in der Belastungsrichtung gegeneinander bewegt werden können. Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die Wülste 9 und 10 in einer senkrecht zur Belastungsrichtung 7 verlaufenden Ebene angeordnet, so daß sich der Winkel zwischen den Komponenten F und ί verkleinert und der Einfluß der Komponente s noch stärker in Erscheinung tritt.

Eine weitere Verkleinerung des Winkels α läßt sich noch erreichen, wenn die Wülste 9 und 10 im senkrechten Schnitt gemäß Fig. 2 gesehen derart zueinander angeordnet sind, daß sich die den Wülsten 9 und 10 benachbart liegenden Wandungsteile 1' überdecken.

Der Gegenstand des Anspruchs 1 soll ausschließlich die Gesamtkombination sämtlicher in ihm enthaltenen Merkmale sein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Luftfeder für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit einem durch Fäden verstärkten torusförmigen Gummihohlkörper, der in Befestigungswülste ausläuft, die mit den gegeneinander abzufedernden. Fahrzeugteilen in Berührung stehen und in die ringförmige Kerne eingebettet sind, die als Verankerung für die Verstärkungsfäden dienen, welche sich untereinander kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Befestigungswülste (2, 3) anschließenden Zonen des Gummihohlkörpers (1), die mit den Fahrzeugteilen nicht in Berührung stehen, in der Richtung der Belastung der Luftfeder oder unter einem möglichst kleinen Winkel gegenüber der Belastungsrichtung verlaufen (Fig. 1).

2. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungswülste (9 und 10) unterschiedliche Durchmesser aufweisen und in einer Ebene angeordnet sind oder derart ineinandergreifen, daß das Luftfederende mit dem größeren Durchmesser das Luftfederende mit dem

* kleineren Durchmesser überdeckt (Fig. 2).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 127 479, 243 219,
287 229,288 135;

französische Patentschrift Nr. 812 045;

britisch« Patentschriften Nr. 231 927, 307 154;

USA.-Patentschriften Nr. 2 017 419, 2 133 279,
2 192 355, 2 391 120, 2 636 451.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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