DE1131527B

DE1131527B - Air bellows, especially for vehicle suspension

Info

Publication number: DE1131527B
Application number: DEP23015A
Authority: DE
Inventors: Hellmut Lerbs
Original assignee: Phoenix Gummiwerke AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1959-06-24
Filing date: 1959-06-24
Publication date: 1962-06-14

Description

Luftfederbalg, insbesondere für Kraftfahrzeugabfederung Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftfederbalg, insbesondere für Kraftfahrzeugabfederung, aus mit Kordgewebe ausgestatteten flexiblen elastomerenWän den und zwei oder mehreren tonnenförmigen Wandungsabschnitten und in den zwischen diesen liegenden Kehlungen in der Kautschukmasse eingebetteten Zugeinlagen. Air spring bellows, in particular for vehicle suspension. The invention relates to air bags, especially for vehicle suspension, made of flexible elastomer walls equipped with cord fabric and two or more barrel-shaped wall sections and in the fillets lying between them Cable inserts embedded in the rubber compound.

Bei den bisher bekannten Luftfederbälgen ist zwischen den tonnenförmigen Wandungsabschnitten in den Kehlungen ein Ring aus Rundstahl, Preßblech, Stahlseilen, Kordfäden oder anderen zugfesten Strängen vorgesehen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß diese lose aufgelegten Ringe zu Schäden an den Bälgen führen, und daß an dieser Stelle der Bälge in den meisten Fällen die ersten Schäden auftreten. Weiterhin ist bekanntgeworden, daß diese Zugeinlagen zur Vermeidung derartiger Schäden an der Einschnürungsstelle in die Kautschukmasse eingebettet werden. Im allgemeinen ist bei dieser Ausführung und bei nicht zu großer Belastung eine hinreichende Lebensdauer der Bälge gewährleistet. Wird aber die Beanspruchung, wie sie bei den neuzeitlichen Kraftfahrzeugen auftritt, wesentlich größer, so kommt es auch in der Nähe dieser eingebetteten Einlagen oft zu Schäden, die sich insbesondere darin zeigen, daß die aneinandergrenzenden Gewebelagen sich voneihander lösen. Bei Luftfederbälgen ist es auch schon bekannt, daß die außen liegende Wandungsoberfläche im Nahbereich der Zugeinlagen dem vorzugsweise runden Querschnitt der Zugeinlage weitgehend angepaßt ist. Dabei kann der Querschnitt der Zugeinlagen auch parallel zur Balg achse abgeflacht sein. Bei solchen Bälgen besteht die Gefahr, daß oberhalb und unterhalb der Zugeinlagen beim Ausformen Luft eingeschlossen wird, die zu vorzeitigen Schäden am Balg führen kann. In the case of the air suspension bellows known so far, between the barrel-shaped Wall sections in the fillets a ring made of round steel, pressed sheet metal, steel cables, Cord or other tensile strands are provided. In practice it has been shown that these loosely applied rings lead to damage to the bellows, and that on this In most cases the first damage occurs in place of the bellows. Furthermore is it became known that these Zugeinlage to avoid such damage to the Constriction point are embedded in the rubber compound. In general is with this design and if the load is not too great, a sufficient service life the bellows guaranteed. But if the stress, as it is with the modern Motor vehicles occurs much larger, so it also occurs near this embedded deposits often cause damage, which is particularly evident in the fact that the Adjacent layers of fabric loosen from one hand. In the case of air bags, it is already known that the outer wall surface in the vicinity of the Pull inserts largely adapted to the preferably round cross section of the pull insert is. The cross-section of the tension inserts can also be flattened parallel to the bellows axis be. With such bellows there is a risk that above and below the cable inserts air is trapped during molding, which leads to premature damage to the bellows can.

Zur Vermeidung derartiger Schäden wird erfindungsgemäß bei dem eingangs beschriebenen Luftfederbalg eine Lösung vorgeschlagen, die darin besteht, daß die äußeren über den in den Kehlungen liegenden Zugeinlagen befindlichen Wandungsoberflächen des Balges in einer größeren Breite als dem Durchmesser der Zugeinlagen entspricht, konvex ausgebildet sind. Durch diese Maßnahme ergibt sich eine doppelte umlaufende Nut, deren tiefste Einkerbungen dann oberhalb und unterhalb der Zugeinlage liegen. In order to avoid such damage, according to the invention, in the case of the introduction described air bellows proposed a solution, which consists in that the outer wall surfaces located above the tension inserts located in the fillets the width of the bellows is greater than the diameter of the tension inserts, are convex. This measure results in a double circumferential Groove, the deepest notches of which are then above and below the tension insert.

Dadurch läßt sich die in unmittelbarer Nähe zur Zugeinlage liegende Kautschukmasse beim Formen des Balges einem ebenso großen Druck aussetzen wie die angrenzenden Bereiche der elastomeren Wände des Luftfederbalges. Diese verbesserte Möglichkeit zum Pressen der Kautschukmasse bewirkt, daß bei der Vulkanisation auch in diesen Bereichen eine sichere Haftfestigkeit zwischen Zugträger, Gewebe und Kautschuk erzielt wird. Im allgemeinen sind diese Materialien durch Kautschukmasse voneinander getrennt. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß nunmehr der bisherige Walkvorgang in den Einschnürungsbereichen auf zwei Bereiche verteilt wird, die nicht mehr zur unmittelbaren Nähe der Zugeinlage gehören. Da in diesem Bereich die Kautschukmasse dünnwandiger ist, tritt auch Wärmebildung durch Walkarbeit in geringerem Maße auf. This allows the lying in the immediate vicinity of the train insert When shaping the bellows, subject the rubber compound to as much pressure as that adjacent areas of the elastomeric walls of the air spring bellows. This improved Possibility to press the rubber mass causes that during vulcanization too in these areas a reliable bond strength between tension member, fabric and rubber is achieved. In general, these materials are compounded by rubber from one another separated. Another advantage of this arrangement is that now the previous The flexing process in the constriction areas is divided into two areas that are not belong more to the immediate vicinity of the train insert. Because in this area the rubber compound is thinner, there is also less heat build-up due to flexing.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß der Querschnitt der Zugeinlagen oval und mit der längeren Achse des Querschnittes parallel zur Balgachse angeordnet ist. Dadurch rücken die durch Biegung beanspruchten Zonen weiter auseinander und gestatten beim Preßvorgang ein erleichtertes Einlegen der Formwandungsteile beim Vulkanisieren. Die ringförmige Zugeinlage kann dabei verschiedenartige Querschnitte aufweisen und sogar in mehrere dünne Einzeleinlagen unterteilt sein, die jede für sich in an sich bekannterWeise in Gewebe eingebettet sein kann. Another feature of the invention provides that the cross section the tension inserts oval and with the longer axis of the cross section parallel to the bellows axis is arranged. As a result, the zones stressed by bending move further apart and allow easier insertion of the mold wall parts during the pressing process when vulcanizing. The ring-shaped tension insert can have various cross-sections have and even be divided into several thin individual inserts, each for can be embedded in tissue in a manner known per se.

Diese Gewebeeinhüllung ermöglicht eine Verbesserung der Haftfestigkeit zwischen Stahl und Kautschuk, da das betreffende Gewebe von beiden Seiten mit unterschiedlicher Klebemasse versehen sein kann. Ferner vermeidet das Gewebe mit Sicherheit ein Loslösen der Kautschukmasse von einer Zugträgereinlage, da eine einmal eingetretene Abtrennung beim Zugträger sich wesentlich leichter fortflanzt als bei einem stärker nachgiebigen Gewebekord. Dieses tritt auch dann ein, wenn die Kautschukmasse durch den höheren Anpreßdruck noch verhältnismäßig tief in die Stahlseileinlage eingepreßt worden ist.This fabric covering enables the adhesive strength to be improved between steel and rubber, as the fabric in question is different on both sides Adhesive can be provided. Furthermore, the fabric is certain to avoid loosening of the rubber mass from a tension member insert, as a separation that has occurred once in the case of the tension member it propagates much more easily than in the case of a more flexible one Fabric cord. This also occurs when the rubber mass through the higher Contact pressure has been pressed relatively deep into the steel cable insert is.

Es ist weiter vorgesehen, daß bei der Kordgewebeeinhüllung die Kordfäden schraubenförmig die ring- förmige Zugeinlage umlaufen. Diese Art der Gewebeanordnung erleichtert zunächst das Aufbringen des Gewebekordes auf die ringförmige Zugeinlage und berücksichtigt außerdem die von außen auftretenden Beanspruchungen. It is further provided that in the cord fabric wrapping the cord threads helically the ring shaped train insert. This kind the fabric arrangement initially facilitates the application of the fabric cord to the ring-shaped tension insert and also takes into account the external stresses.

Diese Umhüllung kann in vorteilhafter Weise biffiar angeordnet sein. Sie schafft dadurch an der Abschlußstelle der Gewebekante eine Verankerung nach beiden Seiten zu der Haupteinlage des Luftfederbalges hin. This envelope can advantageously be arranged in a biffed manner. As a result, it creates an anchorage at the termination point of the fabric edge both sides to the main insert of the air bag.

Auch bei dieser Anordnung kann die Richtung der Kordgewebewicklung in einem verhältnismäßig kleinen Winkel peripher zur Ringachse der Zugeinlage liegen. Besonders bewährt hat sich dabei ein Winkel zwischen 10 und 20°. Dieser Winkel kann zur Mittelachse in beiden Richtungen verlaufen, wobei etwa der eine Teil der bifilaren Kordfadenrichtung in der einen Richtung verläuft, während der andere symmetrisch dazu im gleichen Winkel zur anderen Richtung angeordnet ist. Die symmetrische Anordnung zur peripheren Ringachse ist jedoch nicht zwingend und kann bei besonderen Anspruchsarten auch aufgehoben sein. With this arrangement, too, the direction of the cord winding lie at a relatively small angle peripherally to the ring axis of the tension insert. An angle between 10 and 20 ° has proven particularly useful. This angle can to the central axis in both directions, with about the one part being the bifilar Cord direction runs in one direction while the other is symmetrical this is arranged at the same angle to the other direction. The symmetrical arrangement to the peripheral ring axis is not mandatory and can be used for special types of claims also be lifted.

Ebenfalls kann ein Vollgewebe mit einem Fadenverlauf von 45" zur Achse des Balges zur Anwendung kommen. Die Fäden der Umhüllung der Zugeinlage können mit den Fäden der Haupteinlage sich unter sehr verschiedenen Winkeln schneiden oder aber auch miteinander übereinstimmen.A full fabric with a thread path of 45 "to the axis can also be used of the bellows are used. The threads of the sheath of the Zugeinlage can with the threads of the main interlining intersect or at very different angles but also agree with each other.

Zur Steigerung der Wirksamkeit dieser erfindungsgemäßen Anordnung der Zugeinlage und der zugehörigen Außenwandung kann vorgesehen sein, daß der Gewebelagenabstand in den tonnenförmigen Wan dungsabschnitten in Zugeinlagennähe größer ist als in den Zwischenräumen. Dadurch wird eine weitere Verbesserung des Luftfederbalges erreicht, da die Bereiche unterhalb der Zugeinlage dadurch weicher werden und bei der Vulkanisation und dem ausgeübten Druck eine verbesserte Haftung auch an dieser Stelle zustande kommt. Diese Maßnahme führt gleichzeitig zur Verbesserung der Elastizität des Luftfederbalges in diesen zur Einkehlung gehörenden Bereichen. To increase the effectiveness of this arrangement according to the invention the tension insert and the associated outer wall can be provided that the fabric layer spacing in the barrel-shaped wall sections near the tension insert is greater than in the spaces in between. This further improves the air suspension bellows, because the areas underneath the insert become softer and during vulcanization and the pressure exerted results in improved adhesion at this point as well comes. This measure also leads to an improvement in the elasticity of the air suspension bellows in these areas belonging to the recess.

Weiter ist vorgesehen, daß das Elastomerenmaterial in Zugeinlagennähe einen höheren Elastizitätsmodul aufweist. Dieser Materialunterschied führt zu einer Verbesserung der Geschmeidigkeit im Bereich der Zugeinlagen. Bei besonderen Ausführungen kann die Abstufung des Moduls in mehreren Stufe, erfolgen. It is also provided that the elastomer material is close to the tension insert has a higher modulus of elasticity. This material difference leads to a Improvement of the suppleness in the area of the train insoles. With special designs the module can be graded in several stages.

Außer aus Natur- oder Kunstkautschuk läßt sich der Luftfederbalg auch aus Kunststoffen, wie Polyesterurethan, oder anderen Elastomeren in Gieß- oder Preßverfahren herstellen. Zur Erzeugung aus fließ-oder preßfähigen Kunststoffen, die durch Polymerisation oder Kondensation aushärten, sind Formen erforderlich, die in Längs- oder Querrichtung verschieden unterteilt sind und außerdem die an anderen Formen bekannten Merkmale aufweisen. In addition to natural or synthetic rubber, the air bag can be used also made of plastics such as polyester urethane, or other elastomers in cast or Manufacture pressing process. For production from flowable or pressable plastics, that cure by polymerization or condensation, molds are required, which are subdivided differently in the longitudinal or transverse direction and also the an other forms have known features.

Die Erfindung wird beispielsweise in den Abbildungen 2 bis 6 dargestellt. The invention is illustrated in Figures 2 to 6, for example.

Abb. 1 zeigt einen üblichen Luftfederbalg 1 mit der angedeuteten Lage von Gewebeeinlagen 2 und Stahlringen 3, die in den Kehlungen 4 an der Außenfläche auf den Balg aufgelegt sind. In den Bereichen, in denen der Stahlring an der Wandung liegt, kommt es, wie die Praxis gezeigt hat, leicht zu ernsten Schäden. Fig. 1 shows a conventional air spring 1 with the indicated Layer of fabric inserts 2 and steel rings 3 in the fillets 4 on the outer surface are placed on the bellows. In the areas where the steel ring on the wall As practice has shown, serious damage can easily occur.

Abb. 2 zeigt demgegenüber die erfindungsgemäße Verbesserung für die Anordnung der Zugeinlage in der Einkehlung der Balgwandung. Dieser Kehlungsausschnitt 5 aus einem Luftfederbalg weist bei 6 eine Wandungsoberfläche auf, die in einer größeren Breite, als dem Durchmesser der Zugeinlagen 3, 14 entspncht, konvex ausgebildet ist. Um die Zugeinlage 3 laufen Kordgewebe 7, die zur Verbesserung der Haftfestigkeit mit der umgebenden Kautschukmasse dienen. Die Rinnen 8 und 9 schaffen die Angriffspunkte für die Formteile, die einen erhöhten Anpreßdruck in den Bereichen 10 und 11 unterhalb und oberhalb der Zugeinlagen zulassen. Die durch den ganzen Balg verlaufenden Gewebeeinlagen 12 und 13 zeichnen sich in Zugeinlagennähe durch einen vergrößerten Abstand 26 aus, um eine Steigerung der Elastizität zu bewirken. In contrast, Fig. 2 shows the improvement according to the invention for Arrangement of the tension insert in the groove of the bellows wall. This throat cutout 5 from an air spring bellows has at 6 a wall surface that is in a larger width, than the diameter of the tension inserts 3, 14, designed to be convex is. Cord fabric 7, which improves the adhesive strength, runs around the tension insert 3 serve with the surrounding rubber mass. The channels 8 and 9 create the points of attack for the molded parts that have an increased contact pressure in the areas 10 and 11 below and allow above the train inserts. The fabric inlays running through the entire bellows 12 and 13 are characterized by an enlarged distance 26 in the vicinity of the tension insert, to bring about an increase in elasticity.

Abb. 3 ist gegenüber Abb. 2 insofern verändert, als die Zugeinlage 14 eine abgeflachte Form aufweist und damit einen besseren Angriffspunkt für die Vulkanisationswerkzeuge schafft. Der vergrößerte Abstand zwischen den Gewebelagen 12 und 13 ist auch hier vorgesehen; ebenso ist der Zugeinlagering 14 durch Gewebe 15 umhüllt. Fig. 3 is changed compared to Fig. 2 in that the cable insert 14 has a flattened shape and thus a better point of attack for the Vulcanization tools creates. The increased distance between the layers of fabric 12 and 13 is also provided here; likewise, the tension insert ring 14 is made of fabric 15 wrapped.

Abb. 4 zeigt die aus mehreren Einzelseilen bestehende Zugeinlage 3. Auf dieser Zugeinlage sind zwei Schichten von Kordgewebelagen 16 und 17 dargestellt, die symmetrisch zur Achse in einem Winkel von 200 laufen. Fig. 4 shows the tension insert consisting of several individual ropes 3. Two layers of cord fabric layers 16 and 17 are shown on this cable insert, which run symmetrically to the axis at an angle of 200.

Abb. 5 stellt die Anordnung einer bifilaren Wicklung 18 und 19 um die Zugeinlage 20 dar. Die Ränder dieser Kordgewebeeinlage sind nach entgegengesetzten Richtungen auseinander geklappt, sie können in dieser Anordnung im Luftfederbalg liegen und sich in den Hauptgewebeeinlagen verankern. Fig. 5 changes the arrangement of a bifilar winding 18 and 19 the drawstring 20. The edges of this cord fabric insert are facing opposite Directions unfolded, they can be in this arrangement in the air bag lie and anchor themselves in the main fabric inlays.

Abb. 6 zeigt den aus Abb. 2 und 3 bekannten Kehlungsausschnitt5. Zur Vulkanisation ist eine mehrteilige Form vorgesehen, die aus dem oberen Teil 21 und dem unteren Teil 22 besteht. Zur Erzeugung des höheren Druckes oberhalb und unterhalb der Zugeinlage 3 ist die Form mit Fortsätzen 23 und 24 versehen. An der mittleren in horizontaler Richtung verlaufenden Trennfuge ist eine Vakuumleitung 25 vorgesehen, die die beim Einfahren der Formteile ausströmende Luft entweichen läßt. Der Krümmungsradius der Fortsätze 23 und 24 ist größer als der Krümmungsradius des Querschnitts der Zugeinlage 3. Fig. 6 shows the fillet section5 known from Figs. A multi-part mold is provided for vulcanization, which consists of the upper part 21 and the lower part 22 consists. To generate the higher pressure above and below the tension insert 3, the shape is provided with extensions 23 and 24. At the middle parting line running in the horizontal direction is a vacuum line 25 provided, which escape the air flowing out when the molded parts are retracted leaves. The radius of curvature of the extensions 23 and 24 is greater than the radius of curvature of the cross section of the tension insert 3.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Air spring bellows, especially for vehicle suspension, made of flexible elastomeric walls equipped with cord fabric and two or more barrel-shaped wall sections and in the fillets lying between them Tension inserts embedded in the rubber compound, characterized in that the outer wall surfaces located above the tension inserts (3, 14) located in the fillets (6) of the bellows (1) in a greater width than the diameter of the tension inserts (3,14), are convex.

2. Air spring according to claim 1, characterized in that the Cross-section of the tension inserts (3, 14) oval and with the longer axis of the cross-section is arranged parallel to the bellows axis.

3. Air spring according to claims 1 and 2, characterized in that that the tension inserts (3, 14) are encased in tissue (7) in a manner known per se are.

4. Air spring according to claims 1 to 3, characterized in that that the cords (16, 17) of the fabric cover (7) helically the annular Circumferential insert (3, 14).

5. Air spring according to claims 1 to 4, characterized in that that the sheath (7) is wound bifilar (Fig. 5).

6. Air spring according to claims 1 to 5, characterized in that that the direction of the cord fabric winding makes a small angle to the peripheral ring axis the pull insert (3, 14) form (Fig. 4).

7. Air spring according to claims 1 to 6, characterized in that that the fabric layer spacing (26) in the barrel-shaped wall sections near the insert is larger than in the gaps (Fig. 2, 3).

8. Air spring according to claims 1 to 7, characterized in that that the elastomeric material near the tension insert has a high modulus of elasticity.

Publications considered: Austrian patent specification No. 120,733; French Patent No. 1,156323; U.S. Patent No. 2192 355