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Luftfederbalg aus Gummi od. dgl. mit Gewebeeinlagen Die Erfindung
bezieht sich auf einen Luftfederbalg mit einem oder mehreren tonnenförmigen Wandungsabschnitten.
Der Balg besteht aus Gummi oder elastischem Kunststoff und enthält mindestens zwei
Lagen aus Cordgewebe, die an den Enden des Balges die Kernringe umschlingen und
abgestuft enden.
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Bei den bekannten Luftfederbälgen, wie sie in Kraftfahrzeugen und
vorzugsweise auch im Bergbau benutzt werden, treten besonders im ausgefederten und
gleichzeitig belasteten Zustand mitunter Schäden auf. Bei dieser Beanspruchungsart
neigen die Luftfederbälge dazu, außen in Kernringnähe einzureißen und anschließend
Lagenlösungen zu zeigen, die bald zur Zerstörung des Balges führen. Die Schäden
durch Einreißen der Balgwand sind um so eher möglich, je höher der Druck im ausgefederten
Zustand ist.
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Es sind bereits Luftfederbälge mit tonnenförrnigen Wandungsabschnitten
bekannt, bei denen die eingebetteten ringförmigen Versteifungseinlagen von Cordgewebe
umschlungen sind. Die Ränder der Gewebeeinlagen enden dabei unter Abstufung in unmittelbarer
Nähe der Kernringe oder in dem unmittelbar benachbarten Bereich der tonnenförmigen
Wandungsabschnitte. Zusätzlich um die Versteifungen herumgelegte Gewebeeinlagen
reichen weit in den tonnenförmigen Wandungsabschnitt hinein. Bei einer solchen Gewebeanordnung
ist nicht berücksichtigt, daß gerade die endständigen Kerne die gesamten am Luftfederbalg
auftretenden Kräfte, insbesondere Zugkräfte, aufzunehmen haben und in Kernringnähe
daher ein Eigenschaftssprung in der Balgwandung möglichst zu vermeiden ist.
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Bei Reifen ist es bekannt, die Einlage der Reifenkarkasse so weit
um die Wülste herumzuschlagen, daß sie sich unter dem Laufstreifen überdecken. Die
Gewebekarkasse läuft dabei jedoch nicht von Wulst zu Wust durch. Neben diesem Unterschied
gegenüber dem Erfindungsgegenstand wird durch diese Maßnahme eine Versteifung im
Zenit bewirkt, die im Gegensatz zu Reifen bei Luftfedern nicht erwünscht ist. Bei
Reifen soll nämlich die Einfederung vorwiegend von den Reifenseitenwänden und bei
Luftfedern vom Zenitbereich der tonnenföhnigen Wandungsabschnitte aufgenommen werden.
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Zur Vermeidung von derartigen Nachteilen und vorstehend erwähnten
Schäden wird bei dem eingangs beschriebenen Balg nach der Erfindung vorgeschlagen,
daß die Enden der Gewebeeinlagen im Bereich des größten Durchmessers des Balges
liegen. Die Gewebeeinlagen greifen also wesentlich weiter als bisher nach Umschlingen
der endständigen Kernringe um den Balg herum. Die einzelnen Fadenenden sind auf
diese Weise fester verankert. Ein Sprung in der Kontinuität des Materials, der leicht
einen ersten Anlaß zu einer Einkerbung in der Gummi- oder Kunststoffoberfläche gibt,
wird vermieden.
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Infolge der Verlängerung der die Kernringe umschlingenden Cordgewebelagen
liegen die Enden der einzelnen Cordfäden im Balg bei dessen zunehmendem Durchmesser
nämlich in einem größeren Abstand gespreizt voneinander. Dadurch werden diese Bereiche
nur allmählich elastischer und hinsichtlich der Kerbanfälligkeit infolgedessen wesentlich
widerstandsfähiger.
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Eine der äußeren in der Lagenschicht befindlichen Cordgewebeeinlagen
kann dabei annähernd in der Radialebene des maximalen Durchmessers des Balges enden.
In diesem Bereich sind die Fäden am weitesten auseinandergezogen, so daß die Kerbwirkung
am geringsten ist. Es ist gleichgültig, welche der Cordlagen als äußere Lage anzusehen
ist, vorausgesetzt, daß sie in dem Lagenverband die unterste oder oberste Schicht
darstellt.
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Die Ränder der anderen äußeren Cordgewebeeinlage der Lagenschicht
enden mindestens auf einer Radialebene, deren Durchmesser den größten Durchmesser
des Wulstes übertrifft. Dadurch wird bei der anderen äußeren Cordgewebeeinlage die
untere Grenze der Überlappung nach dem Umschlingen des Kernes sichergestellt. Gleichzeitig
ist auch die Abstufung aller Cordgewebeeinlagen auf einen größtmöglichen Bereich
verteilt.
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Die Ränder weiterer in der Lagenschicht befindlicher Gewebeeinlagen
enden zwischen diesen angegebenen
Grenzen.. Die Ränder sind dabei
so abgestuft, daß sie zu den benachbarten Rändern den günstigsten Abstand und in
den Rändern eine günstige Fadenlage aufweisen. Die Stufenbreiten können gleich oder
nach einer versuchsweise ermittelten Funktion festgelegt sein: Weiterhin. können
die Ränder der Cordgewebeeinlagen auf dem Umfang des Balges in Wellenlinien verlaufen.
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Die über den abgestuft angeordneten Rändern der Cordgewebeeinlagen
liegende Außenschicht aus Gummi oder Kunststoff kann in an sich bekannter Weise
verstärkt ausgebildet'sein. Zum Balgende hin kann sich diese Schicht bis zum Wulst
erstrecken. Diese Schicht ist mindestens so dick wie zwei Gewebeeinlagen zusammen,
um auch für die äußere Balgwandung einen erhöhten Schutz gegen Beschädigungen von
außen her zu erhalten: In besonderen Fällen kann diese verstärkte abdeckende Gummischicht
auch noch die Wülste bis in das Innere des Balges umfassen. Die auf der Stirnseite
des Balges aufliegende Gummischicht sollte dann allerdings aus einem Streifen bestehen,
der schon vor der Konfektionierung in einen vorvulkanisierten Zustand gebracht ist:
Dadurch wird die Verschiebung der verdickten Gummiaußenschicht beim Ausformen vermieden;
so daß auch der fertige Balg an der Stirnseite eine dickere Gummiauflage aufweisen
kann. In' ähnlicher Weise kann auch mit einer die Kerne umfassenden Gummi- und Gewebemasse
verfahren worden, wenn beim Ausformen ; des Balges eine Verschiebung des Kernes
zu befürchten ist.
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Dem Erfindungsgedanken ist auch dann Rechnung getragen, wenn die Abstufung
in der umgekehrten Reihenfolge vorgenommen wird: Hierbei liegt der Rand einer äußeren
Cordgewebeeinlage mindestens auf einer Radialebene, deren' Durchmesser den maximalen
Durchmesser :des Wulstes übertrifft. Die andere äußere Cordgewebeeinlage endet annähernd
auf der Radialebene des maximalen Durchmessers des Balges. Weiteren Cordgewebeeinlagen
des Lagenverbandes liegen mit ihren Rändern zwischen diesen angegebenen Grenzen:
Zu 'dem Vorteil der in größeren Abständen angeordneten Ränder der Cordgewebeeinlagen
tritt im Fall der zuletzt beschriebenen Abstufung der Vorzug, daß die Angleichung
der Balgaußenkontur zum Teil von den die inneren Ränder überlappenden äußeren Cordgewebeenden
übernommen wird und damit nicht allein zu Lasten der Außengummischicht geht.
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Die Erfindung läßt sich bei üblichen Luftfederbälgen, die aus mehreren
tonnenförmigen Abschnitten bestehen, anwenden; außerdem ist sie auch bei abrollenden
Luftfedern und Schlauchrollbälgen vorteilhaft. Bei den letzteren befindet sich die
Abstufung der Ränder der Gewebeeinlagen im zylindrischen Teil. Der eine äußere Rand
kann dabei in einem gewissen Abstand vom Wulst und der andere äußere Rand annähernd
in der Mitte der Balghöhe enden. Auch hier ist eine Umkehrung der Ränder der Gewebeeinlagenanordnung
möglich.
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Die Zeichnung zeigt die Erfindung in beispielsweiser Ausführung an
Hand eines Luftfederbalges 1 mit tonnenförmigen Wandungsabschnitten. In den
Enden des Luftfederbalges 1 liegen die beiden Kernringe 2 und
3.
Diese werden von den beiden Gewebeeinlagen 4 und 5 umschlungen. An der
äußeren Seite des Balges 1 laufen diese Lagen zurück und sind bis zu den Zonen 6
und 7 geführt. Oberhalb dieser Zonen liegt eine Gummischicht 8, die dicker ist als
die beiden Gewebeeinlagen 4 und 5 zusammen. Der Rand 7 der äußersten Gewebeeinlage
5 liegt auf einer Radialebene 9, deren Durchmesser größer ist als der maximale Durchmesser
des Wulstes 10. Die Gewebeeinlage 4 endet in der Zone 6. Diese liegt auf einer Radialebene
11, die dem maximalen Durchmesser des Luftfederbalges 1
entspricht: Die Zeichnung
stellt im unteren Teil eine umgekehrte Anordnung der Cordgewebeeinlagen dar. Die
beiden Gewebeeinlagen 12 und 13 umschlingen in bekannter Weise den
Kernring 3. Der Rand 14 der innersten Cardgewebeeinlage
12 liegt auf einer Radialebene 15 mit einem Durchmesser, der größer
ist als der maximale Durchmesesr des Wulstes 16. Der Rand 17 der äußersten
Cordgewebeeinlage 13 liegt auf einer Radialebene 18, die dem maximalen Durchmesser
des Luftfederbalges 1 entspricht. Die Cordgewebeeinlagen 12 und 13 werden
außen von einer verstärkten Gummi- oder Kunststoffschicht 19 abgedeckt, die dicker
ist als die beiden Gewebeeinlagen 12 und 13
zusammen.