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Die Erfindung betrifft einen Luftfederbalg für Fahrzeugfederungen
mit Schutzabdeckung an der Außenfläche, bestehend aus einem langgestreckten, glattwandigen,
im Querschnitt runden Hohlkörper aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff, mit beiderseits
gekrümmten Stirnwänden, der durch Zusammendrücken quer zu seiner Längsausdehnung
beansprucht wird und dessen Mantel mit einem schmalen Längsschlitz gefertigt ist,
der durch eine in das Balginnere eingesetzte innere Dichtleiste und durch eine an
dieser angeschraubte, gegen die Außenseite des Balgmantels angepreßte äußere Dichtleiste
luftdicht abgeschlossen ist.
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Bekannte Luftfederbälge dieser Art erfüllen zwar anfangs die Forderung.
einer guten Federwirkung, haben aber im Laufe- des Betriebes den Nachteil, daß der
Gummi des,.Luftfederbalges ermüdet und insoweit zu unerwüri§c%ten Deformierungen
neigt.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Luftfederbalg
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß in einfacher Weise diese Deformierungen
verhindert werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Schutzabdeckung
ein Schutzüberzug vorgesehen ist, der aus einem zumindest den langen, annähernd
zylindrischen Mantel des Luftfederbalges engschließend umgebenden, die Balgwandung
verstärkenden Schlauch besteht.
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Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß die elastische Verformung
des Gummi- bzw. Kunststoffbalges auf ein eng begrenztes Maß eingeschränkt wird und
somit die unerwünschten Deformierungen vermieden werden. Ein weiterer Vorteil des
erfindungsgemäßen Luftfederbalges besteht darin, daß -durch den Schutzüberzug der
Luftfederbalg zusätzlich gegen einen Verschleiß infolge äußeren Abriebes geschützt
ist.
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Schließlich hat der erfindungsgemäße Luftfederbalg den Vorteil, daß
er ohne Funktionseinbußen einfacher und billiger gegenüber bekannten Luftfederbälgen,
mit denen die oben aufgezeigte Wirkung angestrebt wird, hergestellt werden kann.
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Zwar ist es zur Vermeidung von Abriebverschleiß durch Reibung der
Luftfederbälge an den ihnen benachbarten Bauteilen eines Fahrzeugunterbaues bekannt,
Luftfederbälge an ihrer Außenseite mit einer Schutzabdeckung zu versehen, und zwar
insbesondere Faltenbälge mit Metallkappen an den Außenspitzen der Falten und Bälge
der eingangs genannten Art mit einem streifenförmigen Schutzüberzug. Bei den bekannten
Anordnungen dienen aber die Schutzüberzüge ausschließlich der Verhinderung des Abriebverschleißes
der aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff gefertigten Luftfederbälge (deutsches
Patent 811893).
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Weiterhin ist es bekannt, in die Wandung eines flexiblen Luftfederbalges
der eingangs genannten Gattung undehnbare bzw. schwer dehnbare Zugeinlagen einzubetten,
mit denen ebenfalls die oben aufgezeigte Wirkung erreicht werden soll (deutsches
Gebrauchsmuster 1863 054).
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Nachteilig bei derartigen Luftfederbälgen ist es aber, daß die Herstellung
derart armierter Gummi-bzw. Kunststoffbälge umständlich und kostspielig ist. Beispielsweise
müssen hierzu zwei Gummischichten unter Zwischenschaltung der Verstärkungseinlage
übereinandergewickelt und im Preßverfahren vulkanisiert werden. Ein weiterer Nachteil
dieser Anordnung besteht darin, daß die Verstärkungen die Gefahr von Lufteinschlüssen
in den Balgwänden und damit örtliche Schwächungen der Wand mit sich bringen.
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Entsprechendes gilt für einen ringförmigen Luftfederbalg, bei welchem
im Ringaußen- und Innenmantel Verstärkungseinlagen angeordnet sind (deutsches Patent
972 377). Es ist zwar weiter bekannt, Luftfederbälge mit einer äußeren elastischen
und flexiblen Schicht und einer inneren luftdichten Schicht zu versehen (USA.-Patentschriften
1599 443, 2 093 089; deutsches Patent 595 490), jedoch vermögen diese bekannten
Anordnungen gleichfalls die obengenannte Aufgabe nicht zu lösen, da der flexible
Außenmantel ebenfalls nur geeignet ist, die innere luftdichte Schicht gegen Verschleiß
zu schützen, jedoch übermäßige Verformungen nicht zu verhindern vermag.
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Entsprechendes gilt für als zwei ineinander übergehende Kammern ausgebildete
Luftfederbälge, und zwar selbst dann, wenn diese aus mehreren Schichten aufgebaut
sind (USA.-Patentschriften 2 756 048, 2 879 077 und 2 941816).
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Die Auswahl des Gummi- bzw. Kunststoffmaterials kann bei einem Luftfederbalg
nach der Erfindung hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der Flexibilität des Balges
bei Kälte und der raschen Verarbeitbarkeit erfolgen; das Gummi- bzw. Kunststoffmaterial
braucht aber keine besonders hohe Abriebfestigkeit zu haben, weil -der Schutzüberzug
mit der erwünschten hohen Abriebfestigkeit hergestellt werden kann.
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Die schlauchförmige Umhüllung, die dem Gummi-bzw. Kunststoffbalg auf
dem größten Teil seiner Länge ringsum einschließt, schützt den Luftfederbalg gegen
Steinschlag und schließt auch die Gefahr einer Beschädigung bei der Montage weitgehend
aus. Er trägt zur Erhöhung der Betriebssicherheit von mit Luftfedern ausgerüsteten
Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeuganhängern bei. Wenn der schlauchförmige Schutzüberzug
durch lange Gebrauchsdauer stark abgenutzt oder durch gewaltsame äußere Einwirkung
beschädigt ist, -kann man ihn unter Weiterverwendung des Luftfederbalges ohne große
Kosten gegen einen neuen Schutzüberzug auswechseln.
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Ein weiterer Vorteil des Luftfederbalges nach der Erfindung liegt
darin, daß durch Anwendung einer entsprechenden Web-, Wirk- oder Flechtart der schlauchförmige
Schutzüberzug aus Textilfäden, Kunststoff- oder Metalldrähten so gefertigt werden
kann, daß er in radialer und in axialer Richtung völlig undehnbar ist oder eine
.eng begrenzte, druckabhängige Dehnbarkeit besitzt. Es ist somit die Möglichkeit
gegeben, die dem Luftfederbalg eigene Federcharakteristik durch zweckentsprechende
Ausbildung des schlauchförmigen Schutzüberzuges in beliebiger Weise zu verändern,
ohne den Vorteil des knicklosen Verlaufes der Federkennlinie preiszugeben.
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Da der Schutzüberzug in jeder beliebigen Farbtönung ausgeführt werden
kann, wird das Einbringen von Farbpigmenten in das zur Erzeugung des Luftfederbalges
verwendete Gummi- bzw. Kunststoffmaterial erspart. Das trägt ebenfalls noch zur
Verbilligung der Fertigung der Luftfederbälge bei, bringt außerdem aber auch eine
Erhöhung der Strukturfestigkeit und Gasdichtigkeit der Wandungen des Balges, da
Farbzusätze erfahrungsgemäß die Dehnungs- und Zerreißfestigkeit sowie die Gasdichtigkeit
von Gummi und Kunststoff verringern.
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Der schlauchförmige Schutzüberzug kann vorteilhaft zur Begrenzung
der Längenausdehnung des Balges
dadurch nutzbar gemacht werden,
daß er nach einer Ausführungsform der Erfindung mit ein wenig zusammengezogenen
Enden Teilabschnitte der gekrümmten Stirnwände des Luftfederbalges mit übergreift.
Wenn eine Längsausdehnung des Luftfederbalges ganz ausgeschaltet sein soll, ist
es zweckmäßig, daß die äußere Dichtleiste mit abgewinkelten Schenkeln die beiderseitigen
Stirnwände des Luftfederbalges umgreift. Die umgebogenen Leistenenden schützen die
von ihnen überdeckten Flächenabschnitte der gekrümmten Stirnflächen des Luftfederbalges
gegen äußere mechanische Einwirkungen.
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Der schlauchförmige Schutzüberzug kann am luftleeren Balg unverschiebbar
und undrehbar dadurch festgelegt werden, daß er erfindungsgemäß im Bereich des Längsschlitzes
des Luftfederbalges mit einem' entsprechenden Schlitz versehen und mit den Schlitzkantenabschnitten
zwischen der äußeren Dichtleiste und der Außenmantelfläche des Luftfederbalges festgeklemmt
ist. Diese Verbindungsart ist nicht nur außerordentlich einfach, weil sie keine
besonderen Verbindungsmittel erforderlich macht, sondern erlaubt es auch, am Luftfederbalg
ohne große Umständlichkeiten einen neuen schlauchförmigen Schutzüberzug anzubringen,
wenn der bislang benutzte Überzug im Fahrbetrieb allzu stark abgenutzt oder beschädigt
worden ist.
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Um dabei ohne besondere Formgebung der äußeren Dichtleiste ein sicheres
Festklemmen der Schlitzkantenabschnitte des schlauchförmigen Überzuges zwischen
der Dichtleiste und der Oberfläche des Luftfederbalges auf breiter Fläche zu erreichen,
ist es vorteilhaft, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der den Längsschlitz
aufweisende Oberflächenabschnitt des Luftfederbalges eben ausgeführt ist. Zwischen
den ebenen Oberflächenabschnitten des Luftfederbalges und der ebenen Unterseite
der äußeren Dichtleiste können die Schlitzkantenabschnitte des Überzuges verschiebungs-
und einreißsicher fest eingespannt werden.
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Wenn abgewinkelte Enden der äußeren Dichtleiste zur Ausschaltung der
Längendehnbarkeit des Luftfederbalges verwendet werden, ist es zweckmäßig, daß der
dem abgeflachten Oberflächenabschnitt zugekehrte Oberflächenabschnitt jeder Stirnwand
des Luftfederbalges eben ausgeführt ist. Auf diese Weise kann eine unerwünschte
Längenverformung des Luftfederbalges durch Ausbauchen seiner gekrümmten Stirnwände
verhindert werden.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in zwei Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. Es zeigt F i g.1 die Seitenansicht eines Luftfederbalges mit einem
schlauchförmigen Schutzüberzug und zwei Abdichtleisten, teilweise geschnitten, F
i g. 2 die Draufsicht des in F i g. 1 dargestellten Luftfederbalges ohne die Abdichtleisten,
F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der F i g.1 und F i g. 4 eine
der F i g.1 entsprechende Seitenansicht des einen Endabschnittes des Luftfederbalges
mit einem an den beiden Enden eingezogenen schlauchförmigen Schutzüberzug und der
äußeren Abdichtleiste in anderer Ausführung.
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Ein Luftfederbalg 1 ist als langgestreckter, glattwandiger Hohlkörper
aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff ausgebildet, der mit einem über den größten
Teil der Länge seines Mantels 1 a reichenden, schmalen Längsschlitz 2 und mit festen
Stirnwänden 1 b in einer Heizform bzw., wenn- er aus Kunststoff gefertigt wird,
im Spritzverfahren er= zeugt werden kann. Der Luftfederbalg 1 ist, wie F i g. 3
erkennen läßt, mit rundem Querschnitt ausgeführt, wobei der den Längsschlitz 2 aufweisende
Oberflächenabschnitt 1 c des Mantels 1 a eben gestaltet ist. Die mit größerer Wandstärke
als der Mantel 1 a hergestellten Stirnwände 1 b sind in den dem Oberflächenabschnitt
1 c des Mantels 1 a zugekehrten Oberflächenabschnitten 1 d ebenfalls abgeflacht.
Die unteren Oberflächenabschnitte der Stirnwände 1 b gehen mit großem Krümmungsradius
in den gerundeten Mantel 1 a des Luftfederbalgs 1 über. An dem abgeflachten Oberflächenabschnitt
1 d jeder Stirnwand 1 b ist eine nach außen vorspringende, flache Verdickung 3 vorgesehen.
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Der Längsschlitz 2 ist an der Innenseite des Mantels 1 a von einem
Ringwulst 4 umgeben. Dieser greift in eine entsprechende, ringsum laufende Ringnut
5 einer Dichtleiste G ein, die in das Innere des längsgeschlitzten Hohlkörpers eingebracht
und mit einer gegen die Außenseite des Oberflächenabschnittes 1 c angepreßten äußeren
Dichtleiste 7 durch mehrere Senkkopfschrauben 8 fest verschraubt ist. Im Zusammenwirken
mit der ihn aufnehmenden Ringnut 5 der inneren Dichtleiste G ergibt der Ringwulst
4 einen luftdichten Abschluß des Innenraumes des Luftfeder= balges 1.
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Mit der äußeren Dichtleiste 7 wird der Luftfederbalg durch (nicht
gezeichnete) Verbindungselemente am Fahrzeugunterbau montiert. Durch einen in eine
Gewindebohrung der äußeren Dichtleiste 7 eingeschraubten Ventileinsatz 9 wird der
Luftfederbalg 1 von einer Druckluftquelle aus mit Druckluft oder Druckgas, beispielsweise
Stickstoff, gefüllt bzw: nachgefüllt.
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Der Luftfederbalg 1 ist mit einem schlauchförmigen Schutzüberzug 10
versehen, der zumindest den Mantel 1 a des Balges auf der ganzen Länge umgibt. In
F i g. 1 bis 3 reicht der schlauchförmige Schutzüberzug am Mantel 1 a bis zu den
Stellen, an denen der abgeflachte Oberflächenabschnitt 1 c mit einem kleinen Krümmungsradius
in die oberen ebenen Oberflächenabschnitte 1 d der beiderseitigen Stirnwände 1 b
des Luftfederbalges 1 übergeht. Unten und an den Seitenflächen bedeckt der Schutzüberzug
10 den Mantel 1 a zwischen den Stellen, an denen der gerundete Mantel 1 a in von
oben nach unten zunehmend größer werdenden Krümungsradien in die gekrümmten Stirnflächenabschnitte
der Stirnwände 1 b übergeht.
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Bei dieser Gestaltung und Anordnung des Schutzüberzuges 10 ist es
möglich, ihn als fortlaufenden Schlauch mit an allen Stellen gleichbleibendem Umfang
zu erzeugen und von einem endlos gefertigten Schlauch in schräg zur Schlauchmittellinie
geführten Schnitten Schlauchstücke mit schräg verlaufenden Endkanten 11 in den jeweils
benötigten Längen abzutrennen. Durch einen solchen schlauchförmigen Schutzüberzug
10 ist der Luftfederbalg 1 nicht gehindert, sich durch den in ihm herrschenden Innendruck
in der Längsrichtung auszudehnen und weitere unkontrollierbare Verformungen in der
Längsrichtung anzunehmen, wenn der Luftfederbalg 1 durch in der Querrichtung auf
ihn einwirkende Belastungs-oder Fahrstoßkräfte zusammengedrückt wird. Zur Ausschaltung
einer unerwünschten Längenausdehnung sind deshalb in F i g. 1 bis 3 die beiden Endabschnitte
der
äußeren Dichtleiste 7 zu rechtwinkligen Schenkeln 7 a umgebogen, die der
Abstützung der beiden Stirnwände 1 b des Luftfederbalges 1 dienen,
wobei die Verdickungen 3 an der Innenseite der Schenkel 7 a ein Widerlager
finden. Die Schenkel 7 a
der Dichtleiste 7 schützen dabei die Stirnwände 1
b des Luftfederbalges 1 gegen mechanische Beschädigungen von außen her.
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In F i g. 4 wirkt der schlauchförmige Schutzüberzug 10 zufolge seiner
besonderen Gestaltung einer unerwünschten bzw. unerwünscht großen Längenausdehnung
des Luftfederbalges 1 dadurch entgegen, daß der schlauchförmige Schutzüberzug 10
sich nicht nur über den Oberflächenabschnitt 1 c des Mantels 1 a; sondern
mit ein wenig eingezogenen Enden 10 a sich teilweise auch über die gekrümmten Oberflächenabschnitte
der beiden Stirnwände 1 b des Luftfederbalges 1 erstreckt. Da die Stirnwände 1 b,
wie bereits erwähnt, mit größerer Wandstärke ausgeführt sind als der Mantel
l a, kann man mit Hilfe der eingezogenen Enden 10 a des schlauchförmigen
Schutzüberzuges 10 eine Ausdehnung des Luftfederbalges 1 wahlweise entweder
völlig unterbinden oder erreichen, daß die Längenausdehnung des Luftfederbalges
in bestimmten engen Grenzen bleibt.
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Der schlauchförmige Schutzüberzug 10 kann aus Textilfäden, Kunststoff-
oder Metalldrähten od. dgl. gewebt, gewirkt oder geflochten werden, und zwar so,
daß der Schlauch in der Quer- und in der Längsrichtung völlig undehnbar ist oder
eine bestimmte, geringe Dehnbarkeit besitzt. Durch zweckentsprechendes Abstimmen
der Dehnbarkeit des schlauchförmigen Schutzüberzuges auf diejenige des Luftfederbalges
1 aus Gummi- bzw. Kunststoff kann man dessen Federkennlinie in einer für den jeweiligen
Zweck günstigen Weise beliebig verändern.
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Die Befestigung des schlauchförmigen Schutzüberzuges 10 am
Luftfederbalg 1 erfolgt in der Weise, daß am schlauchförmigen Schutzüberzug 10 ein
dem Längsschlitz 2 des Luftfederbalges entsprechender langer, schmaler Schlitz 12
ausgeschnitten und dieser Schlitz beim Anbringen des Schutzüberzuges 10 am Luftfederbalg
mit dem Längsschlitz 2 des Mantels 1 a zur Deckung gebracht wird. Wenn dann durch
Anziehen der Senkkopfschrauben 8 die innere Dichtleiste 6 gegen den Ringwulst 4
und gegen die Innenseite des Mantel 1 a und die äußere Dichtleiste 7 gegen den abgeflachten
Oberflächenabschnitt 1 c des Mantels fest angepreßt werden, werden die den Schlitz
12 umgebenden Randkantenabschnitte des Schutzüberzuges 10 zwischen der äußeren Dichtleiste
7 und der Außenfläche des Mantels 1 a sicher festgeklemmt. Nach Lösen der Senkkopfschrauben
8 und Abnehmen der äußeren Dichtleiste 7 ist es auf einfache Weise möglich, einen
abgenutzten oder beschädigten Schutzüberzug 10 vom Luftfederbalg 1 abzunehmen und
durch einen neuen Schutzüberzug zu ersetzen.
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Der schlauchförmige Schutzüberzug 10 kann in jeder beliebigen, zum
Farbanstrich des. Fahrzeugunterbaues passenden Farbtönung ausgeführt werden, während
der Luftfederbalg 1 ohne Farbzusätze in der natürlichen Färbung des Gummis
oder gummielastischen Kunststoffes hergestellt werden kann. Besteht der Schutzüberzug
10 aus einem Textilgewebe, kann man die eingezogenen Enden 10 a durch Abnähen
des Schlauches längs der Nähte 13 fertigen.