DE2030342B2 - Rollbalg-luftfeder - Google Patents

Description

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Die Erfindung betiilft eine Rollbalg-Luftfeder nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches.

Bei bekannten Rollbalgfedern, die gegenüber den älteren Einfach-Ringbalg-Federn eine günstigere Federcharakteristik aufweisen, wird der mit Druckluft beaufschlagte Federbalg durh Ringflansche gehalten, die mittels des in der Feder wirkenden Luftdruckes auf einen geneigten oder entsprechend ausgerundeten Sitz gedrückt werden, der im oberen Teil eines Kolbens oder einer Tragplatte angeordnet ist. Eine bekannte derartige Rollbalgfeder (französische Patentschrift 1 325 295) weist an ihrem unteren Ende einen ringförmigen Wulstflansch auf, dessen Durchmesser geringer ist als der des oberen Wulstflansches. Über diesem in entspanntem Zustand unteren Wulstflansch wird der Federbalg am oberen Ende eines Hohlkolbens mit Hilfe eines schalenartigen Klemmteiles gehalten. Die von dem Innendruck auf die Rollbalgfeder wirkenden Kräfte versuchen den Wulstflansch aus seiner Klemmhalterung herauszuziehen. Darüber hinaus sind gerade im Bereich der Klemmhalterungen starke Umbiegungen im Betriebszustand notwendig. Da der Hohlkolben dieser Ausführung nicht von dem luftdichten Federbalg bedeckt ist, muß er aus einem druckdichten Material bestehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rollbalgfeder der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der im Betriebszustand eine weitgehende Entlastung des Wulstflansches sowie der angrenzenden Bereiche des Rollbalges sichergestellt ist und deren unterer Teil den Hohlkolben vollständig abdichtet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnende Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Die Ausbildung des Federbalges in Form zweie stufenförmig ineinander übergehender Zylinderteil sowie die der Wulstflansche von annähernd gleichen Durchmesser ist insofern besonders vorteilhaft, al dadurch die Möglichkeit besteht, die Vulkanisatioi des Balges in einer einfachen äußeren Metallform un( mit einem beispielsweise zylindrischen Metalldon ohne sogenannte Reifenvulkanisierschläuche oder an dere Hilfsmetallteile durchzuführen. Durch das Ein ziehen des unteren zylindrischen Balgteiles in der Hohlkolben wird eine vollständige Verkleidung dei Kolbeninnenwand mit dem druckdichten Balgmaterial erreicht, die die Verwendung eines beispielsweise porösen Hohlkolbenmaterials ohne Beeinträchtigung der Dichte ermöglicht. Das Verankern des Wulstflansches in der Ringnut des im Kolbentiefsten liegenden Sicherungsringes hat zur Folge, daß bei einer Vergrößerung des Druckes im Balgiruicren aui.li die auf die Dichtungselemente wirkenden Spannkräfte eine entsprechende Steigerung erfahren.

Bei verschiedenen bekannten Federn ist es notwendig, am Wagen einen Anschlag anzubringen, der das Zusammendrücken der Rollbalgfeder beschränkt und Beschädigungen der Radaufhängung verhindert. Oft befindet sich der Anschlag im Inneren der Feder, wobei er dann entweder auf der oberen Befestigungsfläche, etwa auf der oberen Tragplatte aufmontiert ist und beim vollen Durchfedern auf der Stirnfläche des Kolbens oder auf der gegenüberliegenden Querwand einer Stützkonsole aufliegt. Der Anschlag kann jedoch auch am Kolben oder an der mit ihm verbundenen Brücke montiert sein und sich auf dem gegenüberliegenden Teil abstützen. Um eine günstigere Federwirkung beim maximalen Durchfedern zu erhalten, kann eine Gummirippe an der Stelle der Rollbalgfeder vorgesehen sein, die beim Federn mit dem gegenüberliegenden Teil in Berührung kommt und die die Funktion eines elastischen Anschlages übernimmt. Bei bekannten Ausführungen ruft diese Rippe jedoch einen Kerbeffekt hervor, durch den sich die Lebensdauer des Rollbalges verringert und die Herstellung erschwert.

Die erfindungsgemäße Rollbalgfeder besitzt einen herstellungstechnisch einfachen Federbalg. Das Balgmaterial aus Gummi- und Fadeneinlagen kann auf einem zylindrischen Dorn vorbereitet werden, wobei für die Endformung und Vulkanisation des Balges mit den nach außen umgebogenen Flanschen oder Flanschwulsten eine einfache Form ohne Heizschlauch und innere Hilfsteile ausreicht, da die Endformung des Balges in bei Ringbalgfedern bekannter Weise durch den Überdruck eines in die Form eingeführten inerten Gases erfolgen kann, wodurch sich eine homogene und kompakte Balgwand von gleichmäßiger Stärke einstellt. Auf Grund der annähernd gleichen Durchmesser der beiden Wulstflansche muß bei der Herstellung des Balgs der Rohling nicht allzusehr von Hand verformt werden, was die Sicherheit bietet, daß auch die Verteilung der Einlagefäden in der Gummiwand des Balges gleichmäßig ist.

Weiterhin ist es für die größere Lebensdauer des Rollbalges mit ausschlaggebend, daß der Balg in unmittelbarer Nähe der Wulstflansche beim Federn praktisch nicht verformt wird. Eine Kerbwirkung tritt somit nicht auf.

Gegenüber bekannten pneumatischen Rollbalpfe-

dem besteht die erfindungsgemäße Feder nur aus ei- Boden abgeschlossenen topfförmigen Gefäßes, oder ner vergleichsweise geringen Anzahl von Teilen, deren an einem anderen geeigneten Trägerelement an der Herstellung außerordentlich einfach ist. Da die Wagenachse gebildet werden kann. Der Kolben 9 hat Wulstflansche und die Sicherungsringe mindestens in hier eine gerade innere Wand, während die äußere, bezug auf die Grund-Befestigungsabmessungen 5 an das abgerundete innere bzw. obere Ende 12 angleich den bei analogen pneumatischen Ringbalgfe- schließende Außenwandfläche derart gekrümmt ist, dem sind, können beide Typen gegeneinander aus- daß der äußere Durchmesser des Kolbens 9 sich bis getauscht werden, was zu einer Verringerung der zu einer gewissen Höhe verkleinert und sich dann Systeme führt. Als Sicherungsringe für die Verbin- wieder vergrößert, bis der durch seine Basis gegebene dung der Wulstflansche des Federbalges mit der obe- io Umfang größer ist als der Umfang am oberen ren Befestigungsplatte bzw. mit dem Hohlkolben Ende 12.

können die bei Ringbalgfedem gebräuchlichen Siehe- Die in F i g. 2 dargestellte Luftfeder ist in ähnrungsringe verwendet werden, was einen einfachen licher Weise wie die Feder nach F i g. 1 ausgeführt, Austausch einer Ringbalgfeder durch eine Rollbalg- wobei gleiche Bestandteile mit den gleichen Bezugsfeder ermöglicht. ₁₅ zeichen versehen sind. Der Unterschied im Vergleich

Besteht der zylindrische Teil oder zumindest des- mit der Ausführung gemäß F i g. 1 besteht darin, daß sen oberes Ende aus Gummi, dann kann ein selbstän- der Kolben 9 aus zwei Teilen besteht, nämlich dem diger Gummianschlag und dessen BefestigungseJe- üblicherweise metallenen Sicherungsring 13, von gleimente entfallen, was zu einer weiteren Herstellungs- scher Konstruktion wie der gegenüberliegende Sichevereinfachung führt. 2o rungsring 5 zur Befestigung und Abdichtung des obe-

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Er- ren Flansches 2 des Balges 1, und aus einem zylin-

findung an Hand der Zeichnung genauer erläutert. drischen Teil 14 des Kolbens 9, welcher Teil 14 an

Es zeigt den unteren Sicherungsring anvulkanisurt und aus

F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungs- Gummi hergestellt ist, dessen Härte geeignet ist, dem

gemäße Rollbalgfeder, 25 Druck des verengten, in den Hohlkolben 9 hineinge-

F i g. 2 einen Axialschnitt durch eine andere Aus- schöbe uen Teils 8 des Balges 1 zu widerstehen. Dieser

führung. Druck wird durch Überdruck der Luft oder eines

F i g. 3 einen Axialschnitt durch einen noch nicht anderen Gases innerhalb der Luftfeder verursacht,

eingebauten Balg einer Feder nach Fi g. 1 oder 2. F i g. 3 zeigt einen herstellungsgemäß vorteilhaften,

In F i g. 1 ist eine Rollbalg-Luftfeder mit einem 30 für Luftfedern gemäß F i g. 1 und 2 bestimmten

Kolben dargestellt, dessen Basis eine Sicherungsring Balg 1 aus in bekannter Weise mit Kord- oder ande-

mit einer Rinne zur Lagerung des unteren Wulst- ren Fäden verstärktem Gummi oder einem gummi-

flansches des Balges bildet, und diese pneumatische ähnlichen Material. Der Balg besitzt einen freien zy-

Feder kann in der Montage gegen eine analoge pneu- lindrischen Teil 7, dessen beliebig kleinere oder grö-

matische Ringbalgfeder ausgetauscht werden. 35 ßere Herslellungslänge steis der erforderlichen Höhe

In der Ausführung gemäß F i g. 1 ist der Rollbalg 1 und Durchfederung der Luftfeder und eventuell auch aus Gummi oder einem gummiähnlichen Material anderen Bedürfnissen angepaßt ist. Dieser freie zyhergestellt, das mit Kord- oder anderen Fäden ver- lindrische Teil 7 geht in einen anschließenden zylinfestigt ist. Der Balg ist an seinen beiden offenen En- drischen Teil 8 über, dessen kleinerer Durchmesser den mit Wulstflanschen 2 und 3 versehen, die gleiche 40 für das Hineinschieben in einen Hohlzylinder 9 beDurchmesser haben und nach außen umgebogen sind. messen ist und dessen Länge der Höhe dieses Hohl-Der obere Flansch 2 ist mit seiner Wulst in eine Nut- Zylinders 9 entspricht. An beiden offenen Enden ist rinne 4 des Sicherungsringes 5 eingelegt, der durch der Balg 1 mit nach außen gebogenen Wulstf lan-Schrauben an einer nicht dargestellten Befestigungs- sehen 2 und 3 von gleichem Durchmesser versehen, plattenfläche festgehalten wird, die in der gleichen 45 Die Form dieser Wulstflansche 2 und 3 ist den Nuten Art ausgeführt ist wie bei der analogen pneumati- oder Rinnen4 und 10 der Sicherungsringes und 15 sehen Ring- oder Faltenbalgfeder und also allgemein oder 13 angepaßt, damit die Flansche sicher festgebekannt ist. Diese Befestigungsfläche kann z. B. an legt werden können.

einer Trägerplatte, am Flansch in der Vorderwand In F i g. 1 und 2 ist die Luftfeder im Betriebszueines topfförmigen, mit einem Boden abgeschlosse- 50 stand. Sie ist belastet und enthält Im Inneren Drucknen Gefäßes oder an einem anderen geeigneten, mit luft. Vergrößert sich ihre Belastung, so wird der Koleiner Druckluftzufuhr in die Luftfeder versehenen ben fortschreitend in den durch den freien zylin-Trägerelement am überbau des Fahrzeuges ausge- drischen Teil 7 des Balges abgegrenzten Raum hineinbildet werden. gedrückt, wobei sich die äußere Wand des Balges 1

Der Balg 1 der Luftfeder hat einen freien Teil 7 55 ausbeult und fortschreitend an das obere Ende 12 zwischen dem Sicherungsring 5 des oberen Wulst- des Kolbens 9 und weiter auch an die äußere Wandflansches 2 und dem Hohlkolben 9 und geht in einen fläche des zylindrischen Teils des Kolbens 9 anlegt, zylindrischen Teil mit kleinerem Durchmesser über, an die sie durch den ständig anwachsenden Überweicher in den Hohlkolben 9 hineingeschoben ist und druck tier Luft in der Feder angedrückt wird,
an dessen innere Wand anliegt. Der untere Wulst- 60 Bei der Luftfeder gemäß F i g. 2 kann es vorkomflansch3 ist in die Rinne 10 des Sicherungsringes 15 men, daß das obere Ende 12 des Kolbens 9 gemeinhineingedrückt, der durch die Basis des Hohlkol- sam mit der über ihn umgebogenen Wand des Baibens 9 gebildet wird. Der Hohlkolben 9 wird durch ges 1 bis an die über den oberen Sicherungsring 5 umSchrauben 11 an einer nicht dargestellten Befesti- gebogene Wand anstößt. Da in dieser Ausführung gungsplattenflache befestigt, deren Ausführung der 65 der zylindrische Teil 14 des Kolbens aus Gummi her-Befestigungsfläche der analogen pneumatischen FaI- gestellt ist und als elastischer Anschlag wirkt, wird tenbalgfeder entspricht und z. B. an einer Trägerplatte, der Stoß gedämpft. Bei der Luftfeder gemäß Fig. 1 am Flansch in der Vorderwand eines durch einen muß ein elastischer Anschlag an das Fahrzeug oder

in die pneumatische Feder durch eines der bekannten und bereits kurz beschriebenen Verfahren besonders eingebaut werden.

Verkleinert sich die Belastung der Luftfeder, so entfernt sich der Kolben 9 weiter vom oberen Sieherungsring 5 und schiebt sich aus dem durch den freien zylindrischen Teil 7 des Balges 1 begrenzten Raum heraus, dessen äußere, über das obere Kolbenende 12 und zu einem gewissen Maße auch über die äußere Wand des zylindrischen Teils des Kolbens 9 umgebogene und an diesen durch den sich fortschreitend verringernden Luftüberdruck angedrückte Wand sich in umgekehrter Folge verformt und in die Ausgangslage zurückkehrt.

Bei den in F i g. 1 und 2 dargestellten Luftfedern ist der in F i g. 3 dargestellte, mit dem Kolben verbundene Teil8 des Balges zylindrisch. Wesentlich zylindrisch ist auch die innere Wand des Hohlkolbens 9, an die dieser Teil 8 des Balges 1 anliegt. Es ist allerdings möglich, die innere Wand des Hohlkolbens 9 z. B. aus Herstellungs- und anderen Gründen im mittleren Teil vom Druck des Teiles der Wand des Balges 1 durch eine Abstufung zu entlasten oder sie mäßig konisch zu gestalten oder ihr eine andere geeignete Form zu geben. Ebenso kann auch die Form des mit dem Kolben verbundenen Teils 8 des Balges 1 entsprechend den verschiedenen Anforderungen modifiziert werden.

Obwohl die beschriebenen Beispiele der erfindungsgemäßen Luftfedern im Zusammenhang mit der Federung eines Fahrzeuges diskutiert worden sind, ist es für den Fachmann klar, daß die Vorteile der vorgeschlagenen Lösung überall dort angewendet werden können, wo pneumatische Federn gewöhnlich angewendet werden, z. B. zur Abfederung von Grundplatten, Maschinen und in weiteren ähnlichen Fällen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1 Rollbalg-Luftfeder mit einem Rollbalg aus gewebeverstärktem Gummi oder einem gummiähnlichen Material, dessen einer Endteil mittels eines nach radial außen umgebogenen Wulstflansches mit einem Hohlkolben und dessen anderer Endteil mittels eines ebenfalls nach radial außen umgebogenen Wulstflansches mit einer Befestigungsplatte verbunden ist und dessen beide Wulstflansche in entsprechend geformte Ringnuten je eines Sicherungselements eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der unbelastete, mit Wulstflanscben (4,10) von annähernd gleichem Durchmesser versehene Balg (1) einen freien zylindrischen oder zylinderähnlichen Feder-Teil (7) und einen ebenfalls zylinderförmigen, die Innenwände des Hohlkolbens

   (9) vollständig bedeckenden Teil (8) von kleine- ao rem Durchmesser aufweist, dessen Wulstflansch

   (10) in der unteren Stirnseite des Hohlkolbens (9) verankert ist.
2. 2. Rollbalg-Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Kolbenende (12) des Hohlkolbens (9) mit der über ihn umgebogenen Wand des Balges (1) einen elastischen Anschlag für die innere Wand des Balges (1) an der Stelle bildet, an der sie über den oberen Sicherungsring (5) umgebogen ist.