DE2646663B2 - Faltenbalg für Gelenkfahrzeuge - Google Patents

Description

Bei einem bekannten, gegenwärtig weit verbreiteten Faltenbalg gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bestehen die Ringscheiben aus einem mit flexiblem Kunststoff-Auftrag versehenen Gewebe und sind durch Nähen entlang den Ringscheibenrändern miteinander verbunden, wobei ihr äußerer Umriß genau dem äußeren Umriß der Karosserie des Gelenkfahrzeuges, insbesondere eines Gelenkbusses, folgt. Der innere Umriß des Faltenbalges verläuft entsprechend dem Verlauf der Innenränder der Ringscheiben annähernd parallel zu dem äußeren Umriß.

Jedoch ist der bekannte Faltenbalg aufgrund der ihn bildenden zugeschnittenen und zusammengenähten Ringscheiben nicht selbsttragend, so daß er in seiner horizontalen Befestigungslage am Gelenkfahrzeug in der Längsmitte nach unten durchhängt, wenn nicht die Rippenränder entlang der Naht mittels zusätzlicher Metallprofileinfassungen versteift werden. Ein Nachteil dieser Ausführung liegt darin, daß durch die Wirkung der beim Auseinanderziehen des Faltenbalges auftretenden Spannungen die Metalleinfassungen bleibend verformt werden. '"

Bei einem anderen bekannten, einstückig hergestellten Faltenbalg aus Gummi oder thermoplastischem Material (DE-OS 17 50 604) soll die Gefahr, daß die Falten bei starker Streckung des Balges leicht einknicken und beim anschließenden Zusammendrük- 5^r> ken vielfach ihre Ausgangslage nicht wieder einnehmen, dadurch vermieden werden, daß der Faltenbalg aus einer Anzahl mit Gummi oder thermoplastischem Kunststoff beschichteter Textilgewebescheiben besteht, deren flach aufeinanderlegende Innen- und Außenrän- *>o der durch Vulkanisier- oder Schweißnähte von mindestens 3 mm Breite miteinander verbunden sind. Hierdurch wird jedoch das Problem der oben angesprochenen Selbsttragefähigkeit bei Faltenbälgen für Gelenkfahrzeuge nicht gelöst.

Aufgrund der Einsatzbedingungen von Faltenbälgen für Gelenkfahrzeuge, bei denen die Faltenbälge in horizontaler Lage mit ihren beiden Enden am Gelenkfahrzeug abgestützt sind, ist fur Kurvenfahrten eine möglichst hohe Dehnbarkeit des Faltenbalges an seinen vertikalen Längsseiten erforderlich, während entlang ihrer vertikalen Mittelebene eine möglichst hohe Steifigkeit verlangt wird, damit der Faltenbalg selbsttragend wird und nicht unter seinem Gewicht in der Längsmitte durchhängt. Andererseits werden Faltenbälge für Gelenkfahrzeuge bei Kurvenfanrten in der Quermitte seiner Boden- und Deckenwände regelmäßig weniger stark gedehnt, als an der Vertikalseite des Faltenbalges, die an der Kurvenaußenseite liegt Dies kann zur Verbesserung der selbsttragenden Eigenschaften eines Faltenbalges für Gelenkfahrzeuge ausgenutzt werden.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, einen selbsttragenden Faltenbalg mit hoher Umfangssteifigkeit bei gleichwohl großer Dehn- und Biegefähigkeit für Kurvenfahrten zu schaffen.

Bei einer Dehnung des Faltenbalges, bei welcher die Ringscheiben aus ihrer im wesentlichen ebenen Anfangsform herausgebogen werden, bauen sich in den Ringscheiben in Abhängigkeit von der Breite, der Scheibendicke und dem Elastizitätsgrad Rückstellkräfte auf, welche dieser Verformung entgegenwirken. Durch den erfindungsgemäßen Verlauf der Breite der Ringscheiben gemäß dem Anspruch 1 sind diese Rückstellkräfte in der Mitte der Boden- und Deckenwand des Faltenbalges größer als an den vertikalen Seitenwänden. Wenn daher der erfindungsgemäße Faltenbalg unter Vorspannung in das Gelenkfahrzeug eingebaut wird, sind in der Decken- und Bodenwand verhältnismäßig hohe Rückstellkräfte vorhanden, welche dem Durchhängen des Faltenbalges in seiner Mitte entgegenwirken. Gleichwohl ist der Dehnungsgrad des Faltenbalges für Kurvenfahrten weiterhin groß, weil hierfür im wesentlichen nur die Dehnbarkeit der vertikalen Seitenwände des Faltenbalges verantwortlich sind, wo die verformbare Ringscheibenbreite hinreichend groß bleibt.

Die Selbsttragefähigkeit des erfindungsgemäßen Faltenbalges wird somit durch dessen Montage im vorgespannten Zustand und die dadurch erreichte hohe Steifigkeit des Faltenbalges in Umfangsrichtung gewährleistet. Gleichzeitig bleibt der Faltenbalg wegen der senkrecht zur Vertikalebene möglichen Biegefähigkeit an den vertikalen Seitenwänden in hohem Maße dehnbar.

Ein erfindungsgemäßer Faltenbalg für ein Gelenkfahrzeug ist wesentlich steifer als alle für diesen Zweck bekannten Faltenbälge. Da durch die erfindungsgemäße Lösung eine selbsttragende Konstruktion erreicht wird, ohne daß zusätzliche Metallbewehrungen angewendet werden müssen, kann die Lebensdauer des Faltenbalges gesteigert werden, weil die Hauptursache des Schadhaftwerdens, nämlich die Anwendung von Metallbewehrungen beseitigt ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung nimmt die Dicke der Ringscheiben von den Enden des Faltenbalges zu seiner Mitte hin ständig ab. Dies ist bei einem erfindungsgemäßen Faltenbalg aufgrund seiner selbsttragenden Eigenschaften möglich.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die äußeren und die inneren Ränder der Ringscheiben mit Gummi-Profilbändern eingefaßt. Dies ist an sich bekannt (FR-PS 13 06 790). Bei dem erfindungsgemäßen Faltenbalg dienen solche Einfassungen mit Gummi-Profilbändern als Schutz der Scheibenränder gegen Beschädigung beim Gebrauch des Faltenbalges, zur

Beseitigung möglicher Undichtigkeiten in der Verbindung der Ringscheibenränder und zur optischen Abdeckung der Ringscheibenränder.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert, welches aus der Zeichnung und der folgenden Beschreibung ersichtlich ist. In aer Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht eines Faltenbalges, gesehen in seiner Längsrichtung,

Fig.2 einen Teilquerschnitt durch die Ringscheiben des Faltenbalges und die gegenseitige Verbindung der Ringscheibenränder, und

F i g. 3 die Verbindung der Ringscheibenränder aus F i g. 2 in vergrößertem Querschnitt

Der aus einem Textil-Elastomer-System gefertigte Faltenbalg aus ihn umlaufenden Ringscheiben ist flexibel und gleichzeitig selbsttragend, so daß keine gesonderten Metal I-Versteifungselemente erforderlich sind.

Die Ringscheiben des Faltenbalges bestehen aus einer Gewebeschicht 3' an der Faltenbalg-Außenseite, einer inneren Gewebeschicht 3" an der Faltenbalg-Innenseite und einer zwischen diesen Gewebeschichten verlaufenden Elastomerschicht 4, die z. B. aus Gummimaterial ist. Die Schichten sind miteinander unter Ausbildung eines Schichtenkörpers verbunden. Die Anzahl der Textilschichten und damit die Anzahl der inneren Elastomerschichten kann auch vervielfacht werden.

Zur Ausbildung des Faltenbalges sind die Ringscheiben aus den beiden Gewebeschichten 3' und 3" und der jo dazwischenliegenden Elaslomerschicht 4 mit ihren aneinandergrenzenden, bündig abschließenden äußeren bzw. inneren Rändern in an sich bekannter Weise miteinander verbunden. Die äußeren Ringscheibenränder sind von außen mit einem Profilband 1, und die js inneren Ringscheibenränder von innen her mit einem inneren Profilband 2 abgedeckt. Die Profilbänder 1 und 2 umgreifen die aneinanderliegenden Ringscheibenränder beidseitig um das Maß a. Dadurch ist ein entsprechendes ästhetisches Aussehen für den Faltenbalg gewährleistet. Ferner werden durch das Abdecken der Ringscheibenränder eventuelle Undichtigkeiten und die Beschädigung der Ringscheibenränder während des Gebrauchs des Faltenbalges verhindert.

Die äußere Gewebeschicht 3' und die innere 4^r> Gewebeschicht 3" können zusätzlich mit einer Elastomerschicht 5 abgedeckt sein. Dadurch kann der Textilstoff vor Witterungs- und sonstigen schädlichen Einwirkungen geschützt werden.

Die parallel aneinanderliegenden, mit ihren Stirnsei- w ten bündig abschließenden Ringscheibenränder benachbarter Ringscheiben werden während der Konfektionierung über die Randbreite a hin miteinander verbunden. Die richtige Auswahl der Breite a trägt wesentlich zu den selbsttragenden Eigenschaften und zur aufnahme v> des auftretenden Kräftespiels bei. Diese Breite kann in Abhängigkeit der Abmessungen bzw. des Eigengewichtes des jeweiligen Faltenbalges bestimmt und daran angepaßt ausgewählt werden.

Die Ringscheiben des in der Zeichnung dargestellten wi tunnelartigen Faltenbalges für Gelenkfahrzeuge (z. B. für Gelenkbusse, Eisenbahnwaggons und dgl.) sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, symmetrisch zur vertikalen Mittelebene des Faltenbalges derart gestaltet, daß die Breite b der Ringscheiben an den Vertikalseiten des Faltenbalges konstant ist, während die Breite der Ringscheiben an den Horizontalseiten des Faltenbalges ausgehend vom Übergang der Vertikalseiten zu der Horizontalseite bis zu der Symmetrieebene hin für die obere Wand des Faltenbalges bis zum Maß cund für die untere Wand des Faltenbalges bis auf das Maß c/ständig in vorbestimmtem Maße abnimmt. Es ist wesentlich, daß der Übergang zwischen den Vertikalseiten und den Horizontalseiten ohne Knick in einem Bogen mit vorbestimmtem Krümmungsradius erfolgt. Im Ausführungsbeispiel ist das Maß c an der Deckenwand des Faltenbalges größer als das Maß d an der Bodenwand des Faltenbalges.

Durch eine solche Gestaltung der Faltenbalg-Ringscheiben mit sich in der beschriebenen Weise ändernder Ringscheibenbreite wird erreicht, daß bei einer Montage des Faltenbalges unter Vorspannung, bei welcher der Faltenbalg in teilweise gedehntem Zustand montiert wird, in den Faltenbalgwänden an der unteren und oberen Horizontalseite des Faltenbalges innere Spannungen aufgebaut werden, durch welche der Faltenbalg selbsttragend wird. Andererseits ist durch die Zunahme der Breite der Ringscheiben an den Horizontalseiten bis zu den Vertikalseiten des Faltenbalges hin und die verhältnismäßig breite Gestaltung der Ringscheiben an den Vertikalseiten gewährleistet, daß der Faltenbalg in einer Richtung senkrecht zur Vertikalen in hohem Maße biegsam ist und sich dabei an den Vertikalseiten stark auseinanderziehen und zusammenziehen läßt.

Die Steifigkeit des Faltenbalges entlang des Umfanges ist durch die Breite a der Verbindung der Ringscheibenränder und durch den Aufbau der Ringscheiben aus Gewebeschichten mit dazwischenliegender Elastomerschicht bestimmt. Die Elastomerschicht zwischen den beiden Gewebeschichten kann z. B. aus Gummi oder Kunststoff sein und kann in diesem System als inkompressibel angenommen werden.

Daher wird während der Biegebeanspruchung in den Gewebeschichten eine Spannung erzeugt, deren Größe vom Ausmaß der Biegebeanspruchung und damit von dem Ausmaß abhängig ist, in welchem der Faltenbalg bei der Montage auseinandergezogen wird. Da hierbei während der Montage die Ringscheiben an den Horizontalseiten des Faltenbalges eine gleichmäßige Vorspannung erhalten, verhalten sich die Ringscheiben in Umfangsrichtung als steife Systeme, so daß sich der Faltenbalg selbst als steifes System verhält.

Die Befestigung des Faltenbalges an die durch ihn zu verbindenden Teile des Gelenkfahrzeugs erfolgt mittels der Anschlußelemente an den Enden des Faltenbalges. Es ist daher zweckmäßig, diese Endelemente aus mehreren Textil-Elastomer-Schichten herzustellen, damit sie den hier auftretenden mehrseitigen und erhöhten Beanspruchungen ausreichend widerstehen können.

Wie aus Fig. I ersichtlich, verläuft dort im Querschnitt die Deckenwand des Faltenbalges zur vertikalen Symmetrieebene hin nach oben gewölbt, während die Bodenwand an ihrer Außenseite im wesentlichen horizontal und an der Innenseite nach unten ausgewölbt verläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ί. Faltenbalg für Gelenkfahrzeuge, aus an ihren inneren und äußeren Rändern aneinanderliegend miteinander verbundenen Ringscheiben in ebenem Zuschnitt aus einem Textil-Elastomer-System mit wenigstens zwei Textilschichten und einer zwischen diesen befindlichen Elastomerschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Ringscheiben (3', 3", 4) entlang den Vertikalseiten des Ό Faltenbalges konstant (b)und entlang den Horizontalseiten des Faltenbalges ausgehend von deren Übergang zu den Vertikalseiten zur Mitte hin abnimmt (c. d) und jeweils die Seiten einer Ringscheibe stetig über einen Bogen aneinander anschließen.
2. 2. Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Ringscheiben (S', 3", 4) von den Enden des Faltenbalges zu seiner Mitte hin ständig abnimmt
3. 3. Faltenbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren und die inneren Ränder der Ringscheiben mit Gummi-Profilbändern (1,2) eingefaßt sind.

   25