DE4127535A1 - Faltenbalg - Google Patents

Description

Faltenbälge, insbes. wenn sie zwischen Schienenfahr­ zeugen eingesetzt werden, deren Wagen relativ großem Relativbewegungen bei hohen Fahrgeschwindigkeiten gegeneinander ausführen müssen, bieten immer wieder Probleme aus den einander widersprechenden Forderungen, daß sie ausreichend nachgiebig sein müssen, um die Relativbewegungen zwischen zwei miteinander gekuppel­ ten Fahrzeugen nicht zu sehr zu behindern, anderer­ seits ausreichende Formstabilität haben müssen, um ihre Aufgabe als Übergangsschutz erfüllen zu können. Im Hinblick auf das erste Teilproblem sollten die Faltenbälge möglichst weich sein, im Hinblick auf die zweite Forderung sollten die Faltenbälge möglichst formstabil sein.

Die aus den widersprüchlichen Forderungen resultierende Problematik ergibt sich insbes. bei sogenannten Wellen­ bälgen, weil bei ihnen jede Welle relativ großvolumig und vom Balgmaterial einer erheblichen Länge um­ schlossen ist.

Hier setzt nun die Erfindung ein, indem sie aufgabe­ gemäß Mittel aufzeigen soll, die eine relativ gute Nachgiebigkeit eines Balges infolge relativ großvo­ lumiger rinnenförmiger "Falten" ermöglichen sollen, andererseits eine wünschenswerte Formstabilität sollen gewährleisten können.

Vorausgesetzt wird bei der Lösung der Aufgabe ein an sich bekannter Wellenbalg, bei dem in der Längs­ richtung des Balges mehrere aufeinander folgende Materialbahnen jeweils eine im wesentlichen halb­ kreisförmige Rinne bilden und jeweils zwei der aufeinanderfolgenden Rinnen entlang der einander zugehörigen, aneinander liegenden Ränder durch ein starres Profil, vorzugsweise ein im Querschnitt U-förmiges Klemmprofil aus Aluminium zusammengehalten sind.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Patent­ ansprüchen, die die Erfindung kennzeichnen. Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Seitenwand eines tunnel- oder röhrenförmigen Falten­ balgs in erfindungsgemäßer Ausbildung,

Fig. 2a, 2b, Fig. 3a, 3b in perspektivischer Darstellung eine Rinne eines erfindungsgemäß ausgebil­ deten Faltenbalgs in zwei verschiedenen Ausführungsformen, jeweils in zwei verschiedenen Betriebsstellungen.

Der Faltenbalg besteht aus zwei gleichen parallelen Seitenwänden und einem Dach, um so einen tunnel­ förmigen Übergangsschutz zu bilden oder er besteht aus zwei solchen parallelen Seitenwänden, einem Dach und einem zum Dach parallelen Boden, um einen röhrenförmigen Übergangsschutz zwischen zwei mit­ einander gelenkig gekuppelten Fahrzeugen zu bilden, zwischen denen eine Übergangsbrücke angeordnet ist, über die Personen vom einen zum anderen Fahrzeug über­ wechseln können und dabei durch den die Übergangs­ brücke umgebenden Übergangsschutz gegen Einflüsse von außerhalb geschützt sind. Ist der Übergangsschutz röhrenförmig, so befindet sich die Brücke im unteren Röhrenbereich, ist der Übergangsschutz tunnelförmig, so bildet die Brücke die Tunnelbasis bzw. komplettiert den Tunnel zur Röhre. An jedem seiner Enden ist der Faltenbalg mit einem umlau­ fenden Endrahmen versehen, mit dem er am jeweili­ gen einen der beiden Fahrzeuge befestigt ist. Bei quergeteilten Faltenbälgen sind zwischen zwei ge­ lenkig miteinander verbundenen Fahrzeugen zwei Faltenbalghälften angeordnet, jede Balghälfte ist am äußeren Ende mit einem äußeren Endrahmen am einen der Fahrzeuge befestigt und die einander zugekehrten inneren Enden der Faltenbalghälften sind mit je einem inneren Endrahmen versehen und diese Endrahmen sind fest oder vorzugsweise lös­ bar miteinander verbunden. Der Faltenbalg ist im Grundsatz ein mit Gummi beschichtetes Gewebe, Falten folgen in Balglängsrichtung aufeinander und jede Falte läuft bei röhrenförmigen Bälgen endlos ringsum, bei tunnelförmigen Bälgen vom einen unteren Ende der einen Seitenwand in dieser nach oben ins Dach ein, entlang dem Dach und am oberen Ende der anderen Seitenwand in diese andere Seitenwand ein und schließlich in dieser anderen Seitenwand zu deren unterem Ende. Faltenbälge dieser Art sind vielfach bekannt, sie sind üblich bei Schienen- und Straßenfahrzeugen, sowie auch im stationären Einsatz und insoweit ist nur der tech­ nologische Hintergrund der Erfindung erläutert.

Bei der Erfindung werden nun die "Falten" von mit Gummi und dgl. beschichteten einzelnen Gewebestrei­ fen 1 gebildet, die zu Rinnen mit im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt gebogen sind. Im Prinzip können, auf den Übergangsschutz bezogen, die Gewebestreifen 1 bzw. Materialbahnen nach außen oder innen gewölbt sei, vorzugsweise sollen jedoch die Rinnenschenkel nach innen gerichtet sein und die Rinnenwölbungen sollen mit ihren Außenseiten 2 die Außenkontur des Balges bestimmen.

Zwei aufeinanderfolgende Rinnen liegen in den Bereichen der zugewandten Längsränder aneinander und sind mit einem Klemmprofil 3 zusammengehalten. Jedes Klemm­ profil ist eine im Querschnitt U-förmige leistenför­ mige Schiene, die vom einen zum anderen Ende der Rinne verläuft und mit den anderen Schienen des Faltenbalgs zusammen die Querschnittskontur des Übergangsschutzes festlegt. Die besteht aus starrem Material, vorzugs­ weise Metall und nochmals vorzugsweise aus Aluminium.

Erfindungsgemäß ist nun jedes Klemmprofil auf seiner gesamten Länge mit einer Fahne 4 versehen, die in der Scheitellinie des "U" an das Profil angesetzt ist, vorzugsweise mit diesem einstückig ist.

Zu beiden Seiten der Fahne 4 jedes Klemmprofils 3 zwischen zwei aufeinander folgenden Rinnen ist nun eine streifenförmige Feder 5 angeordnet und mit der Fahne verbunden. Jede Feder eines Federpaares zwischen den Klemmprofilen an den freien Endrändern jeder Rinne ist so bogenförmig ausgebildet, daß die freien Feder­ enden mit einer definierten Vorspannung etwa in der Mittellinie der jeweiligen Rinne aneinander liegen. zur Vermeidung scharfer Kanten ist das Ende jeder Feder im Bereich des Zusammenwirkens mit der jeweils anderen Feder so umgebogen, daß in der Querschnittdar­ stellung ein Auge 6 gebildet ist.

An den Endrinnen ist eine solche Feder natürlich nur an der Innenseite der entsprechenden Fahne angesetzt.

Die Verbindung zwischen Fahnen und Federn erfolgt in zweckgerichteter Weise beliebig, als eine kon­ ventionelle Möglichkeit bietet sich der Einsatz von Nieten 7 an.

In den Seitenwandbereichen können Federn 5 ange­ ordnet sein, die einstückig zwischen oberem und unterem Seitenwandende geführt sind. Alternativ hierzu können einzelne Federabschnitte mit vorge­ gebenen Abständen aufeinander folgen. Entsprechendes gilt für den Dach- und gegebenenfalls Bodenbereich, wobei dort eine Federlänge so gewählt ist, daß der notwendige seitliche Versatz der Balgenden relativ zueinander nicht in einer nicht hinnehmbaren Weise eingeschränkt ist.

Ersichtlich wird der "Falten"- bzw. Wellenbalg durch die integrierte Federung gestützt und es ist eine konstant gleichmäßige Kontur des Balges gewährleistet. Nach jeder durch einen nur zeitweise Fahrtzustand verursachte Veränderung der Balgkontur gewährleistet die Federung zuverlässig die Wieder­ herstellung der Ausgangskontur. Es ist eine Ver­ gleichmäßigung der Druckverteilung innerhalb des Balges gewährleistet. Eine nur lokal auf den Balg von außen her auf diesen einwirkende Kraft gelangt nach vertretbarer Deformation des eigentlichen Balgmaterials in das jeweilige Klemmprofilpaar und wird über die Federung auf die anderen Klemm­ profilpaare verteilt. Ohne nenneswerte Belastung des beschichteten Balggewebes nimmt die Baugruppe aus Klemmprofilen und Federn in ihrer Gesamtheit jede Belastung auf, sie bildet eine Art Gerippe, das die Konstanz der Balgkontur gewährleistet, eine Belastung vom beschichteten Material weitgehend fernhält. Da das "Gerippe" in seiner Gesamtheit wirkt, ist die Bauweise am Ende kaum schwerer als bekannte Konstruktionen, weil die Federn zwar zwangsläufig zusätzliches Gewicht bedeuten, aber andererseits eine nahezu entsprechend leichtere Bauweise der Rahmen bzw. Klemmprofile möglich ist.

Die Federn können auch mit ihrer Wirkung in Längs­ richtung des Balgens eingesetzt werden, indem sie gespannt werden, wenn der Balg bei einem Schluß­ läufer mit geringstmöglicher Länge an der hinteren Stirnwand des Schlußläufers mit geeigneten u. U. all­ gemein bekannten Mitteln festgelegt wird und, nach­ dem der Schlußläufer in einer Mittelposition in einen Zug eingestellt wurde und die Haltemittel gelöst wurden, der äußere Rahmen an den Federn unter Verbleib einer Restspannung, aber Abbau der wesentlichen Spannung in den Federn an die Stirn­ seite des Folgewagens oder am äußeren Endrahmen des entsprechenden Übergangsschutzteils des Folge­ wagens angelegt wird. Eine mechanische Verbindung zwischen äußerem Faltenbalgrahmen einerseits und Stirnseite des Folgewagens bzw. äußerem Faltenbalg­ rahmen des zweiten Übergangseinrichtungsteils kann unterbleiben und die Anlage kann durch die restliche Vorspannung in den Federn gewährleistet werden. Dieses Problem der Verbindung zwischen dem äußeren Faltenbalgrahmen und einer Gegenfläche unter Ver­ zicht auf mechanische Verbindungsmittel allein durch die Vorspannung von Federn ist zwar bereits bekannt und gelöst, die hier angebotene Lösung ist aber be­ sonders zweckmäßig, weil die Federn an sich mit Rücksicht auf die vorher erörterten Gesichtspunkte vorgesehen sind und die zusätzliche Wirkung an sich beiläufig genutzt wird. Der äußere Endrahmen und die Gegenfläche können mittels Zentriermitteln relativ zueinander zentriert werden oder Anschlagmittel können begrenzt zulässigen Relativbewegungen zwischen äußerem Endrahmen und Gegenflächen ermöglichen.

In Fig. 2a und 2b ist je ein Feder­ blatt 5 in der vorbeschriebenen Weise, jedoch in einer etwas abgewandelten Form entlang seiner einen Längskante einem Klemmprofil 3 fest zugeordnet, beispielsweise mit Schrauben 8, die gleichmäßig auf die Länge des jeweiligen Feder­ blattes 5 verteilt sind, mit ihren Köpfen an der Innenseite des jeweiligen Federblatts 5 anliegen, durch das Federblatt mit Radialspiel hindurchge­ steckt und in das jeweilige Klemmprofil einge­ schraubt sind. Zur Stabilisierung ist das Auge 6 am freien Ende des jeweiligen Federblatts um eine fixierende runde Stange 9 herumgebogen.

In Fig. 2a ist die Anordnung im entlasteten Zustand dargestellt, in Fig. 2b in dem Zustand, in dem auf Materialbahn 1 eine Außenkraft einwirkt. Die Federn 5 bewirken, daß die Materialbahn 1 aus der Position gemäß Fig. 2b in die Ausgangsposition gemäß Fig. 2a zurückgestellt wird, wenn die von außen wirkende Kraft nicht mehr wirkt und daß sie stets eine Kontur ohne Unstetigkeiten aufweist.

Eine entsprechende Gegenüberstellung ist in Fig. 3a, 3b dargestellt. Hier sind jedoch keine durchgehenden Federblätter oder Abschnitte solcher Federblätter verwendet sondern aus Draht gebogene Bügelfedern 10, die mit ihren einen Enden um Stangen 11 gelegt sind, die an den Klemmprofilen 3 gehalten sind, vorzugsweise mit Klammern 12 und die mit ihren anderen Enden um eine gemeinsame Stange 13 gebogen sind.

Claims (8)

1. Faltenbalg zum Einbau zwischen Fahrzeugen, die gelenkig miteinander gekuppelt sind und eine Übergangsbrücke zwischen einander zugekehrten Fahrzeugstirnseiten aufweisen, der ein Falten­ balg als Übergangsschutz zugeordnet ist, wobei der Faltenbalg aus einzelnen, im Querschnitt rinnenförmigen Streifen besteht, die an ihren Langsrändern miteinander verbunden sind derart, daß aneinander liegende Längsränder zweier auf­ einander folgender Streifen an einem im wesent­ lichen starren, im Querschnitt U-förmigen Klemm­ profil zusammengehalten sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den Längsrändern des jeweiligen Streifens (1) ein Federelement (5, 10) wirkt, das auf die Längsränder eine nach außen gerichtete Vorspannkraft aufbringt.

2. Faltenbalg nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Längsrändern des jeweiligen Streifens (1) ein Federpaar (5) wirkt, von dem jede Feder mit ihrem einen Ende an einem der Klemmprofile (3) gehalten ist und die anderen Enden der beiden Federn aufeinander einwirken bzw. sich aneinander abstützen.

3. Faltenbalg nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß jede Feder eine in Längsrichtung des Streifens (1) verlaufende gebogene Blattfeder (5) ist und jede Blattfeder mit ihrem einen Längsrand an einem der Klemmprofile (3) gehalten ist und beide Blattfedern mit ihren anderen Längsrändern unter Einhaltung einer Vorspannung aneinander liegen, wobei jede Feder in der Draufsicht auf jede ihrer Stirnseiten bogenförmig gewölbt ist derart, daß sich die beiden Blattfedern von den eingespannten Enden aus zu ihren freien Enden knickfrei einander nähern.

4. Faltenbalg nach Anspruch 3 dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Feder in der Draufsicht auf jede ihrer Stirnseiten einen etwa S-förmigen Verlauf beschreibt, wobei das eine Ende des "S" am einen der Klemmprofile gehalten ist und das andere Ende des "S" am entsprechenden Ende der zweiten Feder des Federpaares unter Vorspannung anliegt.

5. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmprofile (3) zu beiden Seiten der Rinnen der jeweiligen Materialbahn an der der Rinne des Klemmprofils abgekehrten Seite eine Leiste bzw. Fahne (4) aufweist, an der die eine Feder (5) einer Faltenbalgrinne bzw. zwei aneinander nahe Federn zweier aufeinander folgender Falten­ balgrinnen mit ihrem Ende bzw. ihren Enden befestigt ist bzw. sind.

6. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen halbkreis­ förmigen Querschnitt der Faltenbalgrinnen, wobei die innerhalb der jeweiligen Falten­ balgrinne angeordneten Federn (5) etwa im Bereich des Mittelpunktes des Halbkreises aneinander liegen.

7. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (5) einer bzw. jeder Seitenwand und/oder des Daches und/oder des Bodens des Faltenbalges aus ein­ zelnen aufeinander folgenden Streifenabschnitten besteht.

8. Faltenbalg nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Anzahl von gebogenen Drahtfedern (10), wobei eine Anzahl von Drahtfedern in Längs­ richtung der jeweiligen Faltenbalgrinne beab­ standet aufeinander folgen und mit ihren einen Enden am einen der Klemmprofile (3) gehalten sind und ihre anderen Enden einem gemeinsamen Federträger (Stange 13, Fig. 3a, 3b) innerhalb einer der Faltenbalgrinnen zugeordnet sind.