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Gummiluftfeder Mit der zunehmenden Einführung des Leichtbaues stellt
sich immer mehr das Erfordernis der Anwendung progressiver Federungen heraus, d.
h. die Verwendung solcher Federn, die für jede Belastungslage die gleiche Stoßbeschleunigung
sichern. Die Erfindung trägt diesen Gegebenheiten Rechnung. Mit ihrer Hilfe wird
eine Feder verwirklicht, die sich aus verschiedenen Federungskomponenten zusammensetzt,
und zwar aus der Federung einer Luftfeder und einer Gummifeder oder einer Luftfeder
und einer Stahlfeder. Auch können Luft-, Stahl- und Gummifeder kombiniert sein.
Die Luftfeder ergibt an sich ein Diagramm mit flachem Anstieg und ist daher für
die Praxis im allgemeinen nur dann zweckentsprechend, wenn ein verhältnismäßig hoher
Fülldruck zur Anwendung kommt. Aus praktischen Gründen ist dies aber nicht erwünscht,
und es empfiehlt sich daher, eine niedrigere Luftpressung anzuwenden und den zur
Abdichtung dienenden Gummi gleichzeitig auch zur Federung zu verwenden, wobei diesem
Gummi gegebenenfalls noch eine Stahlfeder zugeschaltet werden kann. Es ergibt sich
dann das gewünschte progressive Diagramm.
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Erfindungsgemäß besteht die Gummiluftfeder aus einem Metallmantel,
der ein elastisches Mittel, wie Gummi oder Stahlfedern oder beide in Gemeinschaft,
und ein Gasvolumen einschließt, wobei das elastische Mittel und das Gasvolumen so
aufeinander abgestimmt sind, daß sich ein möglichst progressives Diagramm mit konstanter
Subtangente ergibt. Das elastische Mittel kann dabei teilweise oder ganz aus Voll-,
Moos-, Schwamm- oder Zellengummi oder einer Kombination aus diesen Stoffen bestehen.
Zur Erhöhung der Steifheit des elastischen Mittels ist es gegeben, eine Umhüllung
mit Textilfasern oder Metalldrähten zu verwenden. Zur Aufnahme der Vorspannung können
die beiden Gehäuseschalen mit umlaufenden
Bunden, die einander
übergreifen, versehen sein. Werden die Gehäuseschalen mit gewölbter Oberfläche ausgeführt,
so erreicht man durch ihre Einfederung die Wirkung der Zuschaltung einer Stahlfeder,
die auch als Schrauben- oder Spiralfeder im Innern der Luftfeder angeordnet sein
kann. Ist die Zuschaltung einer Reibungsdämpfung erwünscht, so sieht die Erfindung
für diesen Zweck die Anordnung ein- oder mehrteiliger Ringe auf dem äußeren Umfang
des Metallmantels vor. In weitgrer Ausgestaltung der Erfindung ist es gegeben, den
Metallmantel als ringförmigen Hohlkörper auszubilden.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in sechs Abbildungen
dargestellt, wobei die Abb. i bis 5 Ausführungsbeispiele und die Abb. 6 ein Kraftwegdiagramm
darstellen.
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Die Gummiluftfeder nach Abb. i besteht aus den beiden Gehäuseschalen
i und 2, dem elastischen Mittel 3 und dem Raum 4 für die Aufnahme des gasförmigen
Mediums. Das elastische Mittel 3 ist dabei an den Gehäuseschalen mittels Vulkanisation
oder auf ähnliche Weise befestigt, so daß der entstehende Raum 4 abgeschlossen ist.
Die Einbringung des gasförmigen Mediums kann durch die Bohrung 5, z. B. mittels
einer Injektionsnadel, erfolgen. Die Bohrung wird nach der Füllung durch ein Weich-
oder Hartlot oder ein ähnliches Mittel abgeschlossen. Die Gehäuseschalen i und 2
besitzen an ihren Enden einen umlaufenden Bund 6 bzw. 7, die die Vorspannung des
gasförmigen und des elastischen Mediums ermöglichen. Diese Bunde 6 und 7 werden
beim Zusammenbau elastisch gestaucht bzw. gedehnt, bis sie die in der Abbildung
dargestellte Stellung einnehmen, d. h. einander übergreifen. Bei der Beaufschlagung
der Feder bewegt sich das Gehäuse 2 in das Gehäuse i hinein. Dabei wird@die Form
des elastischen Mediums 3 so gewählt, daß unter Berücksichtigung des vorhandenen
Gasdruckes keine Behinderung der Federung durch das elastische Mittel 3 eintreten
kann, d. h. das elastische Mittel hat am Gehäuse i einen kleineren Außendurchmesser
als am Bund 7 des Gehäuses 2. Dabei kann, wie in Abb. 4 dargestellt ist, der Übergang
einmal bogenförmig (linke Seite der Abbildung) oder zylindrisch (rechte Seite der
Abbildung) erfolgen.
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Des weiteren ist es gegeben, das elastische Mittel 3 durch Umspinnen
oder Umkleiden mit Textilgewebe, hochfestem Draht 9 oder auf ähnliche Weise mehr
oder weniger an einer Deformation zu hindern. An Stelle der Einfüllöffnung 5 nach
Abb. i können auch die bekannten Luft- bzw. Gasventile, wie sie für Fahrradschläuche
u. dgl. bekannt sind, verwendet werden.
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In Abb.2 ist zusätzlich ein weiterer elastischer Block io beliebiger
Form vorgesehen, der ganz oder teilweise das Volumen 4 ausfüllt. Je nach der gewünschten
Federcharakteristik kann dieses elastische Mittel aus Moos-, Schwamm-, Zellen- oder
Vollgummi bestehen und ebenfalls mit einem Textilfaserstoff oder Draht umgeben sein.
In Abb. 3 sind die Stirnflächen der beiden Gehäuseschalen i und 2 gewölbt ausgeführt,
wobei je nach den vorliegenden Erfordernissen der Wölbungspfeil dem Maß der Eigenfederung
der Gehäuseschalen mehr oder weniger entspricht.
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Abweichend von den Abb. i bis 3 ist bei Abb. 4 zur Erreichung einer
größeren Dämpfung eine Reibung zwischen den Schalen i und 2 vorgesehen, und zwar
kann diese durch Aufschrumpfen oder sonstwie geartetes Aufbringen eines Ringes ii
erfolgen. Dieser Ring ii erzeugt eine Pressung zwischen den Schalen i und 2. Außerdem
ist in diesem Falle das elastische Mittel so stark ausgebildet, daß es die Vorspannung
des Gasvolumens allein aufzunehmen in der Lage ist, also die Bunde 6 und 7 entbehrt
werden können.
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In Abb. 5 sind die Gehäuseschalen i und 2 so ausgebildet, daß ein
ringförmiger Hohlraum zwischen ihnen entsteht, um gegebenenfalls eine Zugstange
hindurchführen zu können.
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Die Abb. 6 veranschaulicht das Kraftwegdiagramm zweier vorgespannter
Federn, und zwar zeigt das erste Diagramm den flachen Anstieg einer Luftfeder mit
geringem Fülldruck und das zweite Diagramm die Kennlinie der kombinierten Feder.