WO2018054567A1 - Luftfederbalg - Google Patents

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WO2018054567A1
WO2018054567A1 PCT/EP2017/066419 EP2017066419W WO2018054567A1 WO 2018054567 A1 WO2018054567 A1 WO 2018054567A1 EP 2017066419 W EP2017066419 W EP 2017066419W WO 2018054567 A1 WO2018054567 A1 WO 2018054567A1
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WO
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layer
outer layer
air spring
elastomer
spring bellows
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PCT/EP2017/066419
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Reinhard Stahmer
Siegfried Reck
Claus-Lueder Mahnken
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Contitech Luftfedersysteme Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an air spring bellows with an elastomer matrix, at least one reinforcement layer embedded in the elastomeric matrix and a reinforced outer layer having an inner and an outer surface, the inner surface being fixedly connected to the elastomeric matrix.
  • Bellows of the type mentioned are known and in use.
  • the reinforced outer layer serves to protect the air bag against abrasion, contamination, stone chipping etc.
  • Corresponding air spring bellows are disclosed in DE 10 2006 016 140 AI or DE 10 2013 108 900 AI.
  • isocyanate is used as a bonding agent between the reinforcements in the outer layer and the elastomer of the outer layer.
  • isocyanate is brittle and inflexible, stiffening the fabric and rendering the bellows wall more inflexible. Only at high temperatures, the isocyanate can play its strengths, namely elasticity and good adhesion.
  • the outer layer can also serve to improve the fire protection.
  • DE 10 2015 217 873.0 shows a corresponding air spring bellows.
  • the outer layer consists of two layers each of an elastomer mixture and a third, arranged between these layers, layer of a woven, knitted or knitted fabric.
  • this outer layer because it is optimized for fire protection and has three layers, is rather thick and stiff, so that it can negatively influence the rolling properties of the bellows.
  • the invention had the object to improve an air spring bellows of the type described in such a way that the outer layer is as thin as possible and can be formed without stiffening adhesion promoter.
  • the outer layer comprises a single layer of elastomer, in which a gap-containing support layer is embedable such that the elastomer can be pressed only by mechanical means in the gaps of the support layer and forms a mechanical engagement with the support layer, said the elastomer layer has a thickness which corresponds to the thickness of the support layer such that the support layer projects at least on one side against the outer surface of the outer layer at least.
  • the thickness of the outer layer is greatly reduced.
  • a bonding agent is not required.
  • the elastomeric material of the outer layer is well adaptable to the fields of application and the material of the support layer of the air spring bellows.
  • the support layer of the outer layer projects at least partially out of the outer surface of the outer layer.
  • the thickness of the outer layer is thus further reduced.
  • the material of the support layer protruding from the outer surface can be optimized for the respective application. Since the effective proportion of the elastomer matrix of the outer layer loses functional importance due to the outstanding support layer, a particularly elastic mixture without regard to its wear behavior can be used here. As a result, the rigidity of the outer layer is particularly adaptable.
  • the support layer is spaced from the inner surface of the outer layer.
  • the support layer is a fabric. In a further development of the invention, the support layer is a knitted fabric.
  • the support layer is a knitted fabric.
  • the thickness of the outer layer is between 0.1 and 1 mm. In a further development of the invention, the thickness of the outer layer is between 0.2 and 0.8 mm.
  • FIG. 1 shows a cross section through the bellows wall of an air spring bellows according to the invention
  • Fig. 2 shows the layer structure of the support layer in a plan view
  • Fig. 3 shows an embodiment of the bellows wall with outstanding out of the outer layer support layer.
  • Fig.l shows the wall 1 of a bellows in cross section.
  • the wall 1 has an inner layer 2 made of pure elastomer, two fabric layers 3 and 4 and an outer layer 5.
  • the fabric layers 3 and 4 each have an elastomer matrix 3 A and 4A and embedded strength members 3B and 4B.
  • the outer layer 5 has an elastomer layer 6 and a support layer 7.
  • the support layer 7 is formed here as a fabric 8.
  • the elastomer layer 6 is mechanically pressed into the fabric 8, so that the elastomer of the elastomer layer 6 is also arranged in the gaps 9 of the fabric 8.
  • the fabric 8 is not centered in the elastomer layer 6, but is of a inner surface 10 of the outer layer 5 spaced.
  • the support layer 7 protrudes with its tissue 8 up to the outer surface 11 of the outer layer fifth
  • the fabric 8 is shown in a plan view. It has crossing fabric threads 12 with the gaps 9 therebetween.
  • the gaps 9 are, not visible here, filled with elastomeric mass.
  • Fig. 3 shows the wall 1 in a further embodiment.
  • the inner layer 2 and the fabric layers 3 and 4 are unchanged from the embodiment according to FIG. 1.
  • the outer layer 5 likewise has a support layer 7, which is constructed from a fabric 8.
  • the fabric 8 protrudes out of the outer surface 11 of the outer layer 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftfederbalg mit einer verstärkten Außenlage (5). Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, diesen Luftfederbalg derart zu verbessern, dass die Außen- läge (5) möglichst dünn und ohne versteifende Haftvermittler ausbildbar ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Außenlage (5) eine einzige Schicht (6) aus Elastomer aufweist, in die eine Lücken (9) aufweisende Stützlage (7) derart einbettbar ist, dass das Elastomer ausschließlich durch mechanische Mittel in die Lücken (9) der Stützlage (7) einpressbar ist und mit der Stützlage (7) eine mechanische Verkrallung bildet, wobei die Elastomerschicht (6) eine Dicke aufweist, die mit der Dicke der Stützlage (7) derart korrespondiert, dass die Stützlage (7) mindestens einseitig an die äußere Oberfläche (11) der Außenlage mindestens heranragt. Durch diesen Aufbau der Außenlage (5) ist die Dicke der Außenlage (5) stark reduzierbar. Ein Haftvermittler ist nicht erforderlich. Das Elastomermaterial (6) der Außenlage (5) ist an die Einsatzgebiete des Luftfederbalges und das Material der Stützlage (7) der Außenlage (5) gut anpassbar.

Description

Beschreibung
Luftfederbalg
Die Erfindung betrifft einen Luftfederbalg mit einer Elastomermatrix, mindestens einer in die elastomere Matrix eingebetteten Festigkeitsträgerlage und einer verstärkten Außenlage mit einer inneren und einer äußeren Oberfläche, wobei die innere Oberfläche mit der elastomeren Matrix fest verbunden ist.
Luftfederbälge der genannten Art sind an sich bekannt und im Einsatz. Die verstärkte Außenlage dient dazu, den Luftfederbalg gegen Abrieb, Verschmutzung, Steinschlag etc. zu schützen. Entsprechende Luftfederbälge sind in der DE 10 2006 016 140 AI oder der DE 10 2013 108 900 AI offenbart.
In den beiden genannten Fällen dient Isocyanat als Haftvermittler zwischen den Festigkeitsträgern in der Außenlage und dem Elastomer der Außenlage. Bei Raumtemperatur ist Iso- cyanat spröde und unflexibel, sodass es das Gewebe versteift und die Balgwand unflexibler macht. Nur bei hohen Temperaturen kann das Isocyanat seine Stärken, nämlich Elastizität und gute Haftung ausspielen.
Die Außenlage kann auch zur Verbesserung des Brandschutzes dienen. Die DE 10 2015 217 873.0 zeigt einen entsprechenden Luftfederbalg. In diesem Fall besteht die Außenlage aus zwei Schichten jeweils einer Elastomermischung und einer 3., zwischen diesen Schichten angeordneten, Lage aus einem Gewebe, Gewirke oder Gestrick.
Dieser Aufbau kommt zwar ohne einen Haftvermittler aus, jedoch ist diese Außenlage, weil für den Brandschutz optimiert und dreilagig, recht dick und steif, sodass sie die Abrolleigenschaften des Balges negativ beeinflussen kann. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Luftfederbalg der eingangs geschilderten Art derart zu verbessern, dass die Außenlage möglichst dünn und ohne versteifende Haftvermittler ausbildbar ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Außenlage eine einzige Schicht aus Elastomer aufweist, in die eine Lücken aufweisende Stützlage derart einbettbar ist, dass das Elastomer ausschließlich durch mechanische Mittel in die Lücken der Stützlage einpressbar ist und mit der Stützlage eine mechanische Verkrallung bildet, wobei die Elastomerschicht eine Dicke aufweist, die mit der Dicke der Stützlage derart korrespondiert, dass die Stützlage mindes- tens einseitig an die äußere Oberfläche der Außenlage mindestens heranragt.
Durch diesen Aufbau der Außenlage ist die Dicke der Außenlage stark reduzierbar. Ein Haftvermittler ist nicht erforderlich. Das Elastomermaterial der Außenlage ist an die Einsatzgebiete und das Material der Stützlage des Luftfederbalges gut anpassbar.
In einer Weiterbildung der Erfindung ragt die Stützlage der Außenlage mindestens teilweise aus der äußeren Oberfläche der Außenlage heraus.
Die Dicke der Außenlage ist damit weiter verringert. Das Material der aus der äußeren Ober- fläche herausragenden Stützlage ist auf den jeweiligen Einsatzfall optimierbar. Da der wirksame Anteil der Elastomermatrix der Außenlage durch die herausragende Stützlage an funktioneller Bedeutung verliert, kann hier eine besonders elastische Mischung ohne Rücksicht auf ihr Verschleißverhalten zum Einsatz kommen. Dadurch ist die Steifigkeit der Außenlage besonders gut anpassbar.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Stützlage von der inneren Oberfläche der Außenlage beabstandet.
Durch den Abstand der Stützlage von der inneren Oberfläche ist eine optimale Verbindung der Außenlage mit der Elastomermatrix des Balges erreichbar, da eine gute Vulkanisation der elastomeren Materialien gegeben ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Stützlage ein Gewebe. In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Stützlage ein Gewirke.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Stützlage ein Gestrick. Durch die Wahl eines jeweils optimierten Aufbaus der Stützlage ist das Verhalten der Außenlage sehr gut beeinflussbar.
In einer Weiterbildung der Erfindung liegt die Dicke der Außenlage zwischen 0,1 und 1 mm. In einer Weiterbildung der Erfindung liegt die Dicke der Außenlage zwischen 0,2 und 0,8 mm.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Außenlage ist eine besonders geringe Dicke der Außenlage erreichbar, was das Abrollverhalten des fertigen Balges verbessert.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Balgwand eines erfindungsgemäßen Luftfederbalges, Fig. 2 den Lagen- Aufbau der Stützlage in einer Draufsicht und
Fig. 3 eine Ausführungsform der Balgwand mit aus der Außenlage herausragender Stützlage. Die Fig.l zeigt die Wand 1 eines Luftfederbalges im Querschnitt. Die Wand 1 weist eine Innenlage 2 aus reinem Elastomer, zwei Gewebelagen 3 und 4 und eine Außenlage 5 auf. Die Gewebelagen 3 und 4 weisen jeweils eine Elastomermatrix 3 A und 4A sowie eingebettete Festigkeitsträger 3B und 4B auf. Die Außenlage 5 weist eine Elastomerschicht 6 und eine Stützlage 7 auf. Die Stützlage 7 ist hier als Gewebe 8 ausgebildet.
Die Elastomerschicht 6 ist in das Gewebe 8 mechanisch eingepresst, sodass das Elastomer der Elastomerschicht 6 auch in den Lücken 9 des Gewebes 8 angeordnet ist. In dieser Ausführung liegt das Gewebe 8 nicht mittig in der Elastomerschicht 6, sondern ist von einer inneren Oberfläche 10 der Außenlage 5 beabstandet. Die Stützlage 7 ragt mit ihrem Gewebe 8 bis an die äußere Oberfläche 11 der Außenlage 5.
In der Fig. 2 ist das Gewebe 8 in einer Draufsicht gezeigt. Es weist sich kreuzende Gewebefäden 12 mit den dazwischen liegenden Lücken 9 auf. Die Lücken 9 sind, hier nicht sichtbar, mit elastomerer Masse gefüllt.
Fig. 3 zeigt die Wand 1 in einer weiteren Ausführungsform. Unverändert gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Innenlage 2 und die Gewebelagen 3 und 4. Die Außenlage 5 weist ebenfalls eine Stützlage 7 auf, die aus einem Gewebe 8 aufgebaut ist. Hier ragt das Gewebe 8 aus der äußeren Oberfläche 11 der Außenlage 5 heraus.
Bezugszeichenliste
(gehört zur Beschreibung)
1 Wand
2 Innenlage
3, 4 Gewebelagen
3A, 4A Elastomermatrix der Gewebelagen 3, 4
3B, 4B Festigkeitsträger der Gewebelagen 3, 4
5 Außenlage
6 Elastomerschicht der Außenlage 5
7 Stützlage der Außenlage 5
8 Gewebe der Stützlage 7
9 Lücken des Gewebes 8
10 innere Oberfläche der Außenlage 5
11 äußere Oberfläche der Außenlage 5
12 Gewebefäden des Gewebes 8

Claims

Patentansprüche
1. Luftfederbalg mit mindestens einer Elastomermatrix (3A, 4A), mindestens einer in die mindestens eine elastomere Matrix (3A, 4A) eingebetteten Festigkeitsträgerlage (3B, 4B) und einer verstärkten Außenlage (5) mit einer inneren (10) und einer äußeren (11) Oberfläche, wobei die innere Oberfläche (10) mit der elastomeren Matrix (3A, 4A) fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlage (5) eine einzige Schicht (6) aus Elastomer aufweist, in die eine Lücken (9) aufweisende Stützlage (7) derart einbettbar ist, dass das Elastomer ausschließlich durch mechanische Mittel in die Lücken (9) der Stützlage (7) einpressbar ist und mit der Stützlage (7) eine mechanische Verkral- lung bildet, wobei die Elastomerschicht (6) eine Dicke aufweist, die mit der Dicke der Stützlage (7) derart korrespondiert, dass die Stützlage (7) mindestens einseitig an die äußere Oberfläche (11) der Außenlage mindestens heranragt.
2. Luftfederbalg nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlage (7) der Außenlage mindestens teilweise aus der äußeren Oberfläche (11) der Außenlage (5) herausragt.
3. Luftfederbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlage (7) von der inneren Oberfläche (10) der Außenlage (5) beabstandet ist.
4. Luftfederbalg nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlage (7) ein Gewebe (8) ist.
5. Luftfederbalg nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlage (7) ein Gewirke ist.
6. Luftfederbalg nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlage (7) ein Gestrick ist.
7. Luftfederbalg nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Außenlage (5) zwischen 0,1 und 1 mm liegt.
8. Luftfederbalg nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Außenlage (5) zwischen 0,2 und 0,8 mm liegt.
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