Luftkammerfederungselement Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Luftkammerfederungselement, gekennzeichnet durch mindestens eine hohlreifenförmige Wand aus luft undurchlässigem Material, deren ringförmige Enden je mit ,einem verstärkten, eine Auflagefläche aufwei senden Wulst versehen sind, und durch an den offenen Enden dieser Wand vorgesehene, einen Wulst sitz aufweisende, an den gegeneinander abzufedernden Teilen anzubringen bestimmte Abschlussorgane,
wo bei die Auflagefläche des Wulstes und die mit ihr in Wirkungsverbindung stehende Sitzfläche des Ab schlussorgans im Längsschnitt mit der Längsachse des Elementes einen wenigstens annähernd gleichen Winkel einschliessen, derart, dass bei aufgeblasener Luftkammer der Wulstsitz den zugehörigen Wulst derart radial spreizt, dass dieser Wulst ohne Ver wendung von zusätzlichen Klemmitteln luftdicht an diesen Wulstsitz angepresst wird.
In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 ein Federungselement in belastetem Zu stand, teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt; Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein zwei tes, jedoch unbelastetes Federungselement; Fig. 3 zeigt ein aus mehreren Einzelelementen auf gebautes Federungselement, zum Teil in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt; Fig. 4 ist eine Draufsicht auf das in der Fig. 3 dargestellte Federungselement; Fig.5 zeigt ein unbelastetes Federungselement mit Puffern;
Fig. 6 ist ein Ausschnitt aus einem vergrösserten Querschnitt und zeigt einen geänderten Wulstsitz; Fig.7 zeigt ein Element mit stark verlängerter Kammerwand; Fig.8 zeigt ein Element mit unterschnittenem Wulstsitz; Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres Aus führungsbeispiel, und Fig. 10 ist ein Teil eines Querschnittes durch ein letztes Ausführungsbeispiel.
Bei allen Ausführungsbeispielen sind die beiden Platten, zwischen denen das Luftkammerfederungs- element eingespannt ist, mit 1 und 2 bezeichnet. Die untere Platte 1 ist z. B. der an der Achse eines Autos befestigte Träger, während die obere Platte 2 ein Teil des Fahrzeugrahmens oder der Fahrzeugkaros serie ist.
Im ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) sind die Deckel 3 und 4 mit Hilfe von Schrauben 5 und 6 an den Platten 1 bzw. 2 befestigt. Es ist dabei zu beachten, dass die Schrauben 5 und 6 nicht durch die Deckel 3 bzw. 4 hindurchreichen, damit nicht Luft längs der Schraubengewinde aus der Luftkammer ent weichen kann. Die Luftkammerwand ist hier als Ganzes mit 7 bezeichnet.
Sie besteht vorteilhafterweise aus mindestens zwei kreuzweise übereinanderliegen- den Schichten aus Kordgewebe, die mit Gummi oder einem andern luftundurchlässigen Material überdeckt oder imprägniert sind, damit keine Luft entweichen kann. Zu diesem Zweck eignet sich z. B. ein Butyl- gummi oder auch natürlicher Gummi, mit dem das Kordgewebe durch und durch imprägniert ist. Nötigen falls kann auch eine Dichtungsschicht an der Innen seite angebracht sein, was jedoch meistens überflüssig ist.
Die Luftkammer ist an zwei Stellen ausgebuchtet; es werden also zwei Hohlreifen 8 und 9 gebildet, während ein in einer Gummihülle 11 angeordneter Draht 10 oder ein Seil den Teil 12 der Luftkammer in der Mitte ringsherum umschliesst (Fig. 1). Die Kan ten der Kammerwand 7 sind als Wülste 15 ausgebildet und mit einer Verstärkungseinlage 13 versehen; hier mit einem Wulstseil, das jede radiale Ausdehnung verhindert.
Die beiden Deckel 3 und 4 sind je mit einem Wulstsitz versehen, der je eine axial verjüngte, das heisst kegelige Sitzfläche 14 hat und die mit der Verstärkungseinlage 13 versehenen Wülste 15 weisen kegelige Auflageflächen 16 auf, die auf die Sitz flächen 14 der Deckel 3 und 4 passen. Die Wulst sitze dieser Deckel 3 und 4 weisen noch je eine Anlegefläche 17 auf, an welchen die Seitenflächen der Wülste, besonders im belasteten Zustand, anliegen und so eine zusätzliche Dichtung ergeben. Nach Wunsch können auf diesen Anlegeflächen rings herumlaufende Dichtungsrippen vorgesehen werden.
Die Verjüngung der Wulstflächen 16 kann etwas variieren, und es ist vorzuziehen, beim Einbringen der Luft in die Luftkammer die ganze Dichtung durch eine gewisse Keilwirkung zwischen der Sitzfläche 14 und der Auflagefläche 16 zu sichern, ohne sich auf die zusätzliche Dichtung durch die Anlegefläche 17 zu verlassen. Der Luftdruck drückt die Wülste axial auseinander und bewirkt so eine luftdichte Verbin dung zwischen den Flächen 14 und 16. Selbstver ständlich ist der innere Durchmesser des Wulstes 15 klein genug, um eine gute Dichtung zwischen den Flächen 14 und 16 zu ermöglichen.
Wenn die Wülste auf die Wulstsitze gepresst werden, entsteht nicht nur eine luftdichte Verbindung, sondern auch eine hinreichende Haltekraft zwischen den beiden Flächen, so dass, wenn die Platten 1 und 2 unter normalen Bedingungen in die Stellung gebracht werden, in der sie voneinander den grösstmöglichen Abstand aufwei sen, die Haltekräfte gross genug sind, um eine Tren nung der Kammerwand von den Deckeln zu verhin dern. Zur Begrenzung des zulässigen maximalen und minimalen Abstandes zwischen den Platten 1 und 2 können an sich bekannte Anschläge angebracht sein.
Die als Druckmittel dienende Luft wird durch ein in die Platte 1 eingesetztes Ventil 18, das auf eine Bohrung des Deckels 4 passt, eingeführt. Wenn das Ventil so angeordnet ist, wie es in der Fig. 1 darge stellt ist, sind natürlich gewisse Massnahmen nötig, um das Ventil gegen den Deckel 4 hin genügend abzudichten.
Beim Zusammensetzen dieses Federungselemen tes werden zuerst die Deckel 3 und 4 an den Platten 1 bzw. 2 befestigt, und dann werden diese Platten so weit voneinander entfernt, dass die Kammerwand 7 so zwischen die Platten 1 und 2 eingesetzt werden kann, dass die Wülste 15 richtig auf die Deckel 3 und 4 zu sitzen kommen, wie es in der Fig. 1 dar gestellt ist. Durch die in die Luftkammer eingepresste Luft werden die Wülste auf die Wulstsitze ge presst, so dass keinerlei Hilfsklammern nötig sind. Der Winkel der Sitzfläche 14 und der Auflagefläche 16 liegt zwischen 5 und 15 ; er kann jedoch je nach dem verwendeten Material und der Last, für die das Federungselement bestimmt ist, diese Grenzwerte auch übersteigen.
Bei zunehmender Belastung wird die Luft in der Kammer komprimiert. Will man bei einem Fahrzeug mit solchen Federungselementen immer die gleichen Fahreigenschaften haben, so ge nügt es, den Druck in den Kammern je nach der Fahrzeugbelastung zu ändern. Automatische Vorrich tungen zu diesem Zwecke sind bekannt.
Nach Fig. 2 sind die Platten 1 und 2 mit Ansätzen 19 bzw. 20 versehen, die auch mit den Platten zu sammen aus einem Stück bestehen können. Diese Konstruktion kann mit derselben Maschine hergestellt werden, die zur Herstellung von Felgen und Reifen dient. Der untere Deckel 21 hat eine geprägte Ein buchtung 22 und einen ringförmigen gewalzten Flansch 23, dessen Form aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Dieser Flansch 23 besitzt eine Sitzfläche 24 und eine Anlegefläche 25 für den Wulst. Die Einbuch tung 22 dient zur Aufnahme des Ansatzes 19 der Platte 1.
Der obere Deckel 26 ist ähnlich ausgebildet: Seine Einbuchtung ist mit 27 bezeichnet und besitzt hier konische Wände, obwohl diese an und für sich auch zylindrisch sein könnten. Die in den Einbuch tungen liegenden Ansätze dienen zur Verhinderung einer Verschiebung der Deckel relativ zu den Platten 1, 2. Durch ein dem Ventil 18 entsprechendes Ventil 28 kann die Luftkammer mit Luft gefüllt werden. Zwischen den beiden Deckeln 21 und 26 liegt eine ringförmige Felge 29 mit Sitzflächen 30 und Anlege flächen 31, die gleich ausgebildet sind wie die ent sprechenden Flächen 24 bzw. 25. Auch der Deckel 26 ist mit einer .Sitzfläche 32 und einer Anlege fläche 33 versehen.
Auf den Flächen 30 und 32 sitzt ein im Querschnitt C-förmiger Reifen 34 auf, dessen Wülste durch eine undehnbare Einlage 35 verstärkt sind und eine ähnliche Form haben wie die Wülste der anhand der Fig. 1 beschriebenen Luftkammer wand, so dass sie mit einer Kraftwirkung auf den entsprechenden Flächen aufsitzen und dadurch dicht am Deckel 26 und an der Felge 29 anliegen. Ein gleicher Luftreifen sitzt auf den Flächen 24 und 30 auf.
Man sieht aus dem Vorstehenden, dass man hier im Prinzip dieselbe Konstruktion hat, mit der Aus nahme, dass hier die Kammerwand nicht aus einem einzigen Stück besteht, sondern aus zwei im Quer schnitt C-förmigen Reifen 34, die durch die Felge 29 verbunden sind. Die Metallteile können aus Blech gewalzt oder gestanzt sein, was eine preiswerte Her stellung ermöglicht, weil dazu keine speziellen Ver- formungs- oder andere Bearbeitungsoperationen nötig sind. Es kann auch billiger zu stehen kommen, die beiden einzelnen C-förmigen Reifen herzustellen als die doppelt gefaltete Kammerwand 7 nach Fig. 1.
Wichtig ist, dass auch hier, wie beim ersten Beispiel, die gute Wirkung der Dichtung durch den Druck in der Luftkammer aufrecht erhalten wird.
Die Fig.3 und 4 zeigen ein aus drei Einzel elementen nach Fig.2 aufgebautes Element. Damit alle drei Einzelelemente stets denselben Innendruck haben, sind sie durch Rohrleitungen 36 und 37 mit einander verbunden. Ein solches Element wird in gewissen Fahrzeugen verwendet, wo die Platzverhält- nisse das Anbringen entsprechend grosser Einzelele mente nicht gestatten. Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Federungselement, das jedoch nur einen im Quer schnitt C-förmigen Reifen 34 aufweist.
Es besitzt zwei Gummipuffer 38, die innen an den Kammer deckeln 21 und 26 befestigt sind und im Falle eines Defektes des Gummireifens oder bei überlastung des Federungselementes verhindern, dass die Platten 1 und 2 sich zu stark nähern, wodurch das Element und das abzustützende Fahrzeug beschädigt werden könnten. Natürlich können solche Puffer auch bei jedem andern Ausführungsbeispiel verwendet sein.
Die Fig. 6 zeigt einen etwas geänderten Wulstsitz. Diese Wulstsitzform kann bei allen Ausführungs beispielen verwendet sein. Der Wulstsitz besitzt hier eine Sitzfläche 39 für den Reifenwulst 40 und eine Anlegefläche. 41. Der Unterschied zu den vorher gehend beschriebenen Wulstsitzen besteht darin, dass hier am äussern Rand der Sitzfläche 39 ein ring förmiger Wulst 42 angebracht ist.
Dieser ist nicht hoch genug, um zu verhindern, dass der Reifenwulst über ihn hinweggeschoben werden kann; er dient jedoch dazu, den Wulst besonders dann auf dem Sitz festzuhalten, wenn die beiden Platten 1 und 2 relativ weit voneinander entfernt werden. Der Wulst 42 dient ferner dazu, den Reifenwulst 40 etwas zu sichern, wenn kein Druck in der Luftkammer vor handen ist. Meistens ist es jedoch nicht nötig, solche Wulste zu verwenden, wobei hier festzuhalten ist, dass ein solcher Wulst 42 keine Klemmvorrichtung, son dern nur ein Teil des Wulstsitzes ist, der den Reifen wulst unabhängig von irgendwelchen Klemmitteln sichert.
Die Fig. 7 zeigt ein Federungselement, bei dem die Kammerwand 43 sowie die an den Platten 1 bzw. 2 befestigten Kammerdeckel 44 und 45 axial stark ver längert sind. Die zapfenförmigen Deckel 44 und 45 haben an ihren Stirnflächen kegelige Wulstsitze 46 bzw. 47, während die Wülste 48 und 49 entsprechend kegelige Auflageflächen aufweisen, die, wie man aus der Figur ersehen kann, auf diese Wulstsitze 46 und 47 passen.
Wegen der grossen axialen Länge der Kammerwand 43 sind die Teile der Kammerwand, die an den Deckeln 44 und 45 anliegen, so aus gebildet, dass sie im wesentlichen denselben Durch messer haben wie die Deckel 44 und 45 und diese Deckel besonders unter dem Einfluss des Luftdruckes festzuhalten versuchen. Es ist auch möglich, den Mittelteil durch ringsherumlaufende, in die Wand ein gebettete Drähte wesentlich unelastisch zu machen, so dass dieser Mittelteil immer röhrenförmig bleibt und seinen Querschnitt beibehält.
Ein ähnliches Element ist in der Fig. 8 gezeigt, wo der Deckel 50 dem Deckel 45 aus der Fig. 7 gleicht. Der Deckel 56 hat jedoch einen Wulstsitz mit einem grösseren Durchmesser. Der Reifenwulst 52 des Reifens 51 ist so ausgebildet, dass er auf der Sitz fläche 53 des Deckels 50 festsitzt, während der Reifenwulst 54 grösser ist und sich am unterschnit tenen Wulstsitz 55 des Deckels 56 festhält. Beim untern Wulst 54 soll sich die Verstärkungseinlage am Wulst nicht nur nicht ausdehnen können, son dern sie soll sich auch in der Richtung des Um fanges nicht zusammendrücken lassen, damit sie nicht nach innen schnellt und so die Wirksamkeit der Dichtung zerstört.
Da also die Verstärkungseinlage im Wulst 54 in der Richtung des Umfanges. inkompres- sibel ist, wäre es schwierig, sie ohne eine spezielle, den Wulstsitz 55 unterschneidende Rille 57 auf dem Deckel 56 anzubringen.
Die Fig. 10 zeigt eine abgeänderte Befestigung für das Federungselement, bei welcher die Platte 59 eine sphärische Ausbuchtung 60 aufweist, die mit einer entsprechenden sphärischen Ausbuchtung 61 im Deckel 62 zusammenwirkt. Das ermöglicht eine Schaukelbewegung zwischen Federungselement und Platte und wird meist dort gebraucht, wo mehrere Einzelelemente zusammen ein Federungselement bil den, damit die Kammerwände sich gleichmässig ver formen können, auch wenn die Platte 59 relativ zu einer nicht gezeichneten Gegenplatte verschwenkt oder verschoben wird.
Bei a11 den vorstehend beschriebenen Beispielen handelt es sich um Luftkammerelemente von runder Form. Es können jedoch auch andere Formen ver wendet sein. So zeigt z. B. die Fig. 9 eine Draufsicht auf ein Federungselement mit angenähert eliptischer Form, das sich je nach Platzverhältnissen besser eig nen kann als ein Element von runder Form.
Alle anhand der Zeichnung beschriebenen Aus führungsbeispiele weisen selbstdichtende Wulstsitze für die Kammerwände auf und erfordern keine Klammern zum Festhalten der Wülste. Daher sind auch keine zusätzlichen Montageoperationen nötig. Der Luftdruck allein genügt, um die Luftkammern dicht zu halten.