DE1078882B

DE1078882B - Luftfederung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1078882B
Application number: DEC16591A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Peter Johannsen
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1958-04-03
Filing date: 1958-04-03
Publication date: 1960-03-31

Description

Luftfederung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftfederung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Balg, vorzugsweise mit einem Rollbalg, der biegsame, im wesentlichen aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit eingebettetem Gewebe bestehende Wandungen besitzt und mit seinem verdickten Rand an einer schrägen Sitzfläche anliegt.
Bei Luftfederbälgen ist es bekannt, die Balgränder durch eingebettete Stahlringe und diese umschließende Gewebelagen wulstartig zu verdicken und die Befestigung des Balges bzw. seiner Ränder in der Weise mittels angeschraubter Klemmringe zu bewirken, daß ein luftdichter Abschluß erfolgt. Diese Befestigungsart setzt eine seitlich abgewinkelte Randpartie des Balges voraus. Zudem ist vor allen Dingen bei großem Balgdurchmesser eine größere Anzahl Befestigungsschrauben erforderlich. Außerdem ergeben sich bei Verwendung der Klemmringe verhältnismäßig große Einbaubreiten.
Auch ist es bekannt, an den gegeneinander abzufedernden Teilen konische Sitzflächen für die Balgränder vorzusehen, und zwar in der Weise, daß die gegeneinander abzufedernden Teile in den Balg hineingreifen unter Beanspruchung der Wulstränder und der gewöhnlich hierin eingebetteten Stahlkerne auf Zug. Im Gegensatz hierzu liegen erfindungsgemäß die außengelegenen Flächen des verdickten Randes des Balges an einer schrägen, mit der Hauptachse des Balges einen spitzen Winkel bildenden Sitzfläche an der Innenseite des den Balg tragenden Gehäuseteiles an. Zudem steht die benachbarte, innengelegene Fläche des verdickten Randes mit einem vorzugsweise lose angeordneten Stützring aus festem Werkstoff in Wirkverbindung. Es ist hierbei wesentlich, daß die mit dem Balg zu verbindenden Teile des Fahrzeuges den Balg umschließen und die schräg verlaufenden Außenflächen des Balges an den ebenso verlaufenden, innengelegenen Sitzflächen anliegen. Dem erwähnten Stützring kommt hierbei deshalb eine besondere Bedeutung zu, weil er eine Verformung des befestigten Balgrandes im Sinne einer unerwünschten Durchmesserverringerung verhindert.
Die Sitzflächen der gegeneinander abzufedernden Teile verlaufen vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 10 bis 20° gegenüber der Hauptachse des Luftfederbalges, während die Sitz- oder Anlagefläche des innengelegenen Stützringes zylindrisch, vorzugsweise aber ebenfalls konisch, jedoch im Vergleich zur Steigung der Sitzfläche der gegeneinander abzufedernden Teile mit entgegengesetzter Steigung verläuft.
Die Verwendung eines innengelegenen, praktisch unverformbaren Stützringes eröffnet die Möglichkeit, von den bisher üblichen, zur Verankerung der Verstärkungseinlagen dienenden, in den Balgrändern angeordneten ringförmigen Stahlkernen abzusehen. Die Befestigung ist vielmehr immer dann sichergestellt, wenn die Druckfestigkeit des Balgrandes so groß ist, daß eine ausreichend sichere Keilverbindung möglich ist. Die Verdickung des Balgrandes kann daher durch eine Gewebeanhäufung od. dgl., aber auch durch einen ringförmigen Kern aus einer drucksteifen, aus Gummi od. dgl. bestehenden Mischung, z. B. einer mit Fremdstoff, beispielsweise Gewebeabfällen, angereicherten Gummimischung, bestehen. Diese Ausbildung der Balgränder läßt geringe Durchmesserveränderungen, die beim Einbau des Balges wünschenswert sind, zu. Auch ist es nunmehr möglich, die den schrägen Balgflächen benachbart gelegenen Innenflächen bei der Herstellung des Balges zylindrisch oder derart konisch zu gestalten, daß sich die Innenfläche des Balges zu dessen Rand hin erweitert, wodurch sich besondere Vorteile im Hinblick auf die Herstellung des Balges ergeben, da die Einformung erschwerende hinterschnittene Flächen nicht vorhanden sind. Da zudem die dichtenden, mit den- gegeneinander abzufedernden Teilen in Berührung kommenden Flächen des Balges von den Außenflächen des Balges gebildet werden und diese Flächen von den starren Flächen der Vulkanisierform od. dgl. abgeformt werden, ergeben sich glatte und maßhaltige Dichtungsflächen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Montage des Balges besonders dann schnell und einfach vonstatten geht, wenn ein lediglich lose an der Balginnenwand anliegender Stützring Verwendung findet. Es kommen somit besondere Befestigungsmittel für diesen Stützring in Fortfall, die Fixierung erfolgt vielmehr selbsttätig infolge der Keilwirkung. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigt Fig. 1 einen Teil eines -Straßenfahrzeuges in einer Seitenansicht, Fig. 2 einen Schnitt durch den als Rollbalg ausgebildeten Luftfederbalg für das Fahrzeug gemäß Fig. 1 (während der Montage), Fig. 3 den zu befestigenden Rand des Luftfederbalges während der Montage und Fig. 4 den fest eingespannten Balgrand.
Der kreisringförmige Rollbalg 1, der einen im wesentlichen U-förmigen (Querschnitt besitzt, jedoch gemäß Fig. 2 bei der Herstellung ungleich lange Schenkel erhält, besteht im wesentlichen aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen. Die Balgwandungen sind durch faden- oder bandförmige, vorzugsweise aus Cordgewebe bestehende Einlagen 2 verstärkt, die in die Wandung des Balges eingebettet sind. Mit seinem wulstartig verdickten Rand 3 liegt der Balg 1 mit seiner Fläche 4 an der schrägen Sitzfläche 5 des abzufedernden Teiles bzw. eines mit dem Fahrzeugobergestell verbundenen Topfes 6 dichtend an. Die Sitzfläche 5 ist konisch gestaltet; sie verläuft unter einem Winkel von etwa 15° gegenüber der Hauptachse des Rollbalges 1.
Die der Fläche 4 benachbart gelegene Innenfläche 7 des Balges steht mit einem lose angeordneten, praktisch unverformbaren Stützring 8 in Berührung, welcher aus einem festen Werkstoff, vorzugsweise Stahl, gefertigt ist. Die dem Balg 1 zugewandte Fläche 9 des Stützringes 8 verläuft ebenfalls konisch, und zwar unter einem Winkel von etwa 5° gegenüber der Hauptachse des Balges 1. Die Steigung der Flächen 5 und 9 ist jedoch entgegengesetzt. Bei manchen Anwendungsfällen könnte jedoch auch die Fläche 9 parallel zur Hauptachse des Balges verlaufen, also zylindrisch gestaltet sein. Auch ist es möglich, den Stützring 8 fest, z. B. auf dem Wege der Vulkanisation, mit dem Balg 1 zu verbinden; vorzugsweise wird jedoch ein lösbar angeordneter Stützring 8 verwendet.
Zur Erzielung einer guten Verpackung des Balgrandes zwischen den praktisch V-förmig verlaufenden Flächen 5 und 9 werden in den Rand 3 ringförmige Kerne 10 aus einer gegebenenfalls mit Füllstoffen angereicherten Kautschuk- oder Kunststoffmischung eingebettet. Der Werkstoff für die Kerne 10 muß eine hohe Strukturfestigkeit besitzen, da er zur Verankerung der eingebetteten Verstärkungseinlagen 2 dient (Fig. 4), gleichzeitig jedoch verhindern muß, daß sich die Keilverbindung lockert. Darüber hinaus muß jedoch eine geringe Verformbarkeit der Ränder 3 möglich sein, insbesondere eine geringe Durchmesserveränderung, um den Rand 3 in den Topf 6 einführen und den Stützring 8 anbringen zu können. Aus Fig. 4 ist auch erkennbar, daß die Verstärkungseinlagen 2 den Kern 10 umschlingen.
Gemäß Fig. 3 wird die Verdickung des Randes 3 durch eine Anhäufung 12 der Verstärkungseinlagen 2 erzielt.
Gemäß Fig. 1 erfolgt die Abfederung des Straßenfahrzeuges ausschließlich durch eine Luftfederung, die zwischen der Achse 11 und dem Fahrzeugrahmen 13 eingeschaltet ist.
Der Topf 6 ist mit dem Rahmen 13 fest verbunden. An seinem unteren Teil ist der obere Rand des Luftbalges 1 wie in Fig. 4 dargestellt befestigt. Die Achse 11 trägt hingegen ein mit konischen Flächen versehenes Verbindungsstück 14, welches dichtend an dem wulstartig verdickten unteren Rand 15 des Balges anliegt. Der Rand 15 ist hingegen mit einem aus zugfestem Werkstoff ringförmigen Kern 16, der aus Stahldrahtwindungen bestehen kann, versehen.
Die Achse 11 wird durch Lenker 17 und 18 geführt, die so beschaffen sind, daß bei der Einfederung des Fahrzeuges das Verbindungsstück 14 mehr oder weniger tief unter Verformung des Balges 1 in den Topf 6 eindringen kann. Das Fahrzeugrad ist mit 19 bezeichnet.
Mit der Achse 11 ist ein Arm 20 fest verbunden, welcher über eine Stange 21 und einen Betätigungshebel 22 auf ein Ventil 23 einwirkt. Zur Erzielung einer lastabhängigen Regelung ist das Ventil 22 über eine Leitung 25 mit dem vom Topf 6 umschlossenen Luftkissen verbunden. Das Ventil 23 bewirkt in Verbindung mit den Teilen 20, 21 und 22, daß bei steigender Last, d. h. beim Absinken des Fahrzeugrahmens 13, dem Topf 6 über die Leitungen 24 und 25 unter Erhöhung des Innendruckes Luft zugeführt wird. Wird indessen dieLast verringert, verlassen beispielsweise bei einem Straßenomnibus mehrere Personen das Fahrzeug, so hebt sich der Fahrzeugrahmen 13, wodurch mit Hilfe der erwähnten Teile 20, 21 und 22 das Ventil 23 so verstellt wird, daß der Topf 6 über die Leitung 26 so weit entlüftet, bis ein bestimmter vorgeschriebener Abstand zwischen Achse 11 und Rahmen 13 wiederhergestellt ist. Die beschriebene lastabhängige, bei Luftfederungen bekannte Regelung soll bei kurzzeitig einwirkenden Stößen, beispielsweise bei Fahrbahnstößen, nicht ansprechen. Aus diesem Grunde sind Verzögerungsglieder bzw. Drosseln, beispielsweise innerhalb des Ventils 23, vorgesehen, welche eine Veränderung des Innendruckes über die Leitungen 24 und 26 unterbinden.
Die Montage des Balges 1 wird wie nachstehend beschrieben vorgenommen: In den Topf 6 wird zunächst der Ring 8 und dann der Rand 3 des Balges 1 eingeführt. Im Anschluß hieran wird der Ring 8 in die Stellung gemäß Fig. 2 und 3 gebracht, worauf unter Mitnahme des Ringes 8 der Balg 1 nach unten gezogen wird, bis die Stellung gemäß Fig. 4 erreicht wird und die Flächen 4 und 5 einerseits sowie die Flächen 7 und 9 andererseits sich gegenseitig berühren. Bei der Montage ist der Flansch 27 des Ringes 8 von Bedeutung, da dieser eine Abstützung des Ringes 8 auf dem Rand 3 ermöglicht.
Bei der Herstellung des Balges 1 erhält die Fläche 4 eine Steigung von etwa 20°, während die Fläche 7 zylindrisch ausgebildet ist. Da jedoch die Fläche 5 nur unter einem Winkel von etwa 15° ansteigt, erfolgt bei der Montage eine Verschwenkbewegung des Randes 3 in Richtung auf die Hauptachse des Balges 1 unter Verminderung des Durchmessers des Balgrandes, wobei sich die Fläche 7 neigt und mit der Fläche 9 des Ringes 8 in Berührung kommt. Im eingebauten Zustand verlaufen also die Flächen 4 und 7 entsprechend dem Verlauf ihrer Sitzflächen V-förmig, wodurch eine besonders betriebssichere Keilverbindung hergestellt wird.
Der Balg 1 kann auch im Bereich 28 seines Randes eingeschnürt werden, falls dies im Hinblick auf die Ausbildung des Topfes 6 erforderlich ist.
Es sei erwähnt, daß die gleiche Federung auch bei Schienenfahrzeugen angewendet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Luftfederung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Balg, vorzugsweise mit einem Rollbalg, der biegsame, im wesentlichen aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit eingebettetem Gewebe bestehende Wandungen besitzt und mit seinem verdicktem Rand an einer schrägen Sitzfläche anliegt, dadurch gekennzeichnet; daß die außengelegene Fläche (4) des verdickten Randes (3) des Balges (1) an einer schrägen, mit der Hauptachse des Balges einen spitzen Winkel bildenden Sitzfläche (5) an der Innenseite des den Balg tragenden Gehäuseteiles (6) anliegt und die benachbarte, innengelegene Fläche (7) des verdickten Randes mit einem vorzugsweise lösbar angeordneten Stützring (8) aus festem Werkstoff in Wirkverbindung steht.
2. Luftfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (3) des Balges (1) eine lediglich durch Gewebeanhäufung (12) bewirkte Verdickung aufweist.
3. Luftfederung nach Anspruch 1, wobei der verdickte Rand des Balges einen Kern zur Verankerung der Verstärkungseinlagen dieses Balges aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (10) aus einer Kautschuk- oder Kunststoffmischung besteht.
4. Luftfederung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (10) Fremdstoffe, beispielsweise Gewebeteilchen, enthält.
5. Luftfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzflächen (5) für den Balgrand (3) unter einem Winkel von 10 bis 20°, vorzugsweise unter 15°, gegenüber der Hauptachse des Balges (1) ansteigen, währen die Sitzfläche (9) des Stützringes (8) zylindrisch gestaltet oder mit entgegengesetzter Steigung unter einem Winkel von 3 bis 8° gegenüber der Hauptachse des Balges (1) verläuft.
6. Luftfederung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (1) bei seiner Herstellung eine zylindrische oder eine sich konisch nach außen erweiternde Innenfläche (7) erhält.
7. Luftfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (8) in seinem oberen Teil wenigstens stellenweise im Durchmesser vergrößert ist (Flansch27). In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr: 2 208 540, 2 210 485.