Beschreibung

Luftfederbalg

Die Erfindung betrifft einen Luftfederbalg, der an seinen beiden Enden über Anschlussteile zwischen einer gefederten und einer ungefederten Masse befestigt ist, wobei der Balg zur Befestigung an dem jeweiligen Anschlussteil mindestens an einem Balgende eine wulstartig umlaufende Verdickung mit einem ringförmigen Kern aufweist.

Solche Luftfederbälge werden eingesetzt als Luftfedereinrichtung für z.B. LKW oder Schienenfahrzeuge zwischen gefederter Karosserie und ungefedertem Fahrwerksteil oder für industrielle Anwendungen, wie etwa für eine luftgefederte Maschinenlagerung.

Zwischen den Anschlussteilen tritt der Luftfederbalg üblicherweise mehr oder weniger ballonartig hervor und kann auch so ausgebildet sein, dass er als Rollbalg beim Einfedern an besonderen und an den Anschlussteilen vorgesehenen Konturen oder Kolben abrollt. Zur Befestigung der Luftfeder an den Anschlussteilen gibt es unterschiedliche

Möglichkeiten. Bei industrieller Anwendung, also etwa bei der Federung von Maschinen, weisen die zugehörigen Luftfederbälge üblicherweise an ihren Enden eine wulstartig umlaufende Verdickung mit einem eingebetteten Kern auf, d.h. einen mit einem

metallischen Kernring verstärkten Rand. Dieser verstärkte Rand wird mit einem weiteren Ring, nämlich einem metallischen Wulstring an dem jeweiligen Anschlussteil, d.h. am Luftfederdeckel bzw. an der Luftfederfelge festgeklemmt. Der Wulstring besitzt eine im Querschnitt den verstärkten Rand des Luftfederbalgs von außen umgreifende Formung oder Nase und wird dadurch am Anschlussteil oder Deckel befestigt, dass über den äußeren Umfang des Wulstrings Schrauben angreifen oder auch Gewindebolzen/Stehbolzen befestigt sind, die durch eine Bohrung des Anschlussteils gesteckt werden und außenseitig verschraubt und gegebenenfalls gekontert werden. Damit wird auch der Rand des Luftfederbalgs so festgeklemmt, dass eine luftdichte Verbindung zwischen Luftfederbalg und Anschlussteil hergestellt ist.

Auch Luftfedern für Schienenfahrzeuge werden mit jeweils einem Metallkern an beiden Enden, d.h. an den beiden Klemmsitzen ausgeführt, wobei der Balg sicher befestigt und luftdicht abgedichtet werden muss. Die Fixierung eines Balgendes erfolgt z.B. bei einem solchen Halbbalg in der Regel ebenfalls über einen separaten, verschraubten Wulstring, mit dem der Balgflansch mit integriertem Kern form- und kraftschlüssig gegen eine Platte bzw. Fläche gepresst wird. Die korrekte Balgfixierung ist extrem abhängig von den Fertigungstoleranzen und kann im Laufe der Zeit durch das Setzungs verhalten des Elastomers ihre Vorspannung verlieren. Dadurch kann es zu Beulungseffekten an der verschraubten Oberplatte und/oder Undefinierter Vorspannung der Verbindung kommen. Insbesondere bei großen Temperaturschwankungen im Betrieb kann es zu

Systemundichtigkeiten kommen. Die Wände von Luftfederbälgen sind üblicherweise mit Verstärkungselementen versehen, nämlich Festigkeitsträgern wie Corden, Fadenlagen oder Geweben. Dabei ist es bei der herkömmlichen Fixierung der Balgenden über Wulstringe möglich, dass das das Schlingenende, d.h. das um den Kern geschlungene Ende der Corde oder des Verstärkungsgewebes ungenügend fixiert wird, so dass die Gefahr von

Schlingenaufrissen besteht. Außerdem stellt der Wulstring ein zusätzliches Befestigungs- element dar, welches die Teileanzahl bei der Montage erhöht.

Für die Erfindung bestand daher die Aufgabe, einen Luftfederbalg bereitzustellen, dessen Verbindung mit den Anschlussteilen möglichst einfach gestaltet ist, die größtmögliche Dichtigkeit unter allen Betriebsbedingungen, auch unter großen Temperaturschwankungen aufweist und die ohne separate zusätzliche Bauteile sicher erstellt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart. Dabei ist der ringförmige Kern im Wesentlichen im Balgmaterial des Luftfederbalgs eingebettet und weist mit dem jeweiligen Anschlussteil zusammenwirkende Einrichtungen auf, mit denen der ringförmige Kern mitsamt dem Balgende an dem Anschlussteil befestigbar ist.

Dadurch entsteht eine sichere Befestigung durch eine direkt mit dem Kern der wulstartig umlaufenden Verdickung am Balgende erfolgende Verspannung bzw. Vorspannung mithilfe von üblicherweise lösbaren Befestigungsmitteln. Zusätzliche Bauteile, wie etwa der bisher übliche Wulstring, sind für die Anbindung der Anschlusselemente an den Luftfederbalg nicht mehr erforderlich. Auch die minimale Höhe, die eine Luftfeder abhängig von der Einfederung bzw. von der Ruhelage oder Einbaulage einnehmen kann, wird nicht mehr von Schrauben und Wulstring beeinflusst. Durch die erfindungsgemäße Verbindung über den Kernring kann eine möglichst geringe Minimalhöhe erreicht werden. Dies ist gerade bei Anwendungen mit limitierten Bauräumen vorteilhaft.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der ringförmige Kern über seinen Umfang verteilt angeordnete und zur Balgachse im Wesentlichen parallel angeordnete Gewindebohrungen aufweist, in die durch Bohrungen der Anschlussteile hindurchragende Schrauben eingreifen, wobei vorzugsweise die Gewindebohrungen anschlussseitig nicht von Balgmaterial überdeckt sind. Gewindebohrungen, beispielsweise Sacklochbohrungen sind eine sehr preiswerte und mit üblichen Verbindungselementen des Maschinenbaus herzustellende Verbindung, wobei solche normierten Verbindungselemente in jeder Größe und Festigkeit vorhanden sind. Gleiches gilt für eine weitere vorteilhafte Ausbildung, die darin besteht, dass der ringförmige Kern über seinen Umfang verteilt und zur Balgachse im Wesentlichen parallel angeordnete und in Richtung der Anschlussteile ausgerichtete aus dem Material des Balgs herausragende Gewindebolzen aufweist, die durch Bohrungen der Anschlussteile hindurch reichend ausgebildet sind. Eine andere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der ringförmige Kern über seinen Umfang verteilt angeordnete und zur Balgachse im Wesentlichen parallel angeordnete und in Richtung der Anschlussteile ausgerichtete aus dem Material des Balgs herausragende Zapfen oder Bolzen aufweist, die in Bohrungen oder komplementäre Aufnahmen der Anschlussteile einrastbar sind. Dadurch erhält man eine besonders schnell zu montierende Verbindung, die in entsprechender Ausbildung der komplementären Aufnahmen entweder als Einmalverbindung ausgebildet ist oder aber lösbar sein kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung bei einem Luftfederbalg mit im Balgmaterial eingebetteten Festigkeitsträgern besteht darin, dass die Festigkeitsträger im Bereich der wulstartig umlaufenden Verdickung so verlaufen, vorzugsweise den Kern bzw. Ring so umschlingen, dass der Bereich der Bohrungen, Gewindebolzen oder Zapfen ausgespart ist.

Die Festigkeitsträger, also zum Beispiel die Gewebelagen bzw. Fäden des gewickelten

Luftfederbalges, werden während des Herstellungsprozesses durch ein geeignetes

Werkzeug um die Bohrungen oder Gewindebolzen herumgeführt, so dass die Fäden nicht unterbrochen bzw. zerstört werden und die Festigkeit der Balgwand vollständig erhalten bleibt.

Eine wieder andere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der ringförmige Kern als im Querschnitt flache Scheibe ausgebildet ist, insbesondere aus Metall besteht. Metallteile lassen sich besonders gut in dem elastomeren Material der Balgwand einvulkanisieren und können in den unterschiedlichsten Formen einfach durch Rollen oder andere formgebende Verfahren hergestellt werden. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass im Bereich der wulstartigen

Verdickung anschlussseitig zusätzliche Dichtelemente vorgesehen oder in der Verdickung Formen zur Dichtung ausgebildet sind, vorzugsweise Dichtringe oder Dichtlippen bzw. Dichtwülste angeordnet sind. Solche zusätzlichen Dichtelemente, wie zum Beispiel O- Ringe, lassen sich sehr leicht im Wulstbereich anordnen. Ebenfalls können die verdickten Enden der Luftfederbälge mit entsprechenden Formgebungen, z. B. mit erhaben ausgebildeten ringförmigen Vorsprüngen oder Dichtlippen ausgebildet werden, die eine zusätzliche Dichtung erlauben.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Luftfederbalg,

Fig. 2 eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Luftfederbalgs,

Fig. 3 einen Luftfederbalg aus dem Stand der Technik mit einer

herkömmlichen Vebindung zu einem Anschlussteil.

Fig. 1 und 2 zeigen im Schnitt und lediglich prinzipiell erfindungsgemäße Luftfederbälge 1 in einem hier nicht näher dargestellten Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs, der an seinen beiden Enden über Anschlussteile zwischen einer gefederten und einer ungefederten Masse befestigt ist, nämlich zwischen der nämlich an seiner oberen Seite mit der Karosserie eines Waggons und mit seiner Unterseite am Fahrschemel des Fahrwerks. Fig.l und 2 zeigen hier jeweils die obere Befestigung an einem zur Karosserie als ungefederte Masse gehörigen Anschlussteil 2.

Der Luftfederbalg oder Balg 1 weist zur Befestigung am Anschlussteil 2 an seinem zugehörigen Balgende 3 eine wulstartig umlaufende Verdickung 4 mit einem ringförmigen Kern 5 aufweist. Der ringförmige Kern 5 ist im Wesentlichen im Balgmaterial eingebettet ist und weist erfindungsgemäß mit den Anschlussteilen zusammenwirkende Einrichtungen auf, mit denen der ringförmige Kern mitsamt dem Balgende an den Anschlussteilen befestigbar ist.

Bei der in der Fig.1 gezeigten Ausführungsform weist der ringförmige Kern über seinen Umfang verteilt angeordnete und zur Balgachse im Wesentlichen parallel angeordnete Gewindebohrungen 6 aufweist, in die durch Bohrungen 7 des Anschlussteils 2

hindurchragende Schrauben 8 eingreifen, wobei die Gewindebohrungen anschlussseitig nicht von Balgmaterial überdeckt sind. Bei der in der Fig.2 gezeigten Ausführungsform weist der in der wulstartig umlaufende Verdickung 4 eingebettete ringförmige Kern 9 über seinen Umfang verteilt angeordnete und zur Balgachse im Wesentlichen parallel angeordnete und in Richtung der

Anschlussteile ausgerichtete aus dem Material des Balgs herausragende Gewindebolzen 10 auf, die durch Bohrungen 11 des Anschlussteils 2 hindurch reichend ausgebildet sind. Die Gewindebolzen 10 sind hier auf der anderen Seite des Anschlussteils 2 mit Muttern 12 verschraubt.

Fig. 3 zeigt zum Vergleich eine Verbindungstechnik herkömmlicher Art, bei der ein Luftfederbalg 1 mit wulstartig umlaufende Verdickung 4 einen einfachen metallischen Kernring 16 aufweist, wie er im Stand der Technik bisher üblich ist. Der so verstärkte Rand des Luftfederbalgs wird mit einem metallischen Wulstring 13 an dem Anschlussteil 14, hier am Luftfederdeckel, festgeklemmt. Der Wulstring 13 besitzt eine im Querschnitt den Rand des Luftfederbalgs von außen umgreifende Formung oder Nase 15 und wird dadurch am Anschlussteil oder Deckel befestigt, dass über den äußeren Umfang des Wulstrings durch das Anschlussteil 2 gesteckte Schrauben 17 in entsprechende

Gewindebohrungen des Wulstrings eingreifen.

Bezugszeichenliste

(Teil der Beschreibung)

1 Luffederbalg

2 Anschlussteil

3 Balgende

4 Verdickung

5 Ringförmiger Kern

6 Gewindebohrung

7 Bohrung

8 Schraube

9 Ringförmiger Kern

10 Gewindebolzen

1 1 Bohrung

12 Mutter

13 Wulstring

14 Anschlussteil

15 Nase

16 Metallischer Kernring

17 Schraube