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Vulkanisierform für den schlauchförmigen Balgrohling einer Luftfeder
Die Erfindung betrifft eine Vulkanisierform für den schlauchförmigen Balgrohling
einer Luftfeder mit im Durchmesser unterschiedlich großen Befestigungswülsten, bestehend
im wesentlichen aus drei in axialer Richtung gegeneinander beweglichen, in ihren
Schließstellungen die Hohlform bildenden und aus Endstück, Zwischenstück und Bodenstück
bestehenden Formteilen, die miteinander zusammenwirkenden Flächen zum Formen der
Wülste des Balgrohlings aufweisen.
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Es ist bekannt, die Luftfeder als einfachen hohl ausgewölbten Körper
zu formen und zu vulkanisieren. wobei der fertige Balgrohling in zwei Wülsten gleichen
Durchmessers endet. Eine besonders wirksame Luftfeder erhält man jedoch, wenn sie
im Durchmesser unterschiedlich große Wülste hat, wobei der kleinere Wulst im Betriebe
beim Auftreten von Stößen teleskopartig durch den größeren Wulst hindurchtritt.
Die Balgrohlinge solcher Luftfedern müssen zweckmäßig in der Gestalt vulkanisiert
werden, die sie einnehmen, wenn sie sich eingebaut in unbelastetem Zustand befinden,
bei welchem der kleine Wulst ein Stück durch den großen Wulst hindurchgefedert ist.
In dieser Gestalt muß der Balgrohling faltenfrei vulkanisiert werden, eine Forderung,
die nicht leicht zu erfüllen ist.
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Es ist bereits eine Vulkanisierform bekannt, bei der die Formungsfiäche
für den kleineren Wulst an einem das Bodenstück durchsetzenden stempelartig ausgebildeten
Teil angeordnet ist. Nach der Erfindung ist die Vulkanisierform in der Weise ausgebildet,
daß das Bodenstück Formungsflächen sowohl für den Wulst größeren als auch für den
Wulst kleineren Durchmessers aufweist und die zur Bildung des kleineren Wulstes
dienende Gegen-Formungsfiäche an einem mittleren, in Richtung auf das Bodenstück
zu vorspringenden Ansatz des Endstückes vorgesehen ist, der in der Schließstellung
der Form durch das ringförmige Zwischenstück hindurch bis in eine mittlere Ausnehmung
des Bodenstückes hineinragt, die an ihrem tiefer als die Formungsfläche für den
größeren Wulst liegenden Grunde die Formungsfläche für den kleineren Wulst aufweist.
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Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, den Balgrohling in seiner
späteren neutralen, teleskopartig durchgefederten Betriebsstellung faltenfrei zu
vulkanisieren.
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Eine solche Vulkanisierform ist im übrigen billig herzustellen und
instandzuhalten, sowie einfach und trotzdem wirksam in ihrer Konstruktion.
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In zweckmäßiger Weise ist die am Bodenstück vorgesehene Formungsfläche
für den Wulst kleineren Durchmessers an einem das Bodenstück durchsetzenden, in
axialer Richtung auf den vorspringenden An-
satz des Endstückes zu verschiebbaren,
stempelartig ausgebildeten Teil angebracht.
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Weitere Einzelheiten der Vulkanisierform gehen aus der nachstehenden
Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels hervor.
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Fig. 1 zeigt in Ansicht eine an der Vorderrad-Aufhängung eines Kraftwagens
angebrachte Luftfeder; Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt der Luftfeder nach Fig. 1
in eingebautem Zustand; Fig. 3 zeigt schaubildlich und zum Teil im Schnitt einen
noch unvulkanisierten Balgrohling für eine soeben von der Aufbautrommel abgenommene
Luftfeder; Die Fig. 4 bis 7 zeigen schematisch die Wirkungsweise der Vulkanisierform;
Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt der Luftfeder im fertig vulkanisierten Zustand.
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In Fig. 1 ist die aus zwei Armen 11, 12 bestehende Aufhängung für
das rechte Vorderrad 10 eines Kraftwagens dargestellt. Die Arme 11, 12 sind um Zapfen
14, 15 schwenkbar. Der nicht dargestellte Radzapfen sitzt an einem Träger 16, der
an den äußeren Enden der Arme 11, 12 befestigt ist.
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Erhält das Vorderrad 10 einen Stoß von der Straße her, so bewegt
es sich aufwärts in Richtung auf das Fahrgestell 13 hin. Diese Bewegung wird durch
eine
Luftfeder 20 aufgefangen, die zwischen dem unteren Arm 11 und
dem Fahrgestell 13 angeordnet ist.
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Die Luftfeder 20 enthält üblicherweise Preßluft und nimmt in der
Regel die in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellte neutrale Lage ein. Wird
die Luftfeder 20 zusammengepreßt, so wird der untere kleinere Wulst 24 durch den
größeren Wulst 25 hindurch nach oben gedrückt, so daß er etwa die mit gestrichelten
Linien dargestellte Lage einnimmt.
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Die Luftfeder 20 besteht vorzugsweise aus einem Körper, einem Balgrohling
21, der zwei in Kautschuk eingebettete Gewebelagen 22, 23 enthält und der vulkanisiert
ist. Die Enden der Gewebelagen 22, 23 sind um zwei Stahldrahtringe 26, 27 herumgeschlungen
und bilden Wülste 24 und 25.
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Der größere Wulst 25 ist auf dem Randflansch 31 eines Behälters 32
verankert, der am Fahrgestell 13 befestigt ist. Der kleinere Wulst 24 bewegt sich
zusammen mit dem Arm 11 und dem Vorderrad 10 und ist zu diesem Zweck mittels eines
Metallbechers 35 mit einem Stützorgan 37 verbunden, das am Arm 11 befestigt ist.
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Um eine teleskopartige Bewegung der Luftfeder 20 zu ermöglichen,
hat der Wulst 25 einen Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser des
Wulstes 24 ist. Der Behälter 32 ist tief genug, um dem unteren Wulst 24 beim Zusammendrücken
der Luftfeder den Eintritt zu ermöglichen, so daß sich schließlich die mit gestrichelten
Linien in Fig. 2 dargestellte Lage ergibt.
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Der Balgrohling 21 wird auf einer Aufbautrommel hergestellt und ist
annähernd schlauchförmig gestaltet.
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Ein etwa zylindrischer Mittelteil 41 erweitert sich an einem Ende
42 konkav und trägt dort den großen Wulst 25. Das sich verjüngende Ende 43 trägt
den kleinen Wulst 24.
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Zum Formen und Vulkanisieren des Balgrohlings 21 wird eine Form benutzt,
die aus vier Teilen besteht, aus einem oberen Endstück 45, das an dem Stempel 46
einer Presse befestigt ist, einem gleichfalls von dem Stempel getragenen Zwischenstück
47, einem Bodenstück 48, das auf der Grundplatte 49 der Presse befestigt ist, und
schließlich aus einem stempelartigen Teil 50, der in einer zentralen Bohrung 51
des Bodenstückes axial bewegbar ist und mit dem Endstück 45 zusammenwirkt.
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Das Endstück 45 weist einen sich weit abwärts erstreckenden und leicht
konisch geformten mittleren zapfenartigen Ansatz 55 mit einer Gegenformungsfläche
56 auf, die zur Aufnahme des kleinen Wulstes 24 und des Teiles 33 des Metallbechers
35 bestimmt sind. Der Ansatz 55 arbeitet mit dem stempelartigen Teil 50 zusammen;
er formt nicht nur den Wulst 24, sondern führt außerdem die teleskopartige Gestalt
des Balgrohlings herbei, wenn die Form geschlossen wird.
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Um den Teil 33 und den kleinen Wulst 24 beim Formvorgang aufnehmen
zu können, besitzt der sternpelartige Teil 50 einen Kopf 57, auf den der Metallbecher
paßt und der einen radialen Flansch 58 als Widerlager für den Flansch 34 des Metallbechers
35 aufweist. Der Teil 50 ist in einer Führung 59 senkrecht verschiebbar, die bei
60 mit dem Bodenstück 48 verschraubt ist Die Bewegung des Teils 50 wird vorzugsweise
durch einen Druckluftzylinder 61 gesteuert.
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Der große Wulst 25 wird in einer als ringförmigen Nut ausgebildeten
Formungsfläche 62 des Bodenstükkes und einer entsprechenden Nut 63 des Zwischenstückes
47 geformt. Die ausgewölbte Wandung des
Balgrohlings wird mittels geeigneter Formungsflächen
64 und 65 im Endstück 45 und im Zwischenstück 47 erzeugt.
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Um die richtige Form der Balgwandung in der Nähe des kleinen Wulstes
24 zu erzielen, ist das Bodenstück 48 mit einer zylindrischen Hülse 66 versehen,
die innen eine leicht konische Ausnehmung 67 besitzt, deren Form der konischen Oberfläche
68 des Ansatzes 55 entspricht.
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Der ausgewölbte Wandungsteil wird zwischen diesen beiden Oberflächen
eingeklemmt und erhält so seine Form. Die Hülse 60 ist mit Gewinde 69 auf der Führung
59 festgeschraubt. Auf diese Weise kann leicht der richtige Abstand zwischen der
Ausnehmung 67 und der Oberfläche 68 eingestellt werden. Bei geschlossener Form reicht
der Ansatz 55 weit durch das Zwischenstück hindurch, so daß beim Formen die gewünschte
teleskopartige Gestalt der Luftfeder gebildet wird.
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Beim Formen wird der Balgrohling mittels Dampfdruck aufgebläht. Daher
ist es erforderlich, die Anordnung dampfdicht aufzubauen, wozu die Dichtungsringe
74 und 75 dienen, und auch entsprechende Abdichtungen an dem kleinen Wulst 24 und
dem großen Wulst 25 zur rechten Zeit während des Formungsvorgangs vorzunehmen. Die
Abdichtung am kleinen Wulst 24 wird erreicht, indem der Wulst zwischen dem Ansatz
55 und dem Teil 50 eingeklemmt wird, wenn die Form sich zu schließen beginnt. Ungefähr
gleichzeitig wird am großen Wulst 25 eine Abdichtung erzielt, indem er zwischen
der Formungsfläche 62 und der Nut 63 am Zwischenstück und Bodenstück eingeklemmt
wird.
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Um das rechtzeitige Einklemmen des Wulstes 25 vor dem Schließen der
Form sicherzustellen, ist das Zwischenstück 47 am Stempel der Presse federnd aufgehängt,
so daß es den Wulst einklemmen und danach an Ort und Stelle verbleiben kann, während
das Endstück bis zur Schließlage abgesenkt wird. Die federnde Aufhängung besteht
aus Bolzen 70, die in Bohrungen71 des Pressestempels verschiebbar sind.
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Jeder Bolzen besitzt eine Feder 72, die zwischen dem Stempel der Presse
und einem Flansch 73 des Zwischenstücks 47 sitzt. Ist die Presse völlig geöffnet
(Fig. 4), so hängt das Zwischenstück frei vom Stempel herab, wobei seine Lage durch
die Länge der Bolzen 70 bestimmt ist. Hat das Zwischenstück den Wulst 25 gegen das
Bodenstück gepreßt, so werden bei weiteren Abwärtsbewegungen des Stempels und des
Endstücks (Fig. 6) die Bolzen 70 im Stempel der Presse nach oben gleiten und die
Federn 72 zusammengepreßt, bis schließlich die Form vollständig geschlossen ist
(Fig. 7).
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Zu Beginn liegen die einzelnen Formteile weit voneinander getrennt
(Fig. 4), so daß der unvulkanisierte Balgrohling 21 lose auf den Kopf 57 des Teils
50 gesetzt werden kann, der seine höchste Stellung einnimmt.
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Der Stempel der Presse wird nun abgesenkt, bis das Ende des Ansatzes
55 den kleinen Wulst 24 und den Metallbecher 35 am Teil 33 berührt und sie anschließend
zusammen gegen den Kopf des Teiles 50 preßt, und zwar so kräftig, daß sich eine
dampfdichte Abdichtung ergibt. Geht der Pressenstempel danaweiter nach unten, so
drückt er den Teil 50 abwärts, und zwar entgegen der Wirkung des Druckluftzylinders
61; auf diese Weise wird die Kraft erzeugt, mit der der Wulst 24 zwischen dem Endstück
und dem Teil 50 beim Schließen der Form festgepreßt wird.
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Kurz nachdem der kleine Wulst 24 auf den Teil 50 gepreßt ist, bewirkt
das weitere Absenken des Pressenstempels, so daß der große Wulst 25 mit der Nut
62 im Bodenstück in Berührung kommt; kurz danach berührt auch das Zwischenstück
47 den großen Wulst und preßt ihn gegen das Bodenstück, wobei ein dampfdichter Abschluß
erzielt wird. Von diesem Augenblick an bilden der Balgrohling und die Teile der
Vulkanisierform einen dampfdichten Behälter.
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Bis zu diesem Zeitpunkt hat der Balgrohling nur unbedeutende oder
gar keine Änderungen seiner Gestalt erfahren; von jetzt an jedoch bewirkt die Schließbewegung
ein zunehmendes axiales Zusammenklappen des Balgrohlings. Daher wird, sobald die
beiden Wülste festgeklemmt sind, Druckluft oder Dampf in den Hohlraum des Rohlings
eingeführt, wozu eine durch das Bodenstück hindurchführende Leitung 76 dient. Der
Dampf bläht den Balgrohling auf und verhütet das Entstehen von Falten in seiner
Wandung.
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Beim weiteren Schließen der Form wird der kleine Wulst 24 vom Ansatz
55 in teleskopartiger Bewegung durch den großen Wulst 25 hindurchgedrückt. Ist der
Pressenstempel am Ende seines Abwärtshubes angekommen, so hat sich die Form völlig
geschlossen und der Balgrohling hat die in Fig. 7 gezeigte endgültige Gestalt angenommen,
da der Dampfdruck ihn aufbläht und eng an die Formungsflächen 64 und 65 preßt.
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Am Ende der Schließbewegung wird das Ende 43 des Balgrohlings, das
sich nahe dem kleinen Wulst befindet, zwischen der Hülse 66 und dem Ansatz 55 geformt.
Es ist zweckmäßig, diesen Teil sorgfältig zu formen, um Falten zu glätten, die sich
beim Aufbauen in den Gewebelagen gebildet haben sollten. Dies ist wichtig, weil
dieser Teil der fertigen Luftfeder den stärksten Biegebeanspruchungen beim Betriebe
unterworfen ist. Der übrige Teil des Balgrohlings wird lediglich durch den inneren
Dampfdruck mit der Form in Berührung gebracht. Beim endgültigen Schließen der Form
wird auf die Wülste 24 und 25 ein zusätzlicher Fonndruck ausgeübt, der dafür sorgt,
daß sie ihre vorgeschriebene Gestalt erhalten.
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Ist die Vulkanisation beendet, so wird die Presse geöffnet, und die
einzelnen Teile der Form werden voneinander getrennt. wobei der Teil 50 in seiner
unteren Stellung im Bodenstück festgehalten wird. Öffnet sich die Presse, so löst
sich die fertige Luftfeder frei vom Bodenstück und vom Teil 50, während sie an dem
Ansatz 55 des Endstücks 45 hängenbleibt. Ist die Form völlig geöffnet, so genügt
ein leichter Zug an der Luftfeder, um sie aus der Form zu entfernen.
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Gegebenenfalls kann auch Druckluft durch einen Kanal 77 in das Endstück
eingeführt werden, um mit ihrer Hilfe die Luftfeder aus der Form zu entfernen. Der
Teil
50 wird dann wieder in seine obere Stellung gemäß Fig. 4 befördert, und die Anordnung
ist sodann für die Vulkanisation eines weiteren Balgrohlings bereit. Die Formteile
sind zweckmäßig hohl ausgeführt, so daß sie in der üblichen Weise mit Dampf beheizt
werden können.