DE3320035C2

DE3320035C2 - Elastischer selbsttragender Balg

Info

Publication number: DE3320035C2
Application number: DE3320035A
Authority: DE
Inventors: Gusztáv Dipl.-Masch.-Ing. Gündisch; Jenö Dipl.-Masch.-Ing. Mádi; László Dipl.-Chem.-Ing. Palotás; Gyula Dipl.-Math. Budapest Subotics; Ilona Dipl.-Chem.-Ing. Dr. Tatay
Original assignee: Taurus Gumiipari Vállalat, Budapest
Priority date: 1982-07-08
Filing date: 1983-06-03
Publication date: 1987-04-23
Also published as: DD210002A5; RO86929B; US4570964A; SE8303309D0; HU186949B; FR2529836B1; FR2529836A1; GB8318306D0; CS248041B2; PL242928A1; IT1163544B; JPS59137205A; CS501483A2; IT8321694A0; RO86929A; SE8303309L; DE3320035A1; GB2122956A; CA1224826A; GB2122956B

Abstract

Elastischer selbsttragender Balg, besonders für Fahrzeuge, der aus voneinander im Abstand angeordneten und über Stegglieder verbundenen Rippen ausgebildet ist. Die Dicke der die Rippen verbindenden Stegglieder ist wenigstens an zwei gegenüberliegenden Seiten des elastischen selbsttragenden Balges kleiner als die Dicke der Rippen, wobei die Rippen und die Stegglieder einstückig ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen elastischen selbsttragenden Balg in Viereckform, insbesondere für Fahrzeuge, als Übergangseinrichtung zwischen Fahrzeugteilen von Gelenkfahrzeugen, der aus im Abstand voneinander angeordneten und über Stegglieder verbundenen Rippen ausgebildet ist, wobei die Dicke der die Rippen verbindenden Stegglieder wenigstens an zwei gegenüberliegenden Seiten des elastischen selbsttragenden Balges kleiner als die Dicke der Rippen ist und die Rippen und die Stegglieder einstückig ausgebildet sind und der Querschnitt des Steggliedes wenigstens einseitig bogenförmig ist.
Aus der Fachliteratur sind zahlreiche unterschiedliche Bälge zur zumindest dreiseitigen Abgrenzung des Raumes zwischen den Karosserien zweier gekuppelter Fahrzeuge bekannt. Für Gelenk-Omnibusse werden z. B. solche Bälge angewandt, die aus einem mit biegsamen Kunststoffbezug versehenen Gewebe durch Nähen zusammengestellt sind und deren äußerer Umriß dem der Karosserie des gelenkigen Omnibusses folgt. Die für den Balg zugeschnittenen und zusammengenähten Rippen gewährleisten die Selbsttragbarkeit des Balges nicht; deshalb sind sie entlang der Nähte mittels Einlagen zusätzlich verstärkt. Die während des Auseinanderziehens des Balges auftretenden Spannungen können in den metallischen Einlagen bleibende Formveränderungen hervorrufen.
Aus der DE-AS 26 46 663 ist ein Faltenbalg für Gelenkfahrzeuge aus Textil-Elastomer bekannt. Das Wesen dieser Ausführungsform liegt darin, daß der Balg aus zwei Textilschichten und einer dazwischengelegten Elastomerschicht ausgebildet ist und daß die Profilbreite der Rippen entlang den Vertikalseiten des Balges konstant und an den Horizontalseiten zu der senkrechten Symmetrieachse des Balges hin in Abhängigkeit von der Größe des Balges kontinuierlich abnimmt, während sich die Seiten des Balges über einen Bogen mit vorbestimmten Radius aneinander anschließen und die Kanten ggf. durch äußere und/oder innere Profilbänder verstärkt sind.
Der Mangel dieser Ausführungsform liegt darin, daß deren Herstellung sehr arbeitsaufwendig ist, weil sie sich hauptsächlich nur manuell herstellen läßt, so daß es viele Fehlermöglichkeiten gibt. Die aufgezählten Fehlermöglichkeiten wirken sich auf die Lebensdauer und die ästhetische Erscheinung des Balges nachteilig aus. Ein weiterer Mangel dieser Ausführungsform liegt darin, daß die einzelnen Elemente des Balges aus Platten zugeschnitten werden, so daß Abfall in großer Menge entsteht, der die Herstellung kostspielig macht.
Bei einer bekannten Faltenmanschette (DE-AS 25 05 542) sind die äußeren die Rippen verbindenden Stegglieder, die mit den Rippen einstückig ausgebildet sind, als flache, bogenförmige Doppelfaltungen ausgebildet und weisen eine geringere Wandstärke als die Rippen auf, damit die Faltenmanschette nach seitlichen Verformungen selbsttätig in ihre Ausgangsform zurückspringt. Die Rippen selbst nehmen in ihrer Dicke radial von außen nach innen stetig zu. Bei einem anderen bekannten Faltenbalg mit viereckiger Stulpe (DE-GM 72 25 263) ist die Wandstärke der Stulpe in den Ecken reduziert, bzw. die Wandstärke der Seitenwandungen verdickt, um ein dichteres Verspannen der Stulpe mittels eines Spannbandes zu erreichen. Bei einem bekannten Kamerabalgen (DE-AS 19 01 640) mit in ausgedehnter Stellung pyramidenstumpfförmiger Gestalt und zickzackförmig verlaufenden Faltungsrippen ist die Materialdicke an den Innenfaltungen kleiner als an den Außenfaltungen, um ein Zusammenlegen des Balges in eine möglichst flache Form zu erreichen.
Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, mit einem elastischen, selbsttragenden Balg der eingangs erwähnten Art, der insbesondere als Übergangseinrichtung zwischen Fahrzeugteilen von Gelenkfahrzeugen ausgebildet ist, und mit geringem Aufwand und einfach herstellbar ist, eine Dehnbarkeit zu erreichen, die auch extremen Anforderungen entspricht.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Dicke der Rippen in dem Übergangsbereich zwischen den Längsseiten des Balges in den Querschnittsecken kleiner ist als über die Längsseiten hin und daß die Rippen durch innere und äußere Stegglieder voneinander getrennt sind.
Durch die Dickenreduzierung in den Querschnittsecken werden die während der Bewegung des Balges im Eckbereich entstehenden Spannungen herabgesetzt, wodurch die Lebensdauer des Balges erhöht wird. Durch den erfindungsgemäßen einfachen konstruktiven Aufbau des Balges kann dieser mit geringem Herstellaufwand in betriebssicherer Ausführungsform durch Anwendung von Kunststoffen, vorzugsweise von Polyurethanschaum hergestellt werden. Dadurch, daß die Dicke der die Rippen verbindenden Stegglieder wenigstens an zwei gegenüberliegenden Seiten des elastischen selbsttragenden Balges kleiner als die Dicke der Rippen ist und der Querschnitt der Stegglieder zumindest einseitig bogenförmig ist, wobei die Symmetriepunkte der für die bogenförmigen Teile der Stegglieder charakteristischen theoretischen geometrischen Formen zusammenfallen oder gegeneinander versetzt sein können, werden die während des Auseinanderziehens und Zusammendrückens entstehenden Biegebeanspruchungen, die zum größten Teil von dem Übergangsbereich zwischen benachbarten Rippen übernommen werden, herabgesetzt, so daß die Lebensdauer erhöht wird. Der erfindungsgemäße elastische selbsttragende Balg kann mindestens auf die zehnfache Länge ausgedehnt werden.
Für eine einfache Mechanisierung der Herstellung und zur Gewährleistung der einfachen Montage und Austauschbarkeit ist eine Ausführungsform vorteilhaft, bei welcher der Balg quer über die Rippen zumindest an einer Stelle geteilt ist. Zur Gewährleistung der festen Verbindung mit der Karosserie ist die Ausführungsform vorteilhaft, bei welcher der Balg aus wenigstens zwei Stücken besteht. Für eine Faltenbalgmanschette für Pendelhalbachsen von Kraftfahrzeugen ist das Längsteilen der Manschette an zumindest einer Stelle an sich bekannt (DE-AS 20 54 207).
Bei einer Ausführungsform, bei welcher an den Enden des Balges je eine Endrippe ausgebildet ist, können die Endrippen in ihrer Dicke radial von außen nach innen stetig zunehmen und über die Innenränder der Rippen hinaus nach innen vorstehen.
Für die Anwendung eines angemessenen Grundstoffes ist die Ausführungsform vorteilhaft, bei welcher der Balg aus Polyurethanschaum hergestellt ist, dessen Dichte höchstens 1 g/cm³ und dessen Härte 70-100 Shore sind, wobei in den beiden Endrippen ein von einem Kunststoffrohr umgebener Bowdenzug eingebettet ist.
Der erfindungsgemäße elastische selbsttragende Balg wird mittels eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 Eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen elastischen selbsttragenden Balges schematisch,
Fig. 2 den Balg aus Fig. 1 in Seitenansicht,
Fig. 3 den Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 den Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2, und
Fig. 5 den Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2.
Die aus der Zeichnung ersichtliche Ausführungsform des elastischen selbsttragenden Falten-Balges 1 weist ein oberes Gewölbe 2, zwei Seitenwände 3 und ein unteres Gewölbe 4 auf, die aus radialen Rippen 5 und diese verbindenden Steggliedern 6 ausgebildet sind.
Die Rippen 5 sind mittels der Stegglieder 6 miteinander elastisch verbunden, d. h. mit diesen einstückig hergestellt, so daß die Rippen im Abstand voneinander gehalten sind. Die Dicke a der Rippen 5 ist im allgemeinen größer, als die kleinste Dicke b der Stegglieder 6. Die kleinste Dicke b der Stegglieder 6 ist in dem Bereich zwischen der konvexen äußeren Krümmung und der konvexen inneren Krümmung der Stegglieder ausgebildet.
Die Gestaltung der Stegglieder 6 im Schnitt kann so sein, daß sie an ihren äußeren und/oder inneren Seiten zumindest eine Krümmung oder Krümmungen mit gleichen oder unterschiedlichen Radien aufweisen können, während ihr Scheitel auch als Gerade ausgebildet sein kann. Die Rippen 5 und in den Übergangsbereichen 7 der Längsseiten des Balges 1, d. i. in den Querschnittsecken 14 entsprechend dem Maß a&min;&min; in Fig. 4 dickenreduziert, wodurch sich die während der Bewegung im Eckbereich 14 entstehenden Spannungen wesentlich herabsetzen lassen und sich die Lebensdauer des Balges 1 wesentlich erhöhen läßt.
Bei der als Beispiel dargestellten Ausführungsform ist der Balg 1 an seinen Enden mit Endrippen 8 versehen, deren Dicke radial von außen nach innen stetig zunimmt und die über die Innenenden der Rippen 5 hinaus nach innen vorstehen. Im Innenrand der Endrippen 8 sind ein Kunststoffrohr 15 und ein darin angeordneter Bowdenzug 9 eingebettet. Entlang der Endrippen 8 ist der elastische selbsttragende Balg 1 in an sich bekannter Weise an den gekuppelten Karosserien des Omnibusses befestigt.
Die Rippen 5 sind in der Ebene der senkrechten Symmetrieachse des elastischen selbsttragenden Balges 1 geteilt, und dort mittels einer Verbindungseinheit 16 miteinander verbunden, die in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise aus mit Schrauben 12 versehenen Verstärkungsstangen 11 sowie Andrückplatten 13 ausgebildet ist. Die Verstärkungsstangen 11 sind jeweils zwischen zwei einander benachbarten Rippen 5 des elastischen selbsttragenden Balges 1 von außen eingelegt. Die Schrauben 12 sind mit den Verstärkungsstangen 11 verschweißt. Die Schrauben 12 sind durch Bohrungen in dem die beiden Rippen 5 verbindenden Stegglied 6 hindurchgeführt und auf diese Schrauben 12 sind die biegsame Staubschutzplatte 10 und die Andrückplatte 13 aufgezogen und mittels Muttern sind diese festgeklemmt.
Im Falle eines geteilten elastischen selbsttragenden Balges 1 wird die Teilung vorzugsweise in der durch die senkrechte Symmetrieachse gehenden und zu den das untere Gewölbe 4 bildenden Rippen 5 senkrechten Ebene in dem unteren Gewölbe 4 ausgebildet, wobei diese Teilung durch die bereits beschriebene Verbindungseinheit 16 geschlossen wird.
Eine solche Teilung des unteren Gewölbes 4 des elastischen selbsttragenden Balges 1 ist deshalb vorteilhaft, weil die geringsten Bewegungen während des Betriebes in diesem Bereich entstehen und so die Beanspruchung der Verbindungseinheit 16 herabgesetzt und die Lebensdauer erhöht werden.
Der elastische selbsttragende Balg 1 läßt sich vorzugsweise auch in zu den Rippen 5 senkrecht und symmetrisch geteilten Stücken herstellen und diese Stücke werden zu einer einzigen organischen Einheit in an sich bekannter Weise, z. B. durch Kleben, zusammengefügt. In dieser Weise wird die Herstellung wesentlich erleichtert.
Ein elastischer selbsttragender Balg 1 vorliegender Art wurde aus geschäumtem Polyurethan (Polyurethanschaum) einstückig gegossen, dessen Dichte 0,9 g/cm³, und dessen Härte ca. 96 Shore waren. Als Grundstoff läßt sich auch ein anderes Material verwenden. Wesentlich ist dabei, daß gleichzeitig eine hohe Dauerfestigkeit, eine zur Selbsttragfähigkeit angemessene Härte, eine zur Anwendbarkeit ausreichende Elastizität und eine Leichtkonstruktion erreicht werden.

Claims

1. Elastischer, selbsttragender Balg in Viereckform, insbesondere als Übergangseinrichtung zwischen Fahrzeugteilen von Gelenkfahrzeugen, der aus im Abstand voneinander angeordneten und über Stegglieder verbundenen Rippen ausgebildet ist, wobei die Dicke der die Rippen verbindenden Stegglieder wenigstens an zwei gegenüberliegenden Seiten des elastischen selbsttragenden Balges kleiner als die Dicke der Rippen ist und die Rippen und die Stegglieder einstückig ausgebildet sind und der Querschnitt des Steggliedes wenigstens einseitig bogenförmig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (a) der Rippen (5) in dem Übergangsbereich (7) zwischen den Längsseiten des Balges in den Querschnittsecken (14) kleiner ist als über die Längsseiten (2, 3, 4) hin und daß die Rippen durch innere und äußere Stegglieder (6) voneinander getrennt sind.

2. Elastischer selbsttragender Balg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er quer über die Rippen (5) wenigstens an einer Stelle geteilt ist.

3. Elastischer selbsttragender Balg nach Anspruch 1 oder 2 mit an seinen Enden vorgesehenen Endrippen, dadurch gekennzeichnet, daß die Endrippen (8) in ihre Dicke radial von außen nach innen stetig zunehmen und über die Innenränder der Rippen (5) hinaus nach innen vorstehen.

4. Elastischer selbsttragender Balg nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei seiner Herstellung aus Polyurethanschaum, dessen Dichte höchstens 1 g/cm³ und dessen Härte 70-100 Shore sind, in den beiden Endrippen (8) ein von einem Kunststoffrohr (15) umgebener Bowdenzug (9) eingebettet ist.