203260. lajstromszámú szabadalom • Légrugómembrán
1 HU 203 260 A 2 A találmány tárgya légrugómembrán, amely gumiból vagy gumihoz hasonló anyagból készül, és elsősorban gördülő membrántípusokra vonatkozik, melyekben a szilárdsághordozó betétek gumizott kordszálakból állnak Ezek a légrugómembránok elsősorban gépjárművek rugó-tartására kerülnek beépítésre, de egyéb felhasználásra is alkalmasak. (Pl: pneumatikus hengerek helyett szervoelemként, rezgéscsillapításra, emelőszerkezetekhez, fémrugóval kombinálva stb.) Az ebbe a típusba sorolható légrugómembránok a két végükön acélkorddal vagy acélhuzalokkal erősített peremekkel rendelkeznek, amelyekkel a jármű szerkezeti elemeihez kapcsolódnak. A fémalkatrészekkel a membránperem hermetikusan kapcsolódik, és egy dugattyún le-fel gördülve végzi a rugózást. A légrúgómembrán a be- és kirugózások során folyamatos alakváltozást, valamint átmérő irányú változást szenved. Ezek az alakváltozások, de főleg az átmérő irányúak a gördülőmembrános légrugóknál igen nagyok akkor, amikor az adott külső szakasz a dugattyúra rágördül. Azonban ezeket a belső túlnyomásból származó és a membrán falában keletkező húzóerőket a kordokkal erősített betétek felveszik mind axiális mind tangenciális irányban. A megfelelő kordszög megválasztásával előre számítható az átmérő irányú változás, illetve a szükséges és elégséges membránméret. A légrugómembrán falában akkor ébrednek káros feszültségek, amikor - pl. járműbe való beszerelésnél vagy membráncserénél - nyomás nélküli állapotban kell a gördülőmembránt összetolni és olyan helyzetbe hozni, hogy a magassága a járműben hermetizálást biztosító fémszerelvények távolságánál kisebb legyen, vagyis be lehessen a membránt szerelni. Ezek a membránok ugyanis már jelentős hosszal készülnek, és magasságuk sokkal nagyobb az átmérőjüknél. Ezt a műveletet tehát a membrán dugattyúra gördülő szakaszán kell megoldani, abban hajlatot kell létrehozni.Ez csak igen nehezen valósítható meg egy túlnyomás nélküli membránnál. Ezek a membránok a gördülő hajlatban egyébként is nagy feszültséget hoznak létre, mivel átmérőjük nem sokkal nagyobb a dugattyú átmérőjénél. A fent említett okokból fellépő feszültségek elkerülésére történt próbálkozás a DE 1806927 szabadalomban leírtaknak megfelelően. Ezen szabadalom szerint elsősorban a gördülőmembránok belső gördülőhajlatát látták el körkörös irányban futó bordázatokkal a káros feszültségek csökkentése érdekében. Hasonló célból egy tökéletesebb megoldás a DE 3318 060 A1 számú szabadalom szerinti, ahol a membrán belső felületén a gördiilőhajlatban felületi kiemelkedéseket képeztek ki. Ezek a megoldások azonban igen bonyolultak, mivel a membrán belső felületén vannak kialakítva, nem jól látható helyen, ami az ellenőrizhetőséget rontja, gyártástechnológiai okból fakadóan költségesek, némi gördítési könnyebbséget ugyan eredményeznek, de egyértelműen nem oldották meg a problémát. Az említett szabadalmak alkalmazása mellett sem valósul meg az a lehetőség, hogy a gördülőmembrán nyomás nélküli begördítése csekély ellenállással lehetővé váljék. Új elasztomerekkel is próbálkoztak, de lényeges javulást ez sem adott, csak a gördülőmembrán előállítása vált költségesebbé. A DE 32465998 számú (Continental) szabadalom ismertetett olyan kialakítást, amelynél a felső perem kifelé fordul és a perem rögzítése, hermetizálása a perem alá görgőzéssel történik, így az a membrán felső részével egy egységet képez, ugyanakkor az első peremek dugattyúra való rögzítése megmaradt az eddig is általuk használt kialakításúnak. Vagyis kombinálta az ismert Firestone cég által alkalmazott felső peremkialakítást a Continental cég által alkalmazott ismert peremmel. így a két perem közötti átmérőkből adódó átmenet kissé megkönnyítette az alsó perem membránba való begördítését, vagyis a szerelést könnyebbé tette, de a lehetséges mechanikai feszültségek ezáltal nem szűntek meg. Ezen kombinációs szabadalomban leírtaknál jobb megoldást alkalmazunk az általunk kialakított lépcsős-kúpos átmenetekkel, amikor a begördítés, illetve ezáltal a membrán szerelhetősége túlnyomás nélkül, mechanikai feszültségek fellépésétől mentesen végezhető el és meghibásodás esetén a felső perem körül begörgőzött fedelet, az azon levő levegőbevezető csonkokat, valamint a járműhöz való csatlakozó csavarzatokat nem kell eldobni, mint a fent említett esetben történő kialakítás alkalmazásánál. Ez komoly megtakarítást eredményez, ugyanakkor élettartam növekedést is, mivel nem kell összecsavarva, meggyötörve behelyezni a membránt a fémfegyverzetek közé, hanem az ideális helyzetben kerül a helyére. Találmányunk célkitűzése az előzőek alapján tehát egyrészt a belső túlnyomásból eredő feszültségek csökkentése, másrészt a túlnyomásmentes állapotban a membrán falában ébredő káros feszültségek, valamint a deformáció megszüntetése, illetve minimalizálása, pl. elcsavarodva szerelt membrán esetén. Célkitűzésünk megvalósításában az a felismerés adta a kiindulást, hogy a membrán átmérőjét annak hosszanti iránya mentén folyamatosan változtatva csökkenthetjük a tapadó felületekből származó, a begördítés ellen ható erők nagyságát. Az ármérő változása a hossztengely mentén lehet kismértékű, ekkor az alkotó és a szimmetriatengely bezárt szöge 1°-12° nagyságú, és kúpos kialakításról beszélünk, és lehet ennél nagyobb, tipikusan 40°-50° nagyságú, amikor lépcsősnek nevezzük azt. Lehet a profil ívelt is, ahol a lényeg, azaz a membrán átmérőjének a szimmetriatengely hosszanti irányában történő lassabb vagy gyorsabb változása ugyanaz. Főleg hosszú és igen hosszú légrugómembránok beszerelése nehéz, ahol a membrán hossza átmérőjének sokszorosa. Ezek az igen nagy hosszal üzemelő membránok a járműépítésben egyre jobban terjednek, mivel sokoldalúan használhatók, így rugónak, emelőnek, működtetőnek egyaránt. Ezen szempontokat is figyelembe vettük, amikor a jelen leírásunkban közölt tökéletesített membránprofüt kialakítottuk. 5 10 16 20 26 30 35 40 45 50 55 60 2
