JP2016520783A

JP2016520783A - 空気ばね

Info

Publication number: JP2016520783A
Application number: JP2016518898A
Authority: JP
Inventors: ピーロック・ラルフ
Original assignee: コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2016-07-14
Also published as: WO2014202330A1; CN105339697A; EP3011198B1; US20160107496A1; EP3011198A1; DE102013211666A1

Abstract

本発明は、車両のための空気ばね１であって、この空気ばねが、空気ばね蓋２と空気ばね転動ピストン３との間に気密に装着された、１つまたは複数の埋め込まれた強度担持体層を有するエラストマー材料から構成された複合材料から成る空気ばねベローズ４を有し、この空気ばねベローズが、前記空気ばね蓋２と前記空気ばね転動ピストン３と共に、圧縮空気で充填された作動室５を区画し、且つ、ロールひだ６の形成のもとで、前記空気ばね転動ピストン３に沿って転動し、前記空気ばねベローズ４が、第１の部分空気ばねベローズ８と第２の部分空気ばねベローズ９とを有し、これら部分空気ばねベローズが、重なり領域１０内で互いに結合されており、且つ、強度担持体層を有し、これら強度担持体層が、空気ばね長手方向軸Ｌと異なった角度で延在する形式の上記空気ばねに関する。本発明によれば、第１および第２の部分空気ばねベローズ８、９が、自由に移動可能な、重なり領域１０内に設けられた、締付け結合部によって分離されて設けられている。

Description

本発明は、
車両のための空気ばねであって、
この空気ばねが、
空気ばね蓋と空気ばね転動ピストンとの間に気密に装着された、１つまたは複数の埋め込まれた強度担持体層を有するエラストマー材料から成る構成された複合材料から成る空気ばねベローズを有し、
この空気ばねベローズが、前記空気ばね蓋と前記空気ばね転動ピストンと共に、圧縮空気で充填された作動室を区画し、且つ、ロールひだの形成のもとで、前記空気ばね転動ピストンに沿って転動し、
前記空気ばねベローズが、第１の部分空気ばねベローズと第２の部分空気ばねベローズとを有し、
これら部分空気ばねベローズが、重なり領域内で互いに結合されており、且つ、空気ばね長手方向軸と異なった角度で延在する複数の強度担持体層を有する形式の上記空気ばねに関する。

シャーシと車両ボディとの間に装着され、且つ、空気ばねベローズを有し、この空気ばねベローズが、更にまた、空気ばね蓋と転動ピストンとの間に固定されている、空気ばねは、多数の実施例が公知である。この空気ばねは、作動状態において、内側の超過圧のもとにある。空気ばねベローズは、負荷のもとで、および、ばね運動の際にロールひだの形成のもとで、同軸の空気ばねピストンの外側輪郭上で転動する。この形式の空気ばねは、快適な弾性作用を達成するために、しばしば路面走行車両または鉄道走行車両において使用される。

乗用車の領域内の空気ばねの場合、可能な限り薄壁の空気ばねベローズが使用される。何故ならば、これら空気ばねベローズが、高い転動快適性を保証するからである。これら空気ばねベローズの場合に、システム全体の十分な負荷能力を達成するために、空気ばねベローズ、もしくは、空気ばねまたは空気ダンパは、いわゆる外側ガイドを、即ち、「支持コルセット」または支持体としての、空気ばねベローズを囲繞する管状のスリーブを備えている。従って、例えば、支持体としての薄い軽金属スリーブを有する薄い空気ばねベローズは、高い内部圧力および従って高い負荷能力を、同時に良好なハーシュネス特性を達成しつつ最適化する。

しばしば僅かな空間条件に基づいて、空気ばねを外側ガイド無しに使用することが必要となることがある。いわゆる自由なまたは独立したこれら空気ばねの場合、運動学的な軸方向運動並びにベローズ固有ねじれは、空気ばね蓋と空気ばね転動ピストンとの間にねじり運動を生じさせる。空気ばねベローズが、交差層ベローズとして設けられている場合、このベローズは、小さなねじれ角を有するねじれを受け止める。それに対して、大きなねじれ角の場合、強度担持体層が損傷を受けるという危険がある。

この危険に対処するために、例えば、すべり軸受の形態のねじり支承部が設けられる。同様に、独国特許出願公開第１０２００５０４５８０４号明細書から、上下逆位置の空気ばねが公知であり、この空気ばねの場合、空気ばねベローズは、１つの支持リングの上に支持され、この支持リングが、転がり軸受を介して空気ばね蓋に支承されている。

但し、これら公知の解決の手がかりは、通常は、付加的な軸方向の設置スペースが必要とされること、および、調和された結合技術が、空気ばねの形成をより複雑にし、従ってまたコストをより高くすること、の欠点を有する。

更に、独国特許出願公開第１０２０１２２０１１０４号明細書から、上側の部分空気ばねベローズが、ねじり運動を受止め可能であるように形成されている、２つの部分空気ばねベローズから成る１つの空気ばねベローズを設けることが公知である。優先的に快適性の要求を満たす、下側の部分空気ばねベローズは、独国特許出願公開第１０２０１２２０１１０４号明細書に従い、一方では、転動ピストンの外側で、他方では、空気ばねベローズに固定された外側ガイドの内側で転動し、従って、両方の機能領域は、外側ガイドによって分離されている。

独国特許出願公開第１０２００５０４５８０４号明細書独国特許出願公開第１０２０１２２０１１０４号明細書

従って、本発明の根底をなす課題は、軸方向の構造空間に影響を与えることなく、一方で、快適性の要求を満たし、他方で、比較的に大きなねじり運動を損傷無しに許容する車両のための空気ばねを提供することにある。

この本発明の根底をなす課題は、請求項１の特徴によって解決される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明に従い、第１および第２の部分空気ばねベローズは、自由に移動可能な、重なり領域内に設けられた締付け結合部によって分離されて設けられている。従って、両方の部分空気ばねベローズによって実現された機能領域の分離は、自由な空気ばねの場合でも、別のねじりを受け止める部品が必要となることなく、実現可能である。これにより更に、空気ばね部品、特に空気ばね蓋の形成は、自由である。

本発明の有利な実施形態によれば、締付け結合部として、空気ばねベローズの内側に設けられた支持リングが設けられており、この支持リングが、空気ばねベローズの締付けリングを用いて、位置決めされて設けられている。従って、締付け結合部を形成するために、簡単且つコストの安い部品が、使用され得る。

好ましいことに、第１の部分空気ばねベローズは、ねじれ易いひだとして形成されており、これにより、この第１の部分空気ばねベローズが、ねじり力だけでなく、カルダン運動も受止め可能である。

空気ばねの早期の座屈は、本発明の別の有利な更なる発展形に従い、支持リングが、空気ばね蓋の軸方向の延長部によって、半径方向に案内されて設けられていることでもって防止され得る。

好ましいことに、第１の部分空気ばねベローズは、空気ばね長手方向軸に対して平行なまたはほぼ平行な強度担持体層を有する軸方向層ベローズとして設けられ、第２の部分空気ばねベローズが、空気ばね長手方向軸に対してある角度で延在する強度担持体を有する交差層ベローズとして設けられている。しかしながら、第１の部分空気ばねベローズが、空気ばね長手方向軸に対して第１の角度で延在する強度担持体を有する交差層ベローズとして設けられ、第２の部分空気ばねベローズが、空気ばね長手方向軸に対して第２の角度で延在する強度担持体を有する交差層ベローズとして設けられているようにする選択的な実施形態も可能である。従って、空気ばねベローズは、弾性領域および転動領域内に分割することができ、この第１の部分空気ばねベローズは、空気ばねのねじれ剛性を減少させるように形成され、第２の部分空気ばねベローズは、快適性の要求に適合されている。

本発明の別の特徴、利点、および適用の可能性は、従属請求項、および、実施例の図面に基づいた以下の説明からわかる。

図は、それぞれ著しく概略的に且つ断面図で示されている。

本発明による空気ばねの第１の実施例本発明による空気ばねの第２の実施例

図１は、概略的な図示及び断面図で、空気ばね１の第１の実施例を示すが、この空気ばねは、空気ばね転動ピストン３と空気ばね蓋２とによって、自動車のシャーシと車両ボディとの間に装着されている。

空気ばね１は、空気ばね蓋２と空気ばね転動ピストン３とに封隙して固定された、１つまたは複数の埋め込まれた強度担持体層を有するエラストマー材料から構成された複合材料から成る空気ばねベローズ４を有し、この空気ばねベローズが、前記空気ばね蓋２と前記空気ばね転動ピストン３と共に、圧縮空気で充填された作動室５を区画し、且つ、ロールひだ６の形成のもとで、空気ばね転動ピストン３に沿って転動する。

この図で明らかなように、空気ばねベローズ４の端部領域は、締付けリング７を用いて、空気ばね蓋２および空気ばね転動ピストン３の締付け部分に固定されている。

空気ばねベローズ４は、第１の部分空気ばねベローズ８と第２の部分空気ばねベローズ８とを有し、これら部分空気ばねベローズが、重なり領域１０で加硫処理によって互いに結合されている。これら両方の部分空気ばねベローズ８、９において、異なる機能を実現可能とするために、両方の部分空気ばねベローズ８、９の強度担持体層が、空気ばね長手方向軸Ｌと異なった角度で延在する。

従って、例えば、第１の部分空気ばねベローズ８は、空気ばね長手方向軸Ｌに対して平行なまたはほぼ平行な強度担持体層を有する軸方向層ベローズとして形成することができ、これにより、弾性的な、ねじれ易い機能領域を形成し、この機能領域が、特に、ねじり運動を受止め可能である。第２の部分空気ばねベローズ９は、空気ばね長手方向軸Ｌに対してある角度で延在する強度担持体を有する交差層ベローズとして形成されており、これにより、ねじれ剛性のある、快適性の要求に適合された転動領域を構成する。

選択的な実施例により、第１の部分空気ばねベローズ８を交差層ベローズとして設けることもできるが、所望の弾性を得るために、強度担持体の角度は、それに応じて適合されねばならない。

図１から明らかなように、両方の部分空気ばねベローズ８、９は、自由に移動可能な、重なり領域１０内に設けられた、締付け結合部によって分離されている。

締付け結合部として、空気ばねベローズ４の内側に設けられた、自由に移動可能な支持リング１１が設けられており、この支持リングが、締付けリング１２を用いて、空気ばねベローズ４内に位置決めされている。従って、両方の部分空気ばねベローズ８、９によって実現された機能領域の分離は、自由な空気ばねの場合でも、拡大された軸方向の設置スペースの欠点を受入れる必要無しに、簡単且つ安いコストで実現可能である。

空気ばね蓋２に設けられた空気接続部１４によって、圧縮空気が作動室５内へと到達し、従って、所定の内側の超過圧が生じる。この場合、交差層ベローズとして形成された第２の部分空気ばねベローズ９は、所望の直径を、強度担持体の交差によって達成する。上記で説明したように、軸方向層ベローズまたは交差層ベローズとして設けることができる、第１の部分空気ばねベローズ８は、内部圧力が生じた場合、これら強度担持体の角度、並びに、ねじりひだ曲率の中心点に対する有効ロールひだ直径の調和に応じて、ねじれ易いひだ１３を形成し、従って、この第１の部分空気ばねベローズ８が、ねじり力だけでなく、カルダン運動も受止め可能である。

内側の支持リング１１の軸方向の位置は、両方の部分空気ばねベローズ８、９の間の、平衡状態において調節され、もしくは、標準的に、上側のひだ１３の設定によって決定され、このひだ１３の直径は、上側のベローズ領域長さ、並びに強度担持体の角度によって決定される。

図２は、第２の実施例を示す。この実施例は、空気ばね蓋２が、軸方向の、環状の延長部１５を有し、この延長部１５によって、支持リング１１が半径方向に案内されることだけで異なる。これにより、空気ばね１の早期の座屈屈折を防止することができる。

１空気ばね
２空気ばね蓋
３空気ばね転動ピストン
４空気ばねベローズ
５作動室
６ロールひだ
７締付けリング
８部分空気ばねベローズ
９部分空気ばねベローズ
１０重なり領域
１１支持リング
１２締付けリング
１３ひだ
１４空気接続部
１５延長部
Ｌ空気ばね長手方向軸

Claims

車両のための空気ばね（１）であって、
この空気ばねが、
空気ばね蓋（２）と空気ばね転動ピストン（３）との間に気密に装着された、１つまたは複数の埋め込まれた強度担持体層を有するエラストマー材料から構成された複合材料から成る空気ばねベローズ（４）を有し、
この空気ばねベローズが、前記空気ばね蓋（２）と前記空気ばね転動ピストン（３）と共に、圧縮空気で充填された作動室（５）を区画し、且つ、ロールひだ（６）の形成のもとで、前記空気ばね転動ピストン（３）に沿って転動し、
前記空気ばねベローズ（４）が、第１の部分空気ばねベローズ（８）と第２の部分空気ばねベローズ（９）とを有し、
これら部分空気ばねベローズが、重なり領域（１０）内で互いに結合されており、且つ、空気ばね長手方向軸（Ｌ）と異なった角度で延在する複数の強度担持体層を有する
形式の上記空気ばねにおいて、
前記第１および第２の部分空気ばねベローズ（８、９）が、
自由に移動可能な、前記重なり領域（１０）内に設けられた締付け結合部によって分離されて設けられていること、を特徴とする空気ばね（１）。
締付け結合部として、空気ばねベローズ（４）の内側に設けられた支持リング（１１）が設けられており、この支持リングが、締付けリング（１２）を用いて、空気ばねベローズ（４）内に位置決めされて設けられていること、を特徴とする請求項１に記載の空気ばね（１）。
第１の部分空気ばねベローズ（８）は、ねじれ易いひだ（１３）として形成されていること、を特徴とする請求項２に記載の空気ばね（１）。
支持リング（１１）は、空気ばね蓋（２）の軸方向の延長部（１５）によって、半径方向に案内されて設けられていること、を特徴とする請求項２または３に記載の空気ばね（１）。
第１の部分空気ばねベローズ（８）は、空気ばね長手方向軸（Ｌ）に対して平行なまたはほぼ平行な強度担持体層を有する軸方向層ベローズとして設けられ、
第２の部分空気ばねベローズ（９）が、空気ばね長手方向軸（Ｌ）に対してある角度で延在する強度担持体を有する交差層ベローズとして設けられていること、を特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の空気ばね（１）。
第１の部分空気ばねベローズ（８）は、空気ばね長手方向軸（Ｌ）に対して第１の角度で延在する強度担持体を有する交差層ベローズとして設けられ、
第２の部分空気ばねベローズ（９）が、空気ばね長手方向軸（Ｌ）に対して第２の角度で延在する強度担持体を有する交差層ベローズとして設けられていること、を特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の空気ばね（１）。