JPS62113936A - 空気ばね要素 - Google Patents
空気ばね要素Info
- Publication number
- JPS62113936A JPS62113936A JP61266487A JP26648786A JPS62113936A JP S62113936 A JPS62113936 A JP S62113936A JP 61266487 A JP61266487 A JP 61266487A JP 26648786 A JP26648786 A JP 26648786A JP S62113936 A JPS62113936 A JP S62113936A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring element
- air
- spring body
- air spring
- metal plates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
- F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
- F16F13/06—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper
- F16F13/20—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper characterised by comprising also a pneumatic spring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
- F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
- F16F13/26—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions
- F16F13/30—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions comprising means for varying fluid viscosity, e.g. of magnetic or electrorheological fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Combined Devices Of Dampers And Springs (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、内部に圧縮空気を送り込まれたベローズ状
のばね体を備えた空気ばね要素に関する。
のばね体を備えた空気ばね要素に関する。
［従来の技術］
通常蛇腹状に形成された弾性を有するばね体の中の空気
圧の調整と維持のために、圧縮空気源に接続されたかか
る空気ばね要素は、圧縮量に無関係なばね定数と常に同
じ復元力従って同じ剛性とを有する。この空気ばね要素
の欠点は、それが圧縮の際に実質上減衰性を有せず、す
なわち導入された振動状の負荷を減衰しないということ
にある。減衰を達成するためには通常別個のダンパを並
列に接続しなければならない。
圧の調整と維持のために、圧縮空気源に接続されたかか
る空気ばね要素は、圧縮量に無関係なばね定数と常に同
じ復元力従って同じ剛性とを有する。この空気ばね要素
の欠点は、それが圧縮の際に実質上減衰性を有せず、す
なわち導入された振動状の負荷を減衰しないということ
にある。減衰を達成するためには通常別個のダンパを並
列に接続しなければならない。
［発明が解決しようとする問題点］
この発明は、剛性が従来の方法で空気圧により調節でき
るとともに減衰性を備え、この減衰性が同様に可変に：
Ａ節可能であり、しかも剛性にほとんど無関係にかつ広
い周波数範囲にわたって調節可能であるような、空気ば
ね要素を提供することを目的とする。
るとともに減衰性を備え、この減衰性が同様に可変に：
Ａ節可能であり、しかも剛性にほとんど無関係にかつ広
い周波数範囲にわたって調節可能であるような、空気ば
ね要素を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
この目的はこの発明に基づき、ばね体が、ゴム弾性の周
囲壁と二つの強固な端面壁とにより閉鎖された室の内部
に配置され、ばね体と周囲壁との間でばね体により仕切
られた外側室が、電界により制御可能な電気粘性効果を
有する液を充填されていることにより達成される。
囲壁と二つの強固な端面壁とにより閉鎖された室の内部
に配置され、ばね体と周囲壁との間でばね体により仕切
られた外側室が、電界により制御可能な電気粘性効果を
有する液を充填されていることにより達成される。
［作用］
このばね体の圧縮の際には金属板間隔が減少するので、
外周が開放された各２枚の金属板の間の中間空間の中に
存在する液が外に向って押し出される。これによりすで
に成る程度の減衰効果が達成できる。更に電極として作
用するこれらの金属板に電圧を印加することにより、電
気粘性効果を有する液の粘度が変更でき、それにより流
れ抵抗従ってばね要素の減衰性が変化する。
外周が開放された各２枚の金属板の間の中間空間の中に
存在する液が外に向って押し出される。これによりすで
に成る程度の減衰効果が達成できる。更に電極として作
用するこれらの金属板に電圧を印加することにより、電
気粘性効果を有する液の粘度が変更でき、それにより流
れ抵抗従ってばね要素の減衰性が変化する。
［実施態様］
その際ベローズ状のばね体が少なくとも３枚の中空円板
形の金属板の積層体から成り、これらの金属板が交互に
内周又は外周をリング形のゴム要素により結合され、か
つ交互に電源又は大地電位に接続されているのが合目的
である。
形の金属板の積層体から成り、これらの金属板が交互に
内周又は外周をリング形のゴム要素により結合され、か
つ交互に電源又は大地電位に接続されているのが合目的
である。
この発明の別の有利な実施態様は特許請求の範囲第３項
以下に記載されている。
以下に記載されている。
［実施例］
次にこの発明に基づく空気ばね要素の一実施例の無負荷
状態における縦断面図により、この発明の詳細な説明す
る。
状態における縦断面図により、この発明の詳細な説明す
る。
図に示すようにばね要素１は外側のケースを有し、この
ケースは円筒形のゴム壁２と中実な両端面壁３，４とか
ら成り、これらの端面壁はプラスチックから作られるの
が合目的である０図示の実施例では内部に円筒形のゴム
壁２と同軸に中空円板形の１０枚の金属板５の積層体が
配置され、これらの金属板はゴム弾性の周囲壁２の内径
よりも小さい直径を有する。しかしながらその際要求に
応じて異なる数の金属板を設けることも可能であり、し
かし少なくとも３枚の板を設けるべきである。これらの
金属板５は交互に、内周の範囲でリング形のゴム要素６
により相互に結合され、又は外周の範囲で直径のより大
きいリング形のゴム要素７により結合され、その際これ
らのゴム要素６と７は金属板５に加硫接着されるのが合
目的である。それにより金属板５の積層体はベローズの
ように引張り又は圧縮可能であり、その際交互に内側又
は外側に加硫接着されたゴム要素はヒンジの機能を引き
受ける。
ケースは円筒形のゴム壁２と中実な両端面壁３，４とか
ら成り、これらの端面壁はプラスチックから作られるの
が合目的である０図示の実施例では内部に円筒形のゴム
壁２と同軸に中空円板形の１０枚の金属板５の積層体が
配置され、これらの金属板はゴム弾性の周囲壁２の内径
よりも小さい直径を有する。しかしながらその際要求に
応じて異なる数の金属板を設けることも可能であり、し
かし少なくとも３枚の板を設けるべきである。これらの
金属板５は交互に、内周の範囲でリング形のゴム要素６
により相互に結合され、又は外周の範囲で直径のより大
きいリング形のゴム要素７により結合され、その際これ
らのゴム要素６と７は金属板５に加硫接着されるのが合
目的である。それにより金属板５の積層体はベローズの
ように引張り又は圧縮可能であり、その際交互に内側又
は外側に加硫接着されたゴム要素はヒンジの機能を引き
受ける。
中空円板形の金属板５の厚さは０．１ｍｍないし１．ｏ
ｍｍとするのが合目的であり、−力無負荷状態での板相
互の間隔は約１ｍｍないし５ｍｍである。相応の厚さの
ゴム要素６，７は電気絶縁性のエラストマー材料から作
られるのが合目的である。
ｍｍとするのが合目的であり、−力無負荷状態での板相
互の間隔は約１ｍｍないし５ｍｍである。相応の厚さの
ゴム要素６，７は電気絶縁性のエラストマー材料から作
られるのが合目的である。
金属板５は交互に、上側の端面壁３を貫通して導かれた
リード線８を介して図示されてｌ、）なｌ、Ｘ０ｋＶな
いし１０ｋＶの電源に接続されるか、又はリード線９を
介して大地電位に接続されてｌ、Ｘる。その際接触は空
気を充填された内側室１２を経て行われる。なぜならば
そこがもつともリード線を配置し易いからである。リー
ド線８と９は導電性の弾性ゴムとし、直接金属板５に加
硫接着できる。なぜならばｔｏｘｖの電圧では必要な電
流は極めてわずかであり、カーボンブラックを充填した
弾性ゴム混合物の導電性で必要な電流供給に対して完全
に十分であるからである。
リード線８を介して図示されてｌ、）なｌ、Ｘ０ｋＶな
いし１０ｋＶの電源に接続されるか、又はリード線９を
介して大地電位に接続されてｌ、Ｘる。その際接触は空
気を充填された内側室１２を経て行われる。なぜならば
そこがもつともリード線を配置し易いからである。リー
ド線８と９は導電性の弾性ゴムとし、直接金属板５に加
硫接着できる。なぜならばｔｏｘｖの電圧では必要な電
流は極めてわずかであり、カーボンブラックを充填した
弾性ゴム混合物の導電性で必要な電流供給に対して完全
に十分であるからである。
金属板５とリング形のゴム要素６．７とから形成された
ばね体１０により、ゴム弾性の周囲壁２の内部には相互
に同軸に置かれた二つの室ｌｌと１２が仕切られている
。ばね体１０の内部に置かれた室１２は下側の端面壁４
を介して弁１６により制御可能な圧縮空気導管１５に接
続され、それにより内側室１２には０ｂａｒないし１０
ｂａｒの調節可能な圧力を送り込むことができる。
ばね体１０により、ゴム弾性の周囲壁２の内部には相互
に同軸に置かれた二つの室ｌｌと１２が仕切られている
。ばね体１０の内部に置かれた室１２は下側の端面壁４
を介して弁１６により制御可能な圧縮空気導管１５に接
続され、それにより内側室１２には０ｂａｒないし１０
ｂａｒの調節可能な圧力を送り込むことができる。
ばね体１０と周囲壁２との間の外側室１１は電気粘性効
果を有する液を満たされ、この液は例えば上側の端面壁
３の中の閉鎖可使な孔１３を経て充填できる。電気粘性
効果を有する液は、例えば４０ないし６０重量％の固体
としてのケイ酸、３０ないし５０重量％の誘電率の低い
適当な有機質相、５ないし１０重量％の水及び約５重量
％の分散剤の混合物から成り、１００ないし３０００メ
ガパス力ル秒の基本粘度を有する。
果を有する液を満たされ、この液は例えば上側の端面壁
３の中の閉鎖可使な孔１３を経て充填できる。電気粘性
効果を有する液は、例えば４０ないし６０重量％の固体
としてのケイ酸、３０ないし５０重量％の誘電率の低い
適当な有機質相、５ないし１０重量％の水及び約５重量
％の分散剤の混合物から成り、１００ないし３０００メ
ガパス力ル秒の基本粘度を有する。
かかる空気ばね要素の作動方式は次の通りである。
矢印１７で示すように上から力が作用するとき金属板５
の積層体は押しつぶされ、それによりばね体１０の中の
空気が圧縮される。圧縮された空気は復元力を発生し、
この復元力が空気ばね要素の剛性の大部分を決める。金
属板５の弾性変形とヒンジとして働くゴム要素６．７と
による剛性への寄与は小さい、金属板５の積層体の圧縮
と同時に金属板間隔が減少し、中間室の中に存在する電
気粘性効果を有する液が外に向かって押し出され、周囲
壁２が外に向かって丸く膨らむ、負荷を除去すると、外
部の空気圧と周囲壁２の構造が相応に容積的に剛なとき
にはその復元力とによって、金属板５との間の中間空間
の中に液が押し戻される。
の積層体は押しつぶされ、それによりばね体１０の中の
空気が圧縮される。圧縮された空気は復元力を発生し、
この復元力が空気ばね要素の剛性の大部分を決める。金
属板５の弾性変形とヒンジとして働くゴム要素６．７と
による剛性への寄与は小さい、金属板５の積層体の圧縮
と同時に金属板間隔が減少し、中間室の中に存在する電
気粘性効果を有する液が外に向かって押し出され、周囲
壁２が外に向かって丸く膨らむ、負荷を除去すると、外
部の空気圧と周囲壁２の構造が相応に容積的に剛なとき
にはその復元力とによって、金属板５との間の中間空間
の中に液が押し戻される。
金属板５に交互に高電圧又は大地電位が印加されると、
これらの金属板は電極として働き、それにより金属板５
の間に存在する液の粘度が著しく増加し、圧縮の際に明
らかに更に高いほぼ速度に比例する変形抵抗が生じ、こ
の変形抵抗はばね要素ｌの減衰率を高める効果を現わす
。
これらの金属板は電極として働き、それにより金属板５
の間に存在する液の粘度が著しく増加し、圧縮の際に明
らかに更に高いほぼ速度に比例する変形抵抗が生じ、こ
の変形抵抗はばね要素ｌの減衰率を高める効果を現わす
。
この発明に基づき構成された空気ばね要素では、ばね体
１０の中の空気圧が３ｂａｒのときに、２５ＯＮ／ｍｍ
のばね剛性と５°の機械的損失角が生じる。この基本減
衰性は使用された液の粘度と金属板５間のヒンジとして
使用されたゴム要素６，７とにより生じる。′電圧をＯ
ｋＶから４ｋＶに高めることによりＯＨｚから１００Ｈ
ｚまでの範囲において、ばね剛性がほとんど変化するこ
となく機械的な損失角が２０°に高められ従って減衰性
が著しく高まる。空気ばね要素の個々の構成部品の適当
な幾何学的同調と液の基本粘度の最適化とにより、この
値はなお明らかに高めることができる。
１０の中の空気圧が３ｂａｒのときに、２５ＯＮ／ｍｍ
のばね剛性と５°の機械的損失角が生じる。この基本減
衰性は使用された液の粘度と金属板５間のヒンジとして
使用されたゴム要素６，７とにより生じる。′電圧をＯ
ｋＶから４ｋＶに高めることによりＯＨｚから１００Ｈ
ｚまでの範囲において、ばね剛性がほとんど変化するこ
となく機械的な損失角が２０°に高められ従って減衰性
が著しく高まる。空気ばね要素の個々の構成部品の適当
な幾何学的同調と液の基本粘度の最適化とにより、この
値はなお明らかに高めることができる。
［発明の効果］
このようにこの発明によれば、空気ばね要素の前記の構
造と電気粘性効果を有する液の使用とにより、基本剛性
を空気圧を介して容易に調整でき、加えて減衰性が得ら
れ相応の制御電圧により広い範囲に制御できる。その際
使用した液の粘度は、空気ばね要素の組成、基本粘度及
び機械的構造に応じて、電界を印加することにより３倍
ないしｔｏｏｏ倍変化させることができ、空気ばね要素
の全電力消費量は一般に２Ｗ未満である。
造と電気粘性効果を有する液の使用とにより、基本剛性
を空気圧を介して容易に調整でき、加えて減衰性が得ら
れ相応の制御電圧により広い範囲に制御できる。その際
使用した液の粘度は、空気ばね要素の組成、基本粘度及
び機械的構造に応じて、電界を印加することにより３倍
ないしｔｏｏｏ倍変化させることができ、空気ばね要素
の全電力消費量は一般に２Ｗ未満である。
図面はこの発明に基づく空気ばね要素の−実施例の縦断
面図である。 １・・・ばね要素、 ２・・・周囲壁、 ３゜４・
・・端面壁、 ５・・・金属板、 ６．７・・拳ゴ
ム要素、 ８，９・・・リード線、 １０Φ・・ば
ね体、 １１・・・外側室、 １２・争・内側室
、 １６Φ・・圧縮空気弁。
面図である。 １・・・ばね要素、 ２・・・周囲壁、 ３゜４・
・・端面壁、 ５・・・金属板、 ６．７・・拳ゴ
ム要素、 ８，９・・・リード線、 １０Φ・・ば
ね体、 １１・・・外側室、 １２・争・内側室
、 １６Φ・・圧縮空気弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）内部に圧縮空気を送り込まれたベローズ状のばね体
を備えた空気ばね要素において、ばね体（１０）が、ゴ
ム弾性の周囲壁（２）と二つの強固な端面壁（３、４）
とにより閉鎖された室の内部に配置され、ばね体（１０
）と周囲壁（２）との間でばね体（１０）により仕切ら
れた外側室（１１）が、電界により制御可能な電気粘性
効果を有する液を充填されていることを特徴とする空気
ばね要素。 ２）ベローズ状のばね体（１０）が少なくとも３枚の中
空円板形の金属板（５）の積層体から成り、これらの金
属板が交互に内周又は外周をリング形のゴム要素（６、
７）により結合され、かつ交互に電源又は大地電位に接
続されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の空気ばね要素。 ３）金属板（５）の間隔が無負荷状態で１ｍｍないし５
ｍｍであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
の空気ばね要素。 ４）リング形のゴム要素（６、７）が金属板（５）のた
めのヒンジ及び絶縁体として、電気絶縁性のエラストマ
ー材料から成ることを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の空気ばね要素。 ５）金属板（５）のための電気接続線（８、９）が空気
を充填された内側室（１２）を導かれることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の空気ばね要素。 ６）接続線（８、９）が導電性の弾性ゴムから成ること
を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の空気ばね要素
。 ７）端面板の一つ（４）が、ばね体（１０）の内側室（
１２）に結合された圧縮空気弁 （１６）を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項記載の空気ばね要 素。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3540300.4 | 1985-11-13 | ||
| DE19853540300 DE3540300A1 (de) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | Luftfederelement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62113936A true JPS62113936A (ja) | 1987-05-25 |
| JPH0253648B2 JPH0253648B2 (ja) | 1990-11-19 |
Family
ID=6285913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61266487A Granted JPS62113936A (ja) | 1985-11-13 | 1986-11-06 | 空気ばね要素 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4765600A (ja) |
| EP (1) | EP0222350B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62113936A (ja) |
| DE (2) | DE3540300A1 (ja) |
| ES (1) | ES2012757B3 (ja) |
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| JP2020500282A (ja) * | 2016-11-04 | 2020-01-09 | レイセオン カンパニー | 双方向非線形ばね |
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