KR20080092334A - 외부 가이드를 구비한 에어 스프링 - Google Patents

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KR20080092334A
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홀거 올데네텔
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콘티넨탈 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 탄성 재료로 이루어진 에어 스프링 벨로우즈(4), 에어 스프링 커버(2), 에어 스프링 피스톤(3), 및 상기 에어 스프링 벨로우즈(4)를 접선으로 둘러싸는 슬리브형 외부 가이드(5)를 포함하는 에어 스프링(1)에 관한 것이다. 압력이 없는 상태에서 제어되지 않은 폴드 형성의 위험을 최소화하기 위해, 에어 스프링(1)은 상기 에어 스프링 커버(2)를 상기 에어 스프링 피스톤(3)에 대해 고정시키는, 통합된, 분리 가능한 운송 안전 수단(18, 19, 20)을 포함한다.

Description

외부 가이드를 구비한 에어 스프링 {AIR SPRING HAVING AN EXTERNAL GUIDE}
본 발명은 탄성 재료로 이루어진 에어 스프링 벨로우즈, 에어 스프링 커버, 에어 스프링 피스톤, 및 상기 에어 스프링 벨로우즈를 접선으로 둘러싸는 슬리브형 외부 가이드를 포함하며, 상기 에어 스프링 벨로우즈의 제 1 단부는 에어 스프링 커버에 그리고 상기 에어 스프링 벨로우즈의 제 2 단부는 에어 스프링 피스톤에 기밀 방식으로 고정되고, 상기 에어 스프링 벨로우즈는 에어 스프링 커버 및 에어 스프링 피스톤과 함께 체적 탄성 공동 챔버를 형성하는, 에어 스프링에 관한 것이다.
이러한 에어 스프링은 안락한 서스펜션을 얻기 위해, 도로 차량 또는 레일 차량에 종종 사용된다. 에어 스프링은 작동 중에 내부 초과압 하에 놓인다. 에어 스프링 벨로우즈는 스프링의 동작시 롤링 폴드를 형성하면서 에어 스프링 피스톤의 외부 윤곽 상에서 롤링한다. 압력이 없는 상태에서는 이러한 롤링 폴드가 형성되지 않거나 형성되기 어렵다. 예컨대, 에어 스프링의 운송을 위해, 압력이 없는 상태에서 에어 스프링이 압축되면, 에어 스프링 벨로우즈의 제어되지 않은 폴드 형성이 나타날 수 있다. 이러한 폴드가 에어 스프링 커버와 에어 스프링 피스톤 사이에 내부를 향해 생기면, 에어 스프링은 충분히 압축될 수 없다. 또한, 벨로우즈가 손상될 수 있다.
승용차 에어 스프링의 경우, 외부 가이드의 사용에 의해, 수명 및 안락함과 관련한 큰 장점이 얻어진다. 그러나, 에어 스프링은 예비 충전되어 인도되어야 하는데, 그 이유는 압력 없는 인도 시에 피스톤, 커버 및 외부 가이드가 서로 이동될 수 있어서 벨로우즈의 제어되지 않은 폴드 형성이 나타나고, 이로 인해 벨로우즈가 손상될 수 있기 때문이다.
DE 197 53 637 A1 에는 상기 부품들에 추가해서 충격 댐퍼와 결합되어 스트러트를 형성하는 에어 스프링이 공개되어 있다. 충격 댐퍼에 의해, 에어 스프링 커버 및 에어 스프링 피스톤은 서로 축방향으로 안내된다. 이로 인해, 압력이 없는 상태에서 폴드 형성의 위험이 적다. 외부 가이드가 에어 스프링 커버에 고정되기 때문에, 압력이 없는 상태에서 부품들 간의 정확한 위치가 유지된다. 그러나, 이러한 장점은 스트러트에서 주어지는 바와 같이, 편향 방향에 대해 횡으로 에어 스프링의 제한된 가동성의 경우에만 생긴다.
WO 01/84010 A1에는, 상기 방식의 가이드가 주어지지 않은, 전술한 방식의 에어 스프링이 공개되어 있다. 에어 스프링 커버 및 에어 스프링 피스톤은 압력이 없는 상태에서 에어 스프링 벨로우즈의 탄성의 범위에서 자유로이, 즉 메인 스프링 방향에 대해 횡으로 서로 이동 가능하다. 따라서, 압력이 없는 상태에서 에어 스프링이 손상될 수 있다는, 상기 위험이 있다. 에어 스프링은 록킹 내부 압력으로 포장되어야 하거나 또는 외부에 장착된 지지 메커니즘에 의해 포장되어야 한다. 록킹 내부 압력으로의 포장은 에어 스프링이 운송 시에 펴지거나, 포장을 손상하고, 조립을 위해 적합한 형상을 갖지 않을 위험을 제공한다. 지지 메커니즘에 의 한 포장은 많은 추가 비용을 수반한다. 또한, 외부 가이드가 운송 동안 에어 스프링 벨로우즈에 대해 이동되는 것이 배제되지 않는데, 그 이유는 위치 안전 수단이 없기 때문이다. 이는 차량 내로 에어 스프링의 조립시 추가의 조정 작업을 야기한다.
본 발명의 과제는 압력이 없는 상태에서 제어되지 않은 폴드 형성의 위험이 최소화되는, 전술한 방식의 에어 스프링을 제공하는 것이다.
상기 과제는 에어 스프링이 에어 스프링 커버를 에어 스프링 피스톤에 대해 고정하는, 통합된, 분리 가능한 운송 안전 수단을 가짐으로써 해결된다.
이러한 운송 안전 수단은 에어 스프링의 압력 없는 포장 및 지지를 가능하게 하는데, 그 이유는 에어 스프링 커버 및 에어 스프링 피스톤이 서로 규정된 위치에 고정되기 때문이다. 벨로우즈는 제어되지 않은 폴드를 배제할 수 있다.
에어 스프링 벨로우즈의 규정된 위치는 예컨대 제조 공정 중에 내압 하에서 에어 스프링의 제어된 폴드에 의해 얻어질 수 있다. 내압은 운송 안정 수단의 작용 후에 완전히 방출될 수 있다.
본 발명의 개선예에서, 운송 안전 수단은 분리 가능한, 록킹 클립 결합부로서 형성된다.
본 발명의 개선예에서, 운송 안전 수단은 분리 가능한, 베이어닛 방식 결합부로서 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 운송 안전 수단은 분리 가능한, 셀프 록킹 원추 시트로서 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 운송 안전 수단은 자석 결합부로서 형성된다.
이러한 분리 가능한 결합부는 특히 간단한 조립을 가능하게 하는데, 그 이유는 별도의 장치가 필요 없기 때문이다. 에어 스프링 피스톤과 에어 스프링 커버는 제조 공정에서 에어 스프링의 폴드에 의해 록킹되고, 차량 내로 조립시 특별한 공구의 사용 없이 다시 분리될 수 있다. 이를 위해, 대개 적은 내부 초과압이 에어 스프링에 제공되는 것만으로 충분하다.
본 발명의 다른 실시예에서, 에어 스프링 벨로우즈는 에어 스프링의 부하 능력을 위해 필요한 것보다 큰 벽 두께를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에서, 에어 스프링 벨로우즈는 에어 스프링의 지지력을 위해 필요한 것보다 더 강성인 직물로 형성된 강도 지지체를 갖는다.
에어 스프링의 지지력을 위해 필요한 것보다 더 두꺼운 벽 및/또는 더 큰 강성의 직물을 사용함으로써, 에어 스프링 벨로우즈의 폴드가 더 어려워진다. 이는 에어 스프링 벨로우즈의 바람직하지 않은 폴드 형성이 더 어려워진다는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 에어 스프링 커버는 2개의 부분으로 구성되고, 상기 부분들 중 제 1 부분은 에어 스프링 벨로우즈에 할당되고, 제 2 부분은 상기 제 1 부분에 대응하는 형상을 가지며 탄성 중합체 재료, 바람직하게는 고무로 이루어진 층에 의해 제 1 부분과 견고하게 결합된다.
상기 장치는 에어 스프링 벨로우즈가 작동 중에 그리고 압력이 없는 상태에서 비틀림 부하로부터 보호된다는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 에어 스프링은 에어 스프링 커버로부터 에어 스프링 피스톤까지 이르는, 상기 부품들 사이에서 에어 스프링을 완전히 둘러싸는 보호 벨로우즈, 바람직하게는 폴딩 벨로우즈에 의해 둘러싸인다.
이러한 보호 벨로우즈는 본 발명에 따른 에어 스프링이 오염물로부터 보호된다는 장점을 갖는다. 에어 스프링 벨로우즈의 롤링 폴드가 작동 중에 종종 차량 내의 조립 위치에서 상부를 향하기 때문에, 상기 영역은 예컨대 모래 또는 다른 이물질에 의해 특히 오염되기 쉽다. 상기 모래 또는 이물질은 에어 스프링 벨로우즈를 조기에 마모시킬 수 있다. 보호 벨로우즈는 이러한 오염물의 침투를 방지한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 보호 벨로우즈는 오염물의 침투에 대한 보호 장치를 가진 통기부를 포함한다.
에어 스프링의 스프링 거리가 커지면, 보호 벨로우즈가 통기되어야 하는데, 그 이유는 그렇지 않으면 보호 벨로우즈가 파열될 수 있기 때문이다. 통기부의 보호 장치, 예컨대 스크린 또는 래비린드 시일은 오염물 또는 이물질이 보호 벨로우즈의 내부로 침투하는 것을 방지한다.
본 발명의 실시예에서, 외부 가이드는 적어도 부분적으로 에어 스프링 벨로우즈의 외부면에 고정, 바람직하게는 접착된다.
에어 스프링 벨로우즈에 외부 가이드를 고정하는 것은 압력이 없는 상태에서 및 작동 중에 외부 가이드의 미끄러짐이 불가능하다는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 에어 스프링 벨로우즈는 제조 공정에서 이미 형성된, 방사방향 외부로 향한 벌지를 가지며, 상기 벌지는 에어 스프링 벨로우즈의 단부들 사이의 중심에 배치되고 그 축방향 중심 영역에서 직경 측이 외부 가이드의 내경에 상응한다.
이러한 벌지는 압력이 없는 상태에서 에어 스프링 벨로우즈가 꼬리 형태로 쭈그러지는 것을 방지한다. 이로 인해, 외부 가이드에 의한 양호한 지지가 보장된다. 에어 스프링의 제어된 폴드가 용이해지기 때문에, 운송 준비를 위해 더 적은 내압이 필요하다. 또한, 압력이 없는 상태에서 제어되지 않은 폴드의 형성 위험이 더욱 감소된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명한다.
도 1은 압력이 제공된 상태에서 본 발명에 따른 에어 스프링의 종단면도.
도 2는 록킹된 운송 안전 수단을 구비한 본 발명에 따른 에어 스프링의 종단면도.
도 1에는 에어 스프링 커버(2), 에어 스프링 피스톤(3) 및 에어 스프링 벨로우즈(4)를 포함하는 본 발명에 따른 에어 스프링(1)이 도시된다. 에어 스프링 벨로우즈(4)는 슬리브형 외부 가이드(5)에 의해 둘러싸인다.
에어 스프링 커버(2)는 2 부분으로 형성되고, 내부 원추(7) 및 베이스 부(8)를 포함하고, 상기 내부 원추와 베이스부(base portion)는 고무 층(9)에 의해 서로 견고하게 가황된다.
에어 스프링 벨로우즈(4)는 고정 링들(fixed rings; 10)에 의해 각각 에어 스프링 피스톤(3)의 고정 시이트(11)와 에어 스프링 커버(2)의 내부 원추(7)에 기밀 방식으로 가압되고, 에어 스프링 피스톤(3)과 에어 스프링 커버(2) 사이에 체적 탄성 공동 챔버(13)를 형성한다. 상기 공동 챔버(13)에는 초과압이 제공된다. 상기 초과압은 에어 스프링 벨로우즈(4)가 에어 스프링 피스톤(3)과 에어 스프링 커버(2)의 축방향 상대 운동 시에 에어 스프링 피스톤 상에서 롤링하는 롤링 폴드(14)를 형성하게 한다. 커버 측에서, 에어 스프링 벨로우즈(4)는 지지 링(15)에 의해 지지되므로, 에어 스프링 벨로우즈는 에어 스프링 커버(2) 위에서 너무 심하게 롤링하지 않는다. 공동 챔버(13) 내의 초과압은 또한 에어 스프링 벨로우즈(4)를 내부로부터 외부 가이드(5)에 대해 가압한다. 에어 스프링 벨로우즈(4)는 그 방사방향 팽창이 외부 가이드(5)에 의해 미리 주어진 스프링 특성을 결정적인 정도로 초과하지 않음으로써 지지된다.
에어 스프링 커버(2)를 향한 에어 스프링 피스톤(3)의 단부면(17) 상에 2개의 후크형 탄성 록킹 클립(18)이 고정되며, 상기 록킹 클립은 단부면(17)을 지나 돌출하고, 그 후크가 서로 멀리 향한다. 상기 록킹 클립에 상응하게, 에어 스프링 커버(2)의 베이스 부(8)는 홈(19)을 갖는다. 상기 홈(19)의 개구 내로 링형 록킹 홈(19)이 방사방향 내부로 돌출함으로써, 에어 스프링 피스톤(3)의 후크형 록킹 클립(18)이 록킹될 수 있는 언더 컷이 형성된다.
도 2에는 에어 스프링(1)이 록킹된 상태로 도시된다. 에어 스프링(1)은 압력이 제공된 상태에서 에어 스프링 피스톤(3)이 에어 스프링 커버(2) 상에 놓이도 록 폴드된다. 록킹 클립(18)은 베이스 부의 홈(19) 내로 삽입되고, 록킹 홈(20)의 후방으로 록킹된다. 에어 스프링 피스톤(3) 및 에어 스프링 커버(2)는 더 이상 자유로이 이동될 수 없고 저항의 극복에 의해서만 서로 분리될 수 있다. 이로 인해, 에어 스프링 벨로우즈(4)의 제어되지 않은 폴드 형성이 방지되고, 에어 스프링 벨로우즈(4)는 에어 스프링 커버(2)와 에어 스프링 피스톤(3) 사이에 고정되지 않을 수 있다. 지지 클립(18)의 록킹 후에, 공동 챔버(13)의 내압은 방출될 수 있다.
에어 스프링 벨로우즈(4)는 그 강성으로 인해 외부를 향한 벌지를 갖는다. 이는 외부 가이드(5)에 의해 제한된다. 외부 가이드(5)의 위치는 에어 스프링 벨로우즈(4)와 외부 가이드(5) 사이의 마찰에 의해 유지된다.
참조번호 목록
1 에어 스프링
2 에어 스프링 커버
3 에어 스프링 피스톤
4 에어 스프링 벨로우즈
5 슬리브형 외부 가이드
7 에어 스프링 커버(2)의 내부 원추
8 에어 스프링 커버(2)의 베이스 부
9 에어 스프링 커버(2)의 고무 층
10 고정 링들
11 에어 스프링 커버(3)의 / 에어 스프링 커버(2)의 고정 시이트
13 체적 탄성 공동 챔버
14 에어 스프링 벨로우즈(4)의 롤링 폴드
15 지지 링
17 에어 스프링 피스톤(3)의 단부면
18 후크형 탄성 록킹 클립
19 에어 스프링 커버(2)의 베이스 부(8)내의 록킹 홈
20 록킹 홈

Claims (11)

  1. 외부 가이드를 구비한 에어 스프링(1)으로서,
    탄성 재료로 이루어진 에어 스프링 벨로우즈(4), 에어 스프링 커버(2), 에어 스프링 피스톤(3), 및 상기 에어 스프링 벨로우즈(4)를 접선으로 둘러싸는 슬리브형 외부 가이드(5)를 포함하고, 상기 에어 스프링 벨로우즈(4)의 제 1 단부는 상기 에어 스프링 커버(2)에 그리고 상기 에어 스프링 벨로우즈(4)의 제 2 단부는 상기 에어 스프링 피스톤(3)에 기밀 방식으로 고정되고, 상기 에어 스프링 벨로우즈(4)는 상기 에어 스프링 커버(2) 및 상기 에어 스프링 피스톤(3)과 함께 체적 탄성 공동 챔버(13)를 형성하는, 에어 스프링(1)에 있어서,
    상기 에어 스프링(1)은 상기 에어 스프링 커버(2)를 상기 에어 스프링 피스톤(3)에 대해 고정시키는, 통합된, 분리 가능한 운송 안전 수단(18, 19, 20)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    외부 가이드를 구비한 에어 스프링.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 운송 안전 수단(18, 19, 20)은 분리 가능한, 베이어닛 방식 결합부로서 형성되는 것을 특징으로 하는
    외부 가이드를 구비한 에어 스프링.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 운송 안전 수단은 분리 가능한, 셀프 록킹 원추 시트로 형성되는 것을 특징으로 하는
    외부 가이드를 구비한 에어 스프링.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 운송 안전 수단은 자석 결합부로서 형성되는 것을 특징으로 하는
    외부 가이드를 구비한 에어 스프링.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 스프링 벨로우즈(4)는 상기 에어 스프링(1)의 지지력을 위해 필요한 것보다 더 큰 벽 두께를 갖는 것을 특징으로 하는
    외부 가이드를 구비한 에어 스프링.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 스프링 벨로우즈(4)는 상기 에어 스프링(1)의 지지력을 위해 필요한 것보다 더 큰 강성을 가진 직물로 형성된 강도 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는
    외부 가이드를 구비한 에어 스프링.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 스프링 커버(2)는 2개의 부분(7, 8)으로 형성되고, 상기 부분 중 제 1 부분(7)은 상기 에어 스프링 벨로우즈(4)에 할당되고, 제 2 부분(8)은 상기 제 1 부분에 대응하는 형상을 가지며, 탄성 중합체 재료, 바람직하게는 고무로 이루어진 층(9)에 의해 상기 제 1 부분(7)에 결합되는 것을 특징으로 하는
    외부 가이드를 구비한 에어 스프링.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 스프링(1)은 상기 에어 스프링 커버(2)로부터 상기 에어 스프링 피스톤(3)까지 연장된, 이 부품들 사이에서 상기 에어 스프링(1)을 완전히 둘러싸는 보호 벨로우즈, 바람직하게는 폴딩 벨로우즈에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는
    외부 가이드를 구비한 에어 스프링.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 보호 벨로우즈(4)는 오염물의 침투에 대한 보호 장치를 가진 통기부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    외부 가이드를 구비한 에어 스프링.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 가이드(5)는 상기 에어 스프링 벨로우즈(4)의 외부면에 적어도 부분적으로 고정, 바람직하게는 접착되는 것을 특징으로 하는
    외부 가이드를 구비한 에어 스프링.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 스프링 벨로우즈(4)는 제조 공정에서 형성된, 방사방향 외부로 향한 벌지를 가지며, 상기 벌지는 상기 에어 스프링 벨로우즈(4)의 단부들 사이의 중심에 배치되고, 그 축방향 중심 영역에서 직경 측이 외부 가이드(5)의 내경에 상응하는 것을 특징으로 하는
    외부 가이드를 구비한 에어 스프링.
KR1020087009854A 2006-02-07 2006-12-14 외부 가이드를 구비한 에어 스프링 KR20080092334A (ko)

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