KR20140030179A - 하이브리드 벨로우즈를 가지는 공기 스프링 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리에 관한 것으로, 이 어셈블리는 공기 스프링 (210), 공기 스프링 벨로우즈 (104), 공기 스프링 커버, 및 롤링 피스톤 (212) 을 포함하고, 상기 공기 스프링 벨로우즈 (104) 는 관상 롤링 벨로우즈이고, 상기 공기 스프링 벨로우즈 (104) 는, 상기 공기 스프링 커버와 상기 롤링 피스톤 (212) 사이에서, 상기 공기 스프링 (210) 의 중심 종방향 축선 (214) 을 중심으로 동심으로 배열되고, 상기 공기 스프링 벨로우즈 (104) 는 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 및 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 을 가지고, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은 상기 커버 측의 상기 공기 스프링 (210) 의 단부의 공기 체적 (116) 을 부분적으로 포위하고, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 은 상기 롤링 피스톤 측의 상기 공기 스프링 (210) 의 단부의 상기 공기 체적 (116) 을 포위하고, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은 제 1 매립된 직물 보강재를 가지고, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 은 제 2 매립된 직물 보강재를 가지고, 상기 제 1 직물 보강재는 제 1 보강사를 가지고, 상기 제 1 보강사의 바람직한 축선은 상기 공기 스프링 (210) 의 상기 중심 종방향 축선 (214) 의 축선과 평행하게 또는 거의 평행하게 연장되고, 상기 제 2 직물 보강재는 제 2 보강사를 가지고, 상기 제 2 보강사의 제 1 바람직한 축선은 상기 공기 스프링 (210) 의 상기 종방향 축선 (214) 에 비스듬히 연장되고 상기 제 2 보강사의 제 2 바람직한 축선은 상기 공기 스프링 (210) 의 상기 종방향 축선 (214) 에 각을 이루어 연장되고, 상기 제 1 바람직한 축선 및 상기 제 2 바람직한 축선은 서로 각을 이룬다.
Description
본 발명은 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리에 관한 것이다.
모터 차량의 차축에, 예컨대 앞 차축 다중 링크 차축에, 스티어링에 의해 발생되는 비틀림 및 카아던 운동과 차축 및 차체 사이의 연결 요소에 해당하는 스프링 스트럿에서의 스프링 운동이 전달된다. 따라서, 스프링 스트럿은, 스프링 스트럿의 구성 요소들을 손상시키지 않으면서 이 섭동 운동 (disturbing movements) 을 흡수하도록 설계되어야 한다. 대체로, 따라서, 스프링 스트럿은 가요성 구성 요소, 예컨대, 바람직하게 관상 롤링 벨로우즈로서 실시된 공기 스프링 벨로우즈를 갖는다.
공기 스프링의 이전 실시형태에서는, 소수 층의 직물 보강재를 가지고 외부로 가이드되는 변형체로서 구성되는 공기 스프링 벨로우즈가 사용된다. 현재 통상적인 스프링 스트럿 실시형태에서, 공기 스프링 벨로우즈는 일반적으로 2 개 층의 직물 보강재를 가지고, 이 보강재에 각각의 보강사 (reinforcing threads) 가 스프링 스트럿의 중심 종방향 축선에 대해 정의된 각도, 예컨대 70°로 비스듬히 (crosswise) 배열된다. 이것이 발생시키는 비틀림 강성 (stiffness) 을 보상하기 위해서, 현재 스프링 스트럿의 공기 벨로우즈는 종종 부가적으로 카아던 폴드를 가지고, 공기 스프링 커버와 스프링 스트럿의 외부 가이드 사이의 이 노출된 구역은 부가적 직물 및/또는 비스듬히 놓인 엘라스토머 층에 의해 보강된다. 공지된 스프링 스트럿의 공기 스프링 벨로우즈는 공기 스프링 커버로부터 롤링 피스톤 측의 피스톤 클램핑 위치까지 기본적으로 연속된 구성을 갖는다.
대체로, 따라서, 스프링 스트럿의 공지된 실시형태는 일반적으로 비틀림 강성을 갖는다. 이것은, 스프링 스트럿이 롤링 및/또는 카아던 폴드 구역에서 단지 제한된 정도로 비틀림 운동을 흡수할 수 있음을 의미한다. 따라서 비교적 큰 비틀림 하중은 롤링 폴드 구역에서 공기 스프링 벨로우즈의 시기상조한 고장을 유발한다.
스프링 스트럿의 비틀림 강성을 감소시키기 위해서, 직물 보강재의 보강사가 바람직하게 스프링 스트럿의 중심 종방향 축선에 대략적으로 평행하게 연장되는 공기 스프링 벨로우즈 설계가 종래 기술에서 사용된다. 하지만, 쾌적성 (comfort) 에 대한 상충되는 요건들을 만족시키도록, 이 종류의 공기 스프링 벨로우즈는 일반적으로 단 하나의 층의 직물 보강재를 가지고 실시된다. 쾌적성에 대한 요건들을 충족시키면서 비틀림 강성을 감소시키는 것은 상충되는 목적을 나타내어, 상이하면서, 지금까지 단위 (unitary) 구성의 어떠한 공기 스프링 벨로우즈에서도 달성할 수 없었던 공기 스프링 벨로우즈를 위한 구성 방법을 필요로 한다.
공개 EP 1 285 181 B1 및 DE 100 09 912 C1 은 공기 스프링 어셈블리에 대한 종래 기술을 나타낸다.
본 발명의 기본적인 목적은 개선된 공기 스프링 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 기본적인 목적은 각각의 경우에 특허 독립항의 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시형태들은 특허 종속항에 나타나 있다.
모터 차량용 공기 스프링 어셈블리가 제공되는데, 이 어셈블리는 공기 스프링, 공기 스프링 벨로우즈, 공기 스프링 커버, 및 롤링 피스톤을 포함하고, 상기 공기 스프링 벨로우즈는 관상 롤링 벨로우즈이고, 상기 공기 스프링 벨로우즈는, 상기 공기 스프링 커버와 상기 롤링 피스톤 사이에서, 상기 공기 스프링의 중심 종방향 축선을 중심으로 동심으로 배열되고, 상기 공기 스프링 벨로우즈는 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 및 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분을 가지고, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분은 상기 커버 측의 상기 공기 스프링의 단부의 공기 체적을 부분적으로 포위하고, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분은 상기 롤링 피스톤 측의 상기 공기 스프링의 단부의 상기 공기 체적을 포위하고, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분은 제 1 매립된 직물 보강재를 가지고, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분은 제 2 매립된 직물 보강재를 가지고, 상기 제 1 직물 보강재는 제 1 보강사를 가지고, 상기 제 1 보강사의 바람직한 축선은 상기 공기 스프링의 상기 중심 종방향 축선의 축선과 평행하게 또는 거의 평행하게 연장되고, 상기 제 2 직물 보강재는 제 2 보강사를 가지고, 상기 제 2 보강사의 제 1 바람직한 축선은 상기 공기 스프링의 상기 종방향 축선에 비스듬히 연장되고 상기 제 2 보강사의 제 2 바람직한 축선은 상기 공기 스프링의 상기 종방향 축선에 비스듬히 연장되고, 상기 제 1 바람직한 축선 및 상기 제 2 바람직한 축선은 서로 각을 이룬다.
이것은, 쾌적성에 대한 요건 충족 및 비틀림 강성 감소와 같은 외견상으로 반대되는 목적을 동시에 그리고 상호 제약 없이 달성할 수 있는 장점을 가질 수 있다. 쾌적성에 대한 요건을 충족하기 위한 크로스층 구성의 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분과 비틀림 및 카아던 운동의 흡수를 보장하기 위한 축선방향 구성의 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분의 조합을 통하여, 기술된 공기 스프링 어셈블리는 "롤링 구역" 및 "탄성 구역" 의 효과적인 디커플링을 보여준다. 따라서, 이렇게 형성된 "하이브리드 벨로우즈" 는 쾌적성에 대한 요건을 만족시키면서 동시에 비틀림 강성 감소를 보여준다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분은 제 1 엘라스토머 배합물 (blend) 을 포함하고, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분은 제 2 엘라스토머 배합물을 포함하고, 상기 제 1 엘라스토머 배합물은 상기 제 2 엘라스토머 배합물과 상이하거나 상기 제 1 엘라스토머 배합물은 상기 제 2 엘라스토머 배합물과 동일하고, 상기 제 1 엘라스토머 배합물은 적어도 하나의 제 1 엘라스토머 층을 포함하고, 상기 제 2 엘라스토머 배합물은 적어도 하나의 제 2 엘라스토머 층을 포함한다.
이것은, 각각의 경우에 다른 탄성률을 가지는 적합한 엘라스토머 배합물에 의하여, 공기 스프링 벨로우즈에 대한 다양한 요건을 고려할 수 있는데, 즉 쾌적성에 대한 요건을 충족시키고 비틀림 강성을 감소시킬 수 있는 장점을 가질 수 있다. 여기에서, 특정 엘라스토머 배합물을 선택함으로써 각각의 요건의 특정 만족도에 가변식으로 맞추도록 보장할 수 있을 뿐만 아니라 특정 개수의 엘라스토머 층을 선택함으로써 각각의 요건을 적절히 만족시킬 수 있다. 따라서, 하이브리드 벨로우즈는 스프링 스트럿에 대한 각각의 요건에 대해 고도의 가변성 및 적응성을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분은 제 1 개수의 상기 제 1 매립된 직물 보강재 층 및/또는 상기 제 1 엘라스토머 층을 포함하고, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분은 제 2 개수의 상기 제 2 매립된 직물 보강재 층 및/또는 상기 제 2 엘라스토머 층을 포함하고, 상기 제 1 개수의 층들은 상기 제 2 개수의 층들과 상이하고, 상기 제 1 엘라스토머 층 및 상기 제 2 엘라스토머 층은 외부 환경으로부터 상기 공기 체적을 밀봉하도록 설계된다.
이것은, 적합한 개수의 매립된 직물 보강재 층 및/또는 엘라스토머 층이, 공기 스프링 벨로우즈에 대한 요건에 따라, 2 개의 공기 스프링 벨로우즈에서 사용될 수 있는 장점을 가질 수 있다. 쾌적성에 대한 요건을 고도로 충족하기 위해서, 예를 들어, 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분은, 보강사가 롤링 구역에서 비스듬히 배열된 복수의 직물 보강재 층을 가질 수 있다. 반면에, 비틀림 강성을 상당히 감소시키기 위해, 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분은, 비틀림 강성의 상당한 감소를 제공하도록 보강사가 탄성 구역에서 스프링 스트럿의 중심 종방향 축선에 평행하게 연장되는 복수의 직물 보강재 층을 가질 수 있고 롤링 벨로우즈에 의해 포위된 공기 체적을 밀봉하기 위해 복수의 엘라스토머 층을 가질 수 있다. 또다시, 이런 식으로 구성된 하이브리드 벨로우즈는 그것의 구성에 대하여 각각의 요건에 최대 유연성과 적응성을 보여준다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분은, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분과 적어도 동수의 제 1 매립된 직물 보강재 층을 포함한다.
이것은, 하이브리드 벨로우즈가 롤링 구역과 비교하여 그것의 탄성 구역에서 보강된 구조를 가질 수 있다는 장점을 가질 수 있다. 따라서, 롤링 구역에서 얇은 벨로우즈 구조에 의해 구별되는 이전의 스프링 스트럿 설계는, 이전의 롤링 벨로우즈가 기술한 하이브리드 벨로우즈로 교체된다면, 롤링 구역에서 거의 변경할 필요가 없을 것이다. 동시에, 예를 들어, 스프링 보강재가 스프링 스트럿의 종방향 축선에 평행하게 연장되는 제 1 매립된 직물 보강재의 개수를 증가시켜 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분을 보강함으로써 보강시킬 수 있을 것이다. 그러므로, 공기 스프링 벨로우즈의 비틀림 강성은 상당히 감소될 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제 1 엘라스토머 층 및 상기 제 2 엘라스토머 층은 공통 엘라스토머 층을 형성하거나, 상기 제 1 엘라스토머 층 및 상기 제 2 엘라스토머 층은 나누어져 있다.
이것은, 공기 스프링 벨로우즈의 밀봉 기능에 더 비중을 두거나 쾌적성 특징을 달성하는 것에 보다 역점을 둘 수 있다는 장점을 가질 수 있다. 더욱이, 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분으로부터 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분으로 힘 전달을 강화하거나 감소시키도록 변경할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제 2 보강사의 상기 제 1 바람직한 축선의 제 1 각도 및 상기 제 2 보강사의 상기 제 2 바람직한 축선의 제 2 각도는, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 내에서 상기 공기 스프링의 상기 종방향 축선에 대해 변한다.
이것은, 쾌적성에 대한 다른 요건들이 직물 보강재의 보강사의 각각의 적절한 경로에 의해 충족될 수 있다는 장점을 가질 수 있다. 또다시, 하이브리드 벨로우즈는, 심지어 하나의 공기 스프링 벨로우즈 부분 내에서도, 보강재에 대한 벨로우즈 구조의 조합 자유에 의해 구별된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분은 폴드 (folds) 시스템을 가지고, 상기 폴드 시스템은 하나의 폴드를 포함하고, 상기 폴드는 상기 제 1 매립된 직물 보강재 층 및/또는 상기 제 1 엘라스토머 층을 폴딩함으로써 형성되고, 상기 폴드는 상기 공기 스프링의 상기 중심 종방향 축선으로부터 보았을 때 정점 라인 (apex line) 및 적어도 하나의 트로프 라인 (trough line) 을 가지고, 상기 정점 라인 및 상기 적어도 하나의 트로프 라인은 상기 공기 스프링의 상기 중심 종방향 축선 둘레에 동심으로 연장되고, 상기 정점 라인은 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분의 최대 반경에 대응하고, 상기 트로프 라인은 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분의 최소 반경에 대응한다.
이것은, 공기 스프링 벨로우즈의 탄성 구역에 형성된 카아던 폴드가 비틀림 강성 감소 및 카아던 운동의 개선된 공차에 부가적으로 기여한다는 장점을 가질 수 있다. 이 수단에 의해서도, 섭동 비틀림 및 카아던 운동으로 인한 공기 스프링 벨로우즈의 시기상조한 고장에 대응 (counteract) 할 수 있다. 따라서, 하이브리드 벨로우즈의 카아던 폴드는 공기 벨로우즈의 사용 수명을 연장하는데 또한 기여한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분은 폴드 시스템을 가지고, 상기 폴드 시스템은 적어도 2 개의 폴드를 포함하고, 상기 적어도 2 개의 폴드는 상기 제 1 매립된 직물 보강재 층 및/또는 상기 제 1 엘라스토머 층을 폴딩함으로써 형성되고, 상기 적어도 2 개의 폴드는 상기 공기 스프링의 상기 중심 종방향 축선으로부터 보았을 때 2 개의 정점 라인 및 공통 트로프 라인을 가지고, 상기 적어도 2 개의 정점 라인 및 상기 적어도 하나의 트로프 라인은 상기 공기 스프링의 상기 종방향 축선 둘레에 동심으로 연장되고, 상기 적어도 2 개의 정점 라인은 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분의 최대 반경에 대응하고, 상기 적어도 하나의 트로프 라인은 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분의 최소 반경에 대응하고, 상기 폴드 시스템은 하나의 트로프 라인을 형성하도록 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분의 수축부를 포함하고, 상기 수축부는 링 또는 코드 밴디지 (cord bandage) 를 수용하도록 설계된다.
이것은, 스프링 스트럿의 중심 종방향 축선과 평행한 보강사의 배열을 가지는 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분이 횡방향으로 작용하는 힘에 대해 안정된 장점을 가질 수 있다. 따라서, 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분은 비틀림 운동 및 카아던 운동에 맞서 스프링 지지를 제공할 뿐만 아니라 횡방향으로 작용하는 횡력에 대한 그것의 견고성에 대해 보강될 것이다. 더욱이, 폴드 시스템은 그것의 구성에 대해 안정될 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 수축부는, 상기 링이 축선 방향으로 확실히 (positively) 수용될 수 있도록 설계된다.
이것은, 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분의 다중 폴드 형태의 탄성 구역인 경우에, 공기 스프링 벨로우즈의 축선방향 안정화가 축선방향으로 수축부에 확실히 놓이는 링에 의해 동시에 보장될 수 있는 장점을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분은, 상기 폴드 시스템의 상기 적어도 하나의 트로프 라인에서, 상기 벨로우즈 부분의 내부에 탄성 변형가능한 카운터홀더 (counterholder) 를 가지고, 상기 카운터홀더는 상기 제 1 매립된 직물 보강재 층 및/또는 상기 제 1 엘라스토머 층 중 적어도 하나로 확실히 상기 링을 수용하도록 설계된다.
이것은, 공기 스프링 스트럿의 종방향 축선에 횡방향으로 작용하는 힘을 흡수하기 위한 부가적 탄성이 하이브리드 벨로우즈의 탄성 구역에 통합될 수 있는 장점을 가질 수 있다. 따라서, 카운터홀더는, 스프링 스트럿의 종방향 축선에 수직으로 작용하는 힘의 작용하에, 카운터홀더가 스프링 백할 때 외부 링이 공기 스프링 벨로우즈로 눌러지도록 보장하기 위해서 예를 들어 탄성 변형가능한 구성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 링은 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분의 적어도 하나의 제 1 직물 및/또는 엘라스토머 층 중 적어도 하나에 매립된다.
이것은, 적어도 하나의 직물 및/또는 하나의 엘라스토머 층 내에 안정적으로 고정됨에도 불구하고, 링은 스프링 스트럿의 종방향 축선에 횡방향으로 배향되는 진동 운동 및 상기 공기 스프링 벨로우즈의 탄성 구역에서 공기 스프링 스트럿의 종방향 축선에 평행하게 일어나는 공기 스프링 벨로우즈의 진동 운동의 경우 둘 다에서 엘라스토머 층의 진동을 동반할 수 있는 장점을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 공기 스프링 어셈블리는 공기 스프링의 원통형 외부 가이드를 더 포함하고, 상기 외부 가이드의 종방향 축선은 상기 공기 스프링의 상기 중심 종방향 축선과 동일하고, 상기 외부 가이드는 상기 공기 스프링 벨로우즈를 부분적으로 둘러싸고, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 및 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분은, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분과 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분의 상기 중첩 영역에서, 함께 경화시키고, 접착 본딩됨으로써 및/또는 클램핑 링에 의하여, 상기 외부 가이드의 내벽에 고정되고, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 및 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분은 경화 (vulcanization) 프로세스에 의해, 접착 본딩 프로세스에 의해 및/또는 상기 클램핑 링에 의하여 서로 고정된다.
이것은, 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분과 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분의 중첩 영역에서 안정된 연결을 형성할 수 있는 장점을 가질 수 있다. 특히, 조립 후, 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분과 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분은 단일 최종 제품을 형성하도록 경화 프로세스에서 연결될 수 있다. 따라서, 특히 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분과 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분이 함께 경화되는 경우에, 연결부를 형성하기 위해서 이 2 개의 추가 부품을 연결할 필요가 더 이상 없을 수도 있다. 이것은 공기 스프링 스트럿의 중량 감소 및 생산비 감소를 이끌 것이다. 추가 부품을 생략하는 것은 스프링 스트럿을 운반할 때 또한 상당한 장점을 유발한다. 폴드 시스템이 단 하나의 폴드로 이루어지는 다른 가능한 실시형태에서, 벨로우즈 적용의 매우 양호한 유연성을 유지하면서 또다시 비용이 감소될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태들은 첨부 도면을 참조하여 하기에서 더 상세히 설명된다.
도 1 은 하이브리드 벨로우즈를 보여준다.
도 2 는 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분에 폴드 시스템을 가지는 하이브리드 벨로우즈를 보여준다.
도 3 은 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분의 폴드 시스템에서 수축부의 구역에 링을 위치결정하는 다양한 실시형태들을 보여준다.
도 2 는 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분에 폴드 시스템을 가지는 하이브리드 벨로우즈를 보여준다.
도 3 은 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분의 폴드 시스템에서 수축부의 구역에 링을 위치결정하는 다양한 실시형태들을 보여준다.
도 1 은 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 및 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 을 포함하는 하이브리드 벨로우즈 (104) 를 보여준다. 하이브리드 벨로우즈는 탄성 구역 (106) 및 롤링 구역 (110) 을 갖는다. 중첩 영역 (108) 에서, 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 과 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 이 중첩된다.
제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은 하나 이상의 직물 층 (114) 으로 이루어질 수 있다. 직물 층은 보강사를 가지고, 보강사의 바람직한 방향은 스프링 스트럿의 중심 종방향 축선 (214) 에 평행하게 연장된다. 선택적으로, 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은 포위된 공기 체적 (116) 을 밀봉하기 위해 하나 이상의 엘라스토머 층 (112) 을 가질 수 있다.
제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 은 하나 이상의 직물 및/또는 엘라스토머 층을 포함할 수 있다. 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 의 직물 층은 크로스층 구조를 가질 수 있고, 즉 보강사의 바람직한 축선은 스프링 스트럿의 종방향 축선 (214) 에 비스듬히 그리고 서로 각을 이루며 연장된다.
따라서, 하이브리드 벨로우즈 (104) 는 그것의 탄성 구역 (106) 에서 비틀림 및 카아던 운동을 더 많이 흡수하는 경향이 있다. 하이브리드 벨로우즈의 롤링 구역 (110) 에서, 하이브리드 벨로우즈 (104) 는 주로 쾌적성에 대한 요건들을 충족시킨다.
제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 과 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 의 제조 프로세스 중 경화에 의해 및/또는 접착 본딩에 의해 중첩 영역 (108) 에서 충분한 중첩 및 연결이 형성될 수 있어서, 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 및 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 의 엘라스토머 층을 통하여 힘이 직접 전달될 수 있도록 허용한다.
동시에, 예를 들어, 내부 고무 층이 롤링 구역 (110) 으로부터 탄성 구역 (106) 으로 연속적으로 적용되거나 2 개의 구역 사이에서 나누어질 수 있다. 따라서, 2 개의 공기 스프링 벨로우즈 부분들 사이의 힘 전달도는 달라질 수 있다.
탄성 구역 (106) 에서, 고무로부터 캘린더링된 직물 층은 권취 프로세스에서 롤링 구역 (110) 의 크로스층 프리폼 (preform) 에 놓일 수 있다. 이것은, 롤링 구역 (110) 의 프리폼의 어셈블리 직경, 경화된 최종 제품의 직경 또는 중간 직경에 대응하는, 어셈블리 직경에서 일어날 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 탄성 구역 (106) 의 프리폼은 적합한 직경에서 무접합 연속 조립에 의해 제조될 수 있다. 그 후, 탄성 구역 (106) 을 위한 프리폼은, 최종 제품을 제공하기 위해서 단지 경화 전에, 롤링 구역 (110) 을 위한 프리폼과 조합될 것이다.
중첩 영역 (108) 에서 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 및 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 의 중첩 구역의 연결은, 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 과 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 의 겹쳐진 접착 본딩된 경계면들의 경화에 의해 바람직하게 달성될 수 있다. 2 개의 공기 스프링 벨로우즈 부분의 대안적인 또는 부가적인 연결은, 외부 가이드와 연결하는 동안 중첩 영역 (108) 에서 클램핑에 의해 및/또는 고성능 접착제를 이용한 접착 본딩에 의해 달성될 수 있다.
도 2 는 스프링 스트럿 (200) 의 공기 스프링 (210) 의 종단면도를 보여준다. 하이브리드 벨로우즈 (104) 는 그것의 탄성 구역 (106) 에 2 개의 폴드 (208) 를 포함하는 폴드 시스템 (202) 을 가지고 있다. 폴드 시스템 (202) 의 수축된 구역에서, 하이브리드 벨로우즈 (104) 는 탄성 구역 (106) 의 구역에 링 (204) 을 가지고, 상기 링은 경화 프로세스에 의하여 벨로우즈의 층들 사이에 매립된다. 공기 스프링 벨로우즈 (104) 는 롤링 피스톤 (212) 에서 롤링할 수 있다. 독립해서 서 있지 못하는 공기 스프링의 경우에, 중심 종방향 축선 (214) 은 충격 댐퍼 튜브로 나타낼 수 있다.
도 3 은 하이브리드 벨로우즈 (104) 의 폴드 (202) 의 구역에서 링 (204) 을 위치결정하는 다양한 실시형태들을 보여준다. 여기에서, 공기 스프링 (210) 의 중심 종방향 축선 (214) 은 각각의 경우에 개별 부분 도면 3a), 3b) 및 3c) 의 우측에 배열되지만, 이것은 여기에 나타나 있지 않다. 전술한 정점 라인 및 트로프 라인은 각각의 경우에 공기 스프링 (210) 의 이 중심 종방향 축선 (214) 의 관점에서 정의되어야 할 것이고, 이 축선은 각각의 부분 도면 3a), 3b) 및 3c) 의 우측에 위치한다.
도 3a 에서, 링 (204) 은 엘라스토머 층 (112) 의 대응하는 셰이핑에 의해 확실히 고정된다. 링 (204) 은 형성된 형상에 의해 확실히 수용된다. 엘라스토머 층 (112) 의 대응하는 기하학적 셰이핑은 하이브리드 벨로우즈 (104) 를 제조하는 동안 경화 프로세스에서 만들어질 수 있다.
도 3b 는 폴드 시스템 (202) 에서 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 의 내부에서 카운터홀더 (206) 에 의하여 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 의 외부에 링 (204) 을 클램핑한 것을 보여준다. 여기에서, 링 (204) 은 플라스틱 재료로 구성될 수 있고, 카운터홀더 (206) 는 탄성 변형가능한 재료로 구성될 수 있다. 링 (204) 은 힘에 의해 초래되는 카운터홀더 (206) 의 스프링백에 의하여 폴드 시스템 (202) 의 수축된 구역에서 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 에 눌러질 수 있다. 또한, 카운터홀더 (206) 는, 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 의 내부 구역에 의하여 외부를 향하여 링을 포위하도록, 적합한 셰이핑, 예컨대 O 형상을 가질 수 있다.
도 3c 는 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 의 엘라스토머 층 (112) 내에 링 (204) 의 매립을 보여준다. 링 (204) 은 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 의 조립과 관련해 제조 중 삽입될 수 있고 벨로우즈와 함께 경화될 수 있다.
모든 실시형태에서, 링은 다른 형태들을 취할 수 있고, 예컨대 원형, 각형 (angular) 또는 타원형 직경을 가질 수 있다.
폴드 시스템 (202) 이 다중 폴드 형태로 구성된다면, 하이브리드 벨로우즈 (104) 의 수축부 또는 밴디징 (bandaging) 이 필요하다. 여기에서, 필요한 수축부는 다양한 형태와 재료의 둘러싸는 링에 의해서 구현될 뿐만 아니라 코드의 다중 권취에 의해 제조된 밴디지 형태로 구현될 수 있다.
100 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분
102 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분
104 공기 스프링 벨로우즈, 여기에서는 하이브리드 벨로우즈
106 탄성 구역
108 중첩 영역
110 롤링 구역
112 엘라스토머 층
114 직물 층
116 공기 체적
200 스프링 스트럿
202 폴드 시스템
204 링
206 카운터홀더
208 폴드
210 공기 스프링
212 롤링 피스톤
214 중심 종방향 축선
102 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분
104 공기 스프링 벨로우즈, 여기에서는 하이브리드 벨로우즈
106 탄성 구역
108 중첩 영역
110 롤링 구역
112 엘라스토머 층
114 직물 층
116 공기 체적
200 스프링 스트럿
202 폴드 시스템
204 링
206 카운터홀더
208 폴드
210 공기 스프링
212 롤링 피스톤
214 중심 종방향 축선
Claims (13)
- 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리로서,
공기 스프링 (210), 공기 스프링 벨로우즈 (104), 공기 스프링 커버, 및 롤링 피스톤 (212) 을 포함하고,
상기 공기 스프링 벨로우즈 (104) 는 관상 롤링 벨로우즈이고,
상기 공기 스프링 벨로우즈 (104) 는, 상기 공기 스프링 커버와 상기 롤링 피스톤 (212) 사이에서, 상기 공기 스프링 (210) 의 중심 종방향 축선 (214) 을 중심으로 동심으로 배열되고,
상기 공기 스프링 벨로우즈 (104) 는 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 및 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 을 가지고,
상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은 상기 커버 측의 상기 공기 스프링 (210) 의 단부의 공기 체적 (116) 을 부분적으로 포위하고,
상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 은 상기 롤링 피스톤 측의 상기 공기 스프링 (210) 의 단부의 상기 공기 체적 (116) 을 포위하고,
상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은 제 1 매립된 직물 보강재를 가지고,
상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 은 제 2 매립된 직물 보강재를 가지고,
상기 제 1 직물 보강재는 제 1 보강사 (reinforcing threads) 를 가지고, 상기 제 1 보강사의 바람직한 축선은 상기 공기 스프링 (210) 의 상기 중심 종방향 축선 (214) 의 축선과 평행하게 또는 거의 평행하게 연장되고,
상기 제 2 직물 보강재는 제 2 보강사를 가지고, 상기 제 2 보강사의 제 1 바람직한 축선은 상기 공기 스프링 (210) 의 상기 종방향 축선 (214) 에 비스듬히 연장되고 상기 제 2 보강사의 제 2 바람직한 축선은 상기 공기 스프링 (210) 의 상기 종방향 축선 (214) 에 비스듬히 연장되고,
상기 제 1 바람직한 축선 및 상기 제 2 바람직한 축선은 서로 각을 이루는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은 제 1 엘라스토머 배합물 (blend) 을 포함하고, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 은 제 2 엘라스토머 배합물을 포함하고,
상기 제 1 엘라스토머 배합물은 상기 제 2 엘라스토머 배합물과 상이하거나 상기 제 1 엘라스토머 배합물은 상기 제 2 엘라스토머 배합물과 동일하고,
상기 제 1 엘라스토머 배합물은 적어도 하나의 제 1 엘라스토머 층 (112) 을 포함하고, 상기 제 2 엘라스토머 배합물은 적어도 하나의 제 2 엘라스토머 층 (112) 을 포함하는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은 제 1 개수의 상기 제 1 매립된 직물 보강재 층 및/또는 상기 제 1 엘라스토머 층 (112) 을 포함하고, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 은 제 2 개수의 상기 제 2 매립된 직물 보강재 층 및/또는 상기 제 2 엘라스토머 층 (112) 을 포함하고,
상기 제 1 개수의 층들은 상기 제 2 개수의 층들과 상이하고,
상기 제 1 엘라스토머 층 및 상기 제 2 엘라스토머 층 (112) 은 외부 환경으로부터 상기 공기 체적 (116) 을 밀봉하도록 설계되는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 과 적어도 동수의 제 1 매립된 직물 보강재 층을 포함하는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 엘라스토머 층 및 상기 제 2 엘라스토머 층 (112) 은 공통 엘라스토머 층 (112) 을 형성하거나, 상기 제 1 엘라스토머 층 및 상기 제 2 엘라스토머 층 (112) 은 나누어져 있는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 보강사의 상기 제 1 바람직한 축선의 제 1 각도 및 상기 제 2 보강사의 상기 제 2 바람직한 축선의 제 2 각도는, 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 내에서 상기 공기 스프링 (210) 의 상기 종방향 축선 (214) 에 대해 변하는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은 폴드 (208) 시스템을 가지고,
상기 폴드 (208) 시스템은 하나의 폴드를 포함하고,
상기 폴드는 상기 제 1 매립된 직물 보강재 층 및/또는 상기 제 1 엘라스토머 층 (112) 을 폴딩함으로써 형성되고,
상기 폴드는 상기 공기 스프링 (210) 의 상기 중심 종방향 축선 (214) 으로부터 보았을 때 정점 라인 (apex line) 및 적어도 하나의 트로프 라인 (trough line) 을 가지고,
상기 정점 라인 및 상기 적어도 하나의 트로프 라인은 상기 공기 스프링 (210) 의 상기 종방향 축선 (214) 둘레에 동심으로 연장되고,
상기 정점 라인은 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 의 최대 반경에 대응하고, 상기 트로프 라인은 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 의 최소 반경에 대응하는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은 폴드 (208) 시스템을 가지고,
상기 폴드 (208) 시스템은 적어도 2 개의 폴드를 포함하고,
상기 적어도 2 개의 폴드는 상기 제 1 매립된 직물 보강재 층 및/또는 상기 제 1 엘라스토머 층 (112) 을 폴딩함으로써 형성되고,
상기 적어도 2 개의 폴드는 상기 공기 스프링 (210) 의 상기 중심 종방향 축선 (214) 으로부터 보았을 때 2 개의 정점 라인 및 공통 트로프 라인을 가지고,
상기 적어도 2 개의 정점 라인 및 상기 적어도 하나의 트로프 라인은 상기 공기 스프링 (210) 의 상기 종방향 축선 (214) 둘레에 동심으로 연장되고,
상기 적어도 2 개의 정점 라인은 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 의 최대 반경에 대응하고, 상기 적어도 하나의 트로프 라인은 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 의 최소 반경에 대응하고,
상기 폴드 (208) 시스템은 하나의 트로프 라인을 형성하도록 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 의 수축부를 포함하고,
상기 수축부는 링 (204) 또는 코드 밴디지 (cord bandage) 를 수용하도록 설계되는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 8 항에 있어서,
상기 수축부는, 상기 링 (204) 이 축선 방향으로 확실히 (positively) 수용될 수 있도록 설계되는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 은, 상기 폴드 (208) 시스템의 상기 적어도 하나의 트로프 라인에서, 상기 벨로우즈 부분의 내부에 탄성 변형가능한 카운터홀더 (206; counterholder) 를 가지고,
상기 카운터홀더 (206) 는 상기 제 1 매립된 직물 보강재 층 및/또는 상기 제 1 엘라스토머 층 (112) 중 적어도 하나로 확실히 상기 링 (204) 을 수용하도록 설계되는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링 (204) 은 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 의 적어도 하나의 제 1 직물 및/또는 엘라스토머 층 (112) 중 적어도 하나에 매립되는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 및 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 은 중첩 영역 (108) 을 형성하는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리. - 제 12 항에 있어서,
상기 공기 스프링 (210) 의 원통형 외부 가이드를 더 포함하고,
상기 외부 가이드의 종방향 축선 (214) 은 상기 공기 스프링의 상기 종방향 축선 (214) 과 동일하고,
상기 외부 가이드는 상기 공기 스프링 벨로우즈 (104) 를 부분적으로 둘러싸고,
상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 및 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 은, 상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 과 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분의 상기 중첩 영역 (108) 에서, 함께 경화되고, 접착 본딩됨으로써 및/또는 클램핑 링 (204) 에 의하여, 상기 외부 가이드의 내벽에 고정되고,
상기 제 1 공기 스프링 벨로우즈 부분 (100) 및 상기 제 2 공기 스프링 벨로우즈 부분 (102) 은 경화 (vulcanization) 프로세스에 의해, 접착 본딩 프로세스에 의해 및/또는 상기 클램핑 링 (204) 에 의하여 서로 고정되는, 모터 차량용 공기 스프링 어셈블리.
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