KR20190013864A - 차량 완충기용 스프링 부재, 및 이를 갖는 차량 완충기 및 차량 - Google Patents

차량 완충기용 스프링 부재, 및 이를 갖는 차량 완충기 및 차량 Download PDF

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바스프 에스이
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Abstract

본 발명은 차량 완충기용 스프링 부재(1)에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 길이방향 축(L), 및 길이 방향 축(L)을 따라 연장되고, 압축되지 않은 기본 상태와 기본 본체가 길이방향 축(L)의 방향으로 압축된 상태 사이에서 탄성적으로 변형될 수 있는 기본 본체(3), 기본 본체(3)의 외측 주위에 연장되는 홈(5), 및 홈(5)에 배열된 지지 링(7)을 갖는 이러한 스프링 부재(1)로서, 기본 본체(3)의 기본 상태에서, 복수의 컷아웃(9)이 지지 링(7)과 홈(5) 내 기본 본체(3) 사이에 형성되어 있는 스프링 부재(1)에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 차량 완충기, 차량, 및 상기 차량 완충기 및 상기 차량에서의 상기 스프링 부재의 용도에 관한 것이다.

Description

차량 완충기용 스프링 부재, 및 이를 갖는 차량 완충기 및 차량
본 발명은 차량 완충기용 스프링 부재에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 스프링 부재를 갖는 차량 완충기, 및 이러한 완충기를 갖는 차량, 특히 승용차에 관한 것이다.
상기 지칭된 유형의 스프링 부재는 일반적으로 공지되어 있다. 이는 차에, 예컨대 샤시 내부에 사용된다. 이는 특히 진동 댐핑 스프링 부재로서 사용된다. 종종 금속 스프링 및/또는 압축 가스 부재를 기초로 하는 주요 완충기 외에, 바람직하게는 탄성 재료로 제조된 또 다른 스프링 부재(추가의 완충기)가 거의 항상 사용된다. 이들 스프링 부재는 통상적으로 동심원에 형성되어 있고 스프링축을 따라 상이한 직경 및/또는 벽 두께를 갖는 중공체이다. 이들 스프링 부재도 원칙적으로 주요 완충기로서 역할을 할 수 있지만, 이들은 종종 주요 완충기와 조합하여 말단 정지 기능을 한다. 이 문맥에서, 이들은 차량 서스펜션의 진행 특징의 보강 또는 형성에 의해 스프링 휠의 힘/편향 특징적 곡선에 영향을 미친다. 이러한 식으로, 차량의 피칭 효과를 감소시킬 수 있고, 롤링 지지가 보강된다. 특히, 기하학적 구성에 의해 런업 강성(run-up rigidity)이 최적화되며, 이는 차량의 서스펜션 편안감에 결정적인 영향을 미친다. 이 기능은 구동 편안감을 증가시키고, 최대 정도의 구동 안전성을 확보시킨다. 기하 형태의 목표 구성은 서비스 수명에 걸쳐 실제로 변함없는 요소 특성을 가져온다.
추가의 스프링의 3차원 구성의 하나의 문제점은 특히 종종 요구되는, 스프링 부재의 부드러운 런업으로도 지칭되는 힘 흡수의 부드러운 출발에 있다. 이러한 부드러운 런업을 달성하기 위해, 예컨대 공개 문헌 DE 102004049638은 "꽃 형상"으로도 지칭되는 주변 굴곡 립(lip)을 기재한다. 그러나, 추가의 스프링의 기하 형태로 인해 굴곡 립의 연장은 제한되며, 따라서 매우 타이트한 제한 내에서만 부드러운 런업을 또한 변경할 수 있다. 이러한 굴곡 립으로의 성형도 특히 높은 부하에 대해서만 한정된 정도로 적절하다. 또한, 굴곡 립은 주로 발포 방법을 이용하여 수행하는 생산의 면에서는 상당히 불리하다. 발포 공정에서, 스프링 부재 내 공동은 통상적으로 코어로 한정되는데, 이로부터 경화 공정 후 스프링 부재가 밀려 나와야 한다. 이 공정에서 생기는, 꽉 낀 굴곡 립에서의 부하가 상당한 거부율을 생기게 한다. 추가의 단점은 굴곡 립의 제조가 수반하는 고가의 디버링(deburring)에 있다.
서두에 지칭된 유형의 스프링 부재는 바람직하게는 진행력/배위 특징적 곡선을 가지면서 말단 정지 댐퍼로서 사용하기 위해 설계된다. 이는, 압축이 시작될 때, 스프링 부재의 압축되지 않은 기본 상태로부터 출발하여, 처음에는 단지 소량의 힘이 변형을 일으키는 데에 적용되어야 함을 의미한다. 스프링 부재가 점진적으로 압축되면서, 재료의 강성도 계속적으로 증가한다.
공지된 스프링 부재에 있어서의 강성의 증가가 엄격하게 단조롭게 상승하는 프로필을 갖지는 않음이 명백해졌으며, 오히려 변형의 출발 영역에서는, 즉 힘/배위 특징적 곡선의 구배가 여전히 매우 낮은 영역에서는, 강성이 중간 최대이다가, 특징적 곡선 프로필이 점진 방식으로 강하게 상승하기 전에 최대를 통과한 후에 재차 처음으로 감소한다. 특정 상황에서, 스프링 부재가 차량 완충기에 설치된 상태에서는, 이 특징적 곡선 거동도 가속도 센서에 의해 차량에 제공된 측정 시스템에 의해 인지될 수 있다.
상기 기재된 현상과 관련하여, 서두에서 지칭된 스프링 부재의 경우, 강성 프로필 또는 힘/배위 특징적 곡선의 특징적 곡선 프로필을 최대화할 필요가 있다. 본 발명은 결과적으로, 서두에 언급된 유형의 스프링 부재에서의 압축 거동의 개선을 목적으로 하는 것에 기초하였다. 특히, 본 발명은 스프링 부재의 압축이 시작될 때 강성 프로필을 부드럽게 하는 것을 목적으로 하는 것에 기초하였다.
본 발명은 길이방향 축, 및 길이 방향 축을 따라 연장되고, 압축되지 않은 기본 상태와 길이방향 축의 방향으로 압축된 상태 사이에서 탄성적으로 변형될 수 있는 기본 본체, 기본 본체의 외측 주위에 나있는 홈, 및 홈에 배열된 지지 링을 갖는 차량 완충기용 스프링 부재로서, 기본 본체의 압축되지 않은 기본 상태에서, 1 이상의 컷아웃이 지지 링과 홈 내 기본 본체 사이에 형성되어 있는 스프링 부재를 제안함으로써, 서두에 언급된 유형의 스프링 부재에서의, 기초로 하는 문제를 해결한다. 압축이 증가시에 스프링 부재의 강성을 증가시키기 위해, 그리고 높은 진행 압축 거동을 확보하기 위해, 본 발명에 따라 지지 링이 제공된다. 특히, 지지 링은 서비스 수명을 증가시키는데, 횡방향 연장이 제한되기 때문이다. 기본 본체의 재료가 보호되고, 추가의 블록 치수가 확립된다. 블록 치수는 본원에서 기본 본체의 최대 압축에서 길이방향 축의 방향으로의 연장을 여전히 유지되는 것으로 이해된다. 지지 링은 스프링 부재의 강성을 국소적으로 증가시키는데, 왜냐하면 스프링 부재는 단지 지지 링의 영역에서 방사 방향으로 어렵게 연장될 수 있기 때문이다.
본 발명은 본원에서, 지지 링의 효과가 1 이상의 컷아웃으로 인해 약간 더 적정하게 일어나는 것이 실현되는 것을 이용한다. 스프링 부재는 압축되지 않은 기본 상태로부터 압축 상태로 점진적으로 변형되므로, 스프링 부재의 재료가 한편으로는 길이방향 축의 방향으로, 그러나 다른 한편으로는 또한 방사 방향 외측으로 편향된다. 1 이상의 컷아웃이 지지 링과, 지지 링을 수용하는 홈 사이에 제공된다는 사실로 인해, 스프링 부재의 재료가 비교적 용이하게 편향될 수 있는 자유 공간이 초기에 여전히 컷아웃에 남는다. 변형 동안 재료는 최소의 저항을 갖는 편향을 찾기 때문에, 특히 압축을 시작하는 영역에서의 스프링 부재의 압축 공정 동안 스프링 부재의 런업 거동이 개선되고, 강성 프로필이 매끈해진다. 강성 프로필은 본원에서 경시적으로 힘/편향 프로필이 유도되는 것으로 이해된다. 컷아웃이 실질적으로 스프링 부재의 재료로 끊임없이 채워진 후에만, 지지 링의 지지 효과가 완전히 실현되고 힘/편향 특징적 곡선이 이의 높은 진행 프로필을 취한다.
본 발명에 따른 스프링 부재의 바람직한 구체예에서, 컷아웃은 원통형, 부분 원통형 또는 중공 원통형 오목부, 원뿔형 테이퍼링 오목부, 부분 원뿔 형상 오목부, 다각형 또는 부분 다면체 형상 오목부 또는 복수의 이들 형상의 조합의 형태로 구현된다. 용어 "원뿔형 테이퍼링 오목부"는 오목부의 기저의 방향으로 테이퍼링된 방식으로 나있으며 역원뿔대에 어느 정도 상응하는 오목부를 의미하는 것으로 이해된다. 부분 다면체 형상 오목부도 바람직하게는 오목부의 기저의 방향으로 작아지는 자유 단면을 갖는다. 부분 구형 오목부가 특히 바람직하다. 이들은 이들의 변형 거동으로 인해 강성 프로필을 매끄럽게 하는 데에 유리한 것으로 밝혀졌다.
추가의 바람직한 구체예에서, 복수의 컷아웃이 제공되며, 이는 홈의 둘레에 균일하게 분포되게 배열된다. 3, 4, 6, 8, 10, 12, 15, 16, 20 개 또는 그 이상의 컷아웃이 바람직하게는 홈의 둘레에 배열되며, 컷아웃은 서로 이격되거나 또는 대안적으로 바람직하게는 서로 합쳐져 있을 수 있다.
바람직한 구체예에서, 기본 본체는 엘라스토머, 바람직하게는 고무 및/또는 폴리이소시아네이트 중부가 생성물로 부분적으로 또는 완전히 이루어져 있다.
이 문맥에서, 스프링 부재는 엘라스토머로 이루어질 수 있지만, 이는 또한 층으로, 쉘 형태로 또는 일부 다른 형태로 존재하거나 또는 또한 서로의 혼합물로 존재할 수 있는 복수의 엘라스토머로 이루어질 수 있다. 폴리이소시아네이트 중부가 생성물은 바람직하게는 미세발포 폴리우레탄 엘라스토머를 베이스로 하여, 열가소성 폴리우레탄을 베이스로 하여, 또는 적절한 경우 폴리우레아 구조를 포함할 수 있는 이들 2가지 재료의 조합으로 형성된다.
하나의 바람직한 구체예에서 DIN 53420에 따른 밀도가 200 kg/㎥ 내지 1100 kg/㎥, 바람직하게는 300 kg/㎥ 내지 800 kg/㎥이고, DIN 53571에 따른 인장 강도가 2 N/㎟, 바람직하게는 2 N/㎟ 내지 8 N/㎟이며, DIN 53571에 따른 신장도가 300%, 바람직하게는 300% 내지 700%이고, DIN 53515에 따른 인열 저항이 바람직하게는 8 N/mm 내지 25 N/mm인 미세발포 폴리우레탄 엘라스토머가 특히 바람직하다.
상기 엘라스토머는 바람직하게는 직경이 0.01 mm 내지 0.5 mm, 특히 바람직하게는 0.01 mm 내지 0.15 mm인 셀을 갖는 폴리이소시아네이트 중부가 생성물을 베이스로 하는 미세발포 엘라스토머이다.
폴리이소시아네이트 중부가 생성물을 베이스로 하는 엘라스토머 및 이의 제조는 일반적으로 공지되어 있으며, 다수 문헌에, 예컨대 EP-A 62 835, EP-A 36 994, EP-A 250 969, DE-A 195 48 770 및 DE-A 195 48 771에 기재되어 있다.
통상적으로 이소시아네이트를 이소시아네이트에 반응성이 있는 화합물과 반응시켜 제조를 수행한다.
발포 폴리이소시아네이트 중부가 생성물을 베이스로 하는 엘라스토머는 통상적으로, 반응성 출발 성분이 서로 반응되는 틀에서 제조된다. 여기서 가능한 주형은 일반적으로 이의 형상에 의해 스프링 부재의 본 발명의 3차원 형상을 보장하는 통상적인 것, 예컨대 금속 주형이다. 일구체예에서, 윤곽 부재는 주조 틀 내에서 직접 일체화되고, 추가의 구체예에서, 이는 동심원 기본 본체에 나중에 통합된다. 하나의 바람직한 구체예에서, 이를 목적으로 하는 동심원 스프링 부재는 바람직하게는 액체 질소로 고화될 때까지 냉각되고, 이 상태에서 가공된다.
폴리이소시아네이트 중부가 생성물은 예컨대 단일 단계 또는 2 단계 공정으로 하기 출발 물질을 사용하여 일반적으로 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다:
(a) 이소시아네이트,
(b) 이소시아네이트에 반응성이 있는 화합물,
(c) 물, 및 적절한 경우
(d) 촉매,
(e) 추진제, 및/또는
(f) 보조 물질 및/또는 첨가제, 예컨대 폴리실록산 및/또는 지방산 설포네이트.
주형의 내벽의 표면 온도는 통상적으로 40℃ 내지 95℃, 바람직하게는 50℃ 내지 90℃이다. 주형의 부품은 0.85∼1.20의 NCO/OH 비로 제조하는 것이 유리하며, 여기서는 가열된 출발 성분을 혼합하고, 소정 성형 부품 밀도에 상응하는 양을, 가열된, 바람직하게는 기밀 밀봉된 성형 도구에 넣는다. 5 분 내지 60 분 후에 성형 부품이 경화되고, 이에 따라 주형으로부터 뺄 수 있다. 성형 도구에 도입되는 반응 혼합물의 양은 통상적으로, 얻어진 성형 부재가 이미 제시된 밀도를 갖는 식으로 결정된다. 출발 성분을 통상적으로는 15℃ 내지 120℃, 바람직하게는 30℃ 내지 110℃의 온도에서 성형 도구에 도입한다. 성형 부재를 제조하기 위한 밀도의 정도는 1.1 내지 8, 바람직하게는 2 내지 6이다. 발포 폴리이소시아네이트 중부가 생성물은 편의상 고압 기술, 저압 기술 또는 특히 반응 사출 성형 기술(RIM)을 이용하여 "원샷"법에 따라 개방된 또는 바람직하게는 폐쇄된 성형 도구 내에서 제조된다. 상기 반응은 특히 폐쇄된 성형 도구 내에서의 압축에 의해 실시한다. 반응 사출 성형 기술은 예컨대 문헌[H. Piechota and H. Roehr in "Integralschaumstoffe [Integral foamed materials]", Carl Hanser-Verlag, Munich, Vienna 1975; D.J. Prepelka and J.L. Wharton in Journal of Cellular Plastics, March/April 1975, pages 87 to 98 및 U. Knipp in Journal of Cellular Plastics, March/April 1973, pages 76-84]에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 스프링 부재는 바람직하게는 추가의 스프링 및/또는 주요 완충기로서 사용하도록 적합화된 치수, 즉, 길이 및 직경을 갖는다. 상기 스프링 부재는 바람직하게는 길이 방향의 길이가 30 mm 내지 200 mm 범위 내, 특히 바람직하게는 40 mm 내지 120 mm 범위 내이다. 더욱 바람직하게는, 스프링 부재의 길이방향 축에 관해 횡방향으로의 최대 외경은 30 mm 내지 100 mm 범위 내, 특히 바람직하게는 40 mm 내지 70 mm 범위 내이다. 스프링 부재의 공동은 바람직하게는 10 mm 내지 30 mm 범위 내이다.
지지 링은 바람직하게는 열가소성 물질, 바람직하게는 폴리옥시메틸렌(POM)으로 부분적으로 또는 완전히 이루어진다.
추가의 바람직한 구체예에서, 지지 링은 엘라스토머, 바람직하게는 고무로 부분적으로 이루어지며, 또한 엘라스토머에 의해 감싸지는 금속 코어를 갖는다. 바람직하게는, 금속으로서 알루미늄, 알루미늄 합금, 강 또는 강 합금이 사용된다. 예컨대, 바람직한 엘라스토머로서, 부타디엔 및 폴리-이소프렌 고무(BR/IR) 또는 에틸렌-프로필렌 고무(EPDM)의 혼합물, 특히 바람직하게는 쇼어 A 경도가 45 이상인 것, 특히 75 +/- 5인 것이 사용된다. 쇼어 A 경도는 예컨대 DIN 53505:2000-08 또는 ISO 7619-1:2012-02에 따라 측정된다.
추가의 바람직한 구체예에서, 지지 링이 특히 적어도 기본 상태에서 홈에 장착된 경우, 갭이 1 이상의 컷아웃과 지지 링 사이에 남아서, 그 결과 공기가 컷아웃으로부터 나올 수 있다. 그 결과, 컷아웃에 의해 제공되는, 공동으로의 기본 본체의 재료의 침투가 촉진된다.
본 발명은, 상기 완충기가, 지지부, 길이방향 축의 방향으로 지지부에 대해 이동가능하도록 장착된 댐퍼 캡, 및 길이방향 축을 따라 연장되고, 압축되지 않은 기본 상태와 길이방향 축의 방향으로 압축된 상태 사이에서 탄성적으로 변형될 수 있는 기본 본체, 기본 본체의 외측 주위에 나있는 홈, 및 홈에 배열된 지지 링을 갖는 스프링 부재를 가지며, 압축되지 않은 지지 링에서, 복수의 컷아웃이 지지 링과 기본 본체 사이에 형성되어 있는, 서두에서 지칭된 유형의 차량 완충기에서, 서두에서 기초로 하고 지칭된 문제를 해결한다. 스프링 부재를 구비한 본 발명의 차량 완충기에 의해 달성되는 이점과 관련하여, 스프링 부재에 관한 상기 진술을 참조한다. 스프링 부재의 상기 바람직한 구체예는 동시에 본 발명에 따른 차량 완충기의 바람직한 구체예도 된다.
본 발명은 또한, 다수의 차량 완충기를 가지며, 차량 완충기 중 1 이상, 바람직하게는 이들 중 복수 또는 전부가 상기 기재된 바람직한 구체예 중 어느 하나에 따라 구현되고, 상기 기재된 바람직한 구체예 중 어느 하나에 따른 스프링 부재를 갖는, 서두에서 지칭된 유형의 차량에 기초하여 상기 문제를 해결한다.
또한, 본 발명은, 차량 완충기 내 주요 완충기로서의 또는 추가의 스프링으로서의 스프링 부재의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 스프링 부재가 상기 기재된 바람직한 구체예 중 하나에 따라 구현되는 이러한 용도의 경우에 기초하여 상기 문제를 해결한다. 첨부 도면을 참조하고 바람직한 예시적인 구체예를 기초로 하여 본 발명을 하기에서 설명할 것이다. 도면에서:
도 1은 바람직한 예시적인 구체예에 따른 스프링 부재의 개략적 공간 도시를 나타내고,
도 2는 도 1에 따른 스프링 부재의 사시도를 나타내고,
도 3은 지지 링이 없는 도 2에 따른 사시도를 나타내고,
도 4는 도 1 내지 3에 따른 스프링 부재의 기본 본체를 통한 단면도를 나타내고,
도 5는 도 1 내지 4에 따른 스프링 부재의 설치 배열을 나타내고,
도 6은 힘/편향 다이아그램을 나타내고,
도 7은 강성/편향 다이아그램을 나타낸다.
우선, 도 1은 본 발명의 바람직한 예시적인 구체예에 따른 스프링 부재(1)를 도시한다. 스프링 부재(1)는 기본 본체(3)를 갖는다. 기본 본체(3)는 엘라스토머, 바람직하게는 고무 또는 폴리이소시아네이트 중부가 생성물, 예컨대 PUR 폼으로 부분적으로 또는 완전히 이루어진다.
기본 본체(3)는 주변 홈(5)이 형성되는 외측에 실질적으로 원뿔대 형상의 측표면을 갖는다. 지지 링(7)은 홈에 수용되어 있다. 또한, 복수의 컷아웃(9)이 홈(5)의 기저에 형성되어 있으며, 상기 컷아웃으로 인해 결과적으로, 지지 링(7)이 기본 본체(3)의 홈(5)의 표면에서 완전히 지탱되지 않고, 오히려 기본 본체(3)가 압축되지 않은 기본 상태에 있는 한, 오목부(9)의 수에 해당하는 복수의 공동이 남는다(도 1에 도시됨).
스프링 부재(1)는, 복수의 함몰부(11)가 형성되는 제1 말단측(10)을 가지며, 그 결과, 함몰부(11)로 인해, 길이방향 축(L)의 방향으로 돌출된, 인접한 상응하는 수의 돌출부(13)가 생성된다(도 2, 4, 5).
장착 플랜지(15)가 제1 말단측(10)에 대향하여 놓인 제2 말단측(12)에 형성되어 있다. 장착 플랜지(15)는 차량 완충기의 지지부 또는 시험 장치의 리테이닝 다이에 스프링 부재(1)를 죄기 위해 제공된다(도 5 비교).
도 2는 스프링 부재(1)를 사시도로 나타낸다. 사시도로부터 명백한 바와 같이, 홈(5)이 길이방향 축(L)의 방향으로 컷아웃(9)이 연장되는 영역의 경계를 이룬다. 컷아웃(9)이 지지 링(7)에 의해 실질적으로 완전히 덮여서, 그 결과, 컷아웃(9) 내에 비교적 큰 입자가 축적되는 것과 오염이 실질적으로 불가능하다. 컷아웃(9)과 지지 링(7) 사이의 작은 갭은 공기가 나갈 수 있게 하고, 이것이 컷아웃(9)에 의해 제공되는, 공동으로의 기본 본체(3)의 재료의 침투를 촉진한다.
스프링 부재(1)의 기본 본체(3) 내 컷아웃(9)의 더욱 정확한 도면을 도 3에 제공하는데, 여기서는 더 나은 예시를 위해 지지 링이 제거되어 있다. 홈(5)은 각 α로 서로 대향하여 위치한 2개의 홈 벽을 갖는다. 기본 본체(3)의 홈 벽과 외측면 사이의 접합점이 제1 반경(19)과 제2 반경(21)에 의해 유동 방식으로 구성된다. 홈 기저(17)도 반경(17)을 가지며, 이것이 압축시 더욱 균질한 변형 거동을 가져온다. 도시된 예시적인 구체예에서, 컷아웃(9)은 서로 이격되어 있다.
도 4로부터 명백한 바와 같이, 스프링 부재(1)의 기본 본체(3)는 중공체로서 구현되며, 길이방향 축(L)에 대해 공축으로 배향된 컷아웃(9)을 갖는다. 컷아웃(9)은 원뿔형 면(27)에 의해 제1 말단측(10) 쪽에서 넓어진다. 컷아웃(9)도 동일하게 원뿔형 면(25)에 의해 제2 말단측에서 넓어진다.
컷아웃(9)은 기본 본체(3)의 측면으로부터 고려시, 홈(5)보다는 기본 본체(3)로 더 깊게 나있다. 홈 기저(17)와 컷아웃(9) 사이에 거리 x가 형성된다. 거리 x는 바람직하게는 1 mm 이상의 범위, 더욱 바람직하게는 1∼6 mm 범위, 특히 바람직하게는 2∼3 mm 범위이다.
컷아웃(9)은 바람직하게는 부분 구의 형상으로 구현된다. 상응하는 구 직경은 바람직하게는 2 mm 내지 30 mm 범위이고, 특히 바람직하게는 8 mm 이상이다.
도 5는 지지 링(7)이 모노리틱으로 구현되지 않고 엘라스토머(14)에 의해 감싸진 코어(8)를 갖는 것을 도시한다. 코어(8)는 바람직하게는 금속 방식으로 구현된다.
도 1 내지 4에서는 스프링 부재(1)가 각각 단리된 형태로 도시되어 있지만, 도 5에서는 스프링 부재(1)의 설치 상황이 도시되어 있다. 스프링 부재(1)는 시험 배열(50)로 설치되어 있다. 시험 배열(50)은 스프링 부재(1)가 이의 장착 플랜지(15)에 죄어진 리테이닝 다이(51)를 갖는다.
시험 배열(50)은 또한 스프링 부재(1)의 돌출부(13)와 접합되어 놓여지도록 구성된 압축 다이를 갖는다.
리테이닝 다이(51), 압축 다이(53) 및 스프링 부재(1)는 센터링 맨드릴(55)에 의해 길이방향 축(L)에 대해 실질적으로 동축으로 유지된다.
시험 배열(50)은 본 발명에 따른 차량 완충기에 구조적으로 상응한다. 본 발명에 따른 이러한 차량 완충기(50)에서, 리테이닝 다이(51)는 지지부일 수 있고, 반면 압축 다이(53)는 차량 완충기의 댐퍼 캡일 수 있다. 센터링 맨드릴(55)은 본 발명에 따른 차량 완충기에 옮겨질 때 피스톤 로드일 수 있다.
시험 배열(50)의 경우, 힘/편향 특징적 곡선 또는 강성 프로필을 결정하기 위해, 스프링 부재가 길이방향 축(L)의 방향으로 압축된다. 이는 압축 다이(53)를 화살표(54)의 방향으로 이동시켜 및/또는 리테이닝 다이(51)를 화살표(56)의 방향으로 이동시켜 이루어진다. 다이(51, 53)의 상대적 이동으로 인해, 스프링 부재(1)가 도 5에 도시된 압축되지 않은 기본 상태로부터 압축된 상태로 탄성적으로 변형된다. 이 문맥에서, 초기에는 단지 소량의 힘이 필요하고, 이것이 힘/편향 특징적 곡선의 편평한 프로필을 생성시킨다(도 6의 영역 K1 참조).
도 6에서 점(P)에 의해 특징화된 특정량의 변형으로부터 출발하여, 스프링 부재(1)의 변형은, 기본 본체(3)의 재료가 실질적으로 지지 링(7)의 방향으로 화살표(57)의 방향으로(도 1 내지 4) 컷아웃(9)으로 이동될 정도로 계속된다. 화살표(57)의 방향으로의 이 회피 이동은 도 7에서 알 수 있으며; 영역 K1은 홈에 컷아웃을 갖지 않는 종래 기술로부터의 스프링 부재에 대한 강성 곡선(S1) 상의 국소 최대(M)를 갖는다. 최대(M)를 통과한 후, 강성이 짧은 편향 범위에 대해 감소한 후, 대략 점(P)로부터 출발하여 영역 K2에서 강하게 상승한다.
그러나, 본 발명에 따라 구현된 스프링 부재가 컷아웃(9)을 갖는(도 1 내지 5) 결과로서, 영역 K1에서 압축이 시작될 때, 재료가 우선 컷아웃(9)으로 이동할 수 있고, 이것이 강성 곡선 S2, S3의 프로필을 상당히 편평하게 한다. 곡선 S2, S3은 조금만 상이한데, 이는 컷아웃(9)의 수의 차이에 기인한다. 곡선 S2는 예컨대 8개 컷아웃을 갖는 스프링 부재를 나타내는 반면, 곡선 S3은 예컨대 10개 컷아웃을 갖는 스프링 부재를 나타낸다. 양쪽 그래프 모두 엄격하게 단조롭게 상승하는 방식으로 되어 있지만, 종래 기술에 따른 곡선 S1보다 상당히 더 균일한 방식으로 임의의 속도로 상승한다.
시험 배열(50)에서의 설치와 유사한 식으로, 차량 완충기에 설치될 경우, 도 6에서와 동일한 힘/편향 프로필 및 또한 도 7에서와 동일한 강성 프로필이 본 발명에 따른 스프링 부재(1)에 대해 얻어질 것이다.

Claims (10)

  1. 길이방향 축(L), 및 길이 방향 축(L)을 따라 연장되고, 압축되지 않은 기본 상태와 길이방향 축(L)의 방향으로 압축된 상태 사이에서 탄성적으로 변형될 수 있는 기본 본체(3),
    기본 본체(3)의 외측 주위에 나있는 홈(5), 및
    홈(5)에 배열된 지지 링(7)
    을 갖는 차량 완충기용 스프링 부재(1)로서,
    기본 본체(3)의 기본 상태에서, 1 이상의 컷아웃(9)이 지지 링(7)과 홈(5) 내 기본 본체(3) 사이에 형성되어 있는 스프링 부재(1).
  2. 제1항에 있어서,
    컷아웃(3)은
    - 원통형, 부분 원통형 또는 중공 원통형 오목부,
    - 원뿔형 테이퍼링 오목부,
    - 부분 원뿔 형상 오목부,
    - 다각형 또는 부분 다면체 형상 오목부, 또는
    복수의 이들 형상의 조합
    의 형태로 구현되는 스프링 부재(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 컷아웃(9)이 제공되어 있으며, 홈(5)의 둘레에 균일하게 분포되게 배열되어 있는 스프링 부재(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    기본 본체(3)는 엘라스토머, 바람직하게는 고무 및/또는 폴리이소시아네이트 중부가 생성물로 부분적으로 또는 완전히 이루어진 스프링 부재(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    지지 링(7)과 1 이상의 컷아웃(9) 사이에, 공기가 나갈 수 있게 하는 갭이 형성되어 있는 스프링 부재(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    지지 링(7)은 엘라스토머(10), 바람직하게는 고무로 부분적으로 이루어지며, 엘라스토머(10)에 의해 감싸지는 금속 코어(8)를 갖는 스프링 부재(1).
  7. 지지부(51),
    길이방향 축(L)의 방향으로 지지부(51)에 대해 이동가능하도록 장착된 댐퍼 캡(53), 및
    길이방향 축(L)을 따라 연장되고, 압축되지 않은 기본 상태와 길이방향 축(L)의 방향으로 압축된 상태 사이에서 탄성적으로 변형될 수 있는 기본 본체(3), 기본 본체(3)의 외측 주위에 나있는 홈(9), 및 홈(5)에 배열된 지지 링(7)을 갖는 스프링 부재(1)
    를 갖는 차량 완충기(50)로서,
    압축되지 않은 상태에서, 복수의 컷아웃(9)이 지지 링(7)과 홈(5) 내 기본 본체(3) 사이에 형성되어 있는 차량 완충기(50).
  8. 제7항에 있어서,
    스프링 부재(L)는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따라 구현되는 차량 완충기.
  9. 다수의 차량 완충기(50)를 가지며,
    차량 완충기 중 1 이상, 바람직하게는 이들 중 복수 또는 전부가 제7항 또는 제8항에 따라 구현되는 차량, 특히 승용차.
  10. 차량 완충기(50) 내 주요 완충기로서의 또는 추가의 스프링으로서의 스프링 부재의 용도로서, 스프링 부재(1)가 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따라 구현되는 용도.
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