(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業シリンダを有し、該作業シリンダ内に、ピストン棒に固定される作業ピストンが軸線方向に可動に配置され、ピストン棒と作業シリンダとがそれぞれ車両の走行装置および車体に固定するための固定要素を備え、これら固定要素のうちの少なくとも１つがピストン棒および／または作業シリンダに対し相対的に可動に配置され、固定要素が筒状穴を備え、該筒状穴内に、ピストン棒の端部領域が、または作業シリンダと結合しているピンが、軸線方向に可動に受容され、筒状穴とピストン棒および／またはピンの端面との間にチャンバーが形成されているピストンシリンダアッセンブリにおいて、
内圧を介して作動するレベル整合部が設けられ、チャンバー（８）内に配置される、ピストン棒（３）の前記端面（１６）、またはチャンバー（８）内に配置されるピン（１２）の前記端面（１６）が、圧力の作用を受ける第１の有効横断面を有し、該第１の有効横断面は、ピストンシリンダアッセンブリ（１）の内部で圧力の作用を受けるピストン棒（３）の第２の有効横断面（１７）にほぼ対応しており、第１および第２の有効横断面（１６，１７）は内圧の作用を受けていることを特徴とするピストンシリンダアッセンブリ。
【請求項２】
ピストン棒（３）の、圧力の作用を受ける前記端面（１６）と、ピン（１２）の、圧力の作用を受ける前記端面（１６）と、ピストンシリンダアッセンブリ（１）の内部で圧力の作用を受けるピストン棒（３）の第２の有効横断面（１７）とが、同じ大きさであることを特徴とする、請求項１に記載のピストンシリンダアッセンブリ。
【請求項３】
ピストン棒（３）の、圧力の作用を受ける前記端面（１６）と、ピン（１２）の、圧力の作用を受ける前記端面（１６）と、ピストンシリンダアッセンブリ（１）の内部で圧力の作用を受けるピストン棒（３）の第２の有効横断面（１７）とが、ピストン棒（３）の走入方向または走出方向において要求される該ピストン棒（３）のプレテンションに応じて大きさが異なっていることを特徴とする、請求項１に記載のピストンシリンダアッセンブリ。
【請求項４】
固定要素（４）とピストン棒（３）および／または作業シリンダとの間に少なくとも１つの弾性要素がストッパーとして配置されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載のピストンシリンダアッセンブリ。
【請求項５】
前記チャンバー（８）がピストンシリンダアッセンブリ（１）内にある圧縮不能な媒体で充填されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載のピストンシリンダアッセンブリ。
【請求項６】
前記チャンバー（８）が流動連通部（７）を介して作業シリンダの複数個の作業室のうちの１つの作業室と連通していることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載のピストンシリンダアッセンブリ。
【請求項７】
前記チャンバー（８）がパッキン（９）により大気に対し密封されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載のピストンシリンダアッセンブリ。
【請求項８】
前記チャンバー（８）が前記流動連通部（７）を介して高圧の作業室と連通していることを特徴とする、請求項６に記載のピストンシリンダアッセンブリ。
【請求項９】
前記流動連通部（７）および／または繰り抜き部（４１）が緩衝力を発生させるために絞りとして形成されていることを特徴とする、請求項６または８に記載のピストンシリンダアッセンブリ。
【請求項１０】
複数個の固定要素（４）のうちの少なくとも１つの固定要素がゴム・金属部分（２）として形成されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載のピストンシリンダアッセンブリ。
【請求項１１】
固定要素（４）の、力を伝動させる前記ゴム・金属部分（２）が、前記弾性要素（６）よりも大きなばね剛性を有していることを特徴とする、請求項１０に記載のピストンシリンダアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業シリンダを有し、該作業シリンダ内に、ピストン棒に固定される作業ピストンが軸線方向に可動に配置され、ピストン棒と作業シリンダとがそれぞれ車両の走行装置および車体に固定するための固定要素を備え、これら固定要素のうちの少なくとも１つがピストン棒および／または作業シリンダに対し相対的に可動に配置され、固定要素が筒状穴を備え、該筒状穴内に、ピストン棒の端部領域が、または作業シリンダと結合しているピンが、軸線方向に可動に受容され、筒状穴とピストン棒および／またはピンの端面との間にチャンバーが形成されているピストンシリンダアッセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ピストン棒がベアリングを介して車体に固定されているピストンシリンダアッセンブリはすでに知られている（たとえば特許文献１および２を参照）。この種のベアリングは振動を吸収するためにゴム弾性要素を有している。ベアリングアイを使用する場合も通常は弾性ゴム要素を介在させる。この種の固定装置の欠点は、道路によって高振動数の振動が励起したときに、特に小さな振幅の振動が励起したときに快適性を損なわせることである。たとえば、車体または車輪懸架装置に設けた振動ダンパーのゴム固定部材が硬化すると、振動および騒音が車室内へ伝わる。さらに、高い固有振動数により、小さな行程の運動が緩衝ピストンの複数個の緩衝弁または逆止弁の相互作用を次第に悪化させていくので、ピストンシリンダアッセンブリが硬化して同様に快適性を損ねる。
【０００３】
また、作業シリンダ内に、ピストン棒に固定される作業ピストンを軸線方向に可動に配置し、ピストン棒と作業シリンダとにそれぞれ、車両の走行装置または車体に固定させるための固定要素を備えさせ、これら固定要素のうちの少なくとも１つの固定要素をピストン棒および／または作業シリンダに対し軸線方向に相対的に可動に配置したピストンシリンダアッセンブリも知られている（特許文献３）。
【０００４】
【特許文献１】独国特許第１９８５７５９５Ｃ２号明細書
【特許文献２】独国特許第３４０６０３２Ｃ２号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００４０６１９９７Ａ号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、固定要素が車両の積載荷重を難なく担持し、同時に道路に起因した高振動数の、小さな行程の振動が車体から切り離され、しかも比較的大きな行程の運動の際に緩衝作用が著しく損なわれることがないように、且つ緩衝作用がソフトに投入されるばかりでなく、緩衝発生時の急激な力変化が回避されるように、ピストンシリンダアッセンブリを構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、この課題を解決するため、内圧を介して作動するレベル整合部が設けられ、チャンバー内に配置される、ピストン棒の端面、またはチャンバー内に配置されるピンの端面が、圧力の作用を受ける第１の有効横断面を有し、該第１の有効横断面は、ピストンシリンダアッセンブリの内部で圧力の作用を受けるピストン棒の第２の有効横断面にほぼ対応しており、第１および第２の有効横断面は内圧の作用を受けていることを特徴とするものである。
【０００７】
固定要素は、レベルコントロール要素において使用する場合、車体を支持するだけでなく、車体の積載荷重をも申し分なく支持することができるので有利である。しかも、道路による高振動数で小さな振幅の振動励起範囲では、走行快適性は最適になり、車体内部で騒音は絶縁される。小さな振幅をもつ比較的高い振動数の場合にピストンシリンダアッセンブリが作動すると、この場合には主に、少なくとも１つの固定要素が作用を受ける。すなわちこの固定要素とピストン棒との間、或いは、ピストン棒と、作業シリンダまたはリザーバーチューブへの固定部分との間に、軸線方向の相対運動が生じることにより、前記少なくとも１つの固定要素が作用を受ける。小さな行程の、一般的には高振動数の振動励起範囲を離れると、すなわち大きな振幅を持った低振動数の振動が励起すると、前記少なくとも１つの固定要素は、これに隣接している部材、すなわちピストン棒または作業シリンダに対し、終端位置に到達し、したがってピストンの緩衝弁に、緩衝力のために必要な圧力が発生する。このようにして、車両の車体へ伝えられる緩衝力の急激な変化および騒音が回避されるので、快適性を増すことができる。
【０００８】
本発明の他の構成によれば、ピストン棒の、圧力の作用を受ける前記端面と、ピンの、圧力の作用を受ける前記端面と、ピストンシリンダアッセンブリの内部で圧力の作用を受けるピストン棒の第２の有効横断面とは、同じ大きさである。この場合、圧力平衡状態に成ったピストン棒が固定軸受から切り離され、弾性的なピストン棒結合部が担持力を受ける必要がなくなるので有利である。担持力は、内圧の下にある、中空のピストン棒の緩衝媒体だけで発生せしめられ、その際緩衝媒体の圧力は底部領域のピストン棒側の面に作用する。
【０００９】
本発明の他の構成によれば、ピストン棒の、圧力の作用を受ける前記端面と、ピンの、圧力の作用を受ける前記端面と、ピストンシリンダアッセンブリの内部で圧力の作用を受けるピストン棒の第２の有効横断面とは、ピストン棒の走入方向または走出方向において要求される該ピストン棒のプレテンションに応じて大きさが異なっている。
【００１０】
好ましい実施態様によれば、固定要素とピストン棒および／または作業シリンダとの間に少なくとも１つの弾性要素がストッパーとして配置されている。
【００１１】
本発明の他の構成によれば、筒状穴とピストン棒および／またはピンの前記端面との間に、緩衝に用いるチャンバーが配置されている。この場合、チャンバーはピストンシリンダアッセンブリ内にある圧縮不能な媒体で充填され、且つ流動連通部を介して作業シリンダの複数個の作業室のうちの１つの作業室と連通しているのが有利である。
【００１２】
本発明の他の構成によれば、チャンバーはパッキンにより大気に対し密封されている。
【００１３】
本発明の他の構成によれば、ピストンシリンダアッセンブリを流体圧式サスペンションストラッドで使用する場合、前記チャンバーは前記流動連通部介して高圧の作業室と連通している。
【００１４】
さらに、前記流動連通部および／または繰り抜き部は緩衝力を発生させるために絞りとして形成され、および／または、前記流動連通部に緩衝要素が付設されている。
【００１５】
本発明の他の構成によれば、複数個の固定要素のうちの少なくとも１つの固定要素はゴム・金属部分として形成されている。
【００１６】
さらに、固定要素の、力を伝動させる前記ゴム・金属部分は、前記弾性要素よりも大きなばね剛性を有している。同様に、固定要素の、力を伝動させる前記ゴム・金属部分と、前記弾性要素とが、１つの関連部材（連続した部材または近接した部材）を形成していてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図１に図示したピストンシリンダアッセンブリ１は、車体固定用のゴム・金属部分２を備えている。ピストン棒３は下部領域に固定要素４を備え、該固定要素４もゴム・金属部分２を有している。固定要素４は自動車の車軸と結合されている。
【００１８】
ピストンシリンダアッセンブリ１を流体圧式レベルコントロール装置として構成することにより、ピストン棒３は該アッセンブリの内圧によって所定のレベル位置へもたらされる。
【００１９】
固定要素４の断面からわかるように、固定要素４は、ピストン棒３が弾性要素６を介して該固定要素４の半径方向突出部と協働するようにしてピストン棒３と結合されている。
【００２０】
固定要素４は、総じて、２つの弾性部分領域と、力を伝動する弾性領域、すなわちゴム・金属部分２と、弾性的なピストン棒結合部６とから構成されている。固定要素４の、力を伝動させるゴム・金属部分２は、弾性要素であるこのピストン棒結合部６よりも大きなばね剛性を有している。２つの弾性領域２と６は互いに独立に作動することができるので、レベル調整要素の内圧は、パッキン９を介して大気に対し密封されている流動連通部７を介してチャンバー８へ誘導される。圧力が平衡状態になると、ピストン棒３は固定要素４から切り離され、したがって弾性的なピストン棒結合部６はもはや担持力を受けない。
【００２１】
担持力は、もっぱら、内圧の状態にある、中空のピストン棒３の緩衝媒体により発生させる。緩衝媒体の圧力は、チャンバー８の底部の、ピストン棒とほぼ同じ大きさの面を付勢する。チャンバー８内に配置されるピストン棒３の端面１６、またはチャンバー８内に配置されるピン１２の端面１６は、圧力の作用を受ける第１の有効横断面を有し、該第１の有効横断面は、ピストンシリンダアッセンブリ１の内部で圧力の作用を受けるピストン棒３の第２の有効横断面１７にほぼ対応しており、これら第１および第２の有効横断面１６，１７は内圧の作用を受けている。また、ピストン棒３の、圧力の作用を受ける端面１６と、ピン１２の、圧力の作用を受ける端面１６と、ピストンシリンダアッセンブリ１の内部で圧力の作用を受けるピストン棒３の第２の有効横断面１７とが、同じ大きさであるか、又はピストン棒３の走入方向若しくは走出方向において要求される該ピストン棒３のプレテンションに応じて大きさが異なっている。また、チャンバー８は、ピストンシリンダアッセンブリ１内にある圧縮不能な媒体で充填されている。
【００２２】
レベル調整要素は中空のピストン棒３と対応するポンプ棒１８とを介して作動し、この場合適当な数量の逆止弁を介して緩衝媒体が低圧チャンバー１９から高圧チャンバー２０内へ搬送される。緩衝ピストン２２内に設けた緩衝弁２１は、ピストンシリンダアッセンブリ１の本来の緩衝の用を成す。
【００２３】
図２はピストンシリンダアッセンブリ１の他の実施形態を示すもので、この実施形態では、固定要素４は基本的には図１に図示した実施形態のそれに対応している。このピストンシリンダアッセンブリはサスペンションシリンダであるので、作業室１０は蓄圧器２３と遮断弁２４とポンプ２５とを介してリザーバー２６から緩衝媒体で操作される。結合部は、その他の点では、図１に図示した実施形態のピストン棒３に対応している。
【００２４】
図３は固定要素４の詳細図である。ピストン棒３の端部には、ピストン棒３にねじ込まれる固定部分２７を介して弾性的なピストン棒結合部６が設けられている。圧力平衡を目的として、固定部分２７は、パッキン９の領域で、ピストン棒３の径に対応する径を有している。この実施形態の場合、弾性的なピストン棒結合部６は内側スリーブと外側スリーブとから構成され、その間に加硫処理したゴム部分が設けられている。さらに、上部ケーシング２９はガイド２８とパッキン９とを備え、下部ケーシング３０はガイド２８を備えている。この場合、弾性的なピストン棒結合部６の外側スリーブは螺合部を介して互いに固定される。ゴム・金属部分の形態の、力を伝動する弾性領域２は、スリーブナット３２を介して上部ケーシング２９と結合されている。
【００２５】
固定要素４と車両の車体とを組み立てる場合、力を伝動する弾性領域２は、一方では、外側の軸受ケース３３によって、他方では、内側の軸受ケース３４によって、プレテンションを持って軸線方向に取り付けられる。固定ねじ３５は固定要素４を車体と結合させる。弾性走入行程を制限するコンプレッションバッファ３６は円板３７に当接して、管片３８を介して内側の軸受ケース３４と結合されている。内側の軸受ケース３４はゴム・金属部分２をロックするために用いるとともに、コンプレッションバッファ３６を介して導入される力を受け止める用をも成す。
【００２６】
図３に図示した固定要素４を、図４ないし図６に異なる荷重位置で示す。
【００２７】
図５は固定要素４を静止状態で示しており、圧力平衡チャンバー８による圧力平衡は弾性的なピストン棒結合部６を担持力の荷重から解放している。担持力は、もっぱら、ゴム・金属部分２の、力を伝動する弾性領域を介して伝動する。
【００２８】
図４は最大弾性走入運動距離Ｘを示すもので、大部分は弾性的なピストン棒結合部６によって担われ、わずかな部分が、ゴム・金属部分２の、力を伝動する弾性領域によって担われる。弾性的なピストン棒結合部６は、そのばね剛性のために、ゴム・金属部分２の、力を伝動する弾性領域よりも短い。弾性的なピストン棒結合部６のばね剛性を所望どおりにプログレッシブに変化させるため、上部ケーシング２９にゴム領域のための転動用輪郭部３９が設けられている。
【００２９】
図６は、図５に図示した位置である中央位置を起点とした最大弾性走出運動距離Ｙを示している。この最大弾性走出運動距離Ｙは、快適性を考慮して、最大弾性走入距離Ｘよりも小さいのが好ましい。道路から来る高周波励起は、図４によればピストンシリンダアッセンブリのプッシュ段階で長い距離で、図６によればプル段階で短い距離で受け止める必要がある。弾性的なピストン棒結合部６は緩衝ピストンの緩衝力に対し敏感に反応するので、緩衝ピストンがその作業シリンダ内で軸線方向に移動する以前に、弾性的なピストン棒結合部６で最初の運動が起こる。
【００３０】
図７と図８は、固定要素４をピストン棒３から取り外し可能な１実施形態を示したものである。図７によれば、中空のピストン棒内に逆止弁が配置されている。この逆止弁は、固定要素４を取り付ける場合にピン４０によって開くことができるので、ピストンシリンダアッセンブリ１の作業室１０から繰り抜き部４１を経てチャンバー８までの流動連通が保証されている。また、流動連通部７および／または繰り抜き部４１は、緩衝力を発生させるために絞りとして形成されている。
【００３１】
固定要素４を再びピストン棒３から取り外すと、ピン４０は中空のピストン棒３内に配置されている対応する逆止弁から離間し、その結果この逆止弁は流動連通部を閉止し、固定要素４を取り除くことができる。
【００３２】
図８は固定要素４と中空のピストン棒３とを取り付けたユニットを示している。
【００３３】
図７および図８では、ゴム・金属部分２の弾性領域は半径方向においてピストン棒３の外側に配置されている。この実施形態の場合、弾性的なピストン棒結合部６は筒状のゴム部材として構成され、ピストン棒３に対しブシュ４２によって保持されている。この実施形態では、弾性的なピストン棒結合部６は半径方向内側においてブシュ４２に加硫処理されているとともに、半径方向外側においてもたとえば加硫処理によって他のブシュと固定されている。
【００３４】
図９は図７の実施形態に実質的に対応する実施形態を示すものであるが、固定要素４は弾性的なピストン棒結合部６を有し、ゴム・金属部分２は少なくとも２つのゴム弾性部分と少なくとも３つの対応するブシュ４２とを備えている。弾性的なピストン棒結合部６とゴム・金属部分２とは加硫処理によって互いに結合される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】レベルコントロール装置を組み込んだピストンシリンダアッセンブリの断面図である。
【図２】スプリングシリンダとして構成され、緩衝媒体が外部から装入されるようにしたピストンシリンダアッセンブリの断面図である。
【図３】ピストン棒側に取り付けられる固定要素の詳細断面図である。
【図４】図３に図示した固定要素を１つの荷重段階で示した断面図である。
【図５】図３に図示した固定要素を他の荷重段階で示した断面図である。
【図６】図３に図示した固定要素を他の荷重段階で示した断面図である。
【図７】ピストンシリンダアッセンブリのピストン棒と結合可能または取り外し可能な固定要素を示す図である。
【図８】ピストンシリンダアッセンブリのピストン棒と結合可能または取り外し可能な固定要素を示す図である。
【図９】固定要素の他の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１            ピストンシリンダユニット
２            ゴム・金属部分
３            ピストン棒
４            固定要素
５            円板
６            弾性要素
７            流動連通部
８            チャンバー
９            パッキン
１０          作業室（高圧）
１１          載置面
１２          ピン
１３          ピン固定部
１４          筒状穴
１５          端部領域
１６          端面
１７          横断面
１８          ポンプ棒
１９          低圧チャンバー
２０          高圧チャンバー
２１          緩衝弁
２２          緩衝ピストン
２３          蓄圧器
２４          遮断弁
２５          ポンプ
２６          リザーバー
２７          固定部分
２８          ガイド
２９          上部ケーシング
３０          下部ケーシング
３１          螺合部
３２          スリーブナット
３３          外側の軸受ケース
３４          内側の軸受ケース
３５          固定ねじ
３６          コンプレッションバッファ
３７          円板
３８          管片
３９          転動輪郭部
４０          ピン
４１          繰り抜き部
４２          ブシュ
【図１】
0005539629.tif 000002
【図２】
0005539629.tif 000003
【図３】
0005539629.tif 000004
【図４】
0005539629.tif 000005
【図５】
0005539629.tif 000006
【図６】
0005539629.tif 000007
【図７】
0005539629.tif 000008
【図８】
0005539629.tif 000009
【図９】
0005539629.tif 000010