(57)【要約】【解決手段】本発明は、少なくとも２つの交差する補強糸から成る層を有する、エラストマー材料から成る空気ばねベローズに関し、その際、これら補強糸が、ベローズ円周方向に対して、４０から８０°までの角度のもとで傾斜されており、且つ、１つの層の内部で、基本的に、互いに平行に配設されている。１つの層の内部の、少なくとも１つの補強糸１、２の部分量が、残りの部分量とは違う強度を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの交差する補強糸から成る層を有する、エラストマー材料から成る空気ばねベローズであって、
その際、これら補強糸が、ベローズ円周方向に対して、４０から８０°までの角度のもとで傾斜されており、且つ、１つの層の内部で、基本的に、互いに平行に配設されている様式の上記空気ばねベローズにおいて、
１つの層の内部の、少なくとも１つの補強糸（１、２）の部分量が、残りの部分量とは違う強度を有しているように構成されていることを特徴とする空気ばねベローズ。
【請求項２】
補強糸（１、２）は、ベローズ円周にわたって交番し、且つそれぞれに、一方の強度の１つの補強糸（１）が、他方の強度の１つの補強糸（２）と並んで配設されていることを特徴とする請求項１に記載の空気ばねベローズ。
【請求項３】
補強糸（１、２）の異なる強度は、異なる材料の使用によって達せられるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気ばねベローズ。
【請求項４】
比較的に高い強度を有する補強糸は、アラミド繊維（１）であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の空気ばねベローズ。
【請求項５】
より僅かな強度を有する補強糸は、ポリアミド繊維、またはポリエステル繊維（２）であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の空気ばねベローズ。
【請求項６】
空気ばねベローズは、ロールベローズであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の空気ばねベローズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの交差する補強糸から成る層を有する、エラストマー材料から成る空気ばねベローズに関し、その際、これら補強糸が、ベローズ円周方向に対して、４０から８０°までの角度のもとで傾斜されており、且つ、１つの層の内部で、基本的に、互いに平行に配設されている。
【背景技術】
【０００２】
空気ばねは、例えば、車両ばね要素として、特に貨物トラック、およびバスの車軸をばね付勢するために、広い範囲で有用なものであることが実証されている。同様に乗用自動車においても、空気ばねの使用は、重要性が増大されている。何故ならば、これら空気ばねが、自体でスポーティに適合されたシャーシにおいて、高いレベルでの均衡のとれた快適性を提供するからである。
【０００３】
空気ばねは、強度担持体層とも称される、ゴム内に埋設された、平行に延在する補強糸から成る層を有しており、これら層が、超過圧力によって空気ばねベローズ内において発生する力を収容する。これら補強糸は、一般的に、いわゆるコード糸であり、これらコード糸において、多数の個別ファイバー（フィラメント）が、糸状の形成物へと撚り合わせられている。これら補強糸は、有利には、高い曲げ性能、強度、および均等な伸展性を有する完全合成（vollsynthetischen）の、例えば、ポリエステル、ポリアミド、またはアラミドのようなファイバーから成っている。これら補強糸は、しかしながら同様に、金属から成っていても良い。
【０００４】
空気ばねを製造するための通常の方法の場合、個別の加硫されていない、空気ばねの構造要素（内側ゴム、強度担持体層、外側ゴム、および場合によっては、ワイヤーコア）は、空気ばね半製品へと巻き取られ（調製され）、且つ、この半製品が、次いで加硫される。この方法の場合、これら強度担持体層のために、通常は、ゴム引きされたコード織物層が使用される。
【０００５】
このコード織物は、多数の平行に互いに並列して、且つ経糸方向において位置するコード糸から成り、これらコード糸が、緯糸方向において、僅かな細い糸の比較的に大きな間隔の状態で、緩く束がばらばらにならないように保たれている。これらコード織物は、ゴム付着性を向上するための浸透工程（織物プレパレーション）の後、例えばクロロプレンゴムをベースとする混合物のような、適当な弾性ゴム混合物でもってゴム引きされ、且つ、所望の層数における傾斜切断の後、異なる層の糸が、交差して、有利には円周方向に対して４０から８０°までの糸角度のもとで、位置するに至るように半製品へと巻き取られる。この糸角度でもって、与えられた空気ばね輪郭において、この空気ばねの支持力および側方力は調整される。
【０００６】
空気ばねを製造するための他の方法は、例えば、ドイツ連邦共和国特許公開第１９８  ４６  ８５２号明細書（特許文献１）において記載されている。この方法の場合、例えば空気ばねのためのチューブロールベローズのような、糸で補強された、多数の層から成るチューブ半製品が、連続的に、補強糸でもって被覆された心棒の螺旋状の巻回によって、製造される。オーバーラップ領域および接合領域は、この方法によって回避される。
【０００７】
特に乗用車分野における、車両、もしくはシャーシの比較的に新しい開発は、相応して増大した作動圧力を有する、ますますより小さな空気ばねタイプを要求している。この圧力に耐えるために、即ち、可能な限り高い破裂圧力を実現するために、および同時に、高い曲げ強度、および従って空気ばねの高い耐用期間を保証するために、特別に、高い要求が、補強糸から成る層に対して課せられている。これら層の数は、高い可撓性を得るために、過度に多くしてはいけない。同時に、これら補強糸の強度、および糸密度は、空気ばねが、可能な限り高い破裂圧力を達成するように選択されねばならない。これら糸の間隔が過度に大きい場合、ゴム材料が十分に耐破裂性でない危険が存在し、且つ、これら糸の間の内法の幅内における、空気ばねの瞬間的な破壊という事態になる。
【０００８】
ドイツ連邦共和国特許第４４  ２３  ６０１号明細書（特許文献２）に、空気ばねロールベローズが記載されており、この空気ばねロールベローズは、高い内側圧力、およびロール折返し部における小さな展開半径にもかかわらず、高い耐用期間を有している。このロールベローズは、強度担持体層として、３つの上下に重ねて配置したゴム引きされたコード織物層備えており、その際、中間のコード織物層が、層強度を有しており、この層強度が、第１のおよび第３の層の層強度の合計に相応している。この同じ層の内部の織物は、一様なコード糸から、即ち、同じ材料から成り且つ同一のコード構造を有するコード糸から成っている。
【特許文献１】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９８  ４６  ８５２号明細書
【特許文献２】
ドイツ連邦共和国特許第４４  ２３  ６０１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、本発明の根底をなす課題は、十分な破裂圧力、および高い耐用期間を有する、簡単に且つ低廉に製造され得る、空気ばねベローズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は本発明に従い、１つの層の内部の、少なくとも１つの補強糸の部分量が、残りの部分量とは違う強度を有していることによって解決される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の基本思想は、高張力な補強糸を使用する際、糸間隔が、１つの層の内部で、要求された破裂圧力に応じて変えられ得ることの点にある。実際上、より大きくなる間隔の場合、これら糸の間のある規定された間隔から、ゴム材料の強度が、空気ばね内における空気圧力のための制限する係数になることは顧慮されねばならない。このゴム材料が、高張力の糸の間の内法の幅の領域内において、瞬間的に破壊されることを防止するために、これら高張力な補強糸の間に、より僅かな強度を有する補強糸が、この層の内部で、このより僅かな強度を有する補強糸が、より高い強度の糸の間の内法の幅の領域を架橋するように配分される。ベローズ壁の可撓性、およびサスペンション特性は、この構成によって阻害されず、且つ、空気ばねの高い耐用期間が得られる。
【００１２】
１つの層の内部に、異なる強度の、および従って同様に異なる引裂き伸び率の補強糸を収納することによって、更に、通常の負荷状態において生じる伸び率（定格伸び率）は、ただ高張力の材料だけから成る１つの層の伸び率と比較して、より高い値に向かって変位される。従って、例えばロールベローズの場合、ロール折返し部の領域において生じ、且つ特にこのロールベローズの破壊に寄与する圧縮応力は回避される。
【００１３】
例えば、従来の巻付け方法の場合に、それらコード織物層のコード糸が異なる強度を有するコード織物層が使用されるというやり方で、本発明による補強糸の配設を有する空気ばねは、複雑でなく製造され得る。例えば、ハイブリッド織物（異なる糸から成る混合織物）が使用可能であり、これらハイブリッド織物の場合、ある材料から成る糸と並んで、同様に他の材料の糸も存在している。
【００１４】
同様に、容易に、本発明による空気ばねは、例えばドイツ連邦共和国特許公開第１９８  ４６  ８５２号明細書（特許文献１）に記載されているような連続的な方法によって製造され得る。位置決めリング、および方向転換部材に、ボビンクリールから、異なる強度を有する補強糸が供給され、これら補強糸が、次いで被覆された芯棒上に載置される。
【００１５】
高い強度を有する、空気ばねのために使用される材料が、より僅かな強度を有する材料よりも、しばしば、より高価なので、要求される破裂圧力に応じて、高価な糸の一部分は、より価格の安い糸に置換される。材料コストは、本発明による空気ばねにおいて、問題なく最適化され得る。
【００１６】
異なる強度を有する補強糸は、層の内部で、異なる構造およびやり方で配設され得る。従って、空気ばねの外周にわたって、交互に、１方の強度ｉ本の糸が、他方の強度のｊ本の糸に並んで配設され、その際、ｉ＝１、２、３．．．であり、且つ、それらに依存せずにｊ＝１、２、３．．．である。例えば、この空気ばねの全外周にわたって、常に、高い強度の２つの糸が、低い強度の１つの糸と並んで、交互に設けられ得る。その場合に、その配設において、ｉおよびｊが値１と仮定する配設は特に有利であり、従って、これら補強糸は、ベローズ円周にわたって交番し、且つそれぞれに、一方の強度の１つの補強糸が、他方の強度の１つの補強糸と並んで配設されている。従って、特に良好なばね特性を保証する、糸の極めて均等な分配状態が得られる。何故ならば、ベローズ壁内における応力相違が、僅かに留まるからである。
【００１７】
しかし同様に、特定の領域、例えば半分の外周が、所定の配設、例えばただ高い強度の糸だけを有し、これに対して、他方の領域が、他の配設、例えば高い強度と低い強度が１：１の糸を交番状態で有していることも可能である。この様式の分布によって、例えば湾曲された空気ばねが製造され得る。
【００１８】
異なる強度を有する糸の配設が、複雑であればあるほど、空気ばねを製造するために、それら方法においてこれら糸が層に個別に供給され、且つ被覆された芯棒上に巻き取られる方法は適当である。これら方法は、新しい織物が製造され、またはこれら織物が精確に切断され、且つぴったりと精確に載置される必要無しに、簡単な方法で、一方の層の個別の糸の適宜の代替を、他方の糸によって可能にする。
【００１９】
補強糸の異なる強度は、例えば、これら糸の、異なる糸直径、及び／または異なるコード構造によって達成される。その場合に、これらコード構造は、例えば、使用されるエンドレスファイバーの数、撚り方向、および撚り数によって異なる。補強糸の異なる強度は、同じ基礎材料の場合、異なる前処理方法が、これら補強糸を製造するために使用されることによっても達せられる。補強糸の異なる強度が、異なる材料の使用によって達せられる場合は、実際上、特に有利である。これら糸は、その場合に、異なる強度において、これら糸の構造内、およびこれら糸の直径において同じに形成され、従って、層が、これら層の外側の形状において、極めて均等であり、且つ展開工程において、例えば、如何なる隆起された領域も、変化された擦切れ挙動、または曲げ挙動を誘起しない。
【００２０】
空気ばねのための補強糸として、例えば、ポリアミド、ポリステル、アラミド、またはレーヨンから成る個別ファイバーまたはコードが使用される。
【００２１】
本発明の有利な更なる構成により、比較的に高い強度を有する補強糸は、アラミド繊維である。アラミド繊維は、高い強度を、傑出した寸法安定性および耐熱性の高い係数と調和させる。アラミドとして、基本的にテレフタル酸およびｐ−フェニレンジアミン（パラ−アラミド）、例えばKevlar（登録商標）またはTwaron（登録商標）から成る共重合体、と同様に、基本的に、ｍ−フェニレンジアミンおよびイソフタル酸（メタ−アラミド）、例えばNomex（登録商標）から成る共重合体も使用される。これら共重合体内において、しかし同様に、更に別のモノマーと共に組み入れて重合されていても良い。従って、同様に、例えば、Technora（登録商標）のような、テレフタル酸およびｐ−フェニレンジアミン、および更に別のモノマー、から成るターポリマー（Terpolymerisate）が使用される。
【００２２】
より僅かな強度を有する補強糸は、有利な方法で、ポリアミド繊維、例えばナイロン、またはポリエステル繊維である。これらファイバーは、低廉であり、且つ、これらファイバーの強度が、より高い強度を有する糸の間の間隔を架橋するために十分である。
【００２３】
本発明による空気ばねベローズは、折畳みベローズ、半分体ベローズ、または、ロールベローズである。これら空気ばねベローズは、ロールベローズの場合に展開区域において無数の回数通過されねばならない小さな曲げ半径のためにも、特に適している。更に、ベローズ壁の内部の、異なる強度、および従って同様に異なる引裂き伸び率の補強糸の配設によって、負荷状態において生じる伸び率が、ただ高張力な補強糸だけの使用における伸び率と比較して、より大きくなることが達せられる。ロールベローズの場合、従って、ロール折返し部の領域における、空気ばねベローズの破壊を誘起する圧縮応力の発生は、回避される。
【００２４】
次に、本発明を、次の図との関連において、実施例  −しかしながらこの実施例に限定されてはいない−  に基づいて詳しく説明する。
【００２５】
ただ１つの図は、空気ばねロールベローズの中間の領域における、補強糸の配設を概略的に示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図において、どのように２つの交差する補強層を有する本発明による空気ばねにおいて、補強糸１、２、３、４が延在しているかが、図示されている。これら補強糸１、２、３、４は、完成した空気ばね内において、完全にエラストマー材料（この図においては図示されていない）によって、囲繞されている。これら糸１および２は、内側の層を形成し、糸３および４が外側の層を形成している。これら糸１および３は、より高い強度を有する糸、例えばアラミド繊維であり、これら糸が、１つの層内部で、間隔Δの状態で配設されている。２つのアラミド繊維１、３の間の間隙において、それぞれ１つの、例えばポリアミドまたはポリエステルから成る、より低い強度を有する糸２、４が設けられている。上述のうち後者の糸２、４は、完成された製品内において、糸１、３の間に設けられているゴム材料を十分な程度に補強し、且つ、瞬間的な破壊（ゴムの破裂）を、この領域内において、存在する作動圧力の条件のもとで防止する。この空気ばねは、一方では、巻付け方法において、適当なハイブリッド織物が使用されることによって形成されている。他方では、この空気ばねは、チューブロールベローズを有する空気ばねが問題である場合、連続的に形成されたチューブ半製品から製作され、その際、ボビンクリールを介してのこのチューブ半製品を製造する場合、異なる補強糸が供給される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】空気ばねロールベローズの中間の領域における、補強糸の配設を、概略的に示した図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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