(57)【要約】  支持装置（１）であって、該支持装置が、コア（２）と、該コア（２）を取り囲む被覆体（３）とを有しており、コア（２）が、被覆体（３）に少なくとも１つのエラストマ（４，５）または複数のエラストマ（４，５）を介して支持されており、コア（２）と被覆体（３）との間に、作業流体を有する少なくとも２つの機能チャンバ（６，１１）が形成されており、該機能チャンバ（６，１１）が、少なくとも部分的に１つ以上のエラストマ（４，５）によって画定されている支持装置において、温度が低い場合の支持装置の剛性損失が可能な限り少なくなるように支持装置を形成するという課題に鑑みて、補償流体のための少なくとも１つの補償チャンバ（７）が設けられており、該補償チャンバ（７）から補償流体が機能チャンバ（６，１１）内に導入可能であり、補償チャンバ（７）内の補償流体が、可動のまたは弾性的な分離エレメント（８）によって、１つのガス充填された室（９）または複数のガス充填された室から分離されていることを特徴としている。
2016512876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持装置（１）であって、
コア（２）と、
コア（２）を取り囲む被覆体（３）と、
を有し、
コア（２）は、被覆体（３）に少なくとも１つのエラストマ（４，５）または複数のエラストマ（４，５）を介して支持されており、
コア（２）と被覆体（３）との間に、作業流体を有する少なくとも２つの機能チャンバ（６，１１）が形成されており、
機能チャンバ（６，１１）は、少なくとも部分的に１つ以上のエラストマ（４，５）によって画定されている支持装置において、
補償流体用の少なくとも１つの補償チャンバ（７）が設けられており、該補償チャンバ（７）から前記補償流体が機能チャンバ（６，１１）内に導入可能であり、
補償チャンバ（７）内の前記補償流体は、可動のまたは弾性的な分離エレメント（８）によって、１つのガス充填された室（９）または複数のガス充填された室から分離されていることを特徴とする、支持装置。
【請求項２】
補償チャンバ（７）は、機能チャンバ（６，１１）同士の接続通路（１４）に通路（１０）と逆止弁（１５）とによって流体案内接続可能である、請求項１記載の支持装置。
【請求項３】
補償チャンバ（７）は、接続通路（１４）に細い通路（１６）によって流体案内接続可能である、請求項２記載の支持装置。
【請求項４】
逆止弁（１５）は、補償チャンバ（７）内への僅かな逆流を許容している、請求項２または３記載の支持装置。
【請求項５】
通路（１０）の内部に流れ絞り（１７）またはフィルタが配置されている、請求項２から４までのいずれか１項記載の支持装置。
【請求項６】
流れ絞り（１７）は、複数の貫通路を備えた複数のディスクの間にサンドイッチ状に収容された不織布または織布を有している、請求項５記載の支持装置。
【請求項７】
分離エレメント（８）は、可動のピストンとして形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の支持装置。
【請求項８】
分離エレメント（８）は、転動形ダイヤフラムとして形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の支持装置。
【請求項９】
分離エレメント（２１）は、気泡ゴムとして形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の支持装置に関する。
【０００２】
背景技術
先行技術に基づき、コアと、このコアを取り囲む被覆体とを有する支持装置がすでに公知である。コアは、被覆体に少なくとも１つのエラストマまたは複数のエラストマを介して支持されている。
【０００３】
コアと被覆体との間には、１つまたはそれ以上の機能チャンバが配置されていて、この機能チャンバ内に作業流体が収容されている。機能チャンバは、しばしば、その軸方向の端部でエラストマによって画定されている。このエラストマはコアを被覆体に結合している。
【０００４】
このような支持装置は、液圧式の支持装置と呼ばれ、通常、閉鎖されて互いに接続された２つの機能チャンバを有している。両機能チャンバ内には、それぞれ作業流体が収容されている。
【０００５】
液圧式の支持装置が冷却されると、コア、被覆体ならびにエラストマおよび作業流体のそれぞれ異なる膨張率がその効果を発揮する。
【０００６】
機能チャンバ内の作業流体は、通常、取囲み用の主として硬質の画定材料よりも大幅に高い膨張率を有している。画定材料は、通常、金属またはエラストマから製造されている。
【０００７】
作業流体の冷却によって、機能チャンバ内に、補償されなければならない中空室もしくは中空容積が生じる。この中空容積の形成によって、支持装置システム全体に減圧が生じてしまう。
【０００８】
機能チャンバの充填後にその内部に残存空気が存在している場合には、この残存空気が圧力の減少によって膨張させられ、相応の容積補償を提供する。
【０００９】
機能チャンバ内に収容されている残存空気が多ければ多いほど、支持装置における減圧はますます少なくなる。しかしながら、形成される気泡は常に作業流体の体積損失量とほぼ等しい大きさである。
【００１０】
この背景を前にして、念のために付言しておくと、残存空気が機能チャンバ内に含まれていない場合には、この機能チャンバ内の圧力が作業流体の蒸気圧未満に減少させられる。作業流体が蒸発し、生じたキャビティもしくは生じた中空容積を満たす。この場合には、システム圧が作業流体の蒸気圧に相当している。
【００１１】
前述した特性は、極めて異なる量の空気が両機能チャンバ内に取り込まれている場合、複雑さを増加させる。これによって、非対称的な剛性推移が生じてしまう。
【００１２】
いずれにせよ、被覆体に対して相対的なコアの変位時には、機能チャンバ内に十分な増圧を生じさせるより以前に、まず、変位の周波数もしくは速度に関係なく、生じた中空容積が補償されなければならない。支持装置は、この時点までは、少ない支持ばね剛性しか有しておらず、その後初めて、より高い膨張ばね剛性が作用し始める。
【００１３】
発明の開示
したがって、本発明の課題は、冒頭に記載した形態の支持装置を、温度が低い場合の支持装置の剛性損失が可能な限り少なくなるように形成しかつ改良することである。
【００１４】
本発明は、前述した課題を請求項１の特徴によって解決する。
【００１５】
本発明によれば、それぞれ異なる膨張率により生じた中空容積が補償流体によって補充されることにより、温度が低い場合の剛性損失を回避することができるということが認められている。
【００１６】
本発明によれば、補償流体が本来の機能チャンバの外部に貯えられなければならないことが具体的に認められている。中空容積を埋め尽くすことを目的とした補償流体の供給によって、周波数および／または速度が高い場合に液圧的な補剛の機能が失われていってしまうことを阻止することができる。
【００１７】
本発明によれば、製造技術的に常にある程度の量の残存空気が機能チャンバ内に残されていることが特に認められている。この場合、本発明によれば、支持装置の内部の圧力はほんの僅かしか減少していないことが確保されている。さもないと、膨張する残存空気量によって、機能制限が生じてしまう恐れがある。
【００１８】
本発明によれば、これら全ての問題には、補償流体のための補償チャンバが設けられており、この補償チャンバから補償流体が機能チャンバ内に導入可能であることによって対処が施される。この場合には、補償チャンバ内の補償流体が、可動のまたは弾性的な分離エレメントによって、ガス充填された室から分離されている。可動のまたは弾性的な分離エレメントによって、供給される補償流体の量を問題なく調量することができる。
【００１９】
この限りにおいて、支持装置は、温度が低い場合の支持装置の剛性損失が可能な限り少なくなるように形成されている。
【００２０】
したがって、冒頭で述べた課題が解決されている。
【００２１】
補償チャンバは、機能チャンバ同士の接続通路に通路と逆止弁とによって流体案内接続可能であってよい。支持装置を機能させることができるようにするためには、補償チャンバ内の圧力が、支持装置の静止状態で機能チャンバと補償容積との間に生じる静的なシステム圧に等しい高さでなければならない。支持装置に動荷重が加えられた場合の機能チャンバ内の圧力推移から、静的なシステム圧が接続通路の中間における圧力推移の最小値として生じていることを確かめることができる。接続通路の中間に圧力最小値を達成するに際して、補償容積内に場合により存在する過圧が逆止弁を介して減少させられるように、この逆止弁を介して補償容積が接続通路の中間に接続されると、動荷重が加えられていない支持装置の上述した静的なシステム圧が、補償容積内に自動的にかつ外的な干渉なしに生じる。
【００２２】
補償チャンバは、接続通路に細い通路によって流体案内接続可能であってよい。たとえば支持装置の昇温による機能チャンバ内の静的なシステム圧の増加は、補償容積と、接続通路または機能チャンバのうちの１つの機能チャンバとの間の付加的な通路を介して補償することができる。極めて細く形成された通路によって、通路内のまたは一方の機能チャンバ内の各圧力ピーク時に十分に調量して補償容積に常に極めて少ない量の流体しか供給されないようになっている。
【００２３】
逆止弁は、補償チャンバ内への僅かな逆流を許容していてよい。付加的な細い通路に対して択一的には、逆止弁が、接続通路内の圧力ピーク時に補償容積内への極めて僅かな逆流を可能にするように設計されてもよい。
【００２４】
通路の内部に流れ絞りまたはフィルタが配置されていてよい。通路の内部には、流れ絞りが配置されていてよい。好ましくは、通路は、支持装置内に形成される圧力による、機能にとって重要な周波数または速度において、実際に体積流が実現されず、支持装置の十分な動的な剛性が提供されるように寸法設定されている。それにもかかわらず、通路は、支持装置全体の温度変化時に、数分または数時間にわたって長引かせることができる容積補償が確保されているように寸法設定されていることが望ましい。
【００２５】
この背景を前にして、流れ絞りは、複数の貫通路を備えた２つのディスクの間にサンドイッチ状に収容された不織布または織布を有していてよい。これによって、補償流体中に浮遊しているパーティクルが通路または逆止弁を詰まらせるといった危険に対処することができる。さらに、織布または不織布によって、通路の内部の流れ抵抗を調整することができる。
【００２６】
流れ抵抗は、不動のかつ密に充填された不織布または織布の層によって調整することができる。不織布または織布は、生じる圧力差に対して、貫通路を備えたディスクによって傾倒または変位に抗して支持されている。
【００２７】
ガス充填された室は、有利には、容積補償が大幅な減圧なしに行われるように大きく選択される。ガス充填された室のサイズは、機能チャンバの充填後のその内部の残存空気量と、内部で補償されなければならない見込まれ得る温度範囲と、支持装置の特性線からの許容可能な偏差とに関連している。好ましくは、ガス充填された室は、冷却時に補償されなければならない容積の約１〜３倍を示している。
【００２８】
分離エレメントは、可動のピストンとして形成されていてよい。機能チャンバと補償チャンバの一部との間の分離はガス密でなければならない。さもないと、望ましくないガスが機能チャンバ内に達してしまう恐れがある。したがって、好ましくは、密封された軸方向に可動のピストンが使用される。
【００２９】
この背景を前にして、分離エレメントが、転動形ダイヤフラムとして形成されていることも可能である。好ましくは織布補強されたエラストマ製の転動形ダイヤフラムが、高い弾性の点で優れている。その上、エラストマ製の転動形ダイヤフラムは、密でない箇所が生じないように、通路の内部に極めて容易に緊締可能である。
【００３０】
分離エレメントは、気泡ゴムとして形成されていてよい。この態様では、補償流体が、ゴム母材内に埋め込まれた閉鎖された多数のガス充填された室、つまり、気泡またはセルから分離されている。気泡ゴムは、可動の補償流体柱に対する衝撃吸収ゾーンを形成している。
【００３１】
温度上昇も支持装置の特性に多大な影響を与える。作業流体の昇温によって、付加的な体積が生じてしまう。
【００３２】
この付加的な体積は、機能チャンバ内に一般的に取り込まれている残存空気を圧縮し、コアを被覆体に支持するエラストマを膨出させる。
【００３３】
これによって、支持装置内の圧力もしくはこのような支持装置を有するシステム内の圧力が増加してしまう。内部に補償流体を有していて、この補償流体を可動のまたは弾性的な分離エレメントによって、ガス充填された室から分離している補償チャンバによって、昇温により生じる付加的な体積を補償することができる。
【００３４】
この付加的な体積により生じる付加的な圧力は、作業流体を補償チャンバ内に送り込む。その際、ガス充填された室内のガスが圧縮される。したがって、支持装置内の増圧が極めて少なくなる。作業流体と補償流体とは、好ましくは同材料である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ガス充填された室を備えた補償チャンバを有する支持装置を示す図であり、細い通路が別の通路内で終わっている。
【図２】ガス充填された室を備えた補償チャンバを有する支持装置を示す図であり、細い通路が機能チャンバで終わっている。
【図３】ガス充填された室を備えた補償チャンバを有する支持装置を示す図であり、流体とガスとの分離が分離ピストンによって行われている。
【図４】ガス充填された室を備えた補償チャンバと、この補償チャンバのガス充填された室内の圧力を充填／制御するための弁とを有する支持装置を示す図である。
【図５】ガス充填された室を備えた補償チャンバと、ガス充填された室の体積を増加させるための付加的な大きな外部のアキュムレータとを有する支持装置を示す図である。
【図６】画定されたガス充填された室をかなり大まかに示した支持装置を示す図である。
【図７】室温において少ない量の残存空気を有する支持装置の力・移動距離推移を示す線図である。
【図８】機能チャンバ内の圧力の推移を示す線図であり、室温、荷重が加えられていない１ｂａｒの絶対圧、２ｍｍの振幅における推移が示してある。
【図９】−２０℃において機能チャンバ内に少ない量の残存空気を有する支持装置の力・移動距離推移を示す線図である。
【図１０】−２０℃、荷重が加えられていない１ｂａｒの絶対圧、２ｍｍの振幅における機能チャンバ内の圧力の推移を示す線図である。
【図１１】−２０℃における補償チャンバを有する支持装置の力・移動距離推移を示す線図であり、補償容積が、たとえば二倍の温度低下を補償している。
【図１２】−２０℃における機能チャンバ内の圧力の推移を示す線図であり、補償チャンバの補償容積が、たとえば二倍の温度低下を補償することができる。
【図１３】補償チャンバが気泡ゴムを有する支持装置を示す図である。
【００３６】
発明の形態
図１には、支持装置１が示してある。この支持装置１は、コア２と、このコア２を取り囲む被覆体３とを有している。コア２は、被覆体３に少なくとも１つのエラストマ４，５または複数のエラストマ４，５を介して支持されている。コア２と被覆体３との間には、作業流体を有する少なくとも２つの機能チャンバ６，１１が形成されている。これらの機能チャンバ６，１１は、少なくとも部分的に１つ以上のエラストマ４，５によって画定されている。少なくとも２つの機能チャンバ６，１１は、接続通路１４によって流体案内接続されている。
【００３７】
さらに、補償流体のための少なくとも１つの補償チャンバ７が設けられており、この補償チャンバ７から、補償流体が機能チャンバ６，１１内に導入可能となる。補償チャンバ７内の補償流体は、可動のまたは弾性的な分離エレメント８によって、ガス充填された室９から分離されている。
【００３８】
補償チャンバ７は、両機能チャンバ６，１１の接続通路１４に通路１０によって流体案内接続されている。この通路１０の内部には、逆止弁１５が配置されている。
【００３９】
通路１０の内部には、流れ絞り１７が配置されている。この流れ絞り１７は、複数の貫通路を備えた複数のディスクの間にサンドイッチ状に収容された不織布または織布を有していてよい。
【００４０】
補償チャンバ７は、通路１０および／または接続通路１４および／または、図２に示したように、１つ以上の機能チャンバ６，１１に、極めて細い通路１６によって付加的に流体案内接続されている。
【００４１】
図３には、分離エレメント８が可動のピストンとして形成されていることが示してある。分離エレメント８は、転動形ダイヤフラムとして形成されていてもよい。
【００４２】
具体的に図示した支持装置１の実施の形態では、２つの機能チャンバ６，１１が設けられている。両機能チャンバ６，１１には共に作業流体が充填されている。機能チャンバ６，１１内には、この機能チャンバ６，１１への作業流体の充填時に生じる残存空気量１２，１３が取り込まれている。
【００４３】
ｘ方向への移動によって機能チャンバ６，１１に荷重が加えられると、機能チャンバ６内で圧力が増加させられ、機能チャンバ１１内で圧力が減少させられる。この場合、両圧力変化量の結果、移動方向ｘに対する反力が同じ方向に作用する。
【００４４】
機能チャンバ６内の圧力は、理論上、任意の高さに増加してよいものの、機能チャンバ１１内の圧力は、基本的に作業流体の蒸気圧未満に減少してはならない。支持装置システム内の高い予圧によって、総剛性を高めることができる。
【００４５】
これによって、図４に示した弁１９を介したガス充填された室９内の圧力の調整により、支持装置１の動的な剛性をアクティブにまたはパッシブに制御することが可能となる。
【００４６】
この背景を前にして、温度補償のための多種のパッシブな制御が可能である。圧力アキュムレータに作用するバイメタルばねが使用されてよい。体積変化を補償するための膨張体が使用されてもよい。この膨張体は負の膨張係数を有していなければならない。
【００４７】
図５では、アキュムレータ２０が設けられている。このアキュムレータ２０はブリードされ、規則的に充足される。このことは、場合によっては、支持装置システム自体における動的な過程によって行われてよい。減圧が行われてよい。圧力を再度増加させるためには、アキュムレータ２０に向かって過圧弁が開放されてよい。増圧時には、別のアキュムレータ、特に周辺に通じる、圧力を放出する過圧弁が設けられていてよい。
【００４８】
純粋にパッシブな構成では、極めて大きな容積を有する極めて大きなアキュムレータが、ほぼ一定の圧力を提供してよい。大きなアキュムレータの容積が機能チャンバにおける差容積に対して相対的に適切に規定されている場合には、減圧が、まさに、温度低下時のエラストマの硬化を補償することができる。また、温度上昇時のエラストマの弾性率減少の補償も可能である。
【００４９】
支持装置は、液圧式の支持装置、特に液圧式のアクスルアーム支持装置として使用されてよい。この支持装置は、レール車両では、液圧式の軸梁式支持装置として使用されてよい。
【００５０】
さらに、感温性を高めることなく、特性線に影響を与えるために、液圧支持装置が、規定された予圧を有していることが可能である。
【００５１】
機能チャンバ内の残存空気量は、意図的に劇的に増加させられてよい。こうして、残存空気量の寄生効果を特性線形成のための手段として利用することができる。
【００５２】
図６には、ガス充填された室９がかなり大まかに画定された支持装置１が示してある。この支持装置１は、ベローズ、弾性的なブラダまたはこれに類するものによって実現することができる。
【００５３】
図１３には、支持装置１が示してある。この支持装置１は、コア２と、このコア２を取り囲む被覆体３とを有している。コア２は、被覆体３に少なくとも１つのエラストマ４，５または複数のエラストマ４，５を介して支持されている。コア２と被覆体３との間には、作業流体を有する少なくとも２つの機能チャンバ６，１１が形成されている。これらの機能チャンバ６，１１は、少なくとも部分的に１つ以上のエラストマ４，５によって画定されている。少なくとも２つの機能チャンバ６，１１は、接続通路１４によって流体案内接続されている。
【００５４】
さらに、補償流体のための少なくとも１つの補償チャンバ７が設けられており、この補償チャンバ７から、補償流体が機能チャンバ６，１１内に導入可能となる。補償チャンバ７内の補償流体は、弾性的な分離エレメント２１によって、複数のガス充填された室から分離されている。
【００５５】
具体的には、分離エレメント２１は気泡ゴムとして形成されている。この実施の形態では、補償流体が、閉鎖された多数のガス充填された室、つまり、ゴム母材内に埋め込まれた気泡またはセルから分離されている。
【図１】
2016512876.tif 000003
【図２】
2016512876.tif 000004
【図３】
2016512876.tif 000005
【図４】
2016512876.tif 000006
【図５】
2016512876.tif 000007
【図６】
2016512876.tif 000008
【図７】
2016512876.tif 000009
【図８】
2016512876.tif 000010
【図９】
2016512876.tif 000011
【図１０】
2016512876.tif 000012
【図１１】
2016512876.tif 000013
【図１２】
2016512876.tif 000014
【図１３】
2016512876.tif 000015
【国際調査報告】
2016512876.tif 000016
2016512876.tif 000017
2016512876.tif 000018
2016512876.tif 000019