DE69727452T2

DE69727452T2 - Faltenbalgartiger, zylindrischer Körper

Info

Publication number: DE69727452T2
Application number: DE69727452T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Anjo-shi Shibata
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp; Showa Corp
Current assignee: Inoac Corp; Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2017-11-22
Also published as: DE69727452D1; EP0844419A2; EP0844419A3; EP0844419B1; JPH10159975A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkörper des Faltenbalgtyps, der zum Teil einen Faltenbalgabschnitt aufweist.
Das Dokument JP-A-58-152970 beschreibt einen zylindrischen Körper des Faltenbalgtyps, der die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist. Wie in diesem Dokument offenbart ist, weist zumindest ein Endabschnitt des Faltenbalgs unter den beiden Endabschnitten einen kleineren Durchmesser auf, als dies bei den anderen Faltenbalgabschnitten der Fall ist. Daher offenbart dieses Dokument zwei Möglichkeiten: (i) ein Endabschnitt weist einen kleineren Durchmesser auf als der (mittlere) Faltenbalgabschnitt und der andere Endabschnitt, wobei die Durchmesser des mittleren Faltenbalgabschnitts und des anderen Endabschnitts gleich sind, oder (ii) beide Endabschnitte weisen einen kleineren Durchmesser auf als der mittlere Faltenbalgabschnitt, und beide Endabschnitte weisen denselben Durchmesser auf. Zusammenfassend weist der zylindrische Körper des Faltenbalgtyps nach diesem Dokument zum Stand der Technik nur zwei unterschiedliche Durchmesser (oder Federraten) von zwei Faltenbalgbereichen auf.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlich wird bei Herausfahr- und Einfahrabschnitten verschiedener mechanischer Vorrichtungen ein zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps eingesetzt. So ist beispielsweise als Teil der Aufhängung für Vorderräder oder Hinterräder bei einem Fahrzeug eine Aufhängung bekannt, die so ausgebildet ist, dass, wie in 8 gezeigt, ein Stoßdämpferpuffer (der auch als Stoßdämpferanschlag oder Gummipuffer bezeichnet wird) 55 auf dem oberen Abschnitt einer Kolbenstange 51 eines hydraulischen Stoßdämpfers 50 angebracht ist, und ein zylindrischer Körper 61 des Faltenbalgtyps, der aus elastischem Material, wie beispielsweise Gummi oder dergleichen, besteht, zur Abdeckung der Kolbenstange 51 und des Stoßdämpferpuffers 55 ebenfalls auf dem oberen Abschnitt der Kolbenstange 51 angebracht ist, während eine Schraubenfeder 65 an der Außenseite des zylindrischen Körpers 61 des Faltenbalgtyps angebracht ist. In 8 bezeichnet das Bezugszeichen 52 einen Zylinder, 67 einen oberen Federsitz, 68 einen unteren Federsitz, und 69 ein zylindrisches Verstärkungsteil aus Metall. Der voranstehend erwähnte zylindrische Körper 61 des Faltenbalgtyps, der in der Aufhängung eines Fahrzeugs eingesetzt wird, wird üblicherweise als Staubschutz bezeichnet, jedoch in der folgenden Beschreibung als zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps bezeichnet.
Bei der herkömmlichen Aufhängung werden, wenn Schwingungen und Stöße von der Straßenoberfläche einwirken, die Kolbenstange 51 und die Schraubenfeder 65 des Stoßdämpfers ausgefahren und eingefahren, um hierdurch die Stöße abzufangen, und wenn sie bis an ihre Grenzen eingefahren werden, stößt das obere Ende des Zylinders 52 gegen den Stoßdämpferpuffer 55 an, so dass der Stoßdämpferpuffer 55 zusammengedrückt und verformt wird, wodurch verhindert wird, dass der Zylinder 52 gegen den Boden des Rades anschlägt. Auch der zylindrische Körper 61 des Faltenbalgtyps kann ausgefahren und zusammengedrückt werden, zusammen mit der Kolbenstange 51 und der Schraubenfeder 65, um hierdurch zu verhindern, dass sich Schmutz an der Kolbenstange 61 und dem Stoßdämpferpuffer 55 anlagert, oder um zu verhindern, dass dort Steine von der Straßenoberfläche anstoßen.
Abhängig von der Art der Fahrzeuge, oder abhängig davon, ob eine Aufhängung für ein Vorderrad oder ein Hinterrad ausgelegt ist, variiert die Länge der Kolbenstange 51 und dergleichen, und variiert auch die Länge des zylindrischen Körpers 61 des Faltenbalgtyps, entsprechend der Länge der Kolbenstange 51 und dergleichen. Wenn bei der herkömmlichen Aufhängung der zylindrische Körper 61 des Faltenbalgtyps relativ lang ist, wie in 9 gezeigt, so kann bei dem zylindrischen Körper 61 des Faltenbalgtyps, der eine große Länge aufweist, dessen Faltenbalgabschnitt 62 in Radialrichtung verbogen werden (was nachstehend als Körperbiegung bezeichnet wird), während des Zusammendrückens, so dass eine Berührung mit der Schraubenfeder 65 und dem Zylinder 52 stattfindet. Weiterhin besteht die Befürchtung, dass der Faltenbalgabschnitt 62 des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps infolge der Berührung des zylindrischen Körpers 61 des Faltenbalgtyps mit der Schraubenfeder 65 und dergleichen bricht.
Damit eine Körperbiegung des zylindrischen Körpers 61 des Faltenbalgtyps erschwert wird, könnte man überlegen, den Durchmesser des zylindrischen Körpers 61 des Faltenbalgtyps zu vergrößern. Da allerdings die Schraubenfeder 65 am Außenumfang des zylindrischen Körpers 61 des Faltenbalgtyps vorhanden ist, gibt es eine Grenze für eine derartige Vergrößerung des Durchmessers des zylindrischen Körpers 61 des Faltenbalgtyps, was bedeutet, dass der Durchmesser des zylindrischen Körpers 61 des Faltenbalgtyps nicht so weit vergrößert werden kann, dass seine Körperbiegung verhindert wird, wenn der Körper zusammengedrückt wird. Da der Durchmesser der Schraubenfeder 65 auf Grundlage ihrer Funktion und des verfügbaren Raums festgelegt wird, ist es darüber hinaus unmöglich, den Durchmesser der Schraubenfeder 65 zu dem Zweck zu ändern, um den Durchmesser des zylindrischen Körpers 61 des Faltenbalgtyps zu vergrößern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, die Nachteile auszuschalten, die bei dem voranstehend geschilderten zylindrischen Körper des herkömmlichen Faltenbalgtyps aufgetreten sind, und daher besteht ein Ziel der Erfindung in der Bereitstellung eines zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps zum Einsatz nicht nur bei einer Fahrzeugaufhängung, sondern auch bei üblichen mechanischen Vorrichtungen, dessen Körperbiegung verringert ist, wenn er zusammengedrückt ist.
Um das voranstehende Ziel zu erreichen, wird gemäß der Erfindung ein zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen zur Verfügung gestellt. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
In dieser Beschreibung ist mit Federrate eine Steifigkeit des zusammendrückbaren Faltenbalgabschnitts gemeint, also das Verhältnis einer Linearverschiebung der Feder (des zusammendrückbaren Faltenbalgabschnitts) zu einer Änderung einer auf die Feder einwirkenden Kraft.
Bei der Erfindung wird der zusammendrückbare Faltenbalgabschnitt in mehrere, zumindest drei Bereiche in Längsrichtung unterteilt, und da beispielsweise die Dicke der vorspringenden Abschnitte in dem zusammendrückbaren Faltenbalgabschnitt für jeden der unterteilten Bereiche geändert ist, wie nachstehend erläutert wird, ist selbst dann, wenn dieselbe Kraft auf die jeweiligen Bereiche einwirkt, die Verschiebung des zusammendrückbaren Faltenbalgabschnitts, die durch das Einwirken der Kraft hervorgerufen wird, zwischen den verschiedenen Bereichen verschieden, so dass ein zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps erhalten wird, der den zusammendrückbaren Faltenbalgabschnitt aufweist, bei welchem ein Bereich eine unterschiedliche Federrate als ein anderer Bereich aufweist.
Infolge der Verbindung der jeweiligen Bereiche des zusammendrückbaren Faltenbalgabschnitts, die eine relativ zueinander unterschiedliche Federrate aufweisen, in Reihe entlang der Längsrichtung in der Reihenfolge größerer oder kleinerer Federraten, werden selbst dann, wenn eine vorgegebene Kraft auf ein Ende des zusammendrückbaren Faltenbalgabschnitts einwirkt, die jeweiligen Bereiche unterschiedlich voneinander verformt, abhängig von der Federrate. Wenn die Kraft zunimmt, wird dann ein Bereich mit der kleinsten Federrate zuerst vollständig zusammengedrückt, und dann werden aufeinanderfolgend die Bereiche mit kleineren Federraten zusammengedrückt. Da die jeweiligen Bereiche des zusammendrückbaren Faltenbalgabschnitts aufeinanderfolgend in Abhängigkeit von der Federrate zusammengedrückt werden, wird daher der gesamte zylindrische Körper des Faltenbalgtyps parallel zur Zusammendrückrichtung zusammengedrückt, ohne gebogen zu werden. Weiterhin wird der zylindrische Körper des Faltenbalgtyps so ausgefahren, dass er seine Form zurück gewinnt, wenn die beim Zusammendrücken einwirkende Kraft nicht mehr einwirkt, auf solche Weise, dass der Vorgang des Ausfahrens nach demselben Prinzip erfolgt wie der Vorgang des Zusammendrückens.
Daher kann der zusammendrückbare Faltenbalgabschnitt wiederholt so eingefahren und ausgefahren werden, dass die Zentrumslinie des zusammendrückbaren Federbalgabschnitts in dessen Schnitt nicht stark gegenüber der Zentrumslinie des zusammendrückbaren Hauptkörpers (Kolben) dezentriert wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind in einem zylindrischen Körper des Faltenbalgtyps die Dicken der vorspringenden Abschnitte des Faltenbalgabschnitts in den voranstehend erwähnten, jeweiligen Bereichen unterschiedlich voneinander eingestellt, so dass die Dicken der vorspringenden Abschnitte von einem Faltenbalgbereich an der Endseite zu dem Faltenbalgbereich an der anderen Endseite allmählich größer werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind bei einem zylindrischen Körper des Faltenbalgtyps Durchmesserdifferenzen zwischen den vorspringenden Abschnitten und Talabschnitten des Faltenbalgabschnitts in den voranstehend erwähnten, jeweiligen Bereichen unterschiedlich voneinander gewählt, so dass sie von einem Faltenbalgbereich an der einen Endseite zu dem Faltenbalgbereich an der anderen Endseite allmählich größer werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung, in Kombination mit den Merkmalen des vorherigen Aspekts der Erfindung sind bei einem zylindrischen Körper des Faltenbalgtyps die Dicken der vorspringenden Abschnitte des Faltenbalgabschnitts bei den voranstehend erwähnten, jeweiligen Bereichen unterschiedlich voneinander gewählt, so dass sie von einem Faltenbalgbereich an der einen Endseite zu den Faltenbälgen an der anderen Endseite hin allmählich größer werden.
Die voranstehenden und weiteren Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht eines zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die erläutert, wie dieser eingesetzt wird;
2A, 2B und 2C sind Schnittansichten der Rohrwände der jeweiligen Bereiche des Faltenbalgabschnitts des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps;
3 ist eine Schnittansicht des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps, wobei die Anfangsstufe des Zusammendrückens des Faltenbalgabschnitts des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps gezeigt ist;
4 ist eine Schnittansicht des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps, wobei die mittlere Stufe des Zusammendrückens des Faltenbalgabschnitts des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps gezeigt ist;
5 ist eine Schnittansicht des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps, wobei die endgültige Stufe des Zusammendrückens des Faltenbalgabschnitts des zylindrischen Körpers des Faltenbalgs gezeigt ist;
6 ist eine Schnittansicht eines zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, zur Erläuterung, wie dieser eingesetzt wird;
7 ist eine Schnittansicht eines zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, mit einer Darstellung, wie diese eingesetzt wird;
8 ist eine Schnittansicht eines herkömmlichen zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps, mit einer Darstellung, wie dieser eingesetzt wird; und
9 ist eine Schnittansicht des herkömmlichen zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps, wobei die Körperbiegung von dessen Faltenbalgabschnitt gezeigt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung im Einzelnen von Ausführungsformen eines zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
1 ist eine Schnittansicht eines zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die zeigt, wie dieser eingesetzt wird, 2A bis 2C sind Schnittansichten der Rohrwände der jeweiligen Bereiche des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps, 3 ist eine Schnittansicht des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps, welche die Anfangsstufe des Zusammendrückens des Faltenbalgabschnitts des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps zeigt, 4 ist eine Schnittansicht des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps, welche die mittlere Stufe des Zusammendrückens des Faltenbalgabschnitts des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps zeigt, und 5 ist eine Schnittansicht des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps, welche die endgültige Stufe des Zusammendrückens des Faltenbalgabschnitts des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps zeigt. Weiterhin ist 6 eine Schnittansicht eines zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, welche zeigt, wie dieser eingesetzt wird, und ist 7 eine Schnittansicht eines zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welche zeigt, wie dieser eingesetzt wird.
Zuerst erfolgt eine Beschreibung der Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 5. Hierbei sind die gleichen Teile wie jene, die anhand des Standes der Technik beschrieben wurden, mit denselben Bezeichnungen versehen.
Ein zylindrischer Körper 10 des Faltenbalgtyps soll so angebracht werden, dass er eine Kolbenstange eines Stoßdämpfers 50 abdeckt, der in einer Fahrzeugaufhängung eingesetzt wird, und besteht aus Gummi, einem thermoplastischen Elastomer des Polyolefinsystems (TPO), aus Polyethylen, Polyesterelastomer oder dergleichen. Der zylindrische Körper 10 des Faltenbalgtyps gemäß der Ausführungsform ist so ausgebildet, dass sein oberer Abschnitt aus einem zylindrischen Speicherabschnitt 11 und sein unterer Abschnitt aus einem Faltenbalgabschnitt 13 besteht. Weiterhin ist in der Innenumfangsoberfläche des untersten Endes des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps eine Nut 17 vorgesehen, die zum Eingriff mit einem unteren Federsitz 68 verwendet wird.
Der Faltenbalgabschnitt 13 wird dazu eingesetzt, um es zu ermöglichen, dass der zylindrische Körper des Faltenbalgtyps ausgefahren und eingefahren werden kann, entsprechend dem Ausfahren und Einfahren einer Kolbenstange 51 und einer Schraubenfeder 65, und ist so ausgebildet, dass er einen vorgegebenen Unterteilungsabstand und einen vorgegebenen Außendurchmesser aufweist. Weiterhin ist der Faltenbalgabschnitt 13 in drei Bereiche unterteilt, nämlich einen oberen Bereich 13A, einen mittleren Bereich 13B und einen unteren Bereich 13C, in gleichen Abständen entlang seiner Längsrichtung, also einer Richtung, welche in rechtem Winkel seinen Durchmesser schneidet, während die vorspringenden Abschnitte 14A, 14B und 14C der jeweiligen Bereiche eine voneinander verschiedene Dicke aufweisen. Andererseits weisen die Talabschnitte 15A, 15B und 15C der jeweiligen Bereiche eine gleiche Dicke auf, und ist ihre Dicke gleichförmig über den gesamten Faltenbalgabschnitt 13. Die Schnittansicht der Rohrwände des Faltenbalgabschnitts 13 in dem jeweiligen Bereich ist vergrößert in den 2A bis 2C dargestellt. Insbesondere zeigt 2A die Rohrwand des oberen Bereichs 13A, zeigt 2B die Rohrwand des mittleren Bereichs 13B, und zeigt 2C die Rohrwand des unteren Bereichs 13C.
Die Dicken der vorspringenden Abschnitte 14A, 14B und 14C der jeweiligen Bereiche sind innerhalb des jeweiligen Bereichs konstant, aber voneinander verschieden. Bei der Ausführungsform ist die Dicke des vorspringenden Abschnitts 14A in dem oberen Bereich 13A am kleinsten gewählt, während die Dicken der vorspringenden Abschnitte 14B und 14C des mittleren bzw. unteren Bereichs 14B bzw. 14C in dieser Reihenfolge größer werden. Die Dicken der vorspringenden Abschnitte 14A, 14B und 14C haben eine Auswirkung auf das Zusammendrücken des Faltenbalgabschnitts 13, und insbesondere ist, je geringer die Dicke ist, das Zusammendrücken des Faltenbalgabschnitts 13 desto leichter. Bei der Ausführungsform kann daher der obere Bereich 13A, bei dem die Dicke des vorspringenden Abschnitts 14A am kleinsten gewählt ist, am leichtesten zusammengedrückt werden, kann der mittlere Bereich 13B am zweitleichtesten zusammengedrückt werden, und ist das Zusammendrücken des unteren Bereichs 13C am schwierigsten.
Bei dem voranstehend geschilderten zylindrischen Körper 10 des Faltenbalgtyps wird, wenn die Kolbenstange 51 und die Schraubenfeder 65 infolge unebener Abschnitte auf der Straßenoberfläche oder dergleichen eingefahren werden, wie in 3 gezeigt, der Faltenbalgabschnitt des zylindrischen Körpers 10 des Faltenbalgtyps folgendermaßen zusammengedrückt: der obere Bereich 13A, der sich am einfachsten zusammendrücken lässt, wird zuerst zusammengedrückt, danach wird der mittlere Bereich 13B, der am zweitleichtesten zusammenzudrücken ist, auf solche Weise zusammengedrückt, wie dies in 4 gezeigt ist, und schließlich wird der untere Bereich 13C, der sich am schwierigsten zusammendrücken lässt, auf solche Weise zusammengedrückt, wie dies in 5 gezeigt ist. Da das Zusammendrücken des Faltenbalgabschnitts 13 in dessen einem Bereich beginnt und sich dieses Zusammendrücken daraufhin auf seinen nächsten Bereich ausbreitet, stellt auf diese Art und Weise die Länge jenes Abschnitts, der zusammengedrückt werden soll, die Länge des Bereichs zur Verfügung, der zusammengedrückt werden soll, und ist daher kürzer als die Länge des gesamten Faltenbalgabschnitts 13. Dies ist ebenso wie in einem Fall, in welchem ein zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps, der einen kurzen Faltenbalgabschnitt aufweist, aufeinanderfolgend zusammengedrückt wird, und daher kann, wie bei der Ausführungsform, selbst in einem Fall, in welchem der den Faltenbalgabschnitt 13 aufweisende zylindrische Körper 10 des Faltenbalgtyps insgesamt lang ist, die Körperbiegung des Faltenbalgabschnitts 13 verringert werden, die hervorgerufen wird, wenn dieser zusammengedrückt wird.
Da, wie voranstehend geschildert, bei dem zylindrischen Körper 10 des Faltenbalgtyps die jeweiligen Bereiche von dessen Faltenbalgabschnitt 13 aufeinanderfolgend so angeordnet sind, dass die Dicken der vorspringenden Abschnitte der Bereiche von einer Endseite (der oberen Seite) des Faltenbalgabschnitts 13 zu dessen anderer Endseite (der unteren Seite) größer werden, wird der Faltenbalgabschnitt 13 nacheinander zusammengedrückt, beginnend an seiner einen Endseite. Allgemein wird in einem langen Faltenbalgabschnitt dessen zentraler Abschnitt, der eine geringe Steifigkeit aufweist, zuerst zusammengedrückt, und daher leicht in Radialrichtung verbogen. Die Bereichsanordnung des Faltenbalgabschnitts 13 gemäß der Ausführungsform kann daher eine derartige Biegung einschränken, wodurch wiederum die voranstehend geschilderte Körperbiegung ebenso verringert wird.
In Bezug auf die Anzahl der voranstehend geschilderten Bereiche, die Länge der jeweiligen Bereiche, die Dicken und die Teilungsabstände der konkaven und konvexen Abschnitte der Faltenbälge, und in Bezug auf die Anordnung, dass die Dicken der vorspringenden Abschnitte aufeinanderfolgend zum oberen Ende oder zum unteren Ende immer breiter werden, hängt dies von der Gesamtabmessung oder dem gesamten Material eines zylindrischen Körpers des Faltenbalgabschnitts ab, und werden diese Größen je nach Fall ausgewählt. So kann beispielsweise der zylindrische Körper des Faltenbalgtyps durch TPO-Blasformen ausgebildet werden, wobei seine Gesamtlänge 330 mm beträgt, die Länge des oberen Bereichs 13A des Faltenbalgabschnitts 13 84 mm beträgt, die Länge des mittleren Bereichs 13B 74 mm beträgt, die Länge des unteren Bereichs 13C 84 mm beträgt, der größere Durchmesser des Faltenbalgabschnitts 13 76 mm beträgt, der kleiner Durchmesser des Faltenbalgabschnitts 13 56 mm beträgt, dessen Teilungsabstand 10 mm beträgt, die Dicke des vorspringenden Abschnitts 14A des oberen Bereichs 13A 0,2 mm beträgt, die Dicke des vorspringenden Abschnitts 14B des mittleren Bereichs 13B 0,4 mm beträgt, und die Dicke des vorspringenden Abschnitts 14C des unteren Bereichs 13C 0,6 mm beträgt.
Um die Auswirkungen der Erfindung zu bestätigen, wurden ein zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps gemäß der Erfindung, der die voranstehend geschilderten Abmessungen aufweist, sowie ein zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps mit herkömmlichem Aufbau, bei welchem dessen vorspringende Abschnitte Frontalabschnitte seines Faltenbalgabschnitts über die Gesamtlänge des Faltenbalgabschnitts konstant sind, jeweils am Außenumfang einer Kolbenstange eines Stoßdämpfers angebracht, und wurden zusammengedrückt, und dann wurde die Größe der maximalen Verformung der jeweiligen Faltenbalgabschnitte in Richtung des Durchmessers gemessen. Bei diesen Messungen betrug die Größe der maximalen Verformung bei der Erfindung 2,8 mm, wogegen die Größe der maximalen Verformung bei dem herkömmlichen zylindrischen Körper des Faltenbalgtyps 4,3 mm betrug. Hierdurch wurde deutlich bestätigt, aus der voranstehend geschilderten Messung, dass bei der Erfindung eine deutlich geringere Körperbiegung als bei dem herkömmlichen zylindrischen Körper auftrat.
Nunmehr erfolgt nachstehend eine Beschreibung einer Ausführungsform eines zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf 6. Ein zylindrischer Körper 20 des Faltenbalgtyps, der in 6 gezeigt ist, besteht aus ähnlichem Material wie der zylindrische Körper 10 des Faltenbalgtyps, der voranstehend anhand der Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, und ist so angebracht, dass er eine Kolbenstange 51 eines Stoßdämpfers 50 abdeckt. In 6 bezeichnet das Bezugszeichen 21 einen zylindrischen Speicherabschnitt zur Aufbewahrung eines Stoßpuffers 55, bezeichnet 23 einen zylindrischen Faltenbalgabschnitt, und bezeichnet 28 eine Eingriffsnut, die in Eingriff mit einem unteren Federsitz 68 versetzt werden kann.
Der zylindrische Körper 20 des Faltenbalgtyps ist im Aufbau ähnlich wie der zylindrische Körper des Faltenbalgtyps, der voranstehend anhand der Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, mit Ausnahme des Faltenbalgabschnitts 23.
Der Faltenbalgabschnitt 23 ist entlang seiner Längsrichtung in drei Bereiche unterteilt, nämlich einen oberen Bereich 23A, einen mittleren Bereich 23B und einen unteren Bereich 23C, aufeinanderfolgend in dieser Reihenfolge von oben nach unten; und es sind die Durchmesserdifferenzen (womit allgemein eine Differenz zwischen der Radialabmessung des vorspringenden Abschnitts und der Radialabmessung des Talabschnitts jedes Bereichs gemeint ist), insbesondere 26A, 26B und 26C, zwischen den vorspringenden Abschnitten 24A, 24B, 24C und den Talabschnitten 25A, 25B und 25C voneinander verschieden. In jedem Bereich ist die Durchmesserdifferenz konstant gewählt. Weiterhin sind der Teilungsabstand, die Rohrwanddicke und der Außendurchmesser über den gesamten Faltenbalgabschnitt 23 konstant gewählt.
Bei der Ausführungsform sind die Durchmesserdifferenzen so gewählt, dass sie aufeinanderfolgend von dem oberen Bereich 23A bis zum unteren Bereich 23C hin kleiner werden. Die Radialdifferenzen sind daher so gewählt, dass gilt: 26A > 26B > 26C. Diese Radialdifferenzen haben eine Auswirkung auf die Zusammendrückfähigkeit des Faltenbalgabschnitts 23. Anders ausgedrückt bedeutet die Tatsache, dass die Radialdifferenzen groß sind, dass die Breiten der Rohrwände 27A, 27B und 27C zwischen den vorspringenden Abschnitten 24A, 24B, 24C und den Talabschnitten 25A, 25B, 25C groß sind. Die Steifigkeit der Rohrwände 27A, 27B und 27C zwischen den vorspringenden Abschnitten und den Talabschnitten ist daher verringert, wodurch das Zusammendrücken des Faltenbalgabschnitts 23 erleichtert wird, und darüber hinaus sind, wenn der Teilungsabstand gleich gewählt ist, die Rohrwände 27A, 27B und 27C zwischen den vorspringenden Abschnitten 24A, 24B, 24C und den Talabschnitten 25A, 25B und 25C in Horizontalrichtung geneigt angeordnet, was ebenfalls das Zusammendrücken des Faltenbalgabschnitts 23 erleichtert. Bei der Ausführungsform ist daher der obere Bereich 23A mit der größten Durchmesserdifferenz am einfachsten zusammenzudrücken, ist der mittlere Bereich 23B am zweiteinfachsten zusammenzudrücken, und lässt sich der untere Bereich 23C am schwersten zusammendrücken.
Wenn bei dem zylindrischen Körper 20 des Faltenbalgtyps mit dem wie voranstehend geschildert ausgebildeten Faltenbalgabschnitt 23 die Kolbenstange 51 und die Schraubenfeder 65 eingefahren werden, dann wird der Faltenbalgabschnitt 23 des zylindrischen Körpers 20 des Faltenbalgtyps folgendermaßen zusammengedrückt. Der am einfachsten zusammendrückbare, obere Bereich 23A wird zuerst zusammengedrückt, danach wird der am zweitleichtesten zusammendrückbare mittlere Bereich 23B dann zusammengedrückt, und schließlich wird der am schwersten zusammendrückbare untere Bereich 23C zusammengedrückt. Wie dies voranstehend erläutert wurde, wird daher der Faltenbalgabschnitt 23 auf dieselbe Art und Weise zusammengedrückt wie mehrere zylindrische Körper eines Faltenbalgtyps, die jeweils einen kurzen Faltenbalgabschnitt aufweisen, aufeinanderfolgend zusammengedrückt werden, und daher kann selbst im Falle des zylindrischen Körpers 20 des Faltenbalgtyps, der den Faltenbalgabschnitt 23 aufweist, und insgesamt lang ist, die Körperbiegung verringert werden. Da wie voranstehend beschrieben bei dem zylindrischen Körper 20 des Faltenbalgtyps dessen jeweilige Bereiche seines Faltenbalgabschnitts so angeordnet sind, dass die Durchmesserdifferenzen aufeinanderfolgend von einer Endseite (der Seite am oberen Abschnitt) des Faltenbalgabschnitts 23 zur anderen Endseite (der Seite am unteren Abschnitt) abnehmen, wird der Faltenbalgabschnitt 23 beginnend von seiner einen Endseite aus zusammengedrückt. Aus diesem Grund wird der zentrale Abschnitt des Faltenbalgabschnitts 23, der eine geringe Steifigkeit aufweist, nicht zuerst zusammengedrückt, wodurch wiederum die Körperbiegung des Faltenbalgabschnitts des zylindrischen Körpers 20 des Faltenbalgtyps verringert werden kann.
Ob die Anzahl der voranstehend beschriebenen Bereiche, die Längen der jeweiligen Bereiche, die Dicken der vorspringenden und der Talabschnitte, die Teilungsabstände, und die Durchmesserdifferenzen aufeinanderfolgend zum oberen Ende des Faltenbalgabschnitts hin oder zu dessen unterem Ende hin zunehmen, kann in Abhängigkeit von den gesamten Abmessungen, dem Material und dergleichen des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps festgelegt werden. Da ein Zylinder 52, der einen großen Durchmesser aufweist, in die untere Endseite des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps eingeführt ist, ist dann, wenn ein Bereich mit kleiner Durchmesserdifferenz an der unteren Endseite des Faltenbalgabschnitts angeordnet ist, der Innendurchmesser des unteren Abschnitts des Faltenbalgabschnitts groß, was es in vorteilhafter Weise dem unteren Abschnitt des Faltenbalgabschnitts erschwert, den Zylinder 52 zu berühren. So kann beispielsweise ein zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps mittels TPO-Blasformen so ausgebildet werden, dass seine Gesamtlänge 330 mm beträgt, die Länge des oberen Bereichs 23A des Faltenbalgabschnitts 23 84 mm beträgt, die Länge des mittleren Bereichs 23B 74 mm beträgt, die Länge des unteren Bereichs 23C 84 mm beträgt, der größere Durchmesser des Faltenbalgabschnitts 23 70 mm beträgt, dessen Teilungsabstand 15 mm beträgt, dessen Dicke 0,5 mm beträgt, der kleinere Durchmesser des oberen Bereichs 23 53 mm beträgt, die Durchmesserdifferenz 26A 17 mm beträgt, der kleinere Durchmesser des mittleren Bereichs 23B 56 mm beträgt, die Durchmesserdifferenz 26B 14 mm beträgt, der kleinere Durchmesser des unteren Bereichs 23C 58 mm beträgt, und die Durchmesserdifferenz 26C 12 mm beträgt.
Um die Auswirkungen der Erfindung zu bestätigen, wurde ein zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps gemäß der Erfindung auf dem Außenumfang einer Kolbenstange 51 eines Stoßdämpfers angebracht, und wurde zusammengedrückt, und dann wurde die Größe der maximalen Verformung seines Faltenbalgabschnitts in Durchmesserrichtung gemessen. Bei dieser Messung ergab sich die Größe der maximalen Verformung bei der Ausführungsform zu 3,1 mm. Verglichen mit dem herkömmlichen zylindrischen Körper des Faltenbalgtyps, bei welchem, wie voranstehend erwähnt, die Größe der maximalen Verformung seines Faltenbalgabschnitts 4,3 mm betrug, kann daher durch die voranstehend geschilderte Messung deutlich bestätigt werden, dass bei der Erfindung in erheblich geringerem Ausmaß eine Körperbiegung als bei dem herkömmlichen zylindrischen Körper auftrat.
Nunmehr erfolgt nachstehend eine Beschreibung einer Ausführungsform eines herkömmlichen zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf 7. Ein in 7 gezeigter, zylindrischer Körper 30 des Faltenbalgtyps ist aus ähnlichem Material geformt wie der zylindrische Körper 10 des Faltenbalgtyps, der voranstehend anhand der Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, und ist so angebracht, dass er eine Kolbenstange 51 eines Stoßdämpfers 50 abdeckt. In 7 bezeichnet das Bezugszeichen 31 einen zylindrischen Speicherabschnitt zum Anbringen eines Stoßdämpferpuffers 55, bezeichnet 33 einen zylindrischen Faltenbalgabschnitt, und bezeichnet 38 eine Eingriffsnut, die in Eingriff mit einem unteren Federsitz 68 versetzt werden kann.
Bei dem zylindrischen Körper 30 des Faltenbalgtyps vereinigt dessen Faltenbalgabschnitt 33 den Aufbau gemäß der Ausführungsform mit dem voranstehend geschilderten Aufbau, und ist mit Ausnahme des Faltenbalgabschnitts 33 der zylindrische Körper 30 des Faltenbalgtyps ähnlich aufgebaut wie bei der Ausführungsform gemäß 1.
Hierbei weist der Faltenbalgabschnitt 33 einen oberen Bereich 33A, einen mittleren Bereich 33B und einen unteren Bereich 33C auf, die ausgehend von seinem oberen Ende in dieser Reihenfolge angeordnet sind, während die Dicken der vorspringenden Abschnitte 34A, 34B und 34C des Faltenbalgs der jeweiligen Bereiche sowie Durchmesserdifferenzen 36A, 36B und 36C zwischen den vorspringenden Abschnitten 34A, 34B, 34C und den Talabschnitten 35A, 35B, 35C in den jeweiligen Bereichen voneinander verschieden sind. Weiterhin sind die Dicken der vorspringenden Abschnitte so gewählt, dass sie aufeinanderfolgend von dem oberen Bereich 33A zum unteren Bereich 33C hin größer werden, und sind andererseits die Durchmesserdifferenzen so gewählt, dass sie aufeinanderfolgend von dem oberen Bereich 33A zum unteren Bereich 33C hin kleiner werden. Der Teilungsabstand und der Außendurchmesser des Faltenbalgabschnitts 23 sind konstant über dessen gesamten Bereich gewählt. In 7 bezeichnet das Bezugszeichen 37A eine Rohrwand zwischen dem vorspringenden Abschnitt 34A und dem Talabschnitt 35A in dem oberen Bereich 33A, bezeichnet 37B eine Rohrwand zwischen dem vorspringenden Abschnitt 34B und dem Talabschnitt 35B in dem mittleren Bereich 33B, und bezeichnet 37C eine Rohrwand zwischen dem vorspringenden Abschnitt 34C und dem Talabschnitt 35C in dem unteren Bereich 33C.
Da bei dem zylindrischen Körper 30 des Faltenbalgtyps, wie voranstehend beschrieben, die Dicken der vorspringenden Abschnitte so gewählt sind, dass sie aufeinanderfolgend von dem oberen Bereich 33A zum unteren Bereich 33C hin größer werden, und andererseits die Durchmesserdifferenzen so gewählt sind, dass sie aufeinanderfolgend von dem oberen Bereich 33A zum unteren Bereich 33C hin kleiner werden, kann ein Multiplikatoreffekt erzielt werden, nicht nur infolge der Änderungen der Dicken der vorspringenden Abschnitte, wie voranstehend geschildert, sondern auch infolge der Änderungen der Durchmesserdifferenzen, wie voranstehend geschildert, wodurch ermöglicht wird, eine Körperbiegung des Faltenbalgabschnitts bei dessen Zusammendrücken noch wirksamer zu verhindern.
Um die Auswirkungen der Erfindung zu bestätigen, wurde ein zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps mittels TPO-Blasformen so ausgebildet, dass seine Gesamtlänge 330 mm beträgt, die Länge des oberen Bereichs 33A des Faltenbalgabschnitts 33 84 mm beträgt, die Länge seines mittleren Bereichs 33B 74 mm beträgt, die Länge seines unteren Bereichs 33C 84 mm beträgt, der größere Durchmesser des Faltenbalgabschnitts 32 70 mm beträgt, dessen Teilungsabstand 15 mm beträgt, der kleinere Durchmesser des oberen Bereichs 33A 53 mm beträgt, die Dicke des vorspringenden Abschnitts 34A 0,2 mm beträgt, die Durchmesserdifferenz 36A 17 mm beträgt, der kleinere Durchmesser des mittleren Bereichs 33B 56 mm beträgt, die Dicke des vorspringenden Abschnitts 34B 0,4 mm beträgt, die Durchmesserdifferenz 36B 14 mm beträgt, der kleinere Durchmesser des unteren Bereichs 33C 58 mm beträgt, die Dicke des vorspringenden Abschnitts 34C 0,6 mm beträgt, die Durchmesserdifferenz 36C 12 mm beträgt, und die Dicke der Talabschnitte beim gesamten Faltenbalgabschnitt 33 0,6 mm beträgt. Der, wie voranstehend geschildert, aufgebaute, zylindrische Körper des Faltenbalgtyps wurde dann am Außenumfang der Kolbenstange 51 eines Stoßdämpfers angebracht und wurde zusammengedrückt. Dann wurde die maximale Größe der Verformung des Faltenbalgabschnitts 33 in Durchmesserrichtung gemessen und stellte sich als 1,9 mm heraus. Gemäß der Erfindung ergab sich daher die kleinste Körperbiegung beim Zusammendrücken des Faltenbalgabschnitts, verglichen mit den voranstehend geschilderten Ausführungsformen der Erfindung.
Obwohl die voranstehend geschilderten, jeweiligen Ausführungsformen zylindrische Körper des Faltenbalgtyps betrafen, die als Staubschutz für eine Fahrzeugaufhängung eingesetzt werden, kann die Erfindung auch bei zylindrischen Körpern des Faltenbalgtyps zum Einsatz bei anderen mechanischen Vorrichtungen verwendet werden. Je nach den mechanischen Vorrichtungen kann selbstverständlich die Konstruktion des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps entsprechend geändert werden, und kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass ein Faltenbalgabschnitt über seinen gesamten Bereich vorgesehen ist, oder ein Montageabschnitt zum Anbringen an der mechanischen Vorrichtung vorgesehen ist, oder dergleichen.
Wie voranstehend erläutert und beschrieben, ist bei dem zylindrischen Körper des Faltenbalgtyps gemäß der Erfindung der Faltenbalgabschnitt in mehrere, zumindest drei Bereiche in Längsrichtung des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps unterteilt, sind die Dicken der vorspringenden Abschnitte des Faltenbalgabschnitts in den jeweiligen Bereichen voneinander verschieden, und sind die Dicken der vorspringenden Abschnitte so gewählt, dass sie aufeinanderfolgend von einem Bereich an der Endseite des Faltenbalgabschnitts zum Bereich an dessen anderer Endseite größer oder kleiner werden, so dass der Faltenbalgabschnitt aufeinanderfolgend beginnend von dem Bereich aus zusammengedrückt wird, in welchem die Dicke seines vorspringenden Abschnitts am geringsten ist. Selbst wenn ein zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps einen langen Faltenbalgabschnitt aufweist, kann aus diesem Grunde, da der lange Faltenbalgabschnitt in kurze Bereiche unterteilt ist, so dass die unterteilten Bereiche des Faltenbalgabschnitts jeweils zusammengedrückt werden, und zwar aufeinanderfolgend, beginnend von einer Endseite des Faltenbalgabschnitts aus, die Körperbiegung des Faltenbalgabschnitts verringert werden, die herkömmlich aufgetreten ist, da der Faltenbalgabschnitt lang ist.
Weiterhin ist bei dem zylindrischen Körper des Faltenbalgtyps gemäß der Erfindung des Faltenbalgabschnitts in mehrere, zumindest drei Bereiche in Längsrichtung des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps unterteilt, sind die Durchmesserdifferenzen zwischen den vorspringenden Abschnitten und den Talabschnitten des Faltenbalgs in den jeweiligen Bereichen voneinander verschieden gewählt, und sind die Durchmesserdifferenzen so gewählt, dass sie aufeinanderfolgend von dem Bereich an der einen Endseite des Faltenbalgabschnitts zu dem Bereich an dessen anderer Endseite aufeinanderfolgend größer oder kleiner werden, so dass der Faltenbalgabschnitt aufeinanderfolgend von dem Bereich aus zusammengedrückt werden kann, der die größte Durchmesserdifferenz aufweist. Selbst wenn ein zylindrischer Körper des Faltenbalgtyps einen langen Faltenbalgabschnitt aufweist, ist daher der lange Faltenbalgabschnitt in kurze Bereiche unterteilt, so dass der Faltenbalgabschnitt aufeinanderfolgend von dem Bereich an seiner einen Endseite aus zusammengedrückt wird, wodurch die Körperbiegung beim Zusammendrücken des Faltenbalgabschnitts verringert werden kann, die bislang aufgetreten ist, da der Faltenbalgabschnitt lang ist.
Weiterhin ist bei dem zylindrischen Körper des Faltenbalgtyps gemäß der Erfindung dessen Faltenbalgabschnitt in mehrere, zumindest drei Bereiche in Längsrichtung des zylindrischen Körpers des Faltenbalgtyps unterteilt, sind die Durchmesserdifferenzen zwischen den vorspringenden Abschnitten und den Talabschnitten des Faltenbalgs in den jeweiligen Bereichen voneinander verschieden, und sind die Dicken der vorspringenden Abschnitte so gewählt, dass sie aufeinanderfolgend von dem Bereich an der einen Endseite des Faltenbalgabschnitts zum Bereich an dessen anderer Seite aufeinanderfolgend größer oder kleiner werden, und sind andererseits die Durchmesserdifferenzen so gewählt, dass sie aufeinanderfolgend von dem Bereich an der einen Endseite des Faltenbalgabschnitts zu dem Bereich an dessen anderer Seite kleiner oder größer werden. Infolge dieser Anordnung kann, infolge eines Multiplikatoreffekts, der durch die Erfindungen erzielt wird, die Körperbiegung beim Zusammendrücken des Faltenbalgabschnitts auf ein Minimum gesteuert werden.
Die voranstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung erfolgte zum Zwecke der Erläuterung und Beschreibung. Die Ausführungsformen wurden zu dem Zweck ausgewählt und beschrieben, um die Grundlagen der Erfindung und deren Umsetzung in die Praxis zu erläutern, damit ein Fachmann auf diesem Gebiet die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Abänderungen einsetzen kann, die an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst sind, innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie sie in den beigefügten Patentansprüchen angegeben ist.

Claims

Zylindrischer Körper (10; 20; 30) des Faltenbalgtyps, welcher aufweist: einen zusammendrückbaren Faltenbalgabschnitt (13; 23; 33), der in mehrere, zumindest drei, Faltenbalgbereiche (13A–13C; 23A–23C; 33A–33C) in seiner Längsrichtung unterteilt ist; wobei die Federraten von zumindest zwei Faltenbalgbereichen des zusammendrückbaren Faltenbalgbereichs (13; 23; 33) in Bezug aufeinander verschieden sind; dadurch gekennzeichnet, dass: die Federraten der zumindest drei Faltenbalgbereiche (13A–13C; 23A–23C; 33A–33C) in Bezug aufeinander verschieden sind; und die Federraten der zumindest drei Faltenbalgbereiche (13A–13C; 23A–23C, 33A–33C) entlang der Längsrichtung des zusammendrückbaren Faltenbalgbereichs (13; 23; 33) in der Hinsicht verschieden sind, dass die Federraten von einer Endseite des Faltenbalgbereichs des Faltenbalgabschnitts (13; 23; 33) zu dem Faltenbalgbereich an der anderen Endseite allmählich größer werden.
Zylindrischer Körper (10; 20; 30) des Faltenbalgtyps nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicken der vorspringenden Abschnitte (14A, 14B, 14C; 34A–34C) der Faltenbalgbereiche (13A, 13B, 13C; 33A–33C) voneinander verschieden sind, so dass sich die Dicken der vorspringenden Abschnitte (14A–14C; 34A–34C) allmählich in der Längsrichtung von dem einen Ende des Faltenbalgabschnitts (13; 33) zu dessen anderen Ende hin ändern; und/oder Durchmesserunterschiede (26A–26C; 36A–36C) zwischen den vorspringenden Abschnitten (24A–24C; 34A–34C) und Talabschnitten (25A–25C; 35A–35C) der Faltenbalgbereiche (23A–23C; 33A–33C) verschieden sind, so dass die Durchmesserunterschiede (26A–26C; 36A–36C) sich allmählich in der Längsrichtung von dem einen Ende des Faltenbalgabschnitts (23; 33) zu dessen anderen Ende hin ändern.
Zylindrischer Körper (30) des Faltenbalgtyps nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicken der vorspringenden Abschnitte (34A, 34B, 34C) allmählich in der Längsrichtung von dem einen Ende des Faltenbalgabschnitts (33) zu dessen anderen Ende hin zunehmen; und die Durchmesserunterschiede (36A–36C) zwischen den vorspringenden Abschnitten (34A, 34B, 34C) und den Talabschnitten (35A, 35B, 35C) allmählich von dem einen Ende des Faltenbalgabschnitts (33) zu dessen anderen Ende hin abnehmen.