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    空气 弹簧 气囊
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    摘要
    申请专利号:

    CN02808799.2

    申请日:

    2002.04.22

    公开号:

    CN1505741A

    公开日:

    2004.06.16

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):F16F 9/04申请日:20020422授权公告日:20060705终止日期:20150422|||授权|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: F16F9/04 主分类号: F16F9/04
    申请人: 康蒂特克空气弹簧系统有限责任公司
    发明人: K·宾德
    地址: 德国汉诺威
    优先权: 2001.04.27 EP 01110400.7
    专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 蔡民军;章社杲
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN02808799.2

    授权公告号:

    |||1262771||||||

    法律状态公告日:

    2016.06.15|||2006.07.05|||2004.08.25|||2004.06.16

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种由弹性体材料组成的空气弹簧气囊,它具有至少两个相互交叉的强化丝线层,其中,强化丝线相对于气囊圆周方向倾斜一个40°至80°的角度,并在一层内基本上相互平行地分布。在一层内强化丝线(1,2)的至少一部分具有与其余部分不同的强度。

    权利要求书

    1: 由弹性体材料组成的空气弹簧气囊,具有至少两个相互交叉 的强化丝线层,其中强化丝线相对于气囊圆周倾斜一个40°至80°的角 度,并在一层内基本上相互平行设置,其特征为, 在一层内的强化丝线(1,2)的至少一部分具有与其余部分不同 的强度。
    2: 按权利要求1所述的空气弹簧气囊,其特征为,强化丝线(1、 2)在气囊圆周上交替地分别在一种强度的强化丝线(2)旁设置一条 另一种强度的强化丝线(1)。
    3: 按权利要求1或2所述的空气弹簧气囊,其特征为,强化丝 线(1、2)的不同强度通过采用不同的材料达到。
    4: ?按权利要求1至3之至少一项所述的空气弹簧气囊,其特征 为,高强度的强化丝线是芳族聚酰胺丝线(1)。
    5: 按权利要求1至4之至少一项所述的空气弹簧气囊,其特征 为,较小强度的强化丝线是聚酰胺丝线或聚酯丝线(2)。
    6: 按权利要求1至5之至少一项所述的空气弹簧气囊,其特征 为,该空气弹簧气囊是一膜片折叠气囊。

    说明书


    空气弹簧气囊

        本发明涉及一种由弹性体材料组成的带至少两个由强化丝线组成的交错层的空气弹簧气囊,其中强化丝线相对于气囊圆周方向倾斜40°至80°的角度并在一层内基本上相互平行地设置。

        空气弹簧在大范围内例如作为汽车弹簧,特别是用来弹性支承卡车和客车的车轮轴,已经得到了考验。在小轿车中空气弹簧的意义也越来越大,因为它在用于运动的行走机构时提供高水平的极度的舒适。

        空气弹簧具有由埋入橡胶内的、平行分布的强化丝线组成的层,也称强度增强层,它承受在空气弹簧气囊内由超压产生的力。强化丝线通常是所谓的帘布用初捻线,其中许多单纤维(单丝)合捻成一线状形体。强化丝线最好由全合成纤维组成,它们具有高的抗弯强度、强度和均匀的延伸率,例如聚酯、聚酰胺或芳族聚酰胺,但是它们也可以由金属组成。

        在普通的制造空气弹簧的方法中空气弹簧的单个未硫化地构件(内橡胶、强度增强层、外橡胶和在某些情况下金属丝芯)绕成一空气弹簧毛坯(成型),然后使这个毛坯硫化。在用这种方法时对于强度增强层通常采用涂胶的帘子线织物层。

        帘子线织物由许多相互平行并列和位于经纱方向的帘子线组成,它们在纬纱方向用少量细线以较大的间距松散地保持在一起。为了提高橡胶附着性(织物前处理)这种帘子线织物在浸渍以后用适当的橡胶混合物,例如以氯丁橡胶为基的混合物,涂胶,并在斜裁以后按希望的层数绕到毛坯上,使得不同层的丝线交错,最好与圆周方向形成一个40°至80°的丝线角。在规定的空气弹簧轮廓时可以用丝线角影响空气弹簧的承载力和侧面力。

        例如在DE?198?46?852?A1中介绍了制造空气弹簧的另一种方法。在这种方法中丝线强化的由许多层组成的软管坯,例如用于空气弹簧的软管气囊,通过用强化丝线连续地螺旋形绕到一涂覆的芯轴上制成。通过这种方法避免重叠区或对接区。

        汽车或行走机构,特别是小轿车领域内的新的发展要求越来越小的、具有相应地提高的工作压力的空气弹簧类型。为了能经受这种压力,亦即实现尽可能高的爆破压力,同时保证高的抗弯强度,从而保证空气弹簧长的使用寿命,对由强化丝线组成的层提出了特别高的要求。层数不应该太多,以达到高的柔性。同时必须这样地选择强化丝线的强度和密度,使空气弹簧达到尽可能高的爆破压力。如果丝线间距过大,则存在这样的危险,即使得橡胶材料不能充分地抗爆破,并导致在丝线之间的净距内空气弹簧的点状破坏。

        在DE?44?23?601?C2中介绍了一种空气弹簧气囊,它在高的内压力和在小的卷叠部位处的卷曲半径时仍具有高的耐用度。这种卷绕气囊作为强度基体层具有三个相互重叠的涂胶的帘子线织物层,其中中间的帘子线织物层具有相当于第一和第三层层强度之和的层强度。在同一层内织物由统一的帘子线组成,亦即由同样材料和具有相同帘子线结构的帘子线组成。

        现在本发明的目的是,提供一种具有足够高的爆破压力和长的使用寿命的空气弹簧气囊,它可以方便和经济地制造。

        按照本发明这个目的通过这样的方式来实现,即一层之内强化丝线的至少一部分具有与其余部分不同的强度。

        本发明的基本构思在于,在采用高强度强化丝线时同一层内丝线的间距可以根据所要求的爆破压力变化。然而在间距变大时需要注意,在丝线之间的一定间距起橡胶材料的强度对于空气弹簧的空气压力变成限制因素。为了防止在高强度丝线之间的净距区域内橡胶材料点状受破坏,在高强度强化丝线之间具有较低强度的强化丝线在层内这样地被分布,使得这些强化丝线桥接较高强度丝线之间的净距区域。通过这种措施不损害气囊壁的柔性和弹性特性,并达到空气弹簧的高的耐用度。

        此外通过在一层内加入不同强度和不同断裂延伸率的强化丝线在正常载荷情况下出现的延伸率(名义延伸率)与仅仅由高强度材料组成的层的延伸率相比可以提高到更高的数值。据此可以避免例如在膜片折叠气囊的卷折区域内可能出现的、特别是可能导致卷曲气囊破坏的压应力。

        具有按本发明的强化丝线布局的空气弹簧可不复杂地制造,做法是:例如在用传统的绕法中采用其帘子线具有不同强度的帘子线织物层。例如可以采用混合织物(由不同丝线组成的混合织物),其中除了存在由一种材料组成的丝线外还存在由另一种材料组成的丝线。

        按本发明的空气弹簧同样也可以方便地按例如在DE?198?46?852?A1中所介绍的连续法制造。由筒子架将具有不同强度的强化丝线输送给定位环和反向构件,然后将这些丝线铺放在被涂覆的芯轴上。

        因为具有高强度的、可以用于空气弹簧的材料常常比具有较低强度的材料贵,可以根据具体所要求的爆破压力用较便宜的丝线代替一部分较贵的丝线。在按本发明的空气弹簧中材料成本可以毫无问题地优化。

        在一层内可以用不同的方式方法设置具有不同强度的强化丝线。例如在空气弹簧圆周上可以交替地在另一种强度的j条丝线旁设置一种强度的i条丝线,其中i=1、2、3...,与此无关地j=1、2、3、...。例如在空气弹簧的整个圆周上可以交替地在一较低强度的丝线旁总是存在两条高强度丝线。这里特别优选的是这样的设置形式,即其中i和j都设定为1,使得在气囊圆周上交替设置强化丝线,并且每一条另外强度的强化丝线旁分别设置一种强度的强化丝线。这样便达到丝线的均匀分布,这种分布保证特别好的弹性特性,因为在气囊壁应力差保持很小。

        但是也可能的是:一定的区域,例如半个圆周,具有一定的布局,例如只有高强度丝线,而另外的区域具有另一种布局,例如高、低强度丝线1∶1交替设置。通过这种分布可以建立例如弯曲的空气弹簧。????

        具有不同强度的丝线的布局越复杂,这样的方法对于建立空气弹簧越适合,用这种方法时层的丝线可单根地输送,并可绕在涂覆的芯轴上。这些方法使得可以方便地用另一种丝线任意代替一层的单根丝线,而不必制造新的织物或精确地裁剪织物和配合准确地铺设。

        强化丝线的不同强度例如可以通过不同的丝线直径和/或丝线的不同花式结构达到。其中花式结构的区别在于例如所用的无限长纤维的数量、旋转方向和转数。在基本材料一样时强化丝线的不同强度可以通过这样的方法达到,即对于强化丝线的制造采用不同的预处理方法。然而如果强化丝线的不同强度通过采用不同的材料达到,则特别有利。在强度不同时丝线在其结构和其直径方面则可以设计得一样,使得层在其外形上非常均匀,并在卷绕过程中没有凸出的区域会造成变化的磨损或弯曲特性。

        作为用于空气弹簧的强化丝线可以采用例如单根纤维或由聚酰胺、聚酯、芳族聚酰胺或人造丝组成的帘子线。

        按照本发明的一种优选的实施形式,具有高强度的强化丝线是芳族聚酰胺丝线。芳族聚酰胺丝线兼有高强度和高弹性模量,突出的尺寸稳定性和耐高温。作为芳族聚酰胺例如既可以采用主要由对苯二甲酸和p-苯二胺组成的共聚物(巴拉-芳族聚酰胺,例如Kevlar或Twaron,也可以采用主要由m-苯二胺和间苯二酸组成的共聚物(Meta-芳族聚酰胺),例如Nomex。但是在共聚物中也可以聚合入其它单体。因此也可以采用由苯二甲酸、p-苯二胺和其它单体,例如Technora,组成的三聚物。

        具有较小强度的强化丝线最好是聚酰胺丝线,例如尼龙、或聚酯丝线。这些纤维价格便宜,并且其强度是以跨接高强度丝线之间的间距。

        按本发明的空气弹簧气囊可以是波纹膜盒,半气囊或膜片折叠气囊??掌善乙蔡乇鹗屎嫌谠谀て鄣沂痹诰砣魄诒匦氡煌ü奘蔚男⊥淝刖?。此外,通过设置不同强度的以及在气囊壁内不同断裂延伸率的强化丝线,可达到的是:在承载的情况下所产生的延伸率与在只采用高强度强化丝线时的延伸率相比变大。因此在膜片折叠气囊时可以避免在可以导致空气弹簧气囊受破坏的卷折区内形成压应力。

        下面借助于一个实施例结合下图对本发明作详细的说明,但并不局限于这个例子。

        唯一的附图示意表示在空气弹簧气囊中间区域内的强化丝线的布局。

        图中表示,在按本发明的、带两个交叉的强化层的空气弹簧中,强化丝线1、2、3、4如何分布。在制成的空气弹簧中这些强化丝线1、2、3、4完全被弹性体材料(在图中未画出)包围。丝线1、2构成内层,丝线3、4构成外层。丝线1、3是高强度丝线,例如芳族聚酰胺丝线,它们在一层内按间距Δ设置。在两条芳族聚酰胺丝线1、3之间的中间空间内分别设有较小强度的丝线2、4,例如由聚酰胺或聚酯组成。在制成的产品中,后一种丝线2、4充分强化位于丝线1、3之间的橡胶材料,并防止在存在工作压力时在这个区域内的点状破坏(橡胶爆裂)。这种空气弹簧一方面可以通过这样的方法制造,即在用卷绕法时采用相应的混合式织物。另一方面,如果是具有管状气状囊的空气弹簧,该空气弹簧可由连续制造的软管坯制造,其中,在生产软管坯时通过一筒子架输入不同的强化丝线。

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