CN101947907A - 自引导的空气弹簧组件 - Google Patents

Abstract

一种空气弹簧组件包括一个支座，该支座具有固定到一个悬架臂上的一个末端，并且包括一个第二末端，该第二末端带有一个平台，该平台支撑一个空气弹簧组件。一个空气弹簧活塞被固定到该平台上。一个柔性波纹管的下部被固定到空气弹簧活塞上，并且该柔性波纹管的上部被安装到一个车辆框架结构上。一个线性可移动构件具有一个末端固定到所述柔性波纹管的上部，以及滑动地容纳在该支座的一个内腔中的一个相对端，这样该柔性波纹管的上部和下部彼此相对的线性铰接。

Description

自引导的空气弹簧组件

技术领域

本主题发明涉及一种空气弹簧组件，该空气弹簧组件具有上部和下部，它们在一个大范围的回弹/振动行程上彼此相对线性地铰接，并且该空气弹簧组件包括弹簧铰接辅助装置。本主题发明进一步涉及一种独立悬架系统，该系统使用这样一种空气弹簧组件。

背景技术

悬架空气弹簧被用于提供良好的地面车辆行驶平衡性。然而，对于要求显著量的垂直铰接(即，在振动位置与回弹位置之间具有显著的行程)的车辆应用而言，传统的空气弹簧并不总是有效地工作。当存在着明显的垂直铰接时，这些空气弹簧要求额外的辅助装置来使它们正确地铰接。如果未提供这种辅助装置，如从空气弹簧的顶部到空气弹簧的底部所测得的空气弹簧角度和偏移可能会是过度的。这可导致空气弹簧部件的过早磨损，这进而有害地影响空气弹簧的寿命。

发明内容

一种空气弹簧组件包括上部和下部，该上部和下部在一个大范围的回弹/振动行程上彼此相对线性地铰接，并且该空气弹簧组件进一步包括弹簧铰接辅助装置。

在一个实例中，该空气弹簧组件包括一个支座，该支座具有固定到一个悬架臂上的一个末端，并且包括一个第二末端，该第二末端带有一个平台，该平台支撑一个空气弹簧组件。一个空气弹簧活塞被固定到该平台上。一个柔性波纹管的下部被固定到该空气弹簧活塞上，并且该柔性波纹管的上部被安装到车辆框架结构上。一个线性可移动构件具有固定到该柔性波纹管上部的一个末端，以及滑动地容纳在该支座的一个内腔中的一个相对端，这样该柔性波纹管的上部和下部彼此相对的线性铰接。

在一个实例中，该线性可移动构件包括一根杆，该杆容纳在安装于该支座的内腔之内的一个线性轴承中。

在一个实例中，该支座具有处于一个第一安装界面处安装在该悬架臂上的一个末端，并且具有延伸进入由该柔性波纹管所限定的一个内室中的一个相对端。该线性可移动构件被连接到该柔性波纹管的上部，并且在一个第二安装界面处被连接到该车辆框架结构上。

在一个实例中，该第一安装界面和第二安装界面包括球面轴承支座。

在一个实例中，该空气弹簧组件被结合在一个独立悬架中，该独立悬架包括一个上控制臂和一个下控制臂。上控制臂和下控制臂各自包括一种叉形配置，该叉形配置具有可安装到一个车轮上的一个底端以及可安装到一个车辆框架结构上的一对臂。该空气弹簧组件被安装到上控制臂和下控制臂之一上。

在一个实例中，该独立悬架包括一个减震器，该减震器被安装到独立于该空气弹簧组件的上控制臂和下控制臂之一上。

本发明的这些特性和其他特性可以通过以下说明和附图得到最佳理解，以下这些是简要的说明。

附图说明

图1是用于一对侧向间隔的车轮的独立悬架系统的一个实例的正面示意图示。

图2是处于这些车轮之一处的一个独立悬架单元的透视图。

图3是图2中的独立悬架的一个空气弹簧组件的截面视图。

图4A是在一个中间位置的空气弹簧组件的透视图。

图4B示出图4A的弹簧组件处于振动位置。

图4C示出图4A的弹簧组件处于回弹位置。

图5示出了在空气弹簧的上部与一个线性可移动构件之间的一个安装界面的另一个实例。

具体实施方式

图1示出了当一个独立悬架系统10被使用在要求显著量的垂直铰接的车辆应用中的一个高度示意性的图示。独立悬架系统10包括处于一个第一车轮14处的一个第一悬架模块12以及处于沿一条车轮旋转轴线A与第一车轮14横向间隔开的一个第二轮18处的一个第二悬架模块16。第一悬架模块12和第二悬架模块16彼此独立地操作。

第一悬架模块12和第二悬架模块16各自包括一个上控制臂20和一个下控制臂22。一个中央托架24对第一车轮14和第二车轮18提供了驱动输入并且被安装到一个车辆框架结构26上。例如，该车辆框架结构可以包括一个底盘、车辆框架、或子框架结构。托架24驱动被连接到第一轮14和第二轮18上的轮轴28。这些轮轴28在上控制臂20与下控制臂22之间在侧向方向上从托架24延伸到对应的车轮上。上控制臂20和下控制臂22在一端处被安装到一个对应的车轮14、18上，而在一个相反端处被安装到车辆框架结构26上。

图2更详细地示出了第一悬架模块12。应该理解第二悬架模块16将是类似地配置的。上控制臂20和下控制臂22各自包括一个叉形配置，该叉形配置具有安装到支撑车轮14的一个转向节32(图1)上的一个底端30以及从底端30向车辆框架结构26延伸的一对臂34。这些臂34各自包括被连接到车辆框架结构26上的枢轴安装端36。

如图2所示，轮轴28在垂直方向上被定位在上控制臂20与下控制臂22之间。多个弹性套管38环绕并且封装了轮轴28，以保护旋转部件免受外部污染。

一个空气弹簧组件40被支撑在下控制臂22上。可任选地，空气弹簧组件40可以被支撑在上控制臂20上。应该指出，为了清楚起见，图1排除了这些空气弹簧组件。

空气弹簧组件40是一种自导向的结构并且包括一个支座42，该支座具有在在第一安装界面处安装到下控制臂22上的一个第一端44。空气弹簧组件40还包括一个柔性波纹管46，该柔性波纹管具有与支座42相关联的一个下部48以及在一个第二安装界面处可安装到车辆框架结构上的一个上部50。在一个实例中，该第一安装界面和第二安装界面包括枢轴安装界面。这将在下文中进行更详细的讨论。

悬架模块12还包括被安装到下控制臂22上的一个减震器52。可任选地，减震器52可以被安装到上控制臂20上。减震器52独立于空气弹簧组件40被安装，即，减震器52不是与空气弹簧组件40共轴的。在一个实例中，减震器52包括一个第一端54，该第一端在一个从支座42的第一端44纵向偏移的一个位置处被枢轴安装到下控制臂22上。减震器52的第二端56被安装到一个车辆框架结构上。

图3更详细地示出了空气弹簧组件40。支座42包括一个管形构件，该管形构件具有一个内腔60，该内腔限定了一条线性运动轴线L。一个线性轴承62被容纳在内腔60内。一个线性可移动构件(例如像一根杆64)被直接容纳在线性轴承62之内。杆64具有一个第一杆端66，该第一杆端在第二安装界面处与波纹管46的上部50相关联，并且具有一个第二杆端68，该第二杆端被滑动地容纳在线性轴承62内。

如以上讨论的，支座42的第一端44在第一安装界面处被安装到下控制臂22上。支座42的第二端70延伸进入由柔性波纹管46限定的一个内室72中围绕该支座靠近第二端70的一个外部圆周形成了一个平台74。一个空气弹簧活塞76被固定到平台74上。柔性波纹管46的下部48被固定到空气弹簧活塞76上。

在所示的实例中，该第一和第二安装界面包括球面轴承80，这些球面轴承包括一个棒销式安装座82(图2)，该安装座允许上部50和下部彼此相对旋转。这样，使用多个球面轴承80提供了多个自由度的运动，并且这些轴承进一步合作以消除在空气弹簧组件40上的侧向负载。应该理解，尽管示出了多个球面轴承，但在第一和第二安装界面处可以使用其他类型的枢轴连接界面，以允许上部和下部的旋转并减小侧向负载。

一个安装板84支撑着该轴承与棒销式安装座82。该轴承安装座因此是在空气弹簧组件40的外部并且被直接附接到车辆框架结构上。

图5示出了在杆64与波纹管46的上部50之间的一个任选的安装界面86。在这种配置中，安装板84被配置为包括一个帽形部分88，该帽形部分容纳了被安装到杆64的上端上的一个球面轴承安装座90。安装板84包括多个分离的紧固安装座92，这些紧固安装座然后被刚性地连接到车辆框架结构上。在这种配置中，轴承安装座90被封闭在空气弹簧组件40之内。

图4A示出了空气弹簧组件40在垂直行程的上限与下限之间的一个中间位置的一个实例。在垂直铰接的过程中，杆64在支座42内沿着在振动(图4B)与回弹(图4C)位置之间的线性运动轴线L进行往复运动。图4B示出了对应于一个振动位置的垂直行程的一个极端限度而图4C示出了对应于一个回弹位置的垂直行程的一个相反的极端限度。这种运动允许波纹管46的下部48和上部50彼此相对线性地铰接。使用线性轴承为空气弹簧组件40提供了一个显著的行程范围。

空气弹簧组件40包括一个自引导的配置，该配置通过使用一个线性运动构件而提供了一个宽范围的回弹/振动垂直铰接，并且该空气弹簧组件通过使用多个球面轴承安装座包括了弹簧铰接辅助作用。此外，使用了线性轴承的这种线性运动构件提供了更短的并且更紧凑的轻型配置。因此，空气弹簧组件40提供了优异的地面车辆行驶平衡性而不引发过早磨损。

尽管已经披露了本发明的一个优选的实施方案，但本领域的普通技术人员将认识到，某些修改将进入本发明的范围之内。为此原因，应研究以下权利要求来确定本发明的真正的范围和内容。

Claims (16)

1.一种空气弹簧组件，包括：

一个空气弹簧活塞；

一个支座，该支座限定一个内腔并且具有一个末端，该末端有待在一个第一安装界面处安装到一个悬架部件上，所述支座具有一个平台，其上固定了所述空气弹簧活塞；

一个柔性波纹管，该柔性波纹管具有一个第一部分，该第一部分被附接在所述空气弹簧活塞上，以及一个第二部分，该第二部分有待在一个第二安装界面处固定到一个车辆结构上；以及

一个线性可移动构件，该线性可移动构件具有固定到所述柔性波纹管的所述第二部分上的一个第一端，以及滑动地容纳在所述支座的所述内腔中的一个第二端，这样所述柔性波纹管的所述第一部分和所述第二部分彼此相对线性地铰接。

2.根据权利要求1所述的空气弹簧组件，其中，所述第一安装界面包括一个枢轴安装界面。

3.根据权利要求2所述的空气弹簧组件，其中，所述枢轴安装界面包括一个球面轴承。

4.根据权利要求1所述的空气弹簧组件，其中，所述第二安装界面包括一个枢轴安装界面。

5.根据权利要求4所述的空气弹簧组件，其中，所述枢轴安装界面包括一个球面轴承。

6.根据权利要求1所述的空气弹簧组件，包括处在所述第一安装界面处的一个第一球面轴承以及处在所述第二安装界面处的一个第二球面轴承。

7.根据权利要求1所述的空气弹簧组件，包括定位于所述内腔内的一个线性轴承，并且其中，所述线性可移动构件包括一根杆，所述杆的所述第二端被直接容纳在所述线性轴承之内。

8.一种独立悬架，包括：

可安装到一个车轮上的一个上控制臂；

可安装到该车轮上的一个下控制臂；

安装到所述上控制臂和所述下控制臂之一上的一个空气弹簧组件，所述空气弹簧组件包括：

一个空气弹簧活塞，

一个支座，该支座限定一个内腔并且具有一个第一支座端，该第一支座端在一个第一安装界面处安装到所述上控制臂和所述下控制臂的所述之一上，并且所述支座包括一个平台，所述空气弹簧活塞被固定到所述平台上，

一个柔性波纹管，该柔性波纹管具有附接在所述空气弹簧活塞上的一个第一部分，以及在一个第二安装界面处固定到一个车辆结构上的一个第二部分，以及

一个线性可移动构件，该线性可移动构件具有固定到所述柔性波纹管的所述第二部分上的一个第一构件端，以及滑动地容纳在所述支座的所述内腔中的一个第二构件端，这样所述柔性波纹管的所述第一部分以及所述第二部分彼此相对线性地铰接。

9.根据权利要求8所述的独立悬架，其中，所述上控制臂和所述下控制臂各自包括一个叉形臂，该叉形臂具有可安装到该车轮上的一个基底以及枢轴安装到一个框架部件上的一对臂。

10.根据权利要求9所述的独立悬架，其中，所述支座被安装到所述下控制臂上。

11.根据权利要求8所述的独立悬架，包括一个减震器，该减震器独立于所述空气弹簧组件被安装到所述上控制臂和所述下控制臂之一上。

12.根据权利要求8所述的独立悬架，包括一个车轮驱动轴，该车轮驱动轴在所述上控制臂和所述下控制臂之间沿侧向从一个中心托架上延伸以驱动该车轮。

13.根据权利要求8所述的独立悬架，其中，所述支座包括一个管状构件，该管状构件带有一个第二支座端，该第二支座端延伸进入由所述柔性波纹管限定的一个内室中，所述管状构件包括安装在所述内腔内的一个线性轴承，并且其中，所述线性可移动构件包括一根杆，所述第二构件端被直接容纳在所述线性轴承内。

14.根据权利要求13所述的独立悬架，其中，所述平台是围绕所述管状构件邻近所述第二支座端的一个外表面而成形的。

15.根据权利要求8所述的独立悬架，其中，所述第一安装界面和所述第二安装界面中的至少一个包括一个可枢转的安装界面。

16.根据权利要求15所述的独立悬架，其中，所述可枢转的安装界面包括一个球面轴承。

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