CN102089167A - 气体弹簧组件和间隔件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于气体弹簧组件(102)的端部构件(106)或间隔件(200)的配合安装布置(114)，其包括形成到端部构件和间隔件之一中的凹部(118、206)。在相关结构部件(SSC、ASC)上或沿着该相关结构部件设置有突起(116、204)。该凹部接收突起，从而作用在气体弹簧组件的端部构件上的侧向力能够被传递至相关结构部件。

Description

气体弹簧组件和间隔件

技术领域

本发明的主题广泛地涉及气体弹簧装置领域，更具体地，本发明涉及用于使气体弹簧组件与相关的支撑结构相互连接而使得侧向作用载荷能够在这两者之间传递的布置(arrangement)。

本发明的主题发现了与有轮车辆的悬架系统相结合的特别应用和使用，并且将在本文中具体参考有轮车辆的悬架系统来说明本发明。然而，应当理解，本发明还可以用于其它用途和环境中。例如，本发明的主题可以用来与结构支撑件、高度调节系统和/或与工业机械相关的致动器及其部件和/或其它这种可能受到侧向载荷的设备一起操作地关联。因此，本发明的主题并不是被限制成与车辆悬架关联使用，应当理解，本文中示出和说明的具体应用仅仅只是示例性的。

背景技术

各种类型和构型的气体弹簧组件是众所周知的，并且用在车辆悬架系统、工业机械以及在相关的簧上质量和簧下质量之间提供动态载荷支撑的其它设备和装置中。典型的气体弹簧组件包括两个相对的端部构件，在两个端部构件之间固定有至少部分地限定了弹簧室的柔性壁或套筒。一定量的增压气体、普通空气容纳在弹簧室内并且作用在间隔开的端部构件以及柔性壁的相对部分上，以支撑簧上质量的载荷或以其它方式施加到气体弹簧组件上的力。

通常应当理解，气体弹簧组件非常适合于支撑轴向地(即，在相对的端部构件之间纵向地)作用的载荷，但是当存在侧向载荷时，典型的气体弹簧仅仅只能支撑最小的侧向载荷。从而，通常被认为非常适合于使用气体弹簧组件的应用主要涉及轴向施加的载荷的传递。结果，本领域中值得考虑的问题涉及以提供足够轴向支撑的方式将气体弹簧组件固定到对应结构构件上的布置。这种布置通常包括使用螺纹紧固件、具有螺帽的固定安装柱和/或卡扣式连接件。

然而，已经认识到，在某些应用中，气体弹簧组件自身可能在其一个或多个端部构件上产生侧向载荷条件。例如，在一个端部构件相对于另一个端部构件成角度设置和/或移过某一角度的应用中，柔性壁被朝向端部构件之间所含角度的敞开端部向外推压。这种作用可能在一个或两个端部构件上产生侧向载荷作用。不幸的是，许多如上所述已经设计成承受轴向施加载荷的已知的固定布置不能很好地适用于在侧向或剪切载荷下使用。因此，需要用于将气体弹簧组件的端部构件与对应结构构件接合的改进的布置，以使得连接处可以承受前述侧向载荷条件，例如车辆悬架系统可能受到的侧向载荷。

已经提出来各种布置来克服上述困难。美国专利No.5,342,139中示出了这种布置的一个实例，其公开了用于将空气弹簧组件的端部构件安装在对应支撑部件上的附接装置。美国专利No.6,752,407中示出了这种布置的另一个实例，其公开了用于沿着结构部件固定空气弹簧的多部件和安装板布置。美国专利No.6,945,548中示出了这种布置的另一个实例，其公开了一种间隔件，该间隔件适于接合空气弹簧组件并且包括与对应结构部件中的槽接合的翼部。美国专利申请公开No.2006/0055094中示出了这种布置的另一个实例，其公开了具有端部构件的空气弹簧，该端部构件具有卡扣附接件，以接合对应结构构件。

虽然上述布置已经在一定程度上取得了成功，但是其还具有多个困难和/或缺陷，这对这些布置在广泛使用和采纳造成了不期望的冲击。这样的困难和/或缺陷包括使用额外的部件，例如额外的紧固件、保持销、安装支架和/或其它部件，这不期望地增加了总量和生产成本，并且还可能增加安装和维护问题。另外，某些设计构造，例如卡扣式设计，可能不是足够坚固来承受轴向和侧向载荷条件，尤其是与重载应用相关的载荷条件。此外，某些已知的布置采用径向地向外延伸超过气体弹簧组件至少一部分的周边的特征，这可能导致某些部件的空间受限。

因此，理想的是开发一种改进的安装布置，以使气体弹簧组件和相关支撑结构相互连接，从而可以在气体弹簧组件和相关支撑结构之间传递侧向作用的载荷，例如在车辆悬架系统的动态操作和使用期间遇到的载荷。

发明内容

根据本发明主题的活塞用于形成相关气体弹簧组件并且用来接合相关结构支撑构件的相关突起，活塞包括第一端部，第一端部包括第一端壁，第一端壁用来接合相关气体弹簧组件的相关柔性套筒。相对的第二端部包括第二端壁，第二端壁用来邻接地接合相关结构支撑构件。第二端部相对于第一端部成纵向地间隔开的关系设置，使得第一端部和第二端部之间延伸有中心轴线。外侧壁至少部分地在第一端部和第二端部之间延伸，并且适合于使相关柔性套筒沿着外侧壁转动。内侧壁相对于外侧壁成径向向内间隔开的关系设置，使得在内侧壁和外侧壁之间至少部分地限定了室。第一支撑壁和第二支撑壁从内侧壁延伸至外侧壁，使得该室被第一支撑壁和第二支撑壁至少部分地分割。第一凹部壁和第二凹部壁定位在内侧壁和外侧壁之间。第一凹部壁和第二凹部壁在第一支撑壁和第二支撑壁之间延伸并且彼此径向地间隔开，以至少部分地限定凹部，该凹部用来接收相关结构支撑构件的相关突起，使得作用在活塞上的侧向载荷能够被传递至相关突起。

根据本发明主题的气体弹簧组件用于在相关结构部件上使用，相关结构部件具有用于抵抗侧向作用载荷的相关突起，气体弹簧组件包括第一端部构件。第二端部构件与第一端部构件间隔开并且用于沿着相关结构部件操作地关联使用。柔性壁固定在第一端部构件和第二端部构件之间并且在第一端部构件和第二端部构件之间至少部分地限定了弹簧室。第二端部构件包括第一端部壁和第二端部壁，第一端部壁和第二端部壁相对于彼此成间隔开的关系设置，使得第一端部和第二端部之间形成有中心轴线。轴向地延伸的外壁包括外壁表面，外壁表面用于使柔性壁沿着外壁表面转动。轴向地延伸的内壁从外壁径向地向内定位，使得在外壁和内壁之间形成腔体。径向地延伸的两个或更多个支撑壁连接在内壁和外壁之间。凹部壁在两个或更多个支撑壁的相邻支撑壁之间延伸，并且在相邻支撑壁之间至少部分地限定了凹部，该凹部操作地接收相关突起，由此将作用在第二端部构件上的侧向载荷传递至相关结构部件，其中相关突起沿着相关结构部件设置。

根据本发明主题的间隔件用于以相对于具有相关突起的相关结构部件成间隔开的关系支撑相关气体弹簧组件的相关端部构件。间隔件包括第一侧部，第一侧部用于与相关端部构件邻接地互相接合，使得作用在相关端部构件上的侧向载荷能够被传递至间隔件。相对的第二侧部用于与相关结构部件邻接地接合。凹部能够从第二侧部接近并且用于操作地接收相关突起，以将侧向作用载荷从相关端部构件传递至相关结构部件。

根据本发明主题的气体弹簧和间隔件组件用于沿着相关结构部件进行固定，相关结构部件具有从相关结构部件延伸的相关突起。气体弹簧和间隔件组件包括第一端部构件和第二端部构件，第二端部构件相对于第一端部构件成纵向地间隔开的关系设置。第二端部构件包括背离第一端部构件的第一表面。柔性壁固定在第一端部构件和第二端部构件之间并且在第一端部构件和第二端部构件之间至少部分地限定了弹簧室。间隔件包括相对的第一侧部和第二侧部以及能够从第二侧部接近的凹部。第一侧部包括第一表面，第一表面用于邻接地接合第二端部构件的第一表面。第二侧部包括第二表面，第二表面用于邻接地接合相关结构部件。凹部操作成接收相关突起，并由此将作用在第二端部构件上的侧向载荷传递至相关结构部件，其中相关突起沿着相关结构部件设置。

附图说明

图1是车辆的示意图，该车辆包括根据本发明的主题的利用配合安装布置操作地连接到车辆结构上的气体弹簧组件；

图2是图1的沿着线2-2的车辆侧视图；

图3是图2的侧视图的放大部分，其更详细地示出了包括用于与相关的车辆结构配合使用的示例性安装布置的气体弹簧组件；

图4是图3中的气体弹簧组件的示例性端部构件的俯视透视图；

图5是图4中的示例性端部构件的仰视透视图；

图6是图4和5中的示例性端部构件的仰视平面图；

图7是图4-6中的示例性端部构件沿图6中的线7-7的剖视侧视图；

图8是图4-7中的示例性端部构件沿图6中的线8-8的剖视侧视图；

图9是根据本发明主题的利用包括配合安装布置的示例性间隔件操作地连接到车辆结构上的气体弹簧组件的可替代实施例的侧视图；

图10是图9的示例性间隔件的俯视图；

图11是图9和10的示例性间隔件的仰视图；

图12是图9-11中的示例性间隔件沿图10中的线12-12的剖视侧视图。

具体实施方式

现在参考附图，其中该附图是为了示出了本发明的主题的实例，并不是用来限制本发明的主题，图1示出了悬架系统100的一个实施例，该悬架系统100设置在簧上质量和簧下质量之间，该簧上质量为例如相关的车身BDY，簧下质量为例如相关的车轮WHL或相关车辆VHC的相关车轮接合构件WEM。应当理解，任何这样的悬架系统都可以包括任意数量的一个或多个系统、部件和/或装置并且能够以任何合适的方式操作地连接在相关车辆的簧上质量和簧下质量之间。例如，这样的悬架系统可以包括多个阻尼构件(未示出)，该阻尼构件能够以任何合适的方式操作地连接在相关车辆的簧上质量和簧下质量之间。

此外，或者可替代的是，这样的悬架系统可以包括支撑在相关车辆的簧上质量和簧下质量之间的多个气体弹簧组件。在图1所示的实施例中，悬架系统100包括六个气体弹簧组件102，其中的一个或多个朝向相关车辆的各个角部设置，与相关车辆的对应车轮WHL相邻。然而，应当理解，可以可选地使用任意合适数量的气体弹簧组件102，并且这样的气体弹簧组件可以以任何合适的构造或布置进行设置。

如以下将更详细示出和讨论的，气体弹簧组件102包括诸如侧边盖板(bead plate)的第一或上端部构件、诸如活塞106的第二或下端部构件、以及诸如伸长套筒108的柔性壁，该柔性壁以基本上流体密封的方式固定在第一或上端部构件与第二或下端部构件之间。从而将认识到，本文所示和所述的气体弹簧组件(例如，气体弹簧组件102)是转动凸轮式构造。然而，应当理解，本发明的主题可以与任何类型、种类、布置、构造和/或构型的气体弹簧组件结合使用。

此外，应当理解，气体弹簧组件能够以任何合适的方式操作地连接在相关车辆的簧上质量和簧下质量之间。例如，图2中所示的气体弹簧组件102操作地连接在车轮接合构件WEM与相关车辆VHC的车身BDY之间。然而，应当理解，图2中车辆VHC的构造仅仅只是车辆的簧上和簧下质量的结构部件的示意性表示。从而，应当能理解，这种示意性表示是为了讨论和方便理解的目的，并不是用来以任何方式进行限制。

进一步参考图2中的示例性布置，车轮接合构件WEM示出为可枢转地附接到结构部件STL上，从而当车轮WHL经历竖直运动(例如，颠簸和回弹动作)时，车轮接合构件相对于车身BDY移过角度AG1，在图2中用箭头AR1表示该竖直运动。从而，应当认识到，当车轮WHL竖直运动离开车身BDY时(即，在回弹条件下)，车身与对应的车轮接合构件之间的角度AG1将增大，并且操作地连接在车身与对应的车轮接合构件之间的气体弹簧组件102将变长。还应当认识到，当朝向车身BDY竖直运动时(即，在颠簸条件下)，角度AG1将减小，并且气体弹簧组件102将被压缩。至少部分地由于车身和车轮接合构件彼此成角度地作用在气体弹簧组件上，所以气体弹簧组件102通常被收缩、挤压或以其它方式朝向角度AG1的敞开端偏压，如箭头AR2所表示。这种偏压作用导致产生侧向地作用在气体弹簧组件的相对端部构件(例如，侧边盖板104和活塞106)上的力，在图2中分别用箭头AR3和AR4表示。从而，该偏压作用作用成沿侧向向外的方向，例如朝向车轮WHL，推压气体弹簧组件的端部构件。

实践中，气体弹簧组件通常以适合于承受纵向(即，轴向)作用力和载荷的方式固定到相关的簧上和簧下质量上。此外，应当理解，各种类型、种类、构造和/或构型的固定部件和/或特征已经用来将气体弹簧组件的端部构件沿纵向(即，轴向)方向固定到车辆部件上。在许多这样的已知安装布置中，一个或多个紧固件或其它固定元件将穿过支撑该端部构件的结构部件中的开口，以接合该端部构件，由此将气体弹簧组件固定到结构部件上。

然而，在其它情况下，期望的是在不使用延伸通过(即，穿过或在其上形成开口)结构部件的紧固件或其它固定元件的情况下，将气体弹簧组件固定到结构部件上。由于各种原因中的任何一个或多个，例如空间限制和/或强度相关的问题，因此可以采用外部安装或夹持布置。同时应当理解，可以使用任何合适的外部安装或夹持布置，美国专利No.6,945,548中示出和说明了这种布置的一个实例，其在图19中示出了并且至少在第14栏大约第23-47行说明了空气弹簧支架(702)。本发明的图2和图3中示出了类似的布置，其包括示例性的支架110，该支架110绕车轮接合构件WEM的三个侧面延伸，活塞106通过紧固件112(仅仅示出了一个)固定到该支架110上，该紧固件112将支架110和活塞106相互连接，由此将气体弹簧组件固定到结构部件(例如，车轮接合构件WEM)上或沿着该结构部件固定。

根据本发明的一个方面，设置有配合安装布置，其中气体弹簧组件的端部构件及其相关的对应车辆部件彼此接合。这样，上述与收缩作用相关的侧向作用力可以从端部构件传递至对应的结构部件，而不会不期望地影响气体弹簧组件。并且应当理解，根据本发明的主题的配合安装布置可以发现与外部安装或夹持布置相结合的特别应用和使用，该外部安装或夹持布置沿着车轮接合构件(或其它车辆部件)延伸并且在不使用延伸通过车轮接合构件(或其它车辆部件)的元件(例如，紧固件或其它固定装置)的情况下固定到该车轮接合构件上。

应当理解，任何合适的构造都可以用来将气体弹簧组件的相对端部构件固定到车辆部件上并且由此调和(accommodate)将端部构件朝向角度AG1的敞开端推压的任何侧向延伸的力，如上所述。作为一个实例，配合安装布置114可以包括从车轮接合构件WEM延伸的突起116(图3)以及形成在气体弹簧组件的端部构件(例如活塞106)中或其它与该端部构件操作地相关的部件(例如间隔件)中的凹部或凹口118(图3)。这种配合安装布置允许气体弹簧组件的端部构件与车轮接合构件(或其它车辆部件)彼此接合，并且由此使端部构件相对于车轮接合构件(或其它车辆部件)在任何侧向作用力下都保持就位，该侧向作用力为例如通过车辆部件的上述压缩或收缩作用而可能产生的侧向作用力。

悬架系统100还可以选择性地包括增压气体供应系统120，该增压气体供应系统120与气体弹簧组件操作地相关联，以选择性地向气体弹簧组件供应增压气体(例如，空气)并且选择性地从气体弹簧组件传送增压气体。在图1所示的示例性实施例中，气体供应系统120包括增压气体源，例如压缩机122，以产生增压空气或其它气体。气体供应系统还可以包括任意数量的任何合适类型、种类和/或构型的一个或多个控制装置，该控制装置能够影响增压气体的选择性传送。例如，阀组件124示出为与压缩机122连通并且可以是任何合适的构造或布置。在所示的示例性实施例中，阀组件124包括阀块126，在该阀块126上支撑有多个阀128。阀组件124还可以选择性地包括合适的排气装置，例如消声器，以用于增压气体从系统中排出。选择性地，增强气体供应系统120还可以包括存储器132，该存储器132与阀组件124流体连通并且适合于存储增压气体。

诸如阀组件124的一个或多个控制装置能够以任何合适的方式与气体弹簧组件102连通，例如通过合适的流体传输线路134。增压气体可以通过阀组件124选择性地传输至气体弹簧和/或从气体弹簧进行传输，以改变或保持例如车辆的一个或多个角部。

悬架系统100还包括控制系统136，该控制系统136能够与悬架系统100和/或VHC的任何一个或多个其它的系统和/或部件(未示出)连通，并且能够选择性地操作和控制悬架系统。控制系统136包括控制器或电子控制单元(ECU)138，该控制器或电子控制单元(ECU)138通过例如合适的导体或导线(未示出)与压缩机122和/或阀组件124连通，以选择性地进行操作和控制，包括将增压流体供应至气体弹簧组件102以及从气体弹簧组件102排出增压流体。此外，应当理解，控制器138可以是任何合适的类型、种类和/或构造。

控制系统138还可以选择性地包括一个或多个高度或距离传感装置(未示出)以及任何其它期望的系统和/或部件。如果设置有这样的高度传感器，那么该高度传感器优选地能够产生或以其它方式输出与高度或距离(例如，车辆的隔开的部件之间的高度或距离)有关的信号。应当理解，在提供有的情况下，任何这种可选的高度传感器或任何其它的距离确定装置可以是任何合适的类型、种类、构型和/或构造，例如机械连接传感器、例如可以利用超声波或电磁波操作的超声波传感器或电磁波传感器。

现在参考图3，气体弹簧组件102包括在第一端部构件(例如，侧边盖板104)和相对的第二端部构件(例如，活塞106)之间纵向地延伸的中心轴线AX，第一端部构件设置成朝向轴线AX的一端，第二端部构件朝向轴线AX的另一端与第一端部构件隔开。第一端部构件沿着诸如车身或底盘的第一或上结构部件FSC设置，并且能够适用于以任何合适的方式固定到该第一或上结构部件FSC上。例如，第一结构部件FSC在图3中示出为包括孔或开口OPN，该孔或开口OPN适合于将第一端部构件固定到第一结构部件上。气体弹簧组件102示出为包括安装柱140，该安装柱140从侧边盖板104轴向地向外伸出并且延伸通过第一结构部件中的开口OPN。诸如螺帽(未示出)的合适的紧固元件可以用来将侧边盖板104固定到第一结构部件FSC上。应当认识到，这种安装布置将通常足以抵抗作用在第一端部构件(例如，侧边盖板104)上的任何侧向载荷或力，例如在图2中由箭头AR3表示的侧向力。

第二端部构件沿着诸如车轴或其它车轮接合部件的第二或下结构部件SSC设置，并且适于固定在这个第二结构部件上或者沿着该第二结构部件固定。在一个优选的布置中，第二端部构件适于通过外部安装支架或不依赖于使用延伸通过第二结构部件的紧固件的其它部件或布置来固定到第二结构部件上。这种外部安装布置的一个实例在图2和3中示出为支架110和紧固件112。然而，应当理解，还可以可替代地使用任何其它合适的布置。

此外，气体弹簧组件的端部构件中的至少一个和相关的结构部件中对应的部分包括配合安装布置(例如，配合安装布置114)，该配合安装布置适合于调和侧向作用力，如前面已经说明的。在一个优选实施例中，这种配合安装布置将用在采用外部安装支架或其它布置的情况下，其中外部安装支架或其它布置不依赖于使用延伸通过相关结构部件中的开口的紧固件，该外部安装支架或其它布置为例如图2和3中的使用支架110和紧固件112的外部安装布置。应当理解，使用这种配合安装布置可以作用成抵抗在外部安装布置单独作用时可能不足以被调和的任何侧向作用力。

如上所述，相对的端部构件(例如，侧边盖板104和活塞106)可以以适合于与柔性壁(例如，柔性套筒108)形成大致流体密封的任何方式固定到该柔性壁上，从而在相对的端部构件与柔性壁之间至少部分地限定弹簧室142。作为一个实例，本文中所示和所述的柔性壁(例如，柔性套筒108)是伸长的套筒式构造，能够沿着气体弹簧组件的端部构件(例如，活塞104)的外部形成转动凸轮。然而，应当理解，本发明的主题能够广泛地用于任何合适类型、种类和/或构造的气体弹簧组件。

此外，柔性壁(例如，柔性套筒108)可以以任何合适的方式固定在第一和第二端部构件之间。如图2和3所示，例如，柔性套筒108在相对的端部144和146之间延伸。端部144示出为敞开的端部，其利用褶皱布置连接侧边盖板104，以在侧边盖板与柔性套筒的该端部之间形成大致流体密封。柔性套筒的端部146接收在活塞106的部分上并且借助开口配合连接固定到该部分上。增压气体能够以任何合适的方式，例如，通过延伸通过一个安装柱140的通道148，而流入和流出弹簧室142。

现在参考图3-8，活塞在相对的第一端部和第二端部之间轴向地延伸，该第一端部和第二端部通常分别用附图标记150和152表示。第一端部150包括第一端壁154和外侧壁156，该第一端壁154适于邻接地接合柔性套筒108，外侧壁156从端壁154朝向活塞的第二端部152延伸。外侧壁156示出为具有曲线形状或构造。然而，应当理解，可以可替代地使用任何合适的尺寸、形状和/或构造，例如截锥形或圆柱形。在任何情况下，外侧壁156都将包括径向最外侧侧壁部分，该径向最外侧侧壁部分至少部分地限定了活塞的最外侧径向范围。在图3-8所示的示例性实施例中，这个径向最外侧侧壁部分由附图标记156A表示并且具有表示径向最外侧侧壁部分最大直径或宽度的整体尺寸(未示出)。轴向延伸环形壁158从端壁154沿着与外侧壁156大致相反的方向突出并且其尺寸能够形成为配合地接收相关的柔性壁的敞开端部(例如，第二端部146)。径向向外延伸突起或唇缘160示出为沿着环形壁158设置并且能够操作成将第二端部146至少部分地保持在环形壁158上。然而，应当理解，可以可替代地使用任何合适的构造和/或布置来将柔性壁固定在活塞上或沿着活塞固定该柔性壁，从而环形壁158和唇缘160是可选的。

活塞106还包括第二端壁162，该第二端壁162沿着第二端部152设置并且适于配合地接合第二结构部件SSC。在所示的示例性情况下，第二端壁162大致是平的并且适于邻接地接合第二结构部件SSC。活塞106还包括内侧壁164，该内侧壁164至少部分地限定了内腔体166。在所示的示例性布置中，内侧壁164通常在第一和第二端壁154和162之间沿大致纵向方向延伸。内侧壁164以与外侧壁156成径向地向内隔开的关系设置，使得在内侧壁164和外侧壁156之间形成外腔体156。多个向外延伸支撑壁170在内侧壁和外侧壁之间延伸，并且由此与内侧壁和外侧壁结构地相互连接。此外，多个内支撑壁172可以例如沿着第二端壁162选择性地包含在内腔体166中，并且大致在内侧壁164的不同部分之间延伸。支撑壁170可以是任何合适数量、构造和/或布置，并且能够沿着活塞106的纵向长度的任何部分延伸。在一个示例性的情况下，外支撑壁170从内侧壁164沿着外侧壁156的大致整个纵向长度径向地向外延伸，使得外腔体168被分为多个单独的室(数量不限)。然而，应当理解，可以可替代地使用任何其它数量、布置和/或构造的内支撑壁172和/或外支撑壁170。

活塞106还包括至少一个固定特征，该固定特征适合于至少部分地将活塞固定在对应的结构部件上或者沿着该对应的结构部件固定活塞。在所示的示例性布置中，活塞106包括多个通道174，该通道174延伸通过活塞并且适合于接收紧固件(例如，紧固件112)的至少一部分。匹配紧固件部件，例如螺帽(未示出)，可以接收在通道174的一部分内，或者，可以在通道内设置匹配螺纹(未示出)，或直接在活塞材料中，或以嵌入到活塞内的螺纹插入件(未示出)的形式。然而，应当理解，可以可替代地使用任何其它合适的布置，例如使用从活塞突出的安装柱(未示出)。

如上所述，活塞106包括至少一个安装特征，该安装特征适于将对应的安装特征配合地接合在相关的结构部件上，使得配合安装特征的相互接合能够作用成承受、克服或以其它的方式调和可能施加到活塞上的侧向作用载荷或力。如图5和6中进一步所示，活塞106包括凹部118，该凹部118的尺寸形成为配合地接收在第二结构部件SSC上或沿着第二结构部件SSC形成、安装或以其它方式设置的对应的突起116(图3)，凹部和突起一起形成配合安装布置114。此外，可以使用任意数量的一个或多个凹部，例如多个凹部。如附图中所示，彼此圆周地相对(即，相隔180度)设置的两个凹部设置在活塞106上并且允许以两个旋转取向中的任一个进行安装。然而，应当理解，可以使用任意数量的一个或多个配合安装布置或其部分(例如一个突起，具有两个或多个配合凹部)。

凹部118可以以任何合适的方式并且使用至少部分地限定凹部的任何合适的结构元件和特征的构造和/或布置而设置在活塞106上。在所示的示例性布置中，凹部118定位在外侧壁156和内侧壁164之间，使得通过凹部传递至活塞106的力和/或载荷没有直接施加到内侧壁或外侧壁，这是优选的布置。从而，在这种优选的布置中，突起116将不会直接邻接地接合内侧壁或外侧壁。相反，可以通过在相邻的外支撑壁之间延伸的一个或多个凹部壁来形成凹部118，该凹部壁在图5和6中用附图标记170A表示。应当理解，至少部分地限定了端部构件的一个或多个凹部的一个或多个凹部壁可以具有任何合适的尺寸、形状、构型、构造和/或布置。在所示的示例性布置中，凹部至少部分地分别由内凹部壁176和外凹部壁178限定，内凹部壁大致是直的，而外凹部壁稍稍弯曲。

根据本发明的主题的活塞(例如，活塞106)可以选择性地包括在凹部壁中的两个之间延伸和/或在凹部壁之一与活塞的另一个壁之间延伸的一个或多个支撑壁或支撑肋。应当理解，这种选择性的支撑肋可以作用成支持凹部壁，从而能够产生更加坚固的能够提高性能(例如，承载能力)的凹部。在本示例性布置中，活塞106包括在内凹部壁176和外凹部壁178之间延伸的多个凹部支撑肋180。此外，活塞106示出为包括在内凹部壁176和内侧壁164之间延伸的内支撑肋182。活塞106还示出为包括在外凹部壁178和外侧壁156之间延伸的多个外支撑肋184。然而，应当理解，本文所示和所述的支撑肋的布置仅仅只是示例性的，可以可替代地使用任何其它数量、布置、构造和/或构型的支撑肋。

图2-8中的实施例包括气体弹簧组件的部件(例如，活塞106)直接支撑在相关的结构部件(例如，第二结构部件SSC)上的布置。然而，应当认识到，在某些情况下可能希望气体弹簧组件以相对于相关结构部件间隔开的关系进行支撑。在这种情况下，可以使用间隔件，该间隔件固定在气体弹簧组件的端部构件与相关的结构部件之间。如上所述，美国专利No.6,945,548中示出和说明了已知间隔件的一个实例。

根据本发明的主题，用于与气体弹簧组件关联使用的间隔件采用配合安装布置，以相互接合相关的结构部件，从而承受、克服或以其它方式调和可能施加到支撑在间隔件上的相关气体弹簧组件的对应端部构件上的侧向作用载荷或力。图9-12中示出了这种间隔件200的一个示例性实例，该间隔件200包括配合安装布置202。配合安装布置包括从相关结构部件ASC延伸的突起204和形成到间隔件200中且配合地接收突起204的凹部206，例如以上参考配合安装布置114已经说明的。应当理解，相关结构部件ASC表示可与气体弹簧组件一起使用的任何合适的元件或结构，例如车辆的(例如，车轮接合构件WEM)或工业设备的零件。然而，还应当理解，根据本发明的主题的气体弹簧间隔件将会发现与外部安装布置相结合的特别应用和使用，该外部安装布置不依赖于使用延伸通过相关结构部件中的开口的紧固件。以上已经参考例如图2和3中的支架110和紧固件112讨论了这种外部安装布置的一个实例。

如上所述，间隔件200适于用于与相关气体弹簧组件的对应端部构件操作地相关联。一个示例性端部构件在图9中示出为活塞208，该活塞适合于与例如以上已经讨论的相关气体弹簧组件的相关柔性壁(未示出)操作地连接。活塞208包括纵向延伸中心轴线AX和外侧壁210，该外侧壁210在相对的第一活塞端部212和第二活塞端部214之间大致纵向地延伸。活塞208包括上端壁216，该上端壁216适于邻接地接合相关的柔性壁(未示出)，这是本领域技术人员公知的。活塞208还包括下端壁218，该下端壁218与上端壁216轴向地隔开并且适于邻接地接合诸如间隔件200的气体弹簧间隔件的对应端壁。

进一步参考图9-12，根据本发明的主题的间隔件可以以任何合适的方式操作地互相接合相关气体弹簧组件的对应端部构件，以将任何侧向作用力或载荷从端部构件传递至间隔件。同样，可以选择性地使用连接件，该连接件包括在间隔件和端部构件之间延伸的一个或多个紧固件(未示出)。例如，通道220和222分别示出为延伸通过活塞和间隔件，并且能接收螺纹紧固件，以将柔性壁的端部闭合件(未示出)、活塞和间隔件固定在一起。在一个示例性实施例中，可以选择性地设置有腔体224，该腔体224从下端壁218延伸到活塞208中，并且该腔体的尺寸适当地形成为接收设置在间隔件上的合适的特征或元件，以有助于将任何侧向作用力或载荷从活塞传递至间隔件。

间隔件200包括第一或上端壁226以及相对的第二或下端壁228，该第二或下端壁228与第一端壁轴向地间隔开。应当理解，间隔件200可以具有任何合适的尺寸、形状和/或构造。例如，通常期望的是，诸如间隔件200的间隔件具有较宽的印迹(footprint)，以提供支撑相关气体弹簧组件的端部构件的稳定基础。通过，间隔件200具有间隔件本体，间隔件本体在相对的侧部230和232之间沿一个方向延伸并且在侧部234和236之间沿相反的方向延伸，侧部的一部分示出为彼此成角度，这为间隔件提供了稍稍钻石形的轮廓。在一个优选实施例中，还期望的是，将间隔件的最外侧周边范围保持在大致由相关气体弹簧组件的端部构件的最外侧周边范围形成的包络区域内。如图9所示，间隔件200保持在由活塞208的外侧壁210形成的周边区域内，使得可以使用减小的安装包络区域并且可以降低与其它部件干涉的可能性。

第二端壁228示出为在其整个范围内基本上是平的，这可能有助于提供用于安装稳定性的较宽印迹。第一端壁226虽然也基本上是平的，但是其仅仅在间隔件的一部分上延伸，从而第三或中间端壁238延伸跨过间隔件200的其余部分。第三端壁238相对于第一端壁226以轴线地间隔开的关系设置，使得在第三端部238和第一端部226之间形成中间侧壁240，并且该中间侧壁240绕第一端壁226的至少一部分圆周地延伸。可选的引导件或凸台242可以沿大致轴向方向从第一端壁226突出，如果设置有该引导件或凸台242，那么其尺寸优选地形成为与活塞208中的腔体224配合地相互接合，如以上已经讨论的。此外，应当理解，间隔件200的本体可以以任何合适的方式形成，并且同样可以选择性地包括在其中形成的一个或多个腔体244，例如可以用来在注塑成型处理期间保持大致均匀壁厚。

此外，间隔件200还可以包括一个或多个特征和/或元件，该特征和/或元件可适合于在相关结构部件上或者沿着该相关结构部件安装或其它方式固定间隔件和/或对应的端部构件。在图9-12所示的示例性布置中，间隔件200包括贯通的安装孔246，并该安装孔246适合于接收相关的固定元件，例如螺纹紧固件(未示出)。在一个优选实施例中，安装孔246将相对于设置在相关端部构件(例如，活塞106的通道174)中的对应固定特征设置成补充(complimentary)布置，以利用外部安装布置将间隔件和端部构件附接到相关的结构部件(例如，部件ASC)上，其中该外部安装布置不依赖于使用延伸通过相关结构部件中的开口的紧固件，该外部安装布置为例如图2和3中的使用支架110和紧固件112的外部安装布置。

根据本发明的主题的间隔件，例如间隔件200，将包括凹部或凹口，该凹部或凹口适合于用来形成配合安装布置，例如布置202。如上详细所述，配合安装布置适合于承受、克服或以其它方式至少部分地调和侧向地作用在相关气体弹簧组件的端部构件上的载荷或力。应当理解，可以在间隔件上以任何合适的方式设置任何合适类型、种类、构造和/或构型的凹部。作为一个实例，与形成到活塞106中的凹部(即凹部118)类似的凹部可以例如从底部表面228和/或在侧壁230-236的周边范围内形成到间隔件200中。作为另一个实例，可以从间隔件本体突出一延伸部，凹部形成到该延伸部中。更具体地，在图9-12中示出并且参考图9-12说明的凹部206可以形成到延伸壁248中或者以另外的方式沿着延伸壁248形成，该延伸壁248向外突出超过间隔件200的侧壁236。

可以设置有一个或多个凹部壁，以至少部分地限定间隔件中的凹部(即，间隔件200的凹部206)，并且该一个或多个凹部壁可以是任何合适的尺寸、形状、构型、构造和/或布置。在所示的示例性实施例中，凹部206至少部分地分别由内凹部壁250和外凹部壁252限定，其中内凹部壁大致是直的，而外凹部壁具有弯曲构造。此外，凹部端壁254可以选择性地在内凹部壁和外凹部壁之间延伸，由此形成凹部206的周边。此外，诸如活塞106的肋180-184的一个或多个肋(未示出)可以从内凹部壁250和外凹部壁252延伸和/或在内凹部壁250和外凹部壁252之间延伸，以互相连接或以其它方式支撑内凹部壁250和外凹部壁252，由此提高凹部206的性能和/或耐用性。

根据本发明主题的凹部可以具有任何尺寸、形状和/或构造，但是其尺寸优选地形成为接收且配合地接合对应的突起，如上已经详细地说明的。此外，这样的凹部(例如，凹部118和206)可以具有任何合适的深度尺寸，例如在图8、9和12中用参考尺寸D1表示的尺寸。此外，这样的凹部可以直接从活塞或间隔件的下壁或底壁(例如，壁162和228)形成。或者，这样的凹部可以从相对于下壁或底壁间隔开设置的壁或表面开始，例如在图8、9和12中用参考尺寸D2表示的尺寸。

另外，应当理解，形成或以其它方式至少部分地限定凹部(例如，凹部118和206)的一个或多个壁、肋和/或其它特征可以选择性地是比部件的其它壁更加坚固的构型。也就是，诸如活塞106和/或间隔件200的部件可以由诸如纤维增强热塑性塑料的合适材料模制而成，其中壁的主要部分具有大致相同的标称壁厚，和注塑成型领域中通常的实践一样。然而，为了提高部件中形成的凹部的性能和载荷传递能力，限定凹部或以其它方式与凹部(例如，凹部118和206)相关的一个或多个壁和/或肋可以选择性地具有与部件的其它壁和/或特征的标称壁厚相比从大约150％到大约300％(或者更大)的壁厚。作为更具体的实例，形成活塞106的壁(例如，第一端壁154、外侧壁156、第二端壁162、内侧壁164以及支撑壁170和172)可以具有从例如大约0.010英寸到大约0.015英寸的标称壁厚。而至少部分地形成凹部118的壁、肋和/或其它特征，例如内凹部壁176和外凹部壁178和/或一个或多个肋180-184，可以选择性地具有增大的标称壁厚，例如从大约0.015英寸到大约0.035英寸。从而，在一个优选实施例中，形成或以其它方式至少部分地限定凹部(例如，凹部118和206)的一个或多个壁、肋和/或其它特征所具有的标称壁厚比分别形成诸如活塞204和间隔件200的部件的其它壁的主要部分的标称壁厚至少大50％。

如本文中参考某些元件、部件和/或结构(例如，“第一端部构件”和“第二端部构件”)时所用到的，序数仅仅表示多个中的不同个体，并不是暗示任何顺序或序列，除非语言文字上有特别限定。此外，本文中所使用的术语“气体”宽泛地涉及任何气态或蒸汽流体。最常用的是，空气用作悬架系统及其部件的工作介质，如本文所述。然而，应当理解，还可以可替代地使用任何合适的气态流体。

虽然已经参考前述实施例说明了本发明，并且已重点说明了所公开实施例的结构和该实施例的部件之间的相互结构关系，但是应当理解，可做出其它实施例，并且可以在不脱离本发明的原理的情况下在所示出和说明的实施例中进行许多改变。显然，本领域技术人员在阅读和理解了前述详细说明之后将会想到各种变型和修改。因此，可以清楚地理解，前述说明下的内容可解释为仅仅用来举例说明本发明，而不是限制本发明。因此，希望将本发明解释为包括落入所附权利要求的范围内的所有这样的变型和修改及其任何等效。

Claims (21)

1.一种活塞，其用于形成相关气体弹簧组件并且用来接合相关结构支撑构件的相关突起，所述活塞包括：

第一端部，其包括第一端壁，所述第一端壁用来接合相关气体弹簧组件的相关柔性套筒；

相对的第二端部，其包括第二端壁，所述第二端壁用来邻接地接合相关结构支撑构件，所述第二端部相对于所述第一端部成纵向地间隔开的关系设置，使得所述第一端部和所述第二端部之间延伸有中心轴线；

外侧壁，其至少部分地在所述第一端部和所述第二端部之间延伸，并且用来使相关柔性套筒沿着所述外侧壁转动；

内侧壁，其相对于所述外侧壁成径向向内间隔开的关系设置，使得在所述内侧壁和所述外侧壁之间至少部分地限定了室；

第一支撑壁和第二支撑壁，其从所述内侧壁延伸至所述外侧壁，使得所述室被所述第一支撑壁和所述第二支撑壁至少部分地分割；以及

第一凹部壁和第二凹部壁，其定位在所述内侧壁和所述外侧壁之间，所述第一凹部壁和所述第二凹部壁在所述第一支撑壁和所述第二支撑壁之间延伸并且彼此径向地间隔开，以至少部分地限定凹部，所述凹部用来接收相关结构支撑构件的相关突起，使得作用在所述活塞上的侧向载荷能够被传递至相关突起。

2.根据权利要求1所述的活塞，其中，所述室具有朝向所述第二端部形成的敞开端部，并且所述凹部至少部分地设置在所述室内并且能够从所述敞开端部接近。

3.根据权利要求1所述的活塞，其还包括连接所述内侧壁和所述第一凹部壁的一个或多个支撑肋。

4.根据权利要求1、2或3所述的活塞，其还包括连接所述第一凹部壁和所述第二凹部壁的一个或多个支撑肋。

5.根据权利要求1、2或3所述的活塞，其还包括连接所述第二凹部壁和所述外侧壁的一个或多个支撑肋。

6.根据权利要求1、2或3所述的活塞，其中，所述内侧壁和所述外侧壁具有第一标称厚度，并且所述第一凹部壁和所述第二凹部壁中的至少一个具有第二标称厚度，所述第二标称厚度比所述内侧壁和所述外侧壁的所述第一标称厚度至少大50％。

7.根据权利要求6所述的活塞，其中，所述第一标称厚度在从大约0.010英寸到大约0.015英寸的范围内，并且所述第二标称厚度在从大约0.015英寸到大约0.035英寸的范围内。

8.一种气体弹簧组件，其用于在相关结构部件上使用，所述相关结构部件具有用于抵抗侧向作用载荷的相关突起，所述气体弹簧组件包括：

第一端部构件；

第二端部构件，其与所述第一端部构件间隔开并且用于沿着相关结构部件操作地关联使用；以及

柔性壁，其固定在所述第一端部构件和所述第二端部构件之间并且在所述第一端部构件和所述第二端部构件之间至少部分地限定了弹簧室；

所述第二端部构件包括：

第一端部壁和第二端部壁，其相对于彼此成间隔开的关系设置，使得所述第一端部和所述第二端部之间形成有中心轴线；

轴向地延伸的外壁，其包括外壁表面，所述外壁表面用于使所述柔性壁沿着所述外壁表面转动；

轴向地延伸的内壁，其从所述外壁径向地向内定位，使得在所述外壁和所述内壁之间形成腔体；

径向地延伸的两个或更多个支撑壁，其连接在所述内壁和所述外壁之间；以及

凹部壁，其在所述两个或更多个支撑壁的相邻支撑壁之间延伸，并且在相邻支撑壁之间至少部分地限定了凹部，所述凹部操作地接收相关突起，由此将作用在所述第二端部构件上的侧向载荷传递至相关结构部件，其中相关突起沿着相关结构部件设置。

9.根据权利要求8所述的气体弹簧组件，其中，所述第二端部构件包括至少两个凹部，所述至少两个凹部设置在所述第二端部构件的圆周地相对的侧部上。

10.根据权利要求8或9所述的气体弹簧组件，其还包括外部安装支架，所述外部安装支架用于在不使用延伸通过相关结构部件中的通道的紧固件的情况下在相关结构部件上固定所述第二端部构件。

11.根据权利要求10所述的气体弹簧组件，其中，所述第二端部构件包括圆周地间隔开的至少两个通道，所述至少两个通道用来接收紧固件，以使得所述第二端部构件和所述外部安装支架相互连接，由此将所述第二端部构件固定到相关结构构件上，其中所述凹部接收地接合相关突起。

12.根据权利要求8或9所述的气体弹簧组件，其中，所述第二端部构件的所述凹部壁是第一凹部壁，并且所述第二端部构件包括第二凹部壁，所述第二凹部壁相对于所述第一凹部壁成径向地间隔开的关系设置，使得在所述第一凹部壁和所述第二凹部壁之间至少部分地形成所述凹部。

13.根据权利要求12所述的气体弹簧组件，其中，所述第二端部构件包括至少一个支撑肋，所述至少一个支撑肋在所述第一凹部壁和所述第二凹部壁之间延伸并且操作成在侧向施加的载荷下使得所述第一凹部壁和所述第二凹部壁相对于彼此的侧向位移最小。

14.一种间隔件，其用于以相对于具有相关突起的相关结构部件成间隔开的关系支撑相关气体弹簧组件的相关端部构件，所述间隔件包括：

第一侧部，其用于与相关端部构件邻接地互相接合，使得作用在相关端部构件上的侧向载荷能够被传递至所述间隔件；

相对的第二侧部，其用于与相关结构部件邻接地接合；以及

凹部，其能够从所述第二侧部接近并且用于操作地接收相关突起，以将侧向作用载荷从相关端部构件传递至相关结构部件。

15.根据权利要求14所述的间隔件，其中，相关端部构件包括形成到相关端部构件中的相关腔体，并且所述间隔件还包括从所述第一侧部突出的引导件，所述引导件的尺寸形成为与相关通道配合地相互接合，以使得所述间隔件与相关端部构件相互连接。

16.根据权利要求14所述的间隔件，其还包括彼此成径向地间隔开的关系设置的第一凹部壁和第二凹部壁，并且在所述第一凹部壁和所述第二凹部壁之间至少部分地限定所述凹部。

17.根据权利要求16所述的间隔件，其还包括一个或多个支撑肋，所述一个或多个支撑肋连接所述第一凹部壁和所述第二凹部壁。

18.根据权利要求14、15、16或17所述的间隔件，其还包括间隔件本体和延伸部，所述间隔件本体至少部分地由多个相对的侧壁限定，所述延伸部沿着所述侧壁中的一个从所述间隔件本体突出，所述凹部相对于所述间隔件本体成侧向间隔开的关系形成到所述延伸部中，并且能够从所述第二侧部接近。

19.一种气体弹簧和间隔件组件，其用于沿着相关结构部件进行固定，所述相关结构部件具有从所述相关结构部件延伸的相关突起，所述气体弹簧和间隔件组件包括：

第一端部构件；

第二端部构件，其相对于所述第一端部构件成纵向地间隔开的关系设置并且包括背离所述第一端部构件的第一表面；

柔性壁，其固定在所述第一端部构件和所述第二端部构件之间并且在所述第一端部构件和所述第二端部构件之间至少部分地限定了弹簧室；以及

间隔件，其包括第一侧部、第二侧部以及能够从所述第二侧部接近的凹部，所述第一侧部包括第一表面，所述第一表面用于邻接地接合所述第二端部构件的所述第一表面，并且所述第二侧部包括第二表面，所述第二表面用于邻接地接合相关结构部件，所述凹部操作成接收相关突起，并由此将作用在所述第二端部构件上的侧向载荷传递至相关结构部件，其中相关突起沿着相关结构部件设置。

20.根据权利要求19所述的气体弹簧和间隔件组件，其中，相关端部构件包括具有相关最大尺寸的相关最外侧周边范围，并且所述间隔件具有横穿延伸的最大尺寸，所述最大尺寸小于相关端部构件的相关最大尺寸，从而在使用时，所述间隔件保持在相关端部构件的相关最外侧周边范围内。

21.根据权利要求19或20所述的气体弹簧和间隔件组件，其还包括外部安装支架，所述外部安装支架用于在不使用延伸通过相关结构部件中的通道的紧固件的情况下在相关结构部件上固定所述第二端部构件。

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