CN102821984A - 具有集成的控制阀的空气弹簧布置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气弹簧布置，具有：至少一个集成的控制阀（8），用于为形成在外管（1）、滚动管（3）和将外管和滚动管相连接的空气弹簧伸缩囊（6）之间的压力室（7）加载压缩空气，其中能利用多个切换位置通过同样集成的机械的操纵件取决于空气弹簧行程来控制该控制阀（8）以进行水平面调节，其中机械的操纵件包括在外管（7）或滚动管（3）方面在端侧固定的压缩弹簧（10），该压缩弹簧的远端端部和位于对面地布置在滚动管（3）或外管（1）上的控制阀（8）的操纵挺杆（9）共同作用。

Description

具有集成的控制阀的空气弹簧布置

技术领域

本发明涉及一种空气弹簧布置，具有：至少一个集成的控制阀，用于为形成在外管、滚动管和布置在外管和滚动管之间的空气弹簧伸缩囊之间的压力室加载压缩空气，其中能利用多个切换位置通过同样集成的机械的操纵件取决于空气弹簧行程来控制该控制阀以进行水平面调节。

背景技术

本发明的应用领域尤其扩展至汽车技术。例如在商用车的行走机构的范围内使用了减振器，该减振器包括大多为液压的减振元件和与其共同作用的空气弹簧布置。在集成结构方式的意义上，减振元件通常具有容器管，该容器管与空气弹簧的滚动管连接，其中滚动管通过作为滚动式伸缩囊起作用的空气弹簧伸缩囊与同心地且相对于滚动管轴向可运动地布置的外管相连接。空气弹簧伸缩囊、滚动管以及外管限定了处于用于实现弹性的气压下的压力室。

例如，驾驶室的悬架装置在商用车的行走机构上配备了这种减振器，以便使在道路上通过轮悬架装置引导至行走机构中的振动与驾驶室保持尽可能远。

LK：

由DE 44 09 252得到一种用于商用车的空气弹簧布置，其中在内部布置了用于输入和排出压缩空气的控制阀，通过同样布置在内部的操纵件根据高度水平能控制该控制阀。当空气弹簧下降至最低高度水平时，为了再次产生弹簧特性，压力室通常向空气弹簧布置输送压缩空气。相反地，当应该减小空气弹簧布置的高度水平时，进行压力室的排气。

为此，在该现有技术中，控制阀由两个单个阀组成，其中一个布置在外管上而一个布置在相对于外管可运动的滚动管上。操纵件由半刚性的调节杆组成，通过该调节杆这样交替地操纵两个单个阀，即当一个单个阀关闭时，另一个单个阀打开。当然，操纵件由于相当大的纵向延伸距离以及相当多的单个部件而显得特别昂贵。

由DE 102 00 553 C1已知了另一种空气弹簧布置，其中使用了一个唯一的控制阀，除了位于内部的压力室的进气和排气外，该控制阀也还实现了中间的关闭位置。控制阀通过同样集成的操纵件控制，该操纵件接合在两个相对彼此可运动的空气弹簧组件外管和滚动管上。操纵件在此具有一个短于空气弹簧布置的行程长度的结构长度。控制元件被弹簧相对于相对彼此可运动的空气弹簧组件之一预加应力，其中控制元件相对于空气弹簧组件浮动地支承。其力方向反向于第一弹簧起作用的第二弹簧在此范围内共同决定了控制元件的位置。

在这种情况下，用于水平面调节的控制阀的操纵件具有相当长的工作范围。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种空气弹簧布置，其控制阀可以利用坚固且结构紧凑的机械的操纵件来精确地致动。

以根据权利要求1的前序部分所述的空气弹簧布置为出发点联系其特征部分实现该目的。随后的从属权利要求反映了本发明的有利的改进方案。

本发明包括这样的技术教导，即至少一个控制阀的机械的操纵件包括在外管或滚动管方面在端侧固定的压缩弹簧，该压缩弹簧优选共轴地包围中心的液压的减振体，其中该压缩弹簧的端部与沿轴向位于对面地布置在滚动管或外管上的控制阀的操纵挺杆共同作用。

根据本发明的解决方案的优点特别在于，即利用了由空气弹簧布置的内部压力室提供的结构空间，以便在其中安置机械的操纵件。必须相对于工作区域仅在短的区域内操纵根据本发明的控制阀。此外，为了进气或排气而关闭或打开控制阀。换句话说，根据本发明的解决方案的重点在于，将压缩弹簧固定在外管或滚动管上并且在位于对面的构件、即滚动管或外管中布置控制阀。

控制阀应该优选设计为三位三通换向阀且具有切换位置、即排气、关闭位置以及进气，以便精确地调节空气弹簧布置的压力室内部的压缩空气加载。通过三位三通换向阀可以结构紧凑地执行这些切换功能。

如果压缩弹簧在空气弹簧行程的移出位置中未接触控制阀的操纵挺杆时，则控制阀优选地占据切换位置排气。相反地，如果压缩弹簧在空气弹簧行程的移入位置中完全把控制阀的操纵挺杆压入，则控制阀优选地占据切换位置进气。由此可以实现特别精确的转换。在两个前述的切换位置之间的位置则对应于关闭的切换位置，其中既不进行进气也不进行排气。此外，还可以实现在进气和/或排气时用于期望的流动特性的通路节流。

根据一个改进本发明的措施，压缩弹簧通过预加应力部件保持在预加应力状态中。在此，预加应力应该测定为这样大，即压缩弹簧借助于接触操纵挺杆来触发对控制阀的操纵，以便实现仍然是精确的切换过程。利用预加应力达到的优点在于，压缩弹簧的长度以及力特性由此不能再损害控制阀的操纵件的零点位置的精度。尤其可以由此补偿压缩弹簧中的制造公差。这样设计该预加应力部件，即尽管限制了压缩弹簧的弹出，但仍能够弹入。压缩弹簧应该被预加应力到这样的程度，即当控制阀完全转换至其它切换位置中时，操纵挺杆在接触后立即运动，而预加应力部件随后才被推入。

根据一个优选的实施方式，预加应力部件应该由共轴地形成在外管或滚动管上的管上部部件和能相对于管上部部件伸缩式地运动的管下部部件组成，压缩弹簧在端侧支承在管下部部件上。

根据本发明的解决方案的一个可替换的实施方式，控制阀可以不由三位三通换向阀而是由两个分开的两位两通换向阀组成。在此应该通过一个两位两通换向阀进行压力室的进气，而通过另一个两位两通换向阀进行压力室的排气。沿轴向方向看，两个两位两通换向阀可以伴随着相对彼此的高度差t布置在空气弹簧布置的内部，以便实现在切换位置进气和排气之间的固定路程（Totweg），从而确保控制阀的确定的切换位置。

根据进一步改进本发明的措施设计为，即进气或/和排气的两位两通换向阀的操纵挺杆具有至少一个优选设计为凹部的流动通道，该流动通道形成用于加载压力室的节流位置，以便通过该简单的制作工艺上的措施调节期望的流动特性。然而，可替换地还可以在阀盘或阀壳体中形成这种流动通道。

根据改进本发明的其它措施设计为，排气的两位两通换向阀的操纵挺杆由具有补偿弹簧的能移动的承压件形成，这是因为仅当排气阀被完全阻止时，与预加应力的压缩弹簧共同作用的预加应力部件才松弛。由此避免了损坏控制阀的操纵件。

根据机械的操纵件的另一个有利的实施方式设计为，在此设计为三位三通换向阀的控制阀不是被挤压地而是利用拉出装置操纵。该拉出装置具有包围压缩弹簧的、具有阶梯式孔的壳体，在壳体中以在端侧向外伸出的方式布置了拉杆，该拉杆与位于内部的压力室共同作用。在这种拉出装置中，实际上可以在无阻力地情况下把拉杆压入壳体中，并随后向外拉出直至拉杆的位于内部的盘状的端部在端侧碰撞到压缩弹簧上。在后续的过程中，优选地预加应力的压缩弹簧的弹力起作用。该预加应力可以大到拉出装置能在没有其它的弹出的情况下转换控制阀的程度。当控制阀被转换时，拉出装置通过预加应力的压缩弹簧的变形而松弛。

附图说明

下面借助于附图利用对本发明的优选的实施例的描述共同详细描述其它改进本发明的措施。附图示出：

图1示出第一实施方式中的穿过具有机械的操纵件的空气弹簧布置的纵向剖视图；

图2示出第二实施方式中的穿过具有机械的操纵件的空气弹簧布置的纵向剖视图；

图3示出第三实施方式中的穿过具有机械的操纵件的空气弹簧布置的纵向剖视图；

图4是图3中控制阀的用于进气的区域中的细部视图；

图5是图3中控制阀的用于排气的区域中的细部视图；以及

图6是穿过用于控制阀的可替换的操纵件的纵向剖视图。

具体实施方式

根据图1的空气弹簧布置基本上由具有上部固定环2的外管1组成，该外管位于具有相应的下部固定环4的滚动管3对面。固定环4在此是液压减振器5的组成部件，减振器5共轴地由外管1和滚动管3包围。由弹性体材料组成的空气弹簧伸缩囊在外管1和滚动管3之间延伸，该空气弹簧伸缩囊根据空气弹簧行程在滚动管3的外表面上展开。由外管1、滚动管3以及空气弹簧伸缩囊6形成了压力室7，该压力室利用压缩空气加载，由此满足了空气弹簧布置的空气弹簧功能。为了实现压力室7的压力加载，设置了位于内部的控制阀8，此处该控制阀设计为三位三通换向阀，且具有切换位置、即排气、关闭以及进气。

集成的控制阀8由同样集成的机械的操纵件取决于空气弹簧行程来致动，该操纵件由配属于控制阀8的操纵挺杆9以及在滚动管3方面在对面固定的压缩弹簧10组成。

在该布置中，当压缩弹簧10在其移出的松弛位置中恰好不接触控制阀8的操纵挺杆9时，控制阀8则占据此处明显的切换位置排气。为了保证在压缩弹簧10的远端端部和操纵挺杆9的远端端部之间的可靠的机械接触，在这两个构件之间设置了接触垫片11，该接触垫片在压缩弹簧10方面固定。

当压缩弹簧10在沿着空气弹簧行程的移入位置中完全把控制阀8的操纵挺杆9压入时，则控制阀8进入切换位置进气中。在空气弹簧行程的移出和移入位置之间的行程范围s中，控制阀8占据了关闭的切换位置，该位置对应于控制阀8的中间位置。

在图2示出的空气弹簧布置的实施方式中，设置了用于作用于操纵挺杆9上的压缩弹簧10的预加应力部件。预加应力部件由共轴地形成在外管1上的管上部部件12组成，该管上部部件和管下部部件13一起形成了伸缩式布置。在管下部部件13的远端端部上设置了径向向内定向的、用于在端侧支承布置在内部的压缩弹簧10的凸出部。通过该预加应力部件产生的预加应力测定为这样大，即压缩弹簧10借助于接触操纵挺杆9来触发对控制阀8的操纵。这样可以补偿弹簧参数的由制造引起的公差。

在图3示出的空气弹簧布置的实施方式中，取代了用于控制阀的三位三通换向阀而使用了两个分开的、都布置在滚动管3上的两位两通换向阀8a和8b。两位两通换向阀8a仅用于压力室7的进气，而另一个两位两通换向阀8b仅用于压力室7的排气。两个两位两通换向阀8a和8b伴随着相对彼此的高度差t布置，以便实现在切换位置进气和排气之间的、对应于关闭的切换位置的固定路程。

为两个换向阀8a和8b分配了各一个操纵挺杆9a或9b。

对进气的两位两通换向阀8a来说像图4中示出地那样，在所属的操纵挺杆9a中形成了至少一个流动通道14，该流动通道形成用于压力室7中来自压力介质供给件（未示出）的进气路径的节流位置，根据空气弹簧布置的期望的流动特性来测定该节流位置。

从两位两通换向阀8a的供给压力连接线S出发通过阀座15直至压力室7进行进气。如果操纵挺杆9a未被压缩弹簧10操纵，则复位弹簧16使阀座15保持在关闭位置中。

在图5示出的排气的两位两通换向阀8b的细部视图中，操纵挺杆9b由具有连接在其上的补偿弹簧18的、沿阀操纵方向能移动的承压件17形成。为了排气，压力介质从空气弹簧布置中经过阀座19从排气开口R中流出到大气中。还设置了至少一个流动通道（在图示中设计在壳体中），以便为从压力室7至大气中的排气路径形成节流件。

根据图6，用于在此设计为三位三通换向阀的控制阀8的操纵件根据拉出装置的类型设计。该拉出装置在外管1方面铰接，并基本上由包含阶梯状内孔的壳体19形成，该壳体包含压缩弹簧10，该压缩弹簧由于阶梯状孔而被预加应力。被预加应力的压缩弹簧10和拉杆20共同作用，该拉杆20利用其远端端部操纵控制阀8。在此需克服通过阀弹簧21施加的切换力，该阀弹簧布置在控制阀8和-此处仅示意性示出的-滚动管3之间。

本发明不局限于上述的实施例。更确切地说也可以考虑对此的变型，该变型包括在从属权利要求的保护范围内。因此例如还可以把控制阀定位在外管1方面并把在此共同作用的压缩弹簧10固定在滚动管3的侧面上。

参考标号表

1  外管

2  上部固定环

3  滚动管

4  下部固定环

5  减振器

6  空气弹簧伸缩囊

7  压力室

8  控制阀

9  操纵挺杆

10 压缩弹簧

11 接触垫片

12 管上部部件

13 管下部部件

14 流动通道

15 阀座

16 复位弹簧

17 承压件

18 补偿弹簧

19 壳体

20 拉杆

21 阀弹簧

s  行程范围

t 高度差

S 供给压力连接线

R 排气开口

Claims (15)

1.一种空气弹簧布置，具有：至少一个集成的控制阀（8），用于为形成在外管（1）、滚动管（3）和将所述外管和所述滚动管相连接的空气弹簧伸缩囊（6）之间的压力室（7）加载压缩空气，其中能利用多个切换位置通过同样集成的机械的操纵件取决于空气弹簧行程来控制所述控制阀（8）以进行水平面调节，其特征在于，所述机械的操纵件包括在所述外管（1）或所述滚动管（3）方面在端侧固定的压缩弹簧（10），所述压缩弹簧的端部和位于对面地布置在所述滚动管（3）或所述外管（7）上的所述控制阀（8）的操纵挺杆（9）共同作用。

2.根据权利要求1所述的空气弹簧布置，其特征在于，所述控制阀（8）设计为三位三通换向阀且通过所述切换位置、即排气、关闭以及进气来调节所述压力室（7）的压缩空气加载。

3.根据权利要求2所述的空气弹簧布置，其特征在于，如果所述压缩弹簧（10）在所述空气弹簧行程的移出位置中未接触所述控制阀（8）的所述操纵挺杆（9），则所述控制阀（8）占据切换位置排气。

4.根据权利要求2所述的空气弹簧布置，其特征在于，如果所述压缩弹簧（10）在所述空气弹簧行程的移入位置中完全把所述控制阀（8）的所述操纵挺杆（9）压入，则所述控制阀（8）占据切换位置进气。

5.根据权利要求2所述的空气弹簧布置，其特征在于，在所述空气弹簧行程的所述移出位置和移入位置之间的行程范围（s）中，所述控制阀（8）占据关闭的切换位置。

6.根据权利要求1所述的空气弹簧布置，其特征在于，预加应力部件使作用于所述操纵挺杆（9）的所述压缩弹簧（10）保持在预加应力的状态中。

7.根据权利要求6所述的空气弹簧布置，其特征在于，预加应力测定为这样大，即所述压缩弹簧（10）借助于接触所述操纵挺杆（9）来触发对所述控制阀（8）的操纵。

8.根据权利要求7所述的空气弹簧布置，其特征在于，所述预加应力部件由共轴地形成在所述外管（1）或所述滚动管（3）上的管上部部件（12）和能相对于所述管上部部件伸缩式地运动的管下部部件（13）组成，所述压缩弹簧（10）在端侧支承在所述管下部部件上。

9.根据权利要求1所述的空气弹簧布置，其特征在于，所述控制阀（8‘）由两个分开的两位两通换向阀（8a，8b）组成，其中所述一个两位两通换向阀（8a）用于所述压力室（7）的进气，而所述另一个两位两通换向阀（8b）用于所述压力室的排气。

10.根据权利要求9所述的空气弹簧布置，其特征在于，在两个两位两通换向阀（8a，8b）之间存在用于实现在切换位置进气和排气之间的固定路程的高度差（t）。

11.根据权利要求9所述的空气弹簧布置，其特征在于，进气或/和排气的所述两位两通换向阀（8a，8b）的所述操纵挺杆（9a，9b）具有至少一个流动通道（14），所述流动通道形成用于加载或/和排空所述压力室（7）的节流位置。

12.根据权利要求11所述的空气弹簧布置，其特征在于，所述至少一个流动通道设计在所述两位两通换向阀（8a，8b）的壳体中。

13.根据权利要求10所述的空气弹簧布置，其特征在于，排气的所述两位两通换向阀（8b）的所述操纵挺杆（9b）由具有补偿弹簧（18）的能移动的承压件（17）形成。

14.根据权利要求3所述的空气弹簧布置，其特征在于，所述控制阀（8）通过包括圆柱形壳体（19）的拉出装置组成，所述圆柱形壳体具有位于内部的压缩弹簧（10）和在端侧向外伸出的拉杆（20），以便实现所述控制阀（8）的拉出的操纵。

15.根据权利要求14所述的空气弹簧布置，其特征在于，所述控制阀（8）的切换力通过布置在所述滚动管（3）或所述外管（1）和所述控制阀（8）之间的阀弹簧（21）施加。

Images