CN103079847B - 具有弹性活塞支承件的空气弹簧支柱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的空气弹簧支柱，该空气弹簧支柱具有由空气弹簧膜盒所包围的工作腔和居中设置的可伸缩的阻尼器，其中，该空气弹簧膜盒固定在空气弹簧盖和与阻尼器缸（5）相连接的空气弹簧活塞上并且可以在该空气弹簧活塞的外侧卷起，其中，该空气弹簧活塞在其上端部并在所述卷边上方通过弹性支承件与阻尼器缸相连接并且弹性支承件由弹性体构成，该弹性体设置在位于阻尼器缸上的套环和设置于空气弹簧活塞上的凸缘之间，其中，位于阻尼器缸上的套环设置在阻尼器缸的活塞杆侧的端部下方。

Description

具有弹性活塞支承件的空气弹簧支柱
技术领域
本发明涉及一种空气弹簧支柱/空气弹簧滑柱组件，也就是一种用于汽车的空气弹簧-阻尼器-装置，该空气弹簧支柱具有工作腔和可伸缩的阻尼器，所述工作腔由利用弹性体材料构成的空气弹簧膜盒至少部分包围，所述阻尼器居中地至少部分设置在所述工作腔内部，所述阻尼器具有壳体和活塞杆，所述壳体形成为阻尼器缸并附带有位于内部的阻尼活塞，所述活塞杆与所述阻尼活塞相连接，其中，空气弹簧膜盒在其一个端部固定在空气弹簧盖上，并且在其另一个端部以形成卷边的方式固定在与阻尼器缸相连接的空气弹簧活塞上并且可以在该空气弹簧活塞的外侧上卷起。
背景技术
一方面，空气弹簧盖和活塞杆一般通过共同的紧固系统与车体相连，而另一方面，阻尼器缸与行驶机构、即簧下质量相连。
具有空气弹簧的弹簧支柱现今尤其在乘用车中起到令人特别舒适的弹性元件的作用并确保在存在悬架装置情况下的行驶舒适性，该悬架装置可以根据道路状况在“软”和“硬”的悬挂特性之间进行匹配。空气弹簧系统或高度控制系统在此由空气弹簧支柱、空气供给系统以及可切换的或固定调整的气动控制元件构成，并且为此在各种情况下都具有电子控制装置，所述空气弹簧支柱用于每个车轮或至少用于每个车轴并包括空气弹簧和阻尼器单元，所述空气供给系统具有压缩机、储存器和可再生的干燥器。
空气弹簧支柱在现有技术中在公开范围内对于由横向力、也就是由垂直于空气弹簧的轴线的行驶机构力所导致的运动或转向是灵敏的。
尤其在空气弹簧支柱较长时，起作用的横向力导致非常小的、但是仍然可测的纵向弯曲运动，其中，减震阻尼器和卷起活塞(Abrollkolben)或卷起膜盒(Abrollbalg)相对于彼此偏转。如果在此不采取任何补偿这种纵向弯曲运动的措施或者不设置任何相应的引导装置，那么可能会通过这种运动或力在空气弹簧支柱的结构件内部导致摩擦接触增加并进而导致磨损加大。因此，空气弹簧支柱的结构必须设计成，能够补偿这种运动，而横向力不会在弹簧支柱内产生在弹簧支柱的结构件上的磨损。
为此现有技术，例如DE19508980C1，已经公开了一种方法。在其中所示出的空气弹簧支柱中，壳体、也就是减震阻尼器的阻尼器缸具有焊接在其上的套环，具有相应凸缘的卷起活塞通过由弹性体材料构成的预硫化的环状部件与该套环相连接。该弹性的环使得空气弹簧活塞可以相对于阻尼器缸做一定的摇摆运动，但是不会将由于纵向弯曲运动而提高的摩擦磨损的风险降低到所希望的程度。
DE19908607B4公开了一种这种类型的空气弹簧支柱，其中，空气弹簧盖具有同心的内部导向管，该内部导向管与设置在空气弹簧活塞的膜盒侧的端部上的引导环共同起作用来支承横向力。但是，纵向弯曲运动的减小或吸收要通过增加结构件数量来获得。
附加的效果是，在现有技术中的这种类型的空气弹簧支柱中，根据系统的尺寸或质量，横向力的作用产生不仅在声学上被视为是干扰性的而且还可以对驾驶舒适性起到不利影响的振动和固有频率。
发明内容
由此本发明的目的是，提供一种空气弹簧支柱，其可以毫无问题地吸收横向力并且由此具有控制车轮的特性，可以通过简单的构造成本低廉地制造并且减小了由横向力的作用所产生的振动或固有频率的传递或卷起噪音向汽车内部的传递。
这一目的由独立权利要求的特征部分得到解决。其它具有优点的构成方案在从属权利要求中得到公开。
在此，空气弹簧活塞在其上端部并在卷边上方通过弹性支承件与阻尼器缸相连接。该弹性支承件由弹性体构成，该弹性体设置在位于阻尼器缸上的沿径向向外突出的套环和设置于空气弹簧活塞上的沿径向向内突出的凸缘之间。此外，位于阻尼器缸上的套环设置在阻尼器缸的活塞杆侧的端部下方。
通过阻尼器缸和空气弹簧活塞的连接的这种功能性的和几何形状的构造方式，尤其是由于弹性元件设置在活塞的上部区域中、特别是在卷边上方，使得活塞可以围绕其倾斜的转动中心被推移到空气弹簧力的作用点——也就是，作用在空气弹簧活塞上的并由工作腔内的压力产生的力的作用点——上方。由此，由于转动中心和空气弹簧力的作用点之间所产生的小的力臂，产生了一种在所有工作条件下和对于整体型活塞都抗纵向弯曲、也就是只允许在可接受的小范围内进行纵向弯曲运动的稳定装置。在这里所述的结构上的转变中，活塞在上部区域中被拉长并且在该区域内支承在橡胶支承件上，但完全在阻尼器缸的活塞杆侧的端部下方与阻尼器缸相连接。由此可以利用弹性支承件用于隔音的优点，而不必舍弃活塞的整体型的结构形式。
具有优点的改进方案在于，位于阻尼器缸上的套环焊接或气密地压制到阻尼器缸上。这种简单的制造方法或连接方法是非常廉价的并且在此就已足够。设置在空气弹簧活塞上的凸缘可以简单地通过翻边或通过卷边(anrollen)来制造。
另一具有优点的构成方案在于，弹性体设计为基本环状的空心锥段并且与之靠接的凸缘表面和套环表面具有与之互补的形状。由此产生了在空气弹簧支柱/阻尼器的轴向和纵向上都一样安全的力传递，从而在一种支承结构件内实现了两种功能。
另一由于在材料方面非常简单而具有优点的构成方案在于，弹性体由橡胶构成。橡胶元件此外可以通过不同的混合物和通过添加由不同材料构成的加强层或纤维而在其强度和弹性特性方面随意调整。
另一具有优点的构成方案在于，弹性体通过硫化而与凸缘和/或套环相连。由此产生了一种在由金属或合成材料构成的套环部和凸缘部与橡胶体/弹性体之间的非常简单的并且极其安全的连接。
另一具有优点的构成方案在于，弹性体通过形状锁合的榫槽连接与凸缘和/或套环连接。这可以作为附加的固定方式或作为唯一的固定方式起作用。这样例如橡胶支承件可以作为单独部件制造并且然后与卷起活塞和阻尼器、即凸缘和套环组装在一起。通过在卷起活塞或凸缘中的或在阻尼器缸或套环中的沉割部可以将橡胶支承件例如扣住，以便产生运输安全装置或防止剥离的安全装置。
另一具有优点的构成方案在于，空气弹簧活塞在其下端部通过另一个弹性体支承在阻尼器缸上。这样可以根据力作用点在上部连接和下部支承之间也实现对横向力的直接吸收或例如对作用在空气弹簧支柱上的轴向和横向力的分量的吸收实现合适的分配。这点例如在吸收转向力时可能是重要的。
另一种具有优点的构成方案在于，在空气弹簧活塞和阻尼器缸之间的形成在空气弹簧活塞的上端部处的连接区域中设置有密封件。这样可以在卷起活塞和阻尼器缸之间也通过橡胶支承件自行密封，其中，例如环状环绕的边缘被安装到卷起活塞/凸缘或阻尼器缸/套环的表面上或者安装到弹性体上。
另一种类似的具有优点的构成方案在于，在空气弹簧活塞的下端部处的另一弹性体的区域中设置有密封件。在这种实施方案中，也可以在上部连接和下部支承之间实现在吸收力方面和提供密封功能方面的合适分配。
另一具有优点的构成方案在于，设置在阻尼器缸的套环和空气弹簧活塞的凸缘之间的弹性体形成为环段。例如，三个以120°角距设置的部段——即，三个以空心锥段形式的实际上“单个的”并可能通过环形凸缘相互连接的弹性体——就可以足以吸收在较轻的汽车内的横向和纵向力。由此也以最轻量的结构提供了所希望的功能。
附图说明
下面借助实施例来对本发明进行详细说明。附图示出：
图1示出根据本发明的用于乘用车的空气弹簧支柱；
图2示出根据本发明的用于乘用车的空气弹簧支柱的另一实施例的局部图。
具体实施方式
图1示出用于乘用车的空气弹簧支柱1。空气弹簧膜盒2由利用加强构件加强的橡胶构成并且包围工作腔3。同样在工作腔内部居中设置有可伸缩的阻尼器4，该阻尼器4具有壳体，该壳体形成为阻尼器缸5并附带有未详细示出的位于内部的阻尼活塞，并且该阻尼器4还具有与阻尼活塞相连接的活塞杆6。
空气弹簧膜盒2在其一个上端部固定在空气弹簧盖7上，并且在其另一个下端部以形成卷边8的方式固定在与阻尼器缸5相连接的空气弹簧活塞9上并且可以在该空气弹簧活塞的外侧上卷起。
空气弹簧活塞9在其上端部并在卷边8上方通过弹性支承件10与阻尼器缸5相连接。
弹性支承件10由弹性体11构成，在此，所述弹性体是橡胶体，该弹性体11设置在位于阻尼器缸5上的沿轴向向外突出的套环12和设置于空气弹簧活塞9上的沿轴向向内突出的凸缘13之间。
位于阻尼器缸上的套环12设置在阻尼器缸5的活塞杆侧的端部14下方。位于阻尼器缸5上的套环12被套装并且然后被焊接到阻尼器缸的环绕的台肩上。
弹性体/橡胶体11形成为厚度较大的环状的空心锥段。与之靠接的向外突出的套环12和向内突出的凸缘13的凸缘表面和套环表面与之互补的形状并预硫化。
图2示出根据本发明的用于乘用车的空气弹簧支柱的另一实施例的中心线左侧的中间部分的剖视图，其中，空气弹簧活塞9在其下端部15通过由橡胶构成的另一弹性体16支承在阻尼器缸5上。在橡胶体16的区域中，在空气弹簧活塞的下端部15上设置有密封件17。空气弹簧膜盒2在此由外引导件18支承。
附图标记列表(说明书的一部分)
1空气弹簧支柱
2空气弹簧膜盒
3工作腔
4阻尼器
5阻尼器缸
6活塞杆
7空气弹簧盖
8卷边
9空气弹簧活塞
10弹性支承件
11弹性体/橡胶体
12套环
13凸缘
14活塞杆侧的端部
15空气弹簧活塞9的下端部
16橡胶体
17密封件
18外引导件

Claims (9)

1.一种用于汽车的空气弹簧支柱(1)，该空气弹簧支柱(1)具有工作腔(3)和可伸缩的阻尼器(4)，所述工作腔(3)由利用弹性体材料构成的空气弹簧膜盒(2)至少部分包围，所述阻尼器(4)居中地至少部分设置在所述工作腔(3)内部，所述阻尼器具有壳体和活塞杆(6)，所述壳体形成为阻尼器缸(5)并附带有位于内部的阻尼活塞，所述活塞杆(6)与所述阻尼活塞相连接，其中，所述空气弹簧膜盒(2)在其一个端部固定在空气弹簧盖(7)上，并且在其另一个端部以形成卷边(8)的方式固定在与所述阻尼器缸(5)相连接的空气弹簧活塞(9)上并且能够在该空气弹簧活塞的外侧上卷起，其特征在于，
-所述空气弹簧活塞(9)在其上端部并在卷边(8)上方通过弹性支承件(10)与所述阻尼器缸相连接，
-所述弹性支承件(10)由弹性体(11)构成，该弹性体设置在位于所述阻尼器缸(5)上的沿径向向外突出的套环(12)和设置于空气弹簧活塞(9)上的沿径向向内突出的凸缘(13)之间，
-位于所述阻尼器缸(5)上的所述套环(12)设置在所述阻尼器缸(5)的活塞杆侧的端部(14)下方，
所述弹性体(11)形成为基本环状的空心锥段并且与之靠接的凸缘表面和套环表面具有与之互补的形状。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧支柱，其特征在于，位于所述阻尼器缸(5)上的所述套环(12)焊接或气密压制到所述阻尼器缸上。
3.根据权利要求1或2所述的空气弹簧支柱，其特征在于，所述弹性体(11)由橡胶构成。
4.根据权利要求3所述的空气弹簧支柱，其特征在于，所述弹性体(11)与所述凸缘(13)和/或所述套环(12)通过硫化相连接。
5.根据权利要求1或2所述的空气弹簧支柱，其特征在于，所述弹性体(11)通过形状锁合的榫槽连接与所述凸缘和/或所述套环连接。
6.根据权利要求1或2所述的空气弹簧支柱，其特征在于，所述空气弹簧活塞(9)在其下端部(15)由另一弹性体(16)支承在所述阻尼器缸(5)上。
7.根据权利要求1或2所述的空气弹簧支柱，其特征在于，在所述空气弹簧活塞和所述阻尼器缸之间的形成在所述空气弹簧活塞(9)的上端部处的连接区域中设置有密封件。
8.根据权利要求6所述的空气弹簧支柱，其特征在于，在所述空气弹簧活塞(9)的下端部(15)处的所述另一弹性体(16)的区域中设置有密封件(17)。
9.根据权利要求1或2所述的空气弹簧支柱，其特征在于，设置在所述阻尼器缸(5)的所述套环(12)和所述空气弹簧活塞(9)的所述凸缘(13)之间的所述弹性体(11)形成为环段。
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