CN103857938B - 用于空气弹簧u型波纹管的滚动活塞 - Google Patents

Abstract

一种由塑料构成的用于空气弹簧U型波纹管（19）的滚动活塞，其中该滚动活塞（1）被形成为一个柱塞式活塞并且具有一个优选居中的支撑件（2），该支撑件用于一个在该空气弹簧的轴向方向上起作用的止挡缓冲器（3），其中该支撑件（2）优选是由钢构成并且可以被接纳在该滚动活塞的一个凹陷中并且可以被连接到所述滚动活塞上，该凹陷具有与该支撑件互补的形状。

Description

用于空气弹簧U型波纹管的滚动活塞

技术领域

本发明涉及一种由塑料构成的用于空气弹簧U型波纹管的滚动活塞（Abrollkolben），其中该滚动活塞被设计成一个柱塞式活塞并且具有一个优选是居中安排的支撑件，该支撑件用于一个在该空气弹簧的一个轴向方向上起作用的止挡缓冲器。

背景技术

此种滚动活塞的不同类型在现有技术中是已知的。一方面，存在由钢板制成的相对较重的滚动活塞，这些滚动活塞带有一个完全可用的内部容积并且带有一个末端止挡件、即一个“缓冲器支撑件”（即用于一个止挡缓冲器的一个支撑件，该止挡缓冲器是在该空气弹簧的一个轴向方向上起作用）。该钢板滚动活塞被生产成一个深拉件并且具有一个焊接进的底座件，该深拉件带有用于波纹管接收座的一个锥形密封座，该底座件带有一个焊接上的支撑管。尽管此类带有一个缓冲器支撑件的以钢板制成的活塞具有足够的稳定性以用于承受甚至相对高的负荷或者就紧急运行而言甚至承受车身的下垂，但整个部件相对应地是重的并且生产昂贵。

另一方面，存在相对较轻的一件式塑料活塞。出于节省重量的原因，此类塑料活塞现在也是载重车制造商优选的。然而，就缓冲器支撑件的负荷承载能力而言，即使是由玻璃纤维强化的塑料生产的活塞也几乎不能达到钢制活塞情况下的缓冲器支撑件的强度值、耐久性值以及温度稳定性值。此外，恰恰出于这些原因，塑料活塞的内部容积不能够被使用或者不能够被完全使用。然而，在不可能使用该内部容积的情况下或者在该内部容积仅仅能够被部分使用的情况下，此类设计都具有损失舒适性的一个缺点。于是弹性是相对硬的。

于是现有技术中的替代方案是带有一个可用容积但不带有缓冲器支撑件的两件式塑料活塞，其中行驶系的总体设计于是必须以一种方式重新配置使得缺少的缓冲器支撑件被其他措施所替代。这种空气弹簧活塞例如被EP1862335B1披露。在此，该空气弹簧活塞由一个杯形件和一个覆盖件组成，该杯形件和该覆盖件在它们的壁的区域中被对接焊在一起。在此，该杯形件具有一个基壁，该基壁具有用于连接到车辆车桥上的一个插入件。在此，如说明的，缺点是缺乏一个末端止挡件（缓冲器支撑件）。

DE102007035640A1还披露了一种用于空气弹簧的设计成空心体的柱塞式活塞，该柱塞活塞由彼此气密连接的两个部分、即由带一个底座的一个罐形底部和一个顶部组成。在此也没有提供末端止挡件。

发明内容

因此本发明的目的是要生产一种滚动活塞，该滚动活塞是轻质的并且生产简单，并且该滚动活塞的内部容积就弹性而言是完全可供使用的，并且在该滚动活塞中还集成了一个末端止挡件/缓冲器支撑件，即在该滚动活塞中成功结合了最佳空气容积和舒适性以及在该空气弹簧系统中提供一个集成的末端止挡件。

这个目的是通过主权利要求的特征来实现的。进一步的有利实施例被披露在多项从属权利要求中。

在此，该支撑件是由与该滚动活塞的塑料相比具有明显更高强度的、即还具有明显更高耐热性或温度稳定性的一种材料构成。出于此目的，该支撑件能够以一种模块化的方式被接纳或插入在该滚动活塞中的一个凹陷中并且可以被强制性地和/或摩擦地连接到所述凹陷之上或之中，所述凹陷具有与该支撑件的形状互补的设计。该支撑件优选是由钢或某些其他适合金属构成的。

由此轻质构造（塑料活塞）的优点与对一个缓冲器支撑件的要求相结合，该缓冲器支撑件可以承受最大负荷并且在其整个使用寿命上维持均匀的负荷支承能力。

另一个有利的实施例在于该滚动活塞被设计成一个空心柱塞式活塞，该活塞由一个罐形的活塞底部和一个活塞顶部组成，该活塞顶部被气密地连接到该活塞底部上并且被设计成一个盖件，并且该活塞的内部是被连接到该空气弹簧的内部，并且该活塞具有以下进一步的特征：具有与该支撑件的形状互补设计的凹陷的一个部分被设计成该活塞顶部的一部分并且以便从其盖件开始，而该凹陷的另一个部分被设计成该罐形活塞底部的一部分并且以便从所述底部的底座开始，其中该凹陷的这两个部分彼此邻接并且相互配合以用于接纳该支撑件。

凭借该凹陷的一个部分被设计成该活塞顶部的一部分以及该凹陷的另一个部分被设计成该罐形活塞底部的一部分并且以便从其底部开始的事实，其中该凹陷的这两个部分与该支撑件相互配合以基本上承受惯常安装情形中的轴向作用力，就形成了一个两件式塑料活塞，该活塞的顶部可以具有用于一个空气弹簧波纹管的一个集成密封锥面，并且当该顶部和底部以一种气密方式相连时该活塞形成一个可用的内部容积以及具有非常好的强度特性的一个异常轻质的构造。

另一个有利的实施例在于该支撑件和该凹陷具有互补圆柱形或管状设计并且是被居中地安排在该滚动活塞内。短管同样能够在纵向方向上支承巨大的负荷并且作为空心体仍然是非常轻的。

另一个有利的实施例在于该滚动活塞的内部由多个肋式加强元件加强。由此可能甚至承受横向力或倾斜作用的缓冲器力而毫无问题。通过这样一个实施例，还可以进一步地降低这些管状支撑部分的壁厚。这种效果是通过以下事实被进一步加强的，即：这些肋式加强元件是以一种星形或射线形状安排的，并且这些肋式加强元件还被提供在对应的支撑部分与该活塞壁或盖件壁之间的这些环形空间中。

另一个有利的实施例在于在该活塞外壳处形成该活塞底部与该活塞顶部之间的气密连接，而该凹陷的这两个部分仅仅彼此倚靠。一方面，这导致一种限定的静定力吸收而该部件中没有典型应力，在连续负荷的情况下这些典型应力通常损伤塑料材料。另一方面，在多个同心塑料零件通常采用旋转摩擦焊接的情况下这是有利的。即如果这样一种连接仅仅被形成在该活塞外壳处，则在不同直径的旋转焊接过程中由于不同圆周速度产生的问题将不再存在。

当然，还可以使用其他类型的连接，例如拧紧、夹紧、闩锁或者配备有密封件的多个接头的卷边。然而，这些其他类型的连接通常更加昂贵并且在组装过程中操作更加麻烦，并且因此由摩擦焊接形成的易于生产的对头焊接被恰好推荐用于塑料。因此，该顶部与底部之间用于形成该内部容积的一种气密连接是以一种简单的方式获得的而无需大量的组装设备。

另一个有利的实施例在于一个密封件是被安排在该凹陷的属于该活塞底部的那个部分与该支撑件之间。通过这样一种简单的设计，其中一个O型环优选地被用作一个密封件，就能以少的支出获得该活塞内部的气密闭合。

另一个有利的实施例在于该支撑件具有基本上管状的设计并且被形成为具有用于在该凹陷中定位的多个凸肩或凸缘，并且该支撑件在其下部区域具有一个插入件，该插入件配备有一个螺纹。

另一个有利的实施例在于该活塞底部是通过该支撑件或者通过配备有一个螺纹的该插入件而被连接到行驶系上。装配到该接收座或该接收座的多个部分中的支撑件因此同时用作一个连接元件的作用，该连接元件用于该滚动活塞到该行驶系或车身的连接。这进而简化并且有助于设计并且还允许保护该滚动活塞免于“顶离”。

在这种情况下，该插入件可以被设计成压入该支撑件中的一个金属螺纹衬套或者是压入或拧入的一个金属螺纹螺栓。当然，同样有可能（如果合适的话作为一项额外措施）使该支撑件本身在其下部配备有多个接收座或者凹的或圆顶形的多个凹陷，这些接收座或凹陷可能被形成在一个凸缘或底座中，该凸缘或底座被连接在该支撑件的下部并且被提供用于连接到行驶系。这允许传递压缩力和横向力而无需额外的元件，并且在给定一个适当的实施例的情况下，这产生了一个环形的力传递表面，该力传递表面同样适合用于吸收横向于与该行驶系的一个配对件相互作用的轴线的倾翻力矩，该配对件被居中地安排在这个支撑部分的区域中。这样一个实施例此外还用于在组装过程中对中。

另一个有利的实施例在于该支撑件在该U型波纹管侧上配备有一个碟形板以便接纳该止挡缓冲器。这减少了组装支出并且简化了该空气弹簧盖或上部空气弹簧板的设计，并且该支撑件可以与该止挡缓冲器作为一个单一（单间式）部件被递送（减少单独零件）。当然，如在现有技术中类似设计的情况下迄今为止已经惯用的，还有可能使该止挡缓冲器安排在该空气弹簧盖的内侧上，其结果是该缓冲器与该支撑件的上侧上的一个止挡凸缘相对，该止挡凸缘可能是一个碟形板的形式。

作为一种特别有利的可能性，根据本发明的滚动活塞可以被使用在用于车辆的一个空气弹簧装置中。根据本发明的滚动活塞还可以被使用在一个“空气弹簧模块”内，该空气弹簧模块同样包含一个空气弹簧波纹管和阻尼器并且被递送准备用于安装。

附图说明

将通过一个说明性的实施例以更多细节解释本发明。在附图中：

图1示出了用于空气弹簧的根据本发明的一个滚动活塞

图2以分解附图的形式示出了根据图1的根据本发明的滚动活塞

图3示出了具有根据图1的根据本发明的一个滚动活塞的一个弹簧系统的局部装配图

附图标记说明

1 滚动活塞

2 支撑件

3 止挡缓冲器

4 凹陷

5 活塞底部

6 活塞顶部

7 滚动活塞内部

8 凹陷的一部分

9 凹陷的一部分

10 加强元件

11 加强元件

12 加强元件

13 连接

14 内部连接区域

15 O型环

16 碟形板形式的凸缘

17 插入件

18 穿孔垫圈

19 空气弹簧U型波纹管

20 空气弹簧盖

21 滚动褶皱

具体实施方式

图1示出了用于载重车上的一个空气弹簧U型波纹管的根据本发明的一个滚动活塞1，该滚动活塞被设计为一个空心柱塞式活塞，该滚动活塞具有一个居中安排的支撑件2，该支撑件用于一个止挡缓冲器3，该止挡缓冲器在该空气弹簧的一个轴向方向上起作用，并且其中该支撑件2是由钢构成的，该钢与该滚动活塞的塑料相比具有明显更高的强度。该支撑件被接纳在滚动活塞1中的一个凹陷4中并且被连接到所述活塞上，所述凹陷具有与该支撑件的形状互补的设计。

在这个实施例中，该滚动活塞由一个罐形的活塞底部5和一个活塞顶部6组成，该活塞顶部被气密地连接到该活塞底部5上并且被设计成一个盖件。滚动活塞1的内部7被连接到该空气弹簧的内部或空气弹簧U型波纹管19的内部。

具有与该支撑件的形状互补设计的凹陷4的一个部分8被设计成活塞顶部6的一部分并且以便从其盖件开始，而该凹陷4的另一个部分9被设计成罐形活塞底部5的一部分并且以便从其底座开始。该凹陷的这两个部分8和9彼此邻接并且相互配合以接纳支撑件2。

支撑件2和凹陷4或该凹陷的这两个部分8和9具有互补的管状设计并且被居中地安排在滚动活塞1内。

滚动活塞1的内部由多个肋式加强元件10、11和12加强，这些加强元件以一种适合的方式基本上以一种星形和/或射线形状被安排在该凹陷的对应部分8或9与该活塞壁或盖件壁之间的这些环形空间中。

在该活塞外壳处形成该活塞底部与该活塞顶部之间的气密连接13，而该凹陷的这些管状部分仅仅彼此抵靠、在这种情况下是在内部连接区域14中。

由于这种“彼此倚靠”，则要求一个密封件。在此示出的实施例中，这个密封件被设计为一个O型环15并且以一种非常简单的方式安排在该凹陷的属于活塞底部5的那个部分9与支撑件2之间。

在此，支撑件2也具有基本上管状的设计并且在该波纹管侧配备有一个碟形板形式的凸缘16，该凸缘既用于竖直定位该支撑件2并且还用于接纳止挡缓冲器3。

支撑件2在其下部区域具有一个插入件17，该插入件配备有一个螺纹，并且借助于该插入件该活塞底部5通过一个螺钉或一个螺纹螺栓（在此未具体示出）被连接到行驶系上，在这种情况下使用一个相对应的金属制成的穿孔垫圈18，该垫圈用于确保到活塞底部5的底座上的行驶系的力均匀分布。

图2以一个分解附图的形式示出了根据本发明的滚动活塞1，在该附图中重要的零件都已经被抽出。

图3示出了用于一个空气弹簧装置的一个弹簧系统的局部装配图，该弹簧系统具有根据图1的一个滚动活塞1、相关联的空气弹簧U型波纹管19以及空气弹簧盖20，该空气弹簧盖配备有多个进气装置。

空气弹簧U型波纹管19被气密地连接到滚动活塞1（该滚动活塞被设计成一个柱塞式活塞）的活塞顶部6处，并且在压缩和回弹过程中在滚动活塞1的外部圆周或活塞壁上滚动，从而犹如它体现的那样形成一个滚动褶皱21。

在此，空气弹簧盖20被连接到一个本体（在此未具体示出），并且该插入件18通过一个螺纹螺栓（在此未示出）而被连接到载重车的一个相关联的行驶系零件/车桥拉杆上。

Claims (11)

1.一种由塑料构成的用于空气弹簧U型波纹管的滚动活塞(1)，其中该滚动活塞被设计成一个柱塞式活塞并且具有一个支撑件(2)，该支撑件用于一个在该空气弹簧的一个轴向方向上起作用的止挡缓冲器(3)，其中，

-该支撑件(2)是由一种与该滚动活塞(1)的塑料相比具有明显更高强度的材料构成，并且

-该支撑件(2)能够被接纳在该滚动活塞(1)中的一个凹陷(4，8，9)中并且能够被连接到所述活塞上，所述凹陷具有与该支撑件的形状互补的设计，

其特征在于，

-该柱塞式活塞被设计成一个空心柱塞式活塞，该活塞由一个罐形的活塞底部(5)和一个活塞顶部(6)组成，该活塞顶部被气密地连接到该活塞底部上并且被设计成一个盖件，并且该活塞的内部(7)是被连接到该空气弹簧的内部，该活塞具有以下特征：

-具有与该支撑件的形状互补设计的凹陷(4)的一个部分(8)被设计成该活塞顶部(6)的一部分并且以便朝向该活塞底部延伸，

-该凹陷(4)的另一个部分(9)被设计成该罐形活塞底部(5)的一部分并且以便从所述底部的底座开始朝向该活塞顶部延伸，

其中该凹陷的这两个部分(8，9)彼此邻接并且相互配合以用于接纳该支撑件(2)。

2.如权利要求1所述的滚动活塞，其特征在于，所述支撑件(2)是居中安排的。

3.如权利要求1所述的滚动活塞，其特征在于，所述支撑件(2)是由钢构成。

4.如权利要求1所述的滚动活塞，其中该支撑件(2)和该凹陷(4，8，9)具有互补圆柱形或管状设计并且被居中地安排在该滚动活塞(1)内。

5.如权利要求4所述的滚动活塞，其中该滚动活塞的内部由多个肋式加强元件(10，11，12)加强。

6.如权利要求1至5之一所述的滚动活塞，其中在该活塞外壳处形成该活塞底部(5)与该活塞顶部(6)之间的气密连接(13)，而该凹陷的这两个部分仅仅彼此倚靠(14)。

7.如权利要求6所述的滚动活塞，其中一个密封件(15)是被安排在该凹陷(9)的属于该活塞底部(5)的那个部分与该支撑件(2)之间。

8.如权利要求1所述的滚动活塞，其中该支撑件(2)具有基本上管状的设计并且被形成为具有用于定位的多个凸肩或凸缘，并且该支撑件在其下部区域具有一个插入件(17)，该插入件配备有一个螺纹。

9.如权利要求8所述的滚动活塞，其中该活塞底部(5)是通过该支撑件(2)或者通过配备有一个螺纹的该插入件(17)而被连接到行驶系上。

10.如权利要求1所述的滚动活塞，其中该支撑件在该U型波纹管侧配备有一个碟形板(16)以便接纳该止挡缓冲器(3)。

11.一种用于车辆的空气弹簧装置，该空气弹簧装置具有如权利要求1至10之一所述的滚动活塞。