CN105339697A - 空气弹簧 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的空气弹簧(1)，该空气弹簧具有在空气弹簧盖(2)和空气弹簧卷动活塞(3)之间的被气密夹紧的空气弹簧气囊(4)，该空气弹簧气囊由嵌入了一个或多个加强结构层的弹性体材料制成的复合材料形成，该空气弹簧气囊与空气弹簧盖(2)和空气弹簧卷动活塞(3)形成被压缩空气填充的工作腔(5)的边界，并且该空气弹簧气囊在构成卷褶部(6)的情况下在空气弹簧卷动活塞(3)上卷绕，其中该空气弹簧气囊(4)具有第一部分空气弹簧气囊(8)和第二部分空气弹簧气囊(9)，这两个部分空气弹簧气囊在搭接区域(10)中彼此连接并且具有加强结构层，这些加强结构层相对于空气弹簧纵轴(L)以不同的角度延伸。根据本发明，所述第一部分空气弹簧气囊(8)和第二部分空气弹簧气囊(9)设计为通过能够自由移动的、布置在搭接区域(10)中的夹紧连接机构被分隔开。

Description

空气弹簧
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的空气弹簧，该空气弹簧具有在空气弹簧盖和空气弹簧卷动活塞之间被气密夹紧的空气弹簧气囊，该空气弹簧气囊由嵌入了一个或多个加强结构层/加强织物层的弹性体材料制成的复合材料形成，该空气弹簧气囊与空气弹簧盖和空气弹簧卷动活塞形成被压缩空气填充的工作腔的边界，并且该空气弹簧气囊在构成卷褶部的情况下在空气弹簧卷动活塞上卷动，其中该空气弹簧气囊具有第一部分空气弹簧气囊和第二部分空气弹簧气囊，这两个部分空气弹簧气囊在搭接区域中彼此连接并且具有加强结构层，这些加强结构层相对于空气弹簧纵轴以不同的角度延伸。
背景技术
空气弹簧在大量设计结构中都是已知的，其被安装在行驶机构和车身之间，并具有空气弹簧气囊，该空气弹簧气囊又被紧固在空气弹簧盖和卷动活塞之间。这种空气弹簧在处于内部过压的情况下运行。该空气弹簧气囊在受到载荷时并且在弹性运动时在构成卷褶部的情况下在同轴的空气弹簧活塞的外部轮廓上卷动。这种类型的空气弹簧通常应用于公路行驶车辆或轨道行驶车辆中，以便实现舒适的减振。
在客车领域中的空气弹簧中应用尽可能薄壁的空气弹簧气囊，这是因为这种空气弹簧气囊保证了高的卷动舒适性。为了在这种情况下实现整个系统的足够的承载能力，空气弹簧气囊即空气弹簧或空气缓冲器配备了所谓的外部导向装置，即作为“支承紧身衣”或支承体的、包围该空气弹簧的管状的套筒。因此，例如具有作为支承体的薄的轻金属套筒的薄的空气弹簧气囊能够在取得良好的平顺性特性/冲击特性(Harshness-Verhalten)的同时在高的内部压力并进而在高的承载性能方面得到优化。
由于空间经常不足的关系必要的是，使用不带外部导向装置的空气弹簧。在这种所谓的自由式的或独立式的空气弹簧中，运动学的轴向运动以及气囊固有扭转在空气弹簧盖和空气弹簧卷动活塞之间产生扭转运动。如果空气弹簧气囊设计为交叉层气囊(Kreuzlagenbalg)，则该气囊可以承受具有小扭转角的扭转。但是在大的扭转角时存在的危险是，该加强结构层会遭到损坏。
为了对抗这种危险，例如设有滑动轴承的形式的扭转支承结构。同样根据DE102005045804A1已知一种处于倒置位置的空气弹簧，在这种空气弹簧中空气弹簧气囊支承在支承环上，该支承环通过滚动轴承支承在空气弹簧盖上。
然而所述已知的解决方案具有如下缺点，即通常需要附加的轴向结构空间，并且相配的连接技术使空气弹簧设计更加复杂，并因此还使成本更高。
另外从文献DE102012201104A1中已知一种由两个部分空气弹簧气囊构成的空气弹簧气囊，其中上方的部分空气弹簧气囊如此设计，使得该部分空气弹簧气囊可以承受扭转运动。下方的部分空气弹簧气囊首要满足舒适性的要求，并根据文献DE102012201104A1一方面在卷动活塞外侧上、另一方面在紧固在空气弹簧气囊上的外部导向装置的内侧上卷动，从而通过外部导向装置将所述两个功能区域分隔开。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种用于机动车辆的空气弹簧，该空气弹簧在不影响轴向结构空间的情况下一方面满足舒适性要求、另一方面还允许更大的扭转运动，而不会造成损坏。
所述目的根据本发明通过独立权利要求1的特征实现。本发明优选的实施方式根据从属权利要求说明。
根据本发明，第一部分空气弹簧气囊和第二部分空气弹簧气囊设计为通过一个可自由移动的、布置在搭接区域中的夹紧连接机构被分隔开。对通过这两个部分空气弹簧气囊所表示的功能区域的这种分隔由此也可以在自由的空气弹簧中实现，而无需另外的用于承受扭矩的部件。此外该空气弹簧部件的、尤其是空气弹簧盖的结构是自由的。
根据本发明有利的实施方式，作为夹紧连接机构，设有布置在空气弹簧气囊的内侧上的支承环，该支承环设计为借助于空气弹簧气囊的夹紧环/锁紧圈被定位。因此能够使用简单且低成本的部件来建立该夹紧连接。
第一部分空气弹簧气囊优选地设计为扭转刚度低的褶部，由此第一空气弹簧气囊不仅可以承受扭转力，而且还可以承受万向节式的运动(Kardanikbewegung)。
根据本发明的另一有利的改进方案。支承环被设计为沿径向被空气弹簧盖的轴向突出部导向，由此可以避免空气弹簧过早屈曲/结构失稳。
第一部分空气弹簧气囊优选设计为具有相对于空气弹簧纵轴平行的或近似平行的加强结构层的轴向气囊，第二部分空气弹簧气囊设计为具有相对于空气弹簧纵轴以一角度延伸的加强结构层的交叉层气囊。但另选的实施方式也可以规定，第一部分空气弹簧气囊设计为具有相对于空气弹簧纵轴以第一角度延伸的加强结构的交叉层气囊，而第二部分空气弹簧气囊设计为具有相对于空气弹簧纵轴以第二角度延伸的加强结构的交叉层气囊。因此该空气弹簧可以被分为弹性区域和卷动区域，其中第一部分空气弹簧气囊如此设计，使其减小空气弹簧的扭转刚性，而第二部分空气弹簧气囊适配于舒适性要求。
附图说明
由从属权利要求和下面实施例的说明中以及根据附图说明本发明另外的特征、优点和应用方式。附图示出非常概略的示意图以及剖视图：
图1示出根据本发明的空气弹簧的第一实施例，并且
图2示出根据本发明的空气弹簧的第二实施例。
具体实施方式
图1在示意图和剖视图中示出空气弹簧1的第一实施例，该空气弹簧通过空气弹簧卷动活塞3和空气弹簧盖2安装在机动车的底盘和车身之间。
空气弹簧1具有气密性地固定在空气弹簧盖2和空气弹簧卷动活塞3上的空气弹簧气囊4，该空气弹簧气囊由嵌入了一个或多个加强结构层的弹性体材料制成的复合材料形成，该空气弹簧气囊与空气弹簧盖2和空气弹簧卷动活塞3形成被压缩空气填充的工作腔5的边界，并且该空气弹簧气囊在构成卷褶部6的情况下在空气弹簧卷动活塞3上卷动。
如附图中所示，空气弹簧气囊4的端部区域借助于夹紧环7固定在空气弹簧盖2和空气弹簧卷动活塞3的夹紧段上。
空气弹簧气囊4具有第一部分空气弹簧气囊8和第二部分空气弹簧气囊9，这两个部分空气弹簧气囊在搭接区域10中通过硫化方法彼此连接。为了可以实现这两个部分空气弹簧气囊8、9的不同的功能，这两个部分空气弹簧气囊8、9的加强结构层相对于空气弹簧纵轴L以不同的角度延伸。
则例如第一部分空气弹簧气囊8可以设计为具有相对于空气弹簧纵轴L平行或近似平行的加强结构层的轴向气囊，由此形成弹性的、扭转刚度低的功能区域，该功能区域尤其可以承受或者说吸收扭转运动。
第二部分空气弹簧气囊9设计为具有相对于空气弹簧纵轴L以一角度延伸的加强结构层的交叉层气囊，因此形成扭转刚性的、适配于舒适性要求的卷动区域。
根据另选的实施方式，第一部分空气弹簧气囊8也可以设计为交叉层气囊，其中必须相应地适配加强结构的角度，以便得到预期的弹性。
由图1得知，两个部分空气弹簧气囊8、9通过能自由移动的、布置在搭接区域10中的夹紧连接机构被分隔开。
夹紧连接机构设计为布置在空气弹簧气囊4内侧上的、能自由移动的支承环11，该支承环借助于夹紧环12定位在空气弹簧气囊4中。对由所述两个部分空气弹簧气囊8、9所表示的功能区域的该分隔因此也可以在自由的空气弹簧中简单且低成本地实现，而无需承受增大轴向结构空间的缺点。
压缩空气通过布置在空气弹簧盖2上的空气接口14到达工作腔5中，从而出现预先规定的内部过压。
设计为交叉层气囊的第二部分空气弹簧气囊9在此通过加强结构的交错实现期望的直径。
在与加强结构的角度相对应的内部压力下以及在有效的卷褶部直径与扭转褶部曲率中心相协调的情况下，如上所述可以设计为轴向气囊或交叉层气囊的第一部分空气弹簧气囊8提供扭转刚度低的褶部13，从而第一部分空气弹簧气囊8不仅可以承受或者说吸收扭力，而且可以承受或者说吸收万向节式的运动。
内部支承环11的轴向位置在平衡状态中设置在两个部分空气弹簧气囊8、9之间，或主要由上方的褶部13的设计所确定，其中该褶部13的直径由上方的气囊区域长度以及加强结构的角度所确定。
图2示出第二实施例。该第二实施例的不同之处仅在于，空气弹簧盖2具有轴向的、环绕的突出部15，支承环11沿径向被该突出部引导。由此可以避免空气弹簧1过早地屈曲/结构失稳。
附图标记列表：
1空气弹簧
2空气弹簧盖
3空气弹簧盖卷动活塞
4空气弹簧气囊
5工作腔
6卷褶部
7夹紧环
8部分空气弹簧气囊
9部分空气弹簧气囊
10搭接区域
11支承环
12夹紧环
13褶部
14空气接口
15突出部
L空气弹簧纵轴

Claims (6)

1.用于机动车的空气弹簧(1)，该空气弹簧具有在空气弹簧盖(2)和空气弹簧卷动活塞(3)之间的被气密夹紧的空气弹簧气囊(4)，该空气弹簧气囊由复合材料形成，该复合材料由嵌入了一个或多个加强结构层的弹性体材料制成，该空气弹簧气囊与空气弹簧盖(2)和空气弹簧卷动活塞(3)形成被压缩空气填充的工作腔(5)的边界，该空气弹簧气囊在构成卷褶部(6)的情况下在空气弹簧卷动活塞(3)上卷动，其中该空气弹簧气囊(4)具有第一部分空气弹簧气囊(8)和第二部分空气弹簧气囊(9)，这两个部分空气弹簧气囊在搭接区域(10)中彼此连接并且具有加强结构层，这些加强结构层相对于空气弹簧纵轴(L)以不同的角度延伸，其特征在于，第一部分空气弹簧气囊(8)和第二部分空气弹簧气囊(9)设计为通过能够自由移动的、布置在搭接区域(10)中的夹紧连接机构被分隔开。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧(1)，其特征在于，作为夹紧连接机构，设有布置在空气弹簧气囊(4)内侧上的支承环(11)，该支承环设计为借助于夹紧环(12)在空气弹簧气囊(4)中被定位。
3.根据权利要求2所述的空气弹簧(1)，其特征在于，所述第一部分空气弹簧气囊(8)设计为扭转刚度低的褶部(13)。
4.根据权利要求2或3所述的空气弹簧(1)，其特征在于，支承环(11)设计为被空气弹簧盖(2)的轴向突出部(15)沿径向方向引导。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的空气弹簧(1)，其特征在于，所述第一部分空气弹簧气囊(8)设计为轴向气囊，该轴向气囊的加强结构层与空气弹簧纵轴(L)平行或近似平行，所述第二部分空气弹簧气囊(9)设计为交叉层气囊，该交叉层气囊的加强结构层相对于空气弹簧纵轴(L)以一角度延伸。
6.根据前述权利要求1至4中任一项所述的空气弹簧(1)，其特征在于，所述第一部分空气弹簧气囊(8)设计为具有相对于空气弹簧纵轴(L)以第一角度延伸的加强结构层的交叉层气囊，所述第二部分空气弹簧气囊(9)设计为具有相对于空气弹簧纵轴(L)以第二角度延伸的加强结构层的交叉层气囊。
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