CN108026998A - 具有多个阻尼装置的空气弹簧 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于机动车或机动车驾驶室的空气弹簧(10)，其包括盖(12)、滚动活塞(14)和至少一个空气弹簧气囊(16)以及集成到空气弹簧(10)中的至少两个阻尼装置(18、20)。

Description

具有多个阻尼装置的空气弹簧
技术领域
本发明涉及用于机动车或机动车驾驶室的空气弹簧。
背景技术
上述类型的空气弹簧可应用于机动车或驾驶室中以缓冲两个可相互移动的车辆部件。另外，空气弹簧也用于改变或稳定保持机动车或驾驶室的高度位置。传统的空气弹簧具有由橡胶制成的空气弹簧气囊，空气弹簧气囊被连接至大体设计为盖的上部封闭元件和滚动活塞，以形成气密封闭的工作腔室。工作腔室充填有流体尤其是压缩空气作为工作介质。空气弹簧气囊在向内弹动或向外弹动的过程中在滚动活塞的外表面上滚动，从而吸收所引发的振动。通过用压缩空气填充工作腔室或从工作腔室排出压缩空气，工作腔室的高度位置可以改变或保持不变。
除了上述弹动功能之外，空气弹簧也可被构造成使它们还具有阻尼功能。这样的空气弹簧也可被称为空气弹簧阻尼器。阻尼主要通过使工作介质通过阻尼通道在工作腔室和另一工作腔室之间来回流动进行。基于阻尼通道的受限的横截面和相关的摩擦，所引发的振动被阻尼。通过改变阻尼通道横截面，可以调节出不同的阻尼特性。
发明内容
本发明基于以下任务，提供一种空气弹簧，其具有增强的阻尼作用和较低的安装空间需求，并且制造成本还低廉。
为了完成该任务而提出一种具有权利要求1的特征的空气弹簧。
空气弹簧的优选实施例是从属权利要求的主题。
用于机动车或机动车驾驶室的空气弹簧包括盖、滚动活塞和至少一个空气弹簧气囊，其中在空气弹簧中集成有至少两个阻尼装置。通过在空气弹簧中集成两个阻尼装置而增强了阻尼，随之而来也增大阻尼效果。通过将至少两个阻尼装置集成在空气弹簧中，空气弹簧具有紧凑结构，因而所需的空气弹簧安装空间被减小。也可省却用于空气弹簧气囊的外部导向件，这简化了空气弹簧安装，因此使其制造成本低廉。
所述阻尼装置可以使用压缩空气或气体作为工作介质。此外，阻尼装置也可使用可压缩介质作为工作介质。如果使用空气或压缩空气，则阻尼装置也可被称为空气弹簧阻尼器。
在一个有利的实施例中，两个阻尼装置并联连接。由此能够增大阻尼，因为在向内弹动或向外弹动的过程中两个阻尼装置是起效的。也可以通过两个阻尼装置的并联产生两个彼此独立的阻尼作用。
第一阻尼装置具有容积可变的第一腔室、容积恒定的第二腔室以及使两个腔室彼此连通的第一阻尼通道机构。容积可变的第一腔室被称为主动容积，容积恒定的第二腔室可被称为从动容积。在向内弹动和向外弹动的期间，可变腔室的容积改变，从而产生正压或负压，使该腔室中的压缩空气或位于腔室中的空气或可压缩介质通过阻尼通道机构来回流动，因此产生阻尼。通过改变阻尼通道机构的直径，阻尼装置可与不同振动频率相匹配。此外，第一阻尼通道机构有利地具有可将第一腔室和第二腔室彼此连通的一个阻尼通道或多个阻尼通道。此外，阻尼通道机构的横截面能借助阀被打开和/或关闭。由此允许接通或阻断阻尼功能或改变阻尼特性。
在一个有利的实施例中，第一腔室由盖、滚动活塞和空气弹簧气囊限定，第二腔室由滚动活塞限定，其中第一阻尼通道开设在滚动活塞中，在向内弹动的过程中，第一腔室的容积减小，使得第一腔室中的压缩空气或位于这些腔室中的气体或可压缩介质通过第一阻尼通道机构流入在滚动活塞中形成的第二腔室。在向外弹动的过程中，第一腔室的容积增大，从而产生负压，结果，第二腔室中的压缩空气或位于这些腔室中的气体或可压缩介质通过第一阻尼通道机构再次流入第一腔室。由于这种来回流动而实现阻尼。第一阻尼通道机构可由开设在滚动活塞中的一个阻尼通道和/或开设在滚动活塞中的多个阻尼通道构成。
有利地，第二腔室由滚动活塞的外壁和内壁限定。由此，在空气弹簧向内弹动和向外弹动的期间，第二腔室的容积不变，因此总是保持恒定。集成在滚动活塞中的第二腔室有利地是附加容积。
在一个有利的实施例中，第二阻尼装置具有容积可变的第三腔室、容积可变的第四腔室和将两个腔室彼此连通的第二阻尼通道机构。由于第三和第四腔室的容积是可变的，所以这两个腔室也可被称为主动腔室。在向内弹动期间，第四腔室优选被压缩而第三腔室被扩大，其中压缩空气、气体或可压缩介质通过第二阻尼通道机构从第四腔室流入第三腔室。在向外弹动期间，第三腔室的容积优选减小而第四腔室的容积增大，其中压缩空气、气体或可压缩介质通过第二阻尼通道机构从第三腔室流入第四腔室。通过压缩空气、气体或可压缩介质经第二阻尼通道机构的来回流动获得阻尼作用。通过改变第二阻尼通道机构的直径，阻尼装置可与不同的振动频率相匹配。此外，第二阻尼通道机构有利地具有将第三腔室和第四腔室彼此连通的一个阻尼通道或多个阻尼通道。此外，第二阻尼通道机构的横截面可借助阀被打开或关闭。由此可接通和阻断阻尼功能或改变阻尼特性。
优选地，这些腔室以空气腔室、尤其是压缩空气腔室形式构成。此外，这些腔室也可填充有气体或可压缩介质。
在有利的实施例中，第一腔室和第三腔室彼此连通。因此在第一腔室和第三腔室之间交换压缩空气、气体或可压缩介质。
第三腔室和第四腔室可由在滚动活塞中形成的圆柱形壳体限定。有利地，圆柱形壳体由滚动活塞的内壁形成。此外，圆柱形壳体有利地被第二腔室包围。
有利地，第三腔室和第四腔室通过活动的活塞彼此分开。在向内弹动和向外弹动期间的活塞移动交替地减小和增大第三腔室和第四腔室的容积，其中压缩空气、气体或可压缩介质通过第二阻尼通道机构来回流动。
有利地，第二阻尼通道机构形成在活塞和圆柱形壳体之间和/或第二阻尼通道机构开设在活塞中。第二阻尼通道机构可设计为将第三腔室和第四腔室彼此连通的开设在活塞中的阻尼通道。此外，第二阻尼通道机构可由在活塞和圆柱形壳体的内侧面之间的间隙形成。为此，活塞可与圆柱形壳体间隔。此外，第二阻尼通道机构可具有多个阻尼通道。因此，阻尼通道能被开设在活塞中，另一个阻尼通道可由活塞和圆柱形壳体之间的间隙形成。有利地，活塞在圆柱形壳体中被引导。
有利地，该活塞被连接至活塞杆，其中该活塞杆被安装在盖上。在向内弹动和向外弹动期间，该活塞通过活塞杆在壳体内来回移动。
在一个有利的实施例中，该活塞包括限制活塞移动的第一缓冲器。缓冲器优选与壳体尤其是其盖件合作。第一缓冲器可布置在面向盖件的活塞表面上。有利地，第一缓冲器设置有可供活塞杆延伸通过的通孔。有利地，第一缓冲器由弹性体材料制成。或者，该缓冲器可布置在面向第四腔室的活塞的下侧或第四腔室内。此外，第一缓冲器优选柔软形成以在止挡过程获得柔和特性曲线。第一缓冲器能与活塞以材料接合方式联接。
有利地，该滚动活塞为多件式。由此可容易地将活塞放入壳体中。
在一个有利的实施例中，该滚动活塞包括下构件、带有滚动轮廓的上构件和盖件，其中盖件以使全部构件彼此固定的方式连接到下构件和上构件。优选地，界定第二腔室、第三腔室和第四腔室的圆柱形壳体形成在下构件中。盖件优选以摩擦配合和/或形状配合方式与下构件连接。为此，盖件可设有外螺纹，外螺纹可被旋入形成在下构件的内螺纹中。盖件优选被可拧入壳体中。有利地，盖件设有可供活塞杆延伸穿过的通孔。有利地，通孔连通第一腔室和第三腔室。更有利地，第一阻尼通道机构设置在上构件中。为了组装滚动活塞，可以将上构件放置在下构件上，其中在上构件和下构件之间设置特别是O形环的密封件用于密封。随后，盖件可被连接到下构件，特别是被拧入下构件、优选是形成在圆柱形壳体上的内螺纹中。在此，盖件将上构件夹紧至下构件并因此使全部构件相对固定。有利地，盖件包括环绕突起，环绕突起能嵌入形成在上构件上的凹部中以将上构件夹紧并固定至下构件。
在有利的实施例中，滚动活塞由塑料、特别是纤维加强塑料制成。
有利地，所述盖具有限制盖和/或滚动活塞的移动的第二缓冲器。有利地，第二缓冲器布置在盖的面向第一腔室的一侧。更有利地，第二缓冲器具有通孔，活塞杆可延伸穿过该通孔。第二缓冲器在向内弹动和向外弹动期间限制盖和/或滚动活塞移动。有利地，第二缓冲器由弹性体材料制成。此外，第一缓冲器优选柔性构成以在止挡过程获得柔和特性曲线。第二缓冲器可以与盖以材料接合方式联接。
该滚动活塞可具有用于连接压缩空气源的连接部件。该连接部件还可被连接到气体源或可压缩介质源。通过该连接部件，能以压缩空气、气体或可压缩介质排空或充填空气弹簧。结果，可以在不同的负载或承重负载下调整驾驶室或机动车的期望高度位置或恒定保持期望高度位置。
附图说明
在下文中，将参照附图所示的实施例来详述空气弹簧。在此示出了：
图1是空气弹簧的纵截面图。
具体实施方式
在图1中示出了空气弹簧10，其用于未示出的驾驶室或机动车(未示出)的安装和减振。
空气弹簧10具有盖12、滚动活塞14以及将盖12和滚动活塞14相互连接的空气弹簧气囊16，其中，空气弹簧气囊16借助第一夹持环15被气密安装至盖12并借助第二夹持环17被气密安装至滚动活塞。在空气弹簧10中还集成有第一阻尼装置18和第二阻尼装置20，这两个阻尼装置18、20彼此并联连接。
第一阻尼装置18具有容积可变的第一腔室22、容积保持不变的第二腔室24以及将两个腔室22、24互连的第一阻尼通道机构26。第一阻尼通道机构26包括将第一腔室22和第二腔室24彼此连通的第一阻尼通道27和第二阻尼通道29。第一腔室22由盖12、滚动活塞14和空气弹簧气囊16限定。第二腔室24作为附加容积被集成在滚动活塞14中并由滚动活塞14的外壁28和内壁30限定。将两个腔室22、24彼此连通的第一阻尼通道27和第二阻尼通道29开设在滚动活塞14中。
第二阻尼装置20具有容积可变的第三腔室32、容积可变的第四腔室34以及将两个腔室32、34互连的第二阻尼通道机构36。两个腔室32、34由圆柱形壳体38限定，圆柱形壳体由内壁30形成。在圆柱形壳体38内设置活动的活塞40，其将两个腔室32、34彼此分开。第二阻尼通道机构36具有第三阻尼通道37。第三阻尼通道37由形成在活塞40和圆柱形壳体38的内侧面39之间的间隙形成。活塞40在圆柱形壳体38内被引导。
活塞40连接至在端侧与盖12相连的活塞杆42。活塞杆42在其第一端44与活塞42相连。为此，活塞杆42具有插入活塞42的第一通孔48中的第一螺纹部分46。为了将活塞杆42固定在活塞40上，于是从下方将螺母50拧至第一螺纹部分46上。
在活塞40的顶侧52上布置有第一缓冲器54，其优选由弹性体材料制成。第一缓冲器54安置在板56上，特别是与其材料接合联接，其中板56搁置在活塞40的顶侧52上并通过活塞杆42和螺母50被固定在活塞40上。第一缓冲器54还包括供活塞杆42延伸穿过的第二通孔58。
滚动活塞14具有多件式结构并具有下构件60、带滚动轮廓的上构件62和盖件64。界定出第二腔室24、第三腔室32和第四腔室34的圆柱形壳体38形成在下构件60中。空气弹簧气囊16通过第二夹持环17被固定在上部62。在向内弹动过程中，空气弹簧气囊16在外轮廓或上构件62的形成外轮廓的滚动轮廓上滚动。下构件60和上构件62经由盖件64彼此连接。为此，盖件64具有外螺纹66，该外螺纹可被拧入圆柱形壳体38的内螺纹68中。为了组装滚动活塞14，将上构件62放置在下构件60上，其中在上构件62和下构件60之间使用特别是O形环的第一密封件70。为此，上构件62具有带凹槽的环绕边缘72，第一密封件70可以插入该凹槽中。随后，活塞40与固定在其上的活塞杆42和第一缓冲器54一起插入到圆柱形壳体38中并借助盖件64被封闭。盖件64具有第三通孔74，当盖件64被推到活塞杆42上并最终被拧入内螺纹68中时，活塞杆42可延伸穿过第三通孔74。第一腔室28和第三腔室38通过通孔74可彼此连通。盖件64具有环绕突起76，形成在上构件62上的凹部78与环绕突起接合，因此将上构件62夹紧并固定在下构件60上。
在盖12的底面80处设置有第二缓冲器82，尤其是第二缓冲器82以材料接合方式联接至盖12的底面80。第二缓冲器82由弹性体材料制成并具有第四通孔84，活塞杆42延伸穿过第四通孔84。活塞杆42还延伸穿过盖12，并在其第二端86具有第二螺纹部分88，第一弹性体支承90被拧至第二螺纹部分88。第一弹性体支承90将活塞杆42固定到盖12上以将第一腔室22相对于环境密封，在盖12和活塞杆42之间布置有第二密封件92、特别是O形环。滚动活塞14、尤其是下构件60还具有容纳部94，其中装设有、特别是压入第二弹性体支承96。
滚动活塞14尤其在第二腔室24区域中具有连接部件98，连接部件可以与未示出的压缩空气源、未示出的气体源或未示出的装有可压缩介质的源连接。空气弹簧10通过连接部件98可充填压缩空气、气体或可压缩介质，或可排出压缩空气、气体或可压缩介质。这使得可以在不同的负载或承重负载下恒定保持或调整驾驶室或机动车的期望高度位置。
下文将描述在向外弹动和向内弹动的过程中的空气弹簧10阻尼。在向内弹动期间，空气弹簧气囊16在上构件62上滚动，使得第一腔室22被压缩。由此，第一腔室22内的压缩空气或气体、或者第一腔室22内的气体或可压缩介质通过第一阻尼通道27和第二阻尼通道29流入第二腔室24，因此产生第一阻尼作用。同时，在向内弹动时，活塞40经由活塞杆42向下移动，使得第三腔室32的容积增大并同时使第四腔室34的容积减小。来自第四腔室34的压缩空气、气体或可压缩介质通过第三阻尼通道37流入第三腔室32，因此产生与第一阻尼作用并行的第二阻尼作用。向内弹动由第二缓冲器82抵靠盖件64来限制。在向外弹动过程中，第一腔室22增大，从而通过在第一腔室22中产生的负压使第二腔室24内的压缩空气或第一腔室22内的气体通过第一阻尼通道27和第二阻尼通道29流入第一腔室22，实现第一阻尼作用。在向外弹动的同时，活塞40向上移位，使第三腔室32被压缩而增大了第四腔室34，其中压缩空气、气体或可压缩介质通过第三阻尼通道37从第三腔室32流入第四腔室34，因此造成与第一阻尼作用并行的第二阻尼作用。通过第一缓冲器54抵靠盖件64来限制向外弹动。
空气弹簧10的特征在于集成有两个并联的阻尼装置18、20。由此可以增大阻尼且同时可以减小空气弹簧10所需的空间。此外，可以省却用于空气弹簧气囊16的外部导向件，从而简化装配并同时可以廉价制造空气弹簧10。
附图标记列表
10 空气弹簧
12 盖
14 滚动活塞
15 第一夹持环
16 空气弹簧气囊
17 第二夹持环
18 第一阻尼装置
20 第二阻尼装置
22 第一腔室
24 第二腔室
26 第一阻尼通道机构
27 第一阻尼通道
28 外壁
29 第二阻尼通道
30 内壁
32 第三腔室
34 第四腔室
36 第二阻尼通道机构
37 第三阻尼通道
38 圆柱形壳体
39 内侧
40 活塞
42 活塞杆
44 第一端
46 第一螺纹部分
48 第一通孔
50 螺母
52 顶侧
54 第一缓冲器
56 板
58 第二通孔
60 下构件
62 上构件
64 盖件
66 外螺纹
68 内螺纹
70 第一密封件
72 边缘
74 第三通孔
76 突起
78 凹部
80 底侧
82 第二缓冲器
84 第四通孔
86 第二端
88 第二螺纹部分
90 第一弹性体轴承
92 密封件
94 容纳部
96 第二弹性体轴承
98 连接部件

Claims (15)

1.一种用于机动车或机动车驾驶室的空气弹簧(10)，其具有盖(12)、滚动活塞(14)和至少一个空气弹簧气囊(16)，其中在所述空气弹簧(10)中集成有至少两个阻尼装置(18，20)。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，所述两个阻尼装置(18，20)并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的空气弹簧，其特征在于，第一阻尼装置(18)具有容积可变的第一腔室(22)和容积恒定的第二腔室(24)以及使两个腔室(22，24)彼此连通的第一阻尼通道机构(26)。
4.根据权利要求3所述的空气弹簧，其特征在于，所述第一腔室(22)由所述盖(12)、所述滚动活塞(14)和所述空气弹簧气囊(16)限定，并且所述第二腔室(24)由所述滚动活塞(14)限定，其中所述第一阻尼通道机构(26)开设在所述滚动活塞(14)中。
5.根据权利要求4所述的空气弹簧，其特征在于，所述第二腔室(24)由该滚动活塞(14)的外壁(28)和内壁(30)限定。
6.根据前述权利要求之一所述的空气弹簧，其特征在于，所述第二阻尼装置(20)具有容积可变的第三腔室(32)、容积可变的第四腔室(34)以及使两个腔室(32，34)彼此连通的第二阻尼通道机构(36)。
7.根据权利要求6所述的空气弹簧，其特征在于，所述第三腔室(32)和所述第四腔室(34)由在该滚动活塞(14)内形成的圆柱形壳体(38)限定。
8.根据权利要求6或7所述的空气弹簧，其特征在于，所述第三腔室(32)和所述第四腔室(34)通过活动的活塞(40)彼此分开。
9.根据权利要求7或8所述的空气弹簧，其特征在于，在所述活塞(40)和圆柱形壳体(38)之间形成第二阻尼通道机构(36)和/或在所述活塞(40)中开设第二阻尼通道机构(36)。
10.根据权利要求8或9所述的空气弹簧，其特征在于，该活塞(40)与活塞杆(42)联接，其中该活塞杆(42)被固定至所述盖(12)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述活塞(40)具有限制所述活塞(40)移动的第一缓冲器(54)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述滚动活塞(14)为多件式。
13.根据权利要求12所述的空气弹簧，其特征在于，所述滚动活塞(14)包括下构件(60)、具有滚动轮廓的上构件(62)和盖件(64)，其中所述盖件(64)以使全部构件相互固定的方式能连接至所述下构件(60)和上构件(54)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述盖(12)具有限制所述盖(12)和/或滚动活塞(14)的移动的第二缓冲器(82)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述滚动活塞(14)具有用于连接压缩空气源的连接部件(98)。
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