CN112443615A - 用于空气弹簧组件的滚动凸耳密封件 - Google Patents

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Abstract

空气弹簧组件包括：配置成联接到悬架部件的活塞；配置成联接到车辆框架的顶盖；以及具有第一端部和第二端部的中空引导管，第一端部联接到顶盖，第二端部设置有中空的孔。活塞穿过孔且至少部分地设置在引导管内。所述组件还包括至少部分地设置在引导管内的隔膜，隔膜设置在活塞和顶盖之间且附连到活塞和顶盖。所述组件还包括密封构件，所述密封构件具有外部部分、内部部分和在外部部分和内部部分之间延伸的膜，外部部分在所述第二端部附近联接到引导管，内部部分联接到活塞的外周边。所述膜限定设置在引导管和活塞之间的滚动凸耳。

Description

用于空气弹簧组件的滚动凸耳密封件
技术领域
本发明总体上涉及车辆悬架系统，且更具体地涉及采用空气弹簧的车辆悬架系统。
背景技术
一些机动车和卡车悬架系统包括安装在车轴组件或悬架系统部件和车辆框架或车身之间的空气弹簧。空气弹簧通常包括安装到车轴组件的基部、安装到框架的顶盖、以及设置在基部和盖之间且附连到基部和盖的隔膜。隔膜限定可充气压缩空气腔室。空气腔室在车辆的操作期间是可压缩的，以使得车辆行驶平稳。
发明内容
根据本公开的空气弹簧组件包括配置成联接到悬架部件的活塞。所述活塞具有外周边。所述组件还包括配置成联接到车辆框架的顶盖。所述组件还包括具有第一端部和第二端部的中空引导管。第一端部联接到顶盖。第二端部设置有中空的孔。活塞穿过孔且至少部分地设置在引导管内。所述组件还包括至少部分地设置在引导管内的隔膜。所述隔膜设置在活塞和顶盖之间且附连到活塞和顶盖。所述隔膜包括限定压缩空气腔室的内表面。所述组件还包括密封构件，所述密封构件具有外部部分、内部部分和在外部部分和内部部分之间延伸的膜。外部部分在所述第二端部附近联接到引导管。内部部分联接到活塞的外周边。所述膜限定设置在引导管和活塞之间的第一滚动凸耳。
在示例性实施例中，所述隔膜包括设置在引导管和活塞之间的第二滚动凸耳。第二滚动凸耳以与第一滚动凸耳相反的方向延伸。由此，在第一滚动凸耳和第二滚动凸耳之间维持空气间隙。
在示例性实施例中，外部部分联接到引导管的外周边。这种实施例还可包括围绕引导管的外周边设置的第一夹持构件。第一夹持构件将外部部分紧固到引导管。这种实施例还可包括围绕活塞的外周边设置的第二夹持构件。第二夹持构件将内部部分紧固到活塞。
在示例性实施例中，密封构件包括天然橡胶或弹性体。
在示例性实施例中，活塞包括振动吸收器。
根据本公开的机动车辆包括：悬架、框架和空气弹簧组件。所述空气弹簧组件具有联接到框架的顶盖、联接到悬架的活塞、以及中空引导管，所述引导管具有联接到顶盖的第一端部和带有中空的孔的第二端部。活塞穿过孔且至少部分地设置在引导管内。所述空气弹簧组件还包括至少部分地设置在引导管内的隔膜。所述隔膜设置在活塞和顶盖之间且附连到活塞和顶盖。所述隔膜包括限定压缩空气腔室的内表面。所述空气弹簧组件还包括密封构件，所述密封构件具有外部部分、内部部分和在外部部分和内部部分之间延伸的膜，外部部分在所述第二端部附近联接到引导管，内部部分联接到活塞的外周边。所述膜限定设置在引导管和活塞之间的滚动凸耳。
在示例性实施例中，所述隔膜包括设置在引导管和活塞之间的第二滚动凸耳。第二滚动凸耳以与第一滚动凸耳相反的方向延伸。由此，在第一滚动凸耳和第二滚动凸耳之间维持空气间隙。
在示例性实施例中，外部部分联接到引导管的外周边。这种实施例还可包括围绕引导管的外周边设置的第一夹持构件。第一夹持构件将外部部分紧固到引导管。这种实施例还可包括围绕活塞的外周边设置的第二夹持构件。第二夹持构件将内部部分紧固到活塞。
在示例性实施例中，密封构件包括天然橡胶或弹性体。
在示例性实施例中，活塞包括振动吸收器。
方案1. 一种用于车辆悬架系统中的空气弹簧组件，包括：
配置成联接到悬架部件的活塞，所述活塞具有外周边；
配置成联接到车辆框架的顶盖；
具有第一端部和第二端部的中空引导管，第一端部联接到顶盖，第二端部设置有中空的孔，活塞穿过孔且至少部分地设置在引导管内；
至少部分地设置在引导管内的隔膜，所述隔膜设置在活塞和顶盖之间且附连到活塞和顶盖，所述隔膜包括限定压缩空气腔室的内表面；以及
密封构件，所述密封构件具有外部部分、内部部分和在外部部分和内部部分之间延伸的膜，外部部分在所述第二端部附近联接到引导管，内部部分联接到活塞的外周边，所述膜限定设置在引导管和活塞之间的滚动凸耳。
方案2. 根据方案1所述的空气弹簧组件，其中，所述隔膜包括设置在引导管和活塞之间的第二滚动凸耳，第二滚动凸耳以与滚动凸耳相反的方向延伸，在滚动凸耳和第二滚动凸耳之间维持间隙。
方案3. 根据方案1所述的空气弹簧组件，其中，外部部分联接到引导管的外周边。
方案4. 根据方案3所述的空气弹簧组件，还包括围绕引导管的外周边设置的第一夹持构件，第一夹持构件将外部部分紧固到引导管。
方案5. 根据方案4所述的空气弹簧组件，还包括围绕活塞的外周边设置的第二夹持构件，第二夹持构件将内部部分紧固到活塞。
方案6. 根据方案1所述的空气弹簧组件，其中，密封构件包括天然橡胶或弹性体。
方案7. 根据方案1所述的空气弹簧组件，其中，活塞包括振动吸收器。
方案8. 一种机动车辆，包括：
悬架；
框架；和
空气弹簧组件，所述空气弹簧组件具有：联接到框架的顶盖；联接到悬架的活塞；中空引导管，所述引导管具有第一端部和第二端部，第一端部联接到顶盖，第二端部设置有中空的孔，活塞穿过孔且至少部分地设置在引导管内；至少部分地设置在引导管内的隔膜，所述隔膜设置在活塞和顶盖之间且附连到活塞和顶盖，所述隔膜包括限定压缩空气腔室的内表面；以及密封构件，所述密封构件具有外部部分、内部部分和在外部部分和内部部分之间延伸的膜，外部部分在所述第二端部附近联接到引导管，内部部分联接到活塞的外周边，所述膜限定设置在引导管和活塞之间的滚动凸耳。
方案9. 根据方案8所述的机动车辆，其中，所述隔膜包括设置在引导管和活塞之间的第二滚动凸耳，第二滚动凸耳以与滚动凸耳相反的方向延伸，在滚动凸耳和第二滚动凸耳之间维持间隙。
方案10. 根据方案8所述的机动车辆，其中，外部部分联接到引导管的外周边。
方案11. 根据方案10所述的机动车辆，还包括围绕引导管的外周边设置的第一夹持构件，第一夹持构件将外部部分紧固到引导管。
方案12. 根据方案11所述的机动车辆，还包括围绕活塞的外周边设置的第二夹持构件，第二夹持构件将内部部分紧固到活塞。
方案13. 根据方案8所述的机动车辆，其中，密封构件包括天然橡胶或弹性体。
方案14. 根据方案8所述的机动车辆，其中，活塞包括振动吸收器。
可以看出，本公开提供了用于密封空气弹簧的紧凑和稳固组件，这可增加可靠性，继而增加用户满意度。上述和其它附加益处将在下文的描述和附图变得清楚。
附图说明
图1是现有技术空气弹簧组件的横截面；
图2是根据本公开实施例的空气弹簧组件的横截面；和
图3是根据本公开实施例的滚动凸耳密封组件的详图。
具体实施方式
本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，并且其它实施例可采用各种和可选的形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的那样，参考任一个附图图示和描述的各种特征可与一个或多个其它附图中图示的特征组合，以产生未明确图示或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。
现在参考图1，图示了现有技术空气弹簧组件100。空气弹簧组件100包括可附连到车辆车轴组件的空气弹簧基部102。组件100还包括可附连到车辆框架的空气弹簧顶盖104。引导管106固定地联接到顶盖104。引导管106限定大致中空缸体，活塞108设置在缸体内。活塞108可相对于引导管106沿引导管106的中心轴线平移。活塞108联接到基部102，使得车轴组件和框架之间的相对运动引起活塞108和引导管106之间的相对移动。
空气弹簧隔膜110设置在引导管106内。隔膜110附连到活塞108和顶盖104且在活塞108和顶盖104之间密封。隔膜110包括内表面，内表面在基部活塞108和顶盖104之间限定压缩空气腔室。隔膜110由弹性材料形成，且在其上边缘处附连到顶盖104并在其下边缘处附连到活塞108。当活塞108和盖104朝向彼此移动时，捕获在隔膜110的压缩空气腔室中的空气压缩，导致对车轴组件和框架之间的继续相对移动的更大阻力。
由于隔膜110由弹性材料形成，进入引导管106内的碎屑渗入可能不利地影响隔膜110的性能，例如通过使隔膜110破裂或者抑制隔膜110和引导管106之间的相对运动。因而，已知的空气弹簧组件100可设置有保护手风琴构件112，其可称为护围（gaiter）。护围112在引导管106的靠近基部102的端部处形成保护屏障。此外，由于护围112中的手风琴特征，护围112可响应于活塞108和盖104之间的相对运动而压缩和膨胀，从而在这种运动期间维持保护功能。
然而，这种护围在某些配置中具有缺点。作为示例，手风琴特征赋予包装约束，对于给定行程长度而言增加了组件的尺寸。此外，这种护围通常设置有通风孔，以在活塞108相对于盖104移动时释放由护围内部容积的变化引起的压力变化，这种通风孔可允许碎屑进入护围内。
现在参考图2和3，图示了根据本公开的空气弹簧组件200。空气弹簧组件200包括空气弹簧基部202，其可附连到车辆车轴组件（或者其它悬架部件，如控制臂）。基部202可由钢、铝、复合材料等形成。在所示的实施例中，基部202包括振动吸收器；然而，在其它实施例中，可省去振动吸收器。组件200还包括空气弹簧顶盖204，其可附连到车辆框架（或车身，其在本文描述和限定本发明方面将认为等同于框架）。盖204也可以由钢、铝、复合材料等形成。如本文使用的那样，术语“车辆框架”包括框架本身和附连到框架以将空气弹簧安装到其上的任何支架。对于一体式车辆，空气弹簧可安装到车身或附连到车身的支架。
引导管206固定地联接到顶盖204。引导管206限定大致中空缸体，其从联接到顶盖204的第一端部延伸到具有开口的第二端部，活塞208设置在所述开口内。活塞208可相对于引导管206沿引导管206的中心轴线平移。活塞208联接到基部202，使得车轴组件和框架之间的相对运动引起活塞208和引导管206之间的相对移动。
空气弹簧隔膜210设置在引导管206内。隔膜210附连到活塞208和顶盖204且在活塞208和顶盖204之间密封。隔膜210包括内表面，内表面在基部活塞208和顶盖204之间限定压缩空气腔室。隔膜210由弹性材料形成，例如弹性体材料（如橡胶），且在其上边缘处附连到顶盖204并在其下边缘处附连到活塞208。当活塞208和盖204朝向彼此移动时，捕获在隔膜210的压缩空气腔室中的空气压缩，导致对车轴组件和框架之间的继续相对移动的更大阻力。
滚动凸耳密封组件212设置在引导管206和活塞208之间的接口处。滚动凸耳密封组件212包括密封构件214，密封构件214具有外部部分216、内部部分218、以及在外部部分216和内部部分218之间延伸的滚动凸耳220。密封构件214包括由密封材料形成的柔性膜，例如天然橡胶或弹性体。
外部部分216紧固到引导管206的第二端部，与盖204相对。在所示的实施例中，引导管206的第二端部设置有唇缘，外部部分216围绕所述唇缘设置，第一夹持构件222围绕外部部分216延伸，以将外部部分216紧固在相对于引导管206的期望位置中。第一夹持构件222可以是任何合适夹持装置，例如，螺杆驱动夹持件。然而，在其它实施例中，可使用其它紧固方法，例如，通过展开外部部分216且将外部部分216围绕引导管206的第二端部的周边卡扣配合。作为另一个可选方案，外部部分216可以紧固到引导管206的第二端部的内周边，例如经由粘合剂。
内部部分218紧固到活塞208的外周边。在所示的实施例中，活塞208的外周边设置有凹槽，内部部分218设置在所述凹槽中，第二夹持构件224围绕内部部分218延伸，以将内部部分218紧固在相对于活塞208的期望位置中。第二夹持构件224可以是任何合适夹持装置，例如，螺杆驱动夹持件。然而，在其它实施例中，可使用其它紧固方法，例如粘合剂。
虽然内部部分218图示为比外部部分216定位距盖204更远，但是可以针对任何给定实施方式适当地选择精确配置。此外，内部部分218和外部部分216的相对位置可在操作期间变化，如下文更详细讨论的那样。
滚动凸耳220在密封构件214的在外部部分216和内部部分218之间的中心部分处形成。滚动凸耳220在活塞208的外周边和引导管206的内周边之间以朝向盖204的方向延伸。鉴于内部部分218和外部部分216分别联接到活塞208和引导管206，滚动凸耳220相对于活塞208的外周边和引导管206的内周边的位置可响应于活塞208和引导管206之间的相对运动而变化。
隔膜210的隔膜滚动凸耳226类似地在活塞208和引导管206之间以朝向引导管206的第二端部的方向延伸。隔膜滚动凸耳226可类似地响应于活塞208和引导管206之间的相对运动而移动。由此，当活塞208和引导管206在它们的各个相应位置中移动时，在滚动凸耳220和隔膜滚动凸耳226之间维持空气间隙228。由于在活塞208和引导管206之间的相对运动范围中空气间隙228是大致恒定的，因此在活塞208相对于引导管206移动时不需要补偿压力的任何变化。因而，滚动凸耳220可设置为没有碎屑或液体可通过其渗入的通风孔的整体件。
有利地，由于滚动凸耳密封组件212主要设置在引导管206内，根据本公开的空气弹簧组件200比图1所示的具有外部护围的对比现有技术组件更紧凑。
可以看出，本公开提供了用于密封空气弹簧的紧凑和稳固组件，这可增加可靠性，继而增加用户满意度。
如前所述，各种实施例的特征可被组合，以形成可能未明确描述或图示的本发明的其它实施例。虽然各种实施例可能已经描述为关于一个或多个期望的特性提供优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员会认识到，一个或多个特征或特性可被折衷，以实现期望的总体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、适销性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、易于组装等。如此，关于一个或多个特性被描述为与其它实施例或现有技术的实施方式相比不那么期望的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用而言可能是期望的。

Claims (10)

1.一种用于车辆悬架系统中的空气弹簧组件，包括：
配置成联接到悬架部件的活塞，所述活塞具有外周边；
配置成联接到车辆框架的顶盖；
具有第一端部和第二端部的中空引导管，第一端部联接到顶盖，第二端部设置有中空的孔，活塞穿过孔且至少部分地设置在引导管内；
至少部分地设置在引导管内的隔膜，所述隔膜设置在活塞和顶盖之间且附连到活塞和顶盖，所述隔膜包括限定压缩空气腔室的内表面；以及
密封构件，所述密封构件具有外部部分、内部部分和在外部部分和内部部分之间延伸的膜，外部部分在所述第二端部附近联接到引导管，内部部分联接到活塞的外周边，所述膜限定设置在引导管和活塞之间的滚动凸耳。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧组件，其中，所述隔膜包括设置在引导管和活塞之间的第二滚动凸耳，第二滚动凸耳以与滚动凸耳相反的方向延伸，在滚动凸耳和第二滚动凸耳之间维持间隙。
3.根据权利要求1所述的空气弹簧组件，其中，外部部分联接到引导管的外周边。
4.根据权利要求3所述的空气弹簧组件，还包括围绕引导管的外周边设置的第一夹持构件，第一夹持构件将外部部分紧固到引导管。
5.根据权利要求4所述的空气弹簧组件，还包括围绕活塞的外周边设置的第二夹持构件，第二夹持构件将内部部分紧固到活塞。
6.根据权利要求1所述的空气弹簧组件，其中，密封构件包括天然橡胶或弹性体。
7.根据权利要求1所述的空气弹簧组件，其中，活塞包括振动吸收器。
8.一种机动车辆，包括：
悬架；
框架；和
空气弹簧组件，所述空气弹簧组件具有：联接到框架的顶盖；联接到悬架的活塞；中空引导管，所述引导管具有第一端部和第二端部，第一端部联接到顶盖，第二端部设置有中空的孔，活塞穿过孔且至少部分地设置在引导管内；至少部分地设置在引导管内的隔膜，所述隔膜设置在活塞和顶盖之间且附连到活塞和顶盖，所述隔膜包括限定压缩空气腔室的内表面；以及密封构件，所述密封构件具有外部部分、内部部分和在外部部分和内部部分之间延伸的膜，外部部分在所述第二端部附近联接到引导管，内部部分联接到活塞的外周边，所述膜限定设置在引导管和活塞之间的滚动凸耳。
9.根据权利要求8所述的机动车辆，其中，所述隔膜包括设置在引导管和活塞之间的第二滚动凸耳，第二滚动凸耳以与滚动凸耳相反的方向延伸，在滚动凸耳和第二滚动凸耳之间维持间隙。
10.根据权利要求8所述的机动车辆，其中，外部部分联接到引导管的外周边。
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