CN114962521A - 空气弹簧和包括空气弹簧的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气弹簧和包括空气弹簧的车辆，空气弹簧包括：沿纵轴线(12)延伸的空气弹簧囊(14)；用于空气弹簧囊(14)的外导向机构(16)，它至少部分围绕空气弹簧囊(14)和该纵轴线(12)延伸；波纹囊(18)，其至少部分围绕空气弹簧(10)延伸且沿纵轴线(12)具有第一波纹囊部(20)和第二波纹囊部(22)，第二波纹囊部至少部分围绕外导向机构延伸；波纹囊(18)在第一波纹囊部和第二波纹囊部之间具有用于连接至外导向机构(16)的接触件(24)，接触件在第一纵轴线方向(26)上活动安装在外导向机构上并在第二纵轴线方向(28)上能与外导向机构(16)分离。本发明空气弹簧具有更长使用寿命。

Description

空气弹簧和包括空气弹簧的车辆
技术领域
本发明涉及空气弹簧和包括空气弹簧的车辆。
背景技术
为了减振车辆和车身，尤其采用空气弹簧。空气弹簧可以具有一个空气弹簧囊，其能以滚卷皱褶在外导向机构上滚动以改变空气弹簧的长度。外导向机构在此例如可以被作为套管围绕空气弹簧囊的一部分布置。为了防污保护空气弹簧囊和外导向机构，保护罩至少包围空气弹簧囊和外导向机构。该保护罩例如可以被设计成波纹囊。
沿着空气弹簧的纵轴线，结构空间设定可能妨碍波纹囊在空气弹簧的整个长度范围可以具有波纹形状。结果，结构空间设定可径向靠外地在空气弹簧囊的外导向机构上具有分隔区，通常在分隔区内在波纹囊上无法布置皱褶。波纹囊为此具有两个通过分隔区相互分开的区域。上区域靠近滚卷皱褶布置，下区域远离滚卷皱褶。
为了在空气弹簧弹性内移、即当例如空气弹簧囊通过弹簧运动被压缩时避免波纹囊皱褶倾斜、挤压或混乱摩擦接触外导向机构，EP3408556B1公开了将波纹囊的分隔区固定在外导向机构上。但是，空气弹簧的弹性外移在此情况下主要被波纹囊的上区域阻挡。这可能缩短波纹囊的使用寿命。
发明内容
本发明的任务因此是提供一种空气弹簧，其具有更长的使用寿命。
在包括沿纵轴线延伸的空气弹簧囊、用于空气弹簧囊的至少部分围绕空气弹簧囊和纵轴线延伸的外导向机构、至少部分围绕空气弹簧延伸且沿纵轴线具有第一波纹囊部和至少部分围绕外导向机构延伸的第二波纹囊部的波纹囊的空气弹簧中，本发明为此规定，该波纹囊在第一波纹囊部和第二波纹囊部之间具有用于连接至外导向机构的接触件(Auflageelement)，其中该接触件在第一纵轴线方向上活动安装在外导向机构上并在第二纵轴线方向上可与外导向机构分离。
根据本发明，波纹囊仅活动安装在空气弹簧囊的外导向机构上。外导向机构可以用于在横向于纵轴线的方向上滚动时支承空气弹簧囊的滚卷皱褶。在第一纵轴线方向上，波纹囊以接触件支承在外导向机构上。当设于第二波纹囊部上的、在安装状态下例如被固定在轮轴上的空气弹簧部分沿着第二纵轴线方向运动时，其中设于第一波纹囊部上的在安装状态下例如可被固定车辆车身上的空气弹簧部分相对于车辆被视为位置固定，第一波纹囊部因此支承在外导向机构上。第一波纹囊部因此可以减振空气弹簧的弹性内移。第一波纹囊部在此可以布置在空气弹簧囊的滚卷皱褶附近。在此时布置在第二波纹囊部上的空气弹簧部分沿着第一纵轴线方向移动离开设于第一波纹囊部上的且在安置状态下视为位置固定的空气弹簧部分的弹性外移时，波纹囊因活动安装而可以与外导向机构分离。因此，此时设于第二波纹囊部上的空气弹簧部分在第一纵轴线方向上运动的外导向机构脱离第一波纹囊部，其中设于第一波纹囊部上的空气弹簧部分被视为位置固定。通过这种方式，第二波纹囊部可能在弹性外移时有助于波纹囊的变形。第一纵轴线方向和第二轴线方向彼此相反取向并且平行于纵轴线延伸。在此，该外导向机构在弹性外移时脱离接触件，使得整个波纹囊可变形。这在弹性外移时爱护第一波纹囊部，因为第一波纹囊部在此分享上不必减振整个弹性外移。因此可以延长波纹囊的使用寿命。由此还可以总体上规定较短长度用于第一波纹囊部。另外，因此提供在外导向机构与波纹囊之间的规定接触面，从而实现波纹囊的和进而空气弹簧外形的纤长设计。由此，在波纹囊上的局部变形还被减小，并且皮碗结构高度可被缩短。
此外，所述接触件与外导向机构的可分离性造成在波纹囊体积内提供在第一和第二波纹囊部之间的流体连通相连。即便当接触件贴靠外导向机构时，在第一和第二波纹囊部之间未提供密封，因此当第一波纹囊部体积变化时可以进行借助第二波纹囊部的排风，且反之亦然。
在一个例子中，空气弹簧囊可以通过滚卷褶皱与空气弹簧柱塞相连。在对置一端，空气弹簧囊还可以用空气弹簧盖被封闭。第一波纹囊部可以固定在空气弹簧柱塞上。另外，第二波纹囊部可以连接至空气弹簧盖。
根据一个例子，该波纹囊还可以在第一波纹囊部和第二波纹囊部之间具有用于在第二波纹囊部中在纵轴线的径向上定中外导向机构的定中件。
因此，该定中件在径向上相对于其余波纹囊对外支承第二波纹囊部。由此，在波纹囊、外导向机构与囊之间的径向距离得以保证，这减小在波纹囊与其它部件之间的摩擦且因此延长其使用寿命。该定中件例如可以被固定在接触件上。另外，该定中件可以是波纹囊的壁或壁部，其将第一波纹囊部连接至第二波纹囊部。
还可以想到，空气弹簧囊例如可以具有朝向第一纵轴方向延伸的空气弹簧囊部，其布置在外导向机构上且设计用于级联和扭曲运动。
因此，该空气弹簧也可承受级联和扭曲运动，而没有受损。第二波纹囊部例如可安置在空气弹簧囊部上并且通过空气弹簧囊部自身的运动而运动。
在另一个例子中，第二波纹囊部可以具有至少一个皮碗区(Manschettenbereich)，皮碗区具有光滑壁且至少部分围绕外导向机构延伸。
皮碗区可以具有仅比外导向机构略大的直径，从而在至少在外导向机构区域中仅需要少量结构空间用于空气弹簧。
也可以想到，第二波纹囊部例如可以具有至少一个部段，该部段沿着纵轴线在纵轴线的横截面中包括波纹形状。
波纹形状在此形成皱褶，皱褶围绕纵轴线延伸并且支持波纹囊在第二波纹囊部的伸长或收缩。
根据另一个例子，该外导向机构可以具有用于在外导向机构贴靠接触件时排风第一波纹囊部的排风件。
替代地或附加地，该波纹囊例如可以具有用于在外导向机构贴靠接触件时排风第一波纹囊部的排风件。
排风件提供用于波纹囊的按照规定的排风几何形状。当第一波纹囊部因收缩或伸长而出现体积变化时，借此可以更好地进行与第二波纹囊部的压力平衡，以避免波纹囊受损并且未产生由波纹囊内空气压缩造成的附加弹簧阻力。此外，由此可以减小排风时的流动噪声。
还可以想到，该排风件例如可以具有至少一个后弯部(Sicke)和/或至少局部具有不同于接触件的对应几何形状的接触几何形状。
根据另一个例子，该外导向机构可以具有一端件，其中该接触件安装在该端件上。
该外导向机构可以延伸离开该端件。此外，波纹囊因此仅在端件处接触该外导向机构。当外导向机构例如设计成套管时，该接触件可以贴靠套管的一端。
第一波纹囊部还可以例如沿着纵轴线在纵轴线横截面中具有波纹形状。
波纹形状在此形成皱褶，皱褶围绕纵轴线延伸并且支持波纹囊在第一波纹囊部中的伸长或收缩。
还可以想到，该外导向机构借助夹紧环可被固定在空气弹簧囊上。
这简化了外导向机构在空气弹簧囊上的安装并且按照规定位置将外导向机构固定在空气弹簧囊上。
本发明还涉及一种车辆，其包括车身、至少一个根据以上描述的空气弹簧和至少一个轮轴，其中该空气弹簧将轮轴联接至车身。
车辆的优点和作用以及改进方案来自上述空气弹簧的优点和作用以及改进方案。因而就此参见以上描述。
附图说明
本发明的其它的特征、细节和优点来自权利要求的措辞以及以下结合图对实施例的说明，其中：
图1a和图1b示出空气弹簧的截面示意图；
图2示出外导向机构的俯视示意图；
图3示出接触件的俯视示意图；和
图4示出具有空气弹簧的车辆的示意图。
附图标记列表
10 空气弹簧
12 纵轴线
14 空气弹簧囊
16 外导向机构
18 波纹囊
20 第一波纹囊部
22 第二波纹囊部
24 接触件
26 第一纵轴线方向
28 第二纵轴线方向
30 滚卷皱褶
32 空气弹簧柱塞
34 空气弹簧盖
36 定中件
38 皮碗区
40 端件
42 另一部分
44 排风件
46 排风件
48 夹紧环
50 车辆
52 轮轴
54 车身
具体实施方式
以下，空气弹簧总体用附图标记10指引，如图1a所示。
在此，图1a示出根据本发明的空气弹簧10的截面。空气弹簧10具有纵轴线12，其中该空气弹簧10沿纵轴线12延伸。此外，空气弹簧10包括空气弹簧囊14、外导向机构16和波纹囊18。
空气弹簧囊沿着纵轴线12在空气弹簧柱塞32和空气弹簧盖34之间延伸。在空气弹簧柱塞32处，空气弹簧具有滚卷皱褶30，空气弹簧囊14借此能改变空气弹簧柱塞32和空气弹簧盖34之间的距离。滚卷皱褶30例如可以设计成U形并且相对于空气弹簧盖34对准方向。空气弹簧柱塞32、空气弹簧囊14和空气弹簧盖34沿纵轴线12布置。
外导向机构16围绕空气弹簧囊14的一部分延伸。外导向机构16在此例子中以夹紧环48被固定在空气弹簧囊14上。不需要固定在空气弹簧10的其它部件上。外导向机构16设计用于空气弹簧囊14的滚卷皱褶30在纵轴线12的径向上支承于外导向机构上。当空气弹簧囊14体积变化时，滚卷皱褶30因此在外导向机构16上滚动。
空气弹簧囊14的另一部分42在此例子中没有外导向机构16。在另一部分42中，空气弹簧囊14能补偿通过空气弹簧盖34传递的级联运动(kardanische Bewegungen)或扭曲运动。
波纹囊18至少部分围绕空气弹簧囊14和外导向机构16延伸。波纹囊18具有第一波纹囊部20和第二波纹囊部22并且能以一端固定在空气弹簧盖34上并以对置一端固定在空气弹簧柱塞32上。
在此例子中，第一波纹囊部20沿纵轴线12未与外导向机构18重叠。此外，第一波纹囊部20在空气弹簧柱塞32上安置在空气弹簧10区域内，在该区域中该空气弹簧囊14的滚卷皱褶30可以进行长度改变。
第一波纹囊部20具有至少一个部段，该部段沿纵轴线12具有波纹形状。波纹形状在此在纵轴线12的横截面中延伸并在第一波纹囊部20内形成褶皱。
第二波纹囊部22至少部分围绕外导向机构16延伸并且布置在空气弹簧10的如下区域中，在该区域内该空气弹簧囊14的滚卷皱褶30不会造成空气弹簧10的长度变化。它可以具有皮碗区38，皮碗区围绕外导向机构16近距离延伸。此外，皮碗区38可以无皱褶地设计成具有光滑壁，从而波纹囊18在外导向机构10区域中仅需要直径的略微增大以围绕外导向机构延伸。波纹囊18因而在此位置上可以遵循小的结构空间设定。
在皮碗区38处可以设置定中件36。利用定中件36，外导向机构16在径向上关于第二波纹囊部22被定中。因此可避免接触件24从外导向机构16滑脱。
定中件36和接触件24可以直接相互联接和/或一体构成。
第二波纹囊部22具有至少一个部段，其沿着纵轴线12具有波纹形状。波纹形状在纵轴线12的横截面中延伸并且在第二波纹囊部22中形成褶皱。
在第一波纹囊部20和第二波纹囊部22之间，波纹囊18具有接触件24。接触件24可以安装在外导向机构16的一个端件40上。
接触件24设计用于接合至外导向机构16。如图1b中的细节图所示，接触件24沿在此例子中从空气弹簧柱塞32指向空气弹簧盖34的第一纵轴线方向26活动安装在外导向机构16上。沿着在此例子中从空气弹簧盖34指向空气弹簧柱塞32的第二纵轴线方向28，接触件24可以与外导向机构16分离。
第一纵轴线方向26和第二纵轴线方向28在此彼此相反取向并且平行于纵轴线12延伸。
因为接触件24在第一纵轴线方向26上支承在外导向机构16上，在空气弹簧10弹性内移时，空气弹簧盖34在第二纵轴线方向28上相对于空气弹簧柱塞32运动，其中在此情况下通过外力将空气弹簧柱塞32压入空气弹簧囊14中并且第一波纹囊部20收缩，以补偿空气弹簧柱塞32的运动。
当此时空气弹簧柱塞32通过外力从空气弹簧囊14被压出的空气弹簧10弹性外移时，接触件24可以脱离外导向机构16。第一波纹囊部20和第二弹簧波纹囊部22可以在此情况下补偿空气弹簧柱塞32的运动。第一波纹囊部20在此得到保护，因为它没有单独造成弹性外移的补偿。相反，第二波纹囊部22在此情况下对于长度补偿贡献颇多。
因此，与在仅第一波纹囊部20将造成补偿的情况下相比，波纹囊18的变形分散到较大的区域。
此外，通过接触件24的分离自动提供在第一波纹囊部20的体积与第二波纹囊部22的体积之间的流体连通相连。因此在没有进一步技术措施情况下能在波纹囊14伸长时通过弹性外移进行波纹囊部20、22之间的空气体积补偿。
为了在沿纵轴线12压缩第一波纹囊部20时补偿第一波纹囊部20的体积变化，外导向机构16可以如图2所示具有排风件44。
排风件44可以设计成后弯部或凹槽的形式。后弯部或凹槽形成在第一波纹囊部20的体积与第二波纹囊部22的体积之间的通道。因此当接触件24贴靠外导向机构16时，空气可在第一波纹囊部20和第二波纹囊部22之间被交换。
替代地或附加地，排风件44可以如此构成，外导向机构16具有不同于接触件24的对应几何形状(未示出)的用于接触件24的接触几何形状。
外导向机构16可以具有许多排风件44。
根据图3，波纹囊18可以具有排风件46，其设计成在外导向机构16贴靠接触件24时排风第一波纹囊部20。在此例子中，排风件46也可以设计成后弯部、尤其是指向外或指向内的后弯部。指向外的后弯部起到在第一波纹囊部20与第二波纹囊部22之间的通道的作用。指向内的后弯部作为接触件24与外导向机构16之间的垫块，从而空气可以在第一波纹囊部20和第二波纹囊部22之间通过相应间隙被交换。此外，波纹囊18可以具有许多排风件46。
替代地或附加地，波纹囊18可以在接触件24处具有如下几何形状，其不同于外导向机构16的接触几何形状(未示出)，从而空气可以在第一波纹囊部20和第二波纹囊部22之间被交换。
在图4中示出了车辆50。车辆50包括至少一个轮轴52和车身54。轮轴52在此借助空气弹簧10联接至车身54。空气弹簧10因此可以减振轮轴52的运动，从而所述运动未被传递至车身54。
车辆50可以具有多个空气弹簧10。在此，每个空气弹簧10可以被分配给另一个轮轴52。
本发明不限于上述实施方式之一，而是能以多种方式来改变。
所有来自权利要求书、说明书和图的特征和优点包括结构细节、空间布置和方法步骤在内不仅可以单独地、也可以在各种不同的组合中对本发明是重要的。

Claims (12)

1.一种空气弹簧，所述空气弹簧包括：
-沿纵轴线(12)延伸的空气弹簧囊(14)，
-用于所述空气弹簧囊(14)的外导向机构(16)，所述外导向机构(16)至少部分围绕所述空气弹簧囊(14)和所述纵轴线(12)延伸，和
-波纹囊(18)，所述波纹囊(18)至少部分围绕所述空气弹簧(10)延伸并且沿所述纵轴线(12)具有第一波纹囊部(20)和第二波纹囊部(22)，所述第二波纹囊部至少部分围绕所述外导向机构(16)延伸，
其特征在于，所述波纹囊(18)在所述第一波纹囊部(20)和所述第二波纹囊部(22)之间具有用于连接至所述外导向机构(16)的接触件(24)，其中，所述接触件(24)在第一纵轴线方向(26)上松动安装在所述外导向机构(16)上并且在第二纵轴线方向(28)上能与所述外导向机构(16)分离。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，所述波纹囊(18)在所述第一波纹囊部(20)和所述第二波纹囊部(22)之间具有用于在所述第二波纹囊部(22)中在相对于所述纵轴线(12)的径向上定中所述外导向机构(16)的定中件(36)。
3.根据权利要求1或2所述的空气弹簧，其特征在于，所述空气弹簧囊(14)具有朝向所述第一纵轴线方向(26)延伸的空气弹簧囊部(42)，所述空气弹簧囊部(42)被布置在所述外导向机构(16)之外并且被设计用于级联和扭曲运动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述第二波纹囊部(22)具有至少一个皮碗区(38)，所述至少一个皮碗区(38)具有光滑的壁并且至少部分围绕所述外导向机构(16)延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述第二波纹囊部(22)具有沿所述纵轴线(12)在相对于所述纵轴线(12)的横截面中具有波纹形状的至少一个部段。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述外导向机构(16)具有用于在所述外导向机构(16)贴靠所述接触件(24)时排风所述第一波纹囊部(20)的排风件(44)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述波纹囊(18)具有用于在所述外导向机构(16)贴靠所述接触件(24)时排风所述第一波纹囊部(20)的至少一个排风件(46)。
8.根据权利要求6或7所述的空气弹簧，其特征在于，所述排风件(44,46)具有至少一个后弯部和/或至少局部具有不同于所述接触件(24)的对应几何形状的接触几何形状。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述外导向机构(16)具有端件(40)，其中，所述接触件(24)被安装在所述端件(40)上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述第一波纹囊部(20)沿所述纵轴线(12)在相对于所述纵轴线(12)的横截面中具有波纹形状。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述外导向机构(16)借助夹紧环(48)被固定在所述空气弹簧囊(14)上。
12.一种车辆，所述车辆包括车身(54)、至少一个轮轴(52)和根据前述权利要求中任一项所述的至少一个空气弹簧(10)，其中，所述空气弹簧(10)将所述轮轴(52)联接至所述车身(54)。
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