CN1335812A - 汽车桥悬挂装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于空气弹簧支承的载承汽车等等的桥悬挂装置,其中底盘通过一做成柱塞结构的、具有一尤其是圆柱形的、确定用来支承和引导空气弹簧气袋(5)的柱塞(6)的空气弹簧支承,其中空气弹簧气袋通过一上安装板(7)与以它为基础的底盘连接,并例如通过一下底板与柱塞的上底面(9)相连,柱塞本身例如支承在一板簧结构(1)上,其特征为:或者在安装板的外缘(20)上设置一朝下的规定高度的凸缘(10),并且空气弹簧气袋(5)以其上端安装在凸缘(10)的下端上离安装板的主延伸平面相应的距离处;或者空气弹簧气袋固定在安装板本身的外缘(20)上,并在安装板之下被至少一个规定高度的凸缘(10)包围。

Description

汽车桥悬挂装置
本发明涉及一种用于空气弹簧弹性支承的载重汽车等的桥悬挂装置，在这种载重汽车中汽车底盘通过一做成柱塞结构的、具有一尤其是圆柱形的、确定用来支承和引导空气弹簧气袋的柱塞的空气弹簧支承，其中空气弹簧气袋通过一上安装板与架在它上面的汽车底盘连接，并例如通过一下底板与柱塞的上底面连接，柱塞本身例如支承在一板簧结构上。
例如由DE4201629C1已知一种这一类型的桥悬挂装置。其中垂直的车辆中心平面两侧至少各设置一板簧结构，它在其前端处铰接在一与底盘固定的轴承上，并在离开轴承一定距离处与桥体刚性连接，在其后部的自由端上汽车底盘通过空气弹簧支承。这种已知桥悬挂装置的目的是，使得可以有直至450mm的尽可能大的车桥弹簧行程。这在这种已知的方案中通过这样的方法达到，使柱塞的几何中心线和主要是柱塞外壳面-从支承点出发看-中凹地弯曲。由于由此规定的比较合理的运动流程达到，使柱塞上内角到空气弹簧气袋的临界距离变大。由此可以达到更大的车桥弹簧行程。其次由柱塞特性曲线(车桥载荷关于车桥弹簧行程的曲线)的比较可以看到，在采用这种弯曲的柱塞时在相同的气袋压力情况下比在具有直线形柱塞的空气弹簧更长的车桥弹簧行程上保持车桥载荷。由此保证承载车辆可靠的升降过程。
实际表明，对于采用用于来回运输中的车辆的桥悬挂装置，也就是说例如在来回运输拖车或来回运输半拖车时，为了能够应付非常不同的，区别大于450mm的行程高度，需要更大的车桥弹簧行程。
本发明的目的是，在这种类型的桥悬挂装置中用简单的方法考虑这种要求。
这个目的主要通过这样的方法来实现，或者在安装板圆周边上设一朝下的规定高度的凸缘，并且空气弹簧气袋以其上端安装在凸缘下端上离安装板主延伸平面相应距离处，或者空气弹簧气袋固定在安装板本身的外缘上，并在安装板下方被至少一个规定高度(7)的凸缘包围。
在第一种选择方案中达到，在空气弹簧气袋通入压缩空气时可以达到的最大气袋弹簧行程比凸缘的高度加大两倍，如果在柱塞长度相同时采用一比凸缘高度加长一倍的空气弹簧气袋的话；如果在缩短凸缘高度的一倍的柱塞时采用相同的空气弹簧气袋，那么加大凸缘高度的一倍。这归因于，在空气弹簧气袋卸压时，就像在汽车底盘下降到其最低位置时所发生的那样，空气弹簧袋的上部区域由于占据主导的几何关系卷到凸缘的外周面上，并在那里形成一附加的折叠。也就是说用这种方法或者可以达到相对于通常的空气弹簧减小的整体长度，或者可以达到气袋行程，从而还有桥弹簧行程的加大。
第二种选择方案有这样的优点，空气弹簧气袋可如以前一样固定在没有改变的安装板上，并在采用相同的柱塞，也就是相同的整体高度，但加长凸缘高度两倍的空气弹簧气袋时气袋最大弹性行程也加大凸缘高度的两倍，如果在柱塞缩短一倍凸缘高度时采用一加长凸缘高度一倍的空气弹簧气袋，那么气袋最大弹性行程加大凸缘高度的一倍。
在本发明设想的另一种结构中凸缘和空气弹簧气袋的边界区一样做成大致的圆柱形，例如做成单独的箍。这有利于方便的制造、重量轻的结构形式和可靠的功能。
如果设置在安装板上的凸缘具有基本上相当于空气弹簧气袋在其上部区域的直径的直径，那么对于新型柱塞结构的功能特别有利。用这种方法空气弹簧气袋的上缘在汽车底盘下降时可以可靠地移动到凸缘上，形成一双层折皱，而在汽车底盘上升时重新不受干扰地从其脱开。
在和安装板本身一样，例如由钢板组成的凸缘的第一种选择方案中在其下端处有利地借助卷边与空气弹簧气袋的上端连接。
在第二种选择方案中安装板的边缘有利地借助于卷边与空气弹簧气袋的上端连接，这可以方便地实施。
在第一种选择方案中凸缘固定地，例如一体地与安装板连接。
在第二种选择方案中不需要至少一个凸缘与安装板的连接。而是凸缘装在空气弹簧气袋的外圆面上，并可以在那里例如贴合在安装板边缘的卷边上，并且在那里例如在其几何形状方面与卷边相配，但是它也可以以离安装板适当的距离安装在空气弹簧气袋的周向上。
为了特别是在第一种选择方案的情况下避免，在第一种选择方案中当汽车底盘完全或部分下降时污物积聚在空气弹簧气袋的在凸缘区域内形成的折皱和与安装板连接或贴合在它上面的凸缘的外圆面之间的空腔内，凸缘的外圆面可以以一定距离被一上部封闭的盖板包围。这里盖板设计成这样，使在汽车底盘下降时在空气弹簧气袋的上缘处形成的折皱位于盖板和凸缘之间的空腔内。
在这种构想的改进结构中盖板也由一种柔性材料组成，以其下部的外缘贴合在空气弹簧气袋的外侧上并被它携带一起运动，使得可靠避免所提到的这一种污物积聚。
为了预防空气弹簧气袋在凸缘边缘处的损坏，凸缘可以设置圆角。
通过在柱塞内设置一第二空气弹簧气袋，在其下端连接一所属的第二柱塞的方法，也可以在这一类型的桥悬挂装置或者说在前面讨论过的这种类型的桥悬挂装置中充分利用空气弹簧气袋的折皱，以减小整体高度或提高气袋最大弹性行程。
这里第二空气弹簧气袋可以通过一第二安装板与柱塞的上底面连接。
本发明其他的目的、特征、优点和应用可能性由借助于附图对本发明实施例的以下说明中得到。这里所有说明和/或所表示的特征本身或其任意的组合均构成本发明的内容，即使与其在单项权利要求或其引用的部分中的概述无关。
附图表示：
图1a)  按照本发明第一种选择方案的带有(一体)生成的凸缘和通过卷边固定在凸缘上的空气弹簧气袋的安装板的垂直剖视，
图1b)  按本发明第二种选择方案的带有通过卷边固定在其圆周边缘上的空气弹簧气袋和包围它的凸缘的安装板的垂直剖视，
图2A至2C  按现有技术制成的桥悬挂装置在车桥区域内的示意侧视图，(A)在车辆底盘完全下降时，(B)车辆底盘在行驶位置，(C)车辆底盘在完全上升时，
图3A至3C  相应于图2A至2C的图示，但是是对于按本发明第一种选择方案制成的桥悬挂装置在相同的柱塞长度和相应于凸缘高度H加大的气袋长度的条件下，在这种情况下空气弹簧气袋在其上边缘卷在安装板的凸缘上，
图4A至4C按现有技术的柱塞结构(各个左半部附图)和按本发明第一种选择方案的柱塞结构(各个右半部附图)的比较，(C)车辆底盘在完全上升时，(B)车辆底盘在行驶位置高度可调时，(A)车辆底盘在完全下降时，其中按照本发明尽管柱塞长度从而还有柱塞结构的整体长度减小数值H(H＝凸缘10的高度)(图4A)，但仍能达到相同的气袋最大的弹性行程(图4C)，
图5A至5C  相应于图4A至4C的图示，其中在相同的柱塞长度，从而相同的柱塞结构的整体长度时(图5C)，按照本发明通过将空气弹簧气袋长度加大一个量H(H＝凸缘10的高度)在本发明第一种选择方案时气袋最大弹性行程(图5A)加大一个量2H，
图6空气弹簧气袋上边缘在车辆底盘完全下降的状态下的局部放大图，以说明按本发明的桥悬挂装置的工作原理，
图7按本发明第一种选择方案的另一种结构的大致相应于图6的图示，
图8A和8B对于本发明第一种选择方案又一种结构的空气弹簧气袋上边缘大致相应于图5和6的图示，(A)车辆底盘在完全上升的状态时(B)车辆底盘在完全下降的状态时，
图9A至9C相应于图4A至4C的图示，用以说明本发明第二种选择方案在弯曲的柱塞时的工作原理，
图10A至10C相应于图5A至5C的图示，用以说明本发明第二种选择方案在加大气袋弹簧行程时的工作原理，
图11A至11B按本发明第二种选择方案的安装板，在其对于三种之不同结构的圆周边缘区内剖开，
图12A至12C相应于图9A至9C的功能图示，其中按本发明(各个附图的右侧)和现有技术(各个图形的左侧)相比一做成圆箍的凸缘在离安装板一定距离处采用一缩短的柱塞6，
图13A和13B一空气弹簧气袋的示意剖视图，按照本发明它配备两个相互隔开一定距离的做成圆箍的凸缘，(图13A)完全拉长时，(图13B)完全折叠在一起时，
图14通过基于两个分等排列的空气弹簧气袋的空气弹簧气袋的折叠实现本发明构想的另一种方法(改善气袋最大弹性行程与整体高度之比)的示意图。
图1a)(图1的右半部)在垂直剖视中表示一空气弹簧气袋5，按照本发明它固定在一空心圆柱形凸缘10的下端上或者借助于卷边11固定。这里凸缘10最好一体地设在用于载重汽车的桥悬挂装置的空气弹簧的安装板7的外缘20上。卷边11位于离基本上圆盘形的安装板7的主延伸平面E一规定距离H的平面内。安装板7可借助于螺钉15固定在用空气弹簧支承的载重汽车的车辆底盘上(参见图3A至3C)。在安装板7上同时设有一用于气袋内腔17进气和排气的接通管接头16。空气弹簧气袋5的上端，凸缘10和安装板7具有大致相同的直径D。
在所示情况下向下略微缩小的空气弹簧气袋5的下端上硫化一底板8，在它上面固定一减震器18。在空气弹簧气袋5完全排气时(参见图3A)减震器18撞在上安装板7上。但是减震器18也可以设置在安装板7的底面上，使得在排气时运动的底板8撞向固定安装的减震器18。其次在底板8上固定一螺纹管接头19，它用来使底板8从而还有空气弹簧气袋5的下端与一弯曲的(参见图3A至3C)或直线形的、大致钟罩形造型(参见图4A至4C)的柱塞连接。
这样固定在安装板7上的空气弹簧气袋5和在图1a)中未画出的柱塞一起构成一做成柱塞结构的例如用于空气弹簧支承的载重汽车等等的桥悬挂装置的空气弹簧，如按照现有技术在图2A至2C中所表示的那样；但是这种空气弹簧也适用于其他用空气弹簧支承的车桥装置。
在按图1b)的选择方案中空气弹簧气袋5以常用的方法通过卷边21固定在安装板7的外缘20上。与卷边21邻接空气弹簧气袋5包括一做成独立圆环的凸缘10。
在图2A至2C中所示类型的已知桥悬挂装置在垂直的车辆纵向中心平面两侧各至少具有一板簧结构1，它在其前端铰接在一固定在底盘上的轴承2上，并在离它一定距离处与桥体3刚性连接，尤其是夹紧。在板簧结构1的后端4上通过做成柱塞结构的，最好具有圆柱形的确定用来支承和引导空气弹簧气袋5的柱塞6的空气弹簧支承在图2A至2C中未画出的车辆底盘。图2A至2C表示，空气弹簧气袋5如何通过安装板7与以它为基础的车辆底盘相连接，并且例如通过下底板8与柱塞6的一个上底面9相连接。柱塞6一端支承在板簧结构1的后自由端4上。图2A至2C各自表示板簧结构的不同位置，其中图2A表示板簧结构1相对于下降到最低点时的车辆底盘的位置，也就是柱塞6通过上减震器18撞在安装板7上。图2C表示，当板簧结构1完全移出以达到气袋从而还有车辆的最大弹性行程时，空气弹簧气袋5所占有的那种拉长的造型。气袋从而还有车桥的最大弹性行程通过空气弹簧气袋5的最大长度(按图2C)包括柱塞6的垂直长度确定。在通常的车桥装置中用这种方法车桥弹性行程最大可以达到450mm。但是由于，如图2A可见，空气弹簧5，6的最短长度基本上通过柱塞6的有效长度确定，使车桥弹性行程受到一定限制。如果用按图2A至2C的结构试图通过加长柱塞6和/或空气弹簧气袋5来加大气袋从而还有车桥可能的弹性行程，那么对于空气弹簧5，6的安装在车辆底盘完全下降的位置由于较大的整体长度需要占用较大的位置。由于底盘下面可供使用的空间有限，加长柱塞6和/或空气弹簧气袋5的可能性受到限制。
由图1a)和特别是图3A至3C可见，按照本发明在这种选择方案时不同于现有技术安装板7配备一朝下的凸缘10，空气弹簧气袋的上端安装在凸缘下端上或者在离安装板7主延伸平面E距离为H处通过卷边11安装。由此不改变柱塞6的长度，如由图3A至3C可见，可以使空气弹簧气袋5加长一个尺寸H。从而使气袋可以达到的最大弹性行程加大两倍的H，也就是凸缘10高度的两倍。这是因为，在空气弹簧气袋5排气以使车辆底盘下降并使柱塞6插入气袋内腔17时空气弹簧气袋5在其上部区域内卷在凸缘10的外圆面12上，并在那里形成一双层折皱。
由图6中的局部视图可以看到，在空气弹簧气袋充气时由于面积比关系空气弹簧气袋5的上边缘在柱塞6从空气弹簧气袋中退出前首先从凸缘10的外圆面12上脱离。贴合在柱塞6上的空气弹簧气袋5的折皱由于几何关系(柱塞6直径必须小于凸缘10的直径D)大于贴合在凸缘10上的折皱。因此作用在贴合在柱塞6上的空气弹簧气袋5的折皱上的力F1大于作用在贴合在凸缘10外圆面12上的折皱上的力F2。据此在空气弹簧气袋排气，也就是在底盘下降时，首先空气弹簧气袋5的下折皱卷上柱塞6，然后上折皱卷上凸缘10的外圆面12，直至柱塞6通过减震器18撞到安装板7上。
由图4A至4C可以方便地看出配备按本发明的柱塞结构5、6的按第一种选择方案的桥悬挂装置的工作原理和与现有技术相比的优点。在各个图形的左半部中表示按现有技术的柱塞结构5，6，在各右半部表示按本发明的带有缩短一个量H(H＝凸缘10的高度)的柱塞6的柱塞结构。图4A表示达到最大可能的气袋弹性行程时的组态。按图4A按现有技术和按本发明的柱塞结构5，6也基于相同的最大气袋弹性行程。
这意味着，在空气弹簧气袋5的长度相同的情况下按本发明可以采用缩短一段H的柱塞6。图4B表示板簧结构1从而还有车辆的车桥装置位于中间的行驶位置时的组态。最后图4C表示柱塞6的各个上止挡位置，在这个位置减震器18靠在安装板7上。人们由此可以看到，在气袋最大的弹性行程相同的情况下(图4A)按本发明的空气弹簧在完全排气的位置时(图4C)可以具有缩短一段H的整体长度。反过来这意味着，如图5A至5C中所示，在采用同样长度的柱塞6时由于凸缘10一体生成在安装板7上空气弹簧气袋5可以加长一个尺寸H，由此在按本发明的桥悬挂装置中可以达到最大的气袋弹性行程，它加大两倍H，也就是凸缘10高度的两倍的量，而空气弹簧的整体长度在完全排气位置时并不加大。
按图7在安装板7外缘处设有一盖板13，它突出于空气弹簧气袋5的上折皱区域。盖板13外壁到凸缘10的距离这样选择，使得凸缘10外圆面12上的折皱位于盖板13之下。用这种方法可以防止，污物积聚在空气弹簧气袋5上折皱和凸缘10之间。
图8A和8B表示另一种类型的盖板13。它由柔性材料制成并以其下部的外缘14贴合在空气弹簧气袋5的壁上。在形成空气弹簧气袋5的上折皱时下部外缘14跟随空气弹簧气袋5的壁一起运动并部分地一起卷入。当然还可以有其他类型的盖板。
图9A至9B中表示用于本发明第二种选择方案的柱塞结构的工作原理，在这种方案中空气弹簧气袋5直接装在安装板7的外缘20上，相应于图4A至4C所示。这里柱塞6(从而还有整体长度)也缩短一倍的H(＝独立的凸缘10的高度)。通过空气弹簧气袋5加长一倍H得到和在现有技术时一样的最大行程长度。
图10A至10C反映对于本发明第二种选择方案的相应于图5A至5C的关系。
图11A至11C表示，空气弹簧气袋5怎样卷上和脱离做成独立圆箍的、包围与安装板7外缘20的卷边21直接邻接的空气弹簧气袋5的凸缘10的。三种结构的区别在于其在卷边21上的贴合区和凸缘10在其下端上的圆角22。
与按图9A和9C的第二种选择方案不同在第二种选择方案按图12A至12C的结构中凸缘10’不是直接和安装板7邻接地设置在空气弹簧气袋5的圆周上，而是离安装板7一段距离。这里距离这样地选择，使得在到达整体高度时(图12C)在底盘高度下降期间减震器18撞在安装板7上，而凸缘10’不与位于它上面的空气弹簧气袋材料接触，以对此加以保护。离安装板7一段距离安装在空气弹簧气袋5圆周上的凸缘10’可以在那里通过硫化和其他方法，例如通过粘接，成型等等连接。图12A中表示最大的气袋弹性行程，而按图12B1和图12B2的图示表示两种不同的行驶高度。柱塞6具有一作为用于凸缘10’的垫板的下支承板23。
图13A和13B表示第二种选择方案的又一种结构，其中在空气弹簧气袋5的外圆上离安装板7不同距离处安装两个凸缘10’，10”。其中图13A表示空气弹簧气袋5完全拉长的状态，相反图13B表示完全折叠在一起的空气弹簧气袋5，其中缓冲垫18相应于所希望的整体高度地在两个凸缘10’，10”可以到达那里之前撞在安装板7上。两个凸缘10’，10”向下支承在柱塞6的支承板23上。由于这里实现的空气弹簧气袋5的双重折叠最大气袋弹性行程(图13A)与整体高度(图13B)的比更合理。在必要时也可以隔开一定距离相互重叠地设置两个以上的凸缘。
第二种选择方案按图9A至13B的结构除了可以方便地将空气弹簧气袋5固定在安装板7外缘20上以外还具有其他优点，不可能有污物积聚在折皱内，也就是说不需要单独的盖板。
在本发明按图14的建议中设有一种桥悬挂装置，其中在柱塞6内设有一第二空气弹簧气袋5’，在其下端上连接一所属的第二柱塞6’。这里第二空气弹簧气袋5’可以通过一第二安装板7’与柱塞6的上底面9连接。但是也可以将下空气弹簧气袋5’固定在第一柱塞6的下边缘上。两个空气弹簧气袋5，5’的内部通过在空气弹簧气袋5的底板8上、柱塞6的上底面9上和第二空气弹簧气袋5’的安装板7’上的相互对准的孔24连通。在图14的左半部上柱塞结构完全拉长，相反在图形的右半部分完全折叠在一起。这里也形成一双重折皱，而且一方面在上空气弹簧气袋5上另一方面在下空气弹簧气袋5’上形成折皱。
                  附图标记表1     板簧结构             2                轴承3     桥体                 4                后自由端5，5’空气弹簧气袋         6，6’           柱塞7，7’安装板               8，8’           底板9     上底面               10，10’，10”   凸缘11    卷边                 12               外圆面13    盖板                 14               外缘15    螺栓                 16               导通管接头17    气袋内腔             18，18’         减震器19    螺纹管接头           20               外缘21    卷边                 22               圆角23    支承板               24               孔D     凸缘10的直径E     安装板7的主延伸平面F1    力F2    力H     凸缘10的高度

Claims (12)

1.用于空气弹簧支承的载重汽车等等的桥悬挂装置，其中车辆底盘通过一做成柱塞结构的、具有一尤其是圆柱形的、确定用来支承和引导空气弹簧气袋(5)的柱塞(6)的空气弹簧支承，其中空气弹簧气袋(5)通过一上安装板(7)与以它为基础的车辆底盘连接，并例如通过一下底板(8)与柱塞(6)的上底面(9)相连，柱塞本身例如支承在一板簧结构(1)上，其特征为：要不是安装板(7)的外缘(20)上设置一朝下的规定高度(H)的凸缘(10)，并且空气弹簧气袋(5)以其上端安装在凸缘(10)的下端上离安装板(7)的主延伸平面(E)相应的距离处；就是空气弹簧气袋(5)本身固定在安装板(7)的外缘(20)上，并在安装板(7)之下被至少一个规定高度(H)的凸缘(10)包围。
2.按权利要求1的桥悬挂装置，其特征为：凸缘(10)如空气弹簧气袋(5)一样具有大致圆柱形的形状。
3.按权利要求1或2的桥悬挂装置，其特征为：安装在安装板(7)上的凸缘(10)具有一基本上相当于空气弹簧气袋(5)在其上部区域内的直径的直径(D)。
4.按权利要求1至3之任一项的桥悬挂装置，其特征为：凸缘(10)在其下端处借助于卷边(11)与空气弹簧气袋(5)的上端连接。
5.按权利要求1至3之任一项的桥悬挂装置，其特征为：安装板(7)的外缘(20)借助于卷边(21)与空气弹簧气袋(5)的上端连接。
6.按权利要求1至5之任一项的桥悬挂装置，其特征为：凸缘(10)与安装板(7)固定连接，例如连成一体。
7.按权利要求1至5之任一项的桥悬挂装置，其特征为：凸缘(10)贴合在安装板(7)上，或者设置在离安装板(7)一段距离处并各自包围空气弹簧气袋(5)。
8.按上述权利要求之任一项的桥悬挂装置，其特征为：与安装板(7)连接或贴合在它上面的凸缘(10)的外周面(12)被一上部封闭的盖板(13)离开一定距离地包围。
9.按权利要求8的桥悬挂装置，其特征为：盖板(13)由柔性材料组成，并以其下部的外缘(14)贴合在空气弹簧气袋(5)的外侧上并且被它携带。
10.按上述权利要求之任一项的桥悬挂装置，其特征为：凸缘(10)在其悬伸的边缘处具有一圆角(22)。
11.按权利要求1前序部分或权利要求1至10之任一项的桥悬挂装置，其特征为：在柱塞(6)内设有一第二空气弹簧气袋(5’)，在其下端上连接一所属的第二柱塞(6’)。
12.按权利要求11的桥悬挂装置，其特征为：第二空气弹簧气袋(5’)通过一第二安装板(7’)与柱塞(6)的上底面(9)连接。
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