CN105917134A - 滚动活塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于商用车辆领域的空气弹簧阻尼器(10)的滚动活塞(12)，其包括具有中空设计并且以流体传导的方式彼此连接的活塞部(28)和容器部(32)以及盖元件(34)，所述盖元件(34)与所述容器部(32)连接，从而形成附加容积容器(36)。

Description

滚动活塞

技术领域

本发明涉及一种用于商用车辆领域的空气弹簧阻尼器的滚动活塞。此外，本发明涉及一种具有这种类型的滚动活塞的空气弹簧阻尼器。

背景技术

空气弹簧或滚动叶弹簧用于悬挂相对于彼此可移动的两个车辆零件，但是也用于改变车辆的行驶高度位置。为了形成以气密方式封闭的工作空间，这种类型的空气弹簧具有由橡胶制成的并且与通常平板形式的上部终终端元件连接的空气弹簧波纹管以及滚动活塞。在压缩和回弹期间，滚动叶在滚动活塞的外表面上滚动。此外，空气弹簧与诸如支撑臂或连杆等车辆零件的连接经由滚动活塞发生。

除上述悬架功能之外，还有可能以其另外具有阻尼功能的方式来设计空气弹簧。这种类型的空气弹簧称为空气弹簧阻尼器(ASD)。在空气弹簧阻尼器中，凭借流体经由工作空间和构造在滚动活塞中的腔室之间的收缩的横截面来回地流动的事实，发生阻尼。基于收缩的横截面和相关的摩擦，引入的振动被衰减。另外，该横截面能够通过阀门来打开或关闭。通过这种方式，可以打开和关闭阻尼功能，或者可以改变阻尼特性。

这种类型的空气弹簧阻尼器的阻尼行为依赖于可用的空气容积。为了增加容积，已知的是将工作空间与单独容器形式的附加容积连接。

例如，从DE 10 2004 011 466A1中显而易见的是空气弹簧阻尼，它的滚动活塞经由连接管与附加容积容器连接。另外，为了适应不同驾驶情况下的阻尼特性，阀门系统被引入到连接管中。

然而，这种类型的空气弹簧阻尼器具有的缺点是，由于单独的附加容积容器而需要大量的安装空间。然而，所希望的是一种紧凑的整体设计，以使附加容积与滚动活塞一体。由于可用的安装空间的量较少，所以不可能设计一种具有足够容积的旋转对称的滚动活塞。此外，已知的是将诸如支撑臂或连杆等邻近的车辆零件用作附加容积。然而，由于需要必须是以气密方式焊接的复杂的深拉伸零件，所以这种类型的解决方案非常昂贵。

发明内容

因此，本发明是基于提供一种用于空气弹簧阻尼器的滚动活塞的目的，其中滚动活塞具有较大容积和紧凑的整体设计，同时生产成本低廉。

为了实现此目的，提出了具有权利要求1的特征的滚动活塞。此外，本发明涉及一种具有这种类型的滚动活塞的空气弹簧。

根据本发明的滚动活塞的优选改进是从属权利要求的主题。

根据本发明的滚动活塞包括呈中空构造并且以流体传导的方式彼此连接的活塞部和容器部以及盖元件。所述盖元件与所述容器部连接，从而形成附加容积容器。基于一体化的附加容积容器，根据本发明的滚动活塞具有紧凑的整体设计。另外，以形成可用于空气弹簧阻尼器的功能的足够大容积的方式来构造附加容积容器。作为使附加容积容器与滚动活塞一体化的结果，后者生产低廉并且还具有较低的重量。有利地，附加容积容器以所述附加容积容器相对于滚动活塞横向相邻地配置的方式与滚动活塞一体化。作为附加容积容器的横向配置的结果，根据本发明的滚动活塞具有较低的整体高度。此外，附加容积容器优选在平行于活塞部的轴向方向上延伸。

有利地，所述滚动活塞的活塞部和容器部被构造成单件或一个部分。此外，也可以彼此单独地制造这两个部件，随后以气密方式彼此连接。

在一个有利的改进中，所述盖元件呈半球形构造。结果，附加容积容器具有较大容积的同时具有相对较小的表面积。因此，表面积与附加容积容器的容积之比相对较低。结果，根据本发明的滚动活塞具有较大容积的同时具有紧凑的整体设计。

此外，有利地，所述容器部呈中空柱状构造。中空柱状改进再次增加了附加容积容器的容积。另外，结果是，可以将盖元件简单地紧固到容器部。

在一个有利的改进中，连接部配置在所述活塞部和所述容器部之间。此外，有利地，所述连接部具有用于将所述滚动活塞紧固到车辆零件的支撑面。有利地，支撑面被向外定向，使得滚动活塞通过支撑面靠在车辆零件上。此外，有利地，诸如紧固销或螺栓等紧固件用于紧固目的。容器部在轴向方向上的构造优选长于连接部。这里，容器部的延伸部可以充当在车辆零件上定位的止动件。

优选地，所述盖元件经由联接装置与所述滚动活塞连接。此外，所述联接装置优选包括通过第一端与所述滚动活塞连接并且通过第二端与所述盖元件连接的紧固件。在一个有利的改进中，紧固件延伸穿过盖元件，所述紧固件的第二端靠着盖元件的表面。为此，开口或孔可以形成在盖元件中。有利地，密封件出于密封目的配置在紧固件和开口之间。此外，紧固件优选被构造成六角形螺栓，第二端设置有螺栓头并且第一端设置有用于拧入滚动活塞的螺纹。在一个有利的改进中，垫圈配置在紧固件的第二端和盖元件的表面之间。结果，作用在盖元件上的力在拧入期间被分配到更大面积，使得盖元件避免损坏。

在另一个有利的改进中，所述盖元件以一体化地接合方式与所述容器部连接，特别是焊接和/或粘接结合。有利地，焊缝和/或胶缝呈圆形构造。焊接优选通过热气体焊接发生。在热气体焊接中，将要接合的两个部件，特别是它们的接合区域，由热气体加热和/或熔化或塑化，随后在压力下接合在一起。在不接触的情况下，加热或塑化经由热气体焊接中的热气体发生。有利地，氮气用作热气体焊接中的热气体。结果，在加热或塑化期间保护部件避免氧化和/或反应。结果，焊缝具有高强度。

此外，有利地，所述盖元件被拧入到所述容器部。盖元件优选具有第一周向螺纹部并且容器部具有与其对应的第二周向螺纹部。拧在一起表示一种简单易行的接合方法并且因此成本低廉。此外，螺纹可以在盖元件和滚动活塞的生产过程中或在随后的加工操作中形成。

在一个有利的改进中，密封环配置在所述盖元件和所述容器部之间。当盖元件被拧入到容器部中时优选使用密封环。密封环保证了附加容积容器的充分密封作用。有利地，密封环被构造成O形环。这种类型的密封环可作为低廉的大规模生产项目来获得。

此外，有利地，盖元件具有容器部的自由端接合到其中的凸缘部。有利地，凸缘部被构造成周向凹部。周向槽优选形成在凸缘部中，在容器部上突出的突起接合到周向槽中。结果，在盖元件和容器部的连接区域内产生附加容积容器的充分密封作用。

在一个有利的改进中，所述活塞部设置有缓冲/阻尼单元。活塞部优选具有缓冲/阻尼单元被引入到其中的环形紧固部。在一个有利的改进中，缓冲/阻尼单元承担阻尼功能。为此，开口形成在缓冲/阻尼单元中。在压缩和回弹期间，位于工作空间和附加容积容器内的流体经由开口来回地流动，阻尼作用基于摩擦效果而产生。为了设置阻尼特性，开口可以另外设置有阀门。缓冲/阻尼单元优选被按压到紧固部中。有利地，环形紧固部被构造成压配合。为了加强压配合，可以将另外的加强元件引入到紧固部中。

此外，缓冲/阻尼单元也可以被用来加强滚动活塞的压配合。为此，缓冲/阻尼单元被引入到、特别是被按压到滚动活塞中，随后空气弹簧波纹管的自由端通过夹紧环夹紧到滚动活塞。因此，缓冲/阻尼单元在压缩和回弹期间吸收空气弹簧波纹管的拉伸和压缩负荷。结果，滚动活塞仅通过普遍存在于内部的内压加载。有利地，缓冲/阻尼单元被构造成在随后的加工操作中被按压到滚动活塞中的单独的单元。此外，缓冲/阻尼单元也可以以一体化地接合方式与活塞部连接，例如通过焊接和/或粘接结合。

此外，有利地，所述缓冲/阻尼单元具有阀板和缓冲元件。流体经由阀板在工作空间和滚动活塞或附加容积容器之间来回地流动。为此，有利地，为了获得摩擦效果和关联的阻尼作用，具有较小的横截面的开口形成在阀板中。可以通过阀门打开或关闭开口。有利地，缓冲元件以其指定工作空间的方式配置在阀板上。缓冲元件充当滚动活塞的止动件，因此限制其在轴向方向上的运动。

在一个有利的改进中，所述阀板设置有支撑管。有利地，支撑管与位于缓冲元件相对侧的阀板的侧面连接，并且在这里在缓冲/阻尼单元的安装状态下延伸穿过活塞部和连接部。有利地，支撑管支撑在位于支撑面相对侧的连接部的侧面上。滚动活塞到车辆零件的紧固优选经由支撑管发生。为此，诸如紧固销或螺栓等紧固件可以与支撑管连接。支撑管将作用在缓冲元件上的力直接传递到车辆零件。因此，支撑管充当缓冲/阻尼单元的强度支撑。有利地，支撑管以一体化地接合方式与阀板连接。

在一个有利的改进中，所述滚动活塞，优选具有环元件的活塞部，设置有用于滚动空气弹簧波纹管的滚动轮廓。环元件优选被构造成可以以非积极方式与活塞部(特别是滚动部)连接的单独的元件。这里，在空气弹簧阻尼器的压缩期间，空气弹簧波纹管在滚动轮廓上滚动。空气弹簧阻尼器的刚度或特性可以经由滚动轮廓的形状来设置。因此，空气弹簧阻尼器的刚度或特性可以以低廉的方式设置。有利地，环元件由塑料制造。活塞部优选呈柱状构造，使得环元件可以被简单地按压到其上。结果，滚动活塞可以被容易地释放。此外，有利地，环元件支撑被紧固到滚动活塞上的夹紧环。

所述滚动活塞优选由复合材料制造，特别是由聚酰胺(PA)与玻璃纤维或者聚丙烯(PP)与玻璃纤维制造。结果，滚动活塞具有高强度的同时具有较低的重量。此外，滚动活塞可以通过注射成型来制造。盖元件优选单独地制造。此外，滚动活塞还可以由金属制造，特别是铝。

此外，为了增加其相对于石屑的强度，根据本发明的滚动活塞的表面可以设置有肋形成部。另外，活塞部的内表面、连接部和/或容器部以及盖元件的内表面可以设置有加强结构。为此，加强结构可以具有一体地形成在部件或盖元件的内表面上的多个加强肋部。在一个有利的改进中，加强肋部被构造成彼此等间距配置的水平和垂直的肋部。

此外，本发明涉及一种具有根据本发明的滚动活塞、空气弹簧波纹管和终端元件的空气弹簧阻尼器。为了形成填充有流体的工作空间，空气弹簧波纹管优选通过第一自由端与滚动活塞连接并且通过第二自由端与终端元件连接。有利地，空气弹簧波纹管通过夹紧环紧固到滚动活塞的外表面和终端元件的外表面。此外，有利地，缓冲/阻尼单元被引入到滚动活塞中。有利地，缓冲/阻尼单元加强了用于紧固空气弹簧波纹管的压配合。根据本发明的空气弹簧阻尼器其特征在于，与滚动活塞一体的附加容积容器。特别地，盖元件的半球形构造保证了表面积与容积之比较低。结果，空气弹簧阻尼器具有用于阻尼作用的足够大容积并且还是紧凑的构造。此外，根据本发明的空气弹簧阻尼器基于一体的附加容积容器而生产成本低廉并且还具有较低的重量。

附图说明

在下文中，将使用所附示意图来更详细地说明根据本发明的滚动活塞和根据本发明的空气弹簧阻尼器，其中：

图1示出了根据第一实施方案的具有根据本发明的滚动活塞的根据本发明的空气弹簧阻尼器的立体图，

图2示出了穿过图1中所示的空气弹簧阻尼器的纵向截面图，

图3示出了根据第一实施方案的根据本发明的滚动活塞的立体图，

图4示出了穿过图3中所示的滚动活塞的纵向截面图，

图5示出了缓冲/阻尼单元的立体图，

图6示出了穿过图5中所示的缓冲/阻尼单元的纵向截面图，

图7示出了穿过根据本发明第二实施方案的具有根据本发明的滚动活塞的根据本发明的空气弹簧阻尼器的纵向截面图，和

图8示出了根据第三实施方案的根据本发明的滚动活塞的立体图。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的配置在承重部(未示出)和商用车辆的连杆76之间的空气弹簧阻尼器10。

空气弹簧阻尼器10具有根据本发明的滚动活塞12、终端元件14和空气弹簧波纹管16。特别地，如图2所示，空气弹簧波纹管16在第一自由端18与滚动活塞12连接并且在第二自由端20与终端元件14连接，以便因此形成填充有液体的工作空间22。

在目前的情况下，终端元件14被构造成具有用于紧固第二端20的颈圈部23的平板，并且具有用于支撑承重部的支撑部24。第二端20通过夹紧环21夹紧到颈圈部23。此外，终端元件14设置有用于连接流体源(未示出)的连接装置26。工作空间22内的压力可以经由连接装置26而改变。这里，压缩气体可以被用作流体源。为此，压缩气体软管(未示出)可以与连接装置26连接。

特别地，如在图2至图4中看到的，滚动活塞12具有中空柱状活塞部28、连接部30、呈大致中空柱状构造的容器部32和半球形盖元件34。这里，盖元件34关闭容器部32，从而形成具有附加容积的附加容积容器36。附加容积容器36的附加容积以流体传导的方式与连接部30和活塞部28连接。

活塞部28包括环形紧固部38和滚动部40，在压缩和回弹期间，空气弹簧波纹管16可以在其外表面上滚动。空气弹簧波纹管16的第二端20通过夹紧环39夹紧在紧固部38的外侧上，如在图2中可以看到的。此外，缓冲/阻尼单元42被引入到紧固部38中。缓冲/阻尼单元42加强了用于紧固空气弹簧波纹管16的压配合。此外，缓冲/阻尼单元42在压缩和回弹期间吸收拉伸和压缩负荷。结果，滚动活塞12仅由内压加载。

如在图5和图6中可以看到的，缓冲/阻尼单元42被构造成可以被引入、特别是可以被按压到紧固部38中的单独的单元。缓冲/阻尼单元42也可以通过焊接和/或粘接结合以一体化地接合方式与紧固部38连接。缓冲/阻尼单元42具有在其中形成有开口45的阀板44、缓冲元件48和支撑管50。开口45可以由阀门46打开和关闭。在压缩和回弹期间，位于工作空间22内和位于滚动活塞12或附加容积容器36内的流体经由开口45和阀门46来回地流动。由于开口45具有相对较小的横截面，所以在压缩和回弹期间基于摩擦效果而发生阻尼作用。缓冲元件48在滚动活塞12的轴向运动期间充当止动件，因此限制滚动活塞12的轴向变形。支撑管50固定连接到阀板44并且延伸穿过活塞部28和连接部30。另外，支撑管50在其端侧上设置有通过其支撑在连接部30的基部上的基板51。基板51具有滚动活塞12到商用车辆的连杆76的紧固经由其发生的螺栓52，如图2所示。

盖元件34到滚动活塞12的紧固经由联接装置56发生，如图2和图4所示。为此，联接装置56具有六角形螺栓58和垫圈60。这里，六角形螺栓58的螺栓头62靠在盖元件34的表面上，螺栓杆64延伸穿过形成在盖元件34中的开口。密封件(未示出)配置在开口和螺栓杆64之间。螺栓杆64在其端侧上设置有延伸穿过形成在支撑管50中的孔66的螺纹。孔66由与支撑管50固定连接的螺母68包围。为了紧固六角形螺栓58，螺栓杆64的螺纹被拧入到螺母68中。垫圈60配置在盖元件34和螺栓头62之间。为了给垫圈60提供足够的支撑面，盖元件34在开口的区域中呈扁平形构造。此外，在目前的情况下，盖元件34具有被构造成凹部的周向凸缘部70。这里，容器部32的自由端位于凸缘部68中。为了提供充分的气密密封作用，凸缘部70具有在容器部32的自由端周向构造的突起74接合到其中的周向槽72。

图7示出了根据本发明的滚动活塞12的第二实施方案，其与第一实施方案的不同之处在于，活塞部28(特别是具有环元件78的滚动部40)设置有滚动轮廓80。这里，环元件78是由塑料制造的并且以非积极方式与活塞部28(特别是滚动部40)连接的单独的元件。环元件78优选被按压到活塞部28(特别是滚动部40)上。在空气弹簧阻尼器10的压缩期间，空气弹簧波纹管16在滚动轮廓80的半径范围内滚动。空气弹簧阻尼器10的刚度或特性可以经由滚动轮廓80的形状来设置。因此，空气弹簧阻尼器10的刚度或特性可以以低廉的方式设置。此外，环元件78用于夹紧环39的轴向固定。

图8示出了根据本发明的滚动活塞12的第三实施方案，其与第一和第二实施方案的不同之处在于，盖元件34以一体化地接合方式与容器部32连接，特别是通过周向焊缝和/或胶缝。

在另一个可选的实施方案中，盖元件34可以经由螺纹连接与容器部32连接。为此，盖元件34具有第一螺纹部，并且容器部32具有与其对应且第一螺纹部可以被拧入到其中的第二螺纹部。密封环出于密封目的配置在盖元件34和容器部32之间。

根据本发明的滚动活塞12使用注射成型过程由复合材料制造，特别是由聚酰胺(PA)与玻璃纤维或者聚丙烯(PP)与玻璃纤维制造。此外，还可以想到由金属制造滚动活塞12。

根据本发明的空气弹簧阻尼器10其特征在于，根据本发明的具有附加容积容器36形式的一体化的附加容积的滚动活塞12。基于半球形盖元件34，表面积与附加容积容器36的容积之比相对较低。结果，滚动活塞12具有用于阻尼的足够大的容积以及紧凑的整体设计。

附图标记列表

10 空气弹簧阻尼器 12 滚动活塞

14 终端元件 16 空气弹簧波纹管

18 第一自由端 20 第二自由端

21 夹紧环 22 工作空间

23 颈圈部 24 支撑部

26 连接装置 28 活塞部

30 连接部 32 容器部

34 盖元件 36 附加容积容器

38 紧固部 39 夹紧环

40 滚动部 42 缓冲/阻尼单元

44 阀板 45 开口

46 阀门 48 缓冲元件

50 支撑管 51 基板

52 螺栓 54 支撑面

56 联接装置 58 六角形螺栓

60 垫圈 62 螺栓头

64 螺栓杆 66 孔

68 螺母 70 凸缘部

72 槽 74 突起

76 连杆 78 环元件

80 滚动轮廓

Claims (15)

1.一种用于商用车辆领域的空气弹簧阻尼器(10)的滚动活塞(12)，其具有呈中空构造并且以流体传导的方式彼此连接的活塞部(28)和容器部(32)以及盖元件(34)，所述盖元件(34)与所述容器部(32)连接，从而形成附加容积容器(36)。

2.如权利要求1所述的滚动活塞，其特征在于，所述盖元件(34)呈半球形构造。

3.如权利要求1或2所述的滚动活塞，其特征在于，所述容器部(32)呈中空柱状构造。

4.如权利要求1～3中任一项所述的滚动活塞，其特征在于，连接部(30)配置在所述活塞部(28)和所述容器部(32)之间。

5.如权利要求1～4中任一项所述的滚动活塞，其特征在于，所述盖元件(34)经由联接装置(56)与所述滚动活塞(12)连接。

6.如权利要求5所述的滚动活塞，其特征在于，所述联接装置(56)包括通过第一端与所述滚动活塞(34)连接并且通过第二端与所述盖元件(34)连接的紧固件(58)。

7.如权利要求1～4中任一项所述的滚动活塞，其特征在于，所述盖元件(34)以一体化地接合方式与所述容器部(32)连接，特别是焊接和/或粘接结合。

8.如权利要求1～4中任一项所述的滚动活塞，其特征在于，所述盖元件(34)被拧入到所述容器部(32)。

9.如权利要求1～8中任一项所述的滚动活塞，其特征在于，密封环配置在所述盖元件(34)和所述容器部(32)之间。

10.如权利要求1～9中任一项所述的滚动活塞，其特征在于，所述活塞部(28)设置有缓冲/阻尼单元(42)。

11.如权利要求10所述的滚动活塞，其特征在于，所述缓冲/阻尼单元(42)具有阀板(44)和缓冲元件(48)。

12.如权利要求11所述的滚动活塞，其特征在于，所述阀板(44)设置有支撑管(50)。

13.如权利要求1～12中任一项所述的滚动活塞，其特征在于，所述滚动活塞(12)，优选具有环元件(78)的活塞部(28)，设置有用于滚动空气弹簧波纹管(16)的滚动轮廓(80)。

14.如权利要求1～13中任一项所述的滚动活塞，其特征在于，所述滚动活塞(12)由复合材料制造，优选由聚酰胺与玻璃纤维或者聚丙烯与玻璃纤维制造。

15.一种具有终端元件(14)、如权利要求1～14中任一项所述的滚动活塞(12)和空气弹簧波纹管(16)的空气弹簧阻尼器。