CN104428558A - 空气弹簧滑柱组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气弹簧滑柱组件(1)，该空气弹簧滑柱组件包括空气弹簧(2)和减振器(3)并用于对机动车底盘的振动进行衰减和弹性支撑，该空气弹簧滑柱组件夹紧在机动车的车身与底盘之间，该空气弹簧滑柱组件包括：在空气弹簧盖(4)与空气弹簧活塞(5)之间以空气密封的方式夹紧的、由弹性体材料制成的空气弹簧气囊(6)，该空气弹簧气囊在形成卷动折纹部(7)的情况下在空气弹簧活塞上卷动；以套的形式包围空气弹簧气囊(6)的外导向部(9)；波纹管(10)，该波纹管保护卷动折纹部(7)免于污染并且该波纹管固定在外导向部(9)的背向空气弹簧盖(4)的端部上；通风装置，用于对由波纹管(10)包围的空间(12)进行通风，其中，所述通风装置包括在波纹管(10)的朝向底盘的端部上的通风口(13)，在波纹管(10)中设有另外的附加的通风口(14)，所述通风口促进在波纹管(10)内部朝向底盘的方向的空气流。

Description

空气弹簧滑柱组件
技术领域
本发明涉及一种空气弹簧滑柱组件，该空气弹簧滑柱组件包括空气弹簧和减振器并用于对机动车底盘的振动进行衰减和弹性支撑，该空气弹簧滑柱组件夹紧在机动车的车身与底盘之间，该空气弹簧滑柱组件包括：在空气弹簧盖与空气弹簧活塞/空气弹簧卷动活塞之间以空气密封的方式夹紧的、由弹性体材料制成的空气弹簧气囊，该空气弹簧气囊在形成卷动折纹部的情况下在空气弹簧活塞上卷动；以套的形式包围空气弹簧气囊的外导向部；波纹管，该波纹管保护卷动折纹部免于污染并且该波纹管固定在外导向部的背向空气弹簧盖的端部上。
背景技术
夹紧在底盘与车身之间并且具有空气弹簧气囊的空气弹簧滑柱组件或空气弹簧在多种实施方案中是已知的，其中，该空气弹簧气囊又固定在空气弹簧盖与活塞之间。空气弹簧在运行中处于内部的超压下。
空气弹簧气囊在负荷下并且在弹簧运动中在同心的空气弹簧活塞的外轮廓上卷动构成卷动折纹部，该空气弹簧活塞在空气弹簧滑柱组件中固定在减振器的圆柱形管上。
在乘用车领域中的空气弹簧中采用尽可能薄壁形式的空气弹簧气囊，因为这些薄壁形式的空气弹簧气囊确保高的卷动舒适性。为了在该空气弹簧中实现整个***的足够的承载能力，空气弹簧气囊或空气弹簧或空气减振器设有所谓的外导向部，也就是设有包围空气弹簧气囊的管形套管作为“支持束套”或支持体。如此可以例如以薄的轻金属套作为支持体针对高的内压并继而高的承载能力在同时良好的异味清除的情况下优化薄的空气弹簧气囊。外导向部在此如此构成和设置，使得空气弹簧气囊一方面可以在空气弹簧活塞的外侧上卷动而另一方面在外导向部的内表面上卷动。
然而其缺点在于，这样的空气弹簧气囊相比于在商用车领域中的厚壁形式的并继而更结实耐用的空气弹簧气囊会对在卷动面上的沉淀物或者甚至卷过的异物做出敏感的多的反应。舒适的空气弹簧气囊对卷过沉淀物或异物做出的反应非常容易伴随有对其以金银细丝工艺制成的加强支承件/加强底布的大幅磨损或破坏，这会导致空气弹簧的故障。
为了排除这种情况，特别是在外部引导的空气弹簧中应用波纹管，以便保护空气弹簧气囊免于污染(例如在行驶运行中的灰尘、沙子和道路上的小石头)，这一点例如由文献DE 103 02 495 A1已知。然而，通过应用波纹管产生的问题在于，在空气弹簧的弹簧运动中，由波纹管包围的空间的空气体积同时发生变化并继而必然在由波纹管封闭的空气与外部污染的空气之间发生气体交换。
为此，例如由文献DE 10 2009 003 829 A1已知的空气弹簧装置具有以在外导向部的凸缘中的通风口形式的通风装置，其中外导向部的凸缘在空气弹簧装置的所述的超过头部的位置中朝向底盘。波纹管的通风也就在波纹管的底部上发生。
在空气弹簧滑柱组件中通常尽可能固定和密封地实现波纹管在背向车道的侧上的连接，从而在此不发生气体交换或仅仅发生少量的气体交换。由此应该确保的是，没有污物可以从上方进入到波纹管内部中，并且通过抽吸朝向底盘的方向进入的污物又可以到达外部。
在波纹管的朝向底盘的底部上的波纹管通风布置结构导致以下情况，即在空气弹簧的弹性运动中由于伴随的波纹管内部中的体积减小将空气向下朝向底盘的方向排出，同时空气弹簧气囊在外导向部上释放支承面的一个增大的区域并且在空气弹簧活塞上覆盖了潜在污染的区域。
在空气弹簧的弹出/反弹运动中由于波纹管内部中的体积增大将潜在污染的空气从下方吸入，同时空气弹簧气囊在外导向部上覆盖支承面的增大和潜在污染的区域并且在活塞上暴露出支承面。
因此不利的是，在弹簧运动中将灰尘和/或异物抽吸到波纹管内部中。出现的问题在于，这些材料没有重新到达外部而是陷入到空气弹簧气囊的卷动区域中，由此波纹管失去其需要的保护功能并且没有排除空气弹簧气囊损坏的情况。
发明内容
因此本发明的目的在于。提供一种如下改善的空气弹簧滑柱组件，其中可以避免所述缺点。
该目的按照本发明通过根据权利要求1的空气弹簧滑柱组件实现。按照本发明的空气弹簧滑柱组件包括空气弹簧和减振器并用于对机动车底盘的振动进行衰减和弹性支撑，该空气弹簧滑柱组件夹紧在机动车的车身与底盘之间，该空气弹簧滑柱组件包括：在空气弹簧盖与空气弹簧活塞之间以空气密封的方式夹紧的、由弹性体材料制成的空气弹簧气囊，该空气弹簧气囊在形成卷动折纹部的情况下在空气弹簧活塞上卷动；以套的形式包围空气弹簧气囊的外导向部；波纹管，该波纹管保护卷动折纹部免于污染并且该波纹管固定在外导向部的背向空气弹簧盖的端部上；通风装置，用于对由波纹管包围的空间进行通风，其中，所述通风装置包括在波纹管的朝向底盘的端部上的通风口，在波纹管中设有另外的附加的通风口，所述通风口促进在波纹管内部朝向底盘的方向的空气流。通过另外的通风口，流动情况特别是在弹出运动中基本上改变，从而可以显著减少被抽吸到波纹管内部中的空气。
有利地，按照本发明的一个改进方案，所述附加的通风口的流动阻力小于通风口的流动阻力。通过附加的通风口因此可以抽吸更大量的空气，所述空气与通过在波纹管的底部上的通风口的空气流叠加。
按照本发明的一个有利的实施形式，所述附加的通风口跟随波纹管在外导向部上的固定区域设置。该区域通常圆柱形地设计，从而附加的通风口可以通过简单的方式设置在其中。
然而在长形构成的波纹管的情况下按照本发明的一个备选的实施形式也可能的是，所述附加的通风口设置在波纹管的中央区域中。
优选地，在所述附加的通风口的区域中设有止回装置，该止回装置至少使得空气很难从波纹管中流出。在弹入运动中可以由此阻止朝向空气弹簧气囊方向的不期望的空气流。
按照本发明的一个有利的改进方案，在所述附加的通风口的区域中设有用于控制在波纹管内部的空气流的装置，从而可以确保，通过附加的通风口流入的空气从卷动折纹部偏离。
优选地，所述止回装置同时设计用于控制在波纹管内部的空气流。这两个功能的一体化实施方案特别是简化了空气弹簧的装配。
按照一个简单和成本有利的实施形式，作为同时用于空气流控制的止回装置可以设有环形的橡胶元件，该橡胶元件在波纹管的内侧上覆盖附加的通风口。
为了简化环形橡胶元件的固定，按照一个有利的实施形式，所述环形的橡胶元件可以固定地设置在外导向部与波纹管的固定元件之间。
本发明的另一有利的实施形式设计为，在所述附加的通风口的区域中设有一个或多个过滤元件。由此可以阻止污染的空气通过附加的通风口吸入。
附图说明
本发明的另外的特征、优点和应用可能性由从属权利要求和对各实施例的以下描述以及根据附图得出。分别高度示意性地以及在截面图中示出：
图1：在弹入运动期间空气弹簧滑柱组件的按照本发明的第一实施例的局部；
图2：在弹出运动期间按照图1的空气弹簧滑柱组件；
图3：空气弹簧滑柱组件的按照本发明的第二实施例的局部；
图4：空气弹簧滑柱组件的按照本发明的第三实施例的局部。
具体实施方式
图1和2在高度示意性的截面图中示出了按照本发明的空气弹簧滑柱组件1的第一实施例的局部，该空气弹簧滑柱组件夹紧在机动车的车身与底盘之间，用于对机动车底盘的振动进行衰减和弹性支撑并且包括空气弹簧2和同心设置的减振器3。
空气弹簧2具有在空气弹簧盖4与空气弹簧活塞5之间以空气密封的方式夹紧的、由弹性体材料制成的空气弹簧气囊6。空气弹簧气囊6在负荷下并且在弹簧运动中在同心的空气弹簧活塞5的外轮廓上卷动以形成卷动折纹部7，该同心的空气弹簧活塞固定在减振器3的圆柱形管8上。
空气弹簧2还具有以套形式包围空气弹簧气囊6的外导向部9，该外导向部固定在空气弹簧盖4上并且如此构成，使得空气弹簧气囊6可以一方面在空气弹簧活塞5的外侧上而另一方面在外导向部9的内表面上卷动。
波纹管10借助于固定元件11固定在外导向部9的背向空气弹簧盖4的端部上并且保护卷动折纹部7免于污染。由于使用波纹管10，在空气弹簧2的弹簧运动中，由波纹管10包围的空间12的空气体积同时发生变化。为了在由波纹管10封闭的空气与大气之间进行气体交换，在波纹管10的朝向底盘的端部上，也就是在波纹管10的底部上设有通风口13作为通风装置。该通风口13可以形成为不同程度的特殊形式，例如形成为直的通道、迷宫式部件等。
在波纹管11的底部上的已知的通风装置的缺点在于，特别是在弹出运动中，灰尘和/或异物可能被抽吸到波纹管内部中。如果这些颗粒没有重新到达外部，而是陷入到空气弹簧气囊6的卷动区域中，那么波纹管10失去其必要的保护功能并且空气弹簧气囊的损坏情况未被排除。
因此，以下进一步描述的按照本发明的空气弹簧滑柱组件1具有波纹管10中的另外的附加的通风口14，该附加的通风口促进在波纹管10内部朝向底盘的方向的空气流。如下所述，通过附加的通风口14，流动情况特别是在弹出运动中基本上改变，从而可以显著减少被抽吸到波纹管内部中的空气。
附加的通风口14跟随波纹管10在外导向部9上的固定区域设置并且具有比通风口13更小的流动阻力，从而通过附加的通风口14可以吸入更大量的空气，该空气与通过在波纹管10的底部上的通风口13的空气流叠加。
通过箭头标明的、在附加的通风口14的区域中的止回装置15使得空气难以从波纹管10中通过附加的通风口14流出或者阻止空气从该波纹管中通过附加的通风口流出，这特别是在弹簧运动中是意义重大的。
此外可以在附加的通风口14的区域中设有用于控制在波纹管10内部的空气流16的装置，从而可以确保，通过附加的通风口14流入的空气从卷动折纹部7偏离。
图1示出了在弹入运动(或者说压缩运动)(通过箭头17示出)中的第一实施例，其中在波纹管内部中的空间12减小并且空气(通过箭头18示出)通过在波纹管10的底部上的通风口13向外朝底盘的方向排出。同时，空气弹簧气囊6在外导向部9上释放出的支承面的区域增大，在空气弹簧活塞5上覆盖可能被污染的区域。通过止回装置15使在弹入运动中的流动情况相比于已知的通风装置保持不变。
在空气弹簧2的弹出运动(或者说拉伸运动)中(通过箭头17标明)——该弹出运动在图2中示出，由于波纹管内部中的体积增加，可能被污染的空气18被从下方吸入。同时空气弹簧气囊6在外导向部9上(又)覆盖了增大的并且可能被污染的支承面区域，该空气弹簧气囊在空气弹簧活塞5上释放支承面。
相比于已知的通风装置，通过附加的通风口14，流动情况在弹出运动中显著改变。现在，污染的空气18不仅通过下部的通风口13吸入而且通过附加的上部的通风口14吸入(通过箭头19示出)。由于附加的通风口14的流动阻力更小，在下部的通风装置处吸入少量空气18。大量的在上部吸入的空气19在外导向部9的下棱边20之下流入到波纹管体积中，因为在外导向部9与空气弹簧活塞5之间的体积在外导向部9的下棱边20之上减小并且由此空气被从该区域中压出。通过用于控制空气流16的装置来支持吸入的空气19朝向通风口13的方向的流向。
在空气弹簧2的连续的弹入运动和弹出运动中，在波纹管内部中产生空气的自清洁效果：在波纹管10内部中的空气流主要从附加的通风口14流向在波纹管10的底部上的通风口13，并伴随着在空气弹簧的弹入运动和弹出运动中的轻微振荡。平均而言，在波纹管10的底部上优选是排出的流向。
在少量污染的空气的时刻朝向底盘的方向冲洗出由于污染的空气产生的污染沉淀物。
图3示出了第二实施例的局部。在此以简单和成本有利的方式设有环形的橡胶元件21作为止回装置15，该橡胶元件在波纹管10的内侧上覆盖附加的通风口14并且以简单的方式固定在外导向部9与波纹管10的固定元件11之间。该橡胶元件21有利地同时用于控制波纹管10内部的空气流，因为在翻转(Umklappen)时空气朝向在波纹管10的底部上的通风口13的方向偏转。
然而，在长形构成的波纹管10中按照在图4中示出的实施例也可能的是，附加的通风口14设置在波纹管10的中央区域中并且例如将环形的橡胶元件21固定在波纹管10的内侧上。备选地可以在波纹管10的中央区域中的通风口14中也设有更长的橡胶元件，该橡胶元件如图3所述借助于固定元件11固定。
另一中实施可能性(未示出)是采用市场上常见的止回阀和其他导流件(板材等等)。
此外可以在所有所述实施例中在附加的通风口14的区域中设置一个或多个过滤元件。由此可以阻止污染的空气通过附加的通风口吸入。例如可以设有基于孔大小和/或涡流-漩流效应的过滤元件。
附图标记列表：
1  空气弹簧滑柱组件
2  空气弹簧
3  减振器
4  空气弹簧盖
5  空气弹簧活塞
6  空气弹簧气囊
7  卷动折纹部
8  圆柱形管
9  外导向部
10 波纹管
11 固定元件
12 空间
13 通风口
14 通风口
15 止回装置
16 用于控制空气流的装置
17 弹入运动/弹出运动
18 空气
19 空气
20 下棱边
21 橡胶元件

Claims (10)

1.一种空气弹簧滑柱组件(1)，该空气弹簧滑柱组件包括空气弹簧(2)和减振器(3)并用于对机动车底盘的振动进行衰减和弹性支撑，该空气弹簧滑柱组件夹紧在机动车的车身与底盘之间，该空气弹簧滑柱组件包括：
在空气弹簧盖(4)与空气弹簧活塞(5)之间以空气密封的方式夹紧的、由弹性体材料制成的空气弹簧气囊(6)，该空气弹簧气囊在形成卷动折纹部(7)的情况下在空气弹簧活塞(5)上卷动；
以套的形式包围空气弹簧气囊(6)的外导向部(9)；
波纹管(10)，该波纹管保护卷动折纹部(7)免于污染并且该波纹管固定在外导向部(9)的背向空气弹簧盖(4)的端部上；
通风装置，用于对由波纹管(10)包围的空间(12)进行通风，
其中，所述通风装置包括在波纹管(10)的朝向底盘的端部上的通风口(13)，在波纹管(10)中设有另外的附加的通风口(14)，所述通风口促进在波纹管(10)内部朝向底盘的方向的空气流。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧滑柱组件(1)，其特征在于，所述附加的通风口(14)的流动阻力小于通风口(13)的流动阻力。
3.根据权利要求1或2所述的空气弹簧滑柱组件(1)，其特征在于，所述附加的通风口(14)跟随波纹管(10)在外导向部(9)上的固定区域设置。
4.根据权利要求3所述的空气弹簧滑柱组件(1)，其特征在于，所述附加的通风口(14)设置在波纹管(10)的中央区域中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的空气弹簧滑柱组件(1)，其特征在于，在所述附加的通风口(14)的区域中设有止回装置(15)，该止回装置至少使得空气很难从波纹管(10)中流出。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的空气弹簧滑柱组件(1)，其特征在于，在所述附加的通风口(14)的区域中设有用于控制在波纹管(10)内部的空气流(16)的装置。
7.根据权利要求5和6所述的空气弹簧滑柱组件(1)，其特征在于，所述止回装置(15)同时设计用于控制在波纹管(10)内部的空气流。
8.根据权利要求7所述的空气弹簧滑柱组件(1)，其特征在于，设有环形的橡胶元件(21)，该橡胶元件在波纹管(10)的内侧上覆盖附加的通风口(14)。
9.根据权利要求8所述的空气弹簧滑柱组件(1)，其特征在于，所述环形的橡胶元件(21)固定地设置在外导向部(9)与波纹管(10)的固定元件之间。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的空气弹簧滑柱组件(1)，其特征在于，在所述附加的通风口(14)的区域中设有一个或多个过滤元件。
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