CN105102245A - 具有一体式阀门控制机构的空气弹簧装置或空气弹簧减震器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制车辆或驾驶室的水平位置的具有一体式阀门控制机构的空气弹簧装置，其包括滚管、盖体及与滚管和盖体共同界定具有压缩空气的压力室的空气弹簧波纹气囊、用于将压缩空气供入压力室或将压缩空气从压力室排出的控制阀，以及压缩弹簧装置，该压缩弹簧装置的一端与滚动活塞或盖体保持有效连接且该压缩弹簧装置的另一端啮合于用于控制阀的操纵装置且根据空气弹簧动程而切换，其特征在于，压缩弹簧装置构成至少两段式结构，其中一段是面向滚动活塞或盖体的中央弹簧且另一段是面向控制阀的控制阀预紧弹簧，其中中央弹簧受到的预张力大于控制阀预紧弹簧。

Description

具有一体式阀门控制机构的空气弹簧装置或空气弹簧减震器
技术领域
本发明涉及一种具有一体式阀门控制机构的空气弹簧装置或空气弹簧减震器，用于控制车辆或驾驶室的水平位置，其中空气弹簧装置或空气弹簧减震器包括滚管、盖体及与滚管和盖体共同界定具有压缩空气的压力室的空气弹簧波纹气囊、用于将压缩空气供入压力室或将压缩空气从压力室排出的控制阀，以及压缩弹簧装置，该压缩弹簧装置的一端与滚动活塞或盖体保持有效连接，该压缩弹簧装置的另一端与用于控制阀的操纵装置保持有效连接，以便根据空气弹簧行程而切换该控制阀。
为提高车辆或驾驶室的弹簧舒适度，装入空气悬架***，从而在装载或负重不同的情况下持续保持或以可调节方式改变车辆或驾驶室的预期水平。
对此，通过根据弹簧行程而输送压缩空气或排放压缩空气来改变空气室中的压力。为此所需的控制阀主要置于空气弹簧之外。而在其他解决方案中，亦可将控制阀置于空气弹簧之内。将控制阀置于空气弹簧之内在加工技术上以及操作方面均具优势。
背景技术
在公开文献DE4406607A1、DE10003045A1、DE10200553C1及EP2275703A1中阐明控制阀置于空气弹簧的压缩空气室内。在上述实施方案中，控制阀安装于用于空气弹簧波纹气囊的滚动活塞上。通过控制元件实现阀门的传动，该控制元件同样设置于活塞上，但公开文献DE4406607A1例外，其中为操纵阀门设置套筒，该套筒固定于空气弹簧的上部。这种控制机构需要通过滚动活塞以活动方式供给或排放空气，这会导致空间场地问题。
DE102010012346A1公开一种具有一体式控制阀的泛型空气弹簧装置，其中通过压缩弹簧操纵控制阀。在此，压缩弹簧以其一端在端面固定于滚动活塞或盖体上并以其另一端与对置的控制阀的挺杆保持有效连接。这种空气弹簧装置的缺陷在于，用于切换阀门的弹簧动程相对较长。
发明内容
本发明的目的是，对泛型空气弹簧装置加以改进，从而使其在结构上具有简单耐用的构造并可通过较短的弹簧动程进行切换。
本发明用以达成上述目的的解决方案为权利要求1所给出的特征。本发明的优选实施方案参阅从属权利要求2至12。
根据本发明提出一种用于控制车辆或驾驶室的水平位置的具有一体式阀门控制机构的空气弹簧装置，其中该空气弹簧装置包括滚管、盖体及与滚管和盖体共同界定具有压缩空气的压力室的空气弹簧波纹气囊、用于将压缩空气供入压力室或将压缩空气从压力室排出的控制阀，以及压缩弹簧装置，该压缩弹簧装置的一端与滚动活塞或盖体保持有效连接且其另一端与用于控制阀的操纵装置保持有效连接，以便根据空气弹簧动程而切换该控制阀；压缩弹簧装置构成至少两段式结构，其中一段是面向滚动活塞或盖体的中央弹簧且另一段是面向控制阀的控制阀预紧弹簧，其中中央弹簧受到的预张力大于控制阀预紧弹簧。
发明人认为，通过弹簧装置的两部分结构及弹力的不同布局不仅能使用于切换的弹簧行程更短，同时还能调整切换的次序。在空气弹簧的收缩过程中，控制阀预紧弹簧由于预张力较小而首先弹回，而中央弹簧则保持不变。仅当控制阀预紧弹簧到达止动位置时，在不具备其他低弹力弹簧的情况下，中央弹簧才同样弹回。
在本发明优选实施方案的设置中，压缩弹簧装置包括导向管，该导向管同样设有中央弹簧及控制阀预紧弹簧。以此确保在弹簧弹回及弹出过程中准确引导弹簧不出现歪斜。
较佳地，导向管以可沿轴向自由移动的方式安装于盖体与滚管之间。在该设计方案中，可在导向管上或导向管处设置用于切换控制阀的控制件。在这种情况下，中央及控制阀预紧弹簧设置用于使导向管夹紧在滚管及用于控制阀的操纵装置上。
根据本发明的优选实施方案，空气弹簧配有液压式减震体。一般而言，这种减震体布置于空气弹簧内部的中央。在这种情况下，导向管优选布置成环绕筒状减震体并可在其上顺畅滑动。
在导向管的中部可设置环形止动体，弹簧分别以其相向的两端支承于该止动体上。
为向弹簧预加应力，在导向管的两端设置张紧元件。张紧元件可在止动体之间于导向管上自由移动。由此，张紧元件虽然限制弹簧的弹性伸展动程，却仍允许进一步收缩。
控制阀预紧弹簧预张力的大小优选使其在触及控制阀的操纵件之后即可完全实现切换过程，由此无论在弹簧标示尺寸或弹簧装配中是否存在公差，均可快速准确地调到预定的切换状态。
根据本发明的另一优选实施方案，控制阀构造成两部分，一部分是进气阀，一部分是排气阀。较佳地，对于进气阀及排气阀而言，采用弹簧阀。通过调整空气弹簧中全部相关弹簧的相对弹力，能够以轻松可靠的方式在空气弹簧的收缩及弹性伸展过程中实现自控式切换次序。
出于结构性因素，进气阀及排气阀优选布置于空气弹簧的盖体部分中。在本发明的这种设计方案中，导向管包括既用于进气阀又用于排气阀的控制件。该控制件优选以轴向偏置的方式布置于导向管上。举例而言，第一控制件可由用于中央弹簧及控制阀预紧弹簧的径向突出的止动体构成。第二控制件可设置于导向管面向控制阀预紧弹簧的一端。
在这两个阀门布置在空气弹簧同一端的情况下，需将二者构造成一个阀门在另一阀门开启时关闭。在上述将阀门布置于盖体部分内的情况下，将排气阀及进气阀构造成在空气弹簧处于收缩状态时排气阀关闭且进气阀开启。通过同样方式，在空气弹簧处于弹性伸展状态时，排气阀开启且进气阀关闭。
进气阀优选构成两段式结构。
还可将阀门布置在滚动活塞部分中或彼此相对，换言之，即一个阀门布置于滚动活塞部分中，另一阀门布置于盖体部分中。本领域技术人员能容易想到导向管控制件与其相应的设计方案。
根据本发明的又一优选实施方案，设置用于在弹性伸展时协助导向管移动的辅助压缩弹簧。
附图说明
下面参照附图对本发明进行详细说明。
图1表示标记弹簧动程的根据本发明的空气弹簧装置的纵剖面图；
图2表示如图1所示空气弹簧装置下部的局部放大图的纵剖面图。
在图1中示出根据本发明一优选实施方案的空气弹簧装置1，该空气弹簧装置1包括滚管2、盖体3以及由弹性材料制成的空气弹簧波纹气囊4。滚管2、盖体3及空气弹簧波纹气囊4界定压力室5，该压力室5可加载压缩空气。在不影响通用性的前提下，在所示的实施方案中，液压式减震体6与活塞杆7一体集成于空气弹簧装置1中。液压式减震体6和活塞杆7布置在压力室5内部中央。在此借助紧固件使空气弹簧波纹气囊4的一侧固定于滚动活塞2且另一侧固定于盖体3。密封元件确保压力室与外部形成密封。
倘若在空气弹簧行程中，则空气弹簧波纹气囊4以常规方式展开于滚管2。通过一体式控制阀实现压缩空气的导入或排放，在所示的实施方案中，该控制阀分两部分构造为进气阀8和与其分开的排气阀9。在所示的优选实施方案中，这两个布置在盖体3部分中的阀门构造为具有相应启动件的弹簧阀。
根据本发明，设置压缩弹簧装置10用于开关阀门8、9。压缩弹簧装置10根据本发明构成两段式结构。该压缩弹簧装置10包括两个依序排列布置的压缩弹簧，在下文中对此进行详述。此外，压缩弹簧装置10在本发明所述的实施方案中还包括导向管11，其以同轴方式环绕减震体6。导向管11可在减震体6上自由滑动。压缩弹簧以同轴方式环绕导向管11。中央弹簧12位于导向管11的上部并对应于滚管2。其后紧接对应于排气阀9的控制阀预紧弹簧13。这两个压缩弹簧依序排列布置并以其相向的两端支撑在布置于导向管11中部的径向突出的止动件14上。压缩弹簧的各相反端由张紧元件15a、15b支承，所述张紧元件15a、15b使压缩弹簧12、13受到预定的预张力。根据本发明，中央弹簧12受到的预张力大于控制阀预紧弹簧13。在导向管11的两端设置末端止动件16a、16b。张紧元件15a、15b置于末端止动件16a、16b之间且径向突出的止动件14以可沿轴向自由移动的方式布置在导向管11上。由此，张紧元件15a、15b虽然限制弹簧12、13的弹性伸展动程，却允许其进一步收缩。
在导向管中部布置的径向突出的止动件14构造成使其同时用作操纵进气阀8的阀挺杆8a的控制件。用于操纵排气阀9的控制件由张紧元件16b构成。用于排气阀9的闭锁件9a支撑在张紧元件16b的下侧，通过阀弹簧9b将该闭锁件9a压在张紧元件上。
在空气弹簧装置1的收缩过程中，滚管2向下移动并向张紧元件15a施加压力。导向管11在减震体上向下滑动。对于这种移动的止动件形成张紧元件15b，该张紧元件支撑在排气阀9的操纵机构9a上。排气阀保持关闭。由于控制阀预紧弹簧13收缩的预张力较小，因此导向管11继续向下移动并由此滑过张紧元件15b。
在这种向下移动的过程中，止动件14在空程过渡后最终到达进气阀8的挺杆8a并使其对抗阀弹簧8b的弹力向下移动。进气阀开启。在进一步向下移动过程中，利用进气阀的阀弹簧8c控制第二阶段。
在空气弹簧装置1的原始位置对空程进行测量，从而一方面确保切换动程更短，而另一方面则使阀门活动不会同现有技术一般在偏移至小的情况下便已起动。
仅在全部所述弹簧13、8b、8c均处于止动件上时，中央弹簧12才承受进一步缓冲并收缩。
在空气弹簧装置1的弹性伸展过程中，滚管2向上移动。导向管11受到辅助弹簧17的支撑而向上移动。控制阀预紧弹簧13弹回，张紧元件15b在导向管11上向下朝向末端止动件16b的方向滑动。在渡过这段空程之后，控制阀预紧弹簧13行至止动件，张紧元件15b向上移动并释放排气阀9的闭锁元件9a。通过阀弹簧9b的弹力使其打开。

Claims (12)

1.具有一体式阀门控制机构的空气弹簧装置或空气弹簧减震器，用于控制车辆或驾驶室的水平位置，其包括滚管、盖板及与所述滚管和所述盖板共同界定具有压缩空气的压力室的空气弹簧波纹气囊、用于将压缩空气供入所述压力室或将压缩空气从所述压力室排出的控制阀，以及压缩弹簧装置，所述压缩弹簧装置的一端与滚动活塞或盖板保持有效连接，所述压缩弹簧装置的另一端与用于所述控制阀的传动装置保持有效连接，以根据空气弹簧行程来切换该控制阀，其特征在于，所述压缩弹簧装置构成至少两段式结构，其中一段是面向所述滚动活塞或盖体的中央弹簧且另一段是面向所述控制阀的控制阀预紧弹簧，其中所述中央弹簧受到的预张力大于所述控制阀预紧弹簧。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧装置，其特征在于，所述压缩弹簧装置包括以可沿轴向自由移动的方式安装在所述滚动活塞与所述盖体之间的导向管，其中所述中央弹簧及所述控制阀预紧弹簧布置于该导向管上。
3.根据权利要求1或2所述的空气弹簧装置，其特征在于，在所述导向管的上下两端设置用于使所述中央弹簧及所述控制阀预紧弹簧受到预张力的张紧元件。
4.根据权利要求3所述的空气弹簧装置，其特征在于，所述张紧元件可在导向管上在止动体之间自由移动。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的空气弹簧装置，其特征在于，所述控制阀构造成两部分，其中一部分是进气阀，另一部分是排气阀。
6.根据权利要求5所述的空气弹簧装置，其特征在于，所述进气阀及所述排气阀构造为弹簧阀。
7.根据权利要求5或6所述的空气弹簧装置，其特征在于，所述进气阀及所述排气阀布置于所述盖体部分中。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的空气弹簧装置，其特征在于，所述排气阀及所述进气阀构造成使所述排气阀在所述空气弹簧处于收缩状态关闭且所述进气阀开启。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的空气弹簧装置，其特征在于，所述排气阀及所述进气阀构造成使所述排气阀在所述空气弹簧处于弹性伸展状态时开启且所述进气阀关闭。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的空气弹簧装置，其特征在于，将所述中央弹簧、所述控制阀预紧弹簧及所述阀弹簧的弹力调节成可在所述空气弹簧的收缩及弹性伸展过程中保持预定的切换次序。
11.根据权利要求5-10中任一项所述的空气弹簧装置，其特征在于，所述进气阀构成两段式结构。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的空气弹簧装置，其特征在于，提供用于在弹性伸展时协助所述导向管移动的辅助压缩弹簧。
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