CN107107697B - 组合件和具有这种组合件的空气弹簧部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的空气弹簧部件的组合件(10)，具有由第一材料构成的第一元件(14)和由第二材料构成的第二元件(16)，其中所述第二元件(16)至少局部包围所述第一元件(14)。本发明还涉及包括互相连接的这种组合件(10)和第二构件的空气弹簧部件。

Description

组合件和具有这种组合件的空气弹簧部件
技术领域
本发明涉及用于机动车空气弹簧部件且尤其是机动车空气减震支柱的空气弹簧座套的组合件。本发明还涉及具有这种组合件的空气弹簧部件。
背景技术
空气弹簧用于两个可相对运动的车辆部件的减震，但也用于改变车辆的水平支承。空气弹簧具有填充有空气的橡胶空气弹簧伸缩囊，其通过上封闭件和滚动活塞被气密封闭。所述封闭件和滚动活塞也被称为空气弹簧部件。通过空气弹簧部件，空气弹簧连接至机动车部件例如车身和/或底盘。空气弹簧部件此时可以由多个相互连接的构件构成。
此外，空气弹簧连同减震器被用在空气减震支柱中。在此，空气弹簧担负悬挂功能，而减震器担负阻尼功能。大多数情况下采用伸缩管式减震器作为减震器，其具有填充有油的筒，其中活塞杆移入该筒中并通过油被阻尼。空气弹簧被布置在减震器端侧并与活塞杆相连接。空气弹簧的上封闭件被设计成空气弹簧座套，其具备用于连接压缩机的连接机构。通过空气弹簧座套实现与汽车部件的连接。
因此，空气弹簧部件及其组成部分必须有足够的强度以传递力且同时具有充分的密封性。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于空气弹簧部件的组合件以及一种空气弹簧部件，其不仅具有用于力传递的更好的强度，同时具有更好的密封性。
用于机动车空气弹簧部件且尤其是机动车空气减震支柱的空气弹簧座套的组合件具有由第一材料构成的第一元件和由第二材料构成的第二元件。由第一材料制成的第一元件有足够高的强度并因此用于连接并传递力至车辆部件如车身或底盘。由第二材料制成且至少局部包围第一元件的第二元件确保组合件的充分密封性且尤其是气密性，使得该组合件适用于空气弹簧应用。该组合件也可被称为复合件。该组合件优选可与其它构件连接以形成空气弹簧部件尤其是空气弹簧座套。第一元件可被设计成一件式或多件式。
在一个有利实施方式中，所述第二元件与第一元件材料融合连接和/或形状配合连接。所述第二元件优选通过用第二元件局部包覆注射和/或完全包覆注射第一元件而与第一元件连接。为此，所述第一元件可被置入注塑模中并用第二元件局部包覆注射和/或完全包覆注射，使得第二元件与第一元件材料融合连接。另外，所述第二元件能作为单独件来制造并通过摩擦配合、形状配合和/或材料融合的方式与第一元件连接。因此，所述第二元件可以被压到第一元件上和/或与第一元件焊接。
还有利的是，所述第二元件被设计成涂层和/或封闭元件。呈涂层状的第二元件通常借助压力注射被施加到第一元件上或者与之连接。另外，呈涂层状的第二元件也可以作为涂覆层被施加至第一元件上。呈封闭元件形式的第二元件优选以注塑方法制造，做法是将第一元件置入一个注塑模中并用第二元件包覆注射，第二元件形成封闭元件。在此，第二元件担负盖件功能以封闭空气弹簧座套。
所述第二元件可以具有至少一个用于与第二构件连接的接合部。通过接合部，第二构件例如用于形成空气弹簧部件尤其是空气弹簧座套的下构件、中间件和/或中间部与该组合件连接。该组合件有利地以材料融合方式与第二构件连接。另外，该组合件有利地与第二构件焊接。焊接有利地在惰性气氛下进行。为此，该组合件的和第二构件的接合部在惰性气氛下首先被加热且随后被压紧。
在一个有利实施方式中，该接合部具有至少一个可熔化的凸起。该接合部可以直接在用第二元件包覆注射第一元件的过程中制造。另外，该接合部可以是平面的，但也可以具有三维结构。可熔化的凸起可以通过热气、红外线、反射加热和/或感应被加热和/或塑性化或熔化，其随后通过压紧和凝固而与另一个被加热的和/或塑性化的接合部一起形成焊缝。
该接合部有利地由第二元件的和/或第一元件的至少一个边缘部、凸起、肋和/或边条形成。该接合部优选由多个边缘部、凸起、肋和/或边条形成。所述肋和/或边条用于组合件的充分稳固性和刚性。所述肋和/或边条还有利地从壳体壁起径向向内和/或向外突出。由此，该构件可以如此设计，即，该接合部或连接点不仅设置在构件的外周上，也设置在构件的内周上。所述边条和/或肋可以具有近似呈T形的基本形状。由此，接合部的表面可被扩大。
在一个有利的实施方式中，所述第一元件被设计成用于固定在机动车部件上的凸缘。通过该凸缘实现传力至机动车部件。
此外，第一元件具有用于接纳用于引导减震器的阻尼杆的***件的接纳部。该***件有利地包括可被压入接纳部中的凸缘、用于引导阻尼杆的引导元件和连接该凸缘和引导部的膜。第二元件有利地设置在接纳部区域中以便密封。另外，第二元件设置在第一元件和被压入接纳部中的***件之间。第一材料可以是金属尤其是铝压铸件。由铝压铸件构成的凸缘具有足够的强度以便传递力。另外，第一材料也可以是钢。第一元件可以是深冲件或车削件。
在一个有利的实施方式中，第二材料是热塑性塑料、尤其是可注射的热塑性塑料。热塑性塑料用于保证由金属尤其是铝压铸件制造的第一元件的充分密封性。作为热塑性塑料，优选采用PA66GF30。
本发明还涉及一种空气弹簧部件，其具有这样的组合件和至少一个第二构件，它们相互材料融合连接。由此提供一种空气弹簧部件、尤其是用于机动车空气减震支柱的空气弹簧的空气弹簧座套，其具有充分的密封性且同时具有足够的强度以传递力至车辆部件。空气减震支柱优选具有空气弹簧和减震器。在此，空气弹簧担负悬挂功能，而减震器担负阻尼功能。大多数情况下采用伸缩管式减震器作为减震器，其具有填充有油的筒，其中活塞杆移入该筒中并通过油被阻尼。空气弹簧布置在减震器端侧并与活塞杆相连接。空气弹簧且尤其是空气弹簧座套被连接至车辆部件。
在一个有利的实施方式中，所述材料融合在惰性气氛下通过所述构件的接合部的加热和/或熔化和随后的压紧实现。两个构件在惰性气氛下的材料融合连接可能产生由多个构件构成的控压的空气弹簧部件，其在连接点或接合部的区域中具有充分的密封性、强度以及耐热耐老化性。此外，在惰性气氛下的材料融合连接保证了该接合部或连接点的大的设计自由度。另外，在惰性气氛下的材料融合连接保证了该接合部或连接点的大的设计自由度。该接合部不仅可以设置在构件的外周上尤其是边缘部处，也可以设置在构件内。另外，该接合部可以是平面的，但也可具有三维设计结构。此外，有利地不需要在接合之前再加工该接合部。另外，惰性气氛保护避免污染接合部，因为阻止了待接合部段的氧化和/或反应。由此，焊缝具有高的强度和密封性。
在一个有利的实施方式中，借助热气、红外线、反射加热和/或感应进行加热。加热有利地在真空状况下或在采用惰性工作气体尤其是氮气情况下在相应的封罩中进行。
在一个有利的实施方式中，至少其中一个所述构件具有焊缝盖，其遮盖接缝。焊缝盖还有利地从所述组合件和/或第二构件突出并置入所述组合件的和/或第二构件的对应凹部中。
焊缝盖有利地被设计成环绕的覆缘。该覆缘从其中一个构件、优选从其壳体壁突出。当两个构件压紧时，覆缘接触另一构件或其壳体壁并遮盖接缝。因此，覆缘防止塑性化的或熔化的接合部在压紧时流出。由此，不再需要费事地再加工该焊缝，因为提供了空气弹簧部件的整洁外表面。此外，焊缝盖被设计成渐缩的覆缘形式，其在压紧过程中***对置构件上的对应斜面中。由此，有利地提供基本光滑的外表面。
在一个有利的实施方式中，该组合件被设计成上构件且与下构件材料融合连接以形成空气弹簧座套。此外，在所述上构件与下构件之间设置中间件，该中间件与所述上构件和下构件材料融合连接以形成空气弹簧座套。由此可以实现可切换的空气弹簧。所述下构件和/或中间件有利地由金属或热塑性塑料、尤其是玻璃纤维强化热塑性塑料制造。作为热塑性塑料，优选采用PA66GF30。由塑料制造的构件有助于减重，因此有助于燃料节约。作为金属，优选采用同样比较轻的铝。
附图说明
以下，结合示意性附图来详述所述组合件和空气弹簧部件，其中：
图1是用于呈空气弹簧座套形式的空气弹簧部件的组合件的第一实施方式的纵截面图；
图2是呈空气弹簧座套形式的具有如图1所示的组合件的空气弹簧部件的第一实施方式的纵截面图；
图3是用于组合件的第一元件的立体图；
图4是具有如图3所示的第一元件的组合件的第二实施方式的立体图；
图5是具有如图4所示的组合件的呈空气弹簧座套形式的空气弹簧部件的第二实施方式的若干构件的立体图；
图6是空气弹簧件的如图5所示的构件及其接合部的立体图；
图7是具有如图4所示的组合件的呈空气弹簧座套形式的空气弹簧部件的第三实施方式的若干构件的立体图；
图8是图5所示的组合件和中间件连同其接合部的立体图；
图9是图5所示的中间件和下构件连同其接合部的立体图；
图10示出了根据第一实施方式的接合部的纵截面放大局部；
图11示出了根据第二实施方式的接合部的纵截面放大局部。
具体实施方式
图1以纵截面图示出了根据第一实施方式的组合件10，其被用在根据第一实施方式的如图2所示的空气弹簧部件12中。空气弹簧部件12被设计成用于机动车空气减震支柱的空气弹簧的空气弹簧座套13。
也称为复合件的组合件10具有由第一材料构成的第一元件14和由第二材料构成的第二元件16。第一元件14被设计成用于固定在未示出的机动车部件上的凸缘18并由金属尤其是铝压铸件制造。另外，第一元件14具有用于固定在未示出的机动车部件上的紧固部23和用于接纳如图2所示的***件26的接纳部24。
第二元件16被设计成涂层20形式，其局部包围第一元件14。第二元件16由热塑性塑料如PA66GF30制成。涂层20以材料融合方式与凸缘18连接。为此，凸缘18被置入未示出的注塑模中并用热塑性塑料包覆注射。涂层20确保凸缘18的充分密封性，使得组合件10适用于空气弹簧应用。另外，第二元件18具有用于与第二构件连接的接合部22a。接合部22a在用第二元件16包覆注射第一元件14的过程中形成并可以是平面的或三维的。
如图2所示的空气弹簧部件12具有组合件10、中间件28和下构件30，它们以材料融合方式相互连接而形成空气弹簧座套13。中间件28和下构件30由塑料尤其是热塑性塑料如PA66GF30制造。中间件28具有对应于第二元件16的接合部22a的第二接合部22b。另外，中间件28具有另一个接合部32a，其与下构件30的对应的接合部32b连接。通过接合部22a、22b、32a、32b实现这些构件10、28、30的材料融合连接以形成空气弹簧部件12。例如，这些构件10、28、30可以借助热气焊接相互连接，做法是这些接合部22a、22b、32a、32b被加热和/或熔化或塑性化且随后被压紧。在接合部22a、22b、32a、32b凝固之后，这些构件10、28、30相互材料融合连接，以形成未示出的焊缝。在热气焊接时，这些接合部22a、22b、32a、32b借助热气被加热和/或熔化或塑性化，在这里，优选采用氮气作为工作气体。
另外，***件26被压入接纳部24中。为了保证充分密封性，使接纳部24具有涂层20。***件26具有用于引导未示出的阻尼杆的引导元件34、用于压入接纳部24中的凸缘元件36和将引导元件34和凸缘元件36相互连接的膜38。
图3示出呈凸缘18状的由铝压铸件构成的第一元件14的第二实施方式，其被用在如图4所示的根据第二实施方式的组合件10中。组合件10的第二实施方式与第一实施方式的区别在于第二元件16的设计。第二元件16被设计成用于空气弹簧座套13的上构件40并与凸缘18材料融合连接。为此，凸缘18被置入未示出的注塑模中并用塑料包覆注射以形成上构件40。
图5示出了根据第二实施方式的空气弹簧部件12，其具有如图4所示的组合件10和下构件42。组合件10和下构件42以材料融合方式相互连接。
如图6所示，组合件10具有第一接合部44a，而下构件42具有与之对应的第二接合部44b。两个接合部44a、44b由边缘部46a、46b和圆形部48a、48b构成。接合部44a、44b可以借助热气焊接以材料融合方式相互连接。
图7示出了呈空气弹簧座套13形式的空气弹簧部件12的第三实施方式。空气弹簧部件12包括如图4所示的组合件10、中间件50和下构件52，它们相互材料融合连接。
如图8所示，组合件10具有接合部54a，而中间件68具有与之对应的接合部54b，它们分别由边缘部56a、56b、圆形部58a、58b和凸起60a、60b构成。另外，如图9所示，中间件50具有另一个接合部62a，而下构件52具有与之对应的接合部62b，它们由边缘部64a、64b构成。
图10示出了在边缘部46a、46b、56a、56b区域内的接合部22a、22b、32a、32b、44a、44b、54a、54b、62a、62b的第一实施方式的纵截面放大局部。接合部22a、22b、32a、32b、44a、44b、54a、54b、62a、62b分别具有可熔化的凸起66(图10的左侧视图)。另外，焊缝盖68从其中一个所述接合部22a、22b、32a、32b、44a、44b、54a、54b、62a、62b突出。可熔化的凸起66通过热气、红外线、反射加热和/或感应被加热和/或熔化或塑性化并被压缩，以便由此形成焊缝70(图10的右侧视图)。在压紧时，焊缝盖68接触另一构件且在此遮盖接缝72。由此熔体不会流出，从而提供整洁的外表面。
图11示出了接合部22a、22b、32a、32b、44a、44b、54a、54b、62a、62b的第二实施方式的纵截面放大局部，其与第一实施方式的区别是，焊缝盖68以渐缩的覆缘74形式构成(图11的左侧视图)，其在压紧之后***另一构件的斜面76中，以便由此遮盖接缝72。由此提供一个朝外的光滑面。
组合件10的特点是其由铝压铸件制造的凸缘18和至少局部包围凸缘18的热塑性塑料制造的第二元件16组成。通过凸缘18实现连接并传递力至机动车部件，且第二元件18保证由铝压铸件制造的凸缘18的充分密封性。由此，组合件10可以被装在空气弹簧部件例如空气减震支柱的空气弹簧座套13内。另外，第二元件18具有用于将组合件10材料融合连接至其它构件28、30、42、50、52而形成空气弹簧座套13的接合几何形状。
附图标记列表
10组合件；12空气弹簧部件；13空气弹簧座套；14第一元件；16第二元件；18凸缘；20涂层；22a接合部；22b接合部；23紧固部；24接纳部；26***件；28中间件；30下构件；32a接合部；32b接合部；34引导元件；36凸缘元件；38膜；40上构件；42下构件；44a接合部；44b接合部；46a边缘部；46b边缘部；48a圆形部；48b圆形部；50中间件；52下构件；54a接合部；54b接合部；56a边缘部；54b边缘部；58a圆形部；58b圆形部；60a凸起；60b凸起；62a接合部；62b接合部；64a边缘部；64b边缘部；66凸起；68焊缝盖；70焊缝；72接缝；74覆缘；76斜面。

Claims (9)

1.一种用于机动车的空气弹簧部件(12)，具有组合件(10)和至少一个第二构件(28,42,50)，它们相互材料融合连接，所述组合件包括：
具有由第一材料构成的第一元件(14)；和
由第二材料构成的第二元件(16)，其中所述第二元件(16)至少局部包围所述第一元件(14)，
其中由第二材料构成且至少局部包围所述第一元件(14)的所述第二元件(16)确保所述组合件(10)的充分密封性，其中所述第一材料是铝压铸件，
其中所述第二元件(16)和所述第二构件(28,42,50)具有相应的接合部(22a,22b,44a,44b,54a,54b)，
其中所述接合部(22a,44a,54a)具有至少一个可熔化的凸起，
其中材料融合在惰性气氛下通过所述第二构件(28,42,50)的接合部(22a,22b,44a,44b,54a,54b)的加热和/或熔化和随后压紧实现，
并且其中至少其中一个所述第二构件(28,42,50)具有覆盖接缝(72)的焊缝盖(68)。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧部件，其特征是，所述第二元件(16)以材料融合和/或形状配合的方式与所述第一元件(14)连接。
3.根据权利要求1或2所述的空气弹簧部件，其特征是，所述第二元件(16)以涂层(20)和/或封闭元件的形式构成。
4.根据权利要求1所述的空气弹簧部件，其特征是，该接合部(22a,44a,54a)由至少一个边缘部(46a,56a)、凸起、肋和/或边条形成。
5.根据权利要求1所述的空气弹簧部件，其特征是，所述第一元件(14)被设计成用于固定在机动车部件上的凸缘(18)。
6.根据权利要求1所述的空气弹簧部件，其特征是，所述第一元件(14)具有用于接纳用于引导减震器的阻尼杆的***件(26)的接纳部(24)。
7.根据权利要求1所述的空气弹簧部件，其特征是，所述第二材料是热塑性塑料。
8.根据权利要求1所述的空气弹簧部件，其特征是，该组合件(10)被设计成上构件(40)且与下构件(30)材料融合连接以形成空气弹簧座套(13)。
9.根据权利要求8所述的空气弹簧部件，其特征是，在所述上构件(40)和下构件(30)之间设置中间件，该中间件与所述上构件(40)和下构件(30)材料融合连接以形成空气弹簧座套(13)。
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