用于重型車輛的空氣彈簧的活塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，所述活塞包括側(cè)壁和中心轂。所述側(cè)壁和中心轂附裝到活塞的第一底板。頂板可去除地附裝到側(cè)壁的頂部分和中心轂的頂部分。所述中心轂的底部分包括第二底板，所述第二底板相對(duì)于第一底板凹陷，用于附裝到活塞安裝基座，所述活塞安裝基座則安裝到重型車輛的懸架組件的梁。
【專利說明】用于重型車輛的空氣彈簧的活塞
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)要求享有2011年5月17日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/486，857的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明總體上涉及用于重型車輛的車橋/懸架系統(tǒng)的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于重型車輛的空氣懸掛車橋/懸架系統(tǒng)，其利用空氣彈簧來緩沖車輛的平順性。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于重型車輛空氣懸掛車橋/懸架系統(tǒng)的空氣彈簧的活塞，在所述重型車輛空氣懸掛車橋/懸架系統(tǒng)中空氣彈簧上部分由兩個(gè)部件形成，所述兩個(gè)部件包括頂板和連續(xù)的臺(tái)階狀側(cè)壁。從連續(xù)的臺(tái)階狀側(cè)壁形成的作為獨(dú)立部件的頂板，允許更加高效地制造空氣彈簧活塞。向下延伸的活塞底板允許增大的活塞體積，所述增大的活塞體積則為空氣彈簧提供減小的彈簧剛度和/或較好的阻尼特征。
【背景技術(shù)】
[0004]空氣懸掛拖曳臂和前導(dǎo)臂剛性梁式車橋/懸架系統(tǒng)的使用已經(jīng)在重型卡車和牽引拖車工業(yè)流行了許多年。雖然這樣的車橋/懸架系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)具有廣泛變化的結(jié)構(gòu)形式，但是通常車橋/懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的類似之處在于，每個(gè)系統(tǒng)都通常包括一對(duì)懸架組件。在某些重型車輛中，懸架組件直接連接到車輛的主要框架。在其它重型車輛中，車輛的主要框架支撐副框架，并且懸架組件直接連接到副框架。對(duì)于支撐副框架的那些重型車輛而言，副框架可以是不可運(yùn)動(dòng)的副框架或可運(yùn)動(dòng)的副框架，所述可運(yùn)動(dòng)的副框架通常稱為滑動(dòng)器盒、滑動(dòng)器副框架、滑動(dòng)器底架或滑動(dòng)器次框架。為了方便和清晰的目的，將參照主要構(gòu)件，應(yīng)理解，這種參照是通過示例的方式，并且本發(fā)明應(yīng)用于從以下主要構(gòu)件懸掛的重型車輛車橋/懸架系統(tǒng)，所述主要構(gòu)件是:主要框架的主要構(gòu)件、可運(yùn)動(dòng)的副框架的主要構(gòu)件和不可運(yùn)動(dòng)的副框架的主要構(gòu)件。
[0005]具體地，車橋/懸架系統(tǒng)的每個(gè)懸架組件都包括縱向延伸的細(xì)長(zhǎng)梁。每個(gè)梁都通常設(shè)置成在一對(duì)間隔開的縱向延伸的主要構(gòu)件和一個(gè)或多個(gè)橫向構(gòu)件中的相應(yīng)的一個(gè)構(gòu)件下方與所述相應(yīng)的一個(gè)構(gòu)件相鄰，所述一個(gè)或多個(gè)橫向構(gòu)件形成車輛的框架。更具體地，每個(gè)梁都在其端部中的一個(gè)處樞轉(zhuǎn)地連接到吊架，所述吊架則附裝到車輛的主要構(gòu)件中的相應(yīng)的一個(gè)構(gòu)件并且從所述相應(yīng)的一個(gè)構(gòu)件下垂。車橋在一對(duì)懸架組件的梁之間橫向地延伸，并且通常在從約每個(gè)梁的中點(diǎn)至梁的與其樞轉(zhuǎn)連接端部相對(duì)的端部的所選位置處通過某些裝置連接到一對(duì)懸架組件的梁。每個(gè)梁的相對(duì)的端部還連接到空氣彈簧或其等效物，所述空氣彈簧或其等效物則連接到主要構(gòu)件中的相應(yīng)的一個(gè)。高度控制閥安裝在吊架或其它支撐結(jié)構(gòu)上，并且操作地連接到梁和空氣彈簧，以便維持車輛的行駛高度。還涉及制動(dòng)系統(tǒng)和用于為車輛車橋/懸架系統(tǒng)提供額外阻尼的一個(gè)或多個(gè)減震器。梁可以從相對(duì)于車輛前部的樞轉(zhuǎn)連接部向前地或向后地延伸，因而分別限定通常稱為拖曳臂或前導(dǎo)臂車橋/懸架系統(tǒng)的系統(tǒng)。然而，為了本文所包含的說明的目的，應(yīng)理解，術(shù)語(yǔ)“拖曳臂”將包含相對(duì)于車輛的前端部向前或向后延伸的梁。
[0006]重型車輛的車橋/懸架系統(tǒng)用于緩沖平順性、衰減振動(dòng)和穩(wěn)定車輛。更具體地，隨著車輛在路上行駛，其車輪遭遇這樣的路況，即，所述路況將總體稱為力的各種力、載荷和/或應(yīng)力傳給其上安裝有車輪的相應(yīng)的車橋，并且繼而傳給連接和支撐車橋的懸架組件。為了最小化在車輪操作時(shí)車輛上的這些力的不利影響，車橋/懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)成抵抗和/或吸收這些力中的至少某些。
[0007]這些力包括:豎直力，其通過車輪在遭遇某些路況時(shí)的豎直運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致；前后力，其通過車輛加速和減速所導(dǎo)致；和側(cè)向載荷和扭轉(zhuǎn)力，其與橫向車輛運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，例如，車輛的轉(zhuǎn)向和車道變換操縱。為了解決這樣的截然不同的力，車橋/懸架系統(tǒng)具有不同的結(jié)構(gòu)要求。更具體地，期望的是車橋/懸架系統(tǒng)具有相當(dāng)大的剛度，以便最小化由車輛所經(jīng)歷的搖擺的量，并且因而提供在本【技術(shù)領(lǐng)域】中已知為側(cè)傾穩(wěn)定性的性能。然而，還期望的是車橋/懸架系統(tǒng)具有相對(duì)的柔度以幫助緩沖車輛的豎直沖擊和提供平順性，以便使車橋/懸架系統(tǒng)的部件避免故障，由此提高車橋/懸架系統(tǒng)的耐用性。還期望的是衰減由這樣的力產(chǎn)生的振動(dòng)或擺動(dòng)。用于緩沖車輛的平順性以防豎直沖擊的車橋/懸架系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是空氣彈簧，而減震器通常為車橋/懸架系統(tǒng)提供額外的阻尼。
[0008]通常在重型空氣懸掛車橋/懸架系統(tǒng)中使用的類型的空氣彈簧包括三個(gè)主要部件:柔性波紋管、波紋管頂板和活塞。波紋管通常由橡膠或其它柔性材料形成，并且與波紋管頂板密封地接合并且也接合到活塞的頂部分。容納在空氣彈簧內(nèi)的加壓空氣的體積，或“空氣體積”，是確定空氣彈簧的彈簧剛度的主要因素。更具體地，該空氣體積被容納在波紋管內(nèi)，并且在某些情況下，被容納在空氣彈簧的活塞中?？諝鈴椈傻目諝怏w積越大，空氣彈簧的彈簧剛度越低。通常在重型車輛工業(yè)中更加期望更低的彈簧剛度，這是因?yàn)楦偷膹椈蓜偠仍试S更柔和的車輛平順性特征。通常，活塞含有空腔，所述空腔與波紋管連通并且通過允許空氣在活塞與波紋管體積之間不受限制地連通而增加空氣彈簧的空氣體積，或者活塞具有大致中空的圓柱形狀并且不與波紋管體積連通，由此活塞不用于空氣彈簧的空氣體積?？諝鈴椈傻目諝怏w積與諸如空氣供給罐的空氣源流體連通，并且空氣彈簧的空氣體積還與車輛的高度控制閥流體連通。高度控制閥通過將空氣流指引進(jìn)出車橋/懸架系統(tǒng)的空氣彈簧而幫助維持期望的車輛的行駛高度。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧活塞通常具有圓柱形的形狀，并且包括連續(xù)的大致臺(tái)階狀的側(cè)壁，所述側(cè)壁附裝到大致平坦的底板。頂板形成在活塞的頂部處。底板形成有向上延伸的中心轂。中心轂包括底板，所述底板形成有一個(gè)或多個(gè)中央開口。通過中心轂底板中的開口布置有緊固件，以便在活塞的后端部處將活塞附裝到懸架組件的梁?；钊捻敯濉?cè)壁和底板限定具有內(nèi)部體積的活塞室?；钊捻敯逍纬捎邢蛏涎由斓膱A形突起，所述圓形突起具有圍繞其圓周的唇部或倒鉤。倒鉤與空氣彈簧波紋管的最下面的端部配合以在波紋管與活塞之間形成氣密密封。緩沖器附裝到緩沖器安裝板，所述緩沖器安裝板則通過緊固件安裝在活塞頂板上。緩沖器從緩沖器安裝板的頂面向上延伸并且用作在活塞頂板與波紋管頂板之間的緩沖件，以便在車輛的操作期間緩沖兩個(gè)板之間的接觸。活塞通常由鋼、鋁、纖維增強(qiáng)塑料或其它剛性材料形成。
[0010]因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧活塞通常具有較復(fù)雜的成一體的一件式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由復(fù)合材料制造活塞是復(fù)雜的。更具體地，因?yàn)榇讲炕虻广^在向上延伸的突起上成一體地形成為一體件，所述向上延伸的突起則與活塞的頂板成一體地形成為一體件，所以由復(fù)合材料制造活塞將會(huì)是相當(dāng)復(fù)雜的，并且因此是低效的，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是公知的。另外，因?yàn)橹行妮灥牡装搴突钊牡装宸謩e是大致平坦的，并且因?yàn)樵趹壹芙M件的梁與車輛的主要構(gòu)件之間的空間局限性，所以活塞中所包含的體積通常是有限的。
[0011]本發(fā)明的用于重型車輛的空氣彈簧活塞通過提供一種形成為組裝在一起的兩個(gè)部件的空氣彈簧活塞上部分而克服了與現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧活塞設(shè)計(jì)有關(guān)的問題。此外，本發(fā)明的用于重型車輛的空氣彈簧活塞包括向下延伸的活塞底板，所述向下延伸的活塞底板允許在仍然利用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中存在的相同安裝配置和硬件的同時(shí)用于增大的活塞體積。該向下延伸的活塞底板允許在不需要重新設(shè)計(jì)的或額外的安裝支架的情況下和在不改變梁與主要構(gòu)件之間的空間測(cè)量的情況下用于增大的活塞體積。因此，本發(fā)明的用于重型車輛的空氣彈簧活塞提供減少制造成本的更加高效的和簡(jiǎn)單的構(gòu)造，并且使用現(xiàn)有的將活塞與梁安裝的硬件提供增大的活塞室體積，由此增大的活塞室體積為空氣彈簧提供減小的彈簧剛度和/或較好的阻尼特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的包括提供一種用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，所述活塞更加高效和制造簡(jiǎn)單，并且減少了制造成本。
[0013]本發(fā)明的另一目的是提供一種用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，所述活塞使用現(xiàn)有的將活塞與梁安裝的硬件提供增大的活塞室體積。
[0014]本發(fā)明的又一目的是提供一種用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，所述活塞提供減小的彈簧剛度和/或?yàn)榭諝鈴椈商峁└倪M(jìn)的阻尼特征。
[0015]這些目的和優(yōu)點(diǎn)通過本發(fā)明的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞而實(shí)現(xiàn)，所述活塞包括側(cè)壁和中心轂。側(cè)壁和中心轂附裝到第一底板。獨(dú)立的頂板附裝到側(cè)壁的頂部分和中心轂的頂部分，所述頂板包括圍繞其圓周的倒鉤。
[0016]這些目的和優(yōu)點(diǎn)還通過本發(fā)明的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞而實(shí)現(xiàn)，所述活塞包括側(cè)壁和中心轂。側(cè)壁和中心轂附裝到第一底板。獨(dú)立的頂板附裝到側(cè)壁的頂部分和中心轂的頂部分，頂板向外延伸超出側(cè)壁的頂部分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]在以下說明中闡述了并且在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是其中 申請(qǐng)人:已經(jīng)預(yù)料到應(yīng)用原理的最好模式的例示，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在所附權(quán)利要求書中被特別地和明顯地指出和闡述。
[0018]圖1是重型拖車車橋/懸架系統(tǒng)的頂部后方的透視圖，所述重型拖車車橋/懸架系統(tǒng)包括一對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧，所述一對(duì)空氣彈簧中的每一個(gè)都安裝在車橋/懸架系統(tǒng)的懸架組件中的相應(yīng)的一個(gè)上；
[0019]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧的剖視透視圖，該圖示出向上延伸的圓形突起和唇部或倒鉤，所述向上延伸的圓形突起和唇部或倒鉤與活塞頂板一起成一體地形成為一體件，并且該圖示出大致平坦的活塞底板和平坦的中心轂底板；
[0020]圖2A是圖1中所示的駕駛員側(cè)懸架組件的梁的前透視圖，并且該圖示出梁安裝基座，所述梁安裝基座附裝到梁的頂板以用于將空氣彈簧安裝在懸架組件上；
[0021]圖2B是現(xiàn)有技術(shù)的用于卡車車橋/懸架系統(tǒng)的空氣彈簧的剖視透視圖，該圖示出向上延伸的突起和唇部或倒鉤，所述向上延伸的突起和唇部或倒鉤成一體地形成為一體件，并且示出大致平坦的底板；
[0022]圖2C是另一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的用于重型拖車的空氣彈簧的局部剖視透視圖，該圖示出安裝在傳統(tǒng)的車橋/懸架系統(tǒng)的梁安裝基座和梁上的空氣彈簧活塞；
[0023]圖3是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞的局部剖視透視圖，所述空氣彈簧活塞被包含到用于重型車輛的車橋/懸架系統(tǒng)的空氣彈簧中，所述空氣彈簧活塞示出為安裝在傳統(tǒng)的車橋/懸架系統(tǒng)的梁安裝基座和梁上；
[0024]圖4是圖3中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞的透視圖；和
[0025]圖5是圖4中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞的剖視透視圖。
[0026]貫穿附圖，相似的附圖標(biāo)記指示相似的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了較好地理解利用本發(fā)明的用于重型車輛的空氣彈簧活塞的環(huán)境，圖1中示出總體上由10指示的拖曳臂上置梁式空氣懸掛車橋/懸架系統(tǒng)，其包含現(xiàn)有技術(shù)的重型車輛拖車空氣彈簧124，并且現(xiàn)在以下將詳細(xì)地說明。
[0028]應(yīng)當(dāng)注意到，車橋/懸架系統(tǒng)10通常安裝在重型車輛的一對(duì)縱向延伸的間隔開的主要構(gòu)件(未示出)上，所述車橋/懸架系統(tǒng)10是用于重型車輛的各種類型的框架的一般代表，其包括:不支撐副框架的主要框架；和支撐副框架的主要框架和/或底板結(jié)構(gòu)。對(duì)于支撐副框架的主要框架和/或底板結(jié)構(gòu)而言，副框架可以是不可運(yùn)動(dòng)的副框架或可運(yùn)動(dòng)的副框架，所述可運(yùn)動(dòng)的副框架通常稱為滑動(dòng)器盒。因?yàn)檐嚇?懸架系統(tǒng)10通常包括一對(duì)相同的懸架組件14，所以為了清楚起見，以下將僅說明懸架組件中的一個(gè)。
[0029]懸架組件14經(jīng)由拖曳臂上懸吊梁18樞轉(zhuǎn)地連接到吊架16。更具體地，形成這樣的梁18，S卩，所述梁18具有與一對(duì)側(cè)壁66和頂板65 —起成一體地形成的大致倒U狀，梁的開口部分大致面朝下。底板63 (圖2A)在側(cè)壁66的最下面的端部之間延伸并且通過諸如焊接的任何適當(dāng)?shù)拇胧└窖b到側(cè)壁66的最下面的端部，以完成梁18的結(jié)構(gòu)。拖曳臂上懸吊梁18包括前端部20,所述前端部20具有軸襯組件22,所述軸襯組件22包括如本【技術(shù)領(lǐng)域】中公知的軸襯、樞轉(zhuǎn)螺栓和墊圈，以幫助梁樞轉(zhuǎn)連接到吊架16。梁18還包括后端部26，所述后端部26被焊接或另外剛性地附裝到橫向延伸的車橋32。
[0030]懸架組件14還包括減震器40的頂端部，該頂端部經(jīng)由安裝支架19和緊固件15以本【技術(shù)領(lǐng)域】已知的方式安裝在吊架16的向內(nèi)延伸的翼部17上。減震器40的底端部以本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方式安裝到梁18(未示出安裝)。為了相對(duì)完整性起見，在現(xiàn)有技術(shù)的懸架組件14上示出為安裝有包括制動(dòng)器室30的制動(dòng)系統(tǒng)28。
[0031]如上所述，車橋/懸架系統(tǒng)10設(shè)計(jì)成吸收在車輛操作時(shí)作用在車輛上的力。更具體地，期望的是車橋/懸架系統(tǒng)10具有剛度或硬度，以便抵抗側(cè)傾力，并且因而提供用于車輛的側(cè)傾穩(wěn)定性。這通常通過使用剛性的且還剛性地附裝到車橋32的梁18而實(shí)現(xiàn)。然而，還期望的是，車橋/懸架系統(tǒng)10具有柔性，以幫助緩沖車輛(未示出)的豎直沖擊和提供平順性，以便使車橋/懸架系統(tǒng)抵抗故障。這種柔度通常通過將梁18借助軸襯組件22樞轉(zhuǎn)地連接到吊架16而實(shí)現(xiàn)?？諝鈴椈?24和減震器40還幫助緩沖用于貨運(yùn)和客運(yùn)運(yùn)輸?shù)钠巾樞浴?br> [0032]更具體地，現(xiàn)在將詳細(xì)地說明圖2中所示的現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧124?？諝鈴椈?24通常被包含到車橋/懸架系統(tǒng)中，所述車橋/懸架系統(tǒng)例如是車橋/懸架系統(tǒng)10或其它類似的空氣懸掛車橋/懸架系統(tǒng)?？諝鈴椈?24包括波紋管141、波紋管頂板143和活塞142。波紋管141的頂端部以本【技術(shù)領(lǐng)域】公知的方式與波紋管頂板143密封地接合?？諝鈴椈砂惭b板44 (圖1)通常通過緊固件45安裝在頂板143的頂面上，所述緊固件45還用于將空氣彈簧124的頂部分安裝到車輛的主要構(gòu)件中的相應(yīng)的一個(gè)(未示出)。或者，波紋管頂板143還可以直接安裝在車輛的主要構(gòu)件(未示出)中的相應(yīng)的一個(gè)。活塞142具有大致圓柱形的形狀，并且包括連續(xù)的大致臺(tái)階狀的側(cè)壁144，所述側(cè)壁144附裝到大致平坦的底板150并且與頂板182成一體地形成為一體件。底板150形成有向上延伸的中心轂152并且以公知的方式附裝到側(cè)壁144。中心轂152包括底板154，所述底板154形成有中央開口 153。通過開口 153布置有緊固件151，以便將活塞142附裝到梁安裝基座130 (圖2A)，所述梁安裝基座130具有在梁與空氣彈簧安裝領(lǐng)域中公知的類型。
[0033]另外參照?qǐng)D2A，梁安裝基座130包括大致平坦的基部131，所述基部131用于在梁后端部26處接觸和落座在梁頂板65上。梁安裝基座130還包括向上延伸的柱132，所述柱132接觸空氣彈簧124的活塞142的中心轂底板154。柱132形成有大致豎直延伸的中心開口 133，通過所述開口 133布置緊固件151。鎖緊螺母(未示出)被擰到緊固件151的螺紋端部上，以便將活塞142附裝到梁安裝基座130。在柱132上布置有一對(duì)加強(qiáng)腹板135，并且所述一對(duì)加強(qiáng)腹板135從平坦的基部131上的柱向外延伸。在基部基座131中形成有開口 136。開口 136接收緊固件(未示出)，用于在梁后端部26處將基座130附裝到梁頂板65。梁安裝基座130通常由如在本【技術(shù)領(lǐng)域】中已知的剛性材料形成，所述剛性材料例如是鋼、鋁或復(fù)合材料，并且梁安裝基座130可以或可以不包括加強(qiáng)腹板135。
[0034]繼續(xù)參照?qǐng)D2，活塞142的頂板182、側(cè)壁144和底板150限定活塞室199?；钊?42的頂板182形成有向上延伸的圓形突起183，所述向上延伸的圓形突起183具有圍繞其圓周的唇部或倒鉤180。倒鉤180與波紋管141的底部終端配合以在波紋管與倒鉤之間圍繞活塞142的突起183的圓周形成氣密密封，如對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是公知的。波紋管141、頂板143和活塞頂板182限定波紋管室198。緩沖器181通過通常在本【技術(shù)領(lǐng)域】中公知的措施剛性地附裝到緩沖器安裝板186。緩沖器安裝板186則通過緊固件184安裝在活塞頂板182上。緩沖器181從緩沖器安裝板186的頂面向上延伸。緩沖器181用作在活塞頂板182與波紋管頂板143的下側(cè)之間的緩沖件，以便在車輛的操作期間在活塞頂板和波紋管頂板的下側(cè)彼此接觸的情況下防止板彼此破壞。由復(fù)合材料制造活塞142將會(huì)是非常復(fù)雜的并且因此是低效的，如對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是公知的。
[0035]活塞頂板182形成有一對(duì)開口 185，所述一對(duì)開口 185允許活塞室199的體積與波紋管室198的體積之間彼此連通。更具體地，開口 185允許流體或空氣在車輛的操作期間在活塞室199與波紋管室198之間穿過。
[0036]現(xiàn)在參照?qǐng)D2B，總體上由324示出現(xiàn)有技術(shù)的用于卡車車橋/懸架系統(tǒng)的空氣彈簧?？諝鈴椈?24總體上包括波紋管341、波紋管室389、波紋管頂板343、活塞室399和活塞342?；钊?42形成有大致平坦的底板354和開口頂板382，所述開口頂板382具有向上延伸的突起383，所述向上延伸的突起383形成有唇部或倒鉤380?；钊?42包括中空的活塞室399，所述中空的活塞室399與波紋管341流體連通并且允許空氣在活塞腔體與波紋管之間不受限制地連通。因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧活塞342具有成一體的一件式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由復(fù)合材料制造活塞將是復(fù)雜的。更具體地，因?yàn)榇讲?80在向上延伸的突起383上成一體地形成為一體件，由復(fù)合材料制造活塞是非常復(fù)雜的并且因此是低效的，如對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是公知的。
[0037]現(xiàn)在參照?qǐng)D2C，總體上由424示出現(xiàn)有技術(shù)的用于車橋/懸架系統(tǒng)的空氣彈簧的另一個(gè)示例?？諝鈴椈?24總體上包括波紋管441、波紋管頂板443和活塞442。活塞442通過緊固件451安裝在懸架組件梁18上，所述緊固件451通過傳統(tǒng)的梁安裝基座130布置，上文進(jìn)行了詳細(xì)地說明。空氣彈簧424代表與現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧124和324不同的空氣彈簧的構(gòu)造，由此活塞442不用于空氣彈簧的空氣體積并且所述活塞442在本領(lǐng)域中仍然利用傳統(tǒng)的梁安裝基座130，即，沒有活塞室，僅有波紋管室489。
[0038]如上所述，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧活塞142、342具有較復(fù)雜的成一體的一件式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以由復(fù)合材料制造活塞將會(huì)是復(fù)雜的。更具體地，因?yàn)榇讲炕虻广^180、380分別成一體形成在向上延伸的突起183、382上，所述向上延伸的突起183、382則分別與活塞142的頂板182和活塞342的頂板382成一體地形成，由復(fù)合材料制造活塞是非常復(fù)雜的，并且因此是低效的，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將已知的。本發(fā)明的空氣彈簧活塞克服了與現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧活塞142、342有關(guān)的問題，并且現(xiàn)在以下將詳細(xì)地說明。
[0039]在圖3至5中總體上由242示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞，圖3示出包含到車橋/懸架系統(tǒng)(未示出)的空氣彈簧224中的本發(fā)明的空氣彈簧活塞，并且現(xiàn)在以下將詳細(xì)地說明。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的主要特征中的一個(gè)，空氣彈簧224包括波紋管241、波紋管頂板243和本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242。波紋管241的頂端部以本【技術(shù)領(lǐng)域】公知的方式與波紋管頂板243密封地接合?？諝鈴椈砂惭b板(未示出)通過緊固件(未示出)安裝在頂板243的頂面上，所述緊固件還用于將空氣彈簧224的頂部分安裝到車輛框架的主要構(gòu)件(未示出)中的相應(yīng)的一個(gè)。或者，波紋管頂板243還可以直接安裝在車輛的主要構(gòu)件(未示出)中的相應(yīng)的一個(gè)上。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)重要的特征，空氣彈簧224包括空氣彈簧活塞242，所述空氣彈簧活塞242具有大致圓柱形的形狀并且包括連續(xù)的大致臺(tái)階狀的側(cè)壁244和中心轂252，所述側(cè)壁244和中心轂252各自都附裝到大致向下延伸的平坦的底板250和獨(dú)立的頂板282。更具體地，側(cè)壁244的下端部形成有槽246，所述槽246接收形成在底板250上的相對(duì)應(yīng)的形狀的外部舌狀物247。中心轂252的下端部也形成有槽248，所述槽248接收形成在底板250上的相對(duì)應(yīng)的形狀的內(nèi)部舌狀物249。這樣，槽246、248以及外部舌狀物247和內(nèi)部舌狀物249分別允許底板250被摩擦焊接到活塞中心轂252和活塞側(cè)壁244。
[0042]中心轂252包括成一體形成的大致平坦的凹陷的底板254，所述底板254形成有中央開口 253并且所述底板254相對(duì)于底板250是凹陷的。通過開口 253布置緊固件251，以便將活塞242附裝到上述的現(xiàn)有技術(shù)的梁安裝基座130。梁安裝基座130包括大致平坦的基部131，用于接觸其相應(yīng)的懸架組件的梁頂板。梁安裝基座130還包括向上延伸的柱132，所述向上延伸的柱132接觸中心轂底板254(圖3)。柱132形成有中央開口 133，通過所述中央開口 133布置緊固件251。鎖緊螺母134被擰到緊固件151的螺紋端部上，以便將活塞142附裝到梁安裝基座130。加強(qiáng)腹板135 (圖3中未示出)位于柱132上并且從平坦的基部131上的柱向外延伸。在基座基部131中形成有開口 136 (圖3中未示出)?；块_口 136接收緊固件(圖3中未示出)，用于將基座130在梁后端部26處附裝到梁頂板65。梁安裝基座130通常由如在本【技術(shù)領(lǐng)域】中公知的剛性材料形成，所述剛性材料例如是鋼、鋁或復(fù)合材料，并且梁安裝基座130可以或可以不包括加強(qiáng)腹板135。
[0043]頂板282形成有多個(gè)開口 295。開口 295 (圖4和5)與形成在活塞中心轂252的頂部分中的開口(未示出)對(duì)準(zhǔn)。緊固件(未示出)通過開口 295布置并且對(duì)準(zhǔn)中心轂的頂部分252中的開口(未示出)，以便將頂板282附裝到活塞中心轂和活塞側(cè)壁244。頂板282、側(cè)壁244、中心轂底板254和活塞底板250限定活塞室299。因?yàn)榛钊装?50總體上向下延伸，所以活塞室299的體積大于以上所示和所述的現(xiàn)有技術(shù)的活塞室199的體積。此外，因?yàn)榛钊装?50總體上向下延伸，在活塞242中通過中心轂凹陷的底板254的一部分和底板250的一部分形成有凹陷部297。頂板282還形成有向上延伸的圓形突起283，所述突起283形成有圍繞其圓周的唇部或倒鉤280。倒鉤280與波紋管241的底部終端配合以在波紋管與倒鉤之間形成氣密密封，如對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是公知的。應(yīng)當(dāng)理解，頂板282可以形成為具有大于中心轂252的直徑，以便使頂板的外邊緣將在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下形成倒鉤或唇部280。
[0044]波紋管241、頂板243和頂板282限定波紋管室298。緩沖器281通過粘合劑或其它通常在本【技術(shù)領(lǐng)域】中公知的措施剛性地附裝到頂板282。緩沖器281從頂板282的頂面向上延伸。緩沖器281用作在頂板282與波紋管頂板243之間的緩沖件，以便在車輛的操作期間在活塞頂板和波紋管頂板彼此接觸的情況下阻止板彼此破壞。多個(gè)加強(qiáng)腹板259在活塞側(cè)壁244與活塞中心轂253之間和在中心轂自身的壁之間延伸，以便加強(qiáng)活塞242。
[0045]頂板282也形成有一對(duì)開口 285，所述一對(duì)開口 285允許活塞室299的體積與波紋管室298的體積之間彼此連通。更具體地，開口 285允許流體或空氣在車輛的操作期間在活塞室299與波紋管室298之間穿過。在活塞室299與波紋管室298之間通過開口 285的該連通為空氣彈簧224提供粘滯阻尼，如在由本申請(qǐng)的受讓人所擁有的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/228, 908中說明和示出。
[0046]本發(fā)明的改進(jìn)的用于重型車輛的空氣彈簧活塞242通過提供一種形成為組裝在一起的兩個(gè)獨(dú)立部件的空氣彈簧活塞上部分而克服了與現(xiàn)有技術(shù)的空氣彈簧活塞142、342有關(guān)的問題。該兩部件的組件提供頂板282，所述頂板282比與活塞的其余部分成一體形成的現(xiàn)有技術(shù)的活塞頂板更容易制造。此外，本發(fā)明的用于重型車輛的空氣彈簧活塞242包括向下延伸的活塞底板250，所述向下延伸的活塞底板250允許在仍然利用現(xiàn)有技術(shù)中存在的相同的將空氣彈簧與梁安裝的配置的同時(shí)用于增大的活塞室299的體積。更具體地，在不需要新的或額外的安裝支架的情況下和在不改變車橋/懸架系統(tǒng)10的梁18與車輛的主要構(gòu)件之間的空間測(cè)量的情況下，向下延伸的活塞底板250和凹陷的中心轂底板254允許在利用現(xiàn)有技術(shù)的基座130的同時(shí)用于增大的活塞體積。因此，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于重型車輛的空氣彈簧活塞242為減少制造成本的更加高效的和簡(jiǎn)單的制造而提供，并且使用現(xiàn)有的將活塞與梁安裝的硬件而提供用于更大的活塞室299的體積，由此增大的活塞體積為空氣彈簧提供減小的彈簧剛度和/或較好的阻尼特征。[0047]應(yīng)預(yù)料到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242可以在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下用在具有一個(gè)或多于一個(gè)的車橋的卡車或牽引拖車上。還應(yīng)預(yù)料到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242可以在不改變本發(fā)明的整體概念的情況下用在具有可運(yùn)動(dòng)的或不可運(yùn)動(dòng)的框架或副框架的車輛上。甚至應(yīng)進(jìn)一步預(yù)料到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242可以在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下用在本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的所有類型的空氣懸掛前導(dǎo)和/或拖曳臂梁式車橋/懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)上。例如，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)具有由除了鋼以外的材料制成的梁或臂的應(yīng)用，所述除了鋼以外的材料例如是鋁、其它金屬、金屬合金、復(fù)合物和/或它們的組合。還應(yīng)預(yù)料到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242可以在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下用在具有上懸吊/頂部安裝配置或下懸吊/底部安裝配置的車橋/懸架系統(tǒng)上。本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)其中梁或臂具有與以上示出的那些不同的設(shè)計(jì)和/或配置的應(yīng)用，例如，實(shí)心梁、殼式梁、桁架結(jié)構(gòu)、交叉板、彈性梁和平行板。本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)具有諸如彈簧座的中介結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。還應(yīng)預(yù)料到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242可以在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下與例如使用U型螺栓、U型螺栓支架/軸座和類似物的其它類型的空氣懸掛剛性梁式車橋/懸架系統(tǒng)結(jié)合使用。還應(yīng)預(yù)料到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242可以在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下由各種材料形成，所述材料包括但不限于復(fù)合物、金屬和類似物。甚至應(yīng)進(jìn)一步預(yù)料到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242可以在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下與少于兩個(gè)或多于兩個(gè)的開口 285 —起使用，所述開口285例如是三個(gè)、四個(gè)或甚至五個(gè)或更多個(gè)開口。還應(yīng)預(yù)料到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242可以在不改變本發(fā)明的整體概念的情況下與諸如空氣或液壓流體的任何粘性流體一起使用。還應(yīng)預(yù)料到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242可以在不改變本發(fā)明的整體概念的情況下與現(xiàn)有技術(shù)的減震器和其它類似裝置和類似物結(jié)合使用。應(yīng)預(yù)料至IJ，本發(fā)明的空氣彈簧活塞242的頂板282可以在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下與緩沖器281 —起使用或不與緩沖器281 —起使用。還應(yīng)預(yù)料到，本發(fā)明的空氣彈簧242的頂板282可以在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下與開口 285 —起使用或不與開口 285 —起使用。甚至應(yīng)進(jìn)一步預(yù)料到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242可以在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下與現(xiàn)有技術(shù)的基座130或其它類似的基座或梁安裝結(jié)構(gòu)結(jié)合使用。甚至應(yīng)進(jìn)一步預(yù)料到，空氣彈簧活塞242的底板250可以在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下粘著地粘結(jié)到、機(jī)械地緊固到、經(jīng)由本【技術(shù)領(lǐng)域】中公知的其它措施附裝到空氣彈簧活塞或甚至形成為空氣彈簧活塞的一部分。還應(yīng)理解，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的空氣彈簧活塞242可以在不改變本發(fā)明的整體概念或操作的情況下與所有類型的空氣彈簧一起使用。
[0048]因此，本發(fā)明的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞被簡(jiǎn)化，提供一種實(shí)現(xiàn)所有枚舉的目的的有效果的、安全的、便宜的和有效率的結(jié)構(gòu)和方法，為消除現(xiàn)有技術(shù)的活塞所遭遇的困難而提供，并且解決了在本【技術(shù)領(lǐng)域】中的問題和獲得了新的結(jié)果。
[0049]在上述說明中，已經(jīng)為了簡(jiǎn)單、明白和理解而使用某些術(shù)語(yǔ)；但是從這些術(shù)語(yǔ)沒有施予超出現(xiàn)有技術(shù)的要求的不必要限制，這是因?yàn)檫@樣的術(shù)語(yǔ)用于說明的目的并且意在被廣泛地解釋。
[0050]此外，以示例的方式說明和示出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的范圍不限于所示和所述的確切細(xì)節(jié)。
[0051]若現(xiàn)在已經(jīng)說明了本發(fā)明的特征、發(fā)現(xiàn)和原理，則在所附權(quán)利要求中闡述了用于重型車輛的空氣彈簧的活塞所使用和安裝的方式、構(gòu)造的特征、布置和方法步驟和優(yōu)點(diǎn)、所獲得的新的和有用的結(jié)果；新的和有用的結(jié)構(gòu)、裝置、元件、布置、處理、部件和組合。
【權(quán)利要求】
1.一種用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，所述活塞包括: a)側(cè)壁和中心轂，所述側(cè)壁和所述中心轂附裝到第一底板； b)獨(dú)立的頂板，所述獨(dú)立的頂板附裝到所述側(cè)壁的頂部分和所述中心轂的頂部分，所述頂板包括圍繞其圓周的倒鉤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，其中，所述中心轂的底部分包括相對(duì)于所述第一底板凹陷的第二底板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，其中，所述頂板形成有至少一個(gè)開口，所述至少一個(gè)開口將所述活塞的內(nèi)室和所述空氣彈簧的波紋管的內(nèi)室連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，還包括布置在所述頂板上的緩沖器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，還包括所述第一底板，所述第一底板包括一對(duì)同中心地間隔的內(nèi)部和外部舌狀物，所述一對(duì)同中心地間隔的內(nèi)部和外部舌狀物大致向上延伸并且與所述中心轂和所述側(cè)壁對(duì)準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，還包括形成在所述側(cè)壁的底面中的第一槽和形成在所述中心轂的底面中的第二槽，所述第一槽與所述第一底板的所述外部舌狀物連通，并且所述第二槽與所述第一底板的所述內(nèi)部舌狀物連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，其中，所述第一底板被摩擦焊接到所述側(cè)壁和所述中心轂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，還包括多個(gè)腹板，所述多個(gè)腹板形成在所述側(cè)壁與所述中心轂之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，還包括活塞安裝基座，所述活塞安裝基座附裝到所述第二底板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，其中，所述活塞安裝板附裝到所述重型車輛的懸架組件的梁。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，所述活塞操作地附裝到所述空氣彈簧的波紋管，所述波紋管則操作地附裝到所述重型車輛的框架。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，還包括波紋管頂板，所述波紋管頂板附裝到所述波紋管的頂部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，其中，所述波紋管頂板附裝到所述重型車輛的框架。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，所述活塞由塑料形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，其中，所述頂板可去除地附裝到所述側(cè)壁的所述頂部分和所述中心轂的所述頂部分。
16.一種用于重型車輛的空氣彈簧的活塞，所述活塞包括: a)側(cè)壁和中心轂，所述側(cè)壁和所述中心轂附裝到第一底板； b)獨(dú)立的頂板，所述獨(dú)立的頂板附裝到所述側(cè)壁的頂部分和所述中心轂的頂部分，所述頂板向外延伸超出所述側(cè)壁的所述頂部分。
【文檔編號(hào)】F16F9/04GK103620256SQ201280023343
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月17日
【發(fā)明者】A·J·韋斯特內(nèi)格, D·E·魯巴斯基伊, M·J·基勒 申請(qǐng)人:亨德里克森美國(guó)有限責(zé)任公司