[发明专利]用于车辆的空气弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆的空气弹簧，尤其是用于商用车辆的空气弹簧，同时还涉及车轴系统，该车轴系统包括一体形成有空气弹簧的基本上呈刚性的轴体。

背景技术

用于车辆尤其是用于商用车辆或卡车的空气弹簧系统在现有技术中是常见的。这种空气弹簧系统基本上包括带有控制器以及空气波纹管或空气弹簧的气动系统，该空气弹簧基本上包括活塞、空气弹簧波纹管、缓冲件和盖板，其中，活塞能插入空气弹簧波纹管中并进行高度调节。人们希望空气弹簧的性能不会由于对车辆的装载(例如利用起重机)而被削弱。因此，习惯上将车辆降低直到活塞抵靠到缓冲件，从而使空气弹簧波纹管基本上完全收缩。接着，在升起车辆时，空气弹簧波纹管内部的进气口的堵塞使得空气弹簧波纹管基本上支撑着车轴。然而，当进一步升高车辆时，由于车轴的重量，车轴会拉动空气弹簧波纹管的活塞使其略微下降，从而在波纹管内部产生防止车轴进一步回弹的局部真空。然而，这里的问题在于，由于空气弹簧波纹管内部与其周围环境之间的巨大压力差，因而空气弹簧波纹管容易被压皱或皱缩。这意味着当再次将车辆放下时，一部分空气弹簧波纹管可能皱缩或堵塞，因此会受到损坏而无法再正常工作。这一问题的解决方案在现有技术中是已知的。因此，例如已知的是，可以提供一种分离式活塞，当将车轴降低(即，外部抬高车辆)时，该活塞的下部与空气弹簧波纹管分开，因而不会一起拖动它。同样已知的有例如在EP 0 446 709 B1中记载的所谓分离装置(splitterarrangement)，其中空气弹簧波纹管的盖板不是与车架刚性连接，而是用活动摇杆臂来引导。最后，从现有技术中可知，可以借助于防护缆来防止车轴的完全回弹，尽管这些防护缆也阻止了通过空气弹簧波纹管来进行车辆的完全抬高。

发明内容

因此，本发明要解决的问题是提供一种用于车辆尤其是用于商用车辆的空气弹簧，以及一种防止出现上面提到的皱缩效应和相关缺点的车轴系统。

根据本发明，提供了一种用于车辆尤其是用于商用车辆的空气弹簧，其包括：具有轴侧区域和上部结构侧区域的空气波纹管或空气弹簧波纹管，这两区域可相对于彼此在第一相邻位置与第二分开位置之间移动；设置在空气波纹管的轴侧区域上的活塞；用于将空气波纹管的上部结构侧区域固定到车辆支撑件上的固定部；以及设置在空气波纹管的固定部上的位移件，其中，在空气波纹管的第一相邻位置时，所述位移件基本上填满活塞与固定部之间的空间。因此，该空气弹簧可应用于车辆，特别是应用于被设计为商用车辆、卡车、拖车等的车辆。有利的是，当空气波纹管不受外力影响时，其在基础状态下的形状呈圆柱形，即，特别优选为软管状。有利的是，空气波纹管具有轴侧区域，即设置在被设计为在轴侧安装在车辆上的空气波纹管末端处的区域。对应地，空气波纹管也优选具有上部结构侧区域，即基本上与轴侧区域相对并被设计为在上部结构侧安装在车辆上的空气波纹管末端。所述轴侧区域和所述上部结构侧区域可在第一相邻位置与第二分开位置之间相对于彼此移动。空气波纹管的两个端部的移动优选基本上呈线性方式，但也可以是沿曲率很小的曲线的移动。本例中的移动方向与弹力方向一致。一般来说，由于通常所使用的空气弹簧波纹管的轴侧区域沿由纵向轴臂限定的圆形轨道运动，因此活塞不是严格地沿直线移动，而是沿略微弯曲的线进行移动。在第二分开位置上，空气波纹管具有基本上呈圆柱形的结构。在第一相邻位置上，轴侧区域和上部结构侧区域以最小可能间隔设置。在本例中，由于固定有空气波纹管轴侧区域的活塞插入到空气波纹管中，因此空气波纹管基本上具有包括至少两个大致共轴设置的圆柱表面的结构。换句话说，活塞因而被设置在空气波纹管的轴侧区域上，使得活塞的移动引起空气波纹管轴侧区域的相应移动。与此相反，空气波纹管的上部结构侧区域利用固定部而被设置或固定在车辆支撑件或车架件上。所述固定部在结构上可以是单一部件并且/或者与空气波纹管一体形成，因此固定部是空气波纹管的一部分。在这种结构中，空气波纹管因而在其基础状态下为圆柱形，并且至少一个端面是封闭的且优选由固定部进行气密封。然而，在一个优选实施例中，固定部被构成为与空气波纹管分离并优选以气密封方式与空气波纹管连接。位移件被设置在空气波纹管的固定部上，使得该位移件位于空气波纹管的内部，即位于由空气波纹管包围的空间内。有利的是，确定位移件的尺寸，从而在空气波纹管的第一方向上当空气波纹管优选包围最小体积时，从弹力方向上看位移件基本上将活塞与紧固件之间的空间填满。为了在空气波纹管被完全抽空时将车辆上部结构的重力传送到车轴系统，也可将位移件构成为支撑件和/或缓冲件，这是有利的。由于这样的位移件，活塞末端与固定部之间的结构空间在空气波纹管的第一位置时被有利地填充，因此与空气波纹管在其第二位置时的整体体积相比，剩余体积非常小。因此，尤其有利的是，增加了使空气波纹管逆着从外界施加的大气压力再次延伸所需要的力，因此该力显著大于由车轴质量引起的力。换句话说，由于在空气波纹管的第一位置时，位移件使空气波纹管中的剩余体积非常小，因此，使轴侧区域和上部结构侧区域的相互间隔改变以及因而使分开轴侧区域和上部结构侧区域所需要的力改变的体积变化比变大，这是有利的。具体地，这样就规定了当抬高车辆时将活塞向下拉直到实现重力平衡时的下拉距离。由于设置了本发明的空气弹簧，因此这一距离被有利地保持为很短，使得空气波纹管上部结构侧区域中的侧壁的刚度可以更小。