用于附接具有内部高度调节阀的空气弹簧的控制元件的系统和方法

摘要

本披露涉及一种用于与车辆的车厢一起使用的空气弹簧装置。该装置具有上组件、下组件、减震器、囊袋、挠性缓冲器元件和控制元件。该减震器具有从该减震器伸出并且延伸穿过该上组件和该下组件的另一者的活塞杆。该囊袋附接到该上组件和该下组件上。该挠性缓冲器元件被邻近该上组件和该下组件中的一者地紧固到活塞杆上并且被紧固到该上组件和该下组件中的另一者上。该控制元件以第一端紧固到该挠性缓冲器元件上并且以第二端紧固到阀门上，并且控制着该阀门的运行。该挠性缓冲器元件可以响应于该上组件和该下组件中的一者经受的扭转力和倾斜力而弯曲，以便因此而帮助限制将这些力传输给该控制元件。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年9月9日提交的美国专利申请序号14/849,005的优先权并且还要求于2014年9月25日提交的美国临时专利申请号62/055,004的权益。以上申请的全部披露内容通过引用结合于此。

技术领域

本披露涉及用于调节机动车辆诸如卡车的车厢的高度的空气悬挂单元，并且更具体地涉及具有分系统的空气悬挂单元，分系统内在地安装于空气悬挂单元，该空气悬挂单元能够根据需要基于空气悬挂单元的上组件和下组件之间的位置相对改变使内部阀门打开和关闭，而不会受到上组件相对于下组件的倾斜或扭转运动的影响。

背景技术

此部分的陈述只提供与本披露相关的背景信息、并且可能不构成现有技术。

卡车车厢通常用空气弹簧减震器单元来悬挂。由于车厢的负载可以变化，为了保持车厢的恒定高度，机械气压阀将压力添加至空气悬挂单元或者从该空气悬挂单元释放压力。阀门调节空气弹簧单元的压力并且因而不论车厢内的负载如何都将卡车车厢保持在基本上恒定的水平。

典型的空气弹簧减震器已经包括上组件和下组件，在这两个组件之间联接有减震器状的部件。典型地，挠性囊袋状的构件将减震器状的元件包封在包封区域内。上组件典型地联接至车厢，并且下组件联接至车辆的框架部分。空气弹簧单元因而将车厢支撑在车辆的框架部分上方，其方式为允许取决于车厢中的负载来调整车厢的高度。在车辆的运行过程中，可能经历上组件相对于下组件的至少小程度的倾斜或扭转运动。

总体上，在传统的空气弹簧减震器单元的情况下，用于控制车厢高度的阀门典型地已经是远离空气弹簧减震器单元地定位的。然而，最近，已经变得可以获得机构来将该阀门整合在该空气弹簧减震器的内部结构中。这种内装的阀门所要克服的主要挑战是必须在物理上致动内装阀门的机构。更具体地，挑战是将物理上致动该阀门的部件整合进该减震器单元的内部区域。出于几个原因这被证明是相当困难的。其一，致动构件必须能够随着上组件朝向和远离下组件运动而与上组件一起总体上线性移动。这是使得内部阀门的打开和关闭与车厢高度直接关联所需要的。然而，当将致动构件直接附接到上组件上时，致动构件本身现在变成，随着车辆运动时车厢移动，承受上组件相对于下组件的倾斜运动和扭转运动。然而，如果致动构件直接系于上组件(其直接支撑车厢)，则车厢的倾斜运动和扭转运动会是有问题的，因为这些运动可以引起致动构件的重复弯曲和扭曲。因而，重要的挑战已经是如何将致动构件整合进空气弹簧减震器的内部区域中，从而使得其能够感测上组件相对于下组件的竖直移动，而不会受到上组件相对于下组件的倾斜运动和扭转运动的显著影响。

发明内容

一方面，本披露涉及一种用于与车辆的车厢一起使用的空气弹簧装置。该空气弹簧装置可以包括上组件、下组件、减震器、囊袋、挠性缓冲器元件和控制元件。该减震器被布置在该上组件和该下组件中的一者附近，并且具有从该减震器伸出并且延伸穿过该上组件和该下组件中的另一者的活塞杆。该囊袋附接到该上组件和该下组件上。该挠性缓冲器元件被邻近该上组件和该下组件中的一者地紧固到活塞杆上并且被紧固到该上组件和该下组件中的另一者上。该控制元件以第一端被可操作地紧固到挠性缓冲器元件上并且在第二端处是可相对于阀门滑动移动的，以用于根据该上组件和该下组件之间的间距控制该阀门的打开和关闭。该挠性缓冲器元件能够响应于该上组件和该下组件中邻近该挠性元件的这一者经受的扭转力和倾斜力中的至少一者而弯曲，以便因此而限制该上组件和该下组件中的该至少一者所经受的扭转力和倾斜力中的该至少一者。

另一方面，本披露涉及一种用于与车辆的车厢一起使用的空气弹簧装置。该装置可以包括上组件，该上组件被配置成可紧固到该车辆的车厢的一部分上。可以包括下组件，该下组件被配置成可紧固到该车辆的一部分上从而使得该空气弹簧装置插在该车厢与该车辆之间。减震器被布置在该下组件附近并且具有从该减震器伸出的活塞杆。该活塞杆延伸穿过该上组件并且具有其紧固到该车厢的一部分上的远端部分。囊袋被附接到上组件和下组件上。挠性缓冲器元件被邻近该上组件地紧固到活塞杆上。控制元件以第一端被可操作地紧固到挠性缓冲器元件上并且在第二端处是可相对于阀门滑动移动的，以用于响应于该车厢中的变化负载根据该上组件和该下组件之间的变化的间距来控制该阀门的打开和关闭。该挠性缓冲器元件能够响应于该上组件经受的扭转力和倾斜力中的至少一者而弯曲，以便因此而限制将该上组件响应于该车辆车厢的运动而经受的扭转力和倾斜力中的至少一者传输给该控制元件。

另一方面，本披露涉及一种用于与车辆的车厢一起使用的空气弹簧装置。该装置可以包括上组件和下组件，该上组件被配置成可紧固到该车辆的车厢的一部分上，该下组件被配置成可紧固到该车辆的框架部分上。以此方式，该空气弹簧装置插在该车辆的车厢与框架之间。减震器被布置在该下组件附近并且具有从该减震器伸出的活塞杆，该活塞杆延伸穿过该上组件并且具有其紧固到该车厢的一部分上的远端部分。囊袋被附接到上组件和下组件上。挠性缓冲器元件被邻近该上组件地紧固到活塞杆上。长形控制元件以其第一端可操作地紧固到挠性缓冲器元件上，并且在第二端处是相对于阀门可滑动移动的。该长形控制元件因而被配置成用于线性移动以便响应于该车厢中的变化负载根据该上组件和该下组件之间的变化的间距来控制该阀门的打开和关闭。附接部件布置在该挠性缓冲器元件上以用于将该长形控制元件的第一端紧固到该挠性缓冲器元件上。该囊袋将该减震器、该长形控制元件和附接部件包封在该囊袋的内部区域内，同时根据该减震器的运行允许该上组件和该下组件相对于彼此进行线性运动。该挠性缓冲器元件能够响应于该上组件经受的扭转力和倾斜力中的至少一者而弯曲，以便因此而限制将该上组件响应于该车辆车厢的运动而经受的扭转力和倾斜力中的至少一者传输给该长形控制元件。

从本文所提供的描述将清楚其他适用范围。应该理解，该描述和具体实例仅为了例示的目的，而不是旨在限制本披露的范围。

附图说明

本文中所述的附图仅用于说明目的，并且不旨在以任何方式限定本披露的范围。

图1是根据本披露的一个实施例的空气弹簧减震器的高度示意性侧视图；

图2是仅减震器和空气弹簧减震器单元的侧视等高视图；并且

图3是示意性框图，以框图形式示出了图2的与该单元的上组件和下组件相联接的减震器的这些部件。

具体实施方式

下面的描述在本质上仅仅是示例性的并且不旨在限制本披露、应用或用途。应当理解的是，贯穿附图，相应的参考数字指示相似或相应的部分和特征。

参照图1，示出的是根据本披露的一个实施例的空气弹簧减震器单元10形式的装置(以下简称“空气弹簧单元”10)的示意性视图。空气弹簧单元10可以包括上组件12、下组件14、挠性囊袋16和安装在囊袋16内的减震器18。减震器18具有活塞杆20和壳体22。这种类型的减震器是众所周知的，并且因此将并不对减震器18本身的内部运作提供详细解释。

减震器18的壳体22以一端联接下组件14。减震器18的杆18a可滑动延伸穿过上组件12中的开口12a。该车辆典型地为卡车，一旦壳体22的安装部分22a紧固到框架部分24，下组件14就有效地联接到车辆的框架部分24。上组件12通过与活塞杆20相关联的联接结构20a被有效地联接到车辆车厢26的一部分上。活塞杆20能够根据车厢26的振荡运动来线性地移入和移出减震器18的壳体22，并且因而帮助阻尼车辆车厢的上下振荡运动。

空气弹簧单元10进一步包括控制元件28，在这个实例中为刚性杆，该刚性杆可操作地以一端联接阀门30并且以其相反端联接有些挠性的缓冲器元件32。控制元件28因而总体上平行于活塞杆20延伸。缓冲器元件32可以由橡胶、弹性体或者赋予该元件一定程度挠度和可压缩性的任何其他材料形成。缓冲器元件32在上组件12附近紧固到活塞杆20上，例如通过粘合剂或压力配合或通过任何其他合适的方式。缓冲器元件32因此在该车辆的运行过程中在上组件12经受车辆车厢26的运动所赋予的倾斜力和扭转力时能够略微弯曲和扭曲。缓冲器元件32因此帮助防止这些倾斜力和扭转力被传递给控制元件28，而不影响控制元件28的自由线性移动。

图2示出了没有挠性囊袋16的空气弹簧单元10，并且图3示出了缓冲器元件32的放大简化的横截面视图以及附接至该缓冲器元件的控制元件28的一部分。控制元件28可以包括具有孔口35的附接部件34，该孔口被配置成用于穿过其接收缓冲器元件32。附接部件34将控制元件28的杆36以非可拆卸的方式紧固至缓冲器元件32。在这个实施例中，插入附接部件34的螺纹孔口42中的螺纹螺钉40用于使控制元件28附接至附接部件34。然而，应理解的是可以使用任何其他合适的附接安排。杆36的远端部分44可相对于阀门30滑动移动(阀门30在图1中是可见的)。以此方式，控制元件28线性沿着箭头46限定的轴线的移动将阀门30控制成取决于上组件12与下组件14之间的间距而或者允许空气进入囊袋16的内部区域或者将囊袋16内的空气排出至大气。

在这个实例中，缓冲器元件32具有在其外表面上形成的环圆周通道48以及轴向延伸穿过其中的孔口50。孔口50接收活塞杆20的一部分。环圆周通道48接收附接部件34的径向向内延伸部分52，这将该附接部件以摩擦配合的方式紧固到环圆周通道。再次，可以使用任何其他合适的附接装置。多个环圆周间隔开的径向向内的凸起54帮助将缓冲器元件32以压力配合类的方式固持在活塞杆20上。

空气弹簧单元10的显著特征是缓冲器元件32的挠性和可压缩的性质容许上组件12的一定程度的倾斜力和扭转力，而不会将这些力传输给控制元件28，或者仅传输极大降低百分比的这些力。在任何一种情况下，控制元件28都能够总体上沿着线性路径移动，即便在上组件12经受倾斜力和扭转力时也是如此。这确保了不论空气弹簧单元10经受的外部倾斜力和扭转力与否都维持控制元件28的适当线性运动。

然而，应理解的是尽管空气弹簧单元10已经被描述成与卡车车厢连接，但该空气弹簧单元不限于仅用于卡车。其上支撑客舱并且经受相对于车辆框架的振荡运动的任何车辆都可以潜在地利用空气弹簧单元10。因而，大型车辆诸如用于商业农耕的由个人驾驶的那些车辆，以及大型挖掘和推土设备、履带压雪车辆(snow grooming vehicle)等，仅列举一些其他类型的车辆，也可以潜在地从空气弹簧单元10的特征中受益。

本披露的空气弹簧单元10因此克服了尝试将控制元件定位在该单元的囊袋内的现有设计的显著限制。本文描述的空气弹簧单元10的特征并不显著增加该空气弹簧单元的总成本，并不显著增加该空气弹簧单元的总重，也不显著增加其制造复杂性或组件的复杂性。

虽然已经描述了多种不同的实施例，但本领域技术人员将认识到可以做出修改或变化而不背离本披露。这些示例展示了多种不同的实施例，但并不旨在限制本披露。因此，应仅以考虑相关现有技术时所必须的限制来自由地理解本说明书和权利要求书。