阅读说明：本技术 组合活塞的压紧组合缓冲器 (Compressing combined buffer of combined piston ) 是由 卡斯滕·汉森 乔斯·安东尼奥·马丁内斯·戈尔本纳 法兰克·里奇尔 阿曼多·巴斯克斯·费尔南德斯 于 2019-08-02 设计创作，主要内容包括：一种空气弹簧包括组合缓冲器、组合活塞、柔性气囊和上端盖构件。该组合活塞具有第一端,该第一端包括用于接纳和固定该组合缓冲器的多个刚性部分和多个相邻布置的悬臂卡合接头。该组合缓冲器包括内壁,该内壁具有用于牢固地接合该多个刚性部分和该多个悬臂卡合接头的表面形状。该组合活塞的第一端进一步包括活塞壳体表面,该组合缓冲器的外表面抵靠在该活塞壳体表面上套入。该柔性气囊密封地附接至该组合活塞和该上端盖构件。该柔性气囊、该上端盖构件、和该组合活塞一起形成不透流体的室,并且该组合缓冲器包含在该不透流体的室内。(An air spring includes a combination damper, a combination piston, a flexible bladder, and an upper end cap member. The composite piston has a first end including a plurality of rigid portions for receiving and securing the composite damper and a plurality of adjacently disposed cantilevered snap-fit joints. The compound bumper includes an inner wall having a surface shape for securely engaging the plurality of rigid portions and the plurality of cantilevered snap tabs. The first end of the composite piston further includes a piston housing surface against which the outer surface of the composite damper nests. The flexible bladder is sealingly attached to the combination piston and the upper end cap member. The flexible bladder, the upper end cap member, and the combination piston together form a fluid-tight chamber, and the combination damper is contained within the fluid-tight chamber.)

组合活塞的压紧组合缓冲器

技术领域

本披露总体上涉及的领域是空气弹簧，并且更具体地涉及具有组合缓冲器和组合活塞的车辆空气弹簧。

背景技术

本部分提供背景信息以便于更好地理解本披露的各个方面。应当理解，本文件的此部分中的陈述将从这个角度阅读，并且不作为现有技术的承认。

通常被称为空气弹簧的气动弹簧已经用于车辆和多种不同的机器和其他设备许多年了，以在可运动的件之间提供缓冲、主要用于吸收施加在其上的冲击负载。空气弹簧通常由在一对端部构件之间延伸的柔性橡胶套组成，这对端部构件之间包含一定量的压缩空气并且可以具有位于柔性套内的一个或多个活塞。端部构件将空气弹簧安装在车辆或设备(其上有待安装有空气弹簧)的间隔开的部件、或零件上。

通常为空气的内部加压流体吸收在间隔开的端部构件之一上所施加的或其经历的大部分冲击，空气弹簧通过该间隔开的端部构件之一进行安装，其中端部构件在吸收施加的冲击时朝向彼此和远离彼此轴向地移动。

空气弹簧通常具有安装在端部构件之一上的内部缓冲器，该端部构件之一延伸到加压室的内部。缓冲器防止在空气弹簧失效的情况下弹簧构件的整体塌陷或偏转，或在弹簧经受严重的冲击和偏转时吸收冲击。这种缓冲器通常由弹性体构件构成，该弹性体构件安装在从端部构件中的一个端部构件向外延伸的螺柱上。虽然这些弹性体缓冲器满足大多数应用，但是缓冲器需要润滑剂和特殊设备来将缓冲器组装在突出的螺柱上。这导致用于润滑和组装设备的额外的成本。

因此，需要一种改进类型的空气弹簧缓冲器，该空气弹簧缓冲器排除了使用迄今为止使用的弹性体缓冲器以及在将缓冲器安装在其内部支撑螺柱上所需的昂贵的设备。

发明内容

本部分提供了本披露的总体发明内容，并且不一定是其全部范围或其所有特征的全面披露。

在本披露的第一方面，空气弹簧包括组合缓冲器、组合活塞、柔性气囊和上端盖构件。该组合活塞具有第一端，该第一端包括用于接纳和固定该组合缓冲器的多个刚性部分和多个相邻布置的悬臂卡合接头。该组合缓冲器包括内壁，该内壁具有用于牢固地接合该多个刚性部分和该多个悬臂卡合接头的表面形状。该组合活塞的第一端进一步包括活塞壳体表面，该组合缓冲器的外表面抵靠在该活塞壳体表面上套入。该柔性气囊密封地附接至该组合活塞和该上端盖构件。该柔性气囊、该上端盖构件、和该组合活塞一起形成不透流体的室，并且该组合缓冲器包含在该不透流体的室内。空气弹簧可以具有在25,500磅时小于0.15英寸的0°缓冲器负载偏转值，和/或在10,000磅时小于0.08英寸的0°缓冲器负载偏转值。

在一些情况下，柔性气囊具有带珠缘的第一端，并且上端盖构件具有与该柔性气囊的第一端密封接合的卷曲的边缘。该柔性气囊还具有密封地连接至组合活塞的第二端。组合活塞可以具有第二端，该第二端用作基座并且具有从该基座向外延伸的第一安装螺柱，而上端盖构件可以具有从该上端盖构件向外延伸的第二安装螺柱和第三安装螺柱。在一些实施例中，该第二安装螺柱和/或该第三安装螺柱具有与该不透流体的室处于流体连接的空心孔。

在一些情况下，该组合活塞包括缓冲器安装柱，该缓冲器安装柱包含用于接纳和固定该组合缓冲器的该多个刚性部分和该多个相邻布置的悬臂卡合接头。在一些方面中，组合活塞具有两个相邻布置的悬臂卡合接头，而在一些其他方面中，存在四个相邻布置的悬臂卡合接头。

在本披露的另一方面，空气弹簧包括组合缓冲器、组合活塞、柔性气囊和上端盖构件。该组合活塞具有第一端，该第一端包括用于接纳和固定该组合缓冲器的多个刚性部分和多个相邻布置的悬臂卡合接头。组合缓冲器包括用于牢固地接合该多个刚性部分和该多个悬臂卡合接头的内壁。该组合活塞的第一端进一步包括多个间断的活塞壳体表面，该组合缓冲器的外表面抵靠在该多个间断的活塞壳体表面上套入。该柔性气囊密封地附接至该组合活塞和该上端盖构件。该柔性气囊、该上端盖构件、和该组合活塞一起形成不透流体的室，并且该组合缓冲器包含在该不透流体的室内。在一些情况下，组合活塞的第一端包括八个间断的活塞壳体表面，该组合缓冲器的外表面抵靠在这些间断的活塞壳体表面上套入。

在本披露的又另一方面，空气弹簧包括组合缓冲器、组合活塞、柔性气囊和上端盖构件。该组合缓冲器具有第一端，该第一端包括用于接纳和固定该组合活塞的多个刚性部分和多个相邻布置的悬臂卡合接头，并且，该组合活塞包括用于牢固地接合该多个刚性部分和该多个悬臂卡合接头的唇缘。该组合活塞的第一端进一步包括多个间断的活塞壳体表面，该组合缓冲器的外表面抵靠在该多个间断的活塞壳体表面上套入。该柔性气囊密封地附接至该组合活塞和该上端盖构件。该柔性气囊、该上端盖构件、和该组合活塞一起形成不透流体的室，并且该组合缓冲器包含在该不透流体的室内。在一些情况下，组合活塞的第一端具有八个这样的间断的活塞壳体表面，该组合缓冲器的外表面抵靠在这些间断的活塞壳体表面上套入，并且，该组合缓冲器可以具有四个相邻布置的悬臂卡合接头。

附图说明

以下将参照附图描述本披露的某些实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件。然而，应当理解，附图展示了本文描述的各种实施方式并且不旨在限制本文所描述的各种技术的范围，并且：

图1和图2以透视图展示了根据本披露的组合活塞和压紧组合缓冲器布置；

图3以截面视图描绘了根据本披露的空气弹簧；

图4以分层打开透视图示出了根据本披露的柔性气囊；

图5A和图5B以透视图和截面视图展示了根据本披露的另一种组合活塞和压紧组合缓冲器布置；并且，

图6A和图6B以透视图和截面视图描绘了根据本披露的又另一个组合活塞和压紧组合缓冲器布置。

具体实施方式

以下变体说明本质上仅仅是说明性的，并且决不旨在限制本披露的范围、其应用或用途。本文中呈现描述仅为了阐明本披露的不同实施例的目的，并且不应被解释为对本披露的范围和适用性的限制。在本披露的发明内容和此具体实施方式中，每个数值应该如被术语“约”修饰的那样被读一次(除非已经明确地被如此修饰)，并且然后如没有被如此修饰的那样再次被读，除非在上下文中另外指明。此外，在本披露的发明内容和此具体实施方式中，应当理解，列出或描述为有用的、合适的等的值范围意图是在该范围内的全部值(包括端点)被认为已经进行陈述。例如，“从1至10的范围”将被读为指示沿着在约1与约10之间的连续体的每一个可能的数字。因此，即使在该范围内的特定数据点，或者甚至没有在该范围内的数据点被明确地指明或仅仅是指几个特定点，应当理解，诸位发明人领会且理解，在该范围内的任何和所有数据点被认为已经被指定，并且诸位发明人拥有整个范围和在该范围内的所有点。

除非明确相反地说明，否则“或”是指包括性的或并且不是排他性的或。例如，通过以下任意一种情况都可以满足条件A或B：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A与B均为真(或存在)。

此外，使用“一个”或“一种”用来描述本文中的实施例的元件和部件。这样做仅仅为了方便起见，并且给出根据本披露的概念的一般含义。此说明应被阅读为包括一个/种或至少一个/种，并且单数还包括复数，除非另有说明。

在此使用的术语和词组是为了描述的目的并且不应被解释为在范围上的限制。语言诸如“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或“涉及”及其变体旨在是广泛的并且包括其后列出的主题、等效物、和未被列出的附加主题。

此外，如在此所使用的，对“一个(one)实施例”或“一个(an)实施例”的任何提及意味着与该实施例有关所描述的具体元件、特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。在说明书中的不同地方出现的短语“在一个实施例中”不一定是指同一个实施例。

根据本披露的实施例是空气弹簧，这些空气弹簧总体上包括组合活塞、组合缓冲器和柔性气囊。在一些方面，组合活塞在上部部分包括刚性柱形物和一组悬臂类型的卡和接头，并且还具有腔体，该腔体用作使组合缓冲器的下部部分牢固套入的壳体。可以通过向缓冲器的顶部施加竖直力(这产生悬臂卡合接头的短暂偏转)而将组合缓冲器装配到活塞的上部部分，于是组合缓冲器装配到刚性柱形物上并且座在组合活塞的腔体上。一旦固定在位，悬臂卡合接头防止组合缓冲器被竖直力拉出，并且刚性柱形物防止缓冲器被横向力分离。并且组合缓冲器座入的组合活塞腔体提供保护组件免受侧向负载力影响的必要的缓冲器嵌置。

与现有的技术相比，本披露的实施例的一些意想不到的优点是保护接头免受非常大的竖直负载、横向负载、和纵向负载；这些设计消除了对用于将组合活塞和组合缓冲器进行组装的硬件的需要(即螺栓、螺母和垫圈)；并且实施例提供了对空气弹簧组件增加的侧向负载保护。

根据本披露的空气弹簧包括图1总体上指示的组合活塞和压紧组合缓冲器。空气弹簧包括组合活塞102和压紧组合缓冲器104。组合活塞102的端部包括用于接纳和固定组合缓冲器104的刚性部分106和相邻布置的悬臂卡合接头108(示出为四个)。组合缓冲器104通过缓冲器内壁110而牢固地接合刚性部分106和悬臂卡合接头108。当组合缓冲器104与刚性部分106以及与悬臂卡合接头108牢固接合时，该组合缓冲器的外表面抵靠活塞壳体表面112套入在活塞腔体114中，如图2描绘的。

现在参照图3，该图以截面视图描绘了空气弹簧300。空气弹簧300包括柔性气囊302、上端盖构件304和在轴向相反间隔开的组合活塞102。活塞102具有常见构造，该常见构造具有由例如高强度塑料等合适的材料形成的、总体上倒置的中空形状构型。柔性气囊302、活塞102、缓冲器104和上端盖构件304一起限定了不透流体的室314。安装螺柱306和308从上端盖构件304向外延伸，这些安装螺柱用于将有待在车辆、机床或其他应用中使用的空气弹簧300安装在该车辆、该机床或其他应用上。

活塞102包括基座312和从基座310延伸、终止在邻近组合缓冲器104的内部区段中的内壁316，并且是中心支撑结构318的一部分。而且，缓冲器安装柱320从基座310向内延伸，该缓冲器安装柱包括用于抵靠活塞壳体表面112固定缓冲器104的悬臂卡合接头108。安装螺柱312从基座310向外延伸，该安装螺柱用于将有待在车辆、机床或其他应用中使用的空气弹簧300安装在该车辆、机床或其他应用上。

柔性气囊302的一个端部(总体上以322指示)终止于活塞102并且以与活塞102成气密密封关系的方式粘附在活塞上。柔性气囊302的另一个端部324具有端部珠缘326，该端部珠缘固定在与其成气密密封关系的上端盖构件304的卷曲的边缘328上，从而在弹性体柔性气囊302内提供不透流体的室314。在不影响本发明的构思的情况下可以使用其他类型的端部密封布置，例如在美国专利号4,852,861、4,787,606和4,946,144中示出的，这些专利通过援引结合在本文中。

在一些实施例中，加压空气源或其他流体源通过从端板304向外延伸的安装螺柱308的空心孔330而与不透流体的室314连通。

根据本披露，改进的压紧缓冲器总体上由104指示为牢固地安装在活塞102上并且从该活塞向上延伸到不透流体的室314中。缓冲器104在不透流体的室314内的加压流体失效的情况下接合上端盖构件304，或者帮助吸收施加在任一个端部构件上的过大的冲击力。

如以上所描述的，当组合缓冲器104与刚性部分106以及与悬臂卡合接头108牢固接合时，该组合缓冲器的外表面抵靠活塞壳体表面112套入。在组合缓冲器104与活塞102之间进行这样的配合和固定接触。可以通过向缓冲器104的顶部施加竖直力(这会产生悬臂卡合接头108的短暂偏转)将组合缓冲器104组装至组合活塞102的上部部分，于是缓冲器104装配到刚性柱形物上并且座入包括活塞壳体表面112的活塞腔体114中。一旦将悬臂卡合接头108放置在位，则防止组合缓冲器104被竖直力拉出，并且包括刚性部分106和活塞壳体表面112的组合活塞102的结构防止了缓冲器104被横向力分离。并且组合缓冲器104牢固座入的活塞腔体114提供了保护组件免于侧向负载力影响的缓冲器104保护嵌置。

对于组合活塞102的悬臂卡合接头108，可以使用任何合适数量的悬臂卡合接头来固定组合缓冲器104。在一些情况下，使用两个悬臂卡合接头，而在其他实施例中使用四个悬臂卡合接头。还可以使用六个或者甚至八个这样的悬臂卡合接头108。

组合活塞102和组合缓冲器104可以由任何合适的材料形成，例如但不限于，高强度聚酯弹性体或塑料。这种材料的一些实例包括例如由特拉华州威尔明顿的杜邦(Du Pontde Nemours)公司以商标HYTREL出售的材料。发现最适合的HYTREL类型是Dupont的级8238，该级具有硬度计D为82的硬度、6800psi的拉伸强度以及350％的断裂伸长率。在不影响本披露涵盖的构思的情况下，组合缓冲器104还可以被配置成正方形、苜蓿叶形等，并且不需要如以上所描述的并且在附图中示出的圆柱形。

参照图4，该图以分层打开透视图示出了柔性气囊的一个非限制性实例，包含一定量的压缩空气或其他合适流体的柔性气囊302通常结合橡胶层和纤维层。柔性气囊302本身不提供力或支撑负载，但是当空气弹簧根据该空气弹簧需要的负载膨胀时，该柔性气囊的体积提供力或支撑负载。典型地，负载能力可以从40kg至40,000kg变化。柔性气囊302包括压延橡胶的内衬层402、织物加强橡胶的第一帘布层404、织物加强橡胶的第二帘布层406、以及由压延橡胶形成的外皮408。第一帘布层404和第二帘布层406可以每个都具有帘线，这些帘线相对于彼此成特定偏置角度。

在本披露的一些其他方面，如图5A和图5B中所展示的，组合活塞502包括间断地间隔开的多个活塞壳体表面512，当缓冲器504压到活塞502上时，该多个活塞壳体表面使压紧组合缓冲器504套入。根据这些方面，空气弹簧包括组合活塞502和压紧组合缓冲器504，其中，组合活塞502的端部包括用于接纳和固定组合缓冲器504的刚性部分506和相邻布置的悬臂卡合接头508(示出为四个)。组合缓冲器504通过缓冲器内壁510而牢固地接合刚性部分506和悬臂卡合接头508。当组合缓冲器504与刚性部分506以及与悬臂卡合接头508牢固接合时，该组合缓冲器的外表面抵靠间断地间隔开的多个活塞壳体表面512(图5B中示出为八个)套入。

在本披露的又一些其他实施例中，如图6A和图6B中展示的，组合活塞602包括间断地间隔开的多个活塞壳体表面612，该多个活塞壳体表面使压紧组合缓冲器604套入。根据这些方面，空气弹簧包括组合活塞602和压紧组合缓冲器604，其中，缓冲器604包括用于接纳组合活塞602并且与其进行固定的悬臂卡合接头608。组合活塞602通过在柱606上形成的活塞唇缘610而牢固地接合悬臂卡合接头608。当组合缓冲器604与悬臂卡合接头608牢固接合时，该组合缓冲器的外表面抵靠间断地间隔开的多个活塞壳体表面612(图5B中示出为八个)套入。

经装配的组合活塞和组合缓冲器的实施例可能经受负载测试，以因此达到合适的性能指标。例如，参照图1，经装配的组合活塞102和组合缓冲器104可能经受相对于组件的中心轴线成0°的负载角度的缓冲器负载偏转测试。偏转是从材料的原始中性表面到经变形的材料的中性表面进行测量的。由经变形的中性表面所采用的构型已知为材料的弹性弯曲。根据本披露的实施例可以具有在25,500磅时小于0.5英寸、在25,500磅时小于0.15英寸、在20,000磅时小于0.13英寸、在15,000磅时小于0.10英寸，或者在10,000磅时甚至小于0.08英寸的测量偏转。

因此，根据本披露的改进的空气弹簧、并且尤其是其压紧组合缓冲器使得缓冲器能够通过将缓冲器在竖直向下方向上压配合在组合活塞的端部(包括刚性部分的端部)上而容易地安装在组合活塞上。缓冲器或活塞具有相邻布置的悬臂卡合接头、以及内壁或壁。这提供了缓冲器并且因此提供了空气弹簧，该缓冲器比由弹性体材料形成的现有技术缓冲器在重量上更轻，并且最重要的是，使得缓冲器能够压配合在位，而无需迄今为止安装弹性体缓冲器需要的润滑剂和附加设备。而且，组合缓冲器的高强度塑料使得在相等偏转下组合缓冲器吸收的负载冲击比现有弹性体缓冲器吸收的负载冲击更多。

因此，简化了改进的压紧缓冲器，提供了有效、安全、便宜、且高效的装置，该装置实现了所有枚举的目的、提供了消除现有装置遇到的困难，解决了本领域问题并且获得了新成果。

为了说明和描述的目的，已经提供了对实施例的前述描述。提供示例性实施例，使得本披露将是充分彻底的，并且将范围传达给本领域技术人员。阐述许多具体细节，例如特定部件、装置和方法的实例，以提供对本披露的实施例的彻底理解，但并不旨在是穷尽的或限制本披露。应当理解，在本披露的范围内的是具体实施例的单独的元件或特征通常不限于该具体实施例，而是在适用的情况下是可互换的并且可以在所选择的实施例(即使不是明确示出或描述的)中使用。本披露也可以以许多方式变化。此类变化不被视为偏离本披露，并且所有此类修改旨在被包括在本披露的范围内。

另外，在一些示例性实施例中，没有详细描述熟知的方法、熟知的装置结构和熟知的技术。进一步地，对于本领域技术人员将显而易见的是，在用来实现本披露中所描述的内容的装置的设计、制造和操作中，例如可能存在装置设计、构造、状态、部件的腐蚀、部件间的间隙上的变化。

尽管在此可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开。除非上下文明确指出，否则在此使用的比如“第一”、“第二”、以及其他数字术语等术语不暗示次序或顺序。因此，在不脱离示例性实施例的传授内容的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。

为便于描述，空间相对术语，如“内部”、“相邻”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可以在此处用于描述一种元件或特征与另外的一种或多种元件或特征的关系，如图所示。除了附图中描绘的取向之外，空间相对术语可以旨在涵盖使用或操作中的装置的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转过来，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向在其他元件或特征“上方”。因此，实例术语“下方”可以包括上方和下方的取向两者。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他取向)，并且相应地解释在此使用的空间相对描述符。

虽然上面已经详细描述了本披露的几个实施例，但是本领域普通技术人员将容易地理解，在实质上不脱离本披露的传授内容的情况下，许多修改是可能的。因此，此类修改旨在被包括在如权利要求中限定的本披露的范围内。

附图标记说明

(说明书的一部分)：

102 组合活塞

104 压紧组合缓冲器

106 刚性部分

108 悬臂卡合接头

110 缓冲器内壁

112 活塞壳体表面

114 活塞腔体

300 空气弹簧

302 柔性气囊

304 上端盖构件

306 安装螺柱

308 安装螺柱

310 基座

312 安装螺柱

314 不透流体的室

316 内壁

318 中心支撑结构

320 缓冲器安装柱

322 柔性气囊的端部

324 柔性气囊的端部

326 端部珠缘

328 卷曲的边缘

330 安装螺柱的空心孔

402 内衬层

404 织物加强橡胶的第一帘布层

406 织物加强橡胶的第二帘布层

408 外皮

502 组合活塞

504 组合缓冲器

506 刚性部分

508 悬臂卡合接头

510 缓冲器内壁

512 活塞壳体表面

602 组合活塞

604 组合缓冲器

606 柱

608 悬臂卡合接头

610 活塞唇缘

612 活塞壳体表面