專利名稱：氣彈簧-氣減振器組件及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廣義地涉及彈簧裝置領(lǐng)域，而且更具體地涉及一種包括與氣減振器結(jié)合使 用的雙室氣彈簧的氣彈簧-氣減振器組件、以及一種車輛懸掛系統(tǒng)和一種操作這種氣彈 簧-氣減振器組件的方法。
背景技術(shù)：
懸掛系統(tǒng)(舉例來說，諸如可采用于機(jī)動(dòng)車輛中的那些)一般包括一個(gè)或多個(gè)彈 簧元件，所述一個(gè)或多個(gè)彈簧元件，用于調(diào)節(jié)與相應(yīng)系統(tǒng)或裝置(例如機(jī)動(dòng)車輛)的操作和 使用相關(guān)的力和負(fù)荷。在這些應(yīng)用中，常認(rèn)為可取的是選擇具有最低合適彈簧剛度的彈簧 元件，因?yàn)檫@能有利地影響某些性能特性，舉例來說，諸如車輛行駛質(zhì)量和舒適性。就是說， 在本領(lǐng)域中容易理解的是，采用的彈簧(即更剛性的彈簧)具有的彈性剛度越高，將向簧載 質(zhì)量傳遞的輸入(例如道路輸入)的量值越大，而且在一些應(yīng)用中，這會(huì)不良地影響簧載質(zhì) 量，舉例來說，諸如通過導(dǎo)致車輛行駛更不平坦更不舒適。但是，采用的彈簧元件具有的彈 簧剛度越低(即更軟更順從的彈簧)，將向簧載質(zhì)量傳遞的輸入的量越少。在許多情況下， 這將被視為對簧載質(zhì)量的可取的影響，舉例來說，諸如通過提供更舒適的行駛。這樣的懸掛系統(tǒng)一般還包括一個(gè)或多個(gè)減振器或減振元件，所述一個(gè)或多個(gè)減振 器或減振元件可操作成分散所不希望的輸入和簧載質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)，舉例來說，諸如車輛動(dòng)態(tài) 操作下發(fā)生的道路輸入。通常，這樣的減振器被液體填充并可操作地連接在簧載質(zhì)量和非 簧載質(zhì)量之間，舉例來說，諸如在車輛的車身和車軸之間。然而，在其它布置中，減振元件可 以為采用氣態(tài)流體而非液體作為工作介質(zhì)的型號和種類。在這種公知的構(gòu)造中，氣減振器 部分允許氣體諸如經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)孔口(例如如美國專利申請公開號2004/0124571中所 給出的)或者經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)閥口(例如在美國專利申請公開號2003/0173723中所給出 的)而在兩個(gè)或多個(gè)加壓氣體的容積之間流動(dòng)。一般地，對加壓氣體穿過這些通道或口的 運(yùn)動(dòng)存在著一些阻力，而且這種阻力起到耗散與氣彈簧部分相關(guān)的能量并由此提供一些尺 度的減振的作用。采用公知?dú)鈴椈?氣減振器組件的一個(gè)難點(diǎn)涉及使彈簧剛度和減振性能之間達(dá) 到平衡。一般理解的是，減振性能增加可通過使氣減振器在增加的內(nèi)部氣壓下操作來實(shí)現(xiàn)。 然而，在一些情況下，這個(gè)增加的氣壓能對氣彈簧的彈簧剛度具有不良影響，舉例來說，諸 如通過在希望更低彈簧剛度的應(yīng)用中不合乎需要地增加彈簧剛度。采用公知?dú)鈴椈?氣減振器組件的一個(gè)難點(diǎn)涉及在升高的氣壓水平下操作加長 期間時(shí)用于形成所述組件的氣彈簧部分的柔性壁可能會(huì)不良地受到影響。因此，一般認(rèn)為， 為了避免這些不良影響，可取的是在更低的額定操作壓力下操作公知的氣彈簧-氣減振器 組件。然而，在這種降低的氣壓下操作氣彈簧-氣減振器組件還導(dǎo)致更低的減振性能。
由此，希望開發(fā)一種氣彈簧-氣減振器組件、以及采用所述氣彈簧-氣減振器組件 的懸掛系統(tǒng)及方法，它們均克服了與公知構(gòu)造相關(guān)的前述和其它困難。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明主題，一種氣彈簧-氣減振器組件的一個(gè)實(shí)例可包括第一端元件；以 及第二端元件，其以與所述第一端元件縱向間隔開的關(guān)系被設(shè)置。所述第二端元件包括內(nèi) 側(cè)壁和外側(cè)壁。所述內(nèi)側(cè)壁至少部分地限定內(nèi)腔。所述組件還包括氣減振器活塞，其至少 部分地容納在所述內(nèi)腔內(nèi)。所述氣減振器活塞可滑動(dòng)地接合所述內(nèi)側(cè)壁并適于沿所述內(nèi)側(cè) 壁縱向位移。所述組件還包括氣減振器連接桿，其可操作地將所述第一端元件和所述氣減 振器活塞連接，以使得所述第一端元件和所述第二端元件之間的相對縱向位移引起所述氣 減振器活塞在所述內(nèi)腔內(nèi)沿所述內(nèi)側(cè)壁位移。所述組件還包括第一柔性套筒，其可操作地 連接在所述第一端元件和所述第二端元件之間，至少部分地限定位于所述第一端元件和所 述第二端元件之間的第一彈簧室。所述第一彈簧室包括所述內(nèi)腔且至少部分地容納所述氣 減振器活塞和所述氣減振器連接桿。所述組件還包括第二柔性套筒，其沿所述第一柔性套 筒徑向向外設(shè)置并可操作地連接在所述第一端元件和所述第二端元件之間，以使得由所述 第一彈簧室沿所述第一柔性套筒徑向向外地形成第二彈簧室。依據(jù)本發(fā)明主題，一種懸掛系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例可包括根據(jù)前一段落所述的氣彈 簧-氣減振器組件；以及加壓氣體系統(tǒng)。所述加壓氣體系統(tǒng)包括加壓氣體源，所述加壓氣體 源與所述氣彈簧-氣減振器組件的所述第一彈簧室和所述第二彈簧室中的至少一個(gè)流體 連通。依據(jù)本發(fā)明主題，一種操作氣彈簧-氣減振器組件的方法的一個(gè)實(shí)例可包括設(shè) 置第一端元件和第二端元件，同時(shí)所述第一端元件包括至少部分限定端元件腔的側(cè)壁。所 述方法還可包括由容納在所述端元件腔內(nèi)的減振器活塞通過將所述減振器活塞可操作地 連接于所述第二端元件來形成氣減振器，以使得所述第一端元件和所述第二端元件的相對 位移引起所述減振器活塞在所述端元件腔內(nèi)沿所述第一側(cè)壁位移。所述方法還可包括由 沿所述第一端元件和所述第二端元件固定的第一柔性壁形成圍繞所述氣減振器的第一彈 簧室，并將所述第一彈簧室加壓至第一標(biāo)稱壓力。所述方法還可包括由沿所述第一端元件 和所述第二端元件固定的第二柔性壁形成包封所述第一柔性壁的第二彈簧室，并將所述第 二彈簧室加壓至第二標(biāo)稱壓力，所述第二標(biāo)稱壓力低于所述第一標(biāo)稱壓力。


圖1是根據(jù)本發(fā)明主題的氣彈簧-氣減振器組件的一個(gè)實(shí)例的示意表示。圖2是氣壓相對于力的曲線圖表示。圖3是根據(jù)本發(fā)明主題的采用氣彈簧-氣減振器組件的懸掛系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的示
意表不。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，附圖中所示出的僅是出于示出本發(fā)明新穎性構(gòu)思的示范性實(shí)施例 的目的而非出于限制本發(fā)明新穎性構(gòu)思的目的，圖1示出了氣彈簧-氣減振器組件100，氣彈簧-氣減振器組件100包括第一或上端元件102 ；以及第二或下端元件104，以與所述 第一端元件縱向間隔開的關(guān)系設(shè)置。組件100還包括大體在第一端元件102和第二端元件 104之間延伸的縱向延伸軸線AX。第二端元件104包括側(cè)壁106和端壁108，側(cè)壁106和端 壁108至少部分限定第二端元件104內(nèi)的端元件腔110。組件100還相應(yīng)包括第一或內(nèi)柔性壁112 ；以及第二或外柔性壁114。內(nèi)柔性壁 112圍繞軸線AX周向設(shè)置并在第一或上端116和第二或下端118之間縱向延伸。類似地， 外柔性壁114圍繞軸線AX周向設(shè)置并在第一或上端120和第二或下端122之間縱向延伸。 內(nèi)柔性壁112的第一端116沿第一端元件102可操作地被連接、而所述內(nèi)柔性壁的第二端 118沿第二端元件104被固定，以使得通過所述內(nèi)柔性壁在所述第一端元件和所述第二端 元件之間至少部分地限定第一或內(nèi)彈簧室124。另外，外柔性壁114的第一端120沿第一端 元件102被固定而所述外柔性壁的第二端122沿第二端元件104被固定，以使得通過外柔 性壁114在所述第一端元件和所述第二端元件之間至少部分地限定第二或外彈簧室126。將認(rèn)識到的是，第一端元件102和第二端元件104可以為任意合適的型號、種類、 構(gòu)型、布置和/或構(gòu)造。在圖1所示的示范性實(shí)施例中，第一端元件102為單個(gè)或一體構(gòu)造 且包括至少一個(gè)側(cè)壁，沿所述至少一個(gè)側(cè)壁固定柔性壁的端部。這種端元件在本領(lǐng)域可以 稱為頂板或蓋。第一端元件102與常規(guī)頂板不同之處在于，第一端元件102包括第一或內(nèi) 側(cè)壁128 ；以及第二或外側(cè)壁130，與所述內(nèi)側(cè)壁徑向向外間隔。第一端元件102還示出為 包括第一通道132，第一通道132貫穿所述第一端元件且適于例如通過與所述第一端元件 可操作連接的氣體輸送管線134將內(nèi)彈簧室124與外部大氣(例如，諸如借助通氣孔或排 氣管)或加壓氣體系統(tǒng)(例如空氣壓縮機(jī)、壓縮空氣貯存器、閥總成或其它裝置)相互流體 連接。第一端元件102還可任選地包括第二通道136，第二通道136貫穿所述第一端元件并 適于例如通過氣體輸送管線138將外彈簧室1 與外部大氣或加壓氣體系統(tǒng)或裝置相互流 體連接。另外，將認(rèn)識到的是，可任選地包括任何其它合適的配件、連接器、和/或流體控制 裝置(例如閥)。第二端元件104(在本領(lǐng)域中有時(shí)稱為活塞)在圖1中示出為包括側(cè)壁106，側(cè)壁 106從端壁108朝第一端元件102縱向延伸。側(cè)壁106的外表面140在圖1中示出為基本 圓柱形。然而，將認(rèn)識到的是，所述第二端元件的外表面或外輪廓可以為任意合適的大小、 形狀和/或構(gòu)型，舉例來說，諸如圓柱形、截錐形、曲線形或它們的任意組合。側(cè)壁106還包 括內(nèi)表面142，內(nèi)表面142至少部分地限定端元件腔110。在一個(gè)優(yōu)選布置中，內(nèi)表面142 沿其縱向長度將為基本圓柱形。此外，內(nèi)柔性壁112和外柔性壁114可以為任意合適的種類、型號、構(gòu)型、布置和/ 或構(gòu)造。在所示出的示范性布置中，所述內(nèi)柔性壁和所述外柔性壁均為具有合適構(gòu)造的細(xì) 長柔性套筒或波紋管。然而，可替代地或另外地采用一個(gè)或多個(gè)旋繞波紋板型柔性壁。用 于內(nèi)壁112和/或外壁114的合適構(gòu)造的一個(gè)實(shí)例可包括一個(gè)或多個(gè)彈性材料層(例如橡 膠或熱塑性彈性體)，而且可任選地包括一個(gè)或多個(gè)織物層(例如棉、尼龍或芳綸層)或者 任何其它加強(qiáng)元件、材料和/或構(gòu)件。此外，將認(rèn)識到的是，所述內(nèi)和外柔性壁可以以任意合適的方式固定在所述第一 和第二端元件上或者沿所述第一和第二端元件固定。例如，內(nèi)柔性壁112的第一端116和 外柔性壁114的第一端120分別沿第一端元件102的內(nèi)側(cè)壁1 和外側(cè)壁130被容納并利用卡環(huán)144A和144B固定于內(nèi)側(cè)壁1 和外側(cè)壁130上。然而，將認(rèn)識到的是，可替代地采 用任何其它合適的布置。作為替代構(gòu)造的一個(gè)實(shí)例，可采用兩個(gè)卷邊板(bead plate)，其中 第一卷邊板為沿埋置在所述內(nèi)柔性壁的第一端內(nèi)的卷邊線(bead wire)夾緊的內(nèi)卷邊板。 隨后可沿埋置在所述外柔性壁的第一端內(nèi)的卷邊線夾緊第二卷邊板。隨后，所述第一卷邊 板和所述第二卷邊板可以以任何合適的方式彼此固定。另外，內(nèi)柔性壁112的第二端118和外柔性壁114的第二端122可以以任何合適 的方式沿第二端元件104分別被固定。例如，第二端118和122在圖1中示出為沿側(cè)壁106 的外表面140設(shè)置并分別利用卡環(huán)144C和144D固定于外表面140上。雖然側(cè)壁106的外 表面140在圖1中示出為基本圓柱形，但是將認(rèn)識到的是，實(shí)際上可設(shè)置用于將所述柔性壁 的所述端部沿所述側(cè)壁保持在所需位置的一個(gè)或多個(gè)特征(例如臺階、凹口、槽、肩)。不 管沿第二端元件104固定所述內(nèi)和外柔性壁的第二端的方式如何，內(nèi)柔性壁112和外柔性 壁114均各示出為形成分別由附圖標(biāo)記112A和114A表示的卷動(dòng)凸角，隨著所述第一端元 件和所述第二端元件相對彼此縱向位移，所述卷動(dòng)凸角沿側(cè)壁106的外表面140卷動(dòng)或者 以其它方式位移。氣彈簧-氣減振器組件100還在圖1中示出為包括減振器活塞146，減振器活塞 146容納在端元件腔110內(nèi)，以用于沿側(cè)壁106的內(nèi)表面142縱向位移。因此，內(nèi)彈簧室 124(以其它方式與端元件腔110流體相互連接)被分為主內(nèi)彈簧室，沿減振器活塞146的 一側(cè)并由附圖標(biāo)記1 表示；以及輔內(nèi)彈簧室124A，沿減振器活塞146的與所述主內(nèi)彈簧 室相對的側(cè)形成在端元件腔110內(nèi)。減振桿148將減振器活塞146可操作地連接于第一端 元件102，以使得第一端元件102和第二端元件104相對彼此的位移將產(chǎn)生或以其它方式導(dǎo) 致減振器活塞146在端元件腔110內(nèi)運(yùn)動(dòng)。減振器活塞146的這種運(yùn)動(dòng)可操作成消耗作用 在組件100上的動(dòng)能并由此衰減振動(dòng)和其它輸入，如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的。將認(rèn)識到的是，減振桿148和第一端元件102之間的相互鄰接可以以任何合適的 方式并通過任何合適的連接機(jī)構(gòu)和/或布置來做出。例如，減振桿148在圖1中示出為剛 性連接于第一端元件102，舉例來說，諸如可能由熔融金屬接合部(例如焊接)或者螺紋緊 固件連接來完成。作為另一實(shí)例，可任選地采用適于允許所述減振桿相對所述第一端元件 的由圖1的箭頭PVT表示的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或其它角位移的連接機(jī)構(gòu)。這種連接機(jī)構(gòu)在圖1中由 虛線框150來示意表示。將允許樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連接機(jī)構(gòu)的實(shí)例可包括球窩接頭、球軸承和/ 或萬向接頭。然而，將認(rèn)識到的是，這種連接機(jī)構(gòu)可以為任何合適的型號、種類、布置、構(gòu)型 和/或構(gòu)造。在本發(fā)明的示范性布置中，通過隨著減振器活塞146沿側(cè)壁106的內(nèi)表面142位 移而允許氣體在主內(nèi)彈簧室1 和輔內(nèi)彈簧室124A之間流動(dòng)，組件100起到衰減動(dòng)能的作 用。將認(rèn)識到的是，可以以任何合適的方式來設(shè)置這種氣體流動(dòng)，諸如通過在所述減振器活 塞的外周邊緣和所述側(cè)壁的內(nèi)表面之間設(shè)置間隙并允許氣體隨著所述減振器活塞位移而 流動(dòng)穿過所述間隙。一種可替代布置在圖1中示出為減振器活塞146包括合適的密封元件 152，密封元件152用于在所述減振器活塞和所述側(cè)壁的內(nèi)表面之間形成基本不漏流體的 密封。減振器活塞146還包括貫穿其的一個(gè)或多個(gè)通道，所述一個(gè)或多個(gè)通道允許氣體隨 著所述減振器活塞位移而在所述主內(nèi)彈簧室和所述輔內(nèi)彈簧室之間流動(dòng)。在所示出的示范 性布置中，減振器活塞146包括第一通道145和可任選的第二通道156。
在一些情況下，可取的是，所述減振器活塞在一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上提供的減振性能和/ 或輸出不同于沿相對的運(yùn)動(dòng)方向提供的性能和/或輸出。因此，第一通道1 可包括與第 一行進(jìn)方向相關(guān)的可操作的第一性質(zhì)或特性(例如大小、形狀、構(gòu)型、氣體流動(dòng)方向)。另 外，如果設(shè)置可任選的第二通道156，則第二通道156可包括與第一通道IM不同的第二性 質(zhì)或特性(例如大小、形狀、構(gòu)型、氣體流動(dòng)方向)，以使得可在減振器活塞146的每個(gè)行進(jìn) 方向上提供不同的減振性能。作為一個(gè)實(shí)例，通道巧4和156的這種不同性質(zhì)和/或性能 特性可通過可任選的閥158和160來提供，閥158和160在圖1中示意地表示為分別沿所 述第一通道和所述第二通道設(shè)置。如上所述，將認(rèn)識到的是，在最廣泛的意義上，氣彈簧-氣減振器組件為公知的且 已被提議用于各種應(yīng)用和/或操作環(huán)境中。另外，一般理解的是，通過在增加的內(nèi)氣壓下操 作氣體減振器，可由氣減振器實(shí)現(xiàn)增加的減振性能。就是說，減振性能隨著減振器內(nèi)的氣壓 的增加而增加。然而，還已認(rèn)識到，公知的氣彈簧-氣減振器組件由于它在升高的氣壓下的 延伸操作會(huì)遭受不良的作用，所述升高的氣壓否則會(huì)提供改進(jìn)的減振性能。因此，公知的氣 彈簧-氣減振器組件一般在更低的額定操作壓力下操作，這不合乎希望地導(dǎo)致更低的減振 性能。然而，根據(jù)本發(fā)明主題的氣彈簧-氣減振器組件(舉例來說，諸如組件100)與公知 構(gòu)造的不同在于，在本主題的氣彈簧-氣減振器組件內(nèi)可采用顯著更高的氣壓，這導(dǎo)致減 振性能顯著改善。圖2以曲線圖示出常規(guī)氣彈簧-氣減振器產(chǎn)生的減振性能和根據(jù)本發(fā)明主題的氣 彈簧-氣減振器組件的預(yù)期性能。更具體地，圖2示出了力隨著氣彈簧-氣減振器組件位移 以及氣彈簧-氣減振器組件的氣減振器活塞在減振腔內(nèi)經(jīng)歷位移時(shí)的變化。在本發(fā)明的示 范性布置中，內(nèi)彈簧室1 和124A作為氣彈簧-氣減振器組件100的這種減振室來操作。圖2的曲線A表示常規(guī)氣彈簧-氣減振器組件的預(yù)期性能且包括峰值力，在圖2 中峰值力由附圖標(biāo)記Fl和F2表示。圖2的曲線B表示根據(jù)本發(fā)明主題的氣彈簧-氣減振 器組件(舉例來說，諸如組件100)的預(yù)期性能。曲線B包括峰值力，在圖2中峰值力由附 圖標(biāo)記F3和F4表示，且F3和F4與曲線A的相應(yīng)峰值Fl和F2相比顯著加大。作為一個(gè) 示范性估計(jì)，與公知構(gòu)造的大小類似的氣彈簧-氣減振器組件相比，通過采用根據(jù)本發(fā)明 主題的氣彈簧-氣減振器組件，可獲得力的增加在約100%到約200%的范圍內(nèi)。一般而言，公知構(gòu)造的氣彈簧-氣減振器組件將在相對低的額定操作壓力下操 作，舉例來說，諸如在約60psi到約120psi的范圍內(nèi)的標(biāo)稱壓力下操作。由此，這種公知的 氣彈簧-氣減振器組件的減振性能受到這個(gè)相對低的額定操作壓力限制。然而，根據(jù)本發(fā) 明主題的氣彈簧-氣減振器組件應(yīng)該包括將在顯著更高的額定操作壓力下操作的減振室， 舉例來說，諸如在約200psi到約350psi的范圍內(nèi)的標(biāo)稱壓力下操作。由此，針對本主題的 氣彈簧-氣減振器構(gòu)造，可預(yù)計(jì)減振性能的前述增加的結(jié)果。在安裝條件和使用期間，例如，根據(jù)本發(fā)明主題的氣彈簧-氣減振器組件(舉例來 說，諸如組件100)將包括一個(gè)彈簧室，在第一額定氣壓下操作；以及第二彈簧室，在比所 述第一彈簧室的額定值低的第二額定氣壓下操作。例如，氣彈簧-氣減振器組件100的內(nèi)彈 簧室IM和124A可在第一額定氣壓P1下操作，舉例來說，諸如在約200psi至約350psi的 范圍內(nèi)的額定氣壓。外彈簧室1 可在第二額定氣壓P2下操作，舉例來說，諸如在約60psi 至約175psi的范圍內(nèi)的額定氣壓。
將認(rèn)識到的是，氣彈簧組件的常規(guī)柔性壁在約175psi的標(biāo)稱壓力下操作可能導(dǎo) 致氣彈簧組件的性能降低，而且因此一般避免常規(guī)氣彈簧組件在這種壓力水平下操作。然 而，將認(rèn)識到的是，本主題的氣彈簧-氣減振器組件的外彈簧室1 包圍且基本包封內(nèi)柔性 壁112。因此，內(nèi)柔性壁112僅承受內(nèi)彈簧室124和124A的額定操作壓力P1與外彈簧室 126的額定操作壓力P2之間的壓差(即根據(jù)關(guān)系式DP = P1-P2)。通過選擇性地使所述內(nèi) 彈簧室和所述外彈簧室充氣來保持所述壓差處于預(yù)定范圍內(nèi)，在由于所述減振室內(nèi)(即內(nèi) 彈簧室IM和124A內(nèi))的壓力顯著增加而提供增加的減振性能的同時(shí)，由于所述內(nèi)彈簧室 內(nèi)的壓力增加導(dǎo)致內(nèi)柔性壁112的任何性能降低被最小化?？梢砸匀我夂线m的方式來設(shè)置所述選擇性的充氣和保持所需壓差。作為一個(gè)實(shí) 例，內(nèi)彈簧室1 和124A通過通道132可選擇性地充氣和/或放氣，而外彈簧室1 可通 過通道136來選擇性地充氣和/或放氣。加壓氣體的這種選擇性轉(zhuǎn)換可通過合適的加壓氣 體系統(tǒng)和/或控制裝置來配合地進(jìn)行。作為另一實(shí)例，可在所述內(nèi)彈簧室和所述外彈簧室 之間設(shè)置可操作成允許流體流動(dòng)通過的通道，由此隨著一個(gè)室內(nèi)的氣壓變化而改變另一個(gè) 室內(nèi)的氣壓。在所示出的示范性布置中，通道162貫穿第二端元件104的側(cè)壁106。另外， 流動(dòng)控制裝置(舉例來說，諸如閥)能可任選地進(jìn)行設(shè)置，以用于選擇性地控制流動(dòng)通過通 道162的氣體。這種閥的示意表示示出在圖1中并由附圖標(biāo)記164表示。如果設(shè)置這種流 動(dòng)控制裝置，則這種流動(dòng)控制裝置可為任意合適的型號和/或種類，舉例來說，諸如泄壓閥 和/或比例流量閥。還將認(rèn)識到的是，根據(jù)本發(fā)明主題所述的氣彈簧-氣減振器組件(舉例來說，諸如 組件100)可適于用在任意彈簧裝置和減振裝置彼此并行地操作的任何應(yīng)用和/或操作環(huán) 境中。這種應(yīng)用和使用的一個(gè)實(shí)例與車輛座椅懸架相關(guān)，舉例來說，諸如可用于重型車輛駕 駛室、牽引車掛車駕駛室、以及農(nóng)用機(jī)械駕駛室。合適應(yīng)用和使用的另一個(gè)實(shí)例為在操作上 與車輛懸掛系統(tǒng)相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明主題的包括多個(gè)氣彈簧-氣減振器組件的車輛懸掛系統(tǒng) 的一個(gè)示范性布置示出在圖3中并由附圖標(biāo)記200表示。懸掛系統(tǒng)200示出為設(shè)置在相關(guān) 車輛VHC的簧載質(zhì)量(舉例來說，諸如相關(guān)車輛的車體BDY)和非簧載質(zhì)量(舉例來說，諸 如相關(guān)的車輪WHL或相關(guān)的車輪接合元件WEM)之間。將認(rèn)識到的是，任何這種懸掛系統(tǒng)可 包括任意數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)、構(gòu)件和/或裝置，而且所述任何這種懸掛系統(tǒng)能以任何 合適的方式可操作地連接在簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量之間。懸掛系統(tǒng)200示出為包括支撐在相關(guān)車輛的簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量之間的多個(gè) 氣彈簧-氣減振器組件。在圖1所示的實(shí)施例中，懸掛系統(tǒng)200包括四個(gè)氣彈簧-氣減振 器組件202，朝所述相關(guān)車輛的與相應(yīng)車輪WHL相鄰的每個(gè)拐角設(shè)置一個(gè)氣彈簧-氣減振器 組件。然而，將認(rèn)識到的是，任何其它數(shù)量的氣彈簧-氣減振器組件可以以任何其它合適的 構(gòu)型或布置而可替代地使用。如圖3所示，氣彈簧-氣減振器組件202均支撐在相關(guān)車輛VHC的車輪接合元件 WEM和車身BDY之間。如前詳細(xì)討論的，氣彈簧-氣減振器組件202包括第一柔性壁204和 第二柔性壁206以及氣減振器部分208。如上所討論的，將認(rèn)識到的是，在本文中示出并說 明的氣彈簧-氣減振器組件(例如氣彈簧-氣減振器組件100和20 均為卷動(dòng)凸角型構(gòu) 造。然而，將認(rèn)識到的是，本發(fā)明的新穎構(gòu)思可與氣彈簧-氣減振器組件布置和/或其它任 何合適型號的構(gòu)造和/或構(gòu)造結(jié)合使用。
懸掛系統(tǒng)200還包括加壓氣體供給系統(tǒng)210，加壓氣體供給系統(tǒng)210可操作地關(guān)聯(lián)于 所述氣彈簧-氣減振器組件，以用于選擇性地將加壓氣體(例如空氣)供給到所述氣彈簧-氣 減振器組件和選擇性地自所述氣彈簧-氣減振器組件中傳輸加壓氣體。在圖3所示的示范性 實(shí)施例中，氣體供給系統(tǒng)210包括用于產(chǎn)生加壓空氣或其它氣體的加壓氣體源(舉例來說，諸 如壓縮機(jī)21 。所述氣體供給系統(tǒng)還可包括任意數(shù)量的任意合適型號、種類和/或構(gòu)造的一個(gè) 或多個(gè)控制裝置，所述控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)加壓氣體的選擇性傳輸。例如，閥總成214示出為與 壓縮機(jī)212連通并且可為任意合適的構(gòu)型或布置。在所示出的示范性實(shí)施例中，閥總成214包 括閥體216，閥體216帶有支撐在其上的多個(gè)閥(未示出)。閥總成214還可任選地包括合適的 排氣管(舉例來說，諸如回氣管(muffer)218)，以用于從所述系統(tǒng)中排出加壓氣體。任選地，加 壓氣體供給系統(tǒng)210還可包括與閥總成214流體連通并適于存儲(chǔ)加壓氣體的C存器220。所述一個(gè)或多個(gè)控制裝置(舉例來說，諸如閥總成214)可以以任何合適的方式 (舉例來說，諸如通過合適的氣體輸送管道22 而與氣彈簧-氣減振器組件202通訊。因 此，經(jīng)由閥總成214可選擇性地向氣彈簧-氣減振器組件傳輸和/或自氣彈簧-氣減振器 傳輸加壓氣體，以例如改變或保持在車輛的一個(gè)或多個(gè)拐角處的高度。懸掛系統(tǒng)200還包括控制系統(tǒng)224，控制系統(tǒng)2M能夠與懸掛系統(tǒng)200的任意一個(gè) 或多個(gè)其它系統(tǒng)和/或構(gòu)件(未示出)和/或車輛VHC通訊，以用于選擇性地操作和控制 所述懸掛系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)2M包括控制器或電子控制單元(ECU) 2 ，控制器或電子控制單 元(E⑶)2 與壓縮機(jī)212和/或閥總成214通訊((舉例來說，諸如經(jīng)由導(dǎo)體或引線228)， 以例如用于選擇性地操作和控制它們，所述操作和控制包括向氣彈簧-氣減振器組件202 提供加壓流體和自氣彈簧-氣減振器組件202中排出加壓流體?？刂破? 可為任意合適 型號、種類和/或構(gòu)型。控制系統(tǒng)2 還可任選地包括一個(gè)或多個(gè)高度或距離感測裝置(未示出)以及任 何其它所需的系統(tǒng)和/或構(gòu)件(例如壓力傳感器和加速計(jì))。如果設(shè)置這些高度傳感器，則 這些高度傳感器優(yōu)選能夠產(chǎn)生或以其它方式輸出具有與高度或距離(舉例來說，諸如車輛 的間隔構(gòu)件之間的)相關(guān)的信號。將認(rèn)識到的是，如果設(shè)置任何這種高度傳感器或任何其 它距離判定裝置，則可為任意合適型號、種類、構(gòu)造和/或構(gòu)型，舉例來說，諸如機(jī)械連接傳 感器、諸如可以利用超聲波或電磁波操作的超聲波傳感器或電磁波傳感器。如在本文中參照某些元件、構(gòu)件和/或結(jié)構(gòu)(例如“第一端元件”和“第二端元件”) 所使用的，數(shù)值次序僅表示多個(gè)中的不同單體，而且并非暗含任意順序或次序，除非權(quán)利要 求用語具體限定。另外，本文中使用的術(shù)語“氣體”廣義指的是任何氣態(tài)或汽化流體。更一 般地，空氣用作懸掛系統(tǒng)及其構(gòu)件(諸如本文中描述的那些構(gòu)件)的工作介質(zhì)。然而，將理 解的是，可替代地采用任何合適的氣態(tài)流體。盡管參照前述實(shí)施例已說明了本主題的新穎構(gòu)思且在本文中大量重點(diǎn)集中于結(jié) 構(gòu)和在所公開的實(shí)施例的構(gòu)成部件之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，但是將認(rèn)識到的是，在不脫離本發(fā)明 的本主題新穎性構(gòu)思的原理的情況下，可作出其它實(shí)施例并對所示出和所說明的實(shí)施例作 出許多變化。對他人而言，一旦閱讀并理解前述詳細(xì)說明，修改和改變將會(huì)顯而易見地產(chǎn) 生。由此，應(yīng)明確理解的是，前述說明性內(nèi)容將僅作為本發(fā)明新穎性構(gòu)思的說明而非作為限 制來進(jìn)行解釋。因此意欲是，只要所有這些修改和改變落入到隨附權(quán)利要求及其任何等同 物范圍內(nèi)，本主題的新穎構(gòu)思可解釋為包括所有這些修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種氣彈簧-氣減振器組件，包括第一端元件；第二端元件，其以與所述第一端元件縱向間隔開的關(guān)系被設(shè)置，所述第二端元件包括 內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁，所述內(nèi)側(cè)壁至少部分地限定內(nèi)腔；氣減振器活塞，其至少部分地容納在所述內(nèi)腔內(nèi)，所述氣減振器活塞可滑動(dòng)地接合所 述內(nèi)側(cè)壁并適于沿所述內(nèi)側(cè)壁縱向位移；氣減振器連接桿，其可操作地將所述第一端元件和所述氣減振器活塞連接，以使得所 述第一端元件和所述第二端元件之間的相對縱向位移引起所述氣減振器活塞在所述內(nèi)腔 內(nèi)沿所述內(nèi)側(cè)壁位移；第一柔性套筒，其可操作地連接在所述第一端元件和所述第二端元件之間，至少部分 地限定位于所述第一端元件和所述第二端元件之間的第一彈簧室，所述第一彈簧室包括所 述內(nèi)腔且至少部分地容納所述氣減振器活塞和所述氣減振器連接桿；以及第二柔性套筒，其沿所述第一柔性套筒徑向向外設(shè)置并可操作地連接在所述第一端元 件和所述第二端元件之間，以使得由所述第一彈簧室沿所述第一柔性套筒徑向向外地形成 第二彈簧室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣彈簧-氣減振器組件，其還包括通道，其在所述第一彈簧 室和所述第二彈簧室之間流體連通；以及閥，其以沿所述通道流體連通的方式可操作地連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣彈簧-氣減振器組件，其中，所述閥為比例壓力閥，所述比 例壓力閥操作成選擇性地允許加壓氣體從所述第一彈簧室流到所述第二彈簧室。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣彈簧-氣減振器組件，其中，所述氣減振器活塞適于與所述 第二端元件的所述內(nèi)側(cè)壁形成基本不漏流體的密封，而且所述氣減振器活塞包括貫穿其的 至少一個(gè)通道，所述至少一個(gè)通道操作成允許在所述氣減振器活塞沿所述內(nèi)側(cè)壁位移期間 流動(dòng)通過所述氣減振器活塞。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣彈簧-氣減振器組件，其中，所述氣減振器活塞包括以沿所 述通道可操作性地連通的方式設(shè)置的閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣彈簧-氣減振器組件，其中，所述閥為第一閥，所述第一閥 沿所述氣減振器活塞設(shè)置，用于在所述氣減振器活塞沿第一縱向運(yùn)動(dòng)下操作，而且所述氣 減振器活塞包括第二閥，用于在所述氣減振器沿相反的第二縱向運(yùn)動(dòng)下操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣彈簧-氣減振器組件，其中，所述第一彈簧室包括一定量 的具有第一標(biāo)稱壓力的氣體，而所述第二彈簧室包括具有一定量的具有第二標(biāo)稱壓力的氣 體，所述第二標(biāo)稱壓力處于所述第一標(biāo)稱壓力的約25%到所述第一標(biāo)稱壓力的約75%的 范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣彈簧-氣減振器組件，其中，所述第一標(biāo)稱壓力處于約 200psi到約350psi的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣彈簧-氣減振器組件，其中，所述第二標(biāo)稱壓力處于約 60psi到約175psi的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣彈簧-氣減振器組件，其中，所述第二標(biāo)稱壓力處于所述 第一標(biāo)稱壓力的約40%到所述第一標(biāo)稱壓力的約60%的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣彈簧-氣減振器組件，其中，所述內(nèi)側(cè)壁為基本圓柱形，而 所述外側(cè)壁為基本圓柱形、截錐形或曲線形中的至少一種。
12.—種懸掛系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的氣彈簧-氣減振器組件；以及加壓氣體系統(tǒng)，其包括加壓氣體源，所述加壓氣體源與所述氣彈簧-氣減振器組件的 所述第一彈簧室和所述第二彈簧室中的至少一個(gè)流體連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的懸掛系統(tǒng)，其中，所述氣彈簧-氣減振器組件為與所述加壓 氣體源流體連通的多個(gè)氣彈簧-氣減振器組件中的一個(gè)。
14.一種操作氣彈簧-氣減振器組件的方法，所述方法包括a)設(shè)置第一端元件和第二端元件，同時(shí)所述第一端元件包括至少部分限定端元件腔的 側(cè)壁；b)通過將所述減振器活塞可操作地連接于所述第二端元件，以使得所述第一端元件和 所述第二端元件的相對位移引起所述減振器活塞在所述端元件腔內(nèi)沿所述第一側(cè)壁位移， 由容納在所述端元件腔內(nèi)的減振器活塞來形成氣減振器；c)由沿所述第一端元件和所述第二端元件固定的第一柔性壁形成圍繞所述氣減振器 的第一彈簧室，并將所述第一彈簧室加壓至第一標(biāo)稱壓力；以及，d)由沿所述第一端元件和所述第二端元件固定的第二柔性壁形成包封所述第一柔性 壁的第二彈簧室，并將所述第二彈簧室加壓至第二標(biāo)稱壓力，所述第二標(biāo)稱壓力比所述第 一標(biāo)稱壓力小至少25%。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，在步驟c)中將所述第一彈簧室加壓包括將所 述第一彈簧室加壓至處于約200psi到約350psi范圍內(nèi)的壓力；并且在步驟d)中將所述第 二彈簧室加壓包括將所述第二彈簧室加壓至處于約60psi到約175psi范圍內(nèi)的壓力。
全文摘要
一種氣彈簧-氣減振器組件，包括第一端元件；第二端元件；第一柔性壁，其至少部分限定第一彈簧室；以及第二柔性壁，其至少部分限定第二彈簧室。減振器活塞和減振桿可操作地連接在所述第一端元件和所述第二端元件之間并且均位于所述第一彈簧室內(nèi)。還包括一種包括氣彈簧-氣減振器組件的懸掛系統(tǒng)以及一種組裝方法。
文檔編號F16F9/34GK102131661SQ200980133032
公開日2011年7月20日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者G·R·布魯克斯, P·N·莫利克 申請人:火石工業(yè)產(chǎn)品有限責(zé)任公司