空气弹簧和空气弹簧支架之间的连接组件的制作方法

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、在空气弹簧和空气弹簧支架之间的连接组件。


背景技术：

2.由现有技术已知具有装有空气弹簧的刚性车桥的底盘组件，所述刚性车桥通过每个车辆侧各一个空气弹簧支架和总共两个或四个空气弹簧支撑在车架上。在此，空气弹簧支架通常直接连接在刚性车桥上并且空气弹簧沿车辆高度方向布置在空气弹簧支架和车架的纵梁之间。空气弹簧经常通过螺纹连接被连接到相应配设的空气弹簧支架上。如上所述的空气弹簧也是众所周知的并且基本具有盖子、滚动活塞和在其间气密地夹紧的滚动波纹管。通过盖子、滚动活塞和滚动波纹管限制处于例如10bar的工作压力下的压力腔。滚动波纹管在空气弹簧弹性压缩时在构造滚动褶皱(rollfalte)的情况下在滚动活塞的外罩面上滚动。滚动活塞也被称为柱塞。
3.由文献de 42 03 372 c1公知一种在空气弹簧和空气弹簧支架之间的连接组件，该连接组件可无工具拆卸。空气弹簧的滚动活塞在其面向空气弹簧支架的底侧(被称为下侧)中具有凹部。在空气弹簧支架上紧固有适配到滚动活塞的底侧上的凹部中的定心锥，该定心锥被滚动活塞完全搭接。定心锥和滚动活塞具有共同的中轴线，该中轴线同时也是空气弹簧的中轴线。滚动活塞和定心锥是彼此分开的结构部件，这些结构部件在车辆的正常行驶运行中互相嵌接。但是在车辆的起重机装载和铁路装载时，滚动活塞和定心锥能够彼此远离地运动。滚动活塞在正常行驶运行中在其圆周上在构造圆线接触的情况下支撑在与空气弹簧支架螺纹连接的、单独的底板上。滚动活塞和空气弹簧支架通过底板彼此间隔开。定心锥具有与滚动活塞相同的外直径。根据截锥的罩面的类型构造的定心锥的罩面在正常的行驶运行中是自由的并且没有承载的功能。在滚动活塞的与滚动活塞的底侧对置的上侧上紧固有止挡缓冲器，该止挡缓冲器在空气弹簧已排气的情况下抵靠空气弹簧的盖子的内侧放置。


技术实现要素：

4.本发明的任务在于，提供一种空气弹簧和空气弹簧支架之间的连接组件的备选的设计方案。
5.根据本发明，该任务通过根据一种类型的连接组件来解决，该连接组件附加地具有权利要求1的特征部分所述的特征。
6.优选的实施方式和改进方案是从属权利要求和以下说明的主题。本发明的其他特征和细节由附图得出。
7.因此本发明提供了一种在空气弹簧与空气弹簧支架之间的连接组件，其中，该连接组件是可无工具拆卸的。空气弹簧的滚动活塞在其面向空气弹簧支架的底侧中具有凹部。在空气弹簧支架上紧固有适配到滚动活塞的底侧上的凹部中的定心锥，该定心锥被滚
动活塞完全搭接。定心锥和滚动活塞具有共同的中轴线，该中轴线同时也是空气弹簧的中轴线。
8.根据本发明，滚动活塞和定心锥由塑料制成。同时，滚动活塞沿中轴线的方向表面贴靠地不仅直接支撑在定心锥上而且直接支撑在空气弹簧支架上。
9.通过滚动活塞表面贴靠地支撑在两个构件上，即在定心锥上和空气弹簧支架上，在安装状态中通过连接组件待传递的、在中轴线的方向上作用的力分量被分配到这两个构件上。通过滚动活塞表面贴靠地支撑在两个前述构件上，同时也增大了可供沿中轴线方向进行力传递使用的接触面。由此可以将滚动活塞、定心锥和空气弹簧支架的共同的接触面中的表面压力保持得相对小并且因此能够实现塑料构件的使用。滚动活塞不仅在定心锥上而且在空气弹簧支架上的直接的、表面贴靠的支撑实际上在几何上是超定的并且利用几乎不挠性的金属滚动活塞和同样几乎不挠性的金属定心锥是实际上不可实现的。这是基于这样的事实，即由于公差，仅通过不成比例的高加工成本才能实现用于实现直接表面贴靠地支撑金属滚动活塞、定心锥和空气弹簧支架的制造成本。
10.由于滚动活塞和定心锥由塑料制成，因此连接组件具有补偿公差的挠性，该挠性实现了滚动活塞不仅在定心锥上而且在空气弹簧支架上的直接的表面贴靠的支撑。此外，通过使用滚动活塞和由塑料制成的定心锥相对于使用金属构件得到重量优势。在此，可无工具拆卸的连接组件可理解为这样的连接组件，即，该连接组件可以由手且在没有辅助工具(例如扳手)的辅助下拆卸。
11.特别地，滚动活塞完成安装地构造成一体。特别地，滚动活塞由热塑性的塑料制成并且以注塑方法来制造。特别地，定心锥是定心销的组成部分。特别地，定心锥被构造成截锥形。特别地，滚动活塞在中轴线的方向上支撑在锥形罩面上或定心锥的截锥罩面上。特别地，滚动活塞的底侧与空气弹簧的底侧相同。特别地，空气弹簧具有压力腔，该压力腔延伸到滚动活塞中并且同时沿中轴线的方向基本在滚动活塞的整个长度上延伸。通过延伸到滚动活塞中的压力腔，总体上在空气弹簧中产生了相对大的压力腔，这有利于空气弹簧的弹性舒适性。
12.有利地，滚动活塞的底侧的凹部构造为相对于空气弹簧的中轴线旋转对称地构造的锥形圆顶，定心锥形状配合地并且同时表面贴靠地嵌接到该锥形圆顶中。尤其是，圆顶在构造出根据截锥的罩面的类型构造的接触面的情况下支撑在定心锥上。通过按照截锥的罩面的类型构造的接触面，不仅可以传递沿任意方向垂直于中轴线作用的径向力而且可以传递沿中轴线的方向作用的轴向力。
13.有利地，圆顶朝向滚动活塞的底侧地锥形扩宽地构造并且在底侧上具有如下直径，该直径小于滚动活塞的外直径的一半。有利地，圆顶在底侧上、即在圆顶过渡到底侧时具有以下直径，该直径基本为滚动活塞的外直径的三分之一。
14.优选地，空气弹簧的压力腔仅通过滚动活塞的圆环形的壁部与空气弹簧支架分开，其中，所述圆环形的壁部在运行状态下从所述压力腔侧被加载工作压力。空气弹簧的压力腔仅通过滚动活塞的圆环形的壁部与空气弹簧支架分开的表述应当表达的是，滚动活塞的圆环形的壁部直接面状地、即无气隙地贴靠在空气弹簧支架上。尤其滚动活塞的圆环形的壁部在构造圆环形的接触面的情况下贴靠在空气弹簧支架上。尤其滚动活塞的圆环形的壁部同时也是压力腔的壁部。由于圆环形的壁部同时也是压力腔的壁部，因此相对于从外
部通过空气弹簧支架作用到圆环形的壁部上的支撑力，工作压力从内部支撑圆环形的壁部，空气弹簧通过该支撑力支撑在空气弹簧支架上。因此圆环形的壁部的壁厚可以设计得比在没有通过工作压力引起的从内部的支撑的情况下更小。可以理解的是，圆环形的壁部构造成不透空气的。
15.有利地，滚动活塞具有圆环形的壁部，该圆环形的壁部垂直于空气弹簧的中轴线延伸并且该圆环形的壁部表面贴靠地直接支撑在空气弹簧支架上。尤其圆环形的壁部被构造成不透空气的。尤其滚动活塞和空气弹簧支架构造共同的接触面，该接触面构造为圆环面。
16.有利地，所述滚动活塞具有环形构造的、不透空气的中间壁，所述中间壁在所述滚动活塞的底侧上包围所述圆环形的壁部并且所述中间壁同时与所述滚动活塞的环形外壁同心地布置并且由所述环形外壁包围。中间壁的气密性是有利的，以便可以在注塑方法中完成安装地在一个工序中成本低廉地制造滚动活塞。在机动车的安装状态中，滚动活塞承载车辆结构的一部分质量。大部分质量通过中间壁被传递到空气弹簧支架中。特别地，中间壁在圆周上封闭并且同时构造成旋转对称的。
17.优选地，基本上空心柱形地构造的中间腔朝向所述底侧敞开，所述中间腔布置在所述中间壁与所述外壁之间。这是滚动活塞成本低廉地在一个工序中以注塑方法完成安装地制造的另一先决条件。
18.有利地，所述定心锥具有小于45度、优选大约30度的锥角。通过相对细长的锥角，所述定心锥被阻止旋转地安放在圆顶中。通过相对细长的锥角，连接组件虽然也可无工具拆卸，但是具有抑制定心锥与滚动活塞分开的一定阻力。该阻力可以在将底盘组件安装在相对于正常的道路位置旋转180度的安装位置中时是有帮助的，如其部分地应用在制造工厂中那样。在这种安装位置中，车架(在车架上通过空气弹簧的盖子紧固空气弹簧)面向车间地板。为了使底盘组件完整，通过车间起重机从上方供应并且然后紧接着安装刚性车桥连同空气弹簧支架和预安装在其中的定心销。在此该定心锥也从上方引入滚动活塞的相应配设的圆顶中。在安装完成的底盘组件最后转向到道路位置时，防止定心锥和滚动活塞分开的上述阻力在此有助于使得定心锥和滚动活塞不会意外地再次分开。在完成安装的连接组件中，定心锥尤其被阻止旋转地安放在圆顶中。相对细长的定心锥的优点还在于，定心锥在制造时、尤其在注塑方法中具有较少的几何扭曲。
19.优选地，定心锥是定心销的组成部分并且此外具有沿空气弹簧的中轴线的方向延伸的柄部，该柄部贯穿空气弹簧支架。特别地，由定心锥和柄部组成的定心销一体式地构造。特别地，该柄部的背离定心锥的端部从空气弹簧支架中突出，以便能够安设拉出保护部、例如保险环。特别地，该柄部在突出的端部上具有用于容纳拉出保护部的环绕的凹槽。
20.有利地，柄部和在空气弹簧支架中容纳该柄部的孔口彼此之间具有间隙配合，由此所述柄部可在所述孔口中转动。以这种方式，能够以简单的方式补偿在行驶运行中在空气弹簧和空气弹簧支架的共同的接触区域中出现的相对运动。这种相对运动例如可能由刚性车桥的单侧弹性压缩、车辆结构的摆动运动或驶过路边石棱引起。
21.根据本发明的改进方案，滚动活塞支撑在空气弹簧支架的圆形容纳盘上，其中，所述容纳盘至少基本具有与所述滚动活塞在所述滚动活塞的底侧上相同的外直径。由此滚动活塞和容纳盘至少基本齐平地布置，由此在行驶运行期间在该区域中阻止污物的沉积。特
别地，该空气弹簧、滚动活塞和定心锥的共同的中轴线与圆形的容纳盘的中轴线重合。
22.优选地，滚动活塞的环形外壁优选以其面向空气弹簧支架的端侧直接支撑在空气弹簧支架的圆形的容纳盘上。以这种方式，除了滚动活塞与空气弹簧支架之间的上述圆环形接触面以及滚动活塞的圆顶与定心锥之间的接触面外，还提供了用于将空气弹簧支撑在空气弹簧支架上的另外的承载的表面部分。尤其，滚动活塞的外壁至少基本具有与容纳盘相同的外直径，由此避免污物进入到朝向底侧敞开的、基本空心柱形构造的中间腔中，该中间腔布置在中间壁和外壁之间。因为环形外壁垂直于容纳盘，所以环形外壁可以承担相对高的承载份额。
23.以有利的方式，滚动活塞能够在一个工序中以注塑方法完成安装地制造。此外，因为布置在中间壁和外壁之间的基本空心柱形构造的中间腔朝向底侧敞开地构造，所以可以实现这种成本低廉的制造。
24.有利地，所述定心锥在其最大直径上具有环绕的倒棱，该倒棱与空气弹簧的中轴线同心布置并且该倒棱具有圆柱罩形的表面，其中，所述定心锥的具有倒棱的区段由掏制到空气弹簧支架中的凹陷部形状配合地容纳。这种布置方式是有利的，以便能够可靠地吸收较大的径向力，所述径向力例如源于制动过程并且所述径向力垂直于中轴线作用。剪切力在该布置中不是或者不仅仅通过定心锥的柄部传递，而是(也)通过在倒棱区域中明显更厚的定心锥传递。尤其是，该凹陷部构造为柱形的并且在中心进入到容纳盘中。圆形的容纳盘的中轴线尤其与凹陷部的中轴线重合。
25.有利地，所述空气弹簧无止挡缓冲地构造。这意味着空气弹簧不具有集成的止挡缓冲器，通过该止挡缓冲器限制空气弹簧沿中轴线的方向的运动。这种运动限制通常同时也是刚性车桥的弹性压缩行程的限制。具有集成的止挡缓冲器的空气弹簧具有的缺点是，空气弹簧通常仅被设计用于特定的底盘组件。没有这种集成的止挡缓冲器的空气弹簧具有的优点是，这些空气弹簧可以被用于不同的底盘组件中。在使用无止挡缓冲的空气弹簧时，相应的底盘组件通常在其他位置上具有止挡缓冲器，该底盘组件限制了所属的刚性车桥的弹性压缩行程。
附图说明
26.下面借助于仅示出实施例的附图详细解释本发明，其中，相同的附图标记表示相同的构件或元件。在此示出：
27.图1以向下倾斜的透视图示出了根据现有技术的底盘组件；
28.图2以向上倾斜的透视图示出了根据本发明的具有两个空气弹簧的空气弹簧支架；
29.图3以截面图示出了图2所示的两个空气弹簧中的一个空气弹簧；
30.图4以向下倾斜的透视图示出了图3所示的空气弹簧；
31.图5a以截面图示出了根据本发明的第一实施方式的连接组件；
32.图5b以向上倾斜的透视图示出了图5a所示的定心销；
33.图6a以截面图示出了根据本发明的第二实施方式的连接组件；并且
34.图6b以向上倾斜的透视图示出了图6a所示的定心销。
具体实施方式
35.图1示出了由现有技术中已知的机动车的底盘组件1，该机动车构造为商用车。底盘组件1具有装有空气弹簧的刚性车桥2，该刚性轴在每车辆侧分别通过空气弹簧支架3和总共四个空气弹簧4连接到车架的两个彼此平行延伸的纵梁5上。空气弹簧4通过紧固角形结构12与相应配设的纵梁5连接。
36.在图2中示出的空气弹簧支架3在其两个端部中的每个端部上分别具有紧固在空气弹簧支架3上的空气弹簧4。这两个空气弹簧4在其上侧分别具有在此未示出的压缩空气接口和在此同样未示出的紧固角形结构12。
37.图3示出了适合于商用车的空气弹簧4，其中，空气弹簧4具有滚动活塞6，该滚动活塞由热塑性塑料制成并且在一个工序中以注塑方法被制造成完成安装。空气弹簧4的滚动波纹管7气密地连接到滚动活塞6的接套8上。无止挡缓冲地构造的空气弹簧4适用于机动车的装有空气弹簧的刚性车桥2的弹性。在空气弹簧4的安装状态中，滚动活塞6的底侧9面向空气弹簧支架3。通过平行地与底侧9间隔开地布置的空气弹簧4的盖子10，空气弹簧4可以连接到商用车的车架的纵梁5上。在此在盖子10与纵梁5之间布置有在此未示出的紧固角形结构12，该紧固角形结构与盖子10固定连接。滚动活塞6的中轴线11与空气弹簧4的中轴线11重合。滚动活塞6的环形外壁13的外罩面用作用于滚动波纹管7的贴靠面。在空气弹簧4的安装状态中，当空气弹簧4在装有空气弹簧的刚性车桥2弹性压缩时被压缩时，滚动波纹管7在环形外壁13的外罩面上滚动。
38.滚动活塞6在其底侧9中具有相对于中轴线11旋转对称地构造的凹部19，该凹部构造为圆顶19。圆顶19是空气弹簧4与空气弹簧支架3之间的可无工具拆卸的连接组件15的组成部分并且在此用于将滚动活塞6连接到空气弹簧支架3。圆顶19朝底侧9敞开地构造并且从底侧9远离地朝中轴线11的方向锥形地渐缩。滚动活塞6的环形构造的不透空气的中间壁20不仅与外壁13同心地布置而且也与圆顶19同心地布置。中间壁20包围空气弹簧4的延伸到滚动活塞6中的气密的压力腔21。压力腔21向滚动活塞6的底侧9同样构造成不透空气的。在中间壁20和外壁13之间布置有基本空心柱形地构造的中间腔22，该中间腔向底侧9敞开地构造。
39.在图4中可以看出，压力腔21朝向滚动活塞6的底侧9具有构造成圆环形的壁部14。中间壁20和外壁13通过径向地从中间壁20远离延伸的外部肋片互相连接。在此，板状构造的外部肋片在包含滚动活塞6的中轴线11的平面内延伸。此外可看到，中间腔22不是唯一的中间腔，而是多个圆环形布置的单个中间腔，这些单个中间腔分别具有通过两个相邻的外部肋片、外壁13和中间壁20限定的圆环段横截面。
40.图5a示出了空气弹簧4与空气弹簧支架3之间的连接组件15，其中，该连接组件15是可无工具拆卸的。空气弹簧4的滚动活塞6在其面向空气弹簧支架3的底侧9中具有之前描述的凹部，该凹部构造为圆顶19。在空气弹簧支架3上紧固有适配到圆顶19中的定心锥16，该定心锥被滚动活塞6完全搭接。空气弹簧4和滚动活塞6的共同的中轴线11同时也是定心锥16的中轴线11。滚动活塞6和定心锥16由可注塑的热塑性塑料制成。滚动活塞6沿中轴线11的方向表面贴靠地不仅直接支撑在定心锥16上而且直接支撑在空气弹簧支架3上。具有30度的锥角α的定心锥16形状配合地并且同时表面贴靠地嵌接滚动活塞6的锥形的圆顶19中。圆顶19在滚动活塞6的底侧9上具有基本为滚动活塞6的外直径的三分之一的直径。
41.空气弹簧4的压力腔21仅通过滚动活塞6的圆环形的壁部14与空气弹簧支架3分开，该圆环形的壁部垂直于空气弹簧4的中轴线11延伸并且该圆环形的壁部直接表面贴靠地支撑在空气弹簧支架3上。滚动活塞6的不透空气的中间壁20在其底侧9上包围圆环形的壁部14并且同时与滚动活塞6的环形外壁13同心地布置并且由环形外壁13包围。滚动活塞6支撑在空气弹簧支架3的圆形容纳盘18上，其中，容纳盘18基本具有与滚动活塞6在其底侧9上相同的外直径。滚动活塞6的环形外壁13以其面向空气弹簧支架3的端侧直接支撑在空气弹簧支架3的圆形的容纳盘18上。
42.如由图5b结合图5a所得知的那样，定心锥16是定心销23的组成部分，该定心销此外具有沿空气弹簧4的中轴线11的方向延伸的柄部24，该柄部穿透空气弹簧支架3。柄部24和在空气弹簧支架3的圆形的容纳盘18中容纳该柄部的孔口彼此之间具有间隙配合，由此所述柄部24可在所述孔口中转动。由定心锥16和柄部24组成的定心销23一体式地构造。柄部24的背离定心锥16的端部从空气弹簧支架3突出并且在那里具有用于容纳保险环的环绕的凹槽。
43.图6a示出了备选地构造的连接组件15，该连接组件与根据图5a的连接组件的不同之处仅在于，定心锥16在其最大直径处具有环绕的倒棱24(也参见图6b)，该倒棱与空气弹簧4的中轴线11同心地布置并且具有圆柱罩形的表面，其中，所述定心锥16的具有倒棱24的区段由掏制到空气弹簧支架3中的、柱形的凹陷部26形状配合地容纳。
44.附图标记列表：
[0045]1ꢀꢀ
底盘组件
[0046]2ꢀꢀ
刚性车桥
[0047]3ꢀꢀ
空气弹簧支架
[0048]4ꢀꢀ
空气弹簧
[0049]5ꢀꢀ
纵梁
[0050]6ꢀꢀ
滚动活塞
[0051]7ꢀꢀ
滚动波纹管
[0052]8ꢀꢀ
接套
[0053]9ꢀꢀ
空气弹簧、滚动活塞和定心锥的底侧
[0054]
10 盖子
[0055]
11 空气弹簧、滚动活塞和定心锥的中轴线
[0056]
12 紧固角形结构
[0057]
13 外壁
[0058]
14 圆环形的壁部
[0059]
15 连接组件
[0060]
16 定心锥
[0061]
17 端部区域的端侧
[0062]
18 容纳盘
[0063]
19 凹部、圆顶
[0064]
20 中间壁
[0065]
21 压力腔
[0066]
22 中间腔
[0067]
23 定心销
[0068]
24 柄部
[0069]
25 倒棱
[0070]
26 凹陷部
[0071]
α
ꢀꢀ
锥角