用于卡车驾驶室的空气弹簧悬架的进气阀门的制作方法
【专利说明】用于卡车驾驶室的空气弹簧悬架的进气阀门
[0001]本发明针对机械/汽车领域，并具体涉及一种用于卡车驾驶室的空气弹簧悬架的进气阀门，尤其适用于轻型或重型卡车、半拖挂牵引车、铰接式卡车、TIR卡车、货车、拖拉机、露营车等。
[0002]卡车驾驶室的空气弹簧悬架是弹性部件的组件，通过它车辆的底盘连接到驾驶室并能够吸收和抑制由地面缺陷引起的冲击并因此保证稳定性和乘员的舒适度。
[0003]事实上，如果车辆的整个质量刚性地连接到驾驶室，那么车轮和底盘的所有运动将会直接传递到驾驶员的驾驶室，对驾驶员产生危险的颠簸和随之而来的不适，最坏的情况是对车辆失去控制。
[0004]特别用于卡车驾驶室的悬架是那些利用气体和弹性元件的不同压缩性的空气类型。
[0005]这些悬架一般由封闭在限定可变容积腔室的密封挠性膜内的螺旋弹簧组成，从由外部压缩机供给的管路传送来的压缩空气通过进气阀门被引入可变容积腔室内或通过排气阀门被释放。
[0006]已知类型的进气阀门包括设置有适于连接悬架腔室内部和压缩空气管路的轴向通道的金属阀体。
[0007]所述轴向通道设置有空气的入口和出口且阀门的实际操作机构在所述通道内滑动。
[0008]这个操作机构与轴向通道的进口和出口之间的配合限定用于空气流入悬架腔室的横截面面积。
[0009]操作机构的移动打开或关闭所述轴向通道的端口，够允许或防止气流。
[0010]操作机构大体上包括由都是圆柱形的头部和杆组成的活塞、一闸板、两个螺旋弹簧和两个密封垫圈。
[0011]在阀门关闭的构型中，活塞被布置在悬架腔室内的阀体的端部，伴随杆完全在阀体外部且头部紧靠安置在轴向通道的出口的第一 0形垫圈，由第一弹簧推挤。
[0012]那只在靠近阀体的相对端部的闸板由第二弹簧压按压在第二 0形垫圈上，而且空气可以仅通过同一闸板的小的轴向孔进入阀体。
[0013]作为悬架的弹性装置开始压缩的结果，活塞的杆被按压，且头部离开闭合位置，垂直移动，在轴向通道内滑动并压缩与其相关联的所述第一弹簧:进气阀门打开，并且空气通过由与活塞的圆柱形杆配合的叶形出口限定的横截面面积到达悬架腔室。
[0014]当腔室的弹簧被较高负荷压缩时，活塞继续其在轴向通道内的行程进入并穿过它直到到达通常作为用于气流的横截面面积的收缩的闸板。
[0015]通过垂直按压在这个闸板上，活塞将它轴向地移动到通道，释放第二 0形垫圈上的密封并扩大气流进入阀体的横截面面积。
[0016]两个弹簧的松开使阀门返回到关闭状态，同时闸板处于收缩用于流入空气的横截面面积的位置而且活塞紧靠在阀体的端部的第一 0形垫圈上。
[0017]这些进气阀门有一些局限和缺点，尤其是它们的几何形状和它们组装的复杂性。
[0018]一旦阀门打开，为了保证不同的气流模式，根据车辆驾驶室需要的震动吸收效果的程度，阀门的轴向通道内活塞的滑动运动是不充分的，而且它还需要作用在用于收缩轴向通道内用于气流的横截面面积的其它部件例如闸板及相关的弹簧。
[0019]更不利地，闸板仅允许轴向通道内收缩的打开或关闭，而不是用于气流的横截面面积的渐变的调整。
[0020]进一步的缺点涉及保持操作机构的所有部件完全对齐并且与阀体完全对准的困难，具有阀门变形和发生故障的风险。
[0021]这样一种复杂的阀门还不利的是非常昂贵而且组装困难。
[0022]本发明的目的是克服这些局限，制造一种可以用在空气弹簧悬架中的具有较少部件进气阀门，从而易于组装而且因此更便宜和更可靠。
[0023]本发明的另一个目的是改进相同阀门的操作，还增加其部件的耦合和滑动系统的精度。
[0024]这些目的是通过一种用于卡车驾驶室的空气弹簧悬架的进气阀门来实现，其中所述悬架适于连接有相互运动可能性的第一和第二机械元件并包括:
[0025]容纳空气的可变容积腔室；
[0026]布置在所述第一与第二机械元件之间的弹性装置；
[0027]用于空气流入所述腔室的进气阀门；
[0028]用于空气从所述腔室流出的排气阀门；
[0029]其中所述进气阀门包括:
[0030]设置有轴向通道的阀体，所述轴向通道包括用于空气流入所述阀门的入口和用于所述空气朝向所述悬架的所述腔室流出的出口 ；
[0031]所述阀门的操作机构，其包括活塞和弹簧，
[0032]其中所述活塞包括杆和头部并且被布置在所述阀体内以便其杆的垂直移动，与所述轴向通道的出口配合，限定用于所述腔室内气流的横截面面积，
[0033]其特征在于，所述杆被几何成形为随着所述杆进入所述通道的增加而增加用于气流的所述横截面面积。
[0034]根据本发明的第一实施例，用于气流的所述横截面面积的变化是渐变式或突然的“阶梯式”。
[0035]根据本发明的第一实施例，所述杆包括具有差异化横截面的单一纵向凹槽，靠近所述头部较小而且靠近与所述头部相对的杆的端部较大。
[0036]根据本发明的另一个可能的实施例，所述杆包括第一纵向凹槽和第二纵向凹槽，两者均具有恒定的横截面但不同的长度。
[0037]特别地，所述第一凹槽涉及所述杆的整个长度，而长度较小的所述第二凹槽仅朝向与其头部相对的杆的端部延伸。
[0038]有利地，所述凹槽具有三角形截面。
[0039]或者，所述凹槽具有圆扇形截面。
[0040]根据本发明的进一步实施例，所述活塞的所述头部包括与所述轴向通道的内表面接触的多个接触表面，适于引导所述活塞的滑动。
[0041]在本发明的一优选实施例中，所述阀门包括衬套，适于限定所述轴向通道的出口并且与所述活塞的杆配合以限定用于气流的横截面面积。
[0042]根据本发明的进气阀门的优点是明显的:
[0043]相对于传统的阀门，部件的数量被减少，实际上操作机构只包括弹簧、活塞和垫圈，但作为活塞杆的几何形状的结果同时确保了阀门的正确操作，具备用于从阀门朝向悬架内部的气流的变化的横截面面积的可能性；
[0044]通过减少部件的数量，用于阀门的组装的整个系统被简化；
[0045]生产时间和成本被降低；
[0046]随着所取得的简化，使得可以用塑料件代替一些金属部件，减轻了阀门并进一步降低了成本。
[0047]特别地，简单地通过改变活塞杆的几何形状并修改其凹槽的横截面，还可以逐渐地改变用于气流的横截面面积，根据需要和负载条件调整它，而不会在悬架上和它的内部机构的整体上造成突加的负载。
[0048]活塞的尺寸变化尤其是其头部横截面的扩大直到产生与轴向通道的内表面接触的接触表面有利地改善了活塞的垂直滑动，其被保持与通道完全对准，改善了阀门的整体功能并消除了部件变形的风险。
[0049]更有利地，衬套在阀体端部的存在确保了用于活塞杆在其垂直移动期间的进一步的定中心点。
[0050]根据本发明的通过非限制性示例方式提供的优选实施例的借助于附图的以下描述，这些和其它优点将变得更加明显，其中:
[0051]图1-3表示根据本发明的用于空气悬架的进气阀门在开启的三个不同阶段的纵剖面；
[0052]图4表示根据本发明的进气阀门沿着垂直于图1的剖平面的平面的纵剖面；
[0053]图5和6分别表不处于图1的配置中的进气阀门的侧视图和俯视图；
[0054]图7表示沿着图4中标出的平面的阀门的横截面；
[0055]图8表示根据本发明的可能变体的阀门的部件的纵剖面；
[0056]图9和10表示根据本发明两个可能实施例的配置有图8的部件的进气阀门的俯视图。
[0057]参照附图，示出了用在适用于卡车驾驶室尤其是重型车辆的空气弹簧悬架中的进气阀门1。
[0058]一般来说，这种类型的空气弹簧悬架适于连接有相互运动可能性的第一和第二机械元件，例如车辆的底盘和它的驾驶室。
[0059]所述悬架基本上包括:
[0060]容纳空气的可变容积腔室，由挠性壁例如橡胶膜界定；
[0061 ] 布置在所述第一与第二机械元件之间的弹性装置，例如螺旋弹簧；
[0062]控制空气流入所述腔室的进气阀门1，被连接到由外部压缩机供给的压缩空气管路；
[0063]控制空气从所述腔室流出的排气阀门。
[0064]如图中所示，所述进气阀门1包括刚性阀体2，例如由金属材料制成，其设置有纵向穿过它的轴向通道3，该轴向通道具有用于压缩空气流入所述阀门1的具有圆形截面的入口 4和用于所述空气朝向同一悬架的腔室的内部流出的具有圆形截面的出口 5。
[0065]在所述轴向通道3的内部有滑动的阀门1的实际操作机构。
[0066]所述操作机构由活塞8和与之相关联的弹簧9组成:所述活塞8的移动引起所述阀门1的关闭和开启，而且允许用于穿过所述阀门到达悬架腔室的气流的横截面面积的调整。
[0067]根据图1-4的纵剖面尤为明显的，所述活塞8由杆10和头部11组成。
[0068]所述活塞8与