一种双约束型新型悬架空气弹簧的制作方法

本发明属于空气弹簧技术领域，具体涉及一种双约束型新型悬架空气弹簧。

背景技术

空气弹簧是一种较为理想的弹性元件，具有理想的非线性力学特性，广泛应用于商用车驾驶室、列车二级悬架、车辆悬架、设备减震等多个领域。空气弹簧优越的力学特性能为车辆提供良好的乘坐舒适性。

但现有技术中，悬架空气弹簧结构中橡胶气囊没有外约束环和不带气囊保护罩，橡胶气囊在压缩、拉伸时；橡胶气囊外径变化大。特别是在振动冲击较大工况和橡胶气囊经过反复疲劳后，橡胶气囊的外径变大容易导致气囊表面与周边部件产生干涉摩擦，导致过早损坏；外径的变大也使气囊内部帘子线的交叉角等发生改变，导致力学性能变化，降低空气弹簧的疲劳寿命。

现有技术中，悬架空气弹簧橡胶气囊和活塞曲饶部位裸露在外界环境中，外界砂石飞溅到橡胶气囊或活塞上，容易导致橡胶气囊过早损坏。

因此，为改善传统悬架空气弹簧橡胶气囊易疲劳膨胀干涉，受外界环境影响等问题，研究一种防止橡胶气囊疲劳膨胀、高疲劳寿命、安全性高的新型悬架空气弹簧显得尤为迫切。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种双约束型新型悬架空气弹簧，具有防止空气弹簧疲劳膨胀干涉，免受外部环境影响，提高空气弹簧寿命和安全性的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双约束型新型悬架空气弹簧，包括活塞，所述活塞的上方放置有橡胶气囊，所述橡胶气囊与活塞的接触区域在活塞的顶端外缘处放置有第二压环，所述橡胶气囊的外壁扣压有气囊保护罩，所述橡胶气囊外壁设有约束组件；

所述约束组件包括有下约束环、上约束环与气囊保护罩，所述下约束环放置在橡胶气囊与气囊保护罩的接触部位，作为气囊保护罩的支撑环，所述上约束环一体成型在橡胶气囊的外壁，所述橡胶气囊的顶端设有上铁件，所述上铁件的外侧设有第一压环，所述上铁件的顶端放置有橡胶衬垫，所述上铁件的侧面设有进气嘴。

为了便于连接气管的断开与连接，作为本发明的一种双约束型新型悬架空气弹簧优选技术方案，所述进气嘴侧置安装于上铁件中，且进气嘴与上铁件采用螺纹连接，进气嘴中的连接气管为快插式连接。

为了提升设备结构的密封性，作为本发明的一种双约束型新型悬架空气弹簧优选技术方案，所述上铁件外壁均匀开设有防滑槽，所述上铁件的外壁一体成型有安装座，安装座上固定有外防尘罩。

为了使弹簧在伸缩过程中避免外界砂石等环境干扰，避免弹簧过早损坏，作为本发明的一种双约束型新型悬架空气弹簧优选技术方案，外防尘罩上端与上铁件中部连接，下端与活塞底部连接，形成全封闭防护结构。

为了提升设备的结构强度、抗老化能力和约束膨胀直径，作为本发明的一种双约束型新型悬架空气弹簧优选技术方案，所述橡胶气囊由氯丁橡胶、帘子布和上约束环、下约束环硫化而成。

为了避免空气弹簧疲劳膨胀干涉，提升空气弹簧的疲劳寿命，保持空气弹簧力学性能稳定，作为本发明的一种双约束型新型悬架空气弹簧优选技术方案，两个约束环均为外置式，上约束环用于限制上端气囊的膨胀外径；下约束环作为气囊保护罩支撑环，连同气囊保护罩一起限制下端气囊的膨胀外径。

为了实现更好的力学特性及避免干涉，作为本发明的一种双约束型新型悬架空气弹簧优选技术方案，上约束环上方的气囊帘子线交叉角与上约束环下方的帘子线交叉角不同；即同一橡胶气囊以上约束环为界，设计采用两种不同的帘子线交叉角；两约束环之间保持适当的间距。

为了约束气囊的膨胀直径、保护两约束环之间的气囊和气囊保护罩下端的气囊、补偿气囊在压缩过程中活塞下端气囊直径偏大的现象，作为本发明的一种双约束型新型悬架空气弹簧优选技术方案，所述气囊保护罩扣压于下约束环上，气囊保护罩上、下两端均为翻边设计，气囊保护罩直径由中间向下端逐渐过渡变大。

为了实现车辆悬架在不同工作高度下对空气弹簧刚度的不同要求，并进一步提升空气弹簧的舒适性和气密性，作为本发明的一种双约束型新型悬架空气弹簧优选技术方案，所述活塞表面形状由圆锥状过渡到圆柱状，活塞为内部中空结构，活塞上端均匀开设有防滑槽。

为了提升设备的使用寿命、降低噪声，作为本发明的一种双约束型新型悬架空气弹簧优选技术方案，所述橡胶衬垫为硫化三元乙丙橡胶件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的新型悬架空气弹簧，以上约束环为边界，采用两段式帘子线交叉角设计；橡胶气囊受上约束环约束及气囊保护罩保护后膨胀外径稳定，保护橡胶气囊不会与周边部件产生干涉摩擦现象，使橡胶气囊内部结构不会因气囊疲劳膨胀而发生变化，使空气弹簧力学性能稳定，有利于提高空气弹簧的疲劳寿命和安全性，降低维护使用成本。

(2)气囊保护罩与下约束环扣压工艺简单、成熟，生产效率高；气囊保护罩的上下翻边设计有效保护充气运动中的气囊体；双约束环的葫芦形设计保证气囊膨胀外径稳定，力学特性好，能够提供更理想的非线性力学特性。

(3)防尘罩全密封防护结构使其具有优异的防尘、防飞溅、防腐蚀能力，有效地保护橡胶气囊、提高车辆的安全性。同时该空气弹簧质量小，承载能力大，非线性力学特性优异，具有优越的乘坐舒适性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的橡胶气囊结构示意图；

图3为本发明中的活塞结构示意图；

图4为本发明中的气囊保护罩结构示意图；

图5为本发明中的外防尘罩结构示意图；

图中：1、橡胶衬垫；2、进气嘴；3、上铁件；4、第一压环；5、上约束环；6、外防尘罩；7、橡胶气囊；8、下约束环；9、第二压环；10、气囊保护罩；11、活塞。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-5，本发明提供以下技术方案：一种双约束型新型悬架空气弹簧，包括活塞11，活塞11的上方放置有橡胶气囊7，橡胶气囊7与活塞11的接触区域在活塞11的顶端外缘处放置有第二压环9，橡胶气囊7的外壁扣压有气囊保护罩10，橡胶气囊7外壁设有约束组件；约束组件包括有下约束环8、上约束环5与气囊保护罩10，下约束环8放置在橡胶气囊7与气囊保护罩10的接触部位，上约束环5一体成型在橡胶气囊7的外壁，橡胶气囊7的顶端设有上铁件3，上铁件3的外侧设有第一压环4，上铁件3的顶端放置有橡胶衬垫1，上铁件3的侧面设有进气嘴2，本实施方案中，气囊保护罩10能够给予橡胶气囊7一定的保护作用，避免橡胶气囊7受到外力、疲劳膨胀干涉而破损，本实施方案中的橡胶气囊7外观结构为葫芦形结构。

具体的，进气嘴2侧置安装于上铁件3中，且进气嘴2与上铁件3采用螺纹连接，进气嘴2中的连接气管为快插式连接，本实施例中快插式连接能够使得检修人员在更换连接气管时便于更换，提升工作人员的工作效率。

具体的，上铁件3外壁均匀开设有防滑槽，上铁件3的外壁一体成型有安装座，安装座上固定有外防尘罩6，本实施例中，外防尘罩6能够避免灰尘、砂石进入设备的内部。

具体的，外防尘罩6上端与上铁件3连接，下端与活塞11连接，形成全封闭防护结构，本实施例中，外防尘罩6上、下两端为波纹状，中间无波浪纹，波纹状结构使得外防尘罩6有一定的弹性空间，便于设备的伸缩。

具体的，橡胶气囊7由氯丁橡胶、帘子布和上约束环5、下约束环8硫化而成，两个约束环均为外置式，上约束环5用于限制上端气囊的膨胀外径；下约束环8作为气囊保护罩10支撑环，连同气囊保护罩10一起限制下端气囊的膨胀外径，本实施例中两个约束环避免橡胶气囊7膨胀过大而破损，提升橡胶气囊7的使用寿命，保持空气弹簧力学性能稳定。

具体的，上约束环5上方的气囊帘子线交叉角与上约束环5下方的帘子线交叉角不同；即同一橡胶气囊7以上约束环5为界，设计采用两种不同的帘子线交叉角，两约束环之间保持适当的间距，能够有效的避免气囊保护罩10与上约束环5之间产生接触，提升了设备结构的稳定性。

具体的，气囊保护罩10扣压于下约束环8上，气囊保护罩10上、下两端均为翻边设计，气囊保护罩10直径由中间向下端逐渐过渡变大，本实施例中，活塞11表面形状由圆锥状过渡到圆柱状，活塞11为内部中空结构，活塞11上端均匀开设有防滑槽，本实施例中防滑槽提升了设备连接的密封性能，中空结构增大了内部容积，提升设备的乘坐舒适性。

具体的，所述橡胶衬垫为硫化三元乙丙橡胶件，本实施例中三元乙丙橡胶因自身内部的二烯烃具有特殊的结构，使得其化学性质具有抗氧化，耐侵蚀，使用寿命久。

本发明的工作原理及使用流程：本发明使用过程中该橡胶衬垫1安装在上铁件3顶部，进气嘴2通过螺纹连接至上铁件3侧置进气孔中。通过尼龙棒将橡胶气囊7另一端撑开，用专用工装放置在橡胶气囊7的下约束环8位置并进行定位支撑，气囊保护罩10与橡胶气囊7的下约束环8采用扣压连接，扣压完成后将专用工装取出。上铁件3、第一压环4和橡胶气囊7通过压力扣压密封。橡胶气囊7、活塞11和第二压环9扣压密封。外防尘罩6上端与上铁件3连接，下端与活塞11连接，上下两端连接用卡箍卡紧，形成全封闭防护结构。

工作中，气体通过进气嘴2实现对橡胶气囊7内部的进气与排气功能，橡胶气囊7上端通过上铁件3防滑槽由第一压环4扣压紧固，橡胶气囊7下端通过活塞11防滑槽由第二压环9扣压紧固，保证产品内部气密性。

充气后，橡胶气囊7的膨胀外径由橡胶气囊7中的上约束环5和气囊保护罩10进行约束，空气弹簧在拉伸或压缩时，上约束环5和气囊保护罩10保持橡胶气囊7膨胀外径保持不变，使橡胶气囊7不会与周边部件产生干涉摩擦现象，使橡胶气囊7内部结构不会因气囊疲劳膨胀而发生变化，保障空气弹簧力学性能稳定，提高空气弹簧的疲劳寿命和安全性，降低维护使用成本。

外防尘罩6上端与上铁件3连接，下端与活塞11连接，形成全封闭防护结构。全密封防护结构使其具有优异的防尘、防飞溅、防腐蚀能力，有效地保护橡胶气囊7、提高车辆的安全性。

活塞11采用高强度尼龙注塑成型及内部中空设计，使空气弹簧重量降低，提升轻量化水平和增加工作容积，减少非簧载质量，提高车辆的乘坐舒适性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“一端”、“中间”、“圆周”、“顶端”、“底端”、“左端”、“右端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“另一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。