空气悬架结构的制作方法

本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的空气悬架结构、用于空气悬架结构的空气弹簧以及具有这种空气悬架结构的商用机动车辆。

背景技术：

在de10200553c1中示出了一种空气悬架结构。在此，驾驶室借助于空气弹簧相对于车架受到支承。空气弹簧在此经由供给管路由压缩机和压力蓄能器供给。在此，公开了一种机械地受迫控制的空气悬架，其将驾驶室始终保持在唯一的确定的水平上。在此，这样构造的空气弹簧非常简单和稳固。然而驾驶室或空气弹簧不可能下降至其端部止挡，因为压缩空气持续地输入至空气弹簧，自动地补偿水平变化或抵制水平变化。例如在静止时间期间或在轨道装载时为了减小整个车辆高度，下降可以是有利的。

根据前序的空气悬架结构在de69816230t2中公开。在此公开了多个空气弹簧，其将上层结构与下层结构有效连接。在此，压力源用于持续地为空气弹簧输入空气，其中，空气量由水平控制单元持续地调整，以便获得所希望的水平。在此，为了使上层结构下降直至下止挡或抬升直至上止挡，调节阀能够实现截止压缩空气输入或将压缩空气输入提高至最大值。在此，缺点是需要持续地输入压缩空气的空气弹簧。此外，所示的空气悬架结构非常复杂。

技术实现要素：

因此，目的在于提供一种节约的、特别是节约压缩空气的空气悬架结构，在该空气悬架结构中空气弹簧可以下降至其端部止挡。

该目的通过完整的专利权利要求1的特征得以实现。在从属权利要求中描述了本发明的有利实施方式。

这种空气悬架结构优选地用在机动车辆、特别是商用机动车辆或载重机动车辆(lkw)中。有利地，车辆上层结构或者说驾驶室相对下层结构保持在确定的水平上。然而也可考虑的是，这种空气悬架结构用于机动车辆的底盘。

在此，空气悬架结构具有至少一个空气弹簧，优选地两个、三个或四个空气弹簧，其布置在特别是驾驶室的上层结构和特别是车架的下层结构之间，其中，空气弹簧将上层结构和下层结构相互有效连接。在此，空气弹簧、特别是空气弹簧的相应压力腔由压力源供给压缩空气。该压力源例如可以是压缩机、压力罐或其组合。在此，管路系统表现为在压力源和一个或多个空气弹簧之间的有效连接。在下文中实施方案大多展示在一个空气弹簧上，但是这些实施方案也可以转至多个空气弹簧。在此，在管路系统上设有截止阀。截止阀在此可以在打开的第一状态中建立在空气弹簧和压力源之间的有效连接，其中，在空气弹簧和压力源之间的有效连接在截止的第二状态中被截止。

因此，截止阀可以占据不同的状态或切换到不同的状态。在截止阀的打开的第一状态中，在空气弹簧、特别是其压力腔和压力源之间建立有效连接，由此能够实现空气弹簧和空气悬架结构的正常工作。如果截止阀切换到截止的第二状态中，则可以实现空气弹簧的排气过程，下面还将更详尽地解释该排气过程。在此，此外还可以的是，截止阀在其他变型实施方案中具有其他状态。截止阀例如可以构造为多通阀。

空气弹簧除了空气弹簧阀之外还具有排出阀，空气弹簧阀在打开的状态下用于维持所希望的水平。空气弹簧阀例如可构造为机械地受迫控制的。排出阀在此可建立在空气弹簧的压力腔和周围环境之间的有效连接，其中，该有效连接在截止阀的打开状态中被截止。在截止阀的打开状态中，排出阀打开并且空气弹簧的压力腔与周围环境有效连接，由此在空气弹簧的压力腔中的过压可被消解并且空气弹簧可移入至其端部止挡。这种排气过程可相应地畅通无阻地进行。排出阀在此有利地被构造为，其通过截止阀从第一状态切换到第二状态或者反之而打开或关闭并且使压力腔排气并且相应地使之与周围环境有效连接或者相对于周围环境封闭压力腔。此外，还可在空气弹簧之外或在空气弹簧的外部上构造止挡，必要时还与空气弹簧独立地构造在上层结构和下层结构上，其防止空气弹簧的完全移入，但能够实现上层结构的下降。此外，排出阀有利地布置在空气弹簧上或空气弹簧中。

通过中断压缩空气输入，可以使空气弹簧排气，而不会使压缩空气源承受负担。下文还要更详细地描述排气过程。如果接下来截止阀再次打开并且又建立在已排气的空气弹簧和压力源之间的有效连接，空气弹簧又占据希望的水平位置。

空气弹簧可根据de10200553c1构造，其中，其内容可视为本文的内容。在此，压力腔通过空气弹簧阀一方面与管路系统连接并且另一方面可同样经由空气弹簧阀与周围环境有效连接。如果空气弹簧移入，则空气弹簧阀将压力腔与管路系统有效连接，由此在空气弹簧中的压力又升高，直至到达所希望的水平。如果空气弹簧移出，则空气弹簧阀将压力腔与周围环境有效连接，由此在空气弹簧的压力腔之内的压力下降，直至达到所希望的水平。在所希望的空气弹簧的水平位置，空气弹簧阀截止且压力腔相应地被隔离。

在本发明的范围内在本文中使用的术语“排气”基本上对应于空气弹簧的移入直至其端部止挡，但是也可以为相对于在正常工作中的水平的下降。换句话说，在空气弹簧的压力腔之内的压力相对于工作压力明显减小或者在压力腔之内的压力相当于在空气弹簧之外的环境压力。

通过使用排出阀，可以通过简单的方式跨越受迫控制的空气弹簧阀并且实现空气弹簧的排气。

有利地，空气弹簧的压力腔在截止阀的第二状态中直接排气到周围环境，特别是经由排出阀。

在一种变型方案中，截止阀可以将在空气弹簧和压力源之间的管路系统分成空气弹簧侧的第一管路系统和压力源侧的第二管路系统，其中，截止阀可以占据打开的第一状态和截止的第二状态，在第一状态中第一管路系统和第二管路系统相互有效连接，在第二状态中第一管路系统和第二管路系统相对于彼此截止并且第一管路系统此外还排气。排出阀在此同样与第一管路系统连接，其中，排出阀通过第一管路系统的排气打开并且在空气弹簧中的过压可以经由排出阀逸出到周围环境。排出阀在此可以建立在周围环境和压力腔之间的有效连接，特别是直接的有效连接，其中，这通过在第一管路系统中的压力控制。

在另一种变型方案中，截止阀例如可以将压力源的压力供给从空气弹簧阀转换至排出阀，由此，经由空气弹簧阀的压缩空气输入截止并且排出阀被加载压力，以便在压力腔和周围环境之间建立有效连接。

压力腔在这里例如经由排出阀直接排气到周围环境。

在另一变型实施方案中，空气弹簧的压力腔在截止阀的第二状态中间接地排气到周围环境，即特别地至少经由排出阀、管路系统和截止阀。在这种排气过程中，有利地，仅使用一部分管路系统，其中，其特别地布置在空气弹簧和截止阀之间。

在此，管路系统可以根据之前的实施方案通过截止阀分为第一管路系统和第二管路系统，其中，压力腔还经由排出阀与第一管路系统有效连接。在截止阀的第二状态中，可以截止通至压力源的有效连接并且使第一管路系统排气。通过下降的压力，排出阀可以打开并且压力腔可以间接地经由第一管路系统和截止阀排气到周围环境。

因为有利地所有空气弹簧可以同时排气，所以给出均匀的排气，由此能够实现驾驶室的均匀下降。

有利地，一旦在管路系统的排气部分中的压力比在压力腔中的压力小，特别是小压力差δp，排出阀就将空气弹簧的压力腔与周围环境有效连接。管路系统的排气部分例如可以通过之前提及的第一管路系统构成。一旦截止阀占据第二状态，在第一管路系统中的压力就下降，由此在确定的压力差δp的情况下截止阀打开并且空气弹簧的压力腔被清空或者说排气。在机械式或气动式排出阀中，特别地可以节省铺设缆线以及这种排出阀的复杂控制。

排出阀在此有利地集成到空气弹簧阀中或者与该空气弹簧阀独立地构造在空气弹簧上。

特别有利地，排出阀构造为过压阀、止回阀、预紧的过压阀或预紧的止回阀。

在一种变型实施方案中，可仅仅是空气悬架结构的多个空气弹簧中的一部分数量被排气。

例如当载重机动车辆的驾驶室由于服务工作必须侧倾时，这可以是有利的。因此，确定的空气弹簧的排气可以支持侧倾过程。为了防止确定的空气弹簧的不希望的排气，例如可以截止确定的空气弹簧的空气弹簧阀，特别地以机械的或电的方式截止。在另一变型方案中，例如可仅在一部分数量的空气弹簧上构造排出阀。

在一种有利的变型方案中，空气悬架结构也具有减振器。其尤其可以集成在相应的空气弹簧中或者构造在空气弹簧上，或者还与空气弹簧相邻地布置并且单独地构造。

此外，提出一种空气弹簧，用于应用在根据以上关于空气悬架结构的实施方案中的至少一种实施方案所述的或者根据权利要求1至6中任一项所述的空气悬架结构中，其包括排出阀、特别是根据以上关于排出阀的实施方案中的至少一种实施方案所述的排出阀。

此外，提出一种商用机动车辆，其包括根据以上空气悬架结构的实施方案中的至少一种实施方案所述的或者根据权利要求1至6中任一项所述的空气悬架结构。

附图说明

下面根据所附的附图示例性地阐述根据本发明的商用机动车辆以及所属的空气悬架结构和相应的空气弹簧。在此：

图1示出了具有空气弹簧的空气悬架结构，空气弹簧具有空气弹簧阀和排出阀；

图2示出了用于空气弹簧的排出阀；

图3示出了用于空气弹簧的另一排出阀；

图4示出了示意性示出的集成有排出阀的空气弹簧阀；

图5示出了另一空气悬架结构的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了空气悬架结构10。空气悬架结构10在此包括两个空气弹簧12，这两个空气弹簧将上层结构14及下层结构16相互有效连接。空气弹簧12在此由压力源18供给压缩空气，压力源在这里被实施为由压缩机20及压力罐22构成的组合。压力源18经由管路系统24与空气弹簧12有效连接。截止阀26在此将管路系统24分为空气弹簧侧的第一管路系统28及压力源侧的第二管路系统30。原则上截止阀26可启动排气过程，其中，截止阀26本身不必具有排气功能。截止阀26在此被构造为两位三通阀并且经由第一管路系统28与相应的空气弹簧12的阀结构32有效连接。空气弹簧12的阀结构32包括空气弹簧阀34及排出阀36。空气弹簧阀34和排出阀36在此彼此分开地构造在空气弹簧上。

空气弹簧阀34在此被实施为机械地受迫控制的三位三通阀。如果上层结构14相对于下层结构16下降，则空气弹簧阀34切换到第一状态34a。在此，空气弹簧12的压力腔38与第一管路系统28有效连接。因为在第一管路系统28中的压力大于在压力腔38中的压力，所以在压力腔38中的压力上升，直至达到所希望的水平。接下来，空气弹簧阀34切换到状态34b，在该状态中压力腔通过空气弹簧阀34被隔离。当作用于上层结构14的负荷例如由于装载质量块或驾驶员上车而提高时，空气到压力腔38中的这种输送例如可以是必要的。如果相应地作用于上层结构14的负荷减小，则空气弹簧阀34切换到第三状态34c。在此，压力腔38与周围环境39有效连接，由此空气可从压力腔38或从空气弹簧14流出，直至达到所希望的水平状态。在de10200553c1中已经示出了这种阀的更详尽的描述，如已经阐述的，其为本文的内容。

除空气弹簧34之外所实施的排出阀36在空气悬架结构10的正常工作期间关闭。为了空气弹簧12或确切地说相应压力腔38的排气，截止阀26可从打开的第一状态26a切换到截止的第二状态26b。这尤其可手动地、即由手进行，特别地可机械地或电子地进行。在此，第一管路系统28和第二管路系统30相对彼此截止，其中，第一管路系统28此外与周围环境39有效连接，并且由此可进行第一管路系统28的排气。与空气弹簧阀34的切换位置无关，随着在第一管路系统28中的压力下降排出阀36打开。压力腔38现在经由排出阀36、第一管路系统28及截止阀26与周围环境39有效连接。在空气弹簧12的压力腔38中的压力在此下降至周围环境39的压力，由此空气弹簧12移入至其端部止挡。

在图2和图3中绘出了之前提及的排出阀36的两种变型方案。图2的排出阀36在此具有活塞40，该活塞设置在壳体42中并且经由密封件44相对于第一管路系统26密封空气弹簧12的压力腔38。活塞在此经由预紧弹簧46相对于密封唇48预紧。如果第一管路系统28的供给压力下降并且在空气弹簧12的压力腔38之内的压力足够大，则活塞40可在壳体42中反向于预紧弹簧46移动。由此，活塞40从密封唇48抬起，由此露出旁路50。该旁路50在活塞40中被实施为钻孔或开口。空气弹簧12的压力腔38相对于第一管路系统的过压以及在截止阀26的第二状态26b中相对于周围环境39的过压由此被消解。

图3示出了另一排出阀36。然而在此仅描述与图2的排出阀36的不同之处。之前构造在活塞40中的旁路50现在构造在壳体42上。在活塞40于壳体42中的确定部位处，旁路50横跨密封件44。此外，在活塞40上构造有栓塞52，其尤其用于活塞40的导向。此外，栓塞52构造为，在活塞40的移入位移最大时在壳体42和活塞40之间保留有空气腔54。置于压力腔侧的该空气腔54尤其能够实现通过压力腔38的空气压力操控活塞40。由于通过预紧弹簧46预紧，排出阀自压力腔38与第一管路系统28之间的压力差δp起才打开。

此外，图2和图3中的两个活塞40的受压力加载的有效面40a、40b不一样大。在此，活塞40此外分别具有压力腔侧的面40a，其在排出阀36的截止状态中小于管路系统侧的面40b，由此实现进一步的预紧。

图2和图3中所示的排出阀36在此意义上实施为止回阀，其中，排出阀36在受第一管路系统26的压力负荷时被加载至关闭位置。此外，在截止阀26的打开状态26a中在正常情况下在第一管路系统28中的压力比在压力腔38中的压力大。

在图4中绘出了另一阀结构32。该阀结构32将空气弹簧阀34和排出阀36的功能相统一。空气弹簧阀34和排出阀36在这里是集成的，即接合在一个结构单元中，或者还共同地构造。该集成阀56在其状态56a中及在其状态56c中在功能方式方面相当于之前阐述的空气弹簧阀34的之前所阐述的状态34a和34c。然而，在状态56b中，压力腔38及第一管路系统28并未相对于彼此截止，而是经由止回阀58相互有效连接或彼此截止。在集成阀56的状态56b中的该止回阀58根据排出阀36的功能构造。对于以下阐述，假设集成阀56切换到状态56b。只要截止阀26切换在状态26a中，在第一管路系统28中的压力就大于在压力腔38中的压力并且止回阀58保持关闭。如果截止阀26切换到排气状态26b，则在第一管路系统中的压力具有环境压力，环境压力明显低于压力腔38之内的压力，由此止回阀58打开并且开始排气过程。在此，压力腔38中的压力下降且相应地空气弹簧12的水平也下降，直至空气弹簧阀56切换到状态56a。在该状态下，压力腔38继续与第一管路系统28有效连接，并且空气弹簧12可以完全地排气。

如果截止阀26切换到截止状态26b，而集成阀56停留在状态56a，则压力腔38经由在压力腔38和第一管路系统28之间的接通的有效连接直接排气。

如果集成阀56在截止阀26转换至截止状态26b时正好处于状态56c，则排气，直至集成阀56占据状态56b。接下来，开始之前已经阐述的排气过程。

在排气的空气弹簧12中截止阀26从截止状态26b切换到打开状态26a使在第一管路系统28中的压力及在压力腔中的压力通过在状态34a或56a中的空气弹簧阀又升高，直至空气弹簧达到其预定的水平。止回阀58在此有利地总是关闭，只要在压力腔38中相对于第一管路系统28没有过压加载。

在图5中示意性地且简化地示出了另一空气悬架结构10。该空气悬架结构的其他构造方式例如可与图1中的构造方式相对应。在此，仅示出了空气弹簧12的压力腔38、所属的空气弹簧阀34、所属的排出阀36、管道系统24和截止阀26。

在此，可对应于以上实施方式的空气弹簧阀34经由空气弹簧侧的第一管路系统28a、排出阀36经由空气弹簧侧的第二管路系统28b有效连接。空气弹簧阀34在截止阀26的打开状态26a中被供给压缩空气，由此给出空气悬架结构10的正常工作。排出阀36在此截止。如果将截止阀26切换到截止状态26b，则中断向空气弹簧阀34的空气输入，与此相反，排出阀36被加载压力且建立在周围环境39和压力腔38之间的有效连接，以便使压力腔38排气。

附图标记

10空气悬架结构

12空气弹簧

14上层结构

16下层结构

18压力源

20压缩机

22压力罐

24管路系统

26截止阀

26a、26b止回阀状态

28第一管路系统

28a、28b空气弹簧侧的管路系统

30第二管路系统

32阀上层结构

34空气弹簧阀

34a、34b、34c空气弹簧阀状态

36排出阀

38压力腔

39周围环境

40活塞

40a、40b活塞面、有效的

42壳体

44密封件

46预紧弹簧

48密封唇

50旁路

52栓塞

54空气腔

56集成阀

56a、56b、56c集成阀状态

58止回阀