本發(fā)明涉及撐桿組件，這些撐桿組件配置成吸收卡車(chē)車(chē)軸等在越野地形上行進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)。更具體地，本發(fā)明涉及撐桿組件，這些撐桿組件在其缸體中設(shè)有用于吸收震動(dòng)的構(gòu)件。

背景技術(shù)：

現(xiàn)參照附圖，其中示出撐桿的使用，圖1示出工作車(chē)輛100，該工作車(chē)輛可以是，例如，越野卡車(chē)102。卡車(chē)具有至少一個(gè)前撐桿和后撐桿104、106，其相對(duì)于工作車(chē)輛100的材料承載部分108支承地設(shè)置。優(yōu)選的實(shí)施例具有兩個(gè)前撐桿和兩個(gè)后撐桿，這些撐桿是本領(lǐng)域普遍公知的氣過(guò)液型。在對(duì)負(fù)載監(jiān)控系統(tǒng)110的理解中，需要認(rèn)識(shí)到以下內(nèi)容：通過(guò)諸如142的壓力傳感器的使用而確定的流體壓力指示了施加在撐桿104、106上的負(fù)載的值，并且撐桿壓力的較大波動(dòng)是正常的，且在被稱為“行路”的負(fù)載工作車(chē)輛在地形上的實(shí)際移動(dòng)中，該較大的波動(dòng)甚至是被期望的。此外，已經(jīng)失去壓力并坍縮的撐桿對(duì)“行路”呈現(xiàn)出較小的響應(yīng)，撐桿壓力變化很小。相反，充氣不足的輪胎將增加支撐該輪胎的撐桿中的撐桿壓力變化的頻率。充氣不足的輪胎相對(duì)于充氣適當(dāng)?shù)妮喬ゾ哂懈偷膹椈上禂?shù)，因此將對(duì)應(yīng)于緩沖撐桿壓力的變化而增加懸架的震蕩響應(yīng)。

負(fù)載承載部分108包括車(chē)輛框架112和傾卸式車(chē)身114。傾卸式車(chē)身114通過(guò)樞轉(zhuǎn)銷(xiāo)116和液壓缸118連接到框架112，這使得，可以通過(guò)對(duì)缸體118的可控加壓，從而實(shí)現(xiàn)傾卸式車(chē)身114圍繞樞轉(zhuǎn)銷(xiāo)116的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)，進(jìn)而移除傾卸式車(chē)身114內(nèi)的容納物。在傳輸模式下，缸體118不被加壓，傾卸式車(chē)身的重量通過(guò)樞轉(zhuǎn)銷(xiāo)116和固定在框架112上的支承墊120而傳遞到框架上。

工作車(chē)輛100進(jìn)一步包括地面接合部分122和懸架裝置124，該懸架裝置124用于支撐負(fù)載承載部分108，其在方式上提供地面接合部分122和負(fù)載承載部分108之間的衰減震蕩運(yùn)動(dòng)，從而減少對(duì)懸架裝置124的(最終是對(duì)框架112的)負(fù)載的傳遞和從地面接合部分122產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)壓力。懸架裝置124包括后車(chē)軸殼體126和a式框架矩臂128。a式框架矩臂128具有第一端部130和第二端部134，該第一端部130通過(guò)槽座132樞轉(zhuǎn)地連接到車(chē)輛框架112，該第二端部134固定地連接到后車(chē)軸殼體126。a式框架矩臂128的第一端部40為主栓結(jié)構(gòu)，大致為球形，通過(guò)槽座132而保持為不進(jìn)行橫向移動(dòng)。后撐桿106具有第一端部136和第二端部138，該第一端部136樞轉(zhuǎn)地連接到車(chē)輛框架112，該第二端部138樞轉(zhuǎn)地連接到a式框架矩臂128的第二端部134。負(fù)載作用下，后撐桿將壓縮。

類(lèi)似地，隨著負(fù)載的增加，前撐桿104將被壓縮；然而，前撐桿直接連接在框架112和前車(chē)軸殼體140之間。本文存在的更為簡(jiǎn)單的關(guān)系是：通過(guò)測(cè)量撐桿104的內(nèi)部壓力，減去對(duì)應(yīng)于非負(fù)載卡車(chē)的前撐桿壓力，并且將壓力乘以撐桿104的區(qū)域，可以確定前撐桿104承受的力f。地面接合部分122和工作表面之間的反作用力f大致等于前撐桿104所承受的力f。

盡管當(dāng)卡車(chē)撐桿過(guò)載時(shí)會(huì)有提醒，諸如與負(fù)載監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)的提醒，但是這種狀況并非總能被修正。由于撐桿壓力和有效負(fù)載之間的關(guān)系的變化，具有坍縮撐桿的車(chē)輛的操作將對(duì)有效負(fù)載的監(jiān)控的精確度起到明顯的影響。這樣的操作也會(huì)導(dǎo)致其他的嚴(yán)重后果。例如，不均勻的輪胎磨損是由于伴隨坍縮撐桿的長(zhǎng)期車(chē)輛操作而產(chǎn)生的不期望后果。輪胎為越野卡車(chē)的主要操作成本，其更換安排中的任何改變都可以對(duì)贏利性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，除了受損撐桿的更換，坍縮的撐桿也可以有一定經(jīng)濟(jì)影響。此外，完全坍縮的撐桿導(dǎo)致重復(fù)的金屬間接觸，并且最終可能導(dǎo)致重大結(jié)構(gòu)故障。在相對(duì)較短時(shí)間的操作之后，可能發(fā)生框架損壞，并且其導(dǎo)致的修理成本可能十分高昂。

除了過(guò)載之外，存在其他導(dǎo)致?lián)螚U坍縮的原因。例如，用于不同種類(lèi)的車(chē)輛的不同種類(lèi)的撐桿可以具有不同的包含在其內(nèi)的工作流體，用于吸收震動(dòng)。經(jīng)常地，撐桿的缸體包括氣體和流體的組合，諸如空氣和油，空氣和液壓流體，氮?dú)夂陀偷?。典型的混合是將液壓油和氮?dú)饣旌鲜褂谩?duì)于撐桿，將氣體從液體中分離很重要，因?yàn)闅怏w可壓縮而液體不可壓縮。如果夾帶入液體的氣體太多或者從缸體逃逸的氣體太多，則液體是吸收震動(dòng)的唯一有效物質(zhì)。60到80％的氮?dú)庾罱K夾帶入油中是很尋常的。不幸的是，諸如油或液壓流體的液體是不可壓縮的；因此，其并不適合吸收震動(dòng)，相反，其是將震動(dòng)傳遞到框架的有效介質(zhì)。而且，當(dāng)車(chē)輛過(guò)載時(shí)，油和氮?dú)鈱D過(guò)缸體的密封件，這減少了撐桿吸收震動(dòng)的能力。

出于以上所有原因，期望的是，開(kāi)發(fā)出一種相對(duì)于現(xiàn)在發(fā)明的撐桿結(jié)構(gòu)更好的撐桿結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供了一種撐桿，用于具有車(chē)軸和框架的車(chē)輛。該撐桿包括缸體、活塞構(gòu)件和彈性構(gòu)件，該缸體限定出通常是加壓的內(nèi)部空間，該活塞構(gòu)件可滑動(dòng)地設(shè)置在缸體內(nèi)，該彈性構(gòu)件設(shè)置在缸體內(nèi)，配置為隨著活塞在缸體內(nèi)的滑動(dòng)而從活塞吸收震動(dòng)，其中撐桿包括車(chē)軸附接結(jié)構(gòu)和框架附接結(jié)構(gòu)。

提供了一種車(chē)輛，該車(chē)輛包括框架、車(chē)軸和撐桿，該撐桿包括缸體、活塞構(gòu)件和彈性構(gòu)件，該缸體限定出內(nèi)部空間，該活塞構(gòu)件可滑動(dòng)地設(shè)置在缸體內(nèi)，該彈性構(gòu)件設(shè)置在缸體內(nèi)，配置為隨著活塞在缸體內(nèi)的滑動(dòng)而從活塞吸收震動(dòng)，其中缸體包括車(chē)軸附接結(jié)構(gòu)，活塞構(gòu)件包括框架附接結(jié)構(gòu)。

提供了一種保護(hù)車(chē)輛的懸架和框架的方法。該方法可以包括：提供第一工作模式，其中撐桿處于完全撐開(kāi)狀態(tài)；提供第二工作模式，其中撐桿處于部分坍縮狀態(tài)；以及提供故障防護(hù)工作模式，其中撐桿處于完全坍縮狀態(tài)。

附圖說(shuō)明

圖1是車(chē)輛的側(cè)視圖，其包括以本領(lǐng)域已知的方式撐桿在車(chē)輛的懸架系統(tǒng)中的使用。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的撐桿組件的側(cè)剖視圖，其包括彈性構(gòu)件，彈性構(gòu)件具有設(shè)置于其內(nèi)的內(nèi)部空腔。

圖3是彈性構(gòu)件的替代實(shí)施例的透視圖，其可以具有分散在其主體內(nèi)的多個(gè)空腔。

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于保護(hù)車(chē)輛的懸架和框架的方法。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將重點(diǎn)放在圖2上，示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例而建構(gòu)的撐桿200。撐桿200包括缸體202，該缸體202限定出通常是加壓的內(nèi)部空間204。缸體壓力根據(jù)應(yīng)用而大幅度變化。對(duì)于汽車(chē)和輕型卡車(chē)，壓力可以是在20到150psi之內(nèi)，對(duì)于重型托運(yùn)卡車(chē)，壓力可以高達(dá)650psi。缸體202包括主管體206和蓋或頭部208，該蓋或頭部208鉸接并密封，以限制包含在缸體內(nèi)的任何震動(dòng)吸收物質(zhì)的氣體或液體的外溢。主管體206包括具有突起部212的后部210，該突起部212從其延伸并且限定出車(chē)軸附接結(jié)構(gòu)214。撐桿200進(jìn)一步包括活塞構(gòu)件216，該活塞構(gòu)件216可滑動(dòng)地接收在頭部208的中心孔218內(nèi)?；钊麡?gòu)件216具有柱塞部分220和桿部分222，其通過(guò)頭部208的孔218向上延伸。車(chē)輛框架附接點(diǎn)224被突起部226所限定，突起部226從桿部分222的端部向上延伸。雖然撐桿以剖視圖示出，但可以理解，所有部件具有圍繞著中心軸線228的圓形配置。

這僅僅是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例，并且在本領(lǐng)域已知或?qū)⒈辉O(shè)計(jì)出的其他配置和樣式也被看作在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

配置為從車(chē)軸的移動(dòng)中吸收震動(dòng)的彈性構(gòu)件230設(shè)置在靠近車(chē)軸附接結(jié)構(gòu)214的缸體內(nèi)?？梢栽O(shè)想，在其他實(shí)施例中，彈性部件可以在缸體中間或者甚至靠近活塞216的柱塞220。相比于活塞216在缸體202內(nèi)沿著縱向軸線228的可能位移d的總量，彈性構(gòu)件230的高度h可以在20到40％之內(nèi)。在坍縮狀態(tài)下，彈性部件的高度h可以減少25到50％之多，意味著彈性構(gòu)件的容量也會(huì)減少近乎相同的量。

圖2所示的彈性構(gòu)件是可膨脹的膜，其可以由熱固性彈性體或足夠承受重復(fù)震動(dòng)且與缸體內(nèi)氣體或液體化學(xué)相容的任何其它適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)成。具體地，可以使用聚氨酯、腈、氯丁二烯或其他適當(dāng)?shù)暮铣上鹉z。而且，材料的期望硬度可以是一個(gè)因素。對(duì)于所示的實(shí)施例，可以設(shè)想，夾帶60-80％的氮?dú)獾囊簤河涂梢源嬖谟诳膳蛎浤さ捻敳?，已知該夾帶過(guò)程隨著時(shí)間而進(jìn)行。

本質(zhì)上，可以使用任何具有內(nèi)部密封空腔232且空腔232內(nèi)含有諸如空氣的氣體的彈性構(gòu)件。其他可能的氣體包括氮?dú)?、空氣或任何其他通常在缸體的撐桿內(nèi)的氣體。

可以進(jìn)一步設(shè)想到，可以使用多個(gè)彈性構(gòu)件。例如，圖3示出彈性構(gòu)件230’的替代實(shí)施例，其包括多個(gè)在其內(nèi)的內(nèi)部密封空腔232’，該空腔232’可以在每次接受到震動(dòng)時(shí)壓縮和擴(kuò)張。該彈性構(gòu)件的版本可以由熱固性彈性體或足夠承受重復(fù)震動(dòng)且與缸體內(nèi)流體化學(xué)相容的任何其它適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)成。具體地，可以使用聚氨酯、腈、氯丁二烯或其他適當(dāng)?shù)暮铣上鹉z。再者，可以在選擇過(guò)程中考慮材料的硬度。這種彈性構(gòu)件的類(lèi)型可以考慮為晶片或按需可設(shè)置在多個(gè)位置的多個(gè)晶片?？梢栽O(shè)想，彈性構(gòu)件的多個(gè)實(shí)施例可以按需具有任何數(shù)量、配置或尺寸的內(nèi)部密封空腔。

在某些實(shí)施例中，內(nèi)部空腔不會(huì)像使用泡沫橡膠那樣加壓。另一方面，內(nèi)部空腔可以全部被加壓，空腔中僅有一些可以被加壓而另一些可以不處在相同的彈性構(gòu)件中。

當(dāng)彈性構(gòu)件被加壓時(shí)，其內(nèi)部空腔可以具有任何適當(dāng)壓力，但通常在20到150psi之間變化。在某些實(shí)施例中，彈性構(gòu)件的密封空腔內(nèi)的壓力可以達(dá)到缸體內(nèi)氣體/液體混合物的內(nèi)部壓力的25％。在其他情形中，空腔壓力可以是缸體內(nèi)壓力的50％或更多。在再進(jìn)一步的實(shí)施例中，空腔壓力可以大致等于缸體的壓力。通常，如果缸體的震動(dòng)吸收能力或壓力變?yōu)闊o(wú)效或不存在，則彈性構(gòu)件的空腔內(nèi)的壓力量在有限的時(shí)間內(nèi)足夠支撐車(chē)輛的負(fù)載。

再次參照?qǐng)D2，示出了可膨脹構(gòu)件230”的第二實(shí)施例，其直徑足夠小，使得其側(cè)壁與缸體側(cè)壁之間留有間隙g。這使得負(fù)載時(shí)可膨脹膜的側(cè)壁撓曲，特別是在故障防護(hù)模式下。間隙的值可以按需選擇范圍，但是通常約在可膨脹膜的直徑的10到20％之間。

在彈性構(gòu)件的再一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)撐桿在過(guò)載狀態(tài)下工作時(shí)，彈性體的垂直壁具有第一鎖扣或鎖定位置，并且彈性體的高度永遠(yuǎn)不會(huì)回復(fù)原始高度。因此，向使用者指示使用者正在故障防護(hù)工作模式下操作。

此外，多次在該過(guò)載狀態(tài)下操作之后，彈性件的垂直壁可能存在第二鎖扣或鎖定位置，使得彈性件的高度進(jìn)一步減少，指示由于忽略警報(bào)狀態(tài)，擔(dān)保可能無(wú)法覆蓋。

工業(yè)實(shí)用性

如果可膨脹膜被封閉在撐桿內(nèi)，不用作蓄積器，而用作故障防護(hù)，則可以避免框架損壞?？膳蛎浤ぴO(shè)計(jì)為在適當(dāng)負(fù)載下與期望的撐桿壽命相匹配。其可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為在相當(dāng)多次的過(guò)載之后發(fā)生故障。這將導(dǎo)致?lián)螚U從底部穿出，通知操作者他/她處在施加具有損壞性的疲勞負(fù)載的危險(xiǎn)之中。通過(guò)使用具有不同性質(zhì)或結(jié)構(gòu)的多個(gè)彈性構(gòu)件，可以實(shí)施不同的功能?？蛇x地，相同彈性構(gòu)件的不同部分可以用作不同的功能，諸如限定出不同形狀或尺寸的內(nèi)部密封空腔的彈性構(gòu)件，或具有異質(zhì)材料性質(zhì)的彈性構(gòu)件等。

可以在頭部上方的撐桿的活塞的桿的外表面234(見(jiàn)圖2)設(shè)置視覺(jué)提示，以向使用者指示可膨脹膜是否發(fā)生故障以及是否需要維修。此外，如果缸體內(nèi)流體發(fā)生泄漏，由于首先避免了金屬間接觸，因此任何彈性構(gòu)件都可以防止嚴(yán)重的損壞。甚至在半坍縮狀態(tài)下，可以在活塞的桿的外表面上設(shè)置視覺(jué)提示，以指示只有可膨脹膜提供為吸收震動(dòng)。這些視覺(jué)提示可能需要使用指示活塞在缸體內(nèi)位置的標(biāo)記。較高的位置可以發(fā)出撐桿正常操作模式的信號(hào)，中間位置指示出流體泄漏，底部位置指示出需要立即維修。

越依賴彈性構(gòu)件，諸如增加其尺寸或使用多個(gè)彈性構(gòu)件，則必須設(shè)置在缸體內(nèi)的流體就越少。這是期望的，這是因?yàn)闅怏w很可能泄漏或夾帶入液體中，這可以導(dǎo)致?lián)螚U吸收震動(dòng)的能力減少，造成在車(chē)輛的懸架、輪胎和框架方面的潛在問(wèn)題。

圖4描繪了流程圖，其是關(guān)于本文所述裝置可以如何通過(guò)使用諸如上述彈性構(gòu)件的故障防護(hù)構(gòu)件來(lái)保護(hù)車(chē)輛的懸架和框架。步驟300包括：提供第一工作模式，其中撐桿處于完全撐開(kāi)狀態(tài)，步驟302表示提供第二工作模式，其中撐桿處于部分坍縮狀態(tài)，且步驟304表示提供故障防護(hù)工作模式，其中撐桿處于完全坍縮狀態(tài)。一旦達(dá)到故障防護(hù)工作模式，使用者可以繼續(xù)在該模式下工作或者優(yōu)選地可以維修撐桿以對(duì)其修正。可以提供另一個(gè)步驟306，其包括提醒使用者撐桿正在故障防護(hù)工作模式下操作。這可以通過(guò)給出視覺(jué)提醒或通過(guò)負(fù)載監(jiān)控系統(tǒng)提醒使用者而實(shí)現(xiàn)，該負(fù)載監(jiān)控系統(tǒng)使用傳感器(諸如，位移或壓力傳感器等)以確定何時(shí)處在哪種操作模式下。一旦被提醒，優(yōu)選地是，通過(guò)在撐桿內(nèi)設(shè)置其他故障防護(hù)構(gòu)件(步驟308)，來(lái)維修撐桿。

可以意識(shí)到，前面描述提供了對(duì)所公開(kāi)的組件和技術(shù)的實(shí)例。然而，可以設(shè)想，本發(fā)明的其他實(shí)施方式可以與前面的實(shí)例在細(xì)節(jié)方面有所不同。所有對(duì)本發(fā)明或其實(shí)例的引用旨在引用在該點(diǎn)被討論的具體實(shí)例，并不意為暗示任何對(duì)本發(fā)明范圍的更普遍的限制。除非另有指示，否則關(guān)于某些特征的差別和貶低的所有語(yǔ)言旨在指示缺乏對(duì)這些特征的偏好，而不是將這些完全排除在本發(fā)明的范圍之外。

除非本文中另外指示，否則本文對(duì)數(shù)值范圍的敘述僅僅用作一種速記方法，分別指代落入范圍內(nèi)的各單獨(dú)數(shù)值，并且各單獨(dú)數(shù)值包含在說(shuō)明書(shū)內(nèi)，如同在此個(gè)別列舉一樣。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，能夠在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，對(duì)本文所述的裝置和組裝方法作出各種改進(jìn)和變更。鑒于說(shuō)明書(shū)以及本文公開(kāi)的各種實(shí)施例的實(shí)踐，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的其他實(shí)施例將是顯而易見(jiàn)的。例如，某些裝置可以具有與本文所述不同的結(jié)構(gòu)和功能，并且任何方法的某些步驟可以省略，按照與具體提及不同的順序執(zhí)行，或者某些情況下同時(shí)執(zhí)行或在子步驟中執(zhí)行。此外，可以對(duì)各種實(shí)施例在某些方面或特征上進(jìn)行變更或修改，以生成進(jìn)一步的實(shí)施例，并且可以添加各種實(shí)施例的特征和方面，或者用其他實(shí)施例的其他特征或方面對(duì)其替換，從而提供再進(jìn)一步的實(shí)施例。

因此，本發(fā)明包括適用的法律所允許的所附權(quán)利要求書(shū)中列舉的主題的所有修改和等同物。此外，除非本文另有指示或與上下文明顯矛盾，否則所有可能變化中上述元素的任何結(jié)合包括在本發(fā)明中。