本發(fā)明涉及一種密封裝置，具體涉及到一種空氣彈簧氣囊與蓋板連接的密封裝置。

背景技術(shù)：

空氣彈簧是一種彈性吸振元件，它的彈性主要由橡膠氣囊內(nèi)部高壓氣體的反力提供，主要由上蓋板、氣囊、下蓋板等部件構(gòu)成?？諝鈴椈蓱{借其減震效果好、剛度易調(diào)節(jié)、非線性特性、使用壽命長、可有效減輕車身重量等優(yōu)勢，在大型客車、高檔轎車以及重型卡車上得到了廣泛應(yīng)用。

從結(jié)構(gòu)上來看，空氣彈簧氣囊與蓋板之間的連接方式主要有HL型結(jié)構(gòu)、JB型結(jié)構(gòu)、G型結(jié)構(gòu)和Z型結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的空氣彈簧生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，一般為煉膠、簾布壓延(膠片壓延、鋼絲圈制備)、成型、硫化、卷邊、組裝等。

張利國等在《空氣彈簧的現(xiàn)狀及其發(fā)展》中提到，從空氣彈簧破壞的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，氣囊的破壞約占90％，破壞形式主要有密封不牢導(dǎo)致氣囊從上下蓋板脫落、氣囊在與上下蓋板的連接處疲勞斷裂、氣囊破裂等。改進(jìn)氣囊與上下蓋板的連接方式可提高空氣彈簧的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述存在的問題，本發(fā)明提出了一種空氣彈簧氣囊與蓋板連接的密封裝置，采用氣囊與蓋板、內(nèi)外扣環(huán)、中心環(huán)連接的方式，使蓋板與氣囊間形成三個貼合面，改善了現(xiàn)存的空氣彈簧氣囊與蓋板密封不牢固導(dǎo)致的漏氣和脫落等問題。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

一種空氣彈簧氣囊與蓋板連接的密封裝置，包括上蓋板、外扣環(huán)、內(nèi)扣環(huán)、中心環(huán)、氣囊和下蓋板；

所述上蓋板下端面的中心固定設(shè)置有內(nèi)扣環(huán)；所述內(nèi)扣環(huán)為圓環(huán)結(jié)構(gòu)；沿內(nèi)扣環(huán)的外環(huán)側(cè)且在上蓋板下端面上固定設(shè)置有數(shù)個外扣環(huán)；

所述下蓋板下端面的中心固定設(shè)置有內(nèi)扣環(huán)；沿內(nèi)扣環(huán)的外環(huán)側(cè)且在下蓋板下端面上固定設(shè)置有數(shù)個外扣環(huán)；

所述氣囊上端置于上蓋板、內(nèi)扣環(huán)和外扣環(huán)之間，并通過中心環(huán)卡緊；所述氣囊下端置于下蓋板、內(nèi)扣環(huán)和外扣環(huán)之間，并通過中心環(huán)卡緊；所述中心環(huán)內(nèi)置于內(nèi)扣環(huán)和外扣環(huán)(4)之間；所述中心環(huán)為中空的圓臺結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述外扣環(huán)結(jié)構(gòu)為L形。

進(jìn)一步的，所述外扣環(huán)外設(shè)置有環(huán)形卡箍。

進(jìn)一步的，所述中心環(huán)楔形坡度為α，環(huán)形卡箍楔形坡度為β；所述環(huán)形卡箍楔形坡度β大于中心環(huán)楔形坡度為α。

進(jìn)一步的，所述中心環(huán)內(nèi)外表面均呈凹凸結(jié)構(gòu)或者螺紋結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述中心環(huán)高度為H，內(nèi)扣環(huán)的高度h₁應(yīng)不小于0.5H，h₁取(0.5～0.6)H；外扣環(huán)的高度h₂應(yīng)不大于H，h₂取(0.8～0.9)H。

進(jìn)一步的，所述氣囊中部設(shè)置有腰環(huán)。

有益效果：

(1)利用中心環(huán)外表面和環(huán)形卡箍內(nèi)表面兩個楔形面的配合，實現(xiàn)氣囊與蓋板的連接，而且沖擊越強(qiáng)，壓緊力越大，很好地保證了空氣彈簧的氣密性和連接的可靠性；

(2)該連接方法可在氣囊與蓋板間形成三個貼合面，與傳統(tǒng)的空氣彈簧連接方式相比，氣密性更可靠；

(3)該方法制作的空氣彈簧，不需對氣囊兩端斷面進(jìn)行卷邊處理，而且不需使用鋼絲圈加固，可簡化生產(chǎn)工藝，降低成本。

(4)該方法制作的空氣彈簧只需一個螺栓即可滿足密封要求，裝配方便。

(5)該方法可有效避免空氣彈簧漏氣、密封不牢導(dǎo)致的氣囊從上下蓋板上脫落等問題，簡化了現(xiàn)有的空氣彈簧生產(chǎn)工藝。

附圖說明

圖1是該型空氣彈簧裝配圖；

圖2是上蓋板總成三維圖；

圖3是氣囊與蓋板連接部分的受力示意圖；

圖4是中心環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

1、氣囊；2、環(huán)形卡箍；3、上蓋板；4、外扣環(huán)；5、內(nèi)扣環(huán)；6、墊圈；7、連接螺栓；8、氣嘴；9、橡膠密封圈；10、中心環(huán)；11、腰環(huán)；12、下蓋板。

具體實施方式

為對本發(fā)明做進(jìn)一步的理解，現(xiàn)結(jié)合附圖做進(jìn)一步的描述：

一種空氣彈簧氣囊與蓋板連接的密封裝置，包括上蓋板3、外扣環(huán)4、內(nèi)扣環(huán)5、中心環(huán)10、氣囊1和下蓋板12；所述上蓋板3下端面的中心固定設(shè)置有內(nèi)扣環(huán)5；所述內(nèi)扣環(huán)5為圓環(huán)結(jié)構(gòu)；沿內(nèi)扣環(huán)5的外環(huán)側(cè)且在上蓋板3下端面上固定設(shè)置有數(shù)個外扣環(huán)4；所述下蓋板12下端面的中心固定設(shè)置有內(nèi)扣環(huán)5；沿內(nèi)扣環(huán)5的外環(huán)側(cè)且在下蓋板12下端面上固定設(shè)置有數(shù)個外扣環(huán)4；所述氣囊1上端置于上蓋板3、內(nèi)扣環(huán)5和外扣環(huán)4之間，并通過中心環(huán)10卡緊；所述氣囊1下端置于下蓋板12、內(nèi)扣環(huán)5和外扣環(huán)4之間，并通過中心環(huán)10卡緊；所述中心環(huán)10內(nèi)置于內(nèi)扣環(huán)5和外扣環(huán)4之間；所述中心環(huán)10為中空的圓臺結(jié)構(gòu)。

其中，外扣環(huán)4結(jié)構(gòu)為L形。外扣環(huán)4外設(shè)置有卡箍2。所述中心環(huán)10楔形坡度為α，環(huán)形卡箍2楔形坡度為β；所述環(huán)形卡箍2楔形坡度β大于中心環(huán)10楔形坡度為α。所述中心環(huán)10內(nèi)外表面均呈凹凸結(jié)構(gòu)或者螺紋結(jié)構(gòu)。所述中心環(huán)10高度為H，內(nèi)扣環(huán)(5)的高度h₁應(yīng)不小于0.5H，h₁取(0.5～0.6)H；外扣環(huán)4的高度h₂應(yīng)不大于H，h₂取(0.8～0.9)H。所述氣囊1中部設(shè)置有腰環(huán)11。

如圖1和圖2所示，使用該連接方法制作的空氣彈簧，包括上蓋板總成、氣囊1、下蓋板總成、中心環(huán)10、腰環(huán)11。所述上蓋板總成包括上蓋板3、外扣環(huán)4、內(nèi)扣環(huán)5、用于連接車身的連接螺栓7、用于與氣源相連的氣嘴8等部件。如圖2所示，采用焊接工藝將外扣環(huán)4、內(nèi)扣環(huán)5與上蓋板3連接；外扣環(huán)4為一組上寬下窄的L型鋼材，可采用沖壓工藝生產(chǎn)，按圓周排列布置；在具體實施過程中，安裝個數(shù)必須保證在裝配后不出現(xiàn)較大空隙，以保證空氣彈簧氣密性；需要特別說明的是，在進(jìn)行裝配前需要對焊點進(jìn)行打磨，以防止尖銳部位刺破氣囊1；如圖2：安裝前外扣環(huán)4張開，安裝后在環(huán)形卡箍2的約束下變形收緊；在上蓋板3圓心位置鉆孔安裝氣嘴8；在靠近上蓋板3外緣位置安裝3個連接螺栓7，相鄰兩螺栓間夾角為120°；對連接螺栓7和氣嘴8的安裝時，需加裝墊圈6和橡膠密封圈9，以保證空氣彈簧密封性良好。氣囊1兩端口徑相同，呈腰鼓狀，采用該方法制作的空氣彈簧，不需在氣囊1端口加裝鋼絲圈，也不需要進(jìn)行卷邊處理。

如圖1和圖3所示，中心環(huán)10外表面呈楔形面，楔形的坡度為α，為保證該連接結(jié)構(gòu)的連接效果，由公式：tanθ＝F/N＝fN/N＝f，楔形面摩擦角θ的正切等于靜摩擦系數(shù)；橡膠與45鋼在無潤滑條件下靜摩擦系數(shù)為0.15，θ為8.5°，根據(jù)連接效果與加工難易程度，中心環(huán)10楔形面坡度α取8°即可。

如圖1和圖3所示，中心環(huán)10高度為H，為保證氣密性，內(nèi)扣環(huán)5高度h₁應(yīng)不小于0.5H，具體實施時取(0.5～0.6)H；外扣環(huán)4高度h₂應(yīng)不大于H，具體實施時取(0.8～0.9)H。由于中心環(huán)10主要起支撐作用，所以需要保證中心環(huán)10具有一定的壓潰強(qiáng)度；中心環(huán)10內(nèi)表面、外表面以及上表面與氣囊1接觸的部分，表面加工成凹凸結(jié)構(gòu)或螺紋結(jié)構(gòu)，增大氣囊1與中心環(huán)10的接觸面積，以提高空氣彈簧氣密性。

如圖3所示，中心環(huán)10和環(huán)形卡箍2在水平方向上受到的約束力F₁＝F₂，相互抵消；在豎直方向上F₃＝F₄，但兩個力不在同一直線上，合成后形成一個逆時針方向的旋轉(zhuǎn)力矩M，旋轉(zhuǎn)力矩的表現(xiàn)形式為將環(huán)形卡箍2向中心環(huán)10徑向壓緊。在行駛過程中，當(dāng)車輛因路況差而產(chǎn)生劇烈震動時，會導(dǎo)致空氣彈簧被急劇壓縮，氣囊1會受到一個瞬時沖擊載荷，力F₄值增大，M值增大，環(huán)形卡箍2與中心環(huán)10會被壓縮的更為緊密，能夠很好地保證空氣彈簧在復(fù)雜路況下連接的可靠性。

如圖1和圖3所示，該發(fā)明所用環(huán)形卡箍2，其內(nèi)表面呈楔形，楔形的坡度為β,且β角度大于中心環(huán)10楔形面的坡度α，由計算結(jié)果，β＝α+k，k＝1°。

空氣彈簧氣囊與蓋板連接的密封裝置的裝配步驟如下：

(1)將氣嘴8、連接螺栓7安裝到上蓋板3上，形成上蓋板總成；

(2)用特定工具固定中心環(huán)10，固定部位為中心環(huán)10的內(nèi)表面，使中心環(huán)10保持工作時的豎直狀態(tài)；

(3)用擴(kuò)張工具將氣囊1上端口擴(kuò)張后，將中心環(huán)10伸入氣囊1上端口，取出擴(kuò)張工具，使氣囊1與中心環(huán)10外表面貼合；

(4)用特定工具夾緊氣囊1和中心環(huán)10，取出(1)中工具，將氣囊1上緣翻折至中心環(huán)10內(nèi)部；

(5)蓋上上蓋板總成，保證氣囊1和中心環(huán)10嵌入上蓋板內(nèi)扣環(huán)5和外扣環(huán)4之間的空隙；

(6)用環(huán)形卡箍2將外扣環(huán)4拉緊，擰緊環(huán)形卡箍2的螺栓；

(7)將空氣彈簧翻轉(zhuǎn)，安裝腰環(huán)11，參照(1)～(6)步驟安裝下蓋板總成；

(8)水試是否漏一種空氣彈簧氣囊與蓋板連接的密封裝置氣。

所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。