高抗蠕变性塑料材料加强环制造技术

本发明专利技术涉及支撑环，该支撑环用作空气弹簧组件的部分，其中支撑环抵抗由夹持环施加的径向力为顶盖提供支撑。支撑环由塑料材料制成，其比金属支撑环成本更低。该塑料材料是高抗蠕变性塑料材料，其提供增加的强度和改进的抗蠕变性，以承受夹持环的压缩径向力。一旦形成了支撑环，则也由塑料制成的顶盖被包覆成型成使得顶盖的一部分围绕支撑环包覆成型。高抗蠕变性塑料材料在注射成型过程期间被定向成围绕支撑环的整个周边，以提供足够的强度以承受来自夹持环的径向力。

Reinforcement Ring of High Creep Resistance Plastic Material

【技术实现步骤摘要】
高抗蠕变性塑料材料加强环相关申请的交叉引用本申请要求2017年12月15日提交的编号62/599,114的美国临时申请的权益。上述申请的公开内容通过引用被包括于本文中。
本专利技术总体上涉及具有塑料支撑环的空气弹簧组件，该塑料支撑环用于为在空气弹簧组件的一个或多个部件与波纹管之间的连接部提供支撑。
技术介绍
用于机动车辆的悬架系统为车辆乘客提供更舒适的乘坐体验。空气悬架系统利用空气弹簧而不是传统的螺旋弹簧，并提供不同的悬架质量，其在一些车辆中可能优于传统的螺旋弹簧悬架。常规的空气弹簧是被布置在车身与底盘之间的装置。典型的空气弹簧具有至少一个工作空间或填充有压缩空气的腔。空气弹簧活塞通常将空气室相对于液压减震器（阻尼器）密封。填充有压缩空气的腔至少部分地填充波纹管，并且使用夹持环将波纹管连接到顶盖，该夹持环对顶盖施加大量的力。由于顶盖由塑料材料制成，因此单独的顶盖不能承受由夹持环施加的压缩力以将波纹管固定到顶盖。因此，使用金属环来抵抗夹持环的压缩径向力为顶盖提供支撑，使得顶盖具有足够的支撑以承受来自夹持环的压缩力的施加。由于昂贵的材料成本和复杂的制造过程，金属环的制造成本高。因此，存在对这样的空气弹簧组件的需求：该空气弹簧组件包括更容易制造并且成本更低的支撑环。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术是用作空气弹簧组件的部分的支撑环，其中支撑环抵抗由夹持环施加的径向力为顶盖提供支撑。支撑环由塑料材料制成，其比金属支撑环成本更低。塑料材料具有高抗蠕变性，这提供增加的强度和改进的抗蠕变性，以承受夹持环的压缩径向力。由于支撑环和顶盖二者均由塑料制成，因此它们可以使用类似的设备在相同的制造位置处生产，从而降低成本。在一个实施例中，具有高抗蠕变性塑性材料的支撑环使用注射成型过程制成，该注射成型过程具有一个或多个浇口（gate），熔融塑料材料通过该浇口被注射到模具中。浇口的结构影响进入模具中的塑料材料流。高抗蠕变性塑料材料在注射成型过程期间被定向成围绕支撑环的整个周边，以提供足够的强度以承受来自夹持环的径向力。在一个实施例中，一旦形成了支撑环，则也由塑料制成的顶盖被包覆成型成使得顶盖的一部分围绕支撑环包覆成型。在另一实施例中，支撑环压配合到顶盖中。支撑环可以被制成具有不同的尺寸，例如，改变的宽度、内径和外径，使得支撑环可以被制成适合于改变的空气弹簧应用。在一个实施例中，本专利技术是用作空气弹簧组件的部分的支撑环，其中空气弹簧组件包括顶盖、形成为顶盖的部分的支撑区域、以及由塑料材料制成的支撑环，该支撑环连接到顶盖以使得支撑环加强支撑区域。夹持环连接到顶盖，使得夹持环包围支撑区域。波纹管的至少一个自由端被设置在夹持环与顶盖的支撑区域之间，使得夹持环将力施加到顶盖的支撑区域并将波纹管的自由端固定到顶盖。在一个实施例中，支撑环的宽度基本上等于支撑区域的宽度，但是在本专利技术的范围内，支撑区域的宽度可以小于支撑环的宽度。在一个实施例中，支撑环由包含高抗蠕变性塑料材料的材料制成。在一个实施例中，高抗蠕变性塑料材料在室温下具有随着时间的推移（即，大于1000小时）小于40％的应变增加。在一个实施例中，高抗蠕变性塑料材料是SolvayTechnylA218V35，但是在本专利技术的范围内，可以使用具有随着时间的推移的更大或更小应变增加其他类型的材料，这取决于针对特定应用的要求如何。在其他实施例中，用于制成支撑环的高抗蠕变性塑料材料可以是例如但不限制于如下的塑料材料：尼龙、聚丙烯（PP）、热塑性聚氨酯（TPU）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚甲醛（POM）、聚碳酸酯（PA）、丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）和高密度聚乙烯（HDPE）。在实施例中，首先使用注射成型过程形成支撑环，并且顶盖被注射成型成使得顶盖的一部分围绕支撑环形成。然而，在替代实施例中，使用两级注射成型过程或双射（two-shot）注射成型过程来形成支撑环和顶盖，其中首先在模具中形成支撑环，并且然后在完成支撑环的形成之后，使用相同的模具来形成顶盖。本专利技术的其他适用领域将根据以下所提供的详细描述而变得显而易见。应理解的是，详细描述和特定示例虽然示出本专利技术的优选实施例，但仅其意图用于说明的目的并且不意图限制本专利技术的范围。附图说明本专利技术将根据详细描述和附图而变得被更全面地理解，在附图中：图1是根据本专利技术实施例的具有支撑环的空气弹簧组件的剖视图；并且图2是根据本专利技术的实施例的用作图1中所示出的空气弹簧组件的部分的顶盖的透视图，其中顶盖的一部分已经被部分地包覆成型成围绕支撑环。具体实施方式（一个或多个）优选实施例的以下描述在本质上仅是示例性的并且绝不意图限制本专利技术、本专利技术的应用或使用。具有根据本专利技术的包覆成型的塑料支撑环的空气弹簧组件在图1-图2中示出，该空气弹簧组件总体上以10示出。空气弹簧组件包括顶盖12，并且顶盖12包括外凸缘14。顶盖12由塑料材料制成，其一部分被包覆成型到支撑环16的外表面上。空气弹簧10还包括波纹管18，该波纹管18是柔性的并且能够在车辆行驶期间改变形状。波纹管18的自由端20被夹持在夹持环22与外凸缘14的一部分之间。波纹管18包括总体上以24示出的腔，该腔通常填充有空气。顶盖12包括上壳体部分26，并且上壳体部分26连接到车辆的另一部件，例如车辆的框架28，但是在本专利技术的范围内，上壳体部分26也可以连接到车辆的其他部件。顶盖12还具有总体上以30示出的腔，该腔与波纹管18的腔24流体连通。腔24、30限定了在车辆行驶期间改变的体积。顶盖12由注射成型的塑料制成，并且外凸缘14的一部分围绕支撑环16包覆成型，如上文所提到的，使得支撑环16为外凸缘14的特定区域提供结构支撑。外凸缘14的由支撑环16加强的区域是夹持区域或支撑区域，总体上以32示出。支撑区域32的宽度34大致对应于支撑环16的宽度36。由于顶盖12的一部分围绕支撑环16包覆成型，所以支撑环16与外凸缘14的内表面的部分接触。如上文所提到的，波纹管18的自由端20被夹持在夹持环22与外凸缘14的一部分之间。波纹管18的一部分还围绕夹持环22延伸，并且由于腔24内的压力，波纹管18的外表面的一部分被压靠在顶盖12的外表面38的部分上。外表面38用作轮廓外壳，当波纹管18在空气弹簧组件10的操作期间移动时，该轮廓外壳限定波纹管18的形状的一部分。该实施例中的空气弹簧组件10还包括具有上延伸部42的下盖部分40，其中下盖部分40被包覆成型成使得上延伸部42的一部分被包覆成型到第二支撑环16A的外表面上。波纹管18的另一自由端44被夹持在上延伸部42与第二夹持环46之间。上延伸部42的由支撑环16A加强的区域是第二夹持区域或第二支撑区域，总体上以32A示出。支撑区域32A的宽度34A大致对应于支撑环16A的宽度36A。在该实施例中，夹持环46的宽度46A大于支撑环16A的宽度36A，但是在本专利技术的范围内，夹持环46的宽度46A可以被改变，使得夹持环46的宽度46A可以基本上等于支撑环16A的宽度16A。波纹管18的一部分还围绕第二夹持环46延伸，并且由于腔24内的压力，波纹管18的外表面的一部分被压靠在下盖部分40的外表面40A的部分上。外表面40A用作轮廓外壳，其在波纹管18在空气弹簧组件10的操作期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，所述装置包括：空气弹簧组件，所述空气弹簧组件包括：顶盖；支撑区域，所述支撑区域被形成为所述顶盖的一部分；支撑环，所述支撑环由塑料材料制成，所述支撑环连接到所述顶盖，使得所述支撑环加强所述支撑区域；夹持环，所述夹持环连接到所述顶盖，使得所述夹持环包围所述支撑区域；波纹管；以及至少一个自由端，所述自由端是所述波纹管的部分;其中，所述波纹管的至少一个自由端设置在所述夹持环与所述顶盖的支撑区域之间，使得所述夹持环向所述顶盖的支撑区域施加力并将所述波纹管的自由端固定到所述顶盖。

【技术特征摘要】
2017.12.15 US 62/599114;2018.01.23 US 15/8779131.一种装置，所述装置包括：空气弹簧组件，所述空气弹簧组件包括：顶盖；支撑区域，所述支撑区域被形成为所述顶盖的一部分；支撑环，所述支撑环由塑料材料制成，所述支撑环连接到所述顶盖，使得所述支撑环加强所述支撑区域；夹持环，所述夹持环连接到所述顶盖，使得所述夹持环包围所述支撑区域；波纹管；以及至少一个自由端，所述自由端是所述波纹管的部分;其中，所述波纹管的至少一个自由端设置在所述夹持环与所述顶盖的支撑区域之间，使得所述夹持环向所述顶盖的支撑区域施加力并将所述波纹管的自由端固定到所述顶盖。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述支撑环的宽度基本上等于所述支撑区域的宽度。3.如权利要求1所述的装置，其中，所述支撑环由高抗蠕变性塑料材料制成。4.如权利要求3所述的装置，其中，所述高抗蠕变性塑料材料具有随着时间的推移小于40％的应变增加。5.如权利要求3所述的装置，所述高抗蠕变性塑料材料还包括SolvayTechnylA218V35。6.如权利要求1所述的装置，其中，所述支撑环由选自包括如下的组的材料制成：尼龙、聚丙烯（PP）、热塑性聚氨酯（TPU）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚甲醛（POM）、聚碳酸酯（PA）、丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）和高密度聚乙烯（HDPE）。7.如权利要求1所述的装置，其中，使用两阶段注射成型过程来形成所述支撑环和所述顶盖。8.一种将波纹管固定到作为空气弹簧组件的部分的顶盖的...

【专利技术属性】
技术研发人员：JG杰里斯克，S马卡，GM普涅夫斯基，
申请(专利权)人：大陆汽车系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US