空气弹簧的囊皮组件的制备方法、模具及空气弹簧与流程

1.本发明涉及空气弹簧的囊皮组件技术领域，具体而言，涉及一种空气弹簧的囊皮组件的制备方法、模具及空气弹簧。


背景技术：

2.近年来，空气弹簧在汽车悬架中开始逐步普及应用，空气弹簧是由橡胶制囊皮通过扣压环和其他配合件扣压组装形成的一个可以封闭气体的柱状囊体。现有技术制备过程中存在以下问题：(1)由于囊皮口径限制，大直径空气弹簧方案无法进行制备；(2)囊皮与相关扣压配合件定位不准，导致空气弹簧质量具有差异性；(3)部分结构设计方案中存在囊皮外径缺少束缚，从而出现空气弹簧性能受限等问题
3.面对这些问题，行业内目前无法杜绝问题发生，只能采用妥协或躲避的方式进行应对，如：(1)大口径囊皮空气弹簧无法制备，转而降低对空气弹簧口径的设计需求；(2)囊皮与配合件在量产过程中定位不准，只能通过后期增加检测手段来避免不合格产品流入市场；(3)囊皮外径缺少束缚时，只能通过增加辅助定位组件或缩小裸露部分的轴向长度来满足对囊皮的约束要求，导致结构的复杂度显著提升或者扭转刚度显著增加。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种空气弹簧的囊皮组件的制备方法、模具及空气弹簧，以解决现有技术中空气弹簧制备技术受限的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种空气弹簧的囊皮组件的制备方法，包括以下步骤：粘接剂涂覆：对扣压环内表面进行粘接剂涂覆；物料投放：在主体模具工装中投入至少一个扣压环，以将扣压环放置于主体模具工装的定位面处，在涨型内囊工装外投入囊皮，囊皮底面与下座上平面接触并进行定位；内囊涨型：通过涨型内囊工装底部的充气管路，对内囊工装内部进行充气，内囊工装内部内网的橡胶-帘线复合织物受内部气压作用膨胀后，与囊皮接触并带动囊皮膨胀，直至将囊皮外表面与主体模具工装的内表面，以及囊皮外表面与扣压环内表面贴合后停止充气；热粘接：通过加热组件对主体模具工装进行加热，以将热量传递给扣压环；保压冷却：涨型内囊工装内气体压力继续保持预设时间，对主体模具工装进行风冷；在内囊恢复及脱模：涨型内囊工装内气体排除，将具有扣压环的囊皮样件取出，获得囊皮组件。
6.进一步地，在物料投放步骤中，在主体模具工装中投入两个扣压环，且将两个扣压环沿主体模具工装的高度方向间隔放置在主体模具工装的定位面上。
7.进一步地，在热粘接的步骤中，包括：控制主体模具工装进行加热，直至扣压环与囊皮的接触面的温度达到t1，其中，t1≥100℃。
8.进一步地，在热粘接的步骤中，包括：检测到扣压环与囊皮的接触面的温度达到t1后，保持加热组件对主体模具工装进行加热作业。
9.进一步地，保持加热组件对主体模具工装进行加热作业的时长为h1，其中，h1≥
10min。
10.进一步的，在保压冷却步骤中，包括：涨型内囊工装内气体压力继续保持的预设时间为h2，其中，h2≥30min。
11.进一步地，在保压冷却步骤中，还包括：在涨型内囊工装内气体压力继续保持的过程中，控制加热组件对主体模具工装进行加热的温度，以使主体模具工装的温度降低。
12.进一步地，在保压冷却步骤中，还包括：控制加热组件对主体模具工装的温度降低至t2，其中，t2≤50℃。
13.根据本发明的另一方面，提供了一种空气弹簧，包括囊皮组件，囊皮组件由上述的空气弹簧的囊皮组件的制备方法获得。
14.根据本发明的另一方面，提供了一种模具，模具用于加工上述的囊皮组件，模具包括：下座，下座具有囊皮定位面；内囊，内囊的一端与下座连接，内囊的另一端设置有堵头，囊皮定位面沿内囊的周向设置，下座的底部设置有与内囊内腔连通的第一气路，内囊用于放置待粘接至扣压环上的囊皮；主体模具工装，主体模具工装沿内囊的周向设置，且主体模具工装的内圆面设置有至少一个定位面，定位面用于放置扣压环，主体模具工装内设置有加热组件和第二气路；其中，向第一气路中通入预设压力的气体可使内囊带动囊皮移动至主体模具工装的内圆面处，以使囊皮的部分外表面与扣压环的内表面接触，以及使囊皮另一部分的外表面与主体模具工装的内圆面接触。
15.应用本发明的技术方案，通过应用囊皮外环粘接工艺使装配初期囊皮端口直径尺寸被扩展到与扣压环尺寸一致，实现了囊皮与扣压环的精准定位，同时对囊皮外径进行限制，解决了现有技术中空气弹簧制备技术受限的问题。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本发明的空气弹簧的囊皮组件的制备方法的实施例的流程示意图；
18.图2示出了根据本发明的空气弹簧的囊皮组件的制备方法的制备模具的实施例结构示意图；
19.图3示出了根据本发明的空气弹簧的囊皮组件制备方法的第一实施例的结构示意图；
20.图4示出了根据本发明的空气弹簧的囊皮组件制备方法的第二实施例的结构示意图；
21.图5示出了根据本发明的空气弹簧的囊皮组件的实施例的结构示意图；
22.图6示出了根据本发明的空气弹簧的囊皮组件制备方法的第三实施例的结构示意图。
23.其中，上述附图包括以下附图标记：
24.10、下座；11、囊皮定位面；12、第一气路；
25.20、内囊；
26.30、主体模具工装；31、定位面；32、第二气路；
27.40、加热组件；41、温度传感器；
28.50、囊皮；
29.60、扣压环。
具体实施方式
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
31.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
32.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
33.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
34.结合图1至图6所示，根据本发明的一个实施例，提供了一种空气弹簧的囊皮组件的制备方法。
35.具体地，该空气弹簧的囊皮组件的制备方法包括以下步骤：粘接剂涂覆：对扣压环内表面进行粘接剂涂覆。物料投放：在主体模具工装中投入至少一个扣压环，以将扣压环放置于主体模具工装的定位面处，在涨型内囊工装外投入囊皮，囊皮底面与下座上平面接触并进行定位。内囊涨型：通过涨型内囊工装底部的充气管路，对内囊工装内部进行充气，内囊工装内部内网的橡胶-帘线复合织物受内部气压作用膨胀后，与囊皮接触并带动囊皮膨胀，直至将囊皮外表面与主体模具工装的内表面，以及囊皮外表面与扣压环内表面贴合后停止充气。热粘接：通过加热组件对主体模具工装进行加热，以将热量传递给扣压环。保压冷却：涨型内囊工装内气体压力继续保持预设时间，对主体模具工装进行风冷。在内囊恢复及脱模：涨型内囊工装内气体排除，将具有扣压环的囊皮样件取出，获得囊皮组件。
36.结合图1至图4所示，在本实施例中，通过应用涨型内囊工装内部充气膨胀带动囊皮与扣压环实现粘接，使装配初期囊皮端口直径尺寸被扩展到与扣压环尺寸一致，解决了现有技术中空气弹簧制备技术受限的问题，提高了囊皮与扣压环的定位精确度，实现了不增加结构复杂度和结构刚度就能对囊皮外径进行限制的技术效果，提供了更加实用的空气
弹簧制备技术。
37.在物料投放步骤中，在主体模具工装中投入两个扣压环(结合图3和图5所示)，且将两个扣压环沿主体模具工装的高度方向间隔放置在主体模具工装的定位面上。此时涨型内囊工装与主体模具工装相对位置固定，在主体模具工装中投入扣压环并依靠主体模具工装中的定位面即可实现两个扣压环定位。本实施例中仅具体阐述扣压环选用金属环的情况，两个扣压环与囊皮粘接后可实现囊皮初始内径的扩大，从而使囊皮组件能够适应大直径的上气室方案，极大拓宽了囊皮组件的应用范围。同时扣压环与囊皮在初期完成相对定位后，无需在后续工艺环节中再进行定位和固定，避免了囊皮材质较软导致难以实现装配过程中的精准定位的问题，提高了囊皮组件的实用性。
38.在热粘接的步骤中，包括：控制主体模具工装进行加热，直至扣压环与囊皮的接触面的温度达到t1，其中，t1≥100℃。本实施例中由于先前对扣压环内表面进行粘接剂涂覆，粘接剂可在低于硫化温度下的特定温度范围(100～120摄氏度)内实现最佳效果，这样设置可以实现扣压环与囊皮的良好粘接。
39.在热粘接的步骤中，包括：检测到扣压环与囊皮的接触面的温度达到t1后，保持加热组件对主体模具工装进行加热作业。这样设置可促使扣压环与囊皮的在粘接剂的最佳效果范围内稳定地粘接。
40.保持加热组件对主体模具工装进行加热作业的时长为h1，其中，h1≥10min。在本实施例中，通过加热组件对主体模具实施加热，热量传递给扣压环，进而传递到扣压环与囊皮的接触面，使接触面温度升至110℃，保持10分钟。这样设置确保扣压环与囊皮完成相对定位，无需在后续工艺环节中再进行定位和固定，避免了囊皮材质较软导致难以实现装配过程中的精准定位的问题，提高了囊皮组件的实用性。
41.在保压冷却步骤中，包括：涨型内囊工装内气体压力继续保持的预设时间为h2，其中，h2≥30min。在本实施例中，保压冷却工序中，涨型内囊工装内气体压力继续保持，对模具进行风冷，风冷30min，这样设置可效地防止内囊收缩，实现理想的内囊产品质量控制。
42.在保压冷却步骤中，还包括：在涨型内囊工装内气体压力继续保持的过程中，控制加热组件对主体模具工装进行加热的温度，以使主体模具工装的温度降低。这样设置可以在进行风冷的同时控制主题模具工装温度，完成冷却步骤。
43.在保压冷却步骤中，还包括：控制加热组件对主体模具工装的温度降低至t2，其中，t2≤50℃。在本实施例中，涨型内囊工装内气体压力继续保持，对模具进行风冷，风冷30min，温度降低至50
°
以下，在内囊恢复及脱模工序中，涨型内囊工装内气体排除，工装恢复到原有尺寸形状，同时可将外粘接环囊皮样件取出，完成脱模工作。这样设置确保囊皮能在最佳状态下完成恢复及脱模工序。
44.本发明的另一实施例中，还提供了一种空气弹簧，包括囊皮组件，囊皮组件由上述实施例中的空气弹簧的囊皮组件的制备方法获得。该空气弹簧可以是现有技术中无法制备的大口径囊皮空气弹簧，且与现有技术中生产的空气弹簧相比精度更高，品质更好，合格率更高。
45.本发明的另一实施例中，还提供了一种模具，模具用于加工上述实施例中的囊皮50组件，模具包括下座10、内囊20和主体模具工装30。下座10具有囊皮定位面11。内囊20的一端与下座10连接，内囊20的另一端设置有堵头22，囊皮定位面11沿内囊20的周向设置，下
座10的底部设置有与内囊20内腔连通的第一气路12，内囊20用于放置待粘接至扣压环60上的囊皮50。主体模具工装30沿内囊20的周向设置，且主体模具工装30的内圆面设置有至少一个定位面31，定位面31用于放置扣压环60，主体模具工装30内设置有加热组件40和第二气路32。其中，向第一气路12中通入预设压力的气体可使内囊20带动囊皮50移动至主体模具工装30的内圆面处，以使囊皮50的部分外表面与扣压环60的内表面接触，以及使囊皮50另一部分的外表面与主体模具工装30的内圆面接触。
46.在上述实施例中，主体模具工装30有定位面31(结合图2所示)，加热组件40及温度监测点组(结合图6所示)。其中定位面31宽度略小于扣压环60厚度(0.8mm
±
0.1mm)，确保在定位的同时扣压环60内侧能突出主体模具局部内表面。在本实施例中仅具体的阐述加热组件40为环形矩阵式加热源的情况，环形矩阵式加热源边缘距离模具内表面10mm，根据主体模具内圆直径尺寸确定环形矩阵式加热源数量，为确保升温速度及较小的温度波动公差，需沿轴向均匀布置至少10支20kw以上功率加热源。温度监测点组包括温度传感器41，温度传感器41设置在靠近扣压环60安装位置的主体模具工装30中，且沿主体模具工装30周向均匀布置至少4个。涨型内囊工装由橡胶-帘线复合织物、上堵头和下座10组成。涨型内囊需要保证良好的气密性，且能够支持充入10bar以上气体不发生爆破或泄露。设置第二气路32，使涨型内囊在涨型的过程中通过第二气路32形成负压，避免在囊皮50与外侧主体模具工装30贴合时有局部气体留存，出现窝气现象。内囊工装下座10上表面为囊皮定位面11，从而更好地实现囊皮定位。通过本实施例的技术方案，可以加工出上述实施例中的品质更好，合格率更高的囊皮50组件，拓宽了囊皮50组件的适用领域。
47.本发明的另一实施例中，还提供了一种具有外环粘结工艺的囊皮，囊皮为上述实施例中生产的囊皮组件中的囊皮，具有如下应用场景：
48.1)外环粘接工艺囊皮被应用在上点扣压环上，实现上扣压环与囊皮粘接后，囊皮初始内径就被扩大了，能够适应大直径的上气室方案，极大扩展了囊皮的应用范围，同时上扣压环与囊皮之间初期就完成了相对定位，无需在后续工艺环节中再进行定位和固定，避免了由于囊皮材质较软，其在装配过程中的精准定位较难实现的问题。
49.2)外环粘接工艺囊皮被应用在外护筒支撑环上，这样省去了内支撑环方案及其相应的装配工艺过程，避免了由于囊皮材质较软，其在装配过程中的精准定位较难实现的问题。
50.3)外环粘接工艺囊皮被应用在囊皮膨胀限位环上，这样能够良好的限制囊皮的膨胀外径，且不需要其他辅助组件对限位环进行定位。现有技术中非粘接方案的限位环需要外层再增加一层定位胶套确保限位环位置，但如果增加胶套会引起胶套与囊皮的磨损，所以方案上一直不可实现，而本实施例中可以实现此技术方案。
51.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
52.将囊皮外表面与扣压环粘接后，使装配初期囊皮端口直径尺寸被扩展到与扣压环尺寸一致，囊皮端口在初期的扩大可以确保在适配大口径上气室时装配过程顺利进行，确保大口径空气弹簧方案的制备可实现。
53.通过前期在模具中进行扣压环与囊皮的粘接，能够精准的保证其相对位置关系，这样就不需要在装配过程中再进行定位和固定，而且由于囊皮材质较软，其在装配过程中的精准定位较难实现，所以前期在模具中的粘接工艺能够良好地保证装配定位精度。
54.通过该工艺的实施，不需要依托其他辅助定位组件，也不需要在设计方案中剪短囊皮的轴向裸露长度，就能实现在任何设计需要的位置对囊皮进行约束，可以在简化空气弹簧的结构的同时保证空气弹簧的性能，解决了现有技术中空气弹簧制备技术受限的问题。
55.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
56.除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
57.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
58.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种空气弹簧的囊皮组件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：粘接剂涂覆：对扣压环内表面进行粘接剂涂覆；物料投放：在主体模具工装中投入至少一个扣压环，以将所述扣压环放置于所述主体模具工装的定位面处，在涨型内囊工装外投入囊皮，囊皮底面与下座上平面接触并进行定位；内囊涨型：通过涨型内囊工装底部的充气管路，对内囊工装内部进行充气，内囊工装内部内网的橡胶-帘线复合织物受内部气压作用膨胀后，与囊皮接触并带动囊皮膨胀，直至将囊皮外表面与主体模具工装的内表面，以及囊皮外表面与扣压环内表面贴合后停止充气；热粘接：通过加热组件对主体模具工装进行加热，以将热量传递给扣压环；保压冷却：涨型内囊工装内气体压力继续保持预设时间，对主体模具工装进行风冷；在内囊恢复及脱模：涨型内囊工装内气体排除，将具有扣压环的囊皮样件取出，获得囊皮组件。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在物料投放步骤中，在主体模具工装中投入两个扣压环，且将两个扣压环沿主体模具工装的高度方向间隔放置在主体模具工装的定位面上。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在热粘接的步骤中，包括：控制主体模具工装进行加热，直至扣压环与囊皮的接触面的温度达到t1，其中，t1≥100℃。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在热粘接的步骤中，包括：检测到扣压环与囊皮的接触面的温度达到t1后，保持加热组件对主体模具工装进行加热作业。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，保持加热组件对主体模具工装进行加热作业的时长为h1，其中，h1≥10min。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在保压冷却步骤中，包括：涨型内囊工装内气体压力继续保持的预设时间为h2，其中，h2≥30min。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在保压冷却步骤中，还包括：在涨型内囊工装内气体压力继续保持的过程中，控制加热组件对主体模具工装进行加热的温度，以使主体模具工装的温度降低。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在保压冷却步骤中，还包括：控制加热组件对主体模具工装的温度降低至t2，其中，t2≤50℃。9.一种空气弹簧，包括囊皮组件，其特征在于，所述囊皮组件由权利要求1至8中任一项所述的空气弹簧的囊皮组件的制备方法获得。10.一种模具，所述模具用于加工权利要求9中所述的囊皮组件，其特征在于，所述模具包括：下座(10)，所述下座(10)具有囊皮定位面(11)；内囊(20)，所述内囊(20)的一端与所述下座(10)连接，所述内囊(20)的另一端设置有堵头(22)，所述囊皮定位面(11)沿所述内囊(20)的周向设置，所述下座(10)的底部设置有与所述内囊(20)内腔连通的第一气路(12)，所述内囊(20)用于放置待粘接至扣压环上的囊皮(50)；
主体模具工装(30)，主体模具工装(30)沿内囊(20)的周向设置，且所述主体模具工装(30)的内圆面设置有至少一个定位面(31)，所述定位面(31)用于放置扣压环，主体模具工装(30)内设置有加热组件(40)和第二气路(32)；其中，向第一气路(12)中通入预设压力的气体可使内囊(20)带动囊皮(50)移动至主体模具工装(30)的内圆面处，以使囊皮(50)的部分外表面与扣压环的内表面接触，以及使囊皮(50)另一部分的外表面与主体模具工装(30)的内圆面接触。

技术总结
本发明提供了一种空气弹簧的囊皮组件的制备方法、模具及空气弹簧，空气弹簧的囊皮组件制备方法包括以下步骤：粘接剂涂覆，物料投放，内囊涨型，热粘接，保压冷却，在内囊恢复及脱模。粘接剂涂覆在扣压环内表面，将扣压环放置于主体模具工装的定位面处，使囊皮底面与下座上平面接触并进行定位，通过涨型内囊工装底部的充气管路对内囊工装内部进行充气，内网的橡胶-帘线复合织物受内部气压作用膨胀后与囊皮接触并带动囊皮膨胀，直至将囊皮外表面与主体模具工装的内表面、扣压环内表面贴合，实现热粘接，保压冷却后在内囊恢复及脱模。通过应用涨型内囊工装内部充气膨胀带动囊皮与扣压环实现粘接，解决了现有技术中空气弹簧制备技术受限的问题。术受限的问题。术受限的问题。


技术研发人员：李耀超 孙华阳 李俊伟 郑文博 冯正杨 王永乐
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/9/9