專利名稱：一種可充氣氣袋及由其構(gòu)成的傾卸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可充氣氣袋，它可被設(shè)置在底盤和傾卸托架之間(如在車輛上或翻斗箱上的)并且在充氣和泄氣的情況下使傾卸托架相對于底盤翻轉(zhuǎn)。
這種可充氣氣袋被認(rèn)為是能用來代替目前正在使用的來舉升或降下傾卸托架的已知的液壓或氣壓缸。
目前，諸如專用車、卡車、拖車、小型貨運(yùn)卡車、翻斗箱、側(cè)卸式及類似的自卸式車輛被裝置有液壓或氣壓缸，它們通常被設(shè)置在底盤和傾卸平臺或托架之間。缸體的動作導(dǎo)致傾卸托架在傾斜的傾卸位置與平放置位置之間轉(zhuǎn)動。這種壓力缸的缺點(diǎn)是裝配成本較高，并且需要一個單獨(dú)的包括泵、高壓管、軟管以及這類部件組成的液壓或氣壓系統(tǒng)。
最近，可充氣氣袋已被用于替代上述壓力缸。這種袋是可充氣的(通常充空氣或由排出的廢氣充氣)，并且有一個相對于底盤固定的下端和一個相對于傾卸托架固定的上端。通過一個在排氣系統(tǒng)中的分流閥用車輛的排氣系統(tǒng)給這些袋充氣也是已知的，分流閥通過一個適用的軟管將排出的廢氣分流到氣袋中。
這種現(xiàn)有的氣袋我們已于1984年在澳大利亞申請的專利579830和619811中所公開，并且另一類型的氣袋在Trowland的美國專利5067774中被說明。
以前的關(guān)于氣袋的申請有許多缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)使得目前已制成的氣袋在商業(yè)上沒有吸引力，并且實(shí)際上也不適于安置在小型運(yùn)輸車和側(cè)卸式輕型卡車上。
例如，在工業(yè)上使用的專用車、卡車和拖車，其安裝氣袋的區(qū)域是較小的。這是因?yàn)榈妆P上有許多障礙物，它們包括汽油箱、底盤梁及類似部件，其對于復(fù)位是困難的并且不實(shí)用。此外，車輛碰撞的設(shè)計規(guī)則限制了底盤構(gòu)件的布局。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，唯一容易可行的位置相對地接近傾卸托架與車輛底盤鉸接的后鉸接點(diǎn)。
然而，靠近鉸接點(diǎn)放置可充氣氣袋的障礙是在載貨狀態(tài)下給氣袋充氣及特別是使傾卸托架轉(zhuǎn)動需要較大的氣壓。根據(jù)一般的經(jīng)驗(yàn)，氣袋越靠近轉(zhuǎn)動點(diǎn)，所需壓力越高，制成氣袋的材料必須更結(jié)實(shí)而其制造成本越高。這已經(jīng)是妨礙許多已知?dú)獯虡I(yè)化生產(chǎn)的原因。然而如上所述，這個位置是妨礙最少的位置，并且在此氣袋能被最容易地安裝在車體上。
至今，對于現(xiàn)有氣體或空氣袋的其它顧慮是，由于車輛的設(shè)計要求使其在傾卸托架和底盤之間可利用的間隔空間較小。這意味著要求氣袋具有較小的尺寸，以致可以使折疊狀態(tài)的充氣袋安裝在相對小的空間內(nèi)，例如安裝在底盤梁之間，在離傾卸托架鉸接點(diǎn)較遠(yuǎn)處所安裝的氣袋要求較大的尺寸，以使該托架能被傾斜到一有用的角度，該角度應(yīng)是45度或更大。此外，在這樣的傾卸角下，氣袋應(yīng)是穩(wěn)定的，特別是在載貨狀態(tài)下，并且應(yīng)沒有變形和彎折的傾向。
另一個顧慮是傾翻率，即傾卸托架能被舉升和落下的速率。這是由流入氣袋的氣體體積和氣袋本身的容量所決定的。很顯然，為了獲得一個令人滿意的傾卸速度，氣袋的體積應(yīng)保持盡可能的小和/或充入氣袋的氣體的體積應(yīng)增加?？梢酝ㄟ^增加發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速來增加氣體體積(如利用廢氣)，然而，就噪聲污染而言這是不能被接受的。大多數(shù)操作人員更喜歡在車輛怠速運(yùn)轉(zhuǎn)或在發(fā)動機(jī)的速度略超過怠速時使氣袋充氣。此外，其它的顧慮是盡量減小氣袋的體積，這與將氣袋用在遠(yuǎn)離鉸接點(diǎn)處而需要較大的體積和尺寸的氣袋的用意正好相反。
我們現(xiàn)在已經(jīng)確定，當(dāng)傾卸托架被舉升時，在氣袋和托架上作用有不同的力這取決傾卸角度。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在充氣過程中，一形狀均勻的氣袋不能達(dá)到最佳的傾卸過程，這就要求增加其壓力和氣體體積，或增加尺寸和容積，而這些都是不希望的。
我們現(xiàn)在已開發(fā)出了一種具有特殊外形的可充氣氣袋，它能夠優(yōu)化傾卸過程。
我們通過有由兩個不同形狀的部分構(gòu)成的一個氣袋來完成上述目的。這兩個不同形狀的部分是最適合在小傾卸角度時(即傾卸托架初始傾斜時)的第一氣袋和最適合于在較大傾卸角度時的第二氣袋。
我們發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的第一氣袋最適合于從0°到大約20°之間的傾卸角，第二氣袋最適合于大約在20°和60℃(或更大)之間的傾卸角。第一氣袋適當(dāng)?shù)男螤钍?，有一個或多個側(cè)壁，在充氣氣袋被撐起時，它們與底盤基本上是直角延伸。這樣的形狀包括圓筒形、矩形、橢圓形、多邊形。第二氣袋適宜的形狀是，有一個或多個側(cè)壁相互相對聚攏。
我們發(fā)現(xiàn)所有的氣袋形狀中特別好的是第一氣袋為一個普通圓筒形，而第二氣袋是普通斜截正錐形。當(dāng)充氣時，圓筒形一般是下部氣袋，而普通斜截正錐是上部氣袋。這樣的氣袋不管傾卸角如何，都能對傾卸托架提供正推力。
由于一個氣袋有至少兩種不同外形，我們能夠在離鉸接點(diǎn)較近處設(shè)置氣袋，同時還允許用一般壓縮氣和來自汽車的廢氣為它充氣，并且我們還能將氣袋尺寸減至最小，同時也可得到一個較佳的傾卸角。
本發(fā)明的普通的圓筒形氣袋最好有一個能相對車輛底盤固定的下端面，在圖1中由點(diǎn)D-C筒便地示出。該圓筒形氣袋可以有一個略成橢圓形的上端，其可由點(diǎn)E-B筒便限定。
相應(yīng)地，斜截正錐有一個基本上與普通圓筒形的上端(E-B)相同的下端，并相應(yīng)地有一個可相對于傾卸托架固定的上端，它由點(diǎn)F-A標(biāo)示出來。
相應(yīng)地，點(diǎn)A、B和C在傾卸托架相對底盤鉸接后與鉸接點(diǎn)相距相同的距離。
點(diǎn)D、E和F的適宜的長度應(yīng)使氣袋在排氣時使其以一種穩(wěn)定的方式收縮，并盡可能減少彎折。
氣袋可以被固定到端板上，這些端板可以起到把氣袋支撐于傾卸托架和底盤上的作用，也可以起推力平板作用。
該氣袋適于充入車輛的廢氣。此外，其它充氣介質(zhì)的氣源，如壓縮空氣和/或其它氣體也可以被使用。相應(yīng)地，氣袋具有一個通過一適宜的導(dǎo)管可連接于充氣介質(zhì)的氣源的充氣口。一個壓力安全閥可以包含在其中，以防止氣袋充氣過量。
為使氣袋泄氣，氣袋可具有一個泄氣口。充氣口和泄氣口最好是同一口，由此使泄出氣體通過導(dǎo)管及車輛排氣管或一個安全閥。
一個支撐總成也可以被提供，以防止由于可充氣氣袋突然失去壓力(如破裂)使傾卸托架或車廂跌落。該支撐總成可包括一個在傾卸托架和車輛底盤之間的構(gòu)件，它能像托架一樣被舉升，如果氣袋損壞時它能支撐托架。該支撐總成也能夠在氣袋慢泄氣的情況下支撐托架。相應(yīng)地，支撐總成包括一個支桿，它能鉸鏈地連接在底盤或托架上，以在舉升和落下位置之間移動。該支桿有一個自由端，它與托架或底盤滾動或滑動接觸。一個鎖止機(jī)構(gòu)用來防止支桿的意外降落。
參照下面結(jié)合


的實(shí)施例，本發(fā)明將被描述，其中圖1表示了一個根據(jù)本發(fā)明的裝在一輛傾卸車上的氣袋；圖2是圖1所示氣袋的一個透視圖；圖3是氣袋在55°的典型角度時的剖視圖；圖4是怎樣將氣袋安裝在端板上的示意圖；圖5是車輛排氣分流系統(tǒng)把廢氣分流到氣袋的示意圖；圖6和7示出了支撐總成的實(shí)施例；圖8示出了一種可充氣氣袋的織物圖形；圖9示出了將氣袋安裝在支撐板上的方法；圖10示出了一個安裝在可充氣氣袋上的閥。
參見實(shí)施例，特別是圖1，其中示出了一輛傾卸車10，它具有一個傾卸托架11和一個由車輪13支撐著的車輛底盤12。在傾卸托架11和車輛底盤12之間裝有一個本發(fā)明的氣袋14。傾卸托架11通過一個鉸接鎖15安裝在車輛底盤12上。
氣袋有兩個明顯不同的形狀，一個由點(diǎn)D、C、B和E簡便限定的斜截圓筒或橢圓形狀的下部16和一個由點(diǎn)E、B、A和F簡便限定的斜截正錐上部17。
圓筒形下部16有一個最好如圖4所示的連接到一個端板19上的下端面18。
斜截正錐17有一個最好也如圖4所示的連接到一個上端板21的上端20。
點(diǎn)A、B和C與鉸接點(diǎn)15的距離相等。里面的D、E和F到鉸接點(diǎn)距離也制成比需要的略長，以確保使初始?xì)鈮嚎偸窃谶@一區(qū)域向外擴(kuò)漲氣袋，由此實(shí)現(xiàn)在傾斜角被減小時氣袋的平穩(wěn)收縮。其它結(jié)構(gòu)可能使氣袋產(chǎn)生不希望有的彎曲。
角B在理論上是不連續(xù)的，當(dāng)為減少在充氣的氣袋上的應(yīng)力集中而削去這一氣袋的圖形時它被弄圓。這將確保氣袋的較長的使用周期。
氣袋織物是由結(jié)實(shí)的、柔韌的并且氣密的材料制成，如涂PVC的編織的酯纖維、增強(qiáng)異丁橡膠或乙烯樹脂及各種工業(yè)化生產(chǎn)的適用的材料。
一旦氣袋依一定尺寸被制造，并依圖3所示形狀被剪裁，縱向的邊緣可沿接縫25被連接(見圖2)?？梢岳斫?，這種特殊氣袋形狀的另一個優(yōu)點(diǎn)是它能將三維形狀展開成平面織物，這樣大大地方便了它的制造。
現(xiàn)在參考圖4，這里顯示了氣袋14怎樣被分別安裝到端板19、21上。由于氣袋充氣或泄氣時生產(chǎn)傾斜，這些端板還能起推力板的作用。
上端板21被安裝在傾卸托架11的下面，同時下端板19被安裝在一個或一對底盤橫向部件上(圖中未示出)。氣袋18、20的每一端通過一個與氣袋14材料相同的條帶26被連接到相應(yīng)的端板19、21上。條帶26跨過氣袋端部的大部分被安裝，并被折疊成大致為矩形截面的形狀，條帶26的端部27被固定到各自的端板上。對應(yīng)于疊層兩端的條帶26的側(cè)邊28被焊接到氣袋的相鄰的端部，并且支撐條帶29、30在氣袋的各側(cè)邊上一端被焊接到氣袋上，而另一端與條帶26的側(cè)邊焊接。一個相同的布置被提供在另一端板上。每一個端板19、21開有縫，以使條帶穿過該縫，并被安裝到各自的端板上。當(dāng)氣袋被充氣時，其端壁自然要極力變成一個圓形，而如果使它這樣變了，它將從端板19和21上脫落。這些傾向由被安裝在氣袋的每一端的較大區(qū)域上的條帶克服，并且在充氣時保持該端部為方形，而在充氣時由限制氣袋所產(chǎn)生的應(yīng)力在氣袋上分布在較大的區(qū)域上。
氣袋14的下端具有一個以軟管延伸穿過一個在端板19上的孔并被密封在氣袋端部的形式構(gòu)成的充氣口31。
軟管沿車輛底盤的下側(cè)并朝車輛排氣系統(tǒng)方向延伸。如果傾卸總成是一個拖車，該軟管延伸到牽引車輛的排氣系統(tǒng)。
車輛的排氣系統(tǒng)35(見圖5)具有一個閥件36，典型的閥為一個“蝶形”閥，它通過一個伸到車輛駕駛室的搖控線37在開關(guān)位置之間轉(zhuǎn)動。這樣，當(dāng)氣袋需要充氣時，搖控線37被操縱以將“蝶形”閥36轉(zhuǎn)動到關(guān)閉位置，而后廢氣通過第二出口38并通過一個適宜的導(dǎo)管(圖中未示出)進(jìn)入氣袋14的充氣口31。以這種方式氣袋可以被充氣。
當(dāng)氣袋需要泄氣時，“蝶形”閥可以轉(zhuǎn)到開的位置，而無負(fù)載的傾卸托架11的重量足以慢慢地迫使空氣從氣袋14中通過充氣口31及第二出口38和排氣尾管39排出。以這樣的方式，在氣袋泄氣時氣體僅通過尾管排出。
圖1顯示了一個可被汽車拖帶的傾卸拖車。在這種布置中，氣袋14與軟管40相連。軟管40含有一個釋放過高壓力的安全閥41，以防止氣袋的破裂。軟管40的端部包括一個能固定到汽車尾管上的錐形連接器42。連接器42可以包括一個夾鉗或其它連接件(未示出)，以防止它與尾管分離。這些連接件的型式是已知的。
為防止氣袋過量充氣，一個壓力安全閥41可以加到其上，安全閥設(shè)定的壓力低于氣袋的理論破裂壓力。另一方面可以安裝內(nèi)連接件40(見圖4)，以防止氣袋的過量充氣。
圖6和7表示了一個實(shí)施例，表示車輛45具有一個通過鉸接銷47與車輛底盤48連接的傾卸托架46。底盤48支撐著一個按上面所述而設(shè)計的氣袋49，同樣還有一個支撐組件50。該支撐組件起到在氣袋49中的壓力突然失去(如由于氣袋破損)時防止傾卸托架46跌落的作用。
如圖6和7所示，支撐組件50包括一個具有由一對縱向構(gòu)架件通過橫向支桿相互連接組成的基架51，和由一對平行臂件52A，52B組成旋轉(zhuǎn)支撐臂52。一個橫桿52C與臂部件52A，52B相交并有與在傾卸托架46底部上的滑軌60、61樞軸地連接的端部。另一個下橫桿62在臂部件52A，52B的下端之間延伸，并能沿基架51滑動。一個慣性卷筒式座椅安全鎖止總成63被安裝在基架51的其中一個橫向支桿上，并且皮帶被連接到桿62上。如果充了氣的氣袋損壞了，傾卸托架46將突然下跌，使桿62突然沿基架51向駕駛室滑動。皮帶鎖止總成將鎖住，導(dǎo)致皮帶64的鎖緊，進(jìn)而阻止桿62的進(jìn)一步移動，進(jìn)而使臂部件52A、52B維持向上豎起而支撐托架。使用一個座椅安全帶鎖緊的優(yōu)點(diǎn)是，如果托架被慢慢地舉升或降下時，它將不鎖住皮帶，但是，如果這些運(yùn)動是突然發(fā)生時，皮帶將被鎖緊。其它機(jī)構(gòu)，如棘輪機(jī)構(gòu)也可以被使用。
圖8以設(shè)計圖的方式說明了用于可充氣氣袋的一半圖形。該圖形繞左側(cè)垂直邊是鏡面對稱的，這樣才構(gòu)成一個完整的形狀。
圖9表示了一個根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的氣袋70，它連接到在一個下止推板72上的一個安裝環(huán)71上。安裝環(huán)71和止推板72能夠用塑料整體地制成。氣袋70的織物纏繞在安裝環(huán)71上，然后被焊接在其上。焊接在一個平面上完成，這樣將產(chǎn)生附加強(qiáng)度。通過選擇適當(dāng)?shù)乃芰?，一種熱焊接能被提供。
圖10表示的是，壓力安全閥75被結(jié)合到焊接在可充氣氣袋77的底部上的法蘭76上。充入的廢氣通過進(jìn)氣口78進(jìn)入閥和法蘭，進(jìn)氣口78上有一個可連接于漏斗形排氣裝置的軟管(圖中未示出)，使廢氣從排氣管到達(dá)進(jìn)氣口78。一個閥79被用來設(shè)定壓力，當(dāng)過壓時，廢氣將通過閥79并被排入大氣。
這種袋的優(yōu)點(diǎn)有許多。例如，該氣袋形狀使其適于利用原有設(shè)備制造的工業(yè)化產(chǎn)生的車輛。這種車輛很容易裝有鉸接地連接在底盤上的尾傾托架。在托架和滑軌之間極小的空間可利用來安裝一個氣袋，并且我們的具有緊湊設(shè)計的氣袋能被安裝。
該氣袋在容積上比現(xiàn)有的氣袋小，因此在發(fā)動機(jī)提供特定廢氣流速的情況下，其舉升時間比現(xiàn)有的短。
本發(fā)明的氣袋的形狀能夠在可能最低的排氣壓力和采用最少的織物材料的情況下，舉升額定的車輛負(fù)載，并且還能達(dá)到50°的舉升角或更大的舉升角。
氣袋內(nèi)的最大壓力由確保安全的必要條件所限定，這些條件包括制造氣袋的織物強(qiáng)度、車輛排氣系統(tǒng)及連接件所能經(jīng)受的壓力和在舉升工作過程中作用在發(fā)動機(jī)上的背壓。
氣袋的下部和上部的尺寸是這樣確定的，普通的圓筒形狀僅用于從0°到20°的傾卸角，傾卸角超過20°主要為斜截正錐。這樣，在角度越過大約20°時，下部普通的圓筒形應(yīng)基本上被充氣。在傾斜角從大約20°開始增加時，由于點(diǎn)A、B和C與鉸點(diǎn)距離相等，保證了氣袋織物從鉸點(diǎn)進(jìn)一步伸出。實(shí)際上由于氣袋面積較大，并且在遠(yuǎn)離鉸點(diǎn)的特殊點(diǎn)設(shè)置，這樣能夠有一個比現(xiàn)有氣袋更大的傾卸力矩。這使氣袋在給定量的氣袋材料及氣壓的條件下負(fù)載達(dá)到最大。
由于氣袋的上部有斜截正錐形狀并體積減少。我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)傾卸托架被傾斜時，氣壓是恒定的并且也可以減少(即使有的話)。在上述的氣袋中，當(dāng)氣袋進(jìn)一步充氣時，有一個增加氣壓的需要。這需要特別是對在美國專利5067774中描述的那種氣袋。
上述專利所給出的氣袋，當(dāng)在泄氣狀態(tài)呈現(xiàn)出較小的表面，當(dāng)初始充氣(在低傾卸角)時，與本發(fā)明氣袋形狀相反。
我們發(fā)現(xiàn)，對于給定的排氣壓力，本發(fā)明的氣袋設(shè)計有一個大的舉升能力，由此該氣袋能更靠近鉸接點(diǎn)設(shè)置，這樣可減少用氣量，并減少氣袋材料的用量。少用材料意味著當(dāng)氣袋完全泄氣時有一個較小的縮合體積，也意味著它們能被安裝在小間隔空間內(nèi)。
我們還發(fā)現(xiàn)在氣袋排氣過程中，排氣最初發(fā)生在頂部錐形位置，這樣改善了傾卸托架的下降速率。而后，我們發(fā)現(xiàn)下部普通的圓筒形部位開始排氣，這使傾卸托架的下降運(yùn)動減慢。這本身又可防止傾卸托架撞擊到車輛底盤上，這是個有利的結(jié)果，同時還允許傾卸托架在初始時快速運(yùn)動。
顯然，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍下，可以對描述的實(shí)施例作出不同的變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種安置在車輛底盤和傾卸托架之間的可充氣氣袋，其特征在于該氣袋具有兩個不同形狀的部分，即一個有平行側(cè)壁的下部第一氣袋和一個側(cè)壁可集中于一點(diǎn)的上部第二氣袋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣袋，其特征在于第一氣袋的形狀在充氣后為一普通圓形或橢圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣袋，其特征在于第一氣袋鄰接底盤安裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣袋，其特征在于第二氣袋直接連接到第一氣袋的上部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣袋，其特征在于第二氣袋的形狀在充氣后為一普通的斜截正錐形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣袋，其特征在于氣袋的下部連接在一個下端板上，氣袋的上部連接在一個上端板上，下端板連接底盤，上端板連接傾卸托架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣袋，其特征在于包括一個防止氣袋過量充氣的壓力安全閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣袋，其特征在于可充氣氣袋由車輛廢氣充氣。
9.一種傾卸托架總成，其特征在于包括一個下部底盤；一個上部傾卸托架，所說托架樞軸地連接到底盤上，以使其能夠在上部傾斜的傾卸位置和下部水平位置之間運(yùn)動；以及一個安置在底盤和傾卸托架之間的可充氣氣袋，該氣袋具有兩個不同的形狀，即一個具有平行側(cè)壁的下部第一氣袋和一個側(cè)壁可集中于一點(diǎn)的上部第二氣袋。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的總成，其特征在于包括一個防止傾卸托架由于氣袋損壞而跌落的支撐組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的總成，其特征在于支撐組件包括一個與托架鉸接地連接的臂，該臂使托架在舉升和落下位置之間運(yùn)動，該臂有一個裝有一能與底盤連接的滑塊的下端。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的總成，其特征在于進(jìn)一步包括一個在氣袋損壞時將臂鎖定的鎖止機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種可充氣氣袋(14)，它能由車輛的廢氣充氣并且被設(shè)置在車輛底盤(12)和傾卸托架(11)之間，這樣當(dāng)充氣時，傾卸托架(11)能被舉升或放下。氣袋(14)因此可用來替代液壓和氣壓缸。氣袋(14)的特征是有兩個顯然不同的形狀，即一個圓筒或橢圓形下部和一個錐形或斜截正錐形上部。這種特別的形狀使可充氣氣袋(14)具有較小的尺寸并由此使體積縮小，同時還獲得較大的傾卸角。
文檔編號B60P1/28GK1098992SQ9311908
公開日1995年2月22日 申請日期1993年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月16日
發(fā)明者鄧肯·巴特利特·吉爾默 申請人:XPT動力工業(yè)pty有限公司