專利名稱：改進的熱膨脹補償減振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
例如減振器的液壓阻尼器與機動車懸架系統(tǒng)結(jié)合起來使用，以吸收機動車運行過程中產(chǎn)生的不需要的振動。這些不需要的振動由通常連接在機動車的簧上部分(即車身)和簧下部分(即懸架)之間的減振器抑制?；钊M件位于減振器的壓縮腔內(nèi)，并通常經(jīng)由活塞桿連接到機動車的車身?；钊M件包括閥裝置，當(dāng)減振器壓縮或伸張時，閥裝置能夠限制壓縮腔內(nèi)減振液的流動。這樣，減振器就能夠產(chǎn)生“平順”或“抑制”在懸架和車身間傳遞的振動的阻尼力。
圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的熱膨脹補償雙筒減振器100。減振器100包括用來限定容納液壓流體的壓縮腔104的細長壓力缸102以及用來限定容納液壓流體的儲油腔108的細長儲油缸106。
在壓縮腔104內(nèi)配置有固定到軸向延伸的活塞桿112一端的往復(fù)活塞組件110?；钊麠U112通過組合密封以及導(dǎo)向座組件114被支撐和導(dǎo)引，從而在壓力缸102內(nèi)運動，導(dǎo)向座組件114位于壓力缸102的上端，并且具有中心延伸的孔116，活塞桿112可以穿過該孔116往復(fù)運動。在導(dǎo)向座組件114和活塞桿112之間的孔116內(nèi)配置有襯套118，襯套118用于方便活塞桿112相對導(dǎo)向座組件114運動。
總體上標(biāo)識為120的從缸端(compliant cylinder end)組件位于壓力缸102的下端。該從缸端組件120包括用來控制壓縮腔104和儲油腔108之間的液壓流體流動的底閥組件122，以及補償減振器100各零件間的不同軸向熱膨脹的偏置件124。儲油腔108被限定為壓力缸102外圓周表面和儲油缸106內(nèi)圓周面之間的空間。
減振器100的上下端適于裝配到機動車中。活塞桿112如圖所示具有用于使減振器100的上端固定到機動車的螺紋部分126，而儲油缸106如圖所示與法蘭128成一體，該法蘭128具有一對用于將減振器100的下端固定到機動車(麥弗遜支柱結(jié)構(gòu))的安裝孔130。雖然在麥弗遜支柱結(jié)構(gòu)中示出減振器100具有用于使其固定到機動車的簧上部分和簧下部分之間的螺紋部分126和法蘭128，但是應(yīng)該理解，這其實僅僅是示例性的，且只是意在例示一種類型的用于將減振器100固定到機動車的系統(tǒng)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的，一旦活塞桿112和活塞組件110往復(fù)運動，壓縮腔104中的液壓流體就會在壓縮腔104的上部和下部之間轉(zhuǎn)移，并且通過閥組件122在壓縮腔104和儲油腔108之間轉(zhuǎn)移，從而抑制機動車簧上部分和簧下部分之間的相對運動。
在長時間運轉(zhuǎn)的情況下，這種通過閥組件122和活塞組件110的液壓流體的快速交換，活塞組件110和壓力缸102之間的摩擦，以及活塞桿112和導(dǎo)向座114之間的摩擦?xí)a(chǎn)生不希望的熱量。
除了吸收在為機動車提供阻尼作用時產(chǎn)生的熱量外，減振器100還需要能夠在從冬天的嚴寒溫度到夏天的極熱溫度的較寬溫度范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)的減振器中，用鋼來制造壓力缸102和儲油缸106。雖然鋼已經(jīng)被證明對于這些零件是可以采用的材料，但用鋁制造的缸具有重量輕和改善散熱等優(yōu)點。如果用鋼來制造通常的壓力缸102，而用鋁來制造儲油缸106，當(dāng)超過必要的溫度極限運轉(zhuǎn)時，它們的相對軸向熱膨脹率的差異就可能成為減振器的問題。具體來講，在極度寒冷的溫度下會發(fā)生結(jié)構(gòu)故障，或者在極度炎熱的溫度下會喪失壓力缸預(yù)緊及密封。
因此，采用鋁缸的減振器的持續(xù)研究包括用以補償鋁和鋼之間的不同熱膨脹以及其它任何兩種材料間的熱膨脹的方法的進一步研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種減振器技術(shù)，其能夠補償兩種材料間的不同熱膨脹，并從而消除由于極度寒冷溫度導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失效的可能性，以及在極度炎熱溫度下的壓力缸預(yù)緊喪失和密封失效的可能性。
在本發(fā)明的一個實施例中，減振器包括能夠通過在導(dǎo)向座組件和閥組件之間自由運動來補償不同熱膨脹的自由浮動壓力缸。
在本發(fā)明的另一實施例中，提供一種獨特的活塞桿，該活塞桿包括消除熱膨脹差異的鋁桿，該桿具有吸收壓縮力的鋼蓋。
在本發(fā)明的另一實施例中，提供一種獨特的補償導(dǎo)向座組件，該補償導(dǎo)向座組件包括能夠補償壓力缸和儲油缸之間的不同熱膨脹的熱補償元件。
在本發(fā)明的又一實施例中，提供一種獨特的補償缸端組件，該補償缸端組件包括熱補償元件，和用于將該元件固定到閥組件的裝置。這種補償元件為彈簧、彈性塊或壓力氣體。
通過下面的詳細描述、所附權(quán)利要求以及附圖將會使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的其它優(yōu)點和目的。


在示出當(dāng)前所想到的用于實施本發(fā)明的最好方式的附圖中圖1為現(xiàn)有技術(shù)的熱膨脹補償減振器的縱向截面圖；圖2為包含了浮動壓力缸的減振器的縱向截面圖；圖3為具有鋼蓋的獨特鋁活塞桿的側(cè)視圖；圖4為螺紋鋼蓋的放大側(cè)視圖；圖5為粘合鋼蓋的放大側(cè)視圖；圖6為具有碟形彈簧的補償導(dǎo)向座組件的放大截面圖；圖7為具有軸承套保持架的補償導(dǎo)向座組件的放大截面圖；圖8為具有軸承套保持架的另一補償導(dǎo)向座組件的放大截面圖；圖9為具有保持架的補償導(dǎo)向座組件的放大截面圖；圖10為具有碟形彈簧的補償缸端組件的放大截面圖；圖11為示出用于補償件的卡環(huán)和保持架支撐件的圖10中補償缸端組件的放大截面圖；圖12為示出用于補償部件的彈簧保持架的圖10中補償缸端組件的放大截面圖；
圖13為示出用于補償部件的雙環(huán)保持架的圖10中補償缸端組件的放大截面圖；圖14為具有夾住補償部件的兩件式端組件的可替代補償缸端組件的放大截面圖；圖15為示出壓力缸和置于閥組件中的補償部件的可替代補償缸端組件的放大截面圖；圖16為具有在底板上的碟形彈簧的補償缸端組件的放大截面圖；圖17為具有在底板上的彈性塊的補償缸端組件的放大截面圖；圖18為具有在底板上的氣壓的補償缸端組件的放大截面圖；和圖19為具有在底板上的氣壓的可替代補償缸端組件的放大截面圖。
具體實施例方式
總體上可以連續(xù)參照圖1，并且具體可以參考整個后續(xù)描述中的減振器100的零件。應(yīng)該理解，該減振器100的結(jié)構(gòu)其實僅僅是示例性的，并且只意在示出其中能夠使用本發(fā)明補償元件的一種類型的液壓阻尼裝置。
現(xiàn)在參見附圖，其中相似的附圖標(biāo)記在幾幅圖中標(biāo)識相近或相應(yīng)的零件，在圖2中示出具有浮動壓力缸202和底閥組件222的獨特的補償減振器200。導(dǎo)向座組件114和底閥組件222被機械固定到儲油缸106。隨著因熱狀況所導(dǎo)致的儲油缸106相對長度的改變，導(dǎo)向座組件114和底閥組件222之間的相對距離也會發(fā)生改變。在現(xiàn)有技術(shù)中，壓力缸102的一端被安裝到導(dǎo)向座組件114的一部分上，而另一端被安裝到底閥組件222上，從而可以采用多件式閥組件122來補償由于熱狀況所導(dǎo)致的壓力缸102長度的變化。在本發(fā)明的這個實施例中，為了補償儲油缸106和浮動壓力缸202的不同熱膨脹，用浮動壓力缸202代替現(xiàn)有技術(shù)的壓力缸102。浮動壓力缸202通過O形圈204密封到導(dǎo)向座組件114和底閥組件222。隨著儲油缸106的相對長度改變，浮動壓力缸202能夠在導(dǎo)向座組件114和底閥組件222之間自由運動。這樣，標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向座組件和標(biāo)準(zhǔn)的底閥組件就可以被容易地進行修正，以接受浮動壓力缸202。
在現(xiàn)有技術(shù)減振器100的另一實施例中，如圖3至圖5所示，用復(fù)合活塞桿312代替現(xiàn)有技術(shù)的活塞桿112。通常，現(xiàn)有技術(shù)的活塞桿112由鋼制成，而導(dǎo)向座組件114由鋁制成。在極熱狀況下，活塞桿112和導(dǎo)向座114之間的密封會由于這兩種材料的不同熱膨脹而破壞。復(fù)合活塞桿312包括鋁活塞軸314和鋼活塞柱(piston post)316。如圖4所示，活塞柱316包括滑動接收活塞軸314的端部的內(nèi)孔318?？ōh(huán)320使活塞柱316和活塞軸316保持裝配。如圖4中的可替代實施例所示，活塞柱316具有用于容納活塞軸314的螺紋端部的開放螺紋孔322?；钊?16可以螺旋擰到活塞軸314上。可替代地，如圖5所示，可以將具有扁平端部332的改進鋼活塞柱330粘性固定到活塞軸314的端部。在工作中，鋁活塞軸314以與鋁導(dǎo)向座組件114相同的比率膨脹和收縮，從而防止它們之間的密封破壞。當(dāng)減振器100處于壓縮狀態(tài)時，鋼活塞柱316，或者可替代的改進鋼活塞柱320，吸收活塞桿312上的軸向力。
在現(xiàn)有技術(shù)減振器100的又一實施例中，圖6至圖9示出各種補償活塞桿導(dǎo)向座組件。如圖6所示，該補償活塞桿導(dǎo)向座組件414支撐和導(dǎo)引活塞桿112的運動，并且還補償壓力缸102和儲油缸106的不同熱膨脹。補償活塞桿導(dǎo)向座組件414包括孔116和襯套118，以及多個，在優(yōu)選實施例中是偶數(shù)個，置于導(dǎo)向座414和壓力缸102之間的碟形彈簧424。鋼壓力缸102和鋁儲油缸106之間的熱膨脹差異通過碟形彈簧424補償?shù)脑黾踊驕p少來得到補償。
在圖7的左側(cè)，示出可替代補償活塞桿導(dǎo)向座414’?？商娲钊麠U導(dǎo)向座414’包括置于碟形彈簧424和導(dǎo)向座414’之間的軸承套保持架450。軸承套保持架450密封導(dǎo)向座414’和壓力缸102，并且保持襯套118，并且還被設(shè)計為支撐碟形彈簧424。壓力缸102的熱膨脹由碟形彈簧424直接補償。在圖7的右側(cè)，示出的活塞桿導(dǎo)向座414’的軸承套保持架450被補償保持架450’所代替。補償保持架450’在保持襯套118以及被設(shè)計來支撐碟形彈簧424方面的功能與軸承套保持架450的功能相同。熱膨脹可以通過碟形彈簧424直接補償。
在另一實施例中，在圖8的左側(cè)示出補償活塞桿導(dǎo)向座414”。其中，軸承套保持架452置于壓力缸102和碟形彈簧424之間。軸承套保持架452在其密封導(dǎo)向座414”和壓力缸102以及其支撐碟形彈簧424方面類似于軸承套保持架450。軸承套保持架452和450之間的不同在于碟形彈簧424被置于導(dǎo)向座414”和軸承套452之間，而不是如圖7所示的軸承套保持架450和壓力缸102之間。熱膨脹由碟形彈簧424直接補償。在圖8的右側(cè)，示出的活塞桿導(dǎo)向座414”的軸承套保持架452被補償保持架452’所代替。補償保持架450’在其保持襯套118以及其被設(shè)計來支撐置于導(dǎo)向座414”和襯套保持架452’之間的碟形彈簧424方面的功能類似于軸承套保持架452’。熱膨脹由碟形彈簧424直接補償。
在又一實施例中，補償活塞桿導(dǎo)向座414如圖9所示，其中軸承套保持架452被補償彈簧支撐件460所代替。彈簧支撐件460用來支撐碟形彈簧424，但其不保持襯套118。碟形彈簧424置于導(dǎo)向座414和彈簧支撐件460之間。熱膨脹由碟形彈簧424直接補償。
在現(xiàn)有技術(shù)減振器100的再一實施例中，圖10至圖19示出了各種補償缸端組件。在圖10中，總體上標(biāo)識為520的補償缸端組件位于壓力缸102的下端，并且用來控制液壓流體在壓縮腔104和儲油腔108之間的流動。補償端組件520進一步用來補償減振器100的各零件之間的不同軸向熱膨脹。
在圖10中，補償缸端組件520包括底閥組件522和多個，在優(yōu)選實施例中是偶數(shù)個，置于壓力缸102和底閥組件522之間的碟形彈簧524。鋼壓力缸102和鋁儲油缸106之間的熱膨脹差異可以通過碟形彈簧524壓縮的增減來補償。這個實施例由于排除了圖1所示的多件式底閥組件122的需要，而與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)不同。
圖11至圖14中示出將碟形彈簧524固定到端組件上的各種方法。在圖11中，補償缸端組件520’包括導(dǎo)向環(huán)550。導(dǎo)向環(huán)550通過卡環(huán)552保持在壓力缸102的外側(cè)。碟形彈簧524置于環(huán)550和壓縮閥組件522之間。
在圖12中，補償缸端組件520”包括S形的彈簧保持架560。彈簧保持架560位于壓力缸102的底部和碟形彈簧524的頂部之間，并且用于保持在彈簧保持架560和閥組件522之間的碟形彈簧524。
在圖13中，補償缸端組件520包括第一擋圈570和第二擋圈572。第一擋圈570位于其能夠與壓力缸102底部接觸的位置。第二擋圈572固定到閥組件522。碟形彈簧524位于第一擋圈570和第二擋圈572之間。
在圖14中，可替代補償缸端底閥組件被標(biāo)識為620。補償端底閥組件620被分成兩部分，上部650和下部652，并且包括多個置于這兩部分650和652之間的碟形彈簧624。上部650連接到壓力缸102，下部652連接到或鄰接儲油缸106。上部650配合到下部652內(nèi)，并通過O形圈654密封起來。碟形彈簧624置于這兩部分650和652之間，并且用于通過使上部650和下部652相向或相離運動來補償壓力缸102和儲油缸106之間的不同熱膨脹。
在圖15中，可替代補償缸端組件被標(biāo)識為720。缸端組件720包括底閥組件722，該底閥組件具有缸壁750和多個碟形彈簧724。缸壁750連接到并且包圍底閥組件722，而且進一步向減振器100的對端延伸。壓力缸102在缸壁750內(nèi)滑動，并由O形圈752密封。碟形彈簧724置于缸壁750內(nèi)的壓力缸102和閥組件722之間。
在減振器100的另一實施例中，補償缸端組件820在圖16中示出。補償端組件820包括底閥組件822、多個碟形彈簧824、底板850、O形圈852以及底部保持架854。底板850能夠軸向運動，并且通過O形圈852密封到儲油缸106。底部保持架854采用擋圈856安裝到儲油缸106，并且為缸端組件820提供平坦穩(wěn)定的底部。碟形彈簧824，在優(yōu)選實施例中為偶數(shù)個，置于底板850和底部保持架854之間。碟形彈簧824用來補償通過底板850和底部保持架854的減振器100各零件的不同熱膨脹。在如圖17所示的可替代缸端組件820’中，碟形彈簧824被用彈性塊860所代替。彈性塊860置于底板850和底部保持架854之間，并且通過在必要時膨脹或收縮來補償壓力缸102和儲油缸106的不同熱膨脹。
在如圖18所示的包括底閥組件922的壓縮缸端組件920中，例如壓縮空氣的壓縮氣體950被置于底板952和底部保持架954之間。底部保持架954通過焊縫956或其它本領(lǐng)域所知曉的方式密封到儲油缸106，以便使氣體950保持在壓力狀態(tài)。壓力氣體950通過在必要時膨脹或收縮來補償壓力缸102和儲油缸106的不同熱膨脹，并且還減少減振器的重量。在如圖19所示的可替代缸端組件920’中，底部保持架954被去掉。壓力氣體950被置于底板952和儲油缸106之間，并直接補償壓力缸102和儲油缸106的不同熱膨脹。
盡管上面的詳細描述描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但應(yīng)該理解，在不背離所附權(quán)利要求的范圍和有效意義的情況下，可以對本發(fā)明進行修改、變化以及替換。
權(quán)利要求
1.一種補償熱膨脹的減振器，所述減振器包括導(dǎo)向座組件；形成壓縮腔的壓力缸，所述壓力缸滑動接合所述導(dǎo)向座組件；可滑動地置于所述壓縮腔內(nèi)的活塞；連接至所述活塞的活塞桿；置于所述壓力缸周圍的儲油缸，所述儲油缸和所述壓力缸限定儲油腔；和置于所述壓縮腔和所述儲油腔之間、用于控制在所述壓縮腔和所述儲油腔之間的流體流動的缸端組件，所述壓力缸滑動接合所述缸端組件；所述浮動壓力缸能夠相對于所述導(dǎo)向座組件和所述缸自由運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振器，其中所述壓力缸滑動接合所述缸端組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振器，進一步包括導(dǎo)向座組件，所述壓力缸滑動接合所述導(dǎo)向座組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的減振器，其中，所述壓力缸滑動接合所述缸端組件。
5.一種補償熱膨脹的減振器，所述減振器包括形成壓縮腔的壓力缸；可滑動地置于所述壓縮腔內(nèi)的活塞；連接到所述活塞的兩件式活塞桿，所述活塞桿包括軸和活塞柱，所述活塞柱被固定到所述活塞。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減振器，其中所述軸由第一材料制成并且所述末端由第二材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減振器，其中所述末端具有螺紋，使得末端可以被擰到所述軸上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減振器，其中所述末端被粘合到所述軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減振器，其中所述末端被通過卡環(huán)固定到所述軸。
10.一種補償熱膨脹的減振器，所述減振器包括形成壓縮腔的壓力缸；可滑動地置于所述壓縮腔內(nèi)的活塞；連接到所述活塞的活塞桿；置于所述壓力缸周圍的儲油缸，所述儲油缸和所述壓力缸限定儲油腔；限定用于容納所述活塞桿的內(nèi)孔以方便所述活塞桿運動的導(dǎo)向座組件；置于所述壓縮腔和所述儲油腔之間、用于控制在所述壓縮腔和所述儲油腔之間的流體流動的缸端組件；以及置于所述壓力缸和所述導(dǎo)向座組件之間、用于促使所述壓力缸離開所述導(dǎo)向座組件的偏置件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的減振器，其中所述偏置件為至少一個碟形彈簧。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的減振器，其中在所述導(dǎo)向座和所述偏置件之間設(shè)置有保持架。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的減振器，其中在所述偏置件和所述壓力缸之間設(shè)置有用于支撐所述偏置件的保持架。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的減振器，其中所述導(dǎo)向座組件進一步包括用于方便所述活塞桿運動的襯套。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的減振器，其中所述保持架保持所述襯套。
16.一種補償熱膨脹的減振器，所述減振器包括形成壓縮腔的壓力缸；可滑動地置于所述壓縮腔內(nèi)的活塞；連接至所述活塞的活塞桿；置于所述壓力缸周圍的儲油缸，所述儲油缸和所述壓力缸限定儲油腔；置于所述壓縮腔和所述儲油腔之間、用于控制在所述壓縮腔和所述儲油腔之間的流體流動的底閥組件；和置于所述壓力缸和所述底閥組件之間、用于促使所述壓力缸離開所述底閥組件的偏置件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的減振器，其中所述偏置件為碟形彈簧。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的減振器，其中所述碟形彈簧通過卡環(huán)固定到所述底閥組件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的減振器，其中所述彈簧通過彈簧保持架固定到所述底閥組件。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的減振器，其中所述彈簧置于固定到該底閥組件的兩個徑向保持架之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的減振器，其中所述底閥組件具有兩部分，連接至所述壓力缸的頂部和連接至所述儲油缸的底部，所述頂部滑動接合所述底部。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的減振器，其中所述偏置件置于所述頂部和所述底部之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的減振器，其中所述偏置件和所述壓力缸的一端置于所述底閥組件內(nèi)。
24.一種補償熱膨脹的減振器，所述減振器包括形成壓縮腔的壓力缸；可滑動地置于所述壓縮腔內(nèi)的活塞；連接至所述活塞的活塞桿；置于所述壓力缸周圍的儲油缸，所述儲油缸和所述壓力缸限定儲油腔；置于所述壓縮腔和所述儲油腔之間、用于控制在所述壓縮腔和所述儲油腔之間的流體流動的底閥組件；滑動接合鄰近所述底閥組件的所述儲油缸的底板；和置于所述底板和所述儲油缸的一端之間、用于促使所述底板離開所述儲油缸的該端的偏置件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的減振器，其中所述偏置件為碟形彈簧。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的減振器，其中所述偏置件為彈性塊。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的減振器，其中所述偏置件為壓力氣體。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠補償兩種材料之間的不同熱膨脹的減振器(200)技術(shù)。在各種實施例中的減振器包括能夠在不破壞密封的情況下軸向膨脹或收縮的自由浮動壓力缸(202)，具有由一種材料制成的補償不同熱膨脹的軸和由另一種材料制成的能夠吸收軸向力的蓋的復(fù)合活塞桿，具有補償不同熱膨脹的偏置件(424)的獨特的導(dǎo)向座組件(114)，以及具有由彈簧、彈性塊或壓力氣體制成的偏置件的獨特的缸端組件。
文檔編號F16F9/32GK1860312SQ200480028025
公開日2006年11月8日 申請日期2004年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者盧迪·舒爾曼斯 申請人:坦尼科汽車操作有限公司