充滿流體的減震套筒組件及其制造方法
【專利摘要】一種充滿流體的減震套筒組件及其制造方法，該方法包括如下步驟：在第一模制步驟中，形成套筒構(gòu)件，所述套筒構(gòu)件包括具有貫穿的軸向孔的彈性芯件，所述彈性芯件具有包括至少一個(gè)流體腔室的周向外表面，所述周向外表面被在第一模制步驟中硫化到所述彈性芯件的金屬圓筒部分地包圍；在第一模制步驟后，減小所述套筒構(gòu)件的外徑；在隨后的第二模制步驟中，將一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件模制結(jié)合到所述金屬圓筒的外周表面；在接下來(lái)的步驟中，將至少一個(gè)流體通道構(gòu)件設(shè)置在所述金屬圓筒的外周表面的一部分上；以及將流體置于所述至少一個(gè)流體腔室中并將所述套筒構(gòu)件、所述一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件、以及所述至少一個(gè)流體通道構(gòu)件流體密封在殼體內(nèi)。
【專利說(shuō)明】充滿流體的減震套筒組件及其制造方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)涉及并且要求2015年4月10日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?2/145，590的優(yōu)先權(quán)利益，該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)整體引用的方式結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種充滿流體的減震套筒組件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004]套筒組件廣泛應(yīng)用在交通運(yùn)輸中，例如車輛懸架組件的接頭中。對(duì)車輛的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是減少由路面引起的震動(dòng)和將乘客艙從這樣的震動(dòng)中的隔離。這樣的震動(dòng)可能包括一系列的幅度和頻率以及各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。車輛懸架系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成減少這樣的震動(dòng)。前端懸架系統(tǒng)通常由各構(gòu)件(包括各種臂、桿、鏈接等)、汽車的框架和車輪組件的中間件組成。通常，一細(xì)長(zhǎng)臂從車輪組件延伸，且另一個(gè)臂從框架延伸，這些臂在具有套筒組件的連接接頭處連接在一起。
[0005]減震套筒組件的常見(jiàn)類型為充滿流體的橡膠套筒組件。這樣的套筒組件包括被金屬圓筒至少部分地包圍的橡膠芯件。芯件包括通過(guò)密封元件繞金屬圓筒外表面彼此流體隔離的流體腔室。套置于金屬圓筒上的流體通道構(gòu)件具有多個(gè)通道，以允許阻尼流體響應(yīng)于作用在套筒上的軸向或徑向載荷的變化而從一個(gè)流體腔室傳遞到另一個(gè)流體腔室。殼體以流體密封方式包圍并且容納(capture)上述構(gòu)件，以防止阻尼流體從中泄漏。
[0006]通常，通過(guò)在單個(gè)步驟中模制橡膠芯件、金屬圓筒以及各密封元件來(lái)制造上述套筒組件，使得以上各構(gòu)件硫化成單個(gè)組件。在這個(gè)模制步驟之后，通過(guò)校準(zhǔn)或者整形(swedging)來(lái)減小金屬圓筒的外徑，以減輕套筒材料中的內(nèi)應(yīng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]公開(kāi)了一種充滿流體的減震套筒組件及其制造方法。根據(jù)此方法，在第一模制步驟中，形成套筒構(gòu)件，該套筒構(gòu)件包括具有貫穿的軸向孔的彈性芯件。該彈性芯件具有包括至少一個(gè)流體腔室的周向外表面。該周向外表面被在第一模制步驟中硫化到彈性芯件的金屬圓筒部分地包圍。接著，減小套筒構(gòu)件的外徑。隨后，在第二模制步驟中，將一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件模制結(jié)合(moId-bond)到金屬圓筒的外周表面。在接下來(lái)的步驟中，將至少一個(gè)流體通道構(gòu)件設(shè)置在金屬圓筒的外周表面的一部分上。隨后，將流體置于至少一個(gè)流體腔室中，并且將套筒構(gòu)件、所述一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件、以及至少一個(gè)流體通道構(gòu)件流體密封在殼體內(nèi)。
[0008]在一個(gè)實(shí)施方式中，在第一模制步驟后減小套筒構(gòu)件的外徑的步驟包括:通過(guò)校準(zhǔn)或者整形來(lái)減小套筒構(gòu)件的外徑。
[0009]在該方法的一個(gè)實(shí)施方式中，在將一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件模制結(jié)合到金屬圓筒的外周表面的第二模制步驟之前，清潔金屬圓筒的外表面。進(jìn)一步的，在清潔金屬圓筒的外表面之后并且在將一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件模制結(jié)合到金屬圓筒的外周表面的步驟之前，在外周表面可以準(zhǔn)備粘促進(jìn)模制結(jié)合過(guò)程的粘合劑。更進(jìn)一步，所述一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件由熱塑性彈性體制成。
[0010]在一個(gè)實(shí)施方式中，流體通道構(gòu)件由金屬或硬質(zhì)聚合物制成。
【附圖說(shuō)明】
[0011]現(xiàn)在將參考附圖僅通過(guò)舉例的方式對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行描述。附圖中:
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明制造的套筒組件的分解圖；
[0013]圖2為在一特定操作實(shí)施方式中所示的圖1的示例性套筒組件的立體圖；以及
[0014]圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的制造步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)在參考附圖，其中在各個(gè)視圖中相同的數(shù)字表示相同或相應(yīng)的部件，公開(kāi)了一種充滿流體的減震套筒組件的制造方法。如圖1和2所示，套筒組件10通常包括彈性材料(例如橡膠)的大致柱形的芯件11，該芯件被金屬圓筒20部分地包圍，以限定套筒構(gòu)件。按照慣例，貫穿芯件11的軸向孔12的尺寸設(shè)計(jì)成容納桿、管、軸等(未示出)，以將套筒組件10連接到外部結(jié)構(gòu)(例如懸架系統(tǒng)的各構(gòu)件)。芯件11具有相對(duì)的第一端面13和第二端面14以及包括至少一個(gè)流體腔室16的周向外表面，該流體腔室被限定為周向表面中的凹部。根據(jù)圖示的實(shí)施方式，兩個(gè)這樣的流體腔室16通常圍繞周向表面彼此相對(duì)設(shè)置。如所描述的，芯件11沿其主長(zhǎng)度的直徑比接近端面13、14的直徑小。
[0016]芯件11的周向外表面被制造套筒構(gòu)件期間硫化到芯件11的金屬圓筒20部分地包圍。如所描述的，金屬圓筒20包括開(kāi)口21，以使流體腔室16與套筒構(gòu)件的外部連通。
[0017]流體腔室16通過(guò)設(shè)置在金屬圓筒20外表面上的一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件(通常用30表示)繞金屬圓筒20的外表面彼此流體隔離。如圖所示，聚合物密封元件30包括接近每個(gè)端面13、14圍繞金屬圓筒20周向布置的環(huán)形部31。如將認(rèn)識(shí)到的，密封元件30的尺寸設(shè)置為使得密封元件充分地徑向延伸超出金屬圓筒20，從而被套置在套筒構(gòu)件、所述一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件30、以及至少一個(gè)流體通道構(gòu)件40上的殼體50壓縮，如下面所描述的。
[0018]至少一個(gè)流體通道構(gòu)件40位于金屬圓筒20的外表面上。如示例性實(shí)施方式中示出的，流體通道構(gòu)件40是半圓柱形(通常為“C”形)元件，其相對(duì)端部覆蓋在流體腔室16上。流體通道構(gòu)件40的外表面包括多個(gè)通道41，所述通道限定了流體路徑，以允許阻尼流體(例如，通過(guò)非限定性的舉例，油、水、乙二醇、液壓流體等中的一種多種)位于套筒組件1的內(nèi)部并響應(yīng)于作用在套筒上的軸向或徑向載荷的變化而從一個(gè)流體腔室16傳遞到另一個(gè)流體腔室，并因此提供液壓阻尼效果。為了促進(jìn)這樣的運(yùn)動(dòng)，流體路徑包括一個(gè)或多個(gè)接近每個(gè)流體腔室16的開(kāi)口 42。流體通道構(gòu)件40可以由任何合適的材料(包括例如硬質(zhì)塑料)制成。
[0019]如上所述，套筒構(gòu)件、一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件30、以及至少一個(gè)流體通道構(gòu)件40被容納在殼體50內(nèi)，在圖示的實(shí)施方式中，該殼體包括由金屬或其他合適的材料制成的圓柱形構(gòu)件。如圖所示，殼體50的尺寸設(shè)計(jì)成使得其縱向延伸超出芯件11的每個(gè)相對(duì)的端面13、14。殼體50的內(nèi)徑使得密封元件30在套筒構(gòu)件與殼體50之間提供流體密封，以防止置于其中的阻尼流體泄漏。如將理解的，在將套筒構(gòu)件、一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件30、以及至少一個(gè)流體通道構(gòu)件40容納在殼體50內(nèi)之前，阻尼流體置于流體腔室16中。
[0020]按照規(guī)定，為了將套筒組件10安裝在操作環(huán)境中，可選的，可以將套筒組件10設(shè)置在如圖2所示的支架60中。
[0021]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，將更好地理解制造上述示例性套筒組件10的方法。
[0022]在第一模制步驟100中，在單個(gè)步驟中模制包括彈性芯件11的套筒構(gòu)件以及與之硫化的金屬圓筒20。
[0023]在隨后的步驟110中，在金屬圓筒20硫化到芯件11之后，例如通過(guò)校準(zhǔn)或者整形減小套筒構(gòu)件的外徑，以減輕套筒材料中的內(nèi)應(yīng)力。根據(jù)示例性實(shí)施方式中的套筒組件，外徑被整形到大約3_。然而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，該實(shí)施例不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0024]在接下來(lái)的步驟120中，將密封元件30模制結(jié)合到金屬圓筒20的外周表面上。在示例性實(shí)施方式中，首先清潔金屬圓筒20的外表面，以除去可能妨礙模制結(jié)合步驟的任何雜質(zhì)，例如來(lái)自第一模制步驟的剩余聚合物。然后按照規(guī)定，在金屬表面的外部準(zhǔn)備粘合劑以促進(jìn)模制結(jié)合過(guò)程。在示例性實(shí)施方式中，密封元件30由熱塑性彈性體制成。然而，可以理解的是，可以用適于模制結(jié)合到金屬圓筒20并能夠執(zhí)行密封元件30的密封功能的任何其他聚合物替代。
[0025]在接下來(lái)的步驟130中，將流體通道構(gòu)件40設(shè)置在金屬圓筒20的外周表面的一部分上。可以理解，流體通道構(gòu)件40為可通過(guò)任何合適的材料(例如，通過(guò)非限定性的舉例，金屬或硬質(zhì)聚合物(例如PA66)制造的單獨(dú)成型(例如通過(guò)模制)的元件。
[0026]在最后的步驟140中，將合適的流體(例如，通過(guò)非限定性的舉例，油、水、乙二醇、液壓流體等中的一種或多種)置于一個(gè)或多個(gè)流體腔室16中；并且將套筒構(gòu)件(包括模制的芯件11和金屬圓筒20)、聚合物密封元件30、以及至少一個(gè)流體通道構(gòu)件40都流體密封在殼體50內(nèi)。
[0027]通過(guò)本文所描述的發(fā)明，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以制造具有改進(jìn)的公差并且將展示更長(zhǎng)的使用壽命的套筒組件。更特別的，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在上述的第一步驟中形成套筒構(gòu)件，并且隨后在金屬圓筒上設(shè)置密封元件(第二模制步驟)之前校準(zhǔn)或者整形套筒構(gòu)件，密封元件的完整性不會(huì)受到影響。
[0028]盡管已經(jīng)描述和說(shuō)明了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，能夠進(jìn)行許多改進(jìn)和變化，而不會(huì)脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制造充滿流體的減震套筒組件的方法，包括如下步驟: 在第一模制步驟中，形成套筒構(gòu)件，所述套筒構(gòu)件包括具有貫穿的軸向孔的彈性芯件，所述彈性芯件具有包括至少一個(gè)流體腔室的周向外表面，所述周向外表面被在第一模制步驟中硫化到所述彈性芯件的金屬圓筒部分地包圍； 在第一模制步驟后，減小所述套筒構(gòu)件的外徑； 在隨后的第二模制步驟中，將一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件模制結(jié)合到所述金屬圓筒的外周表面； 在接下來(lái)的步驟中，將至少一個(gè)流體通道構(gòu)件設(shè)置在所述金屬圓筒的外周表面的一部分上；以及 將流體置于所述至少一個(gè)流體腔室中并將所述套筒構(gòu)件、所述一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件、以及所述至少一個(gè)流體通道構(gòu)件流體密封在殼體內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第一模制步驟后減小所述套筒構(gòu)件的外徑的步驟包括:通過(guò)校準(zhǔn)或者整形來(lái)減小所述套筒構(gòu)件的外徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在將一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件模制結(jié)合到所述金屬圓筒的外周表面的第二模制步驟之前，清潔所述金屬圓筒的外表面。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在清潔所述金屬圓筒的外表面之后并且在將所述一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件模制結(jié)合到所述金屬圓筒的外周表面的步驟之前，在所述外周表面準(zhǔn)備促進(jìn)模制結(jié)合過(guò)程的粘合劑。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件由熱塑性彈性體制成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述流體通道構(gòu)件由金屬或硬質(zhì)聚合物制成。7.一種充滿流體的減震套筒組件，根據(jù)以下方法制造: 在第一模制步驟中，形成套筒構(gòu)件，所述套筒構(gòu)件包括具有貫穿的軸向孔的彈性芯件，所述彈性芯件具有包括至少一個(gè)流體腔室的周向外表面，所述周向外表面被在第一模制步驟中硫化到所述彈性芯件的金屬圓筒部分地包圍； 在第一模制步驟后，減小所述套筒構(gòu)件的外徑； 在隨后的第二模制步驟中，將一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件模制結(jié)合到所述金屬圓筒的外周表面； 在接下來(lái)的步驟中，將至少一個(gè)流體通道構(gòu)件設(shè)置在所述金屬圓筒的外周表面的一部分上；以及 將流體置于所述至少一個(gè)流體腔室中并將所述套筒構(gòu)件、所述一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件、以及所述至少一個(gè)流體通道構(gòu)件流體密封在殼體內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的套筒組件，其中，在所述第一模制步驟后減小所述套筒構(gòu)件的外徑的步驟包括:通過(guò)校準(zhǔn)或者整形來(lái)減小所述套筒構(gòu)件的外徑。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的套筒組件，其中，在將一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件模制結(jié)合到所述金屬圓筒的外周表面的第二模制步驟之前，清潔所述金屬圓筒的外表面。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的套筒組件，其中，在清潔所述金屬圓筒的外表面之后并且在將所述一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件模制結(jié)合到所述金屬圓筒的外周表面的步驟之前，在所述外周表面準(zhǔn)備促進(jìn)模制結(jié)合過(guò)程的粘合劑。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的套筒組件，其中，所述一個(gè)或多個(gè)聚合物密封元件由熱塑性彈性體制成。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的套筒組件，其中，所述流體通道構(gòu)件由金屬或硬質(zhì)聚合物制成。
【文檔編號(hào)】F16F13/14GK106051030SQ201610218944
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日 公開(kāi)號(hào)201610218944.5, CN 106051030 A, CN 106051030A, CN 201610218944, CN-A-106051030, CN106051030 A, CN106051030A, CN201610218944, CN201610218944.5
【發(fā)明人】杰弗里·D·奧滕, 羅伯特·P·丘奇
【申請(qǐng)人】安納恩汽配產(chǎn)品公司