CN105782318B - 用于气压弹簧的压力阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涉及用于气压弹簧的压力阀，更具体地提供一种气动弹簧支柱组件，其包括：限定出内部容积的汽缸壁，其具有工作端和与该工作端相邻的增压腔，该工作端包括第一容积气体并且该增压腔包括第二容积气体；活塞组件，该活塞组件设置为在该内部容积的该工作端中往复运动，活塞杆具有固定到该活塞的近端和从该内部容积伸出的远端；以及温度控制阀组件，该温度控制阀组件设置在该内部容积中以将该工作端与该增压腔分开，并且包括设计部分，该设计部分配置为在该第一容积气体存在于该工作端中时防止在该工作端与该增压腔之间的流体流动并且配置为如果当该工作端被排空第一容积气体时允许在该工作端与该增压腔之间的流体流动。

Description

用于气压弹簧的压力阀
技术领域
本发明的主题涉及多腔温度补偿式气动弹簧支柱，并且更具体地涉及一种具有超温补偿的温度补偿阀组件。
背景技术
气动弹簧支柱（气压弹簧）广泛用于使车辆的发动机舱罩、后备箱盖、后窗和后挡板部分地或者完全地平衡以利于打开它们并且使它们保持打开。气压弹簧的力输出可以随着环境温度的改变而大幅变化。即，在低环境温度下，气压弹簧产生的力可大大低于在更高环境温度下产生的力。为了抵消这种效应，将温度补偿阀（TCV）组件组装在气动弹簧支柱主体中。TCV组件将气压弹簧的气体腔分为两个单独的压力腔。当阀门关闭时，例如，在高于4摄氏度的温度下，气压弹簧仅仅通过使用主压力腔发挥作用。在寒冷的环境温度下，例如，在低于4摄氏度的温度下，阀门打开，以允许气压弹簧运行，并且基于主压力腔中的气体的容积和附加容积来提供输出力或者升力。附加容积包含在二级压力腔中。
在一些情况下，诸如，在车辆碰撞受损之后，由于提升杆密封件周围的泄漏，主压力腔中的气体可以从气动弹簧支柱逸出。在气动弹簧支柱温度升高的情况下，需要释放二级压力腔中的气体压力，以防止气体压力将TCV组件从其在气动弹簧支柱主体中的坐落位置移出。
发明内容
在示例性实施例中，气动弹簧支柱组件包括：限定出内部容积的汽缸壁，其具有工作端和与该工作端相邻的增压腔，该工作端包括第一容积气体，并且该增压腔包括第二容积气体；活塞组件，该活塞组件设置为在内部容积的工作端中往复运动，活塞杆具有固定到活塞的近端和从内部容积伸出的远端；以及温度控制阀组件，该温度控制阀组件设置在内部容积中以将工作端与增压腔分开，并且包括设计部分（engineered portion），该设计部分配置为在第一容积气体存在于工作端中时防止在工作端与增压腔之间的流体流动，并且配置为如果当该工作端被排空第一容积气体时允许在工作端与增压腔之间的流体流动。
在另一示例性实施例中，用于车辆升降门的气动弹簧支柱组件包括汽缸和活塞组件，该活塞组件设置在该汽缸中以在工作端中往复运动。活塞具有一端固定到活塞并且第二端从汽缸伸出的活塞杆。温度控制阀组件将汽缸的工作端与相邻增压腔分开，并且包括分隔壁套管单元，该分隔壁套管单元固定在汽缸内以限定出增压腔和工作端，并且包括主体、盖、壁和设计部分，该设计部分配置为在加压气体存在于工作端和增压腔中时保持完整性，并且配置为如果当该工作端被排空加压气体时允许在增压腔与工作端之间的流体流动。
在又一示例性实施例中，用于车辆面板的气动弹簧支柱组件包括：限定出内部容积的汽缸壁，其具有工作端和与该工作端相邻的增压腔，该工作端包括第一容积气体，并且该增压腔包括第二容积气体；活塞组件，该活塞组件设置为在内部容积的工作端中往复运动，活塞杆具有固定到活塞的近端和从内部容积伸出的远端；以及温度控制阀组件，该温度控制阀组件设置在内部容积中以将工作端与增压腔分开，并且包括设计部分，该设计部分配置为在第一容积气体存在于工作端中时防止在工作端与增压腔之间的流体流动，并且配置为如果当该工作端被排空第一容积气体时允许在工作端与增压腔之间的流体流动。
本发明还公开了以下方案。
方案1. 一种气动弹簧支柱组件，其包括：
限定内部容积的汽缸壁，其具有工作端和与所述工作端相邻的增压腔，所述工作端包括第一容积气体并且所述增压腔包括第二容积气体；
活塞组件，其设置为用于在所述内部容积的所述工作端中往复运动，活塞杆具有固定到所述活塞的近端和从所述内部容积伸出的远端；
温度控制阀组件，其设置在所述内部容积中以将所述工作端与所述增压腔分开；并且
包括设计部分，其配置为当所述第一容积气体存在于所述工作端中时防止在所述工作端与所述增压腔之间的流体流动并且配置为如果所述工作端被排空所述第一容积气体时允许在所述工作端与所述增压腔之间的流体流动。
方案2. 根据方案1所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述温度控制阀组件中的壁将所述增压腔与所述工作端分开。
方案3. 根据方案2所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分设置在所述壁中并且包括厚度减小的部分。
方案4. 根据方案3所述的气动弹簧支柱组件，其中，通过弯曲，所述设计部分在所述壁中限定出孔口，所述孔口允许所述第二容积气体从所述增压腔逸出。
方案5. 根据方案3所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分可以被铸造到所述壁中或者在铸造之后进行机器加工。
方案6. 一种用于车辆面板的气动弹簧支柱组件，其包括：
汽缸；
活塞组件，其设置在所述汽缸中用于在工作端中往复运动，所述活塞具有一端固定到所述活塞并且第二端从所述汽缸伸出的活塞杆；
温度控制阀组件，其将所述汽缸的所述工作端与相邻的增压腔分开，所述温度控制阀包括：
分隔壁套管单元，其固定在所述汽缸内以限定出所述增压腔和所述工作端并且包括主体、盖、壁和设计部分，所述设计部分配置为在加压气体存在于所述工作端和所述增压腔中时保持完整性并且配置为如果所述工作端被排空加压气体时允许在所述增压腔与所述工作端之间的流体流动。
方案7. 根据方案6所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分设置在所述壁中并且包括厚度减小的部分。
方案8. 根据方案6所述的气动弹簧支柱组件，其中，通过弯曲，所述设计部分在所述壁中限定出孔口，所述孔口允许所述加压气体从所述增压腔逸出。
方案9. 根据方案6所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分可以被铸造到所述分隔壁套管单元中或者在铸造之后进行机器加工。
方案10. 一种用于车辆面板的气动弹簧支柱组件，其包括：
限定内部容积的汽缸壁，其具有工作端和与所述工作端相邻的增压腔，所述工作端包括第一容积气体并且所述增压腔包括第二容积气体；
活塞组件，其设置为用于在所述内部容积的所述工作端中往复运动，活塞杆具有固定到所述活塞的近端和从所述内部容积伸出的远端；
温度控制阀组件，其设置在所述内部容积中以将所述工作端与所述增压腔分开；并且
包括设计部分，其配置为在所述第一容积气体存在于所述工作端中时防止在所述工作端与所述增压腔之间的流体流动并且配置为如果所述工作端被排空所述第一容积气体时允许在所述工作端与所述增压腔之间的流体流动。
方案11. 根据方案10所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述温度控制阀组件中的壁将所述增压腔与所述工作端分开。
方案12. 根据方案11所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分设置在所述壁中并且包括厚度减小的部分。
方案13. 根据方案12所述的气动弹簧支柱组件，其中，通过弯曲，所述设计部分在所述壁中限定出孔口，所述孔口允许所述第二容积气体从所述增压腔逸出。
方案14. 根据方案12所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分可以被铸造到所述壁中或者在铸造之后进行机器加工。
方案15. 根据方案10所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分包括偏置止回阀。
方案16. 根据方案15所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述偏置止回阀包括在所述温度控制阀中机器加工的阀座中的弹簧加压滚珠轴承。
本发明的上述特征和优点、以及其它特征和优点通过以下结合附图对本发明进行的详细说明而变得清楚。
附图说明
其它特征、优点和细节仅仅通过举例的方式出现在以下对实施例的详细说明中，该详细说明参考附图，在附图中：
图1是体现本发明特征的气动弹簧支柱的截面平面图；
图2是体现本发明特征的温度补偿阀组件的截面图；以及
图3是体现本发明特征的温度补偿阀组件的另一实施例。
具体实施方式
以下说明本质上仅仅是示例性的，而并不旨在限制本公开、其应用或者用途。应该理解，贯穿整个附图，对应的附图标记指示相似或者对应的部分和特征。如在本文中所使用的，术语“车辆”并不仅仅限于汽车、卡车、厢式货车或者运动型多用途车，而是包括适用于运输负载的任何自推进式或者拖曳式运输工具。所示实施例可应用于车辆组件，但是本文所公开的***可以用于应用了气动弹簧支柱的任何适合的应用中（例如，运输、能量和航空应用、家用电器、住宅，并且尤其包括许多其它类型的车辆组件和应用）。
现在参照图1，在示例性实施例中，用于协助打开车辆面板并且使该车辆面板保持打开的气动弹簧支柱组件10具有汽缸20，该汽缸20具有汽缸壁78，该汽缸壁78限定出内部容积25，并且该汽缸壁78的长度由将与弹簧支柱组件10一起使用的设备的类型确定。活塞组件22设置在汽缸20中以在第一工作端24处往复运动。第一工作端24由活塞组件22分为在压力下充有第一容积气体（例如，空气、氮气或者一些其它惰性气体）的两个隔间26和28。活塞组件22可以包括自由组装活塞30、活塞环32和活塞杆或者轴34，该活塞杆或者轴34的第一近端36通过在38之上锻造或者在38处铆接来固定到活塞。
活塞轴34通过气缸20的第一端40伸出；气缸20的第二端42是闭合的。轴34的第二远端44具有刚性固定到其的接头连接件46，并且第二接头连接件48固定到汽缸20的第二端42。在汽缸20内，活塞轴34穿过大密封件50和引导包装52。汽缸20的第一端40在密封件50和引导包装的周围卷曲，并且内部气体压力有助于将密封件维持就位。
温度补偿的构思涉及：使用温度控制阀“TCV”组件56将汽缸20的第一工作端24与包含在压力下的第二容积气体的相邻增压腔58分开，活塞在该第一工作端24中往复运动。现在参照图2，继续参照图1，TCV组件56包括分隔壁套管单元60，该分隔壁套管单元60固定在汽缸20内的预定位置中以限定出前述增压腔58。分隔壁套管单元或者套管阀60可以被构建为如图2所示，并且包括主体62和盖64。阀门构件（诸如双金属弹簧构件66）保持在主体62与盖64之间。O型环68位于双金属弹簧构件66下面并且在TCV组件56在闭合位置时将双金属弹簧密封隔开阀座86，如图2所示。在打开位置（未图示）中，双金属弹簧构件66远离O型环68和阀座86弯曲，并且与O型环68和阀座86脱离，从而向通往汽缸20的工作端24的隔间28的空心管部分70提供开口。当环境温度下降时（例如低于4摄氏度），双金属弹簧构件66远离在打开位置（未图示）的O型环68和阀座86弯曲，并且与O型环68和阀座86脱离。
TCV组件56组装到汽缸20中。如图2所示，主体62包括沿外壁74的周向延伸的座72，第二O型环76位于外壁74中。第二O型环与汽缸20的汽缸壁78一起形成密封件。汽缸20可以具有形成在其中的管槽80，该管槽80通常是在将TCV组件***汽缸之后形成。管槽80与外壁74中的周向延伸保持槽口82连接并且用以将TCV组件56在汽缸20中维持就位并且与汽缸20的汽缸壁78一起形成附加密封件。在另一实施例（未图示）中，可以将TCV组件56压配到汽缸20中。
在实施例中，环形凹槽84围绕阀座86，双金属弹簧构件66可操作地位于该阀座86上。壁88将增压腔58与汽缸20的工作端24分开。设计部分90设置在壁88中，并且具有配置为在气动弹簧支柱组件10的正常操作期间维持完整性的厚度。正因如此，当加压气体存在于隔间28和增压腔58中的壁88的两侧时，防止在第一工作端24与增压腔58之间的加压气体的流体流动。然而，如果当隔间28由于密封件50的泄漏或者其它泄漏事件而被排空加压气体，设计部分90将弯曲或者打开（图3）以释放增压腔58中的气体压力，从而避免跨过分隔壁套管单元60的压差，该压差可能会导致分隔壁套管单元60从坐落位置移出。通过弯曲，设计部分90在分隔壁套管单元60中限定出孔口92，该孔口92将允许在第一工作端24与增压腔58之间的流体流动，从而方便被压缩的气体从增压腔58中无害地逸出。
可以将设计部分90弯曲或者打开所处的压差选择为从在排空时刻的两个腔26、58之间的压差变化到使分隔壁套管单元60在汽缸20内从其坐落位置移出所需压差之前的压差。设计部分90可以被铸造到分隔壁套管单元60中或者在铸造之后进行机器加工。另外，当分隔壁套管单元60与围绕阀座86的环形凹槽84一起图示时，可设置在单元的更厚部分中的设计部分90的正确操作并不一定要求该特征，而不会降低有效性。另外，虽然在本文中已经将设计部分90图示为包括一种爆壁（burst wall）时，但是诸如在壁88中机器加工的阀座中的弹簧加压滚珠轴承的偏置止回阀也被认为落入本发明的范围内。
虽然已经参考示例性实施例对本发明进行了描述，本领域技术人员要理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变并且可以用等效物来取代本发明的要素。另外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以做出许多修改以使材料的特定情况适应本发明的教导。因此其旨在说明，本发明不限于所公开的具体实施例，而是本发明将包括落入应用范围内的所有实施例。

Claims (16)

1.一种气动弹簧支柱组件，其包括：
限定内部容积的汽缸壁，其具有工作端和与所述工作端相邻的增压腔，所述工作端包括第一容积气体并且所述增压腔包括第二容积气体；
活塞组件，其设置为用于在所述内部容积的所述工作端中往复运动，活塞杆具有固定到所述活塞组件的近端和从所述内部容积伸出的远端；
温度控制阀组件，其设置在所述内部容积中以将所述工作端与所述增压腔分开，所述温度控制阀组件包括阀门构件和设计部分，所述阀门构件响应于温度变化选择地流体连接所述工作端与所述增压腔，所述设计部分配置为当所述第一容积气体存在于所述工作端中时防止在所述工作端与所述增压腔之间的流体流动并且配置为如果所述工作端被排空所述第一容积气体时弯曲从而允许从所述增压腔到所述工作端的流体流动。
2.根据权利要求1所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述温度控制阀组件中的壁将所述增压腔与所述工作端分开。
3.根据权利要求2所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分设置在所述温度控制阀组件中的所述壁中并且包括厚度减小的部分。
4.根据权利要求3所述的气动弹簧支柱组件，其中，通过弯曲，所述设计部分在所述温度控制阀组件中的所述壁中限定出孔口，所述孔口允许所述第二容积气体从所述增压腔逸出。
5.根据权利要求3所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分可以被铸造到所述温度控制阀组件中的所述壁中或者在铸造之后进行机器加工。
6.一种用于车辆面板的气动弹簧支柱组件，其包括：
汽缸；
活塞组件，其设置在所述汽缸中用于在工作端中往复运动，所述活塞组件具有一端固定到所述活塞组件并且第二端从所述汽缸伸出的活塞杆；
温度控制阀组件，其将所述汽缸的所述工作端与相邻的增压腔分开，所述温度控制阀组件包括：
阀门构件，所述阀门构件响应于温度变化选择地流体连接所述工作端与所述增压腔；和
分隔壁套管单元，其固定在所述汽缸内以限定出所述增压腔和所述工作端并且包括主体、盖、壁和设计部分，所述设计部分配置为在加压气体存在于所述工作端和所述增压腔中时保持完整性并且配置为如果所述工作端被排空加压气体时弯曲从而允许从所述增压腔到所述工作端的流体流动。
7.根据权利要求6所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分设置在所述壁中并且包括厚度减小的部分。
8.根据权利要求6所述的气动弹簧支柱组件，其中，通过弯曲，所述设计部分在所述壁中限定出孔口，所述孔口允许所述加压气体从所述增压腔逸出。
9.根据权利要求6所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分可以被铸造到所述分隔壁套管单元中或者在铸造之后进行机器加工。
10.一种用于车辆面板的气动弹簧支柱组件，其包括：
限定内部容积的汽缸壁，其具有工作端和与所述工作端相邻的增压腔，所述工作端包括第一容积气体并且所述增压腔包括第二容积气体；
活塞组件，其设置为用于在所述内部容积的所述工作端中往复运动，活塞杆具有固定到所述活塞组件的近端和从所述内部容积伸出的远端；和
温度控制阀组件，其设置在所述内部容积中以将所述工作端与所述增压腔分开，所述温度控制阀组件包括阀门构件和设计部分，所述阀门构件响应于温度变化选择地流体连接所述工作端与所述增压腔，所述设计部分配置为在所述第一容积气体存在于所述工作端中时防止在所述工作端与所述增压腔之间的流体流动并且配置为如果所述工作端被排空所述第一容积气体时弯曲从而允许从所述增压腔到所述工作端的流体流动。
11.根据权利要求10所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述温度控制阀组件中的壁将所述增压腔与所述工作端分开。
12.根据权利要求11所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分设置在所述温度控制阀组件中的所述壁中并且包括厚度减小的部分。
13.根据权利要求12所述的气动弹簧支柱组件，其中，通过弯曲，所述设计部分在所述温度控制阀组件中的所述壁中限定出孔口，所述孔口允许所述第二容积气体从所述增压腔逸出。
14.根据权利要求12所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分可以被铸造到所述温度控制阀组件中的所述壁中或者在铸造之后进行机器加工。
15.根据权利要求10所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述设计部分包括偏置止回阀。
16.根据权利要求15所述的气动弹簧支柱组件，其中，所述偏置止回阀包括在所述温度控制阀组件中机器加工的阀座中的弹簧加压滚珠轴承。
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