CN106051030A - 充满流体的减震套筒组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种充满流体的减震套筒组件及其制造方法，该方法包括如下步骤：在第一模制步骤中，形成套筒构件，所述套筒构件包括具有贯穿的轴向孔的弹性芯件，所述弹性芯件具有包括至少一个流体腔室的周向外表面，所述周向外表面被在第一模制步骤中硫化到所述弹性芯件的金属圆筒部分地包围；在第一模制步骤后，减小所述套筒构件的外径；在随后的第二模制步骤中，将一个或多个聚合物密封元件模制结合到所述金属圆筒的外周表面；在接下来的步骤中，将至少一个流体通道构件设置在所述金属圆筒的外周表面的一部分上；以及将流体置于所述至少一个流体腔室中并将所述套筒构件、所述一个或多个聚合物密封元件、以及所述至少一个流体通道构件流体密封在壳体内。

Description

充满流体的减震套筒组件及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请涉及并且要求2015年4月10日提交的美国临时申请号62/145,590的优先权利益，该申请的公开内容通过整体引用的方式结合于此。
技术领域
本发明涉及一种充满流体的减震套筒组件及其制造方法。
背景技术
套筒组件广泛应用在交通运输中，例如车辆悬架组件的接头中。对车辆的一个关注点是减少由路面引起的震动和将乘客舱从这样的震动中的隔离。这样的震动可能包括一系列的幅度和频率以及各个方向的运动。车辆悬架***被设计成减少这样的震动。前端悬架***通常由各构件(包括各种臂、杆、链接等)、汽车的框架和车轮组件的中间件组成。通常，一细长臂从车轮组件延伸，且另一个臂从框架延伸，这些臂在具有套筒组件的连接接头处连接在一起。
减震套筒组件的常见类型为充满流体的橡胶套筒组件。这样的套筒组件包括被金属圆筒至少部分地包围的橡胶芯件。芯件包括通过密封元件绕金属圆筒外表面彼此流体隔离的流体腔室。套置于金属圆筒上的流体通道构件具有多个通道，以允许阻尼流体响应于作用在套筒上的轴向或径向载荷的变化而从一个流体腔室传递到另一个流体腔室。壳体以流体密封方式包围并且容纳(capture)上述构件，以防止阻尼流体从中泄漏。
通常，通过在单个步骤中模制橡胶芯件、金属圆筒以及各密封元件来制造上述套筒组件，使得以上各构件硫化成单个组件。在这个模制步骤之后，通过校准或者整形(swedging)来减小金属圆筒的外径，以减轻套筒材料中的内应力。
发明内容
公开了一种充满流体的减震套筒组件及其制造方法。根据此方法，在第一模制步骤中，形成套筒构件，该套筒构件包括具有贯穿的轴向孔的弹性芯件。该弹性芯件具有包括至少一个流体腔室的周向外表面。该周向外表面被在第一模制步骤中硫化到弹性芯件的金属圆筒部分地包围。接着，减小套筒构件的外径。随后，在第二模制步骤中，将一个或多个聚合物密封元件模制结合(mold-bond)到金属圆筒的外周表面。在接下来的步骤中，将至少一个流体通道构件设置在金属圆筒的外周表面的一部分上。随后，将流体置于至少一个流体腔室中，并且将套筒构件、所述一个或多个聚合物密封元件、以及至少一个流体通道构件流体密封在壳体内。
在一个实施方式中，在第一模制步骤后减小套筒构件的外径的步骤包括：通过校准或者整形来减小套筒构件的外径。
在该方法的一个实施方式中，在将一个或多个聚合物密封元件模制结合到金属圆筒的外周表面的第二模制步骤之前，清洁金属圆筒的外表面。进一步的，在清洁金属圆筒的外表面之后并且在将一个或多个聚合物密封元件模制结合到金属圆筒的外周表面的步骤之前，在外周表面可以准备粘促进模制结合过程的粘合剂。更进一步，所述一个或多个聚合物密封元件由热塑性弹性体制成。
在一个实施方式中，流体通道构件由金属或硬质聚合物制成。
附图说明
现在将参考附图仅通过举例的方式对实施方式进行描述。附图中：
图1为根据本发明制造的套筒组件的分解图；
图2为在一特定操作实施方式中所示的图1的示例性套筒组件的立体图；以及
图3描述了根据本发明的制造步骤。
具体实施方式
现在参考附图，其中在各个视图中相同的数字表示相同或相应的部件，公开了一种充满流体的减震套筒组件的制造方法。如图1和2所示，套筒组件10通常包括弹性材料(例如橡胶)的大致柱形的芯件11，该芯件被金属圆筒20部分地包围，以限定套筒构件。按照惯例，贯穿芯件11的轴向孔12的尺寸设计成容纳杆、管、轴等(未示出)，以将套筒组件10连接到外部结构(例如悬架***的各构件)。芯件11具有相对的第一端面13和第二端面14以及包括至少一个流体腔室16的周向外表面，该流体腔室被限定为周向表面中的凹部。根据图示的实施方式，两个这样的流体腔室16通常围绕周向表面彼此相对设置。如所描述的，芯件11沿其主长度的直径比接近端面13、14的直径小。
芯件11的周向外表面被制造套筒构件期间硫化到芯件11的金属圆筒20部分地包围。如所描述的，金属圆筒20包括开口21，以使流体腔室16与套筒构件的外部连通。
流体腔室16通过设置在金属圆筒20外表面上的一个或多个聚合物密封元件(通常用30表示)绕金属圆筒20的外表面彼此流体隔离。如图所示，聚合物密封元件30包括接近每个端面13、14围绕金属圆筒20周向布置的环形部31。如将认识到的，密封元件30的尺寸设置为使得密封元件充分地径向延伸超出金属圆筒20，从而被套置在套筒构件、所述一个或多个聚合物密封元件30、以及至少一个流体通道构件40上的壳体50压缩，如下面所描述的。
至少一个流体通道构件40位于金属圆筒20的外表面上。如示例性实施方式中示出的，流体通道构件40是半圆柱形(通常为“C”形)元件，其相对端部覆盖在流体腔室16上。流体通道构件40的外表面包括多个通道41，所述通道限定了流体路径，以允许阻尼流体(例如，通过非限定性的举例，油、水、乙二醇、液压流体等中的一种多种)位于套筒组件10的内部并响应于作用在套筒上的轴向或径向载荷的变化而从一个流体腔室16传递到另一个流体腔室，并因此提供液压阻尼效果。为了促进这样的运动，流体路径包括一个或多个接近每个流体腔室16的开口42。流体通道构件40可以由任何合适的材料(包括例如硬质塑料)制成。
如上所述，套筒构件、一个或多个聚合物密封元件30、以及至少一个流体通道构件40被容纳在壳体50内，在图示的实施方式中，该壳体包括由金属或其他合适的材料制成的圆柱形构件。如图所示，壳体50的尺寸设计成使得其纵向延伸超出芯件11的每个相对的端面13、14。壳体50的内径使得密封元件30在套筒构件与壳体50之间提供流体密封，以防止置于其中的阻尼流体泄漏。如将理解的，在将套筒构件、一个或多个聚合物密封元件30、以及至少一个流体通道构件40容纳在壳体50内之前，阻尼流体置于流体腔室16中。
按照规定，为了将套筒组件10安装在操作环境中，可选的，可以将套筒组件10设置在如图2所示的支架60中。
现在转到图3，将更好地理解制造上述示例性套筒组件10的方法。
在第一模制步骤100中，在单个步骤中模制包括弹性芯件11的套筒构件以及与之硫化的金属圆筒20。
在随后的步骤110中，在金属圆筒20硫化到芯件11之后，例如通过校准或者整形减小套筒构件的外径，以减轻套筒材料中的内应力。根据示例性实施方式中的套筒组件，外径被整形到大约3mm。然而，应该认识到，该实施例不认为是对本发明的限制。
在接下来的步骤120中，将密封元件30模制结合到金属圆筒20的外周表面上。在示例性实施方式中，首先清洁金属圆筒20的外表面，以除去可能妨碍模制结合步骤的任何杂质，例如来自第一模制步骤的剩余聚合物。然后按照规定，在金属表面的外部准备粘合剂以促进模制结合过程。在示例性实施方式中，密封元件30由热塑性弹性体制成。然而，可以理解的是，可以用适于模制结合到金属圆筒20并能够执行密封元件30的密封功能的任何其他聚合物替代。
在接下来的步骤130中，将流体通道构件40设置在金属圆筒20的外周表面的一部分上。可以理解，流体通道构件40为可通过任何合适的材料(例如，通过非限定性的举例，金属或硬质聚合物(例如PA66)制造的单独成型(例如通过模制)的元件。
在最后的步骤140中，将合适的流体(例如，通过非限定性的举例，油、水、乙二醇、液压流体等中的一种或多种)置于一个或多个流体腔室16中；并且将套筒构件(包括模制的芯件11和金属圆筒20)、聚合物密封元件30、以及至少一个流体通道构件40都流体密封在壳体50内。
通过本文所描述的发明，应当认识到，可以制造具有改进的公差并且将展示更长的使用寿命的套筒组件。更特别的，本发明的发明人已经发现，通过在上述的第一步骤中形成套筒构件，并且随后在金属圆筒上设置密封元件(第二模制步骤)之前校准或者整形套筒构件，密封元件的完整性不会受到影响。
尽管已经描述和说明了本发明的示例性实施方式，本领域技术人员应该认识到，能够进行许多改进和变化，而不会脱离所附权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种制造充满流体的减震套筒组件的方法，包括如下步骤：
在第一模制步骤中，形成套筒构件，所述套筒构件包括具有贯穿的轴向孔的弹性芯件，所述弹性芯件具有包括至少一个流体腔室的周向外表面，所述周向外表面被在第一模制步骤中硫化到所述弹性芯件的金属圆筒部分地包围；
在第一模制步骤后，减小所述套筒构件的外径；
在随后的第二模制步骤中，将一个或多个聚合物密封元件模制结合到所述金属圆筒的外周表面；
在接下来的步骤中，将至少一个流体通道构件设置在所述金属圆筒的外周表面的一部分上；以及
将流体置于所述至少一个流体腔室中并将所述套筒构件、所述一个或多个聚合物密封元件、以及所述至少一个流体通道构件流体密封在壳体内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一模制步骤后减小所述套筒构件的外径的步骤包括：通过校准或者整形来减小所述套筒构件的外径。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在将一个或多个聚合物密封元件模制结合到所述金属圆筒的外周表面的第二模制步骤之前，清洁所述金属圆筒的外表面。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在清洁所述金属圆筒的外表面之后并且在将所述一个或多个聚合物密封元件模制结合到所述金属圆筒的外周表面的步骤之前，在所述外周表面准备促进模制结合过程的粘合剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述一个或多个聚合物密封元件由热塑性弹性体制成。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述流体通道构件由金属或硬质聚合物制成。
7.一种充满流体的减震套筒组件，根据以下方法制造：
在第一模制步骤中，形成套筒构件，所述套筒构件包括具有贯穿的轴向孔的弹性芯件，所述弹性芯件具有包括至少一个流体腔室的周向外表面，所述周向外表面被在第一模制步骤中硫化到所述弹性芯件的金属圆筒部分地包围；
在第一模制步骤后，减小所述套筒构件的外径；
在随后的第二模制步骤中，将一个或多个聚合物密封元件模制结合到所述金属圆筒的外周表面；
在接下来的步骤中，将至少一个流体通道构件设置在所述金属圆筒的外周表面的一部分上；以及
将流体置于所述至少一个流体腔室中并将所述套筒构件、所述一个或多个聚合物密封元件、以及所述至少一个流体通道构件流体密封在壳体内。
8.根据权利要求7所述的套筒组件，其中，在所述第一模制步骤后减小所述套筒构件的外径的步骤包括：通过校准或者整形来减小所述套筒构件的外径。
9.根据权利要求7所述的套筒组件，其中，在将一个或多个聚合物密封元件模制结合到所述金属圆筒的外周表面的第二模制步骤之前，清洁所述金属圆筒的外表面。
10.根据权利要求9所述的套筒组件，其中，在清洁所述金属圆筒的外表面之后并且在将所述一个或多个聚合物密封元件模制结合到所述金属圆筒的外周表面的步骤之前，在所述外周表面准备促进模制结合过程的粘合剂。
11.根据权利要求10所述的套筒组件，其中，所述一个或多个聚合物密封元件由热塑性弹性体制成。
12.根据权利要求7所述的套筒组件，其中，所述流体通道构件由金属或硬质聚合物制成。
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