CN106907421A - 具有液压止挡装置的液压阻尼器 - Google Patents

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Abstract

具有液压止挡装置的液压阻尼器。用于机动车辆的液压阻尼器包括管，所述管具有主区段和收窄区段。主活塞组件被设置在所述主区段的内部。主活塞杆附接至所述主活塞组件。次级杆与所述主活塞杆联接。弹簧座围绕所述次级杆设置。弹簧接合所述弹簧座并且预加载所述弹簧座。次级活塞围绕所述次级杆设置并且与所述次级杆联接。所述次级活塞具有轴向突起和抵接所述弹簧座的环形突起。所述环形突起限定多个轴向槽。保持构件被固定到所述次级杆并且具有限定多个径向槽的外表面。密封环围绕所述轴向突起可滑动地设置。环形通道被径向地限定在所述密封环与所述轴向突起之间。

Description

具有液压止挡装置的液压阻尼器
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的液压阻尼器。更具体地，本发明涉及一种用于车辆的包括主活塞组件和次级活塞组件的液压阻尼器。
背景技术
在本领域中已知液压阻尼器包括位于阻尼器的管的主区段中的主活塞组件，以及位于管的收窄区段中的次级活塞组件。次级活塞组件形成所谓的液压止挡装置，该液压止挡装置在活塞杆行程的操作范围的预定端部区段上产生附加的阻尼力。在第3,447,644号美国专利以及欧洲专利申请公开号EP 2 302 252A2和EP 2 952 775A2中公开了设置有这样的液压止挡装置的示例性阻尼器。
这样的液压止挡装置使得能够产生主要取决于活塞杆的位置的附加的阻尼力并且基于杆位移提供渐进增加的阻尼力。在某些情况下，在这种解决方案中阻尼力的增加可能是过度突然的。因此，已提出为次级活塞组件设置附加压缩阀组件，该附加压缩阀组件使由止挡装置生成的附加阻尼力还取决于杆速度。
这种类型的示例性阻尼器在美国专利申请公开号US 2011/017558中进行了描述，其公开了一种液压压缩止挡活塞，该液压压缩止挡活塞包括：主元件，该主元件具有管道；限流碟簧，该限流碟簧覆盖所述管道并且在压缩活塞的运动中工作；限流器，该限流器用膨胀止挡垫圈覆盖所述管道；以及限制部分。
尽管如此，所有这样的已知液压止挡件都在止挡件的整个操作范围内具备附加阻尼力的渐进特性。虽然这样的渐进特性是有利的，但是它也产生了产生过大阻尼力的高风险，其可能对各种阻尼器部件(特别是液压止挡装置本身的部件)及(可能被损坏的)其它结构性车辆部件引起极高的负载。
鉴于上述内容，本发明的目的是提供一种具有液压止挡装置的液压阻尼器，所述液压止挡装置提供基于杆位移的高的且渐进增加的阻尼力，同时还限制阻尼力的增加超过某个可调阈值。本发明的另一目的是，阻尼器具有简单的结构、是成本有效的且易于制造。
发明内容
提供了一种用于机动车辆的液压阻尼器。该液压阻尼器包括管，所述管沿着轴线延伸并且限定用于保持流体的腔室。所述管具有具有第一直径的主区段和具有第二直径的收窄区段，所述第二直径小于所述第一直径。主活塞组件可滑动地设置在所述管的所述主区段的内部。主活塞杆附接至所述主活塞组件并且轴向地延伸到所述管的外部。次级杆与所述主活塞杆联接并且从所述主活塞杆轴向地延伸。弹簧座围绕所述次级杆设置并且能够相对于所述次级杆轴向地移动。弹簧接合所述弹簧座并且在与所述主活塞组件相反的方向上预加载所述弹簧座。次级活塞围绕所述次级杆设置并且与所述次级杆联接。所述次级活塞具有轴向突起和环形突起。所述轴向突起轴向地延伸，并且所述环形突起相对于所述轴向突起径向地向外延伸并抵接所述弹簧座。所述环形突起限定轴向延伸穿过其中的多个轴向槽。保持构件在所述次级活塞的与所述弹簧座轴向相反的一侧固定到所述次级杆并且具有限定多个间隔开的径向槽的外表面，所述多个间隔开的径向槽径向向内延伸成与所述次级活塞的所述轴向槽径向对准。具有基本上与所述第二直径对应的外径的密封环围绕所述轴向突起可滑动地设置成轴向地位于所述环形突起与所述保持构件之间。环形通道被径向地限定在所述密封环与所述轴向突起之间。所述密封环能够在第一位置与第二位置之间轴向地移动。所述密封环在所述第一位置接合所述环形突起，以将所述环形通道与所述环形突起的所述轴向槽流体地连接，并且其中，所述密封环在所述第二位置接合所述保持构件，以将所述环形通道与所述保持构件的所述径向槽流体地连接。
因此，当所述次级活塞组件在冲程结束时进入所述管的所述收窄区段时，流向所述环形突起的所述轴向槽的工作液体在所述弹簧座下方建立压力，使得在某一点，所述弹簧将挤压并打开用于工作流体通过所述活塞的所述轴向槽并且轴向地位于所述弹簧座下方的附加流动通道。
根据本公开的另一方面，多个环形座中的每一个均从所述轴向突起轴向地延伸并且围绕所述轴向槽中的一个轴向槽。所述环形座减小在所述弹簧座处工作的压力区域并进而允许采用具有低刚度的弹簧。
根据本公开的另一方面，所述次级活塞固定到所述次级杆。
根据本公开的另一方面，所述次级杆包括主体部和从所述主体部轴向地延伸的轴向延伸部。所述轴向延伸部具有具有比所述主体部更小的直径。在所述主体部与所述轴向延伸部之间径向地限定抵接表面。所述次级活塞接合所述抵接表面。
根据本公开的另一方面，所述次级杆的所述轴向延伸部具有外螺纹，并且所述保持构件是螺纹固定到所述轴向延伸部的所述外螺纹的螺母。
根据本公开的另一方面，环形突出部从所述次级杆径向向外延伸。所述弹簧接合所述环形突出部。
应当认识到，前述方面简化了题述液压阻尼器的结构，特别是与所述次级活塞组件关联的部件。
根据本公开的另一方面，所述管在回弹端与压缩端之间轴向地延伸，并且所述管的所述收窄区段位于所述管的所述压缩端。
根据本公开的另一方面，所述管的所述收窄区段限定轴向地延伸的至少一个槽。应当认识到，在所述次级活塞组件进入所述阻尼器管的所述收窄区段时，所述槽提供了平滑且可调节的阻尼力的增加。
根据本公开的另一方面，***件被设置在所述管的所述压缩端中。所述***件限定所述管的所述收窄区段。与适当地成形为形成所述收窄区段的单个管相比，这样的结构可承受工作液体的基本上更高的压力。更具体地，当液体不再在所述密封环周围流动时，特别是如果所述收窄区段设置有轴向槽并且所述次级活塞到达不再存在所述槽时的点的情况下，较高压力迅速建立。
根据本发明的液压阻尼器可容易地被配置成生成用于压缩冲程和回弹冲程两者的附加阻尼力，使得能够对力增益进行大范围调谐，其中装置的性能可取决于活塞位置以及活塞速度两者。所述次级活塞可容易地被配置成在某一压力激活阈值下激活，并因此用作排出(blow off)安全阀。
附图说明
下面将结合附图描述并解释本发明，其中：
图1是根据本发明的具有液压压缩止挡件的双管阻尼器的一个实施方式的示意性剖视图；
图2是根据本发明的具有液压回弹止挡件的单管阻尼器的一个实施方式的示意性剖视图；
图3a是例示出在压缩冲程期间图1中示出的所述双管阻尼器的液压压缩止挡件的操作的示意性剖视图；
图3b是例示出在所述压缩冲程期间图1中示出的所述双管阻尼器的所述液压压缩止挡件的进一步的操作的示意性剖视图；
图4a是例示出在回弹冲程期间图1中示出的所述双管阻尼器的液压压缩止挡件的操作的示意性剖视图；
图4b是例示出在所述回弹冲程期间图1中示出的所述双管阻尼器的所述液压压缩止挡件的进一步的操作的示意性剖视图
图5a以正视图例示出了根据本发明的阻尼器的次级活塞组件的活塞的一个实施方式；
图5b以侧剖视图连同放大细节例示出了根据本发明的所述阻尼器的所述次级活塞组件的所述活塞的一个实施方式；
图5c以立体正视图例示出了根据本发明的所述阻尼器的所述次级活塞组件的所述活塞的一个实施方式；
图6a以正视图例示出了根据本发明的阻尼器的次级活塞组件的保持构件的一个实施方式；
图6b以侧剖视图连同放大细节例示出了根据本发明的所述阻尼器的所述次级活塞组件的所述保持构件的一个实施方式；以及
图6c以后视图例示出了根据本发明的所述阻尼器的所述次级活塞组件的所述保持构件的一个实施方式。
具体实施方式
功能上等同的元件的附图标记在附图的所有图上保持相同，其中在适当的情况下，附图标记补充有额外的后缀(a，b)以区分功能性相同但结构不同的元件。
图1呈现了可在典型的机动车辆悬架中采用的根据本发明的双管阻尼器1a的一个实施方式。阻尼器1a包括填充有粘性工作液体的外管2和主管3。可移动的主活塞组件4设置在主管3中。主活塞组件4附接至主活塞杆5，主活塞杆5通过密封活塞杆引导件6通向阻尼器1a的外部。阻尼器1a还设置有底阀(base valve)组件7，底阀组件7被固定在主管3的另一端。主活塞组件4可滑动地地定位成抵靠主管3的内表面并且将管3分成(在主活塞组件4上方的)回弹腔室11和(在主活塞组件4与底阀组件7之间的)压缩腔室12。附加补偿腔室13位于底阀组件7的另一侧。
主活塞组件4设置有压缩阀组件42和回弹阀组件41，以在主活塞组件4处于运动中的同时来控制在回弹腔室11与压缩腔室12之间通过的工作液体的流动。底阀组件7设置有回弹阀组件71和压缩阀组件72，以分别在阻尼器1a的回弹冲程和压缩冲程期间控制在附加补偿腔室13与压缩腔室12之间通过的工作液体的流动。阀组件41、42和71、72提供可用于形成阻尼器1a的期望特性的设计参数。
管3的主区段33具有第一直径D1，在公开的实施方式中第一直径D1大约为32mm。如图所示，管3还包括具有第二直径D2的筒形收窄区段31，第二直径D2小于第一直径D1，在该实施方式中第二直径D2大约为28mm。该筒形收窄区段31具有***件35的形式，***件35设置有延伸到管的筒形主区段33中的锥形区段32。此外，***件35设置有六个轴向槽36，每个轴向槽36均具有拱形轴向横截面表面，该拱形轴向横截面表面从锥形区段32进一步沿着***件35减小而形成槽区段361，从而使工作液体能够流过槽36。槽的这种形状提供了在管3的筒形主区段33与筒形收窄区段31之间的阻尼力的平滑构建。
次级活塞组件8可随主活塞组件4移位并且借助旋拧到主活塞杆5的螺纹端上的次级杆81与主活塞组件4同轴地固定。次级活塞组件8的第三直径D3小于管3的主区段33的第一直径D1，使得在活塞组件8位于管3的主区段33内的同时，环形通道331被限定在次级活塞组件8的周界上，用于供工作液体自由流动。
主管3和次级活塞组件8的这样的形状为阻尼器1a提供了液压压缩止挡件(稍后将进行说明，特别是参考图3a、图3b、图4a和图4b进行说明)。
图2呈现了具有液压回弹止挡件的根据本发明的单管阻尼器1b的另一实施方式，该液压回弹止挡件的结构类似于图1中所例示的结构。如图2所示，阻尼器管3的筒形收窄区段31位于管3的回弹端，并且次级活塞组件8在主活塞组件4的回弹侧被固定到主活塞杆5。
在该实施方式中，管3的锥形区段32与从管3的外侧冲压的六个等角间隔开的轴向槽36分开并且与六个轴向桥37分开。结果，管3的锥形区段32包括由桥37的六个等角间隔开的筒形区段形成的半筒形槽区段361，并且包括由桥37的六个等角间隔开的锥形区段形成的半锥形区段32。半筒形槽区段361在保持槽36的同时提供了对次级活塞组件8的引导。
如本领域技术人员已知的，可滑动隔膜9将阻尼器压缩腔室12与附加气体补偿腔室14分离。管包括旋拧在主管3的端部上的盖34并且设置有阀341，阀341在组装阻尼器之后提供用气体填充附加气体补偿室14。
根据本发明的阻尼器可在压缩侧和回弹侧两者处包含两个液压止挡件。
图3a、图3b、图4a和图4b例示出了在压缩冲程和回弹冲程期间在图1中示出的双管阻尼器1a的实施方式中的液压压缩止挡件的操作。
如图3a所示，次级活塞组件8包括次级杆81，次级杆81设置有主体部813以及从主体部813沿轴向延伸的轴向延伸部812。轴向延伸部812具有小于主体部813的直径。抵接表面815沿径向被限定在主体部813与轴向延伸部812之间。环形突出部811从主体部813径向向外延伸。弹簧座82可滑动地设置在次级杆81上(over)，并且弹簧83被压缩在次级杆81、环形突出部811和弹簧座82之间。次级活塞84设置有具有多个等角间隔开的轴向槽841的环形突起844(参见图5a、图5b和图5c)，并且轴向突起842借助保持构件85以旋拧到次级杆81的收窄轴向延伸部812上的开槽螺母85的形式被固定到次级杆81的收窄的轴向延伸部812上(提供抵接表面)。保持构件85呈现外表面并且限定多个间隔开的径向槽851，所述多个间隔开的径向槽851沿径向向内延伸成与次级活塞84的轴向槽841径向对准。次级活塞84抵接弹簧座82。分离(split)密封环86松弛地设置在次级活塞84、轴向突起842上并且在次级活塞84、环形突起844和开槽螺母85之间，使得环形通道861被限定在次级活塞84的轴向突起842与密封环86的径向内表面之间。
当活塞组件8在管3的收窄区段31内移动时，密封环86提供密封。由于密封环86的分离(未示出)，当活塞组件8在主区段33内移动时，次级活塞组件8的外径D3略大于筒形收窄区段31的直径D2。在该实施方式中，次级活塞组件8的外径D3约为28.3mm。
在次级活塞组件8通过锥形区段32的压缩冲程期间，工作液体经由槽36流出收窄区段31并且绕着次级活塞组件8流到管3的主区段33，以及通过主活塞组件4的打开的压缩阀组件42(如虚线箭头图示)。
密封环86挤压以与收窄区段31的内表面形成密封接合，并且在这种移动中由于工作液体压力而被推离开槽螺母85。一些液体还通过环形通道861和次级活塞84的轴向槽841从密封环86下方进入，但是其作用在弹簧座82上的压力不足以压缩弹簧83。
如图3b所示，当次级活塞组件8在收窄区段31内侧和槽区段361下方进一步移动时，工作液体不再(参见图3a)能够绕过槽36。从这一刻起，工作液体压力在弹簧座82下方迅速建立，并且其中在某一阈值下能通过弹簧83的压缩强度来调整等。液体压力迫使弹簧屈服，从而允许液体绕过密封环86的环形通道861、次级活塞84的轴向槽841、弹簧座82与次级活塞84的轴向槽841的环形座8411(参见图5a、图5b和图5c)之间的环形通道821，并且进一步通过槽36进入压缩腔室12。在公开的实施方式中，弹簧激活阈值达到约6500N。显然，环形通道821的高度取决于作用在弹簧座82上的液体的压力。
当阻尼器的冲程改变到如图4a所示的回弹时，弹簧83将弹簧座82压回到次级活塞84，并且工作液体的压力以及密封环与收窄区段31或槽区段361之间的某些摩擦将密封环86推向开槽螺母85。在该位置，弹簧座82的环形通道821(参见图3b)是闭合的，但液体可通过槽36、次级活塞84的环形突起844与密封环86之间的环形通道843、密封环86的环形通道861，并且最后通过开槽螺母85的径向槽851流到收窄区段31(如虚线箭头所例示)。
最后，如图4b所示，当次级活塞组件8离开管3的收窄区段31时，工作液体也可以通过环形通道331自由地绕密封环86流动。
如图5a、图5b和图5c所示，次级活塞84的环形突起844设置有具有大致梯形横截面的八个等角间隔开的轴向槽841，其数量和形状是能够调节以微调本发明的液压止挡件的功能性的参数。另外，在抵接弹簧座82的表面处的槽设置有轴向突出的环形座8411，其减小在由弹簧83加载的弹簧座82处工作的压力区域并进而允许使用更可行的刚度弹簧83。
如图6a、图6b和图6c所示，开槽螺母85设置有形成在四个轴向突出部852之间的四个等角间隔开的径向槽851。当次级活塞组件8处于管3的收窄区段31中时，环形通道853径向连接(join)槽851的内部开口并且在回弹冲程期间能够实现与弹簧座82的环形通道821的有效液体连通。如图6c所示，开槽螺母85的另一侧设置有扭矩施加六角形表面854，能够将螺母85的内螺纹855旋拧到次级杆81的收窄轴向延伸部812的外螺纹8121上，并因此用于固定次级活塞组件8的所有部件。
显然，根据上述教导，对本发明的许多修改和变型是可能的，并且这些修改和变型可以以与具体描述不同的方式来实施，同时在所附权利要求的范围内。这些在先陈述应该被理解为涵盖本发明新颖性实践其实用性的任何组合。
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2016年4月29提交的序列号为62/329,517且名称为“HYDRAULICDAMPER WITH A HYDRAULIC STOP ARRANGEMENT”的美国临时专利申请以及2017年3月28日提交的序列号为15/471,275且名称为“HYDRAULIC DAMPER WITH A HYDRAULIC STOPARRANGEMENT”的美国正式专利申请的权益，这两个专利申请的全部公开通过引用合并于此。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的液压阻尼器，所述液压阻尼器包括：
管，所述管沿着轴线延伸并且限定用于保持流体的腔室；
所述管具有具有第一直径的主区段和具有第二直径的收窄区段，所述第二直径小于所述第一直径；
主活塞组件，所述主活塞组件可滑动地设置在所述管的所述主区段的内部；
主活塞杆，所述主活塞杆附接至所述主活塞组件并且轴向地延伸到所述管的外部；
次级杆，所述次级杆与所述主活塞杆联接并且从所述主活塞杆轴向地延伸；
弹簧座，所述弹簧座围绕所述次级杆设置并且能够相对于所述次级杆轴向地移动；
弹簧，所述弹簧接合所述弹簧座并且在与所述主活塞组件相反的方向上预加载所述弹簧座；
次级活塞，所述次级活塞围绕所述次级杆设置并且与所述次级杆联接；
所述次级活塞具有轴向突起和环形突起，其中，所述轴向突起轴向地延伸，并且其中，所述环形突起相对于所述轴向突起径向地向外延伸并抵接所述弹簧座，并且限定轴向延伸穿过其中的多个轴向槽；
保持构件，所述保持构件在所述次级活塞的与所述弹簧座轴向相反的一侧与所述次级杆联接并且具有限定多个间隔开的径向槽的外表面，所述多个间隔开的径向槽径向向内延伸成与所述次级活塞的所述轴向槽径向对准；
密封环，所述密封环具有基本上与所述第二直径对应的外径并且围绕所述轴向突起轴向地设置在所述环形突起与所述保持构件之间并且能够相对于所述轴向突起轴向地移动；
环形通道，所述环形通道被径向地限定在所述密封环与所述轴向突起之间；以及
所述密封环能够在第一位置与第二位置之间轴向地移动，其中，所述密封环在所述第一位置接合所述环形突起，以将所述环形通道与所述环形突起的所述轴向槽流体地连接，并且其中，所述密封环在所述第二位置接合所述保持构件，以将所述环形通道与所述保持构件的所述径向槽流体地连接。
2.根据权利要求1所述的液压阻尼器，其中，所述液压阻尼器进一步包括多个环形座，所述多个环形座中的每一个均从所述轴向突起轴向地延伸并且围绕所述轴向槽中的一个轴向槽。
3.根据权利要求1所述的液压阻尼器，其中，所述次级活塞固定到所述次级杆。
4.根据权利要求3所述的液压阻尼器，其中，所述次级杆包括主体部和从所述主体部轴向地延伸的轴向延伸部；其中，所述轴向延伸部具有比所述主体部更小的直径；其中，在所述主体部与所述轴向延伸部之间径向地限定抵接表面；并且其中，所述次级活塞接合所述抵接表面。
5.根据权利要求4所述的液压阻尼器，其中，所述次级杆的所述轴向延伸部具有外螺纹，并且其中，所述保持构件是螺纹固定到所述轴向延伸部的所述外螺纹的螺母。
6.根据权利要求1所述的液压阻尼器，其中，所述液压阻尼器进一步包括从所述次级杆径向向外延伸的环形突出部，并且其中，所述弹簧接合所述环形突出部。
7.根据权利要求1所述的液压阻尼器，其中，所述液压阻尼器是双管阻尼器。
8.根据权利要求1所述的液压阻尼器，其中，所述管在回弹端与压缩端之间轴向地延伸，并且其中，所述管的所述收窄区段位于所述管的所述压缩端。
9.根据权利要求8所述的液压阻尼器，其中，所述液压阻尼器进一步包括设置在所述管的所述压缩端中的***件，其中，所述***件限定所述管的所述收窄区段。
10.根据权利要求1所述的液压阻尼器，其中，所述管的所述收窄区段限定轴向地延伸的至少一个槽。
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Denomination of invention: Hydraulic dampers for motor vehicles

Effective date of registration: 20230517

Granted publication date: 20190405

Pledgee: Jingxi Zhixing Zhangjiakou Automotive Electronics Co.,Ltd.

Pledgor: BEIJINGWEST INDUSTRIES Co.,Ltd.

Registration number: Y2023990000256

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