CN116457593A - 具有内部缓冲器的液压衬套 - Google Patents

Abstract

一种液压衬套组件包括内管、围绕内管的行程限制器、第一中间***件、与第一中间***件间隔开的第二中间***件、以及围绕内管设置并包封第一中间***件和第二中间***件的弹性体衬套。该弹性体衬套至少部分地包封行程限制器，使得弹性体衬套的一部分定位在行程限制器与内管之间。第一缓冲器和第二缓冲器限制该行程限制器的位移，并且在该弹性体衬套内限定第一流体室和第二流体室。由弹性体衬套和外管限定的流体通路在第一流体室与第二流体室之间延伸，其中内管与外管之间的相对运动引起第一流体室与第二流体室之间的流体传输。

Description

具有内部缓冲器的液压衬套

技术领域

本公开涉及一种液压衬套。更具体地，本发明涉及一种具有内部缓冲器的液压衬套。

背景技术

本章节中的陈述仅提供了与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

通常用于汽车悬架中的液压衬套有望抑制低频、大位移、振荡，并有助于与相对较小的位移进行高频声隔离。液压衬套通常具有由通道连接的两个液压室。通道中的流体的共振产生质量阻尼器效应。在一些设计中采用了柔性行程限制器，以通过行程限制器而非弹性体衬套将高载荷从内管传递到外管来提高衬套的耐久性。

在将柔性行程限制器封装到具有高承载能力的液压衬套应用中时遇到了挑战。柔性行程限制器构造可包括将橡胶垫注塑到内部部件，该内部部件将载荷传送到外部部件。由于在注塑过程完成时产生的残余拉伸应力，橡胶垫的耐久性可能是一个问题。关于液压衬套内橡胶与相邻部件之间的接触表面面积，可能出现另外的挑战。已知的行程限制器设计在操作期间可能会遇到不希望的高载荷，这可能会增加橡胶撕裂的可能性。

发明内容

根据本文提供的描述，进一步的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅用于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。

液压衬套组件包括：内管，该内管包括外表面；外管，该外管包围内管；行程限制器，该行程限制器固定到内管；弹性体衬套，该弹性体衬套结合到行程限制器的外表面；缓冲器组件，该缓冲器组件定位在外管内并且在衬套处于空载状态时与行程限制器间隔开。行程限制器能够操作为在衬套处于负载状态时移动成与缓冲器组件接触。缓冲器组件包括与弹性衬垫互连的外部缓冲器和间隔开的内部缓冲器。外部缓冲器包括围绕窗口并与外管接触的框架。衬垫延伸穿过窗口，并且内部缓冲器与窗口对准。液压衬套还包括第一流体室和第二流体室以及由弹性体衬套和外管限定的流体通路。流体通路在第一流体室与第二流体室之间延伸。内管相对于外管的运动导致第一流体室与第二流体室之间的流体传输。

另一方面，液压衬套组件包括内管、围绕内管的行程限制器、第一中间***件、与第一中间***件间隔开的第二中间***件、弹性体衬套，所述弹性体衬套围绕内管设置且包括包封第一中间***件的第一凸缘和包封第二中间***件的第二凸缘。当弹性体衬套处于空载的自由状态时，第一凸缘和第二凸缘间隔开第一距离。外管包围弹性体衬套。弹性体衬套和外管至少部分地限定第一流体室和第二流体室。当在外管的轴向范围内压缩时，第一凸缘和第二凸缘间隔开小于第一距离的第二距离。液压衬套还包括缓冲器，该缓冲器与行程限制器间隔开并且定位在外管中以限制行程限制器的位移。流体通路在第一流体室与第二流体室之间延伸，使得内管相对于外管的运动引起第一流体室与第二流体室之间的流体传输。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明目的，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据本公开的一个实施方案的液压衬套组件的透视图；

图2是图1中所示的液压衬套组件的分解透视图；

图3是图1中所示的液压衬套组件的剖视图；

图4是另选实施方案缓冲器的分解透视图；

图5是另选实施方案缓冲器的透视图；

图6是图1中所示的液压衬套处于自由空载状态下的剖视图；并且

图7是图1中所示的液压衬套处于自由空载状态下的另一剖视图。

具体实施方式

现在，将参考附图对示例性实施方案进行更全面的说明。提供示例性实施方案，使得本公开将变得透彻，并且将向本领域的技术人员充分传达范围。阐述了许多具体细节，诸如特定部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施方案的透彻理解。对于本领域的技术人员显而易见的是，不需要采用具体细节，示例性实施方案可具体体现为许多不同的形式，并且不应理解为限制本公开的范围。在一些示例性实施方案中，未详细描述众所周知的过程、众所周知的装置结构和众所周知的技术。

本文使用的术语仅用于描述特定示例实施方案的目的，并且不旨在进行限制。如本文所用，除非上下文明确说明，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”也可以旨在包括复数形式。术语“包含”、“构成”、“包括”和“具有”是包含性的，因此指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。除非有明确的执行顺序，否则本文描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须以所讨论或说明的特定顺序执行。还应理解，可以采用附加或替代步骤。

当元件或层被称为“位于...上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一个元件或层时，该元件或层可能直接位于另一个元件或层上、接合到、连接到或联接到另一个元件或层，或者可能存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接位于...上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可能存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其它词语应以类似的方式解释(例如，“位于...之间”与“直接位于...之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括相关的所列项目中的一个或多个所列项目的任何和所有组合。

尽管术语第一、第二、第三等在本文可用于描述各种元件、部件、区域、层和/或节段，但是这些元件、部件、区域、层和/或节段不应受这些术语的限制。这些术语可能仅用于将一个元件、部件、区域、层或节段与另一个区域、层或节段区分开。除非上下文明确指示，否则本文使用的术语诸如“第一”、“第二”和其它数字术语并不意味着序列或顺序。因此，在不脱离示例性实施方案的教导内容的情况下，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或节段可以称为第二元件、部件、区域、层或节段。

在本文中可以使用空间相关术语，诸如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，以便于描述一个元件或特征部与另一元件或特征部的关系，如图所示。除了图中所示的取向外，空间相关术语还可旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，那么被描述为在其他元件或特征部“下方”或“下面”的元件就会被取向为在其他元件或特征部“上方”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方的取向。装置能够以其它方式取向(旋转90度或以其它取向)，并且本文使用的空间相关描述符相应地进行了解释。

图1至图3示出了液压衬套组件，该液压衬套组件总体上由附图标号10表示。液压衬套组件10包括内管12、弹性体衬套16、第一中间***件20、第二中间***件24、第一缓冲器28、第二缓冲器32、行程限制器36和外管40。

内管12是优选地由诸如SAE J403 1008-1010的软钢构成的金属构件。内管12包括用于接收紧固件(未示出)的通孔44，以将液压衬套组件10互连到车辆部件诸如悬架控制臂。多个周向间隔开的堞形件48从内管12的任一端延伸。堞形件48可与液压衬套组件10所联接的相邻构件协作，以有助于对准并保持内管12的旋转位置。由于内管12的一些部分可能暴露于环境中，因此内管12的外表面可以用Zn-Ni镀层处理。

第一中间***件20和第二中间***件24彼此相同。因此，将仅详细描述第一中间***件20。第二中间***件24上的类似特征部将用后缀“a”标识。第一中间***件20包括具有圆柱形外表面56、内表面60、外端面64和内端面68的环形主体52。第一中间***件20和第二中间***件24都由塑性材料(诸如尼龙PA6)构成，该塑性材料可以被增强并且被指定为35％玻璃填充的或压铸铝合金。

通道72沿圆柱形外表面56在主体52的大部分周向范围内周向延伸。通道72包括第一轴向延伸部分76，该第一轴向延伸部分延伸到内端面68以限定第一端口80。通道72包括第二轴向延伸部分84，该第二轴向延伸部分延伸到内端面68以限定第二端口88。一对沿直径相对的突片92、96从内端面68轴向延伸。多个凹槽100从外端面64轴向延伸到主体52中。第一中间***件20和第二中间***件24中的每一中间***件被完全包封在弹性体衬套16内。在包覆成型过程中，熔融的弹性体材料填充凹槽100，以增强结构互连并保持其他包覆成型部件与弹性体衬套16之间的期望的相对位置。

第二中间***件24以与第一中间***件20相反的镜像取向定位，使得突片92和92a彼此轴向对准。突片96和96a也彼此轴向对准。

行程限制器36可构造为结合到内管12的外表面138的注塑塑料部件。行程限制器36包括主体部分104，其中两个一体成形的薄壁圆柱形部分106定位在主体部分104的相对两侧上。圆柱形通孔由内表面110限定。主体部分104的外表面112基本上为球形。一对沿直径相对的突起116、120从外表面112径向向外延伸。每个突起116、120分别包括球形接触表面124、128。行程限制器36可由与用于构造第一中间***件20和第二中间***件24的材料类似或不同的塑性材料形成。在本示例中，行程限制器36也由35％玻璃填充的尼龙PA6构成。

在制造液压衬套组件10的示例性方法中，行程限制器36被注射成型并且同时结合到内管12以限定子组件。随后，将第一中间***件20、第二中间***件24以及内管和行程限制器36的子组件中的每一者以间隔开的方式放置到注塑模具中。将液体弹性体注射到模具中以将先前列出的部件中的每一者彼此结合。一旦固化，弹性体衬套16就包括第一凸缘142和第二凸缘146，该第一凸缘和第二凸缘一体成形并且从行程限制器36径向向外延伸。第一腹板150和第二腹板154纵向延伸以将第一凸缘142与第二凸缘146互连。第一腹板150和第二腹板154中的每一腹板从行程限制器36径向向外延伸。第一凸缘142、第二凸缘146、内部部分134以及第一腹板150和第二腹板154彼此协作以限定第一腔160和沿直径相对的第二腔164。

第一凸缘142包括周向延伸的通道168，该通道在第一凸缘142的大部分周向范围内延伸。通道168包括第一轴向延伸部分172，该第一轴向延伸部分限定与第一腔160连通的第一端口176。通道168包括第二轴向延伸部分180，该第二轴向延伸部分限定与第二腔164流体连通的第二端口184。当液压衬套组件10被完全组装时，第一腔160和第二腔164与第一缓冲器28和第二缓冲器32协作限定第一流体室188和第二流体室190。

第二凸缘146基本上是第一凸缘142的镜像并且包括通道194。通道194周向地延伸以限定与第一流体室188流体连通的第三端口198和与第二流体室190流体连通的第四端口202。通道168经由第一端口176和第二端口184提供第一流体室188与第二流体室190之间的流体连通。基于所描述的流体路径和弹性体衬套16的非刚性性质，在内管12与外管40之间的相对移动期间，流体流出现在第一流体室188与第二流体室190之间。流体在流体室188、190之间流动通过通道168、194在液压衬套组件10内产生质量阻尼器效应。

弹性体衬套16包括围绕其外表面周向延伸的多个卷边238，该卷边的形状和尺寸被设计成密封地接合外管40的内表面260并且完全限定包括通道168、194的流体通路。轴向延伸的卷边246从第一腹板150和第二腹板154径向向外突出以密封地接合外管40的内表面260并且限定流体室188、190。

弹性体衬套16还可包括径向向外延伸的肋状物203(图1)。肋状物203沿直径相对，并且定位在与第一腹板150和第二腹板154的旋转位置相关联的角取向处。当液压衬套组件10内的部件已经被完全构造之后，肋状物203提供对部件位置的视觉指示。肋状物203可与相邻车辆部件中的配合特征部协作，以相对于预期最大载荷的方向正确地对准行程限制器36。

第一缓冲器28和第二缓冲器32彼此基本上类似。因此，将仅详细描述第一缓冲器28。第一缓冲器28包括内部缓冲器204、外部缓冲器206和定位在其间的衬垫208。内部缓冲器204基本上为半圆形，具有带外表面214和内表面220的曲壁210。内表面220基本上为球形，并且也可以被称为止挡面220。衬垫208是结合到内部缓冲器204和外部缓冲器207的弹性体材料。将液体弹性体注射到模具中以将先前列出的部件中的每一者彼此结合。

外部缓冲器206成形为具有与第二支腿228间隔开的第一支腿224的弯曲开放框架。第一腹板232将第一支腿224和第二支腿228的端部互连。第二腹板236将支腿224、228的相对端部互连。支腿224、228和腹板232、236限定开放窗口240。凹部244周向地围绕窗口240并且从外部缓冲器206的内表面248径向延伸。外部缓冲器206包括相对外表面252。

衬垫208的尺寸和形状被设计成填充窗口240并定位在凹部244内。窗口240的尺寸被设计成大于内部缓冲器204的尺寸。因此，施加到内部缓冲器204的内表面220的载荷穿过衬垫208并且被外管40反作用。如图3中最佳描绘，衬垫208包括肋状物256，该肋状物被置于压缩状态并且与外管40的内表面260直接接合。衬垫208的部分与外管240之间存在间隙264，以便在高载荷情况下提供所需容积以由衬垫208填充。

应当理解，外部缓冲器206的外表面252直接接合外管40的内表面260。在包括窗口240的实施方案中，衬垫208与内表面260的表面接触面积大于外部缓冲器206的外表面252与外管40的表面260接触的面积。另外，内部缓冲器204与突起116、120中的任一个之间的表面接触面积小于衬垫208与外管40之间的表面接触面积。这种几何布置减小了弹性体衬垫208的接触应力和单位载荷。对于给定的衬套尺寸，可以实现更高的负载能力。衬垫208破裂或以其它方式受损的趋势也可通过所述布置最小化。

第一缓冲器28和第二缓冲器32中的每一缓冲器包括扇形凹口230，在第一流体室188与第二流体室190之间的流体传输期间，流体流动通过该扇形凹口。沟槽234形成在每个第一缓冲器28和第二缓冲器32的一端处，以用于与弹性体衬套16的相应部分接合，以分别在第一腔160和第二腔164内正确地对准第一缓冲器28和第二缓冲器32。

图4和图5描绘了第二实施方案缓冲器28a。第一缓冲器28a和第二缓冲器(未示出)如果不相同则彼此基本上类似。因此，将仅详细描述第一缓冲器28a。类似的元件将用相同的附图标号标识。第一缓冲器28a包括内部缓冲器204a、外部缓冲器206a和定位在其间的衬垫208a。外部缓冲器206a基本上为半圆形，具有带外表面214a和内表面218a的曲壁210a。内部缓冲器204a包括外表面222a。衬垫208a是诸如橡胶的弹性体，该衬垫结合到外部缓冲器206a的内表面218a和内部缓冲器204a的外表面222a。任选孔口228a延伸穿过曲壁210a。当内部缓冲器204a经由衬垫208a结合到外部缓冲器206a时，孔口228a在注塑过程期间填充有熔融弹性体。球形止挡面226a沿内部缓冲器204a的内部径向范围周向延伸。内部缓冲器204a和外部缓冲器206a可由如前所述的塑性材料构成，或者另选地由铝或铝合金构成。

参考图6和图7，弹性体衬套16被描绘为自由、空载和预压缩状态。在用于形成弹性体衬套16的液体弹性体在注塑过程后固化之后，沿着弹性体衬套16的外表面可能存在非所要残余拉伸应力。存在于第一凸缘142的根部272和第二凸缘146的根部276处的残余拉伸应力可能需要特别关注，因为这些位置也是几何应力集中之处。应当理解，在模制自由状态下，当弹性体衬套16处于如图3所示的组装状态时，第一凸缘142与第二凸缘146张开的距离大于第一凸缘142与第二凸缘146之间的间距。图6通过存在于第一凸缘142与第一缓冲器28之间的空间280以及第二凸缘146与第一缓冲器28之间的空间280清楚地描绘了空载自由状态。图7是沿着穿过第一腹板150和第二腹板154的不同的剖面线截取的。当弹性体衬套16处于自由空载状态时，设置间隙284以允许第一凸缘142后续朝向第二凸缘146压缩和移动。

在将外管定位在弹性体衬套16上之前，将所有部件浸没在流体中。一旦被浸没，第一缓冲器28就被定位在第一腔160内并且第二缓冲器32被定位在第二腔164内以限定流体填充室188、190。接着，外管40在弹性体衬套16和缓冲器28、32上方轴向平移并与该弹性体衬套和缓冲器按压接合。第一凸缘142和第二凸缘146被朝向彼此压缩以使根部272、276处于压缩状态。此时，间隙284被减小或完全闭合。当第一凸缘142和第二凸缘146移位成与第一缓冲器28和第二缓冲器32接合时，空间280被消除。外管40的远侧端部250被机械地卷曲或以其他方式偏转以保持第一凸缘142和第二凸缘146的压缩位置以及外管40相对于弹性体衬套16的期望相对轴向位置。流体室188、190可填充有任何合适的液体，诸如水或乙二醇。

出于说明和描述的目的，已经提供了对实施方案的上述描述。不旨在穷举或限制本公开。具体实施方案的单独元件或特征通常不限于该具体实施方案，但是，在适用的情况下，即使未具体示出或描述，也可以互换并且可用于所选择的实施方案。同样的情况也可能在许多方面有所不同。此类变型形式不应被视为脱离本公开，并且所有此类修改旨在包含在本公开的范围内。

Claims (9)

1.一种液压衬套组件，所述液压衬套组件包括：

内管，所述内管包括外表面；

外管，所述外管包围所述内管；

行程限制器，所述行程限制器固定到所述内管；

弹性体衬套，所述弹性体衬套结合到所述行程限制器的外表面；

缓冲器组件，所述缓冲器组件定位在所述外管内并且在所述衬套处于空载状态时与所述行程限制器间隔开，其中所述行程限制器能够操作为在所述衬套处于负载状态时移动成与所述缓冲器组件接触，所述缓冲器组件包括与弹性衬垫互连的外部缓冲器和间隔开的内部缓冲器，所述外部缓冲器包括围绕窗口的框架，所述框架与所述外管接触，所述衬垫延伸穿过所述窗口，其中所述内部缓冲器与所述窗口对准；

第一流体室和第二流体室；以及

流体通路，所述流体通路由所述弹性体衬套和所述外管限定，所述流体通路在所述第一流体室与所述第二流体室之间延伸，其中所述内管相对于所述外管的运动引起所述第一流体室与所述第二流体室之间的流体传输。

2.根据权利要求1所述的液压衬套组件，其中所述行程限制器包括具有远侧表面的突起。

3.根据权利要求2所述的液压衬套组件，其中所述缓冲器包括止挡面，所述止挡面能够与所述行程限制器远侧表面选择性地接合。

4.根据权利要求3所述的液压衬套组件，其中所述止挡面和所述行程限制器远侧表面是球形的。

5.根据权利要求2所述的液压衬套组件，其中所述内管沿纵向轴线延伸，并且所述突起在所述流体室中的一者内径向延伸。

6.根据权利要求3所述的液压衬套组件，其中所述止挡面定位成与所述第一流体室和所述第二流体室中的一者内的流体恒定接触。

7.根据权利要求1所述的液压衬套组件，所述液压衬套组件还包括第一中间***件和与所述第一中间***件间隔开的第二中间***件，所述弹性体衬套包封所述第一中间***件和所述第二中间***件，其中所述第一***件包括限定所述流体通路的路径的沟槽。

8.根据权利要求1所述的液压衬套组件，其中所述外管包括至少一个卷曲端。

9.根据权利要求1所述的液压衬套组件，其中所述弹性体衬套包括由轴向延伸的腹板相互连接的轴向间隔开的凸缘，其中每个腹板是第一流体室和第二流体室中的每一者的一部分。