阻尼器壳体及制造阻尼器壳体的方法与流程

本发明总体上涉及一种阻尼器壳体以及一种制造所述阻尼器壳体的方法。

背景技术：

现有技术中公开了这样的阻尼器壳体。所述阻尼器壳体包括外管，所述外管被设置在中心轴线上并且在第一端与第二端之间延伸，限定用于接收工作流体的腔室。所述外管包括设置在所述中心轴线上的扩展主区段，所述扩展主区段具有第一预定壁厚，从所述第一端延伸到与所述第二端间隔开的中间端。所述外管进一步包括设置在所述中心轴线上的收窄端部区段，所述收窄端部区段与所述中间端间隔开并且从所述第二端延伸到近端，所述近端与所述第二端间隔开预定距离并且与所述中间端相邻。所述收窄端部区段具有大于所述扩展主区段的第一预定壁厚的第二预定壁厚。中间锥形区段在所述外管的所述收窄端部区段的所述近端与所述扩展主区段的所述中间端之间延伸，将所述收窄端部区段与所述扩展主区段连接。端盖附接至所述外管的所述第二端，从而将所述腔室限定在所述外管与所述端盖之间，用于容纳所述工作流体。

现有技术还公开了制造所述阻尼器壳体的方法。所述方法包括以下步骤：在预成型管上邻近预成形管的第二端形成收窄端部区段；以及在预成型管上邻近收窄端部区段形成中间锥形区段。

技术实现要素：

本发明提供这样的阻尼器壳体，其中外管的收窄端部区段具有第二预定壁厚，所述第二预定壁厚小于所述扩展主区段的所述第一预定壁厚，提供所述阻尼器壳体的内部容积的增加以及腔室中的所述工作流体的热传递的增加。

本发明提供这样的方法，其中形成收窄端部区段的步骤包括以下步骤：将所述预成型管压缩在第一拉削模具与所述校准心轴的所述收窄头之间，以在所述开口中将所述预成型管夹在所述第一拉削模具与所述校准心轴的所述收窄头之间。通过压缩，迫使所述预成型管的所述第二端抵接所述校准心轴的所述收窄头，允许所述预成型管和所述收窄头延伸穿过所述开口以产生所述收窄端部区段，所述收窄端部区段具有小于所述预成型管壁厚的第二预定壁厚和在所述预成型管的所述第二端与近端之间等于所述开口半径的第二预定半径，所述近端与所述第二端间隔开预定距离；并且限定与所述收窄端部区段间隔开的扩展主区段，所述扩展主区段从所述预成型管的所述第一端延伸到与所述近端间隔开的中间端，所述扩展主区段具有大于所述第二预定半径的所述预成型管半径以及大于所述第二预定壁厚的预成型管壁厚。

本发明的优点

本发明在其最广泛的方面提供了在阻尼器壳体中增加的内部容积，而不影响阻尼器壳体的外部尺寸。

本发明还提供了阻尼器管的质量的减小，从而导致车辆的燃料经济性的增加。

本发明进一步提供了容纳在阻尼器壳体的腔室中的工作流体的增加的热传递。

本发明能够以低成本构建具有改进的性能和较轻设计的阻尼器。

本发明进一步提供一种形成包括中间锥形区段和收窄端部区段的阻尼器壳体的方法，所述方法具有增加的精度并且简单且经济地生产。

附图说明

将容易理解本发明的其他优点，这是因为通过参考以下结合附图考虑的详细说明，本发明的其他优点变得更好理解，在附图中：

图1是根据现有技术的短轴(stubaxle)和阻尼器壳体的横截面立体图；

图2是根据现有技术的阻尼器壳体的中间锥形区段的区域2的局部放大图；

图3是根据本发明的短轴和阻尼器壳体的横截面立体图；

图4是根据本发明的阻尼器壳体的中间锥形区段的区域4的局部放大图；

图5是根据本发明的方法的围绕校准心轴设置预成型管的步骤的例示图；

图6是根据本发明的方法的形成收窄端部区段的步骤中的压制预成型管的步骤的例示图；

图7是根据本发明的方法的形成收窄端部区段的步骤中的压缩第一拉削模具的步骤的例示图；

图8是根据本发明的方法的形成收窄端部区段的步骤中的移除第一拉削模具的步骤的例示图；

图9是根据本发明的方法的形成中间锥形区段的步骤中的对准型锻(swaging)模具的步骤的例示图；

图10是根据本发明的方法的形成中间锥形区段的步骤中的压缩型锻模具的步骤的例示图；

图11是根据本发明的方法的形成中间锥形区段的步骤中的移除型锻模具的步骤的例示图；

图12是根据本发明的方法的成形扩展主区段的步骤中的将校准心轴和预成型管对准的步骤的例示图；

图13是根据本发明的方法的成形扩展主区段的步骤中的压缩第二拉削模具的步骤的例示图；以及

图14是根据本发明的方法的成形扩展主区段的步骤中的压缩第二拉削模具的步骤的例示图。

具体实施方式

参照附图，其中贯穿全部这些视图，相同的标号表示相应的部件，本发明的一个方面是提供一种用于悬架组件(例如液压阻尼器)的阻尼器壳体20。阻尼器壳体20可用于接合车辆24的短轴22，短轴22限定通孔26并且具有设置在通孔26中的定位台阶28。定位台阶28从短轴22向外延伸，相对于短轴22以40°-90°之间的外倾角形成斜面30。

如现有技术中公开的阻尼器壳体20大致上在图1和图2中示出。阻尼器壳体20包括外管32，如大致所示的，外管32具有围绕中心轴线a设置的大致筒形形状。外管32在第一端34与第二端36之间延伸并且限定用于接收工作流体的腔室38。外管32包括扩展主区段40，扩展主区段40具有筒形形状并且在中心轴线a与外管32之间具有第一预定半径r1。扩展主区段40还具有设置在中心轴线a上的第一预定壁厚t1并且围绕中心轴线a从第一端34环形地延伸到与第二端36间隔开的中间端42。外管32包括围绕中心轴线a设置的具有筒形形状的收窄端部区段44，收窄端部区段44与扩展主区段40的中间端42间隔开。收窄端部区段44在中心轴线a与外管32之间限定第二预定半径r2。第二预定半径r2小于第一预定半径r1并且从第二端36延伸到近端46，近端46与第二端36间隔开预定距离d并且邻近中间端42。

外管32进一步包括中间锥形区段48，中间锥形区段48在外管32的收窄端部区段44的近端46与扩展主区段40的中间端42之间延伸，将收窄端部区段44与扩展主区段40连接。中间锥形区段48相对于中心轴线a具有40°-90°之间的内倾角θ，用于接合短轴22的斜面的外倾角具有圆形形状和弓形横截面的端盖50附接至外管32的第二端36，在外管32与端盖50之间限定用于容纳工作流体的腔室38。

外管32的收窄端部区段44具有第二预定壁厚t2。第二预定壁厚t2大于第一预定壁厚t1。第一预定壁厚t1与第二预定壁厚t2之间的预定壁厚的增加导致外管32内侧的空间的减小，即内部容积的减小。结果，外管32存在多余的质量增加，并且在阻尼器的能量耗散期间生成的热的冷却速率降低。内部容积的减小对双管类型阻尼器是特别重要的，其中尤其是在回弹冲程期间，通过将气体引入到底阀中，内部容积的减小导致由定位在收窄端部区段44中的底阀产生的阻尼力的暂时损失。

如根据本发明构建的阻尼器壳体20大致在图3和图4中示出。阻尼器壳体20包括外管32，如大致所示的，外管32具有围绕中心轴线a设置的大致筒形形状，外管32在第一端34与第二端36之间延伸，并且限定用于接收工作流体的腔室38。外管32具有扩展主区段40、收窄端部区段44以及将扩展主区段40与收窄区段连接的中间锥形区段48。外管32的扩展主区段40具有筒形形状并且围绕中心轴线a从第一端34环形地延伸到与第二端36间隔开的中间端42。扩展主区段40具有在中心轴线a与外管32之间的第一预定半径r1，并且具有设置在中心轴线a上的第一预定壁厚t1。外管32的具有筒形形状的收窄端部区段44围绕中心轴线a设置，收窄端部区段44与扩展主区段40的中间端42间隔开并且从第二端36延伸到近端46，近端46与第二端36间隔开预定距离d并且与中间端42相邻。收窄端部区段44在中心轴线a与外管32之间具有小于第一预定半径r1的第二预定半径r2。中间锥形区段48在外管32的收窄端部区段44的近端46与扩展主区段40的中间端42之间延伸，以将收窄端部区段44与扩展主区段40连接。具有圆形形状和弓形横截面的端盖50附接至外管32的第二端36，在外管32与端盖50之间限定用于容纳工作流体的腔室38。

外管32的收窄端部区段44具有第二预定壁厚t2，第二预定壁厚t2小于扩展主区段40的第一预定壁厚t1，提供阻尼器壳体20的内部容积的增加以及工作流体在腔室38中的热传递的增加。中间锥形区段48从扩展主区段40的中间端42延伸并且朝向中心轴线a，并且具有等于第二预定壁厚t2的中间锥形区段48的壁厚。中间锥形区段48相对于中心轴线a具有40°-90°之间(更优选地是45°)的内倾角θ，用于接合短轴22的斜面的外倾角

应当认识到，除了外管32，阻尼器的内部部件不形成本发明的部分。对于本领域技术人员而言，根据本发明的阻尼器可具有任何类型，诸如但不限于液压双管阻尼器。

本发明的另一方面是提供一种用于制造阻尼器壳体20的方法。如图5至图11所示，该方法使用预成型管32、第一拉削模具52、型锻模具54和校准心轴56。预成型管32被设置在中心轴线a上，在第一端34与第二端36之间延伸并且具有预成型管壁厚t3和预成型管半径rp。预成型管壁厚t3可等于第一预定壁厚t1。预成型管半径rp可等于第一预定半径r1。具有矩形横截面的第一拉削模具52限定开口58，开口58具有小于预成型管半径rp的开口半径ro。优选地，开口半径ro应当对应于收窄端部区段44的第二预定半径r2。开口58相对于开口58的边缘60以10°-40°之间的第一角度α环形地向外张开。型锻模具54限定孔62，孔62具有至少等于开口半径ro的孔半径rh。应当认识到，孔半径rh比开口半径ro大至少大约0.03mm。孔62相对于孔半径rh的周界64以45°-50°之间的第二角度β环形地向外张开。

校准心轴56包括具有筒形形状的主体66，主体66限定主体半径rb。主体半径rb可等于扩展主区段40的第一预定半径r1。校准心轴56进一步包括具有预定长度l的收窄头区段68，收窄头区段68与主体66间隔开并且限定小于开口半径ro的头半径rhe。应当认识到，校准心轴56的头半径rhe小于开口半径ro不超过预成型管32的第一预定厚度。另外，校准心轴56包括中间区段70，中间区段70相对于垂直于中心轴线a的参考轴线x以45°-65°之间的外倾角γ在主体66与收窄头之间延伸。中间区段具有最大中间半径rm。支撑套筒72围绕校准心轴56的主体66设置。应当认识到，外倾角γ大于型锻模具54的第二角度β不超过0°-15°。更优选地，外倾角γ应当比型锻模具54的第二角度β大8°-12°度之间。第一拉削模具52和型锻模具54可安装在一个共用头上，用于相对于校准心轴56同轴地对准并直线地移动。

如图5所示，该方法包括第一步骤：围绕校准心轴56设置预成型管32，预成型管32的第一端34放置在支撑套筒72上。如图6至图8所示，该方法的下一步骤是：在预成型管32上邻近预成型管32的第二端36形成收窄端部区段44，即预变形步骤。形成收窄端部区段44的步骤包括将校准心轴56和预成型管32与第一拉削模具52的开口58同轴地对准的步骤。在将校准心轴56和预成型管32与第一拉削模具52的开口58对准之后，使用校准心轴56将预成型管32压制在第一拉削模具52与支撑套筒72之间，以产生设置在预成型管32的第二端36处且朝向中心轴线a沿径向向内延伸的端冠(endcrown)74，用于接合校准心轴56的收窄头区段68。将端冠74设置在校准心轴56的收窄头区段68上以接合校准心轴56。校准心轴56的收窄头区段68可向外张开，以向预成型管32提供额外的阻力，从而防止预成型管32滑出校准心轴56。

接下来，如图7所示，将预成型管32压缩在第一拉削模具52与校准心轴56的收窄头之间，以在开口58中将预成型管32夹在第一拉削模具52与校准心轴56的收窄头之间，即牵引拉削(pullbroaching)操作。通过抵着校准心轴56来压缩第一拉削模具52，迫使预成型管32的第二端36抵接校准心轴56的收窄头，允许预成型管32和收窄头延伸穿过孔以产生收窄端部区段44，收窄端部区段44具有小于第一预定厚度的第二预定厚度并且在预成型管32的第二端36与近端46之间具有第二预定半径r2，第二预定半径r2小于第一预定半径r1并且等于开口半径ro。同时，压缩步骤还形成与收窄端部区段44间隔开的扩展主区段40，扩展主区段40从预成型管32的第一端34延伸到与近端46间隔开的中间端42，近端46具有大于第二预定半径r2的预成型管半径rp以及大于第二预定壁厚t2的预成型管壁厚t3。收窄端部区段44从预成型管32的第二端36延伸到与第二端36间隔预定距离d的近端46。预定距离d应当等于收窄头区段68的长度的大约60％-80％。预定距离d可不大于最大预定距离dmax。dmax能由以下公式确定：

dmax＝l–[tan(90-α)–tan(γ)]*(rm–rhe)–t3

在压缩步骤之后，如图8所示，移除第一拉削模具52。然后，如图9至图11所示，该方法包括在预成型管32上邻近收窄端部区段44形成中间锥形区段48的步骤，即颈缩型锻操作。更具体地，如图9所示，形成中间锥形区段48的步骤包括将校准心轴56和包括收窄端部区段44的预成型管32与型锻模具54的孔62同轴对准的步骤。在将校准心轴56和预成型管32与型锻模具54的孔62对准之后，预成型管32的收窄端部区段44和校准心轴56的收窄头滑动穿过型锻模具54的孔62。如图10所示，形成中间锥形区段48的步骤包括将预成型管32压缩在型锻模具54与校准心轴56的中间区段70之间的步骤，校准心轴56的中间区段70相对于垂直于中心轴线a的参考轴线x具有45°-65°之间的外倾角γ。通过压缩，在孔62中将预成型管32夹在型锻模具54与校准心轴56的收窄头之间，以产生中间锥形区段48，中间锥形区段48具有相对于中心轴线a和外管32介于40°-90°之间的内倾角θ以及具有等于第二预定壁厚t2的中间锥形区段48的壁厚。在压缩型锻模具54之后，移除型锻模具54。在移除型锻模具54之后，包括收窄端部区段44和扩展主区段40的预成型管32可用作阻尼器壳体20。阻尼器壳体20仍可紧固(clinch)到校准心轴56的收窄头区段68。因此，可通过轴向地缩回校准心轴56而移除阻尼器壳体20。

在移除型锻模具54之后，该方法可进一步包括使扩展主区段40成形的步骤，即附加牵引拉削操作。如图12、图13和图14所示，第二拉削模具76用于成形步骤。第二拉削模具76限定成形孔口78，成形孔口78具有等于第一预定半径r1的孔口半径ra。成形孔口78相对于成形孔口78的边界以10°-40°之间的第三角度δ环形地向外张开。应当认识到，第二拉削模具76可布置在与第一拉削模具52和型锻模具54相同的共用头上，用于将第二拉削模具76与校准心轴56同轴地对准。

成形步骤进一步包括将校准心轴56以及预成型管32的收窄端部区段44和中间锥形区段48与第二拉削模具76的成形孔口78对准的步骤。在对准之后，将校准心轴56以及预成型管32的位于校准心轴56上的收窄端部区段44和中间区段插入穿过第二拉削模具76的成形孔口78。然后，成形步骤进一步包括将扩展主区段40压缩在第二拉削模具76与校准心轴56的主体66之间的步骤。通过压缩，在成形孔口78中将预成型管32的扩展主区段40夹在第二拉削模具76与校准心轴56的主体66之间，以迫使预成型管32的扩展主区段40抵接校准心轴56的主体66，允许预成型管32的扩展主区段40和主体66延伸穿过成形孔口78而减小预成型管壁厚t3。以这种方式，预成型管32的扩展主区段40具有从第一端34朝向收窄端部区段44逐渐增加的预成型管壁厚t3。最后，使扩展主区段40成形的步骤进一步包括移除第二拉削模具76的步骤。应当认识到，当减小预成型管壁厚t3时，最大减面率(draft)构成最大可允许横截面面积减小的百分比值。对于本发明，最大减面率量优选地为大约50％。

本发明的上述实施方式仅仅是示例性的。附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被夸大或最小化。这些及其它因素不应当被认为限制本发明的范围。

显然，根据上述教导，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践，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。另外，权利要求书中的附图标记仅仅为了方便，不应以任何方式读取为限制。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月7日提交的序列号为62/346,806的美国临时专利申请以及2017年5月2日提交的序列号为15/584,896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。