专利名称：高耐磨减震器的制作方法
减震器广泛的应用于汽车和摩托车制造领域，其作用在于阻尼和衰减凸凹不平的路面对行驶车辆所产生的冲击和震动，提高车辆驾驶的稳定性和乘座的舒适性。而现有技术中的减震器主要为液压式，其主体结构由工作缸、减震活塞、活塞杆、导向座、储油缸等零部件共轴布局设置而成，如双向作用的筒式液压减震器、麦费逊式液压减震器等，其减震原理是来自于路面的冲击和震动通过缸体的传递而使减震活塞在工作缸内相对于工作缸做往复运动，通过设置在减震活塞上的压缩阀和复原阀来控制工作缸内减震油的流动而实现阻尼减震。而在其共轴设置的主体结构中，导向座和活塞杆之间的导向密封面以及工作缸和减震活塞之间的导向密封面控制着减震器的减震阻尼性和导向稳定性，两者相辅相成、相互关联，所存在的不足之处在于1、工作缸为薄壁长筒缸，因其较大的长径结构比(长度和直径之比)而使其制造工艺性较差，目前工业批量化的制造方式仅限于冷拉制造，其耐磨层仅为拉制时所产生的冷作硬化层，不仅硬度低、耐磨性差，而且耐磨层浅(仅约0.025毫米)，同时又由于这种冷拉的制造方式仅适用于强度较低、耐磨性较差的中低碳钢材料的拉制，不仅使耐磨合金材料的使用受到了限制，而且还排斥材料执行热处理工艺，如淬火、高频、渗碳、渗氮等，不仅导致工作缸的综合机械性能较差，同时还使其与其它相关的导向密封零件(如减震活塞、活塞杆、导向座)的综合机械性能相差悬殊(因减震活塞、活塞杆和导向座可采用耐磨合金材料制造并可执行热处理工艺)，而这种不平衡的悬殊相差又进一步的导致减震器使用时其工作缸被首当其冲的快速磨损，且当磨损量超越工作缸浅薄的冷作硬化层时，又将进一步的导致工作缸的基体产生溃发性的全面磨损，从而使工作缸和减震活塞之间的导向密封面产生内漏(上、下工作缸之间减震油的相互渗漏)和导向摇摆，并由此又将连锁的导致导向座和活塞杆之间导向密封面的不稳定导向而加快磨损并产生外漏(上工作缸内减震油的渗漏)和导向摇摆，而由此又反而进一步的导致和加剧工作缸和减震活塞之间的导向密封面的磨损和导向摇摆并逐步产生间隙冲击，如此相辅相成、相互关联、相互循环而导致减震器的减震阻尼性迅速衰竭。2、活塞杆的下端在工作缸内和减震活塞联接，上端外延出减震器和车体联接，活塞杆与减震器的交界处通过所设置的橡胶密封件而对外密封，当导向座和活塞杆之间的导向密封面磨损并使上工作缸内的减震油产生外漏时，其来自于路面的冲击和震动将使减震活塞推动上工作缸内的减震油直接喷射至活塞杆与减震器的交界密封处，其喷射力将导致部分减震油的外泄而逐步的使减震器缺油失效，同时已磨损凸凹不平的活塞杆也将拉切上端的橡胶密封件而最终导致减震油全面的外泄而使减震器报废。在已公告并已进入实审阶段申请号为98112012.1的发明专利中，通过在工作缸和减震活塞之间所设置的滑筒使原工作缸和减震活塞之间的导向密封面转移至高耐磨性的滑筒内，使减震器的耐久性得以提高，并使减震器的导向稳定性有所改善，然而所存在的不足之处在于1、工作缸和滑筒之间以及滑筒和减震活塞之间所存在的双面滑动配合间隙直接影响着减震器的导向稳定性，不仅使工作缸和滑筒之间以及滑筒和减震活塞之间的导向密封面产生相互的冲击、磨损和导向摇摆，而且又将连锁的导致导向座和活塞杆之间导向密封面的不稳定导向而加剧磨损和导向摇摆，且三面(导向密封面)相辅相成、相互关联、相互循环，从而使减震器的减震阻尼性以较快的速度而衰竭。2、工作缸和滑筒之间以及滑筒和减震活塞之间导向密封面的高精度制造要求以及高质量的装配要求，使工业批量化生产困难。3、减震活塞对工作缸的侧向冲击力和震动力因滑筒和工作缸之间所存在的配合间隙而无法通过滑筒的外周面而得以行之有效的扩散和改良。
本发明的目的在于克服上述的不足之处，提供一种导向稳定性好，耐磨强度高，抗磨损均衡性强，并适应于工业批量化生产的高耐磨减震器。本发明的另一目的是改良密封条件，防止减震油外泄。
本发明的设计方案是(1)通过在工作缸和减震活塞之间所设置的弹力管而将减震器原工作缸和减震活塞之间的导向密封面借助于弹力管的弹力(性)而无间隙等效的置换于弹力管内和减震活塞之间，而弹力管较合理的长径结构比，使其制造方式得以扩展并可执行热处理工艺，而制造方式的扩展又使其制造材料的选择范围得以扩展至高耐磨的合金钢领域，从而使弹力管和减震活塞之间的导向密封面实现高精密的配合和高耐磨的使用。(2)通过在导向座和活塞杆之间所设置的弹性管而将减震器原导向座和活塞杆之间的导向密封面借助于弹性管的弹力(性)而无间隙等效的置换于弹性管和导向座之间，从而减免和部分减免活塞杆的使用磨损，改良密封条件，并通过限位结构而防止减震油的喷射，提高减震器的使用耐久性。其具体的技术方案是(1)在工作缸和减震活塞之间设置一种弹力管，弹力管被预紧压缩装入工作缸后，其外侧面借助于预紧压缩所产生的始终向外膨胀的弹力(性)而与工作缸的内周面自动的保持无间隙式的弹性预紧滑动密封联接，其预紧力的大小需满足使弹力管的外侧面(与工作缸)的轴向运动阻力大于内侧面(与减震活塞)的轴向运动阻力和上下工作缸之间的油压差对弹力管端面所产生的轴向压力差之和；而弹力管的内侧面和减震活塞的外周面滑动密封联接，在弹力管的两端或侧面设有限位结构将减震活塞限位滑动密封联接在弹力管内，其限位距需满足大于或等于减震器正常减震(常态减震)时所需的减震行程(一般情况小型车约30-80毫米，大中型车约80-130毫米)。当减震器在正常减震行程范围内减震时，弹力管和工作缸保持相对的静止，减震活塞在弹力管内做往复运动并通过压缩阀和复原阀而控制工作缸内减震油的流动而实现阻尼减震；而当外部震动较大且震幅超出正常减震行程范围时(如突遇路面凹坑，高山越野等)，减震活塞受弹力管两端或侧面限位结构的限位将克服弹性预紧阻力而带动弹力管相对于工作缸运动而自动补偿减震行程，随着阻尼减震其减震行程逐步的减小至小于弹力管两端的限位距时，弹力管又自动恢复并保持对工作缸的相对静止。通过在工作缸和减震活塞之间所设置的弹力管，使原工作缸和减震活塞之间的导向密封面借助于被压缩装入工作缸的弹力管所产生的始终向外膨胀的弹力(性)而无间隙等效的置换于弹力管内和减震活塞之间，而弹力管较小的长径结构比，使其制造方式得以扩展和多样化，而制造方式的扩展又使其制造材料的选择范围得以扩展至耐磨合金钢领域并可执行热处理工艺，从而提高了弹力管的强度、硬度和耐磨层渗入材料基体的深度，使弹力管和减震活塞之间的导向密封面实现高精密的配合和高耐磨的使用，同时又使减震器的各导向密封零件(弹力管、减震活塞、活塞杆、导向座)的综合机械性能和使用磨损以及制造材料资源实现合理化的平衡配置，从而使减震器的导向稳定性和使用耐磨性同时得以平衡的提高，同时弹力管自身始终向外膨胀的弹力(性)又可使弹力管自动的胀形而补偿工作缸的使用磨损。通过将减震活塞限位滑动密封联接在弹力管内，使减震器原工作缸和减震活塞之间约80％的使用磨损量置换于弹力管内和减震活塞之间(常态减震时)，而其自动补偿减震行程的特性，又使减震器通用于各种道路。(2)为改良活塞杆和减震器交界密封处的密封条件，防止减震油的直接喷射和外泄，在导向座和活塞杆之间设置一种弹性管，弹性管预紧装入活塞杆后通过活塞杆外径的胀形或压缩而产生始终向内收缩的弹力(性)，而弹性管的内侧面借助于这种始终向内收缩的弹力(性)而与活塞杆的外周面自动的保持无间隙式的弹性预紧滑动密封联接，其预紧力的大小需满足使弹性管的内侧面(与活塞杆)的轴向运动阻力大于外侧面(与导向座)的轴向运动阻力和工作缸的油压对弹性管的端面所产生的轴向压力之和；而弹性管的外侧面和导向座的内周面滑动密封配合并通过限位结构限位联接在导向座内，其限位距需满足大于或等于减震器正常减震(常态减震)时所需的减震行程(一般情况小型车约30-80毫米，大中型车约80-130毫米)。当减震器在正常减震行程范围内减震时，弹性管和活塞杆保持相对的静止，由弹性管相对于导向座做往复运动而实现阻尼减震；而当外部震动较大且震幅超出正常减震行程范围时(如突遇路面凹坑，高山越野等)，弹性管受限位结构的限制而相对于导向座限位止动，此时活塞杆将克服弹性预紧阻力而相对于弹性管运动而自动补偿减震行程，随着阻尼减震其减震行程逐步的减小至小于弹性管相对于导向座的限位距时，弹性管又自动恢复并保持对活塞杆的相对静止。通过在导向座和活塞杆之间所设置的弹性管而将减震器原导向座和活塞杆之间的导向密封面借助于被活塞杆胀形或压缩后的弹性管所产生的始终向内收缩的弹力(性)而无间隙等效的置换于弹性管和导向座之间，从而减免和部分减免活塞杆的使用磨损(减免常态减震约80％的磨损量)，使活塞杆与减震器交界密封处的密封性通过减免和部分减免活塞杆使用磨损量的方式而得以改善，同时通过其限位结构的阻碍而可防止减震油对交界密封处的直接喷射，从而使其密封性进一步的得以改良而防止减震油的外泄，使减震器的使用耐久性得以提高。
图1是本发明设置开口弹力管的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视放大图。
图3是本发明开口弹力管未装配时的结构放大示意图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是本发明复合式开口弹力管未装配时的结构示意图。
图6是本发明侧置限位开口弹力管的结构示意图。
图7是图6的A-A剖视放大图。
图8是本发明复合式弹力管的结构示意图。
图9是本发明设置开口弹性管的结构示意图。
图10是本发明开口弹性管未装配时的结构示意图。
图11是图10的俯视图。
图12是本发明开口弹性管预紧装入活塞杆后的胀形结构示意图。
图13是本发明复合式开口弹性管的结构示意图。
图14是本发明设置外置式限位的开口弹性管的结构示意图。
图15是本发明外置式限位的开口弹性管未装配时的结构示意图。
图16是本发明复合式弹性管的结构示意图。
下面结合附图(实施例)对本发明作进一步说明。
参照图1、图2、图3、图4所示，在工作缸1和减震活塞2之间设有开口弹力管3，开口弹力管3为侧面开口的圆环体，其开口7为相互齿合的凸凹形，未装配时的开口弹力管3呈膨胀状态，开口7之间的间隙11为压缩距，当开口弹力管3预紧压缩装入工作缸1后，其开口7之间的间隙11被压缩趋于为零，而开口弹力管3的外侧面借助于被压缩后的开口弹力管3所产生的始终向外膨胀的弹力(性)而与工作缸1的内缸面自动保持无间隙式的弹性预紧滑动密封联接，其预紧力的大小需满足使开口弹力管3的外侧面(与工作缸1)的轴向运动阻力大于内侧面(与减震活塞2)的轴向运动阻力和上下工作缸的油压差对开口弹力管3的轴向端面所产生的压力差之和；而开口弹力管3的内侧面和减震活塞2的外周面滑动密封联接，在开口弹力管3的两端分别设有四个限位孔10，限位弹环6、8的外侧面有四个等分的凸出体9依靠限位弹环6、8自身的弹性而插入开口弹力管3两端与之相配的限位孔10中而实现对减震活塞2的限位，从而使减震活塞2限位滑动密封联接在开口弹力管3内，其限位距满足大于或等于减震器正常减震时所需的减震行程(一般情况小型车约30-80毫米，大中型车约80-130毫米)，从而将原减震器工作缸和减震活塞之间的导向密封面借助于开口弹力管3被工作缸1压缩后所产生的始终向外膨胀的弹力(性)而无间隙等效的置换于开口弹力管3内和减震活塞2之间，由于开口弹力管3的长度与直径的比例较为合理，其制造方法可采用多种通用的加工方式，如车、铣、磨、钳、冲压、线切割等，从而使其制造方式得以扩展，而制造方式的扩展又使开口弹力管3的制造材料选择范围得以扩展至高强度的耐磨合金钢领域，并可执行热处理工艺，而热处理工艺的执行不仅使开口弹力管3的材料资源和机械性能得以充分的利用和发挥，使开口弹力管3的强度、硬度和耐磨层渗入材料基体的深度得以大幅度的提高，而且又使开口弹力管3产生持久性的弹力(性)，从而使开口弹力管3和减震活塞2之间的导向密封面实现高精密的配合和高耐磨的使用，同时又使减震器的各导向密封零件(减震活塞2、开口弹力管3、导向座4、活塞杆5)的机械性能和使用磨损以及制造材料资源实现合理的平衡配置，从而使减震器的使用耐久性和导向稳定性得以平衡的提高，同时开口弹力管3又可借助于被压缩后所产生的始终向外膨胀的弹力(性)而自动的胀形补偿工作缸1的使用磨损。例如开口弹力管3选用具有良好弹性和耐磨性的合金钢板料或带料为制造材料，通过退火-冲压(冲孔落料，包括凸凹的切口7、限位孔10、展开外形等)-圈筒成型-热处理(提高强度、硬度、耐磨性，并产生持久的弹力)-除氧化皮-预紧压缩装入工作缸1内定心精磨内圆而完成工业批量制造，其合金钢也可为具有良好弹性和耐磨性以及高强度的65Mn弹簧钢或Cr12MoV模具钢或GCr15轴承钢等，而开口7的结构也可为相互齿合的波浪形、齿锯形、斜面凸凹形或直线形，而开口7的轴向齿间距应小于减震活塞3的轴向高度，以利于对减震油的密封。当减震器在正常减震行程范围内减震时，开口弹力管3和工作缸1保持相对的静止，减震活塞2在开口弹力管3内做往复运动通过压缩阀和复原阀来控制工作缸1内减震油的流动而实现阻尼减震；而当外部震动较大且震幅超出正常减震行程范围时，减震活塞2受开口弹力管3两端的限位弹环6、8的限位将克服弹性预紧阻力而带动开口弹力管3相对于工作缸1运动，实现自动补偿减震行程，随着阻尼减震其减震行程逐步的减小至小于开口弹力管3两端的限位距时，开口弹力管3又自动恢复并保持对工作缸1的相对静止。而开口弹力管3的预紧弹力可根据开口弹力管3的具体结构和所选用不同的制造材料通过执行不同的热处理工艺以及调整开口7的压缩距11而得以控制和调整。
参照图5所示，热处理后，在开口弹力管3的外侧面也可附着非金属的耐磨材料12而使其提升为金属和非金属共存的复合式开口弹力管，如附着尼龙、聚乙烯等，以利于开口弹力管3进一步的减磨、抗震和隔音。
参照图6、图7所示，减震活塞13为侧面带有凸台的非园结构体，开口弹力管14的开口7为直线型，在开口弹力管14的侧面设有与减震活塞13侧面凸台相配的凹槽孔，从而使减震活塞13限位联接在开口弹力管14内。而减震活塞13侧面的凸台也可多位设置而与开口弹力管14侧面与之相对应的多个凹槽孔限位联接。
参照图8所示，弹力管为直通式的园环体，两端设有限位方孔，热处理后可在其外周面附着弹性材料15，如耐油弹性橡胶、改性弹性塑料、塑料与橡胶复合夹层等，从而使弹力管的结构为金属和非金属共存的复合式弹力管，其外径需大于工作缸的内径，装入工作缸后，通过工作缸内园的压缩而使弹性材料15产生始终向外膨胀的弹力(性)而与工作缸的内周面自动保持无间隙式的弹性预紧滑动密封联接。
参照图9、图10、图11、图12所示，为进一步改良活塞杆5和减震器交界密封处的密封条件，防止减震油的喷射和外泄，并减少导向座16和活塞杆5耐磨合金钢的用量，降低制造成本，在导向座16的内孔处过盈压入由耐磨合金钢制造的内管19，在导向座16的中部设有横置的导油孔17与储油缸相通，在内管19和活塞杆5之间设有开口弹性管20，未装配时的开口弹性管20的内径小于活塞杆5的外径，装入活塞杆5后通过其外径的胀形而产生始终向内收缩的弹力(性)而使开口弹性管20的内侧面与活塞杆5的外周面自动保持无间隙式的弹性预紧滑动密封联接，其预紧力的大小需满足使开口弹性管20的内侧面(与活塞杆5)的轴向运动阻力大于外侧面(与内管19)的轴向运动阻力和工作缸的油压对开口弹性管20的轴向端面所产生的压力之和，而开口弹性管20的预紧弹力(性)可根据开口弹性管20的具体结构和所选用不同的制造材料通过执行不同的热处理工艺以及调整胀形距(活塞杆5的外径与开口弹性管20的内径之差)而得以控制和调整；而开口弹性管20胀形装入活塞杆5后精磨外圆而使其外侧面与内管19滑动密封联接，而限位弹卡18卡入导向座16的凹槽孔中而对内管19和开口弹性管20实现限位，从而使开口弹性管20被限位联接在导向座16内，其限位距满足大于或等于减震器正常减震时所需的减震行程(一般情况小型车约30-80毫米，大中型车约80-130毫米)，从而将减震器原导向座和活塞杆之间的导向密封面借助于开口弹性管20被活塞杆5胀形后所产生的始终向内收缩的弹力(性)而无间隙等效的置换于内管19和开口弹性管20之间，当减震器在正常减震行程范围内减震时，开口弹性管20和活塞杆5保持相对的静止，由开口弹性管20相对于内管19在导向座16内做往复运动而实现阻尼减震；而当外部震动较大且震幅超出正常减震行程范围时(如突遇路面凹坑，高山越野等)，开口弹性管20受限位弹卡18和导向座16内孔上端凸台的限位而相对于导向座16限位止动，此时活塞杆5将克服弹性预紧阻力而相对于开口弹性管20运动而自动补偿减震行程，随着阻尼减震其减震行程逐步的减小至小于开口弹性管20相对于导向座16的限位距时，开口弹性管20又自动恢复并保持对活塞杆5的相对静止，从而部分的减免了活塞杆的使用磨损量(减免常态减震约80％的磨损量)，使活塞杆与减震器交界密封处的密封条件通过部分减免活塞杆使用磨损量的方式而得以改良，而开口21为相互齿合的凸凹形，通过活塞杆5胀形后其相互齿合的凸凹结构仍然保持一种多阶梯式的线型密封状态，而这种多阶梯式的线型密封状态对减震器工作时其减震油的往复冲击油压可实现有效的密封，同时内管19和开口弹性管20之间导向密封面所渗出的减震油可通过导油孔17而回流入储油缸内，并通过导向座16上端的限位凸台而防止减震油对活塞杆5与减震器交界密封处的直接喷射和外泄。
参照图13所示，为进一步的提高开口弹性管20的减磨性和抗震性，热处理后，可在开口弹性管20的内侧面附着非金属的耐磨材料22，从而使其提升为金属和非金属共存的复合式开口弹性管，如附着尼龙、聚乙烯、聚乙烯和二硫化钼复合材料等，从而进一步的减免活塞杆的使用磨损，提高活塞杆和减震器交界密封处的密封性。
参照图14、图15所示，将限位结构设置在开口弹性管26的两端，异型弹卡25、弹卡27卡入开口弹性管26两端的凹槽孔中，从而将开口弹性管26限位联接在导向座23内，内管24和导向座23过盈配合压入联接在导向座23内，开口弹性管26的内侧面借助于开口弹性管26被活塞杆5胀形后所产生的始终向内收缩的弹力(性)而与活塞杆5的外周面自动保持无间隙式的弹性预紧滑动密封联接，而开口弹性管26的外侧面与内管24滑动密封联接，而异型弹卡25可有效的阻挡内管24和开口弹性管26之间导向密封面所渗出的减震油对活塞杆5和减震器的交界密封处所产生的直接喷射，使减震器的密封条件得以改良。
参照图16所示，弹性管为直通式的园环体，在其内周面附有弹性材料28，如耐油弹性橡胶、改性弹性塑料、塑料与橡胶复合夹层等，从而使弹性管的结构为金属和非金属共存的复合式弹性管，其内径需小于活塞杆的外径，装入活塞杆后通过活塞杆外周面的压缩而产生始终向内的弹力(性)而与活塞杆自动的保持无间隙式的弹性预紧滑动密封联接。
本发明的优点在于使减震器的导向稳定性和使用耐久性同时得以平衡的提高，使减震器的密封条件得以改善，使减震器的使用耐久性提高数倍。
权利要求
1.一种液压减震器包括工作缸，减震油，储油缸，活塞杆，导向座，减震活塞，阀体，密封件，联接件，其特征在于在工作缸和减震活塞之间还设有弹力管，弹力管的外侧面和工作缸的内周面弹性预紧滑动密封联接，弹力管的内侧面和减震活塞的外周面滑动密封联接，弹力管的两端或侧面设有限位结构将减震活塞限位联接在弹力管内。
2.如权利要求1所述的弹力管，其特征在于还包括开口式的弹力管。
3.如权利要求1所述的弹力管，其特征在于还包括复合式的开口弹力管。
4.如权利要求1所述的弹力管，其特征在于还包括复合式的弹力管。
5.一种液压减震器包括工作缸，减震油，储油缸，活塞杆，导向座，减震活塞，阀体，密封件，联接件，其特征在于在导向座和活塞杆之间还设有弹性管，弹性管的内侧面和活塞杆的外周面弹性预紧滑动密封联接，弹性管的外侧面和导向座的内周面滑动密封配合联接，限位结构将弹性管限位联接在导向座内。
6.如权利要求2所述的弹性管，其特征在于还包括开口式的弹性管。
7.如权利要求2所述的弹性管，其特征在于还包括复合式的开口弹性管。
8.如权利要求2所述的弹性管，其特征在于还包括复合式的弹性管。
全文摘要
本发明公开了一种液压减震器，其特点在于通过在工作缸和减震活塞之间所设置的弹力管，使减震器原工作缸和减震活塞之间的导向密封面被无间隙等效的置换于弹力管内和减震活塞之间，而弹力管较合理的长径结构比使其制造方式和制造材料得以扩展并可执行热处理工艺，从而使减震器的各导向密封零件的机械性能和使用磨损以及制造材料资源实现合理化的平衡配置和提高；通过在导向座和活塞杆之间所设置的弹性管，使减震器原导向座和活塞杆之间的导向密封面被无间隙等效的置换于导向座和弹性管之间，从而使活塞杆的使用磨损得以减免和部分减免而改良密封条件。
文档编号F16F15/023GK1538087SQ20041003038
公开日2004年10月20日 申请日期2004年3月26日 优先权日2003年4月14日
发明者都智伟 申请人:都智伟