用于阻尼器组件的气杯和阻尼器组件的制作方法

1.本发明总体上涉及一种用于阻尼器组件的气杯(gas cup)和阻尼器组件。


背景技术：

2.传统的活塞阻尼器包括具有管、活塞组件以及活塞杆的阻尼器，所述活塞组件例如是包括活塞芯和活塞环(该活塞环定位在活塞芯外面以在活塞芯与活塞环之间限定贯通通道)的活塞组件。管容纳阻尼流体。活塞组件在管的封闭端部与开放端部之间可滑动地接合管。活塞杆具有附接至活塞组件的第一端部和延伸到管的开放端部之外的第二端部。杆引导组件附接至管的开放端部，以引导活塞杆并将阻尼流体密封在管内。浮动的、不透气地密封的气杯(诸如由不可渗透的铝制成的气杯)与管滑动地接合，以将阻尼流体与气体分离，并且滑动(浮动)，以针对由移动的活塞杆引起的体积变化、阻尼流体的热膨胀以及阻尼流体的正常损失进行调整，如本领域技术人员已知的。气杯具有单个密封件，该单个密封件设置在气杯的面向外的圆周表面上的完整圆周表面凹槽中。
3.德国专利申请de2018845公开了一种这样的气杯组件。气杯组件包括具有上表面、下表面、外表面和内表面的主体。主体限定了延伸穿过主体的上表面和下表面的孔(aperture)。完全由弹性体材料制成的分离部(decoupler)位于孔中并固定至主体的内表面。然而，这些设计通常具有耐久性问题，该耐久性问题是由于通过分离部的大的弹性体区域的长期气体泄漏和弹性体材料的气体渗透特性而引起的。


技术实现要素：

4.本发明在其最广泛的方面提供了一种气杯，该气杯随着时间推移显著减小了气压损失。本发明还提供了一种具有可变调节(tune)参数的气杯，该气杯提高了阻尼器组件的阻尼特性，从而改善了使用者的乘坐舒适度。本发明还提供了一种包括分离部的气杯，该分离部具有改善的耐久性，从而增加了阻尼器组件的使用寿命。本发明提供了一种包括所述气杯的阻尼器组件，该气杯改善了使用者的乘坐舒适度，特别是在高频输入和小幅度的情况下。
5.本发明的一个方面是提供一种用于阻尼器组件的气杯。所述气杯包括主体，所述主体包括上表面、下表面、外表面和内表面。所述主体限定了延伸穿过所述上表面和所述下表面的孔。分离部位于所述孔中并固定至所述主体。桥接构件位于所述分离部与所述主体之间并联接至所述分离部和所述主体。所述分离部和所述桥接构件由具有不同弹性的材料制成，以允许所述分离部响应于所述阻尼器组件中的容积变化而在所述孔中移动并提供所述阻尼器组件的可变调节。
6.本发明的另一方面是提供一种阻尼器组件。所述阻尼器组件包括壳体，所述壳体沿着中心轴线在开放端与封闭端之间延伸，限定了在开放端与封闭端之间延伸的空间。活塞可滑动地设置在所述空间中，将所述空间分成压缩腔室和回弹腔室。活塞杆引导件位于所述回弹腔室中，与所述开放端密封接合。活塞杆延伸至所述回弹腔室中并联接至所述活
塞，以使所述活塞在压缩冲程与回弹冲程之间在所述空间中移动。气杯包括可滑动地位于所述压缩腔室中的主体，将所述压缩腔室分成气体隔室和流体隔室。所述主体包括上表面、下表面、外表面和内表面。所述主体限定了孔，所述孔延伸穿过所述上表面和所述下表面，以允许所述气体隔室与所述流体隔室之间的流体连通。分离部位于所述孔中并固定至所述主体。桥接构件位于所述分离部与所述主体之间并联接至所述分离部和所述主体。所述分离部和所述桥接构件由具有不同弹性的材料制成，以允许所述分离部响应于所述阻尼器组件中的容积变化而在所述孔中移动并提供所述阻尼器组件的可变调节。
附图说明
7.将容易理解本发明的其它优点，这是因为通过参考以下结合附图考虑的详细说明，本发明的其它优点将变得更好理解，其中：
8.图1是包括根据本发明的实施方式构造的阻尼器组件的车辆悬架的局部视图；
9.图2是包括根据本发明的实施方式构造的气杯的阻尼器组件的截面立体图；
10.图3是包括根据本发明的实施方式构造的气杯的阻尼器组件的局部视图；
11.图4是包括气杯的阻尼器组件的剖视图；
12.图5是气杯的立体图；
13.图6是气杯的俯视图；
14.图7是气杯的仰视图；
15.图8是气杯的左视图，其中，右视图是左视图的镜像；
16.图9是气杯的正视图；以及
17.图10是气杯的后视图。
具体实施方式
18.参考附图，其中，贯穿这几个视图，相同的附图标记表示对应的部件，图1总体示出了根据本发明的一个实施方式构造的用于车辆中的阻尼器组件20。
19.图1例示了示例性车辆悬架的局部，该示例性车辆悬架包括经由顶部安装件24附接至车辆底盘22的阻尼器组件20以及设置在顶部安装件24的上表面的周边上的多个螺钉26。顶部安装件24连接至螺旋弹簧28。阻尼器组件20连接至支撑车轮32的转向节30。
20.如图2最佳例示的，阻尼器组件20包括壳体34，该壳体34具有大致筒形形状，设置在中心轴线a上并且在开放端42与封闭端44之间延伸。壳体34限定了空间36、38、40，所述空间36、38、40沿着中心轴线a在开放端42与封闭端44之间延伸，以容纳工作流体。具有大致圆形形状的安装环46联接至封闭端44，以将壳体34固定至车辆。
21.具有大致筒形形状的活塞48可滑动地设置在空间36、38、40中，将空间36、38、40分成压缩腔室36、38和回弹腔室40。压缩腔室36、38在封闭端44与活塞48之间延伸。回弹腔室40在开放端42与活塞48之间延伸。
22.气杯50包括主体52，该主体52具有大致筒形形状，可滑动地位于压缩腔室36、38中并与活塞48间隔开。气杯50将压缩腔室36、38分成气体隔室36和流体隔室38。气体隔室36在封闭端44与气杯50之间延伸，以容纳气体。应注意，气体可以被加压在气体隔室中。流体隔室38在气杯50与活塞48之间延伸，以容纳工作流体。换句话说，气杯50将工作流体和加压气
体分离开，以补偿流体隔室38和回弹腔室40中的容积变化，以吸收压力脉冲、阻尼液压冲击并存储能量以提供阻尼力。应注意，这些应用可以被包括在利用流体(诸如油和水)工作的被动式减震器、半主动式悬架系统、主动式悬架系统、液压泵、致动器和蓄能器中。
23.如图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10最佳示出的，主体52限定了孔54，该孔54沿着中心轴线a延伸并穿过主体52，以允许气体隔室36与流体隔室38之间的流体连通。主体52包括上表面56、下表面58、外表面60和内表面62。上表面56面向活塞48。下表面58面向封闭端44。外表面60在上表面56与下表面58之间并且围绕中心轴线a环形地延伸，面向壳体34。内表面62与外表面60径向间隔开，在上表面56与下表面58之间并且围绕中心轴线a环形地延伸，以限定孔54。外表面60限定了包括上凹槽64和下凹槽66的一对凹槽64、66。上凹槽64和下凹槽66彼此轴向间隔开，围绕主体52环形地延伸。上凹槽64位于上表面56附近。下凹槽66位于下表面58附近。引导环67位于上凹槽64中，围绕中心轴线a延伸，以与壳体34接合。密封环68位于下凹槽66中，围绕中心轴线a延伸并且与壳体34呈抵接关系，以防止气体隔室中的气体在主体52的外表面60与壳体34之间泄漏。
24.具有大致圆形形状的分离部70位于孔54中并固定至主体52的内表面62，以将气体隔室36与流体隔室38分离，用于补偿流体隔室38和回弹腔室40中的容积流体变化。至少一个止动件72、74位于孔54中，联接至内表面62，以限制分离部70的移动。至少一个止动件72、74包括上止动件72和下止动件74。上止动件72位于上表面56附近，联接至主体52的内表面62，以限制分离部70朝向上表面56的轴向移动。下止动件74位于下表面58附近，联接至主体52的内表面62，以限制分离部朝向下表面58的轴向移动。
25.返回参考图2，阻尼器组件20包括活塞杆引导件76，该活塞杆引导件76位于回弹腔室40中并位于壳体34的开放端42附近。活塞杆引导件76与壳体34的开放端42密封接合，以闭合空间36、38、40。活塞杆引导件76限定了孔隙(bore)78，该孔隙78具有大致柱形形状，沿着中心轴线a延伸并且与回弹腔室40连通。
26.具有大致柱形形状的活塞杆80沿着中心轴线a延伸穿过孔隙78，并进入回弹腔40至远端82。活塞杆80联接至活塞48，以使活塞48在压缩冲程与回弹冲程之间在空间36、38、40中移动。压缩冲程被限定为活塞杆80和活塞48朝向封闭端44移动。回弹冲程被限定为活塞杆80和活塞48朝向开放端42移动。突出部84从活塞杆80的远端82向外延伸，并穿过活塞48至与活塞48间隔开的终端86，以将活塞48联接至活塞杆80。活塞48限定了洞(hole)88，该洞88具有大致柱形形状，沿着中心轴线a延伸并容纳突出部84，以允许突出部84延伸穿过活塞48。保持构件90设置在终端86处，联接至突出部84，以将活塞48固定至活塞杆80。
27.活塞48具有压缩表面92和回弹表面94。压缩表面92位于压缩腔室36、38中，面向封闭端44。回弹表面94位于回弹腔室40中，面向开放端42。活塞48限定了多个通道96、98，以允许工作流体在压缩冲程和回弹冲程期间流过活塞48。多个通道96、98包括一组压缩通道96和一组回弹通道98，所述一组压缩通道96和一组回弹通道98延伸穿过活塞48，以允许工作流体在压缩冲程和回弹冲程期间流过活塞48。位于活塞48的外表面100附近的一组压缩通道96围绕中心轴线a设置并且周向地彼此间隔开。压缩通道96以与中心轴线a平行的关系从压缩表面92延伸至回弹表面94。与所述一组压缩通道96径向间隔开的一组回弹通道98平行于中心轴线a从压缩表面92延伸至回弹表面94。
28.压缩阀102包括多个盘，各个盘具有大致圆形形状，设置在活塞48的回弹表面94
上，覆盖一组压缩通道96，以限制压缩冲程期间通过活塞48的工作流体流动，进而在压缩冲程期间提供阻尼力。回弹阀104包括多个盘，各个盘具有大致圆形形状，设置在压缩表面92上，覆盖回弹通道98，以限制回弹冲程期间通过活塞48的工作流体流动，进而在回弹冲程期间提供阻尼力。
29.返回参考图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10，桥接构件106位于分离部70与主体52的内表面62之间，联接至分离部70和主体52，以将分离部70固定至主体52。分离部70和桥接构件106由具有不同弹性的材料制成，以允许分离部70响应于阻尼器组件20的容积变化而在孔54中移动并提供阻尼器组件20的可变调节。例如，分离部70可以由刚性材料制成，并且桥接构件106可以由弹性材料制成，以允许分离部70响应于流体隔室38和回弹腔室40中的容积变化而在孔54中移动。
30.根据本发明的实施方式，分离部70可以由轻质的刚性材料制成，而桥接构件106可以由弹性体材料制成。换句话说，在气杯50中使用的柔性材料是桥接构件106。根据本发明的实施方式，分离部70可以不完全由弹性体材料构成。例如，分离部70的中心可以是薄铝板，其中，工程橡胶/弹性体材料可以结合至铝板的外边缘，用于移动和部件行进。应注意，橡胶/弹性体材料的形状和组成对于分离部70的功能和耐久性而言可能是关键的。利用这种布置，本发明显著减少了由于完全由弹性体材料制成的传统气杯的分离部70的气体渗透特性导致的气体隔室36中的潜在气体损失/泄漏。根据本发明的实施方式，桥接构件106从内表面62朝向中心轴线径向向内延伸至桥接构件端108。桥接构件端108联接至分离部70。根据本发明的实施方式，桥接构件端108限定了槽110，该槽110围绕中心轴线a环形地延伸，并且分离部70容纳在槽110中。
31.上止动件72朝向中心轴线a径向向内延伸，具有弧形(arcuate)截面，该弧形截面具有第一曲率，由此，上止动件72的第一曲率与桥接构件106朝向主体52的上表面56的变形相匹配。下止动件74朝向中心轴线a径向向内延伸，并且具有弧形截面，该弧形截面具有第二曲率，由此，下止动件74的第二曲率与桥接构件106朝向主体52的下表面58的变形相匹配。换句话说，具有独特形状的上止动件72和下止动件74安装在分离部70的上侧和下侧附近。根据本发明的实施方式，上止动件72和下止动件74可以由刚性材料制成并且牢固地定位在气杯50中。上止动件72和下止动件74的主要目的是限制桥接构件106和分离部70的轴向移动并保护桥接构件106和分离部70在压缩冲程和回弹冲程期间不会过度拉伸。应理解，上止动件72的第一曲率和下止动件74的第二曲率被设计成即使在分离部70接触上止动件72和下止动件74之后也与桥接构件106的变形形状相匹配，这是因为工作流体压力可以继续施加至桥接构件106。因此，当气杯50需要暂时支撑充气压力直到流体被填充到流体隔室38和回弹腔室40中(其中，流体隔室38和回弹腔室40以及气体隔室36达到平衡压力)时，可以使用该布置。在不具有曲率的情况下，桥接构件106可能被过度拉伸，直到其使上止动件72和下止动件74触底(bottom out)为止，从而减少了阻尼器组件20的使用寿命。
32.主体52的内表面62限定了上凹部111和下凹部112。上凹部111位于流体隔室38中，位于主体52的上表面56附近并且围绕中心轴线a环形地延伸，以容纳上止动件72并将上止动件72固定至主体52的内表面62。下凹部112位于气体隔室36中，围绕中心轴线a环形地延伸，以容纳下止动件74并将下止动件固定至主体52的内表面。换句话说，上止动件72和下止动件74安装在分离部70的上侧和下侧。上止动件72和下止动件74可以由刚性材料制成并且
牢固地定位在气杯50中。上止动件72和下止动件74的主要目的是保护橡胶桥接件在工作期间不被过度拉伸。根据本发明的实施方式，上止动件72和下止动件74的内径小于分离部70的直径，由此，一旦分离部70接触上止动件72和下止动件74，就限制了分离部70在两个轴向方向上的移动。桥接构件106被设计成提供一定的刚度以满足特定的应用要求，其中，气杯50将在盘完全接触上止动件72和下止动件74之前在压缩腔室36、38中移动。在诸如高速输入的极端条件下，分离部70的轴向移动被上止动件72和下止动件74限制，以防止桥接构件106被过度拉伸。
33.桥接构件106、分离部70以及上止动件72和下止动件74还为气杯50和阻尼组件20提供可变调节选项，以改善使用者的乘坐舒适度。例如，在阻尼器组件20的工作期间，在压缩冲程或回弹冲程期间大于8n的力可以使气杯50在壳体34内移动。当气杯50在壳体34中滑动时，气杯50能够提供附加阻尼力，以补偿由压缩冲程和回弹冲程引起的壳体34的容积变化。在力小于8n的情况下(即，当车辆在平坦的道路上行驶时)，桥接构件106、分离部70和上止动件72和下止动件74可以提供阻尼力，以补偿由压缩冲程和回弹冲程引起的壳体34的小的容积变化。
34.根据本发明的实施方式，可以通过改变桥接构件106和/或分离部70的弹性来实现调节。例如，为了增加桥接构件106和/或分离部70的轴向移动，可以使用更具弹性的材料来形成桥接构件106和/或分离部70。这种布置允许桥接构件106和分离部70补偿由压缩冲程和回弹冲程引起的壳体34的较大的容积变化(即，当车辆在崎岖道路上行驶时)。另一方面，为了减少桥接构件106和/或分离部70的轴向移动，桥接构件106和/或分离部70可以由弹性较小的材料制成。这种布置允许桥接构件106和分离部70补偿壳体34中的较小的容积变化(即，当车辆在较平坦的道路上行驶时)。
35.另外，可以通过改变上止动件72和下止动件74相对于桥接构件106和分离部70的距离来实现气杯50的调节。换句话说，上止动件72和下止动件74能够相对于桥接构件106和分离部70独立地移动，以调整桥接构件106和分离部70的轴向移动的幅度。例如，为了限制桥接构件106和分离部70的轴向移动，上止动件72和下止动件74可以更靠近桥接构件106和分离部70。另一方面，为了增加桥接构件106和分离部70的轴向移动，上止动件72和下止动件74可以与桥接构件106和分离部70轴向间隔开。总而言之，气杯50的调节可以通过改变三个不同参数(例如，分离部70的材料组成、桥接构件106的材料组成和/或上止动件72和下止动件744相对于桥接构件106和分离部70的距离)来实现。这些布置为气杯50和阻尼器组件20提供了不同调节选项。
36.上止动件72限定了由第一周边116界定的第一孔口114。第一孔口114与流体隔室38流体连通。根据本发明的实施方式，第一孔口114的第一周边116围绕中心轴线a正弦且环形地延伸。根据本发明的实施方式，第一周边116限定了围绕中心轴线a设置的多个第一峰118和多个第一谷120。下止动件74限定了由第二周边124界定的第二孔口122。第二孔口122与气体隔室36流体连通。根据本发明的实施方式，第二孔口122的第二周边124围绕中心轴线a正弦且环形地延伸。根据本发明的实施方式，第二周边124限定了围绕中心轴线a定位的多个第二峰126和多个第二谷128。换句话说，第一孔口114和第二孔口122两者可以具有花形。采用花形以使进入气杯50的流体流动最大，以帮助改善对压力波动的响应，同时限制桥接构件106的移动。
37.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。