气体撑杆弹簧辅助磨损监控系统的制作方法

本公开涉及气体撑杆，并且更具体地涉及气体撑杆磨损监控。

已知气体撑杆包括活塞组件，该活塞组件在由壳体限定的压力腔室内往复运动。通常，压力腔室包含诸如氮气的惰性气体，机械地压缩该惰性气体以将力施加在腔室中的活塞上。活塞组件包括扩大头部和杆，该扩大头部在壳体内延伸，且该杆从头部延伸并且通过壳体的一个端部伸出。在操作中，在杆于壳体内缩回时，压力腔室的总体体积减小，由此增大腔室内的气体压力。活塞头部可包括阀或开口，这些阀或开口轴向地连通通过活塞头部，以在撑杆循环期间控制并且建立活塞头部的两侧上的压力均衡，而与头部的轴向位置无关。由于活塞头部的前引侧上的表面积大于另一侧(即，杆附连于的一侧)的表面积，轴向力可能并不均等。因此，在压力随着撑杆缩回而在压力腔室内升高时，抵抗缩回的力增大，以意图将撑杆偏置朝向完全伸出位置。

不考虑气体撑杆的位置，气体撑杆内的正气体压力将轴向力传递至连接关节，该连接关节将撑杆附连于活动门、固定件、升降门等等。随着时间推移，压力腔室中的气体压力会随着撑杆上磨损增大而降低。例如，气体压力中下降百分之二十在一些应用中可能是明显的，并且如果已知退化的压力状况，则降低的压力会导致撑杆维护或更换。遗憾的是，确定退化气体压力的已知方式是有限和/或不实际的。

因此，期望一种针对气体撑杆的主动撑杆磨损监控系统。

技术实现要素：

在一个示例性实施例中，用于气体撑杆的气体撑杆主动监控系统包括气体撑杆磨损监控器，该气体撑杆磨损监控器连接于气体撑杆的基部端部和撑杆端部。气体撑杆磨损监控器可从气体撑杆移除，使得无需更换气体撑杆磨损监控器就可更换气体撑杆。气体撑杆磨损监控器构造成监控气体撑杆的输出力，并且基于该输出力来输出指示针对气体撑杆的维护建议的信号。

在另一示例性实施例中，描述一种气体撑杆磨损监控器。气体撑杆磨损监控器能连接于气体撑杆的基部端部和撑杆端部。气体撑杆磨损监控器可从气体撑杆移除，使得无需更换气体撑杆磨损监控器就可更换气体撑杆。气体撑杆磨损监控器构造成监控气体撑杆的输出力，并且基于该输出力来输出指示针对气体撑杆的维护建议的信号。

除了这里描述的一个或多个特征以外，根据一个实施例，气体撑杆磨损监控器包括外部壳体、内部壳体、弹簧、开关以及开关输出装置，该外部壳体与气体撑杆连通，该内部壳体与撑杆端部连通，该弹簧与外部壳体和内部壳体连通，该开关构造成确定外部壳体相对于内部壳体的接近性，且该开关输出装置与开关连通。

根据另一实施例，气体撑杆磨损监控器构造成响应于弹簧迫使外部壳体远离内部壳体而输出信号。

根据另一实施例，该开关包括开关主体、电池、触发机构以及致动机构，该触发机构与电池连通，且该致动机构与触发机构连通。

根据另一实施例，该开关构造成确定外部壳体相对于内部壳体的接近性，并且仅仅使用电池作为独立电源而响应于确定外部壳体并不靠近于内部壳体来输出信号。

根据另一实施例，该信号指示基于气体撑杆的输出力的维护建议。

根据另一实施例，弹簧的输出力与气体撑杆的输出力线性地相关联，使得气体撑杆的输出力比弹簧的输出力大预定裕度的力。

根据另一实施例，气体撑杆的输出力小于预定裕度的力指示气体撑杆在正常操作参数以外操作。

当结合附图时，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点从以下具体实施方式中会显而易见。

附图说明

仅仅借助示例，其它特征、优点以及细节出现在以下具体实施方式中，该具体实施方式参照附图，附图中：

图1是根据一实施例的气体撑杆组件和车辆升降门的示意图；

图2是根据一实施例的具有弹簧辅助气体撑杆监控器系统的气体撑杆组件的透视图；

图3是根据一实施例的弹簧辅助气体撑杆磨损监控器的分解透视图；

图4是根据一实施例的安装在气体撑杆组件上的图3所示弹簧辅助气体撑杆磨损监控器的剖视图；并且

图5是根据一实施例的开关和开关输出装置的示意图。

具体实施方式

以下描述在本质上仅仅是示例性的并且并不旨在限制本发明、其应用或使用。应理解的是，在整个附图中，对应的附图标记指示类似或对应的部件和特征。如这里使用的是，术语模块指代可包括专用集成电路(asic)的处理电路、电子电路、处理器(共享、专用或集群)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述功能性的其它合适部件。

根据示例性实施例，图1说明气体撑杆组件20，该气体撑杆组件可适用于车辆并且更确切地说适用于车辆升降门22。在该示例中，气体撑杆组件20的气体撑杆24可在升降门22和车辆框架26之间，并且可枢转地接合于升降门和车辆框架。在气体撑杆24从缩回位置28(即，以虚线说明)枢转地移动至伸出位置30时，气体撑杆24便于升降门22提升且由此打开。在此种和/或其它应用中，气体撑杆24可以是气体弹簧、气体衰减器、减震器以及其它类似实施例。

参照图2，气体撑杆24可包括壳体32，该壳体可以是气缸。活塞组件(在气体撑杆24内部且由此并未示出)沿着壳体32内的中心线(c)往复运动。壳体32包括径向地向内面向的圆柱形内表面(未示出)并且可以是圆柱形，其密封抵靠于往复运动的活塞密封件(未示出)，以允许气体能执行活塞的工作。虽然这里通常指代气体撑杆24的内部工作部分，但本领域技术人员了解气体撑杆的一般功能和衰减能力，于是出于简化起见省略一些细节。

参照图1和图2，活塞杆36附连于壳体32内部的往复运动活塞(未示出)，该往复运动活塞构造成是沿着气体撑杆24的轴向长度往复运动的延伸部分。在操作中，活塞和往复运动活塞在壳体32的内表面上滑动，且随着活塞组件(和活塞杆36)在缩回和伸出位置28、30(参见图1)之间往复运动，气体从活塞头部的一侧向另一侧可控地流动通过活塞头部中的开口。取决于活塞杆36的移动方向，流动通过活塞的经压缩气体的抵抗力将工作力f分别施加在活塞杆36和壳体32上。

活塞杆36包括第一端部(在壳体32内部且未示出，并附连于内部活塞)和相对的第二端部38，该第二端部枢转地接合于升降门22。壳体32进一步包括壳体32的经密封基部端部34，该经密封基部端部附连于气体撑杆弹簧辅助磨损监控器40。磨损监控器40附连于撑杆端部42，该撑杆端部可枢转地接合于车辆框架26。

在操作中，活塞杆36将工作力传递至活塞杆36的端部38并且通过基部端部34传递至车辆框架26。该力分别传递至磨损监控器40和撑杆端部42。也就是说，在操作中，壳体32的基部端部34作用在磨损监控器40上，该磨损监控器然后作用在撑杆端部42上，该撑杆端部可枢转地附连于车辆框架26。根据各实施例，磨损监控器40可构造成检测气体撑杆24的磨损或故障，并且经由开关输出装置58输出对需要气体撑杆维护或更换的指示。

图3是根据一实施例的磨损监控器40的分解视图。图4是根据一实施例的安装在气体撑杆24上的图3所示磨损监控器的组装剖视图。现在，同时考虑图3和4，磨损监控器40包括外部壳体46、内部壳体48以及诸如弹簧52的偏置构件，该偏置构件围绕设置在弹簧凹穴50内的开关致动柱部53设置。在操作中，随着力(在图4中示作力矢量f1)由气体撑杆24施加于磨损监控器40，弹簧52施加相反力(示作力矢量f2)。弹簧52与输出力f2线性地相关联。当气体撑杆24在可接受限度内操作时(也就是说，来自气体撑杆24的力f1足以执行设计该气体撑杆所针对的工作)，来自气体撑杆24的力f1超过从弹簧52施加的力f2。换言之，通过压缩弹簧52，外部开关壳体46会仍靠近于内部开关壳体48。在操作中，弹簧52保持无限地压缩，直到从气体撑杆24损失相当大的压力部分，且气体撑杆24的基部端部34的输出力小于弹簧52的输出力。如果气体撑杆24已损失其相当大部分的操作压力(产生力矢量f1)，则弹簧52会比气体撑杆24强度更大，这会迫使外部壳体远离内部壳体48。壳体46和48的分开触发输出指示需要对气体撑杆24进行维护或更换的信号。

根据本发明的各实施例，磨损监控器40独立于气体撑杆24，其中，在气体撑杆组件20内可独立地更换磨损监控器40和/或更换气体撑杆24。磨损监控器40可由任何合适的材料构成，这些材料例如包括钢、铝、注塑模制塑料、机加工金属、铸造金属等等。

在一些方面中，磨损监控器40经由连接部分62附连于气体撑杆24的基部端部34，该连接部分可例如是带螺纹开口、压配合开口或其它附连装置。如图4中所示，磨损监控器40包括连接部分60，该连接部分能接合并且附连于撑杆端部42。连接部分62可构造有任何连接装置，例如带螺纹柱部、压配合、保持环等等。

根据一个实施例，磨损监控器40包括开关54，该开关构造在开关致动柱部53上。当开关54不再靠近于外部开关壳体46时，开关54构造成触发开关输出装置上的输出。在一个实施例中，开关54构造成使用任何适用附连装置(螺钉、粘合剂、环氧树脂等等)附连于开关致动柱部53。因此，开关54是内部开关壳体48的一体部分。在一些方面中，开关54可构造成附连于外部开关壳体46，且因此，开关54会是外部壳体的一体部分。应意识到的是，感测机构相对于内部和外部壳体的一个或另一个的位置是不重要的并且并不旨在有所限制。

在一些方面中，开关54可构造成经由开关输出装置58触发输出音频和/或视觉响应。例如，在一个实施例中，开关输出装置58是灯，且开关54构造成触发输出响应，该输出响应致使灯58持续地闪烁或照亮。

在另一实施例中，开关输出装置58是音频输出装置(扬声器、喳喳声等等)，且开关54构造成触发输出响应，该输出响应致使扬声器发出能被用户听到的警报。

在另一实施例中，开关输出装置58是无线通信装置，该无线通信装置构造成输出能由车辆的车身控制模块(未示出)接收的消息。因此，开关输出装置58包括无线传输装置，用以将预定消息发送至控制模块，该控制模块可然后输出指示需要进行气体撑杆维护或更换的预定消息。

在另一实施例中，开关输出装置58构造成同时用于音频和视觉输出。因此，开关54构造成经由开关输出装置58触发输出响应，该输出响应致使扬声器发出能由用户听到的警报，以及照亮能由用户观察到的灯。

图5示出根据一个实施例的经由开关信道68与输出装置58通信的开关54。在一些方面中，开关54包括开关主体70，该开关主体能附连于外部开关壳体46或内部开关壳体48。开关主体70容纳电池56和触发机构64。触发机构64可以是本领域已知的任何开关机构，包括电子或机械切换装置，其中，当触发致动机构时，信号发送至输出装置。

在一些实施例中，当触发机构从按压状态72移动至非按压状态时，发生触发。例如，当气体撑杆24在正常操作参数内操作时，致动机构66可处于按压状态中，且气体撑杆24的输出力大于弹簧52的输出力。但当弹簧的输出力克服气体撑杆24的输出力时，弹簧52将外部开关壳体和内部开关壳体分开，这允许致动机构66延伸至非按压状态72(触发信号的输出)。

触发机构64还可包括一个或多个微处理器和/或固态装置，其构造成响应于被触发而输出连续或中断的信号。

虽然已参照示例性实施例描述了上文公开，但本领域技术人员会理解的是，可作出各种改变且等同物可替代其各元件，而不会偏离本发明的范围。此外，可作出许多修改使得特定情况或材料适应于本发明的教示，而不会偏离本发明的基本范围。因此，本发明并不旨在限制于所公开的特定实施例，但会包括落在本发明范围内的所有实施例。