CN101004200A

CN101004200A - 减少了往复运动的活塞组件

Info

Publication number: CN101004200A
Application number: CNA2007100016813A
Authority: CN
Inventors: R·布卢姆尔; W·D·鲍曼; M·M·罗斯
Original assignee: AVM Inc
Current assignee: AVM Inc
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2007-07-25
Also published as: JP2007198593A; DE102006059361A1; US20070158154A1

Abstract

一种用于气体弹簧或阻尼器的活塞组件包括第一和第二孔板，所说的第一和第二孔板沿轴向相互间隔开。第一和第二低摩擦环被放置在第一和第二孔板之间。第一和第二低摩擦环通过一弹性元件相互分隔开，当活塞组件在伸出位置和压缩位置之间移动时，所说的弹性元件在第一和第二低摩擦环之间起作用，以便消除死区操作。

Description

减少了往复运动的活塞组件

技术领域

本发明涉及用于气体弹簧或阻尼器的活塞组件，所说的气体弹簧或阻尼器包括一弹性元件，该弹性元件减少了活塞部件在伸出位置和压缩位置之间的往复运动。

背景技术

气体弹簧组件和阻尼器被用于控制一个部件相对于另一个部件的移动。阻尼器或气体弹簧组件被用于控制可移动车辆部件相对于固定车辆部件的移动。阻尼器或气体弹簧组件可以在完全伸出位置和完全压缩位置之间移动。气体弹簧组件帮助操作人员移动所说的可移动车辆部件。阻尼器被用于衰减作用于车底盘的输入负载。

气体弹簧和阻尼器各自包括一杆和活塞组件，所说杆和活塞组件被接收在一缸内。杆的一个端部与活塞组件相连接，以便在缸内来回地移动该活塞组件。杆的相反端部被安装到可移动车辆部件或固定车辆部件之一上。所说缸被安装到可移动车辆部件或固定车辆部件之另一上。活塞包括多个孔板，这些孔板与一些垫圈相协作，以便在压缩和伸出期间限制流体流动，从而根据期望的应用来衰减或帮助移动。

在一个已知的结构中，活塞组件包括一双重衰减活塞，该双重衰减活塞包括第一和第二孔板，通过一间隔件来把所说的第一和第二孔板隔离开。位于第一和第二孔板之间的是一O形环，该O形环被放置在第一和第二垫圈之间。当压缩或伸出时，O形环上的摩擦力根据移动的方向促使第一和第二垫圈之一抵靠着各自相对应的第一和第二孔板之一而沿轴向移动。这样就提供了沿着与移动方向相反方向的一限制性流动路径。

这种传统结构的一个缺点在于：当第一和第二垫圈以及O形环在第一和第二孔板之间来回地往复运动时，出现了操作的死区。这种“无用功(slop)”降低了活塞组件的操作效率。

因此，需要这样一种活塞组件，即，当所说杆在伸出位置和缩进位置之间来回地移动活塞组件时，这种活塞组件能够排除内部活塞部件之间的无用功。

发明内容

一种活塞组件包括第一和第二孔板，所说的第一和第二孔板沿轴向相互间隔开。由低摩擦材料制成的第一和第二环被放置在第一和第二孔板之间。一弹性元件在第一和第二环之间起作用。活塞组件可以被用在气体弹簧组件或阻尼器中，所说的气体弹簧组件和阻尼器各自包括一缸。活塞组件被安装在缸的内腔中并且与一杆相连接。所说的杆使活塞组件在伸出位置和压缩位置之间在缸内来回地移动。

当活塞组件在伸出位置和压缩位置之间移动时，由弹性元件施加在第一和第二环上的一个偏压力消除了死区操作。根据下面的详细描述和附图，可以更好地理解本发明的这些以及其它的特征，下面将对附图作简明扼要的描述。

附图说明

图1A表示出了根据本发明的一活塞组件和杆组件的示意图，在该图中，活塞组件和杆组件处于中立或空载位置；

图1B是处于压缩位置中的活塞组件和杆组件的视图；

图1C是处于伸出位置中的活塞组件和杆组件的视图；

图2是根据本发明的活塞组件的一个实施例的立体图；

图3是根据本发明的活塞组件的另一实施例的立体图；

图4A是根据本发明的具有一活塞组件的一阻尼器组件的示意图；

图4B是根据本发明的具有一活塞组件的另一阻尼器组件的示意图；

图4C是根据本发明的具有一活塞组件的一气体弹簧组件的示意图。

具体实施方式

图1A表示出了一阻尼器或气体弹簧组件10，其包括一管或缸12和一杆14，该杆14从缸12向外延伸。杆14在完全伸出位置和完全压缩位置之间移动。杆14与一活塞组件16相连接，所说的活塞组件16被接收在缸12内。活塞组件16把缸12的内腔分隔成一压缩腔室18和一回弹或伸出腔室20。当杆14如已知的那样在完全伸出位置和完全压缩位置之间移动时，活塞组件16随着杆14轴向移动，以便控制压缩腔室18和伸出腔室20之间的流体流动。

阻尼器或气体弹簧组件10通常被用于对固定元件和可移动元件之间的移动进行控制。一第一连接件22与杆14相连接，而一第二连接件24与缸12相连接。第一和第二连接件22、24之一与固定元件和可移动元件之一相连接。第一和第二连接件22、24之另一与固定元件和可移动元件之另一相连接。

活塞组件16包括一第一孔板30和一第二孔板32，第一和第二孔板30、32通过一间隔件34相互隔离开。第一和第二孔板30、32各自包括至少一个孔35，以便根据需要促进流体流动，图中示意性地表示出了所说的孔。在图示的例子中，孔35被形成在第一和第二孔板30、32的侧面，然而，孔35的形状、结构和位置可以根据特定的应用而改变。本发明的活塞组件16可以和孔35的任何结构一起使用。间隔件34被安装在杆14的缩小了的直径部分36上。一铆钉38被用于把第一孔板30、第二孔板32及间隔件34一起固定和保持在所说杆上。铆钉38可以与杆14整体形成或可以被作为一分离件安装。

间隔件34的一个端部40抵靠着铆钉38的端面42保持住第一孔板30。间隔件34的另一端部44抵靠着杆14的肩部46保持住第二孔板32。间隔件34在第一和第二孔板30、32之间保持一固定距离。

一第一环50邻近第一孔板30放置。一第二环52邻近第二孔板32放置。第一和第二环50、52都沿轴向放置在第一和第二孔板30、32之间。第一和第二环50、52被形成作为坚固的带箍，所说的带箍由低摩擦材料例如聚四氟乙烯(PTFE)或商标名为Teflon的材料制成。这种类型的环的一个例子为一商标名为Rulon的环。

第一和第二环50、52各自包括一外周边边缘54，该外周边边缘54与缸12的内壁面56滑动邻接。图1A-1C中示意性地表示出的弹性元件60在第一和第二环50、52之间起作用。例如，弹性元件60可包括如图2所示的一螺旋弹簧60a，或者可包括如图3所示的一波形簧60b。

图1A表示出了活塞组件16处于中立或空载位置。在活塞组件16沿着朝完全压缩位置的第一方向(在图1B中由箭头62来表示)进行压缩移动期间，流体流动促使第一环50远离第一孔板30，且弹性元件60把第二环52弹性地偏压成抵靠着第二孔板32。在活塞组件16沿着朝完全伸出位置的第二方向(在图1C中由箭头63来表示)进行伸出移动期间，流体流动促使第二环52远离第二孔板32，且弹性元件60把第一环50弹性地偏压成抵靠着第一孔板30。由于使用低摩擦材料来形成第一和第二环50、52，并且弹性元件60在第一和第二环50、52之间起作用，因此，在伸出移动和压缩移动的转换期间消除了操作的死区。这样就提供了阻尼器或气体弹簧组件10的更高效和有效的操作。

可选地是，活塞组件16还可包括第一和第二垫圈70、72，如图2所示，它们被放置在第一和第二孔板30、32之间。第一垫圈70被直接放置在第一环50和第一孔板30之间，而第二垫圈72被直接放置在第二环52和第二孔板32之间。

在压缩期间，第一垫圈70和第一环50被迫远离第一孔板30，从而在铆钉侧上形成一非限制流动路径。在弹性元件60的相反侧，第二环52和第二垫圈72被迫抵靠着第二孔板32，从而形成经过第二孔板32的一限制流动路径。

活塞组件16可以被用在各种不同的应用场合，以便减少活塞部件的往复运动，所说的活塞部件包括气体弹簧、阻尼器、减震器等等。此外，活塞组件16还可被用在液压缸或流体流动应用场合，以便减少自由间隙。

优选地是，活塞组件16被用在阻尼器应用于如图4A所示的一割草机150的场合。割草机150包括一坐椅152，该坐椅被安置在一液压传动装置154的上方。操作人员(图中未示)操作一变速杆156，该变速杆经由一联动装置158与液压传动装置154相连接。一阻尼器160被安装在联动装置158和一框架162之间，该阻尼器160以上面所描述的方式进行操作。阻尼器160被图示成与联动装置158相连接，然而，阻尼器160也可以被安装在变速杆156本身和框架162之间。活塞组件16进行操作，以便消除通常由内部活塞部件的往复运动所造成的死区操作区域。

活塞组件16还可以被用在如图4B所示的一阻尼器组件90中。活塞组件16与被接收在一管94内的一杆92相连接。阻尼器组件90被安装在一固定车辆元件96例如车辆框架和一车轮98之间。如已知的那样，阻尼器组件90例如减震器被用于衰减作用于车辆的路面输入负载。阻尼器组件90包括第一和第二连接件100、102。第一和第二连接件100、102之一与杆92相连接，而第一和第二连接件100、102之另一与管94相连接。第一和第二连接件100、102之一与固定车辆元件96和车轮98之一相连接，而第一和第二连接件100、102之另一与固定车辆元件96和车轮98之另一相连接。

活塞组件16还可以被用在如图4C所示的车辆80中的气体弹簧中。气体弹簧组件10被用在车辆80中，以便帮助在一固定车辆元件82和一可移动车辆元件84之间的移动，所说的可移动车辆元件84相对于固定车辆元件82移动。可移动车辆元件84可包括如图所示的一提升式门；然而，可移动车辆元件84也可以是一行李箱盖、车盖、尾板等等。第一和第二连接件22、24之一与固定和可移动车辆元件82、84之一相连接，而第一和第二连接件22、24之另一与固定和可移动车辆元件82、84之另一相连接。

应当知道，虽然图2所示的活塞组件16包括带有第一和第二环50、52的第一和第二垫圈70、72且包括弹性元件60，但是，活塞组件16可以仅仅利用第一和第二环50、52以及弹性元件60来进行操作。此外，图1和图3所示的例子也可以使用第一和第二垫圈70、72。

在任一结构中，也就是，在有或没有第一和第二垫圈70、72的结构中，弹性元件60迫使第一和第二环50、52之一抵靠着各自相对应的第一和第二孔板30、32之一(取决于移动的方向)。通过迫使所说的环抵靠着孔板，就消除了通常由内部活塞部件的往复运动所造成的死区操作区域。

尽管已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域普通技术人员应当知道，可以对本发明作出某些修改，这些修改都位于本发明的范围内。本发明的实际范围和内容是由所附权利要求来限定的。

Claims

1、一种活塞组件，包括：

第一孔板；

第二孔板，该第二孔板与所说的第一孔板沿轴向间隔开；

第一环，该第一环邻近所说的第一孔板放置；

第二环，该第二环邻近所说的第二孔板放置，其中，所说的第一和第二环都沿轴向放置在所说的第一和第二孔板之间；

弹性元件，该弹性元件在所说的第一和第二环之间起作用，以便在所说的第一和第二环之间提供一个偏压力。

2、根据权利要求1所述的活塞组件，包括一间隔件，该间隔件适合于固定到一杆上，其中所说的第一和第二孔板被所说的间隔件保持成相互间隔开一固定距离。

3、根据权利要求1所述的活塞组件，其中，所说的弹性元件包括螺旋弹簧。

4、根据权利要求1所述的活塞组件，其中，所说的弹性元件包括波形簧。

5、根据权利要求1所述的活塞组件，包括第一垫圈和第二垫圈，所说的第一垫圈被放置在所说第一环和所说第一孔板之间，所说的第二垫圈被放置在所说第二环和所说第二孔板之间。

6、根据权利要求1所述的活塞组件，其中，所说的第一和第二环由坚固的带箍构成，所说的带箍由聚四氟乙烯材料制成。

7、一种活塞和缸组件，包括：

缸，该缸限定出一内腔；

活塞，该活塞被安装在所说的缸内，以便把所说的内腔分隔成一压缩侧和一回弹侧；

杆，该杆具有第一杆端部，该第一杆端部与所说的活塞相连接，以使所说的活塞在完全压缩位置和完全伸出位置之间在所说的缸内移动；

其中，所说的活塞包括第一孔板、第二孔板、第一环、第二环以及弹性元件，所说的第一孔板邻近所说的压缩侧放置，而所说的第二孔板邻近所说的回弹侧放置并且与所说的第一孔板沿轴向间隔开，所说的第一环被放置成与所说的第一孔板相邻接，而所说的第二环被放置成与所说的第二孔板相邻接，所说的第一和第二环沿轴向放置在所说的第一和第二孔板之间，所说的弹性元件直接在所说的第一和第二环之间起作用。

8、根据权利要求7所述的活塞和缸组件，其中，在所说活塞沿着朝所说完全压缩位置的第一方向进行压缩移动期间，流体流动迫使所说的第一环远离所说的第一孔板，且所说的弹性元件把所说的第二环弹性地偏压成抵靠着所说的第二孔板，其中在所说活塞沿着朝所说完全伸出位置的第二方向进行伸出移动期间，流体流动迫使所说的第二环远离所说的第二孔板，且所说的弹性元件把所说的第一环弹性地偏压成抵靠着所说的第一孔板。

9、根据权利要求7所述的活塞和缸组件，其中，当所说的活塞在完全压缩位置和完全伸出位置之间移动期间，所说的弹性元件立即把移动从所说的第一和第二环之一直接传递到所说的第一和第二环之另一上。

10、根据权利要求9所述的活塞和缸组件，其中，所说的弹性元件的外部直径小于所说的第一和第二环的外部直径。

11、根据权利要求7所述的活塞和缸组件，其中，所说的第一和第二环具有外周面，其与所说缸的内壁面直接邻接接触。

12、根据权利要求11所述的活塞和缸组件，其中，所说的第一和第二环被形成作坚固的带箍，所说的带箍由聚四氟乙烯材料制成，以便在所说缸和所说活塞之间提供低摩擦界面。

13、根据权利要求7所述的活塞和缸组件，其中，所说的弹性元件包括一螺旋弹簧。

14、根据权利要求7所述的活塞和缸组件，其中，所说的弹性元件包括一波形簧。

15、根据权利要求7所述的活塞和缸组件，包括第一垫圈和第二垫圈，所说的第一垫圈被放置在所说第一环和所说第一孔板之间，所说的第二垫圈被放置在所说第二环和所说第二孔板之间。

16、根据权利要求7所述的活塞和缸组件，包括间隔件，该间隔件被固定到所说的杆上，其中所说的第一和第二孔板被所说的间隔件保持成相互间隔开一固定距离。

17、一种车辆组件，包括：

固定车辆元件；

可移动车辆元件，该可移动车辆元件相对于所说的固定车辆元件是可移动的；

管和活塞组件，其包括第一孔板、第二孔板、第一环、第二环以及弹性元件，所说的第二孔板与所说的第一孔板沿轴向间隔开，所说的第一环邻近所说的第一孔板放置，而所说的第二环邻近所说的第二孔板放置，其中，所说的第一和第二环都沿轴向放置在所说的第一和第二孔板之间，所说的弹性元件在所说的第一和第二环之间起作用，以便在所说的第一和第二环之间提供一个偏压力，其中，所说的管和活塞组件相协作，以便控制所说固定车辆元件和所说可移动车辆元件之间的移动。

18、根据权利要求17所述的车辆组件，其中，所说的管和活塞组件包括阻尼器，所说的固定车辆元件包括车辆框架，所说的可移动车辆元件包括联动装置。

19、根据权利要求17所述的车辆组件，其中，所说的管和活塞组件包括气体弹簧组件，所说的可移动车辆元件包括车身板。

20、根据权利要求17所述的车辆组件，其中，所说的第一和第二环被形成作坚固的带箍，所说的带箍由聚四氟乙烯材料制成，且所说的弹性元件包括一弹簧。