CN102410334B - 单管式减震器杆的导向和密封单元和环形密封组件 - Google Patents
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Abstract
一种用于减震器杆(2)的导向和密封单元(1)包括衬套(7)和密封组件(8)，使用中集成地支撑在衬套(7)的面向减震器活塞的末端，包括由弹性材料制成的密封环(12)，其具有至少一个环形密封唇状件(13)，该密封唇状件径向地和悬垂伸出朝向它的对称轴，在使用中与杆配合，和金属制的加强型结构(14)，该金属制的加强型结构具有凸缘形状部分(15)邻接设置在抵靠衬套的端部和套筒形状部分(16)可操作地结合密封唇状件；密封环具有凸缘形状部分(18)，其径向从至少一个环形唇状件的根部部分(19)延伸，和环形突出部分(20)与凸缘形状部分(18)集成地一件式得到，该凸缘形状部分(18)轴向地和伸出地从后部，从使用中面对活塞(5)的侧面延伸，如此成形以形成使用中用于活塞(5)的限制停止元件；加强型结构(15)的凸缘形状部分连接到密封环(18)的凸缘形状部分，在环形突出部分(20)下延伸。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于单管式减震器杆的导向和密封单元和用于该单元的一种环形密封组件。
背景技术
单管式液压减震器，广泛地应用于汽车和其它产业，其在相对高的液压压力下工作，平均约20巴，峰值可以达到100巴。受压油的密封包含在减震器主体中，其与使用中活塞在它自己体中的往复运动相对比，减震器杆的导向通过包括完全与杆结合的衬套的导向和密封单元得到，衬套被流体紧密地安装在减震器的主体内，以及密封组件通过衬套安装，这种类型记载在德国实用新型专利申请DE8201327U中。现有技术中的密封组件计划大量的元件分开安装，这样相对麻烦和组装复杂。这种情形变得额外坏，因为，需要其它部件元件用于减震器的正确工作，例如，减震器主体和衬套间的静密封，以及用于活塞的限制停止(limitstop)元件，其允许“平缓”停止，没有突然冲击，突然冲击能够产生不希望的噪音的，最严重的情况，可能损坏。该限制停止元件是额外的，但是是必需的元件，其安装非常困难，并且，最重要的是增大了轴向方向的尺寸。
欧洲专利申请EP-A-06425875记载了一种用于减震器杆的密封组件和用于此的一种导向单元，其中静密封与设置有朝向减震杆的动密封唇状件或唇状件们地密封组件集成。然而，这样的解决方案没有解决用于活塞的限制停止元件的组装问题，并且可能生产相对昂贵，因为该密封的“静止的”部分由同样高性能的用于生产密封唇状件的弹性体混合物生产。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种用于单管式减震器杆的导向和密封单元和用于该单元的一种密封组件，其没有现有技术的缺点以及尤其适于应用在单管式减震器杆，其允许显著地简化活塞限制停止元件的组装以及在保持同样的活塞工作行程的同时其允许减少减震器的长度和重量，所有这些保留了由EPA-06425875可知的单元组装便利性。本发明的另一目的是提供一种用于减震器杆的密封组件以及一种导向和密封单元，其生产也有成本效益。
根据本发明，因此提供一种导向和密封单元，其尤其是用于单管式减震器杆，正如权利要求1所定义的。进一步提供一种用于导向和密封单元的密封组件，正如权利要求8所定义的。
本发明允许易于将用于活塞的传统限制停止元件与衬套所需的静密封件以及最重要的与用于减震器杆上的动密封的唇状件进行集成，从而将该三个元件形成为一个单独的“集成”密封组件，同时，可以使用更高质量的材料(并且因此是具有更好性能的材料)制作承载动态液压密封唇状件的密封环的部分，其余部分使用一种更普通的材料制作，并且因此会更不昂贵，从而在降低产品成本的同时使性能最大化。
根据本发明在密封组件中采用的特别的几何形状还允许不仅保持而且甚至提高限制停止元件的性能，首先，极大地降低安装所有必要元件到减震器上(杆导向衬套，用于活塞的限制停止元件，用于杆的动密封，用于衬套的静密封)所需的轴向尺寸，因此允许极大地降低当前所使用的单管式减震器的尺寸和重量，同时保持活塞相同的工作行程。
最后，根据本发明的导向和密封单元能够预先组装允许使用一个单一的操作连接限制停止元件到减震器主体。
除了包括在衬套密封组件中的单元轴向尺寸的进一步一致的减少之外，这样还允许得到成本的进一步减少。
附图说明
本发明还有的特征和优势通过参照附图在下文的非限制性实施例中的描述，将变得清楚，其中：
图1图解表示了根据本发明制作的设置有导向和密封单元的减震器的一部分的径向截面立面图。
图2图解表示了根据本发明属于图1中的导向和密封单元的密封组件的径向截面放大比例的立面图
图3表示了图1中的导向和密封组件和图2的各密封组件的前上部四分之三透视图
具体实施方式
参照图1至图3，附图标记1作为整体表示了用于单管式减震器3的杆2的导向和密封单元，为了简化的目的仅示出一部分和其余部分是公知的，在使用中，减震器主体4被充填了油并且被活塞5穿过，活塞5沿着减震器主体4的内侧面壁6受到引导，减震器主体4的内侧面壁6限定了活塞5；单元1被流体密封(fluid-tightly)地驱动在所述壁6上，从而闭合主体4的端部并且具有与杆2的对称和轴向滑动轴一致的对称轴A。
根据已知结构布置，单元1包括环形杆导向衬套7，其在使用中被流体密封地安装到减震器2的主体4的内侧壁6，在使用中关于轴A对称并且完全由杆2接合；密封组件8，其也关于轴A对称，在使用中其被驱动进入形成在衬套7的面向减震器主体4内部并且因此面向活塞5的第一端部10上的杯形座9中。特别地，所述座9正面形成面向使用中的主体4内部和活塞5的端部10的面11上。
密封组件8(也参见图2和图3)包括由弹性材料制成的密封环12，其具有至少一个环形密封唇状件13，其径向地和悬垂地向着轴A伸出，轴A也是密封环12自己的对称轴，从而与杆2配合使用(以已知的方式并且因此不再进一步描述)和环形加强型结构14，例如，金属的，其具有凸缘形状组件部分15，邻接抵靠面11设置；后者通过限定杯形座9的环形表面限定。加强型结构14还展示了套筒形状部分16，其可操作地与密封唇状件13以已知的方式结合，这借助于两者的结构几何形状。
根据本发明，密封环12结合有径向地从唇状件13的根部部分19延伸的凸缘形状部分18以及与凸缘形状部分18整合成一件得到的环形突出部分20，以及环形突出部分20在使用中从面对活塞5的凸缘形状部分18的侧面、自凸缘形状部分18轴向突出延伸；尤其是，加强型结构14的凸缘形状部分15机械连接(例如，通过在橡胶硫化步骤期间的胶粘)到密封环12的凸缘形状部分18，在相对于环形突出部分20的侧面上并且至少部分嵌在凸缘形状部分18。
从上所述，非常清楚，为了提高密封组件8的密封能力，如果环境如此要求，根据可能的变化(为了简化的目的没有示出)，所述密封组件8可以设置两个或者更多个密封唇状件13，其沿着轴A串联排列并且从根部部分19向着轴A延伸。
根据本发明的一个方面，凸缘形状部分15的尺寸设定为它在环形突出部分20下面径向地延伸直至至少由环形突出部分20的外周边边缘21限定它，从而介于整个环形突出部分20和衬套7的端部10之间；根据本发明，环形突出部分20成形为在使用中作为用于活塞5的限制停止元件。
为了这个目的，在所论及的例子中，环形突出部分20成形为在相对于密封环12的第二凸缘形状部分18的侧面上由圆柱形曲面22限定的半环形圆顶，在半环形圆顶上，优选在对称的角度位置，获得适于限定各自的径向凹口的两个凹坑23，所述凹口断开了环形突出部分20的连续性。所述凹坑23优选为鞍形，利用由突起部分20所限定的限制停止元件的插入，当活塞5邻接抵靠衬套7时，也就是说，当活塞5直接邻接抵靠突出部分20时，所述凹坑23具有为充注在主体4内部的油构成减压的目的。也在此例子中，根据密封组件8的可能变化(为了简化的目的未示出)，能在环形突出物20上得到多于两个凹坑23，例如，三个或四个，它们在所有情况下关于轴A角度相等地空间分隔。
优选地，密封环12包括中心部分24，其轴向尺寸与所述环形突出部分20的轴向尺寸近似一致并且是套筒形状，从而通过干涉配合接合在杯形座9中进而将密封组件8固定到衬套7。
密封环12的套筒部分24从相对于环形唇状件13的侧面轴向延伸，包括环形唇状件13的根部部分19并且承载嵌入其中的加强型结构14的套筒形状部分16。尤其是，套筒形状部分16从凸缘形状部分15的径向内部边缘悬垂延伸，相对于对称轴A倾斜并且沿着基本平行于所述环形突出部分20和所述密封环12的所述套筒形状部分24的互相邻接的相对侧面25，26的共同切线的方向(图2)，所述切线通过图2中标记的点划线B示出。
突出部分20设定尺寸以使得在邻接活塞5的偏移下具有所需的变形。尤其是，在突出部分20的径向方面的高度和宽度必须被设定为当活塞5在突出部分20上置放或推动时遵守所设计的力变形曲线。
根据本发明的另一方面，密封环12的凸缘形状部分18径向延伸至衬套7的第一端部10的周边外边缘27，完全覆盖衬套7的第一端部10的面11；此外，它有一个径向的外边缘28，其是锥台形的，并且在它的一个端部加厚，具有限定基本圆环形的静密封的形状；边缘28适于在使用中流体密封地配合减震器4的内侧壁6；边缘28还咬合安装在衬套7的端部10的周边外边缘27上形成的环形凹槽29(图1)中。
以这种方式，密封环12被限制在衬套7的端部10，在环形突出部分20的两个侧面25和30上，分别是相对于密封环12的对称轴A的周边的最内侧和最外侧。
为了完善适于优化性能的几何形状，环形突出部分20形成为从相对于面11的侧面延伸(即，面对从相对部分到面11)以及形成为在径向位置正好围绕限定第一端部10的杯形座9，并且因此在适当位置紧邻着所述座9并且在座9的外部。
根据本发明进一步非次要的特征，密封环12由至少两种不同的弹性化合物整合制作成为一件；第一化合物用于至少形成密封唇状件13，(或者多个密封唇状件13，如果存在)；所述第一化合物基于一种弹性材料，选自例如包括HNBR(氢化丁氰聚丁橡胶)、FMK(氟橡胶，其特征通过ASTMD1418限定；代码FMK表示了氟橡胶的族，其依据氟化物的含量彼此不同并且主要包含偏二氟乙烯，以及此外其它组分如四氟乙烯，已知为TFE，和丙烯，已知为HFP)的组。
所有上述的结合，至少使用一种与第一化合物不同的第二化合物，用于形成至少环形突出部分20和对应的凸缘形状部分18，其一体成型得到；所述第二化合物例如是基于氰橡胶。
为了使这两种(或更多种)化合物整合为一体，根据申请人的一种已知方法，环12的由不同化合物制成的部分连同加强型结构14以预先硫化(pre-vulcanized)或“未淬火(green)”的状态被引入到同一模具中，并且然后压模和硫化(vulcanized)。
优选地，在杯形体9的底壁和密封环12之间设置呈垫图形式的、由相对刚性合成塑料材料制成的扁平环31；所述环31基本上在杯形座9的底壁的整个范围上径向延伸，并且介于底壁和密封环12的套筒形状部分24的终端端部之间，没有加强型结构。
根据本发明的单元1可以明显地集成有通常的附件，如完全插入穿过衬套7用于杆2的低摩擦系数的导向套筒37以及在端部10的相对侧面上安装在衬套7外部的防尘罩38。
Claims (10)
1.一种用于单管式减震器(3)的杆(2)的导向和密封单元(1)，所述单元(1)包括：
环形杆导向衬套(7)，其在使用中被流体密封地安装在减震器主体(4)的内侧壁(6)，并且完全由杆(2)接合；
密封组件(8)，驱动进入形成在所述衬套的面对使用中在减震器主体中滑动的活塞(5)的第一端部(10)上的杯形座(9)中，并且与所述杆集成；
其中所述密封组件(8)包括由弹性材料制成的密封环(12)，具有至少一个环形密封唇状件(13)，其径向地和悬垂地向着所述密封环的对称轴(A)伸出从而在使用中与杆配合，以及金属制成的环形加强型结构(14)，包括第一凸缘形状部分(15)和可操作地与唇状件(13)结合的套筒部分(16)，第一凸缘形状部分(15)邻接设置抵靠所述衬套的所述第一端部(10)的面(11)，所述面(11)限定了杯形座(9)；
其特征在于：所述密封环(12)结合有从至少一个唇状件(13)的根部部分(19)径向延伸的第二凸缘形状部分(18)和与所述密封环(12)的所述第二凸缘形状部分(18)整合成一件所得到的环形突出部分(20)，环形突出部分(20)在使用中从面对活塞(5)的第二凸缘形状部分(18)的侧面、自第二凸缘形状部分(18)轴向突出延伸；所述第一凸缘形状部分(15)与所述第二凸缘形状部分(18)在相对环形突出部分(20)的侧面上结合，所述第一凸缘形状部分(15)至少部分嵌入在所述第二凸缘形状部分(18)中，并且在环形突出部分(20)下径向延伸到这样的程度，即所述第一凸缘形状部分(15)的外部周边边缘(21)至少限定了环形突出部分(20)，以使得所述第一凸缘形状部分(15)介于所述整个环形突出部分(20)和所述衬套的所述第一端部(10)之间；所述环形突出部分(20)成形为在使用中作为用于活塞(5)的限制停止元件。
2.根据权利要求1所述的单元，其特征在于：所述第二凸缘形状部分(18)径向地延伸至所述衬套(7)的所述第一端部(10)的周边外边缘(27)，完全覆盖了所述衬套的所述第一端部的面(11)；并且其中所述第二凸缘形状部分(18)具有径向加厚的外边缘(28)，其成形为限定基本上环形的静密封，适于在使用中与所述减震器主体(4)的所述内侧壁(6)流体密封配合。
3.根据权利要求2所述的单元，其特征在于：所述外边缘(28)咬合地安装在所述衬套的所述第一端部的周边外边缘(27)上得到的环形凹槽(29)中，以使得所述密封环(12)被限制到所述衬套的所述第一端部,在环形突出部分(20)的两个侧面(25,30)上，分别是相对于密封环的对称轴(A)的环形突出部分(20)的最内面和最外面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的单元，其特征在于：所述环形突出部分(20)从相对于所述衬套的所述第一端部(10)的面的侧面延伸，以及在径向位置正好限定所述衬套的所述第一端部(10)的所述杯形座(9)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的单元，其特征在于：所述密封环(12)包括中心部分(24)，该中心部分是套筒形状并且具有轴向尺寸大致上与环形突出部分(20)的轴向尺寸一致；所述中心部分(24)成形为通过干涉接合在所述衬套的所述第一端部的所述杯形座(9)中，所述中心部分(24)轴向地从至少一个唇状件(13)的相对侧面延伸并且包括所述唇状件(13)的所述根部部分(19)；所述中心部分(24)还在内部承载加强型结构的所述套筒部分(16)，所述套筒形部分(16)悬垂地从所述加强型结构的所述第一凸缘形状部分(15)的径向内边缘倾斜地向对称轴(A)延伸，并且沿着基本平行于所述环形突出部分(20)和所述密封环的所述中心部分(24)的互相邻接的相对侧面(25，26)的共同切线(B)的方向。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的单元，其特征在于：所述环形突出部分(20)成形为在相对于第二凸缘形状部分(18)的侧面上由圆柱形曲面(22)限定的半环形圆顶，在半环形圆顶上，在对称的角度位置，获得适于限定各自的径向凹口的两个凹坑(23)，所述凹口断开了环形突出部分(20)的连续性；所述凹坑(23)为鞍形。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的单元，其特征在于：密封环(12)由至少两种不同的弹性化合物一件式一体制成；第一化合物用于形成所述至少一个唇状件(13)，基于从包括HNBR，FMK的组所选择的弹性材料；以及，在结合中，至少一种第二化合物用于形成至少所述环形突出部分(20)和所述密封环的对应的第二凸缘形状部分(18)，基于氰橡胶。
8.一种用于单管式减震器(3)的杆(2)的密封组件(8)，在使用中其关联于在减震器主体中滑动的活塞(5)，包括由弹性材料制成的密封环(12)，具有至少一个环形密封唇状件(13)，环形密封唇状件径向地和悬垂地向着所述密封环的对称轴(A)伸出，从而在使用中与杆(2)配合，和金属制成的环形加强型结构(14)，该环形加强型结构具有可操作地与唇状件(13)关联的套筒部分(16)，和成形为限定第一凸缘形状部分(15)的装配部分；其特征在于：所述密封环(12)结合具有第二凸缘形状部分(18)，其径向地从所述至少一个环形唇状件的根部部分(19)延伸，和环形突出部分(20)，其与所述密封环的所述第二凸缘形状部分(18)集成地一件式得到，并且环形突出部分(20)在使用中从面对活塞(5)的第二凸缘形状部分(18)的侧面、自第二凸缘形状部分(18)轴向悬垂延伸；所述第一凸缘形状部分(15)与所述第二凸缘形状部分(18)在相对环形突出部分(20)的侧面上结合，所述第一凸缘形状部分(15)至少部分嵌入在所述第二凸缘形状部分(18)中，并且在环形突出部分(20)下径向延伸到这样的程度，即所述第一凸缘形状部分(15)的外部周边边缘(21)至少限定了环形突出部分(20)；所述环形突出部分(20)成形为在使用中作为用于活塞(5)的限制停止元件。
9.根据权利要求8所述的密封组件，其特征在于：所述环形突出部分(20)成形为在相对于所述密封环的凸缘形状部分的侧面上由圆柱形曲面(22)限定的半环形圆顶，在半环形圆顶上，在对称的角度位置，获得适于限定各自的径向凹口的两个凹坑(23)，所述凹口断开了环形突出部分的连续性；所述环形突出部分(20)进一步具有与所述密封环的中心部分(24)的轴向尺寸大致一致的轴向尺寸；该中心部分(24)是套筒形状并且轴向从至少一个唇状件(13)的相对侧面轴向延伸，包括所述唇状件(13)的根部部分(19)和承载嵌入在其中的所述套筒部分(16)，所述套筒部分悬垂地从所述第一凸缘形状部分的径向内边缘倾斜地向着对称轴(A)延伸。
10.根据权利要求8或9所述的密封组件，其特征在于：所述密封环(12)由两种不同的弹性化合物一体制作成为一件；第一化合物用于形成所述至少一个唇状件(13)，基于从包括HNBR，FMK的组所选择的弹性材料；以及，在结合中，至少一种化合物用于形成至少所述环形突出部分(20)和所述对应的第二凸缘形状部分(18)，基于氰橡胶。
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