CN103953676A - 具有液压止挡结构的液压阻尼器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有液压止挡结构的液压阻尼器及其制造方法，包括：填充工作液的管；设置在管的主体部中的主活塞组件，其接合至活塞杆且将管分隔成回弹和压缩腔室；回弹和压缩阀组件，用于在阻尼器的回弹冲程和压缩冲程期间控制工作液在管内的流动，管的至少一端设有窄部，窄部至少部分地设有至少一个轴向凹槽，阻尼器还设有至少一个辅助活塞组件，辅助活塞组件能够随主活塞组件位移，并且易于被引导到窄部中，以产生辅助阻尼力。窄部延伸穿过管的圆锥形部进入主体部中，圆锥形部被内部成形为形成多个轴向桥部，轴向桥部限定了沿圆锥形部的长度方向延伸的轴向凹槽，各轴向桥部均包括圆筒形部，圆筒形部限定了半圆筒形部，以便为辅助活塞组件提供引导。

Description

具有液压止挡结构的液压阻尼器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液压阻尼器，特别是一种机动车辆液压悬挂阻尼器，所述阻尼器包括：填充了工作液的管；主活塞组件，该主活塞组件被可滑动地设置在所述管的主体部中，接合至被引出所述阻尼器外的活塞杆并且将所述管分隔为回弹腔室和压缩腔室；回弹阀组件和压缩阀组件，用于在所述阻尼器的回弹冲程和压缩冲程期间控制工作液在所述管内的流动，其中所述管的至少一端设有具有较小直径的窄部，该窄部至少部分地设有至少一个轴向凹槽，并且所述阻尼器还设有至少一个直径比所述管的主体部的直径小的辅助活塞组件，该辅助活塞组件能够随所述主活塞组件位移，并且易于被引导到所述管的圆锥形部中，以产生辅助阻尼力。
能够在管的窄部中可滑动地位移的辅助活塞组件形成了所谓的液压止挡件，该液压止挡件能够对活塞杆行程的运行范围的预定端部产生辅助阻尼力。
背景技术
公开号为US3447644和EP2302252A1的专利申请公开了设有上述液压止挡结构的示例性阻尼器。
文献US3447644公开了一种阻尼器，该阻尼器包括：辅助控制单元，该辅助控制单元包括被定位于管的至少一个端部附近并构成辅助汽缸的部件；以及位于活塞杆上的辅助活塞，当主活塞组件接近管的所述端部时，辅助活塞进入辅助汽缸，辅助活塞和辅助汽缸紧密地且可自由滑动地配合，并且提供了泄漏路径，在辅助活塞与辅助汽缸接合之后，泄漏路径的横截面面积随着辅助活塞在辅助汽缸中进一步的移动逐渐减小。减震器还包括辅助通道单元以及用于控制辅助通道单元的止回阀单元，辅助通道单元与主活塞组件的回弹阀和压缩阀互相分离，当辅助活塞与辅助汽缸接合时，辅助通道单元用于辅助汽缸的流体的进入和流出。
欧洲专利申请EP2302252A1公开了一种具有液压回弹止挡件的液压阻尼器。减震器包括主管，该主管被延伸穿过延伸腔室的活塞杆分隔。减震器还设有固定在回弹腔室内且被称为HRS的液压回弹止挡件，并且还包括用于限制主管的辅助管，活塞被以可自由滑动的方式安装在活塞杆上并具有根据辅助管而制造的直径，并且活塞设有至少一个大致轴向取向的流体通道。该HRS活塞的轴向位移被限制在均被固定至活塞杆的回弹止挡件和HRS环之间。当流体通道抵靠HRS环时，流体通道对于流体流动呈打开状态，而当流体通道抵靠回弹止挡件时，流体通道对于流体流动呈关闭状态。HRS还设有至少一个将HRS腔室连接到延伸腔室并为流体提供用于产生HRS阻尼的退出流动的流出路径的流体通道，该流体通道是可调的并且随着HRS活塞插入HRS管而改变，HRS活塞和HRS管的相对位置决定了流出路径的尺寸。
这些已知的方案能够产生主要依赖于活塞杆位置的辅助阻尼力。在这些方案的大多数中，管的窄部的形式是固定在阻尼器的主管内部的内径减小的辅助插入件。该辅助部件明显增加了阻尼器的成本，也导致阻尼器的装配过程变得复杂。
另外，现有技术中已知的液压止挡结构的阻尼力的增加通常过于突然，在辅助活塞组件进入管的窄部的阶段中，这会导致多种问题(例如作用在HRS活塞密封环上的额外应力)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、能够平顺地增加阻尼力且节约成本、易于制造的具有液压止挡结构的液压阻尼器。
因此，本发明的如开头提到的阻尼器的特征在于，所述窄部延伸穿过所述管的圆锥形部、进入所述主体部中，所述圆锥形部被内部成形为形成了多个轴向桥部，所述轴向桥部限定了沿着所述圆锥形部的长度方向延伸的轴向凹槽，每个轴向桥部均包括圆筒形部和圆锥形部，其中所述轴向桥部的所述圆筒形部限定了半圆筒形部，以便为所述至少一个辅助活塞组件提供引导。
优选地，所述轴向桥部还包括限定了半圆锥形部的圆锥形部。
液压止挡件的这种成形，使得当辅助活塞组件进入阻尼器管的半圆锥形部中并进一步滑动到半圆筒形部时，能够平顺地并且可调节地增大阻尼力。
优选地，所述辅助活塞组件设有回弹阀组件和压缩阀组件，来控制穿过所述辅助活塞组件的工作液的流动。
优选地，所述轴向桥部还包括分别位于圆筒形部和圆锥形部两侧的环形部，所述环形部在与所述阻尼器的轴向垂直的平面中限定了所述桥部之间的所述凹槽的横截面区域。
这样的成形和阀组件还为液压止挡结构中的阻尼力的增大提供了辅助调整参数。
本发明的液压止挡结构可以容易地设置，来为压缩冲程和回弹冲程生成辅助阻尼力，以便获得力增益的宽范围调节，其中所述液压止挡结构的性能可以取决于活塞的位置和速度。
本发明还提供了一种制造如开头所述的阻尼器的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：对所述管进行成形，以形成位于所述管的所述窄部和所述主体部之间的圆锥形部；以及对所述管的所述圆锥形部进行成形，以形成多个轴向桥部，所述轴向桥部限定了沿着所述圆锥形部的长度方向延伸的轴向凹槽，各个所述轴向桥部均包括圆筒形部，其中所述轴向桥部的所述圆筒形部限定了半圆筒形部，以便为所述至少一个辅助活塞组件提供引导。
优选地，所述对所述管进行成形以形成圆锥形部的步骤包括拉拔。优选地，所述对所述管的所述圆锥形部进行成形的步骤包括：利用成形所述轴向桥部的冲压模具，在外部径向冲压所述圆锥形部。
附图说明
应当参考附图描述和解释本发明，其中：
图1是本发明的具有液压压缩止挡件的双管阻尼器的实施例的示意性横截面视图；
图2是本发明的具有液压回弹止挡件的单管阻尼器的实施例的示意性横截面视图；
图3a和图3b是图1所示的双管阻尼器的液压压缩止挡件在压缩冲程期间的操作的示意性横截面视图；
图4a和图4b是图1所示的双管阻尼器的液压压缩止挡件在回弹冲程期间的操作的示意性横截面视图；
图5a和图5b是示出沿彼此旋转30度的两个轴向平面截取的阻尼器管在液压止挡件的区域内的成形的横截面视图；
图6是示出阻尼器管在液压止挡件的区域内的成形的示意性立体图；
图7是示出阻尼器管在液压止挡件的区域内的成形的示意性俯视图；
图8a和图8b例示了根据本发明利用冲压模具对阻尼器管进行成形的工艺；
图9a-9d例示了本发明的冲压模具，其中图9a是立体图，图9b是俯视图，图9c是主视图，图9d是侧视图(图9d)；
图10示出了发明人测试图1所示的阻尼器获得的与活塞位移之间构成函数关系的阻尼力的特性与测试没有使用本发明的液压止挡件的相似阻尼器获得的特性之间的比较情况。
具体实施方式
所有附图中功能等同的部件的附图标记保持相同，其中在合适的时候，附图标记标有辅助的后缀(a,b)，以区分功能等同但结构不同的部件。
图1示出了能在典型的机动车辆悬挂中使用的本发明的双管阻尼器1a的一个实施例。阻尼器1a包括外管2a和填充了粘性工作液的主管3，主管3中设有与活塞杆5相接合的可移动的主活塞组件4，活塞杆5通过密封的活塞杆导件6被引导到阻尼器1a外部。阻尼器1a还设有固定在主管部3的端部的底部阀组件7。活塞组件4与主管部3的内表面滑动配合，并将管3分隔为回弹腔室8(限定在主活塞组件4上方)和压缩腔室9(限定在主活塞组件4与底部阀组件7之间)。辅助补偿腔室10位于底部阀组件7的另一侧。
主活塞组件4设有压缩阀组件42和回弹阀组件41，以在主活塞组件4运动过程中，控制穿过回弹腔室8和压缩腔室9之间的工作液的流动。同样，底部阀组件7设有回弹阀组件71和压缩阀组件72，以分别在阻尼器1a的回弹冲程和压缩冲程过程中，控制穿过辅助补偿腔室10和压缩腔室9之间的工作液的流动。阀组件41、42、71、72具有可以用来形成阻尼器1a的期望特性的设计参数。
管3的主体部33具有直径D1，本实施例中D1为32毫米。如图所示，管3具有圆筒形窄部31，圆筒形窄部31具有较小的直径D2，在本实施例中D2为28毫米。圆筒形窄部31穿过管的圆锥形部32，延伸到圆筒形主体部33中。管的圆锥形部32还包括半圆筒形部321以及半圆锥形部322，半圆筒形部321以及半圆锥形部322被成形为限定了由桥部15分隔并沿着圆锥形部32的长度方向延伸的六个轴向凹槽12。
能够随主活塞组件4位移的辅助活塞组件13，通过螺接在主活塞杆5的带螺纹的端部上的辅助杆51，而与主活塞组件4同轴地固定在一起。辅助活塞组件13的外径D3小于管3的主体部33的直径D1，从而在辅助活塞组件13的周缘上限定了环形通道133，用于工作液的流动，而且该环形通道133也位于管3的主体部33内。另外，辅助活塞组件13还设有以被弹性盘片覆盖的轴向贯通通道的形式设置的回弹阀组件131和压缩阀组件132，尤其是当辅助活塞组件13位于管3的窄部31中时，回弹阀组件131和压缩阀组件132用于控制穿过辅助活塞组件13的工作液的流动。
辅助活塞组件13还设有周缘上开裂的密封圈134，密封圈134被装配在活塞组件13的周向凹槽中。当活塞组件13在管3的窄部31中移动时，开裂的密封圈134提供了充分的密封。但是，由于密封圈134的这种开裂，当辅助活塞组件13在主体部33中移动时，辅助活塞组件13的外径D3稍大于圆筒形窄部31的直径D2。在本实施例中，辅助活塞组件13的外径D3是约28.3毫米。
管和辅助活塞组件13的上述形状为阻尼器1a提供了液压压缩止挡件，下文将参考图3和图4解释该液压压缩止挡件。
图2呈现了本发明的具有与图1所示的液压压缩止挡件的结构类似的液压回弹止挡件的单管阻尼器1b的另一个实施例。如图所示，阻尼器管3的窄部31和带有凹槽12的圆锥形部32位于管的回弹端，辅助活塞组件13在主活塞组件4的回弹端固定于阻尼器杆5。如本领域技术人员所知，可滑动振膜7将压缩腔室9和辅助空气补偿腔室10隔开，管包括盖2b，盖2b螺接在主管3的端部并设有阀14，阀14用于在装配完阻尼器之后向辅助空气补偿腔室10内填充空气。
显然，本发明的阻尼器可以包含位于压缩侧和回弹侧的液压止挡件。
图3a-3b和图4a-4b例示了如图1所示的双管阻尼器1a的液压压缩止挡件在压缩冲程和回弹冲程期间的操作。
如图3a所示，在辅助活塞组件13行进通过圆锥形部32的过程中，工作液从辅助活塞组件13周围，通过凹槽12和压缩阀组件132，流出窄部31。由于辅助活塞组件1的外径D3初始大于管3的窄部31的外径D2，在开裂的密封圈134配合半圆筒形部321的表面之前，密封圈134一定受到挤压。因此，由凹槽12在与阻尼器的轴向垂直的平面内限定的开口横截面区域，被设计为在半圆锥形部132的入口处更大。这也提供了阻尼力的平滑产生，而不会产生陡变的力峰值。
如图3b所示，当辅助活塞组件13位于窄部31中时，密封圈134与窄部31的内表面形成密封接合，工作液只能通过活塞组件13的压缩阀组件132抽出。
图5a-5b例示了沿两个彼此旋转30度的轴向平面截取的阻尼器1a(或1b)的管3的放大部分。如图所示，管3的圆锥形部32被内部成形为，形成由六个等角度间隔的轴向桥部15分隔的六个等角度间隔的轴向凹槽12。每个桥部15包括圆筒形部151、过渡部153和圆锥形部152。结果，管的圆锥形部32包括由桥部15的六个等角度间隔的圆筒形部151构成的半圆筒形部321和由桥部15的六个等角度间隔的圆锥形部152构成的半圆锥形部322，其中半圆锥形部322的倾斜角度大于管的圆锥形部32的倾斜角度。半圆筒形部321在保持凹槽12的同时为辅助活塞组件13提供引导。
如图6和图7所示，利用冲压模具16在管3的外部形成桥部15，下文将参考图8和图9描述冲压模具16。除了圆筒形部151、过渡部153和圆锥形部152之外，冲压模具还在各个部151、152和153的两侧分别形成了环形部151a、152a和153a。环形部151a、152a和153a在与阻尼器的轴向垂直的平面中限定了桥部15之间的凹槽12的形状和横截面面积，也提供了可以用于形成阻尼器的期望特性的辅助设计参数。环形部151a、152a和153a还被成形为，在桥部的给定部151、152和153与管3的圆锥形部32的内表面之间形成平滑的过渡，为此目的，图中所示的环形部151a、152a和153a中的每一个都沿着变形线合适地弯曲。
图7、图8a-8b以及图9a-9d例示了对管3的圆锥形部32进行成形以形成液压止挡件的引导表面的方法。有利的是，可以利用拉拔或现有技术中的其他工艺，来加工包含两个圆筒形部31和33以及圆锥形部32的管3的初始形状。
如图7和图8a-8b所示，管3的圆锥形部32由六个沿着径向移动并且不包括任何内部模具表面的冲压模具16在外部冲压。如图9所示，每个冲压模具具有圆筒形部161、过渡部163和圆锥形部162，在冲压处理过程中，每个冲压模具16都被压靠到管的圆锥形部32的表面上，直至冲压模具的圆筒形部161抵靠管的圆筒形部31。结果，管3的圆筒形部31在其周缘的六个部分被扩大，形成了半圆筒形部321。同时，冲压模具16的圆锥形部162形成了半圆锥形部322，该半圆锥形部322的倾斜角度大于管3的圆锥形部32的倾斜角度。
如图9b所示，构成桥部15的内表面的冲压模具16的各个部161-163弯曲，以便反映管3的半径。
冲压模具16在(具有相反曲率的)各个部161-163的两侧分别设有恰当的圆筒形部161a-163a，用于分别成形桥部15的各个部151、152和153。显然，通过冲压模具而使管变形的区域可以在给定长度上延伸，以延伸到直径更大的主体部中。
图10示出了发明人通过测试未设置液压止挡件的阻尼器(虚线)和设置了图1所示的本发明的液压止挡件的阻尼器(实线)获得的实际特性。两种阻尼器都是在具有相同的正玄曲线激励、±50毫米的振幅以及1.5m/s的速度的测试平台上测试的。如图所示，当辅助活塞组件13进入半圆锥形部322时，液压止挡件平顺地产生辅助阻尼力。
本发明的上述实施例仅仅是示例性的。附图并没有按比例绘制，一些特征可以被放大或缩小。但是这些以及其他因素不应被认为是对本发明的精神的限制，本发明的保护范围应由所附的权利要求书中限定。

Claims (10)

1.一种液压阻尼器(1)，所述阻尼器包括：填充了工作液的管(3)；主活塞组件(4)，该主活塞组件被可滑动地设置在所述管(3)的主体部(33)中，接合至被引出所述阻尼器(1)外的活塞杆(5)并且将所述管(3)分隔为回弹腔室(8)和压缩腔室(9)；回弹阀组件(41)和压缩阀组件(42)，用于在所述阻尼器(1)的回弹冲程和压缩冲程期间控制所述工作液在所述管(3)内的流动，其中所述管(3)的至少一端设有具有较小直径的窄部(31)，所述窄部至少部分地设有至少一个轴向凹槽(12)，并且所述阻尼器还设有至少一个直径(D3)比所述管(3)的所述主体部(33)的直径(D1)小的辅助活塞组件(13)，所述辅助活塞组件能够随所述主活塞组件(4)位移，并且易于被引导到所述管(3)的所述窄部(31)中，以产生辅助阻尼力，
其特征在于，
所述窄部(31)延伸穿过所述管(3)的圆锥形部(32)、进入所述主体部(33)中，所述圆锥形部(32)被内部成形为形成了多个轴向桥部(15)，所述轴向桥部限定了沿着所述圆锥形部(32)的长度方向延伸的所述轴向凹槽(12)，各个所述轴向桥部(15)均包括圆筒形部(151)，其中所述轴向桥部(15)的所述圆筒形部(151)限定了半圆筒形部(321)，以便为所述至少一个辅助活塞组件(13)提供引导。
2.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述轴向桥部(15)还包括限定了半圆锥形部(322)的圆锥形部(152)。
3.根据权利要求1或2所述的阻尼器，其特征在于，所述辅助活塞组件(13)设有回弹阀组件(131)和压缩阀组件(132)，来控制工作液穿过所述辅助活塞组件(13)的流动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，其特征在于，所述轴向桥部(15)还包括分别位于圆筒形部(151)和圆锥形部(152)的两侧的环形部(151a、152a)，所述环形部(151a、152a)在与所述阻尼器的轴线垂直的平面中限定了所述桥部(15)之间的所述凹槽(12)的横截面区域。
5.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器是双管阻尼器(1a)，并且所述圆锥形部(32)位于所述阻尼器的主管(3)的压缩端。
6.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器是机动车辆液压悬挂阻尼器。
7.一种制造液压阻尼器(1)的方法，所述阻尼器包括：填充了工作液的管(3)；主活塞组件(4)，该主活塞组件被可滑动地设置在所述管(3)的主体部(33)中，接合至被引出所述阻尼器(1)外的活塞杆(5)并且将所述管(3)分隔为回弹腔室(8)和压缩腔室(9)；回弹阀组件(41)和压缩阀组件(42)，用于在所述阻尼器(1)的回弹冲程和压缩冲程期间控制所述工作液在所述管(3)内的流动，其中，所述管(3)的至少一端设有具有较小直径的窄部(31)，所述窄部至少部分地设有至少一个轴向凹槽(12)，并且所述阻尼器还设有至少一个直径(D3)比所述管(3)的所述主体部(33)的直径(D1)小的辅助活塞组件(13)，所述辅助活塞组件能够随所述主活塞组件(4)位移，并且易于被引导到所述管(3)的所述窄部(31)中，以产生辅助阻尼力，
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
对所述管(3)进行成形，以形成位于所述管(3)的所述窄部(31)和所述主体部(33)之间的圆锥形部(32)；以及
对所述管(3)的所述圆锥形部(32)进行成形，以形成多个轴向桥部(15)，所述轴向桥部(15)限定了沿着所述圆锥形部(32)的长度方向延伸的轴向凹槽(12)，各个所述轴向桥部(15)均包括圆筒形部(151)，其中所述轴向桥部(15)的所述圆筒形部(151)限定了半圆筒形部(321)，以便为所述至少一个辅助活塞组件(13)提供引导。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述管(3)进行成形以形成所述圆锥形部(32)的步骤包括拉拔。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述管(3)的所述圆锥形部(32)进行成形的步骤包括：利用成形所述轴向桥部(15)的冲压模具(16)，在外部径向冲压所述圆锥形部(32)。
10.根据权利要求7到9中任一项所述的方法，其特征在于，所述阻尼器是机动车辆液压悬挂阻尼器。
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PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Hydraulic damper with hydraulic stop structure and its manufacturing method

Effective date of registration: 20230517

Granted publication date: 20151021

Pledgee: Jingxi Zhixing Zhangjiakou Automotive Electronics Co.,Ltd.

Pledgor: BEIJINGWEST INDUSTRIES Co.,Ltd.

Registration number: Y2023990000256

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PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Granted publication date: 20151021

Pledgee: Jingxi Zhixing Zhangjiakou Automotive Electronics Co.,Ltd.

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