CN108343696A - 振动阻尼器 - Google Patents

Abstract

振动阻尼器包括壳体和构造并且布置成沿轴线和相对于壳体往复运动的活塞杆。壳体限定第一端口和第二端口。腔室由壳体和活塞杆限定并且在第一端口和第二端口之间流体连通。阻尼器的平移式隔离器位于腔室中并且与活塞杆和壳体密封接触。当活塞杆沿第一方向移动时，隔离器沿第一方向朝第一端口平移，而当活塞杆沿第二方向移动时，隔离器沿相反的第二方向朝第二端口平移。

Description

振动阻尼器

引言

本公开涉及一种振动阻尼器，更具体地，涉及带有平移式流体隔离器的液压振动阻尼器。

液压振动阻尼器也称为吸震器，通常在减少过度的振荡幅度(即，震荡)的同时将运动部件的动能转换成热能。该阻尼器通常包括压力管、活塞杆和液压流体。活塞杆设置在压力管内，压力管具有密封件，密封件将由压力管限定的内部液压腔与大气密封隔绝。操作时，液压流体通过活塞杆的移动而被压入通常由活塞杆结构承载的或者活塞杆结构中的孔。液压流体的这种受限制的流动大致决定了振动阻尼器的阻尼力。期望对振动阻尼器的调谐设计性能加以改进，调谐设计性能包括对较小的位移或振动幅度事件的调谐性能。

发明内容

根据本公开的一个非限制性实施例的振动阻尼器包括壳体、活塞杆和隔离器。壳体限定第一开口和第二开口。活塞杆被构造和布置成沿着相对于壳体的轴线往复运动。壳体和活塞杆限定腔室，并且腔室在第一开口和第二开口之间流体连通。隔离器设置在腔室中并且与活塞杆和壳体密封接触。当活塞杆沿第一方向移动时，隔离器沿第一方向朝第一开口平移，并且当活塞杆沿第二方向移动时，隔离器沿相反的第二方向朝第二开口平移。

附加于前述实施例，第一开口和第二开口以及腔室包含液压流体。

替代地或附加地，在前述实施例中，通道在第一开口和第二开口之间流体连通。

替代地或附加地，在前述实施例中，通道、第一开口、第二开口和腔室形成闭合回路。

替代地或附加地，在前述实施例中，壳体围绕活塞杆周向地延伸。

替代地或附加地，在前述实施例中，腔室是环状的。

替代地或附加地，在前述实施例中，隔离器是环形的。

替代地或附加地，在前述实施例中，隔离器是O形环。

替代地或附加地，在前述实施例中，隔离器与壳体和活塞杆滚动接触。

替代地或附加地，在前述实施例中，隔离器是弹性柔性的。

替代地或附加地，在前述实施例中，振动阻尼器是车辆吸震器。

替代地或附加地，在前述实施例中，O形环的横截面的直径大于第一开口和第二开口的直径。

根据另一非限制性实施例的伸缩式阻尼器包括活塞杆、壳体、第一密封件和第二密封件以及至少一个滚动式隔离器。活塞杆被构造和布置成沿轴线往复运动。壳体围绕活塞杆周向地延伸，限定多个轴向间隔开的端口，并至少部分地限定在多个端口之间流体连通的至少一个通道，并且至少一个环形腔室径向地限定在壳体和活塞杆之间。第一密封件和第二密封件被承载在活塞杆和壳体之间并与二者接触。第一密封件与第二密封件轴向间隔开，并且至少一个腔室轴向地设置在第一密封件和第二密封件之间。至少一个滚动式隔离器设置在该至少一个腔室中，用于在多个端口之间和之上轴向平移。至少一个滚动式隔离器与壳体和活塞杆弹性接触。

附加于前述实施例，多个端口包括第一端口和第二端口，第一端口和第二端口中的每一个在至少一个通道的通道与至少一个腔室的腔室之间直接流体连通。

替代地或附加地，在前述实施例中，伸缩式阻尼器包括容纳在第一端口和第二端口、通道和腔室中的液压流体。

替代地或附加地，在前述实施例中，滚动式隔离器轴向地设置在腔室的第一子腔室和第二子腔室之间并部分限定第一子腔室和第二子腔室，第一子腔室与第一端口直接流体连通，第二子腔室与第二端口直接流体连通。

替代地或附加地，在前述实施例中，滚动式隔离器被构造和布置成随着活塞杆轴向移动而轴向平移，并随着活塞杆沿相反的方向移动而沿相反的方向平移。

替代地或附加地，在前述实施例中，当滚动式隔离器轴向平移时，第一子腔室的体积减小而第二子腔室的体积增大，并且当滚动式隔离器沿相反的方向平移时，第一子腔室的体积增大而第二子腔室的体积减小。

替代地或附加地，在前述实施例中，滚动式隔离器是弹性的柔性O形环。

结合附图，从下文的详细描述中，本公开的以上特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。

附图说明

其他特征、优点和细节仅作为示例出现在以下实施例的详细描述中，该详细描述参考附图，其中：

图1是作为根据本公开的一个非限制性实施例的振动阻尼器的横截面；

图2是振动阻尼器的平移式隔离器的横截面；

图3是具有轴向移动的振动阻尼器的平移密封件的振动阻尼器的横截面；

图4是具有沿相反轴向移动的平移密封件的振动阻尼器的横截面；和

图5是振动阻尼器的第二实施例的横截面。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本公开、其应用或用途。应该理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部分和特征。

参考图1，示出了伸缩式振动阻尼器20的非限制性示例性实施例。振动阻尼器20可以包括壳体22、活塞杆24、平移式流体隔离器26和两个密封件28、30。壳体22通常围绕活塞杆24，活塞杆24被构造和布置成沿着轴线A往复运动。密封件28、30彼此轴向间隔开，并且被承载在壳体22和活塞杆24之间，用于容纳可以是液压流体的流体。在一个实施例中，密封件28、30可以安置在壳体22中，并且适配为抵靠活塞杆24的表面32密封地滑动。表面32可以是大致圆柱形的并径向地面向外侧，并且密封件28、30可以是周向连续的和/或环形的。

壳体22包括面34，其大致与表面32相对并可相对于轴线A基本上径向地面向内侧。面34可以包括中间部分36，其可以是周向连续的、大致为圆柱形，并在两个相对的端部部分38、40之间轴向延伸。中间部分36从活塞杆24的表面32径向向外间隔开。端部38、40通常从中间部分36朝活塞杆24的表面32径向地向内突起。腔室42的边界由端部38、40、面34的中间部分36和表面32限定。在表面32和中间部分36均为圆柱形的示例中，腔室42可以是大致环状的。

由壳体22承载的面34限定了两个轴向间隔开的端口或开口44、46的边界。第一端口44可以是两个或更多个轴向对齐且周向间隔开的端口，并且可以靠近面34的第一端部38。第二端口46也可以是两个或更多个轴向对齐的且周向间隔开的端口，并且可以靠近第二端部40，使得端口44、46两者与腔室42的相对两端流体连通。

壳体22可以进一步限定在端口44、46之间延伸并且与端口44、46流体连通的通道48的边界。端口44、46、腔室42和通道48通常可以是能够沿着与活塞杆运动的轴向方向相关联的方向供液压流体流动的闭合回路。在另一个实施例中，通道48的边界可以基本上由大致附接到壳体22的另一结构限定。例如，通道48可以经由在端口44、46处连接到壳体22或者是壳体22的一部分的软管或管来建立。可以想到和理解的是，端口44、46包括任何种类的开口或形状，包括裂缝或狭缝。在一个示例中，每个端口44、46可以是周向连续的，径向向外连通以与通道48直接流体连通，在一个替代实施例中，该通道48可以是环形的。

平移式流体隔离器26位于腔室42中，并将腔室分成两个子腔室50、52。在隔振器20的操作期间并且当活塞杆24沿着轴线A往复运动时，隔离器26在腔室42内且相对于壳体22和活塞杆24平移，从而改变两个子腔室50、52的体积。也就是说，当一个子腔室的体积增大时，另一个子腔室的体积减小并且液压流体相应地产生位移。

参照图1和图2，在一个实施例中，隔离器26的轴向平移通过隔离器自身的滚动动作完成。更具体地说，隔离器26可具有在活塞杆24的表面32和面34的中间部分36上滚动的大致圆形的横截面。在所示实施例中，平移式流体隔离器26可以是环形的和/或可以是弹性体O形环，其弹性地支承和密封面34的中间部分36以及相对的活塞杆24的表面32。隔离器26的横截面直径(参见图2中的箭头54)可以略大于在面34的中间部分36和活塞杆表面32之间测得的距离(参见图1中的箭头56)。此外，横截面直径54可以大于每个端口44、46相对于轴线A的直径或轴向宽度(参见图1中的箭头58)。

参照图1和图3，在振动阻尼器20的操作中，当活塞杆24沿第一轴向方向移动(参见图3中的箭头60)时，隔离器26沿第一轴向方向60平移，同时沿第一旋转方向或方位(参见图3中的箭头62)自转。当隔离器26沿着第一轴向方向60平移时，第一子腔室50的体积减小并且第二子腔室52的体积增大，从而使液压流体(参见图3中的箭头64)流过第一端口44、通过通道48、通过第二端口46而进入第二子腔室52。通常由通道48、第一端口44和/或第二端口46的流动横截面积产生的对液压流体流动的阻力产生或增强振动阻尼器20的阻尼作用。隔离器26相对于壳体22在第一轴向方向60上的轴向位移小于活塞杆24相对于壳体22的位移。这种轴向位移的差异通常取决于隔离器26的直径54(见图2)。

随着操作继续进行，隔离器26可继续在第一轴向方向60上平移，直到隔离器支承在壳体面34的端部38上和/或密封第一端口44。此时，因为隔离器26现在必须靠着表面32滑动并且不能旋转，活塞杆24相对于壳体22在第一轴向方向60上的任何进一步的平移可抵抗隔离器26与活塞杆表面32之间的摩擦力。所产生的摩擦力可以产生比由隔离器26转动时对流体流动的阻碍所产生的阻力更大的阻碍在第一轴向方向60上的活塞杆平移的阻力。

参照图1和图4，在振动阻尼器20的操作中，当活塞杆24沿相反的第二轴向方向(参见图4中的箭头66)移动时，隔离器26沿第二轴向方向66平移，同时沿相反的第二旋转方向或方位(参见箭头68)自转。当隔离器26沿着轴向方向66平移时，腔室42的第二子腔室52的体积减小而第一子腔室50的体积增大，从而使液压流体流过第二端口46(见箭头70)、进入并穿过通道48、通过第一端口44而进入第一子腔室50。通常由通道48、第一端口44和/或第二端口46的流动横截面积产生的对液压流动的阻力产生了振动阻尼器20的阻尼作用。

随着操作继续进行，隔离器26可以继续在第二轴向方向66上平移，直到隔离器支承在壳体面34的端部40上和/或密封第二端口46。此时，因为隔离器26现在必须靠着表面32滑动并且不能旋转，活塞杆24相对于壳体22在第二轴向方向66上的任何进一步的平移可抵抗隔离器26与活塞杆表面32之间的摩擦力。所产生的摩擦力可以产生比由隔离器26转动时对流体流动的阻碍所产生的阻力更大的阻碍在第二轴向方向66上的活塞杆平移的阻力。

参照图5，示出了振动阻尼器的第二实施例，其中，除了附加的字母或者符号的后缀之外，与第一实施例相同的元件具有相同的元件编号。作为第二实施例，振动阻尼器20’可以包括两个轴向间隔开的腔室42A、42B。腔室42A可以与关联的端口44A、46A连通，并且腔室42B可以与端口44B、46B连通。在所示的实施例中，每个腔室42A、42B可以与相应的专用通道48A、48B相关联。替代地，所有四个端口44A、46A、44B、46B都可以与公共通道连通。振动阻尼器20’还可以包括两个旋转式隔离器26A、26B。隔离器26A位于腔室42A中，隔离器26B位于腔室42B中。隔离器26A、26B的相应直径可以不同并且设计成在活塞杆往复运动期间相对于活塞杆24’的轴向定位或位置产生期望的阻尼力分布。可以想到和理解的是，可能存在可以影响阻尼力分布的其他方位。例如，两个以上的轴向间隔开的端口可以与任何一个腔室连通，并且端口可以不全都具有相同的流动横截面积。

可以进一步想到和理解的是，振动阻尼器的应用可以包括例如在车辆悬架中使用的吸震器。其他应用可以包括动力系附件驱动张紧器阻尼器、缓冲器等。

本公开的优点和益处可以包括例如由用于道路结构引起的微小位移的改进阻尼方法，以及具有提供平滑停止能力的行程结束器或终止器的阻尼器。另一个优点可以包括改进的调谐设计性能。例如，可以通过设置端口的尺寸来调节阻尼率，隔离器的直径可以限定阻尼(即，端口中的流动区域)，并且腔室的轴向长度可以限定阻尼器的有效操作距离。

尽管参照示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以做出许多修改以使特定的情况或材料适应本申请的教导。因此，本公开旨在不限于特定实施例，而是包括落入本申请范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种振动阻尼器，包括：

壳体，其限定第一开口和第二开口；

活塞杆，其构造和布置成沿轴线且相对于所述壳体往复运动，其中所述壳体和所述活塞杆限定腔室，并且所述腔室在所述第一开口和所述第二开口之间流体连通；和

隔离器，其设置在所述腔室中并与所述活塞杆和所述壳体密封接触，并且其中当所述活塞杆沿第一方向移动时，所述隔离器沿所述第一方向朝所述第一开口平移，而当所述活塞杆沿第二方向移动时，所述隔离器沿相反的第二方向朝所述第二开口平移。

2.根据权利要求1所述的振动阻尼器，其中，所述第一开口、所述第二开口和所述腔室包含液压流体。

3.根据权利要求1所述的振动阻尼器，其中，通道在所述第一开口和所述第二开口之间流体连通。

4.根据权利要求3所述的振动阻尼器，其中，所述通道、所述第一开口、所述第二开口和所述腔室形成闭合回路。

5.根据权利要求1所述的振动阻尼器，其中，所述壳体围绕所述活塞杆周向地延伸，并且所述腔室是环状的。

6.根据权利要求5所述的振动阻尼器，其中，所述隔离器是环形的。

7.根据权利要求6所述的振动阻尼器，其中，所述隔离器是O形环。

8.根据权利要求7所述的振动阻尼器，其中，所述隔离器是弹性柔性的并且与所述壳体和所述活塞杆滚动接触。

9.一种伸缩式阻尼器，包括：

活塞杆，其被构造和布置成沿轴线往复运动；

壳体，其围绕所述活塞杆周向地延伸，限定多个轴向间隔开的端口，至少部分地限定在所述多个端口之间流体连通的至少一个通道，并且其中至少一个环状腔室径向地限定在所述壳体和所述活塞杆之间；

第一密封件和第二密封件，其承载在所述活塞杆和所述壳体之间并与二者接触，其中所述第一密封件与所述第二密封件轴向地间隔开，且所述至少一个腔室轴向地设置在所述第一密封件和所述第二密封件之间；和

至少一个滚动式隔离器，其设置在所述至少一个腔室内用于在所述多个端口之间和之上的平移，其中所述至少一个滚动式隔离器与所述壳体和所述活塞杆弹性地接触。

10.根据权利要求9所述的伸缩式阻尼器，进一步包括：

包含在所述第一端口、所述第二端口、所述通道和所述腔室中的液压流体，其中所述多个端口包括所述第一端口和所述第二端口，二者中的每一个均在所述至少一个通道的通道和所述至少一个腔室的腔室之间直接流体连通。