CN110030311A - 弹簧套筒、缸体、活塞缸单元及制造活塞缸单元的方法 - Google Patents

弹簧套筒、缸体、活塞缸单元及制造活塞缸单元的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于活塞缸单元(1)的弹簧套筒(4，5)，其中弹簧套筒(4，5)设置为可接收弹簧(3)的至少局部，并沿着活塞缸单元(1)的冲程路径导引弹簧(4)，其中弹簧套筒(4，5)包括圆柱形套筒内表面。本发明还涉及一种用于活塞缸单元(1)的缸体(2)，其中缸体(2)设置为可布置于活塞缸单元(1)的弹簧(3)内。本发明还涉及一种活塞缸单元(1)，包括缸体(2)，环绕所述缸体(2)且与其同轴布置的弹簧(3)，内弹簧套筒(5)及外弹簧套筒(4)。所述内/外弹簧套筒分别围绕弹簧(3)且与弹簧同轴布置，其中缸体(2)与弹簧(3)布置于内弹簧套筒(5)及外弹簧套筒(4)内。本发明还涉及一种制造活塞缸单元(1)的方法。本发明的目的为提供一种用于活塞缸单元的弹簧套筒，一种用于活塞缸单元的缸体，一种活塞缸单元以及一种制造活塞缸单元的制造方法，其有助于减少磨损并改善运动特性。本发明的目的通过以下方式实现：内弹簧套筒(5)及/或外弹簧套筒(4)及/或缸体(2)在面向弹簧(3)的表面上具有多个凹槽(6)。

Description

弹簧套筒、缸体、活塞缸单元及制造活塞缸单元的方法
技术领域
本发明涉及弹簧套筒、缸体、活塞缸单元及制造活塞缸单元的方法。
背景技术
现有技术中已知的活塞缸单元，例如DE 10 2005 007 741 A1所描述。该活塞缸单元包括中心缸体，两个弹簧套筒围绕中心缸体布置。螺旋弹簧于彼此局部接合的两个弹簧套筒与缸体之间，被支撑及引导。如果活塞缸单元执行冲程运动，活塞缸单元的弹簧则由此沿着冲程路径被压缩或解压缩。
在此类活塞缸单元中，螺旋弹簧的直径在螺旋弹簧被压缩时增大，在螺旋弹簧被解压缩时减小。因此，导向装置必须具有一定的公差，以避免螺旋弹簧被卡住，以及由此产生的活塞缸单元的失效。然而在同时，较大的公差也增加了螺旋弹簧“屈曲”和非弹性变形的风险，由此可能引起不应出现的噪音及/或对缸体或弹簧套筒的损坏。
为了解决该问题，在DE 10 2005 007 741 A1中描述的活塞缸单元包括螺旋弹簧，该螺旋弹簧至少在其径向朝向缸体壁的表面上具有弹性外覆层。由此稳定了螺旋弹簧，降低了摩擦配合件(缸体及弹簧套筒)损坏的风险。
然而，上述解决方案的缺点在于其经常增加弹簧及摩擦配合件之间的摩擦及磨损。除此之外，具有覆层的弹簧制造困难，因此显着地增加活塞缸单元的成本。
已知的活塞缸单元的另一个问题为，当在弹簧与摩擦配合件之间使用润滑剂以减少磨损、产生的噪音及卡住的风险时，润滑剂可能会因冲程运动改变位置或积聚，因此润滑剂的润滑效果受到限制。
发明内容
本发明涉及一种用于活塞缸单元的弹簧套筒，其中弹簧套筒设置为可至少接收弹簧的至少局部，并沿着活塞缸单元的行程路径引导弹簧，其中弹簧套筒优选地具有圆柱形套筒内表面。本发明还涉及一种用于活塞缸单元的缸体，其中缸体设置为可布置于活塞缸单元的弹簧内。本发明还涉及一种活塞缸单元，包括缸体、围绕所述缸体且与其同心布置的弹簧、以及分别围绕弹簧且与其同心布置的内弹簧套筒及外弹簧套筒，其中缸体与弹簧布置于内弹簧套筒及外弹簧套筒内。最后，本发明涉及一种制造其活塞缸单元的方法。
本发明的目的为提供一种用于活塞缸单元的低成本弹簧套筒、一种用于活塞缸单元的缸体、一种活塞缸单元以及一种制造这种活塞缸单元的制造方法，该方法为减少磨损并改善活塞缸单元的运动特性。
在本发明的意义上的活塞缸单元可以是例如气压弹簧或气动及/或液压减震器。
本发明提供一种用于活塞缸单元的弹簧套筒，其中弹簧套筒设置为可接收弹簧的至少局部，并沿着活塞缸单元的冲程路径导引弹簧，其中弹簧套筒包括圆柱形套筒内表面。其中所述弹簧套筒在其内表面上包括多个凹槽，所述凹槽的纵向轴线沿平行于活塞缸单元冲程路径的轴向方向定向，其中，凹槽的深度沿轴向方向改变。
优选地，弹簧套筒由合成混合物构成，所述合成混合物包括塑料，优选地包括聚酰胺(Polyamide,(PA))，及优选地包括以下添加物：聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene(PTFE))，其中聚四氟乙烯的比例优选地为10％至30％，或优选地使用碳纤维、玻璃纤维及/或塑料纤维增强聚酰胺纤维。
优选地，弹簧套筒包括圆柱形套筒基层及套筒表面层，其中凹槽形成于套筒表面层，并且其中套筒基层及套筒表面层由不同的材料构成。
本发明还提供一种用于活塞缸单元的缸体，其中缸体设置为可布置于活塞缸单元的弹簧内，其中所述缸体在其缸体外表面上具有多个凹槽，及所述凹槽的纵向轴线沿平行于活塞缸单元冲程路径的轴向方向定向，其中，凹槽的深度沿轴向方向改变。
优选地，所述缸体包括圆柱形缸体基层及缸体表面层，其中凹槽形成于缸体表面层，并且其中圆柱形缸体基层与缸体表面层由不同的材料构成。
本发明还提供一种活塞缸单元，所述活塞缸单元包括缸体，围绕所述缸体且与其同轴布置的弹簧，内弹簧套筒及外弹簧套筒，分别围绕弹簧且与弹簧同轴布置。其中，缸体与弹簧布置于内弹簧套筒及外弹簧套筒内，并且内弹簧套筒及/或外弹簧套筒及/或缸体，在面向弹簧的表面上具有多个凹槽，其中凹槽的纵向轴线沿平行于活塞缸单元冲程路径的轴向方向定向，其中，凹槽的深度沿轴向方向改变。
优选地，内弹簧套筒及/或外弹簧套筒及/或缸体的至少一个表面通过缸体的缸体表面层及/或内弹簧套筒的套筒表面层及/或弹簧套筒的套筒表面层的材料选择，相对于所述弹簧的材料摩擦优化。
本发明还提供一种制造活塞缸单元的方法，所述活塞缸单元包括缸体，环绕所述缸体且与缸体同轴布置的弹簧，内弹簧套筒及外弹簧套筒，分别环绕弹簧且与弹簧同轴布置。所述方法包括以下步骤：在内弹簧套筒及/或外弹簧套筒及/或缸体面向弹簧的表面上，通过注射成型、增材方法或减材方法形成多个凹槽。其中形成的凹槽具有纵向轴线，其纵向轴线沿平行于活塞缸单元冲程路径的轴向方向定向，其中凹槽的深度沿轴向方向改变。
优选地，在圆柱形套筒基层上覆着套筒表面层以制造内弹簧套筒及/或外弹簧套筒，其中凹槽形成于套筒表面层。
优选地，在圆柱形缸体基层上覆着缸体表面层以制造缸体，其中凹槽形成于缸体表面层。
附图说明
图1是根据本发明的活塞缸单元以及根据本发明的弹簧套筒及根据本发明的缸体的示意剖视图；
图2是根据本发明的活塞缸单元，沿图1的平面A-A的剖视图；
图3是根据图1中第一实施例的B1、B2或B3部分的示意剖视图；
图4是根据图1中第二实施例的B1、B2或B3部分的示意剖视图；
图5是根据图1中第三实施例的B1、B2或B3部分的示意剖视图；
图6是根据图1中第四实施例的B1、B2或B3部分的示意剖视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的活塞缸单元1的示意性剖视图，其包括缸体2、弹簧3、外弹簧套筒4及内弹簧套筒5。两个弹簧套筒4，5在中心布置的缸体2周围同轴布置。弹簧3在相互局部接合的两个弹簧套筒4，5与缸体2之间被支撑及导引。外弹簧套筒4具有大于内弹簧套筒5外径的内径，由此，在装载活塞缸单元1的情况下，内弹簧套筒5可进一步伸入外弹簧套筒4。
在缸体2的内部可布置有例如气压弹簧，或缸体2可以是气压弹簧的一部分。缸体2也可以由多个缸体段组成，一个缸体段可以部分地伸入另一个缸体段中，以缩短或伸长缸体2。因此，为了简单起见，缸体2在此仅以一件式示出。
图2示出沿图1的平面A-A的剖视图。这里仅示出本发明的一个实施例作为示例，其仅在内弹簧套筒5中具有轴向凹槽6。
套筒内表面中的轴向凹槽减小了作为弹簧3的摩擦配合件以导引弹簧3的弹簧套筒的总面积。弹簧3由剖面线标出的圆环部分示出，以说明与内弹簧套筒5的摩擦面积的减小。虚线则代表没有轴向凹槽6的、一种替代内弹簧套筒5的轮廓。
轴向凹槽6还作为在活塞缸单元1中使用的润滑剂的储存池。通过润滑剂的表面张力作用，凹槽可保持一部分的润滑剂，即使润滑剂的其余部分由于重力聚集在活塞缸单元的下端。此效果可以通过将凹槽的几何尺寸与润滑剂协调来进行优化。
图3至图6示出图1的平面区域B1、B2及B3的简化示意性剖视图。所示结构因此可对应于弹簧3与内弹簧套筒5(B1)、或弹簧3与外弹簧套筒4(B2)、或弹簧3与缸体2(B3)之间的接触区域。
图3示出弹簧3与弹簧套筒4，5之一或缸体2表面之间，在一个轴向凹槽6区域的接触区域的示意性剖视图。可见，弹簧3在凹槽区域外与摩擦配合件接触，而在所示的区域不直接接触。因此减小了作为弹簧3摩擦配合件的弹簧套筒4，5或缸体2的总表面。此外，可以将润滑剂引入轴向凹槽6中。凹槽则可作为润滑剂的储存池，并且当活塞缸单元长时间不使用的状态下，防止润滑剂全部积聚在活塞缸单元1的一端。该实施例中的轴向凹槽6沿轴向方向(在图3至图6中分别于水平方向上)具有恒定深度H1。
图4示出弹簧3与弹簧套筒4，5之一或缸体2的表面之间在轴向凹槽6区域的接触区域的另一示意性剖视图。与前一实施例相反，在此，轴向凹槽6的深度沿轴向方向改变。凹槽6的深度在凹槽最大值7处的最小深度H2与凹槽最小值8处的最大深度H3之间改变。该实施例中的轴向凹槽6具有周期性改变的深度，例如，该深度依正弦曲线轮廓改变。
图5示出弹簧3与弹簧套筒4，5之一或缸体2表面之间在轴向凹槽6区域的接触区域的又一示意性剖视图。与图3所示相同，图5所示实施例中的轴向凹槽6具有恒定的深度H1。
然而，在该实施例中，弹簧套筒4，5及/或缸体2具有至少两层。
外弹簧套筒4及/或内弹簧套筒5具有套筒基层9及套筒表面层10，及/或缸体具有缸体基层11及缸体表面层12。
轴向凹槽6完全形成于套筒表面层10或缸体表面层12。例如，可在将套筒表面层10或缸体表面层12附着形成于相应的基层9，11的过程中，形成轴向凹槽6。
相应的基层9，11可以由机械性能特属耐用及稳定的材料，例如由玻璃纤维增强聚酰胺构成。相应的表面层10，12可由相对于弹簧3的材料(例如，弹簧钢)具有减小摩擦的材料制成，例如包括聚酰胺及添加聚四氟乙烯的合成混合物。
图6示出弹簧3与弹簧套筒4，5之一或缸体2表面之间在轴向凹槽6区域的接触区域的又一示意性剖视图。与图4所示相同，图6所示实施例的轴向凹槽6在此具有沿轴向方向改变的深度。凹槽6的深度在凹槽最大值7处的最小深度H2与凹槽最小值8处的最大深度H3之间改变。
图6所示实施例中的弹簧套筒4，5及/或缸体2具有至少两层，与图5所示实施例相同。
外弹簧套筒4或内弹簧套筒5具有套筒基层9及套筒表面层10，或缸体具有缸体基层11及缸体表面层12。图5关于材料的相应选择也适用于此。
图6所示实施例中的轴向凹槽6具有周期性改变的深度，例如，该深度依正弦曲线轮廓改变。
1.弹簧套筒
本发明的第一主题提供一种用于前述类型活塞缸单元的弹簧套筒，该弹簧套筒实现根据本发明的目的，其中弹簧套筒内表面上具有一个、两个、三个、四个或多个凹槽。
根据本发明，“凹槽”应理解为凹入表面中的细长状槽，该凹槽具有沿着其纵向轴线且平行于表面的凹槽长度，该凹槽长度实质上比与纵向轴正交且平行于表面的凹槽宽度大，例如至少大两倍、大五倍、大十倍或大一百倍。
在套筒内表面上使用凹槽的初步效果为将具有较小总面积的弹簧套筒设置为导引弹簧的摩擦配合件，由此减小了摩擦及震动传递，并且可阻止可能产生的噪音。然而，同时可以实现针对弹簧实质不变的良好导引。
附加地，凹槽还起到在活塞缸单元中使用的润滑剂储存池的作用。尤其是，通过润滑剂的表面张力作用，凹槽可以保持一部分的润滑剂，即使润滑剂的其余部分由于重力聚集在活塞缸单元的下端。由此改善了润滑剂的润滑效果，从而延长活塞缸单元的使用寿命及维护间隔。该效果可以通过将凹槽的几何尺寸与润滑剂的协调来进行优化。
当在活塞缸单元中使用套筒时，凹槽的纵向轴线有利地沿平行于冲程路径的轴向方向定向。根据本发明，这种凹槽称为“轴向凹槽”。相比于例如将纵向轴线沿套筒内表面的圆周方向定向，将纵向轴线沿轴向方向定向，可以实现对弹簧的较好导引。
凹槽的长度有利地对应于“套筒弹簧长度”的至少一半，特别是，凹槽的长度可以对应于“套筒弹簧长度”的全长，或超过“套筒弹簧长度”的全长。参考图1，在本文中，“套筒弹簧长度”指的是，以内弹簧套筒5为例，套筒与弹簧重叠部分的套筒长度L1。相应地，凹槽长度可以对应于“套筒弹簧长度”L1的至少一半，或“套筒弹簧长度”L1的全长。对于弹簧底部固定于套筒中间位置的实施方案(图1未示出)，凹槽的长度可以对应于超过“套筒弹簧长度”的全长。这样设置的凹槽长度，确保弹簧在整个冲程运动中，最优化地被导引及润滑。当凹槽长度大于套筒弹簧长度时，可以获得在弹簧长度之外形成额外润滑剂储存池的特别有益效果，使得在有需要的情况下，额外的润滑剂可以接触到弹簧。
根据本发明的弹簧套筒可以是用于活塞缸单元的内弹簧套筒或外弹簧套筒。
优选地，轴向凹槽沿环绕套筒内表面的圆周方向均匀分布，例如，相邻凹槽之间以360°/2、360°/3、360°/4、360°/5等的角间隔均匀分布。为了在活塞缸单元内有更好及更均匀的压力分布，及对弹簧更好的导引效果，首先相对于每个单位区域，优选地设置至少三个具有相同角间隔的径向凹槽。
优选地，凹槽在沿圆周方向与套筒其余内表面之间的过渡处具有圆形边缘。由此可以避免在弹簧圈抵靠弹簧套筒转动期间不必要的摩擦效应及弹簧覆层的损坏。
凹槽可以在轴向方向上具有恒定的深度。凹槽的深度在此应理解为凹槽的最深点与假想的理想圆柱形套筒内表面的径向距离。该实施例使得弹簧套筒的制造简单，例如通过一体化注射成型制造。然而，凹槽的恒定深度同时使得润滑剂仍然能够沿着凹槽轻易地流动。因此，基于几何形状，“储存池”效应在该实施例中仍然是可适用的，从而防止了由于活塞缸单元的冲程运动引起的润滑剂的积聚或位移。
在一个特定实施例中，凹槽的深度沿轴向方向改变。例如，凹槽的深度可以沿着缸体纵轴周期性地改变。该实施例的优点为，润滑剂可通过在凹槽中的表面张力更好地被保持，特别是在凹槽的最深区域。因此，基于几何形状，“储存池”效应在该实施例中更加有效。另一方面，该实施例相对较难制造，尤其是在套筒内表面中一体地注射成型形成具有不同深度凹槽的难度较大，因此制造成本增加。
在另一个实施方案中，弹簧套筒由合成混合材料构成，所述合成混合材料包含塑料，例如聚酰胺，尤其为添加聚四氟乙烯，其中聚四氟乙烯的比例优选为10％至30％的范围，尤其为15％至25％，特别为约20％，或添加玻璃纤维增强聚酰胺。
经证明，所述弹簧套筒的材料具有成为普通弹簧材料，例如弹性钢的摩擦配合件的有利特性。添加聚四氟乙烯可减少与弹簧的摩擦。试验显示，在整个产品使用寿命期间，大约20％的聚四氟乙烯含量会产生特别低的摩擦。纤维增强聚酰胺的添加使弹簧套筒更耐用并减少弹簧的磨损。增强纤维可以优选为玻璃纤维、碳纤维及/或合成纤维。
在另一个实施例中，弹簧套筒包括圆柱形套筒基层及套筒表面层，其中凹槽形成于套筒表面层，并且其中优选地，套筒基层与套筒表面层由不同的材料构成。表面层优选地包括摩擦学覆层(tribological coating)以增加表面硬度或减小摩擦，这两者都有助于减少与摩擦配合件之间的相互磨损。
该实施例具有以下优点：套筒基层可由特别的耐用且稳定的材料构成，例如由纤维增强的聚酰胺或类金刚石的碳基及/或氮基覆层(C-，CN-)组成。套筒表面层可以由减小与弹簧摩擦的材料构成，例如由包含聚酰胺，尤其是添加聚四氟乙烯的合成混合物构成。此外，以这种方式也可以更容易地实现不同深度的凹槽。因此，套筒表面层可通过例如增材方法形成于套筒基层的内表面上，并且在该过程中，优选地具有不同深度的凹槽在套筒表面层的成形过程中形成。
2.缸体
根据本发明的目的，还实现一种前述类型的缸体，其中缸体在其缸体外表面上具有至少一个凹槽，尤其可有两个、三个、四个或多个凹槽。
在缸体外表面上使用凹槽的初步效果同为将提供较小总面积的缸体，以作为导引弹簧的摩擦配合件，由此减小了摩擦及震动传递，并且可防止可能产生的噪音。然而，同时可以实现针对弹簧的、实质上不变的良好导引。
附加地，凹槽起到在活塞缸单元中使用的润滑剂储存池的作用。尤其是通过润滑剂的表面张力作用，凹槽可以保持一部分的润滑剂，即使润滑剂的其余部分由于重力聚集在活塞缸单元的下端。润滑剂的润滑效果因此得到改善，从而延长活塞缸单元的使用寿命及维护间隔。该效果可以通过将凹槽的几何尺寸与润滑剂的协调来进行优化。
当在活塞缸单元中使用缸体时，凹槽的纵向轴线有利地沿平行于冲程路径的轴向方向定向。根据本发明，这种凹槽称为“轴向凹槽”。相比于例如将纵向轴线沿缸体外表面的圆周方向定向，通过将纵向轴沿轴线向方向定向，可以实现对弹簧的较好导引。
当在活塞缸单元中使用缸体时，凹槽的凹槽长度有利地对应于缸体在活塞缸单元的一个冲程运动中，缸体被弹簧覆盖的“缸体弹簧长度”的至少一半，特别是，凹槽的长度可以对应于“缸体弹簧长度”的全长。参考图1，在本文中，“缸体弹簧长度”指的是，缸体与弹簧重叠部分的缸体长度L3。相应地，凹槽长度可以对应于“缸体弹簧长度”L3的至少一半，或“缸体弹簧长度”L3的全长，或超过“缸体弹簧长度”L3的全长。通过这样的凹槽长度确保弹簧在整个冲程运动中，最优化地被导引及润滑。
优选地，轴向凹槽沿环绕缸体外表面的圆周方向均匀分布，例如，相邻凹槽之间以360°/2、360°/3、360°/4、360°/5等的相应角间隔均匀分布。为了在活塞缸单元内有更好及更均匀的压力分布，及对弹簧更好的引导，相对于每个单位区域，优选地设置至少三个具有相同角间隔分布的径向凹槽。
优选地，凹槽在沿圆周方向与缸体其余外表面之间的过渡处具有圆形边缘。由此可以避免在弹簧圈抵靠缸体转动期间不必要的摩擦效应及弹簧覆层的损坏。
凹槽可以在轴向方向上具有恒定的深度。凹槽的深度在此应理解为凹槽的最深点与假想的理想圆柱形缸体外表面的径向距离。本实施例使得缸体的制造简单。然而，凹槽的恒定深度同时使得润滑剂仍然能够沿着凹槽轻易地流动。因此，基于几何形状，“储存池”效应在该实施例中仍然是可适用的，从而防止了由于活塞缸单元的行程运动引起的润滑剂的积聚或位移。
在本申请上下文中描述作为组件的“缸体”通常不是理想的圆柱形状，但优选地至少具有圆柱形外表面。
在一个特定实施例中，凹槽的深度沿轴向方向改变。例如，凹槽的深度可以沿着缸体纵轴周期性地改变。该实施例具有的优点为，润滑剂可通过凹槽中的表面张力更好地被保持，特别是在凹槽的最深区域。因此，基于几何形状，“储存池”效应在该实施例中更加有效。另一方面，本实施例相对较难制造，尤其是，通过在缸体的缸体外表面上将具有不同深度的凹槽注射成型，因此导致制造成本增加。
在另一个实施方案中，缸体包括圆柱形缸体基层及缸体表面层，其中凹槽形成于缸体表面层，且其中优选地，缸体基层与缸体表面层由不同的材料构成。
本实施例具有以下优点：缸体基层可由特别的耐用且稳定的材料构成，例如由玻璃纤维增强的聚酰胺构成，而缸体表面层可由与弹簧之间具有减小摩擦的材料构成。例如，包括聚酰胺的合成混合物，尤其为添加聚四氟乙烯。此外，以这种方式也可以更轻易地实现不同深度的凹槽。因此，缸体表面层可通过例如增材制造方法形成于缸体基层的外表面上，并且在此过程中，优选地具有不同深度的凹槽在缸体表面层的成形过程中形成。
3.活塞缸单元
根据本发明的目的，还实现一种前述类型的活塞缸单元，其中内弹簧套筒及/或外弹簧套筒及/或缸体在面向弹簧的表面上，具有至少一个凹槽，尤其可具有两个、三个、四个或多个凹槽。
根据本发明，凹槽因此可以布置于活塞缸单元的一个、两个或全部三个所述部件中。使用凹槽的初步效果同为将具有较小总面积的内/外弹簧套筒及/或缸体设置为导引弹簧的摩擦配合件，由此减小了摩擦及震动传递，并且可防止可能产生的噪音。然而，同时可以实现对弹簧实质不变的良好引导。
附加地，凹槽还起到在活塞缸单元中使用的润滑剂储存池的作用。尤其是通过润滑剂的表面张力作用，凹槽可以保持一部分的润滑剂。即使润滑剂的其余部分由于重力聚集在活塞缸单元的下端。润滑剂的润滑效果因此得到改善，从而延长活塞缸单元的使用寿命及维护间隔。该效果可以通过将凹槽的几何尺寸与润滑剂的协调来进行优化。
优选地，凹槽至少布置于面向弹簧的内弹簧套筒的表面上，并且更优选地也布置于缸体上。因此，即使在活塞缸单元长时间未使用之后，仍可实现减小摩擦及对弹簧的良好润滑效果。
凹槽的纵向轴线有利地沿平行于冲程路径的轴向方向定向。根据本发明，这种凹槽称为“轴向凹槽”。相比于例如纵向轴线在套筒内表面或缸体外表面的圆周方向定向，通过将纵向轴沿轴线向方向定向，可以实现对弹簧的较好导引。
凹槽的长度有利地对应于“套筒弹簧长度”的至少一半，特别是，凹槽的长度可以对应于“套筒弹簧长度”的全长，或超过“套筒弹簧长度”的全长。参考图1，在本文中，“套筒弹簧长度”指的是，以内弹簧套筒5为例，套筒与弹簧重叠部分的套筒长度L1。相应地，凹槽长度可以对应于“套筒弹簧长度”L1的至少一半，或“套筒弹簧长度”L1的全长。对于弹簧底部固定于套筒中间位置的实施方案(图1未示出)，凹槽的长度可以对应于超过“套筒弹簧长度”的全长。通过这样的凹槽长度确保弹簧在整个行程运动中，最优化地被导引及润滑。当凹槽长度大于“套筒弹簧长度”或“缸体弹簧长度”时，可以获得在弹簧长度之外形成额外润滑剂储存池的特别有益效果，使得在有需要的情况下，额外的润滑剂可接触到弹簧。
优选地，轴向凹槽沿环绕内弹簧套筒及/或外弹簧套筒的套筒内表面及/或缸体的缸体外表面的圆周方向均匀分布，例如，相邻凹槽之间以360°/2、360°/3、360°/4、360°/5等的相应角间隔均匀分布。为了在活塞缸单元中有较好及更均匀的压力分布，及对弹簧更好的引导，相对于每个单位区域，优选地设置至少三个具有相同角间隔的径向凹槽。
优选地，凹槽在沿圆周方向与其余套筒内表面或缸体外表面之间的过渡处具有圆形边缘。由此可以避免在弹簧圈抵靠弹簧套筒或缸体转动期间不必要的摩擦效应及弹簧覆层的损坏。
凹槽可以在轴向方向上具有恒定的深度。凹槽的深度在此应理解为凹槽的最深点与假想的理想圆柱形套筒内表面或缸体的假想理想圆柱形外表面的径向距离。该实施例使得弹簧套筒或缸体的制造简单，例如可以通过一体式注射成型制造。然而，凹槽的恒定深度同时使得润滑剂仍然能够沿着凹槽轻易地流动。因此，基于几何形状，“储存池”效应在该实施例中仍然是可适用的，从而防止了由于活塞缸单元的冲程运动引起的润滑剂的积聚或位移。
在一个实施例中，凹槽的深度沿轴向方向改变。例如，凹槽的深度可以沿着缸体纵轴周期性地改变。该实施例的优点为，润滑剂可通过凹槽中的表面张力更好地被保持，特别是在凹槽的最深区域。因此，基于几何形状，“储存池”效应在该实施例中更加有效。另一方面，该实施例相对较难制造，尤其是，通过一体地注射成型制造的难度较大，因此导致制造成本增加。
相应于根据本发明的活塞缸单元，参照用于活塞缸单元的弹簧套筒及用于活塞缸单元的缸体的实施例描述的所有特征，本申请要求单独及任何组合的保护。
在一个实施例中，弹簧没有植绒。在现有技术中，活塞缸单元中的弹簧至少在摩擦部分上植绒，以减低产生噪音且仍然实现弹簧的稳定安装。然而，植绒的弹簧将部分地减少或抵消本发明中的凹槽的效果，因为植绒纤维也会与摩擦配合件(弹簧套筒及/或缸体)在凹槽中摩擦，而在另一方面会去除由凹槽“储存池”提供的任何润滑剂。
在一个特定实施例中，内弹簧套筒及/或外弹簧套筒及/或缸体的至少一个表面相对于弹簧的材料进行摩擦性能优化，优选地通过针对缸体的缸体表面层及/或内弹簧套筒及/或外弹簧套筒的套筒表面层的材料进行选定。
例如，套筒表面层及/或缸体表面层由包括聚酰胺及添加聚四氟乙烯的合成共混物制成，其中聚四氟乙烯的比例优选地为10％至30％，尤其为15％至25％，更尤其为约20％，对弹簧具有有利的摩擦特性，例如弹簧钢材料的弹簧。
4.活塞缸单元的制造方法
本发明的目的还通过一种制造活塞缸单元的方法来实现，所述活塞缸单元包括：
-缸体，
-环绕所述缸体且与缸体同轴布置的弹簧，
-内弹簧套筒及外弹簧套筒，分别环绕弹簧且与弹簧同轴布置，其中该方法的特征在于以下步骤：
在：
-内弹簧套筒及/或
-外弹簧套筒及/或
-缸体；
面向弹簧的表面上，通过注射成型、增材方法或减材方法形成多个凹槽。
利用根据本发明的制造方法，根据本发明的活塞缸单元可具有上述优点。因此，凹槽可形成于活塞缸单元的一个、两个或所有三个指定部件，优选地至少形成于内弹簧套筒。使用凹槽的初步效果为将具有较小总面积的内/外弹簧套筒及/或缸体设置为导引弹簧的摩擦配合件，由此减小了摩擦及震动传递，并且防止可能产生的噪音。然而，同时可以实现针对弹簧实质不变的良好引导。
在活塞缸单元沿平行于冲程路径的轴向方向安装后，凹槽的纵向轴线有利地定向。根据本发明，这种凹槽被称为“轴向凹槽”。相比于例如将纵向轴线在套筒内表面或缸体外表面的圆周方向上的定向，将纵向轴沿轴线向方向定向，可以实现对弹簧的较好导引。
凹槽的凹槽长度有利地对应于缸体在活塞缸单元的一个冲程运动中，缸体被弹簧覆盖的“缸体弹簧长度”的至少一半，特别是，凹槽的长度可以对应于“缸体弹簧长度”的全长。参考图1，在本文中，“缸体弹簧长度”指的是，缸体与弹簧重叠部分的缸体长度L3。相应地，凹槽长度可以对应于“缸体弹簧长度”L3的至少一半，或“缸体弹簧长度”L3的全长，或超过“缸体弹簧长度”L3的全长。通过这样的凹槽长度确保弹簧在整个行程运动中，最优化地被引导及润滑。尤其当凹槽长度大于套筒弹簧长度或缸体弹簧长度时，为可以获得在弹簧长度之外形成额外润滑剂储存池的特别有益效果，使得在有需要的情况下，额外的润滑剂可接触到弹簧。
在一个特定实施例中，凹槽沿轴向方向具有不同的深度。如上所述，此实施例提供了将润滑剂引入凹槽的改进储存效果。然而，在弹簧套筒的内表面中形成这种凹槽是困难的。
作为前一实施例的替代方案，凹槽沿轴向方向的深度可以是恒定的。这具有制造上的优势，尤其使得弹簧套筒的制造更为简单。将具有深度改变的凹槽形成于套筒的内表面是困难的，特别是套筒需要一体成形制造时。
在另一个实施例中，该方法包括在圆柱形套筒基层上覆着套筒表面层，以制造内弹簧套筒及/或外弹簧套筒的步骤，其中凹槽形成于套筒表面层。在该实施例中，更容易在轴向方向上形成具有深度改变的凹槽。此外，套筒基层的材料选择尽可能以稳定为主，而套筒表面层的材料可根据与弹簧的摩擦状态进行优化，例如使用摩擦学覆层。
在一个实施方案中，该方法包括在圆柱形缸体基层上覆着缸体表面层以制造缸体，并在缸体表面层形成凹槽于的步骤。在该实施例中，在轴向方向上形成具有深度改变的凹槽是简单的。此外，缸体基层的材料选择尽可能以稳定为主，而缸体表面层的材料可就与弹簧的摩擦进行优化，例如使用摩擦学覆层。
通过以下描述及附图解释本发明的其他优点、目的及性质，其中通过示例的方式描述了本发明的实施例。在附图中与其功能方面至少基本上对应的部件，在这种情况下可用相同的附图标记表征，这些部件不必在所有附图中编号及说明。
参考符号列表
1 活塞缸单元
2 缸体
3 弹簧
4 外弹簧套筒
5 内弹簧套筒
6 凹槽
7 凹槽最大值
8 凹槽最小值
9 套筒基层
10 套筒表面层
11 缸体基层
12 缸体表面层

Claims (10)

1.一种用于活塞缸单元(1)的弹簧套筒(4，5)，其中弹簧套筒(4，5)设置为可接收弹簧(3)的至少局部，并沿着活塞缸单元(1)的冲程路径导引弹簧(4)，其中弹簧套筒(4，5)包括圆柱形套筒内表面，其中
a.所述弹簧套筒(4，5)在其内表面上包括多个凹槽(6)；
b.所述凹槽(6)的纵向轴线沿平行于活塞缸单元(1)冲程路径的轴向方向定向，
其特征在于
c.凹槽(6)的深度沿轴向方向改变。
2.根据权利要求1所述的弹簧套筒(4，5)，
其特征在于
弹簧套筒(4，5)由合成混合物构成，所述合成混合物包括塑料，优选地包括聚酰胺，及优选地包括以下添加物：
–聚四氟乙烯，其中聚四氟乙烯的比例优选地为10％至30％，或
–优选由碳纤维、玻璃纤维及/或塑料纤维增强的聚酰胺纤维。
3.根据权利要求1或2所述的弹簧套筒(4，5)，
其特征在于
弹簧套筒(4，5)包括圆柱形套筒基层(9)及套筒表面层(10)，其中凹槽(6)形成于套筒表面层(10)，并且其中套筒基层(9)及套筒表面层(10)由不同的材料构成。
4.一种用于活塞缸单元(1)的缸体(2)，其中缸体(2)设置为可布置于活塞缸单元(1)的弹簧(3)内，其中
a.所述缸体(2)在其缸体外表面上具有多个凹槽(6)；及
b.所述凹槽(6)的纵向轴线沿平行于活塞缸单元(1)冲程路径的轴向方向定向，
其特征在于
凹槽(6)的深度沿轴向方向改变。
5.根据权利要求4所述的缸体(2)，
其特征在于
所述缸体(2)包括圆柱形缸体基层(11)及缸体表面层(12)，其中凹槽(6)形成于缸体表面层(12)，并且其中圆柱形缸体基层(11)与缸体表面层(12)由不同的材料构成。
6.一种活塞缸单元(1)，包括：
–缸体(2)；
–环绕所述缸体(2)且与其同轴布置的弹簧(3)；
–内弹簧套筒(5)及外弹簧套筒(4)，分别围绕弹簧(3)且与弹簧(3)同轴布置，
其中，缸体(2)与弹簧(3)布置于内弹簧套筒(5)及外弹簧套筒(4)内，并且
–内弹簧套筒(5)及/或
–外弹簧套筒(4)及/或
–缸体(2)
在面向弹簧的表面上具有多个凹槽(6)，其中凹槽(6)的纵向轴线沿平行于活塞缸单元冲程路径的轴向方向定向，
其特征在于
凹槽(6)的深度沿轴向方向改变。
7.根据权利要求6所述的活塞缸单元(1)，
其特征在于
–内弹簧套筒(5)及/或
–外弹簧套筒(4)及/或
–缸体(2)
的至少一个表面通过缸体(2)的缸体表面层(12)及/或内弹簧套筒(5)的套筒表面层(10)及/或弹簧套筒(4)的套筒表面层(10)的材料选择，相对于所述弹簧(3)的材料摩擦优化。
8.一种制造活塞缸单元(1)的方法，所述活塞缸单元(1)包括：
–缸体(2)；
–环绕所述缸体(2)且与缸体同轴布置的弹簧(3)；
–内弹簧套筒(5)及外弹簧套筒(4)，分别环绕弹簧(3)且与弹簧(3)同轴布置，
所述方法包括以下步骤：
在
–内弹簧套筒(5)及/或
–外弹簧套筒(4)及/或
–缸体(2)
面向弹簧(3)的表面上，通过注射成型、增材方法或减材方法形成多个凹槽(6)，其中形成的凹槽(6)具有纵向轴线，其纵向轴线沿平行于活塞缸单元冲程路径的轴向方向定向，
其特征在于
凹槽(6)的深度沿轴向方向改变。
9.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于：
在圆柱形套筒基层(9)上覆着套筒表面层(10)以制造内弹簧套筒(5)及/或外弹簧套筒(4)，其中凹槽(6)形成于套筒表面层(10)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，
其特征在于：
在圆柱形缸体基层(11)上覆着缸体表面层(12)以制造缸体(2)，其中凹槽(6)形成于缸体表面层(12)。
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