CN110748596A - 用于引导单管减震器的环形密封单元 - Google Patents

Abstract

一种密封单元(8)，用于单管减震器(3)的杆(2)，密封单元具有：第一密封件(10)，具有密封环(12)，其具有在径向上和轴向向内方向上突出的环形密封唇(13)；第二密封件(20)，具有密封环(22)，其具有在径向上和轴向向外方向上突出的环形密封唇(23)；加强环(18)，安装在密封环(12)的环形座(19)中，以使加强环配置为在轴向上锁定在唇(13)与第二密封件的底壁之间；第一密封件和第二密封件是两个物理不同且单独的元件，以使它们在不同的时间单独地安装在单管减震器的主体内部，并且具有基本上圆形径向截面的保持环(30)被容纳在形成于主体的侧壁上的座(31)内，以在使用期间锁定第一密封件。

Description

用于引导单管减震器的环形密封单元

技术领域

本发明涉及一种用于单管减震器的环形密封单元。

背景技术

在汽车工业和其他工业中专用的单管式液压减震器旨于在相对较高的液压压力下工作，该液压压力平均在20巴的范围内，峰值可能高达100巴或更高。单管减震器的优点是它不仅可以安装在竖直位置或接近竖直的(sub-vertical)位置(如在双管减震器的情况下)，而且还可以安装在接近水平的(sub-horizontal)位置或甚至水平的位置。由于这个原因，单管减震器广泛用于摩托车工业。此外，单管减震器还广泛用于汽车工业，因为对于相同的性能，它具有比双管减震器小的尺寸和重量。

众所周知，单管减震器具有将一定压力下的气体吹入其中的腔室，所述气体进而对容纳在另一腔室内部的液压工作流体(通常为油)加压。如已经提到的，油达到100巴的范围的压力峰值。

鉴于这些高工作压力，通过安装在由减震器的杆穿过并接合的衬套上的密封单元，提供相对于容纳在减震器主体内部并且在使用期间抵抗活塞在所述主体内部的往复运动的加压油的密封作用，公开号为DE8201327U德国实用新型描述了这种类型的减震器。

根据现有技术的这种密封单元具有许多必须单独组装的部件，因此这种密封单元相对庞大且组装复杂，并且具有随着温度降低而趋于劣化的性能。特别地，当DE8201327U中描述的形成主密封元件的橡胶环由特定的氟化合成弹性体材料制成时，密封单元的最低工作温度不会低于-15℃，然而目前的应用将需要-40℃的最低工作温度。

第EP1074760B1号欧洲专利和第EP-A-06425875号欧洲专利申请公开了用于减震器杆的密封单元以及关联单元，用于承受疲劳应力并且在任何情况下均能保持相对长时间的有效性。然而，第EP1074760B1号欧洲专利中描述的密封单元不适用于单管减震器，并且根据第EP-A-06425875号欧洲专利申请的密封单元也不适用，根据第EP-A-06425875号欧洲专利申请的密封单元的轴向尺寸小于DE8201327U的那些，但如果要在保持相同的工作行程的同时减小减震器的整体尺寸和重量，其仍然相对较大。此外，密封单元的弹性体部分的滑动接触唇具有随时间变化的性能，这可以得到改善。

在第EP1729045号欧洲专利中描述了一种为单管减震器提供更合适的解决方案的密封单元。这种密封单元适用于相对于减震器内部的加压油执行静态和动态密封功能，并相对于外部环境执行动态密封功能(“防尘罩”密封)，使得灰尘和其他杂质无法穿入减震器内部。

由此将油密封件与防尘盖密封件预先组装在一起的这种解决方案不是通用的。例如，在密封件组装的中间阶段期间不可能通过吹入气体来对油进行加压，这通常是终端客户为了特定生产需要而要求的。因此，存在限定不具有上述缺点的用于单管减震器的环形密封单元的需求。

发明内容

本发明的目的在于限定一种用于单管减震器的密封单元，其不具有现有技术中的缺点，并且适用于安装在单管式减震器上，其容易承受非常低的操作温度，更通常地，其容易承受具有例如在-40℃至+200℃之间的宽温度范围的操作温度，其承受高达100巴的压力峰值，其具有小尺寸，特别是在轴向方向，即在减震器杆的往复运动的方向上具有小尺寸，其生产装配简单且成本低，并且其集成多种功能，例如对加压油的密封功能和对外部环境的密封功能。最后，根据本发明的密封单元必须使单管减震器更加简单且具有更加通用的加压。

根据本发明的第一方面，因此，限定根据产品权利要求1中所指示的特性特征的用于单管减震器的密封单元。

根据本发明的另一方面，在结构和组装两个方面获得显著的简化，从而也显著节省成本，但特别是获得了促进单管减震器的工作流体(即，油)的加压的组装方法。根据本发明的改进的组装密封单元的方法具有在方法权利要求10中指示的特性特征。

根据所附从属权利要求中指示的特征性特征描述了本发明的进一步优化和/或特别有利的实施方式。

附图说明

现在将参照示出本发明的实施方式的非限制性示例的附图描述本发明，其中：

-图1是径向(diametrically)截面图并且示意性地示出了根据本发明的实施方式的安装在单管减震器上的密封单元；

-图2是径向截面图并且示意性地示出了根据图1的密封单元的组装期间的第一步骤；

-图3是径向截面图并且示意性地示出了根据图1的密封单元的组装期间的第二步骤；以及

-图4是径向截面图并且示意性地示出了根据图1的密封单元的组装期间的进一步骤。

具体实施方式

参照图1，附图标记1其整体表示用于单管减震器(/震动吸收器)3的杆(/立管)(stem)2的引导和密封单元，为了更简要的说明，仅部分地示出了单管减震器3，其余部分是已知的，单管减震器3具有减震器主体4，减震器主体4在使用期间充满油并且容纳运动活塞(未示出)，并且由内侧壁5界定。单元1以流体密封的方式安装插入抵着封闭主体4的一端的壁5并且具有与杆2的对称和轴向滑动轴线重合的对称轴线A。

在整个本说明书和权利要求书中，指示位置和定向(/方位/取向)的术语和表述(诸如，“径向”和“轴向”)被理解为指示单元1的旋转中心轴线A。诸如“轴向外侧(/向外)”和“轴向内侧(/向内)”的术语是指组装条件，在特定情况下，优选地分别是指减震器的外侧(即，与外部环境接触的一侧)和相对侧(即，朝向所述减震器内部的一侧)。

根据已知的构造配置的单元1包括：

-杆引导环形衬套(/套管)(bushing)6，在使用期间以流体密封的方式固定到减震器3的主体4的内侧壁5，并且在使用期间相对于轴线A对称并且与穿过衬套的杆2接合；以及

-密封单元8，也相对于轴线A对称，并且插入到形成在衬套6的轴向外端处的杯形座9的内部，在使用期间杯形座9面向减震器3的主体4的内部。

根据本发明的一方面，密封单元8包括第一密封件10，第一密封件10被设计用于确保对容纳(/包含)在减震器内部的加压油的密封作用。第一密封件10包括密封环12，密封环12由弹性材料制成并且具有环形密封唇13，密封唇13在杯形座9内部、在径向上和轴向上突出，以在使用期间以滑动方式与杆2配合。因此，唇13确保衬套6与杆2之间的动态密封作用。

第一密封件10还包括加强区14，例如，加强区14由金属制成，但在任何情况下均使用比密封环12的弹性材料硬得多的可弹性变形的材料制成。从径向截面观察，加强区14具有与衬套6的轴向外端11配合的凸缘部分15。凸缘部分15具有S形轮廓，使得其径向外端16在轴向向内方向上突出。通过这种方式，凸缘部分15设置为能够接近(/访问)(accessible)存在于减震器3的主体4中的座31，其功能将在下面描述。

密封环12具有凸缘部分33，凸缘部分33在径向方向上延伸以基本上覆盖衬套6的整个端部11、至少部分地由加强区14的凸缘部分15支撑，并且凸缘部分33被配置在凸缘部分15与端部11之间；此外，凸缘部分33具有扩大的径向外周缘34，径向外周缘34在未变形条件下具有大体上圆环形形状、接合形成在端部11的径向外缘上的环形凹槽35，并且在使用期间通过过盈的方式与减震器主体4的侧壁5配合，以在其上施加对容纳在主体4内部的油的静态液压密封作用。特别地，静态密封形成在衬套6与减震器的主体4之间。

根据本发明的一个方面，密封单元8还包括加强环18，加强环18通过卡扣接合的方式安装在密封环12的环形座19中，环形座19形成在朝向唇13的轴线A的突出方向的相对侧，以这样的方式使加强环18配置为在轴向上被锁定在唇13与第二密封件20的底壁之间，这将在下面进一步描述。根据优选的实施方式，加强环18被预先安装在第一密封件10中。从径向截面观察，加强环18具有大体上L形的形式。

在使用期间，加强环18与穿过其的杆2接合，根据本发明的一方面，加强环18由具有低摩擦系数但比密封环12的弹性材料硬(/更有刚性)(more rigid than)的材料制成。以这种方式，加强环18能够吸收由加压油施加在唇13上的推力，防止唇13过度变形导致功能受损或至少是功能的性能降低，清楚的是，唇13的较大变形导致对杆2的运动有较大摩擦阻力。

根据本发明的无疑是至关重要的另一方面，密封单元8还包括保持环30，保持环30具有或多或少的圆形径向截面，保持环30相对于第一密封件10在轴向外侧位置被容纳在形成于减震器3的主体4的侧壁5中的合适的座31内。如将要记住的，该座31设置为能够通过(/被)第一密封件10的加强区14的特定形状(而被)接近。

保持环30可以是西格型(Seeger type)环。保持环30的功能是将第一密封件10锁定就位，特别是在组装密封单元8的过程期间将第一密封件10锁定就位，这将在下面描述。

最后，根据本发明的又一其他方面，密封单元8包括第二密封件20，第二密封件20被设计为确保相对于单管减震器外部的环境的密封作用，因此能够防止灰尘进入减震器3的主体4内部。第二密封件20位于保持环30的轴向外侧的位置。

为了较好地理解本发明的优点，应特别强调的是，所述第一密封件10和第二密封件20是在物理上彼此不同的且彼此独立(/分开)的两个部件，使得它们可以在不同的时间单独地安装在主体4的内部。

第二密封件20包括密封环22，密封环22由弹性材料制成并且具有在径向上和轴向向外方向上突出的环形密封唇23，以在使用期间以滑动方式与杆2配合，并执行其“防尘罩”功能。

第二密封件20还包括加强区24，例如，加强区24由金属制成，但在任何情况下均使用比密封环22的弹性材料硬得多的可弹性变形的材料制成。从径向截面观察，加强区24具有抵着加强环18的轴向外端26配合的凸缘状形式25(/凸缘部分25)。

减震器3的主体4在其轴向外端处限定卷边(/轧制边/被滚动边缘)40，卷边40被构造为在轴向上对整个密封单元8预加载(/预紧)(preload)。

以这种方式，由减震器内部的加压油施加的推力的传递可以被容易地理解。加压油基本上将其推力施加在第一密封件10的唇13上。如我们所见，唇13在轴向上被加强环18锁定，加强环18比唇13硬，能够吸收该推力的大部分。以这种方式，如已经提到的，唇13的变形程度减小。

进而，由第二密封件20的加强区24的凸缘部分25在轴向上锁定的加强环18将油的推力传递到所述第二密封件20(特别是它的金属加强区24)，进而将所述推力传递到单管减震器3的主体4的卷边40。

根据本发明的重要方面，如上所述，本发明的构造显着地降低了用于将密封单元组装在减震器内部的过程的复杂性，所述组件非常简单。此外，特别地，利用根据本发明的密封单元，可以以非常简单且有效的方式并且在所述密封单元没有问题的情况下，执行吹入气体以加压减震器3的过程。

实际上，参照图2至图4，其示出了密封单元8的组装期间的中间步骤，可以依次执行用于密封单元的组装的方法的步骤。

图2以示意图的形式示出了在用于单管减震器3的杆2的密封单元8的组装期间的第一步骤，在这种情况下，为了简要说明，仅部分地示出了单管减震器3。从上述图中可以看出，在已经设置有衬套6的减震器3中，第一组装步骤包括将第一密封件10强制插入衬套6的杯形座9内。如已经提到的，优选地，第一密封件10被安置于加强环18，该加强环18通过卡扣接合的方式被预先安装在第一密封件10内。

图3以示意图的形式示出了在用于单管减震器3的杆2的密封单元8的组装期间的第二步骤。从上述图中可以看出，第二组装步骤包括将保持环30装配在特定的座31内，座31形成在减震器3的主体4的侧壁5中并且设置为能够通过(/被)第一密封件10的加强区14的特定形状(而被)接近(accessible)。

由于保持环30的功能是将第一密封件10锁定就位，特别是在密封单元8的组装过程中将第一密封件10锁定就位，在紧接其后的第三组装步骤中可以执行减震器的加压。因此，可以执行将气体吹入减震器的内部。

此后，如图4所示，执行第二密封件20的装配，第二密封件20的加强区24抵着加强环18的轴向外端26配合。

最后，第五且最后一个组装步骤(再次参照图1)涉及轧制(/滚压/滾轧)(rolling)主体4的轴向外缘40，使得该卷边40在轴向上对整个密封单元8进行预加载并且吸收由加压油施加的推力。

因此，本发明是基于用于单管减震器的密封单元的定义的，其中：

-分别用于加压油和外部环境的密封件彼此单独地形成；以及

-保持环被配置在它们之间，

本发明能够提供一种在定性方面有效、轴向尺寸小、组装简单并且特别是解决减震器的加压问题的产品，能够在用于密封单元的组装的所述过程的中间步骤期间执行所述操作，而不是在密封单元的组装结束时执行。

除了本发明的实施方式之外，如上所述，应该理解，许多其他变型是可能的。还必须理解，所述实施方式仅是示例，并不限制本发明的主题，也不限制其应用，也不限制其可能的构造。相反，尽管上面提供的描述使得本领域技术人员能够至少以其构造示例中的一个来实现本发明，但是必须理解的是，所描述的组件的多种变型是可行的，而不会由此脱离如所附权利要求中所限定的、按字面和/或根据其合法等同物来解释的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种密封单元(8)，用于单管减震器(3)的杆(2)，所述密封单元(8)包括：

-第一密封件(10)，相应地包括密封环(12)，所述密封环(12)具有在径向上和轴向向内方向上突出的环形密封唇(13)，以在使用期间以滑动方式与所述杆(2)配合并且确保对所述单管减震器(3)内部的加压工作流体的密封，

-第二密封件(20)，包括密封环(22)，所述密封环(22)具有在径向上和轴向向外方向上突出的环形密封唇(23)，以在使用期间以滑动方式与所述杆(2)配合并且确保对所述单管减震器(3)的外部的密封，

-加强环(18)，通过卡扣接合的方式安装在密封环(12)的环形座(19)中，所述环形座(19)形成在朝向所述唇(13)的轴线(A)的突出方向的相对侧，以这种方式，所述加强环(18)配置为在轴向上被锁定在所述唇(13)与所述第二密封件(20)的底壁之间，

其特征在于，所述第一密封件(10)和所述第二密封件(20)是两个物理上不同且单独的元件，使得所述第一密封件(10)和所述第二密封件(20)在不同的时间单独地安装在所述单管减震器(3)的主体(4)内部，组合地，具有基本上圆形径向截面的保持环(30)被容纳在形成于所述单管减震器(3)的主体(4)的侧壁(5)上的座(31)中，使得在使用期间锁定所述第一密封件(10)。

2.根据权利要求1所述的密封单元(8)，其特征在于，所述第一密封件(10)包括加强区(14)，从径向截面观察，所述加强区(14)具有凸缘部分(15)，所述凸缘部分(15)与衬套(6)的轴向外侧的第一端(11)配合，所述衬套(6)用于引导所述单管减震器(3)的杆(2)。

3.根据权利要求2所述的密封单元(8)，其特征在于，所述凸缘部分(15)具有“S”形轮廓，使得所述凸缘部分(15)的径向外端(16)在轴向向内方向上突出。

4.根据权利要求2或3所述的密封单元(8)，其特征在于，所述密封环(12)具有凸缘部分(33)，所述凸缘部分(33)在径向方向上延伸以使得基本上覆盖所述衬套(6)的整个第一端(11)，至少部分地由所述加强区(14)的凸缘部分(15)支撑，并且所述密封环(12)的凸缘部分(33)配置在所述凸缘部分(15)与所述衬套(6)的第一端(11)之间。

5.根据权利要求4所述的密封单元(8)，其特征在于，所述凸缘部分(33)具有径向外周缘(34)，所述径向外周缘(34)在未变形条件下具有大体上圆环形形状，所述径向外周缘(34)接合形成在所述第一端(11)的径向外边缘上的环形凹槽(35)，并且在使用期间通过过盈的方式与所述减震器的主体(4)的侧壁(5)配合。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的密封单元(8)，其特征在于，所述加强环(18)被构造为被预组装在所述第一密封件(10)中，并且具有大体上“L”形的径向截面。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的密封单元(8)，其特征在于，在使用期间与穿过其中的所述杆(2)接合的所述加强环(18)由具有低摩擦系数但比所述密封环(12)的弹性材料硬的材料制成。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的密封单元(8)，其特征在于，所述第二密封件(20)包括加强区(24)，从径向截面观察，所述加强区(24)具有与所述加强环(18)的轴向外部的第一端(26)配合的凸缘部分(25)。

9.一种引导和密封单元(1)，用于单管减震器(3)的杆(2)，所述引导和密封单元(1)包括杆引导环形衬套(6)和根据前述权利要求中的任一项所述的密封单元(8)，所述杆引导环形衬套(6)在使用期间以流体密封的方式固定到所述单管减震器(3)的主体(4)的内侧壁(5)、相对于中心旋转轴线(A)对称并且与穿过所述杆引导环形衬套(6)的所述杆(2)接合。

10.一种用于组装用于单管减震器(3)的根据权利要求1至8中的任一项所述的密封单元(8)的方法，用于引导所述减震器的杆(2)的衬套(6)已经被预组装在所述密封单元(8)内部，所述方法包括以下操作步骤：

-将第一密封件(10)插入所述衬套(6)的杯形座(9)中，其中，所述第一密封件(10)容纳通过卡扣接合的方式被预安装在所述第一密封件(10)中的加强环(18)；

-将保持环(30)装配在形成于所述减震器(3)的主体(4)的侧壁(5)上的合适的座(31)中；

-将气体充入所述减震器(3)内部，使得对内部工作流体加压；

-装配第二密封件(20)，所述第二密封件(20)设置有与所述加强环(18)的轴向外部的第一端(26)配合的加强区(24)；

-对所述主体(4)的轴向外边缘(40)进行轧制，使得轧制后的卷边(40)在轴向上对整个所述密封单元(8)进行预加载，并且吸收由内部的加压工作流体施加的推力。

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