CN111587328A - 阻尼器的改进 - Google Patents

Abstract

一种活塞气缸式阻尼器，具有气缸(12)，该气缸(12)带有纵向轴(x)，并包含阻尼液。该气缸(12)中安装有活塞组件(10)，其沿着该轴(x)做往复运动。该活塞组件(10)将该气缸(12)的内部分隔成两个腔室(A，B)，并为阻尼液在二者之间的流动提供路径，该路径包括控制通道(24)，用于限制跨越该活塞组件(10)的阻尼液流量。提供有密封元件(21)，用于选择性地针对该气缸(12)密封该活塞组件(10)。该控制通道(24)和该密封元件(21)被设置在轴向间隔开的位置。

Description

阻尼器的改进

技术领域

本发明涉及阻尼器。

发明内容

根据本发明，提供了一种活塞气缸式阻尼器，其具有气缸，该气缸包含阻尼液，具有纵向轴，并且其中安装有活塞组件，用于沿该轴做往复运动，该活塞组件将该气缸分隔成两个腔室，并为阻尼液在其间的流动提供路径，该路径包括控制通道，用于限制阻尼液流量，该路径还包括密封元件，用于选择性地针对该气缸密封该活塞组件，该控制通道和该密封元件被设置在轴向间隔开的位置。

附图说明

现在通过示例的方式，将参考附图来描述本发明的实施例，在附图中：

图1是根据本发明的阻尼器的第一形式的剖视图，

图2和图3是图1阻尼器中活塞组件的横断面细节图，

图4是根据本发明的阻尼器的第二形式的剖视图，

图5和图6是图4阻尼器中活塞组件的横断面细节图，

图7是图4阻尼器中活塞组件的替代形式的横断面细节图，

图8是图1阻尼器中活塞组件的替代形式的横断面细节图，

图9是活塞组件替代形式的剖视图，

图10是图9中活塞组件沿着线A-A的剖视图，

图11是根据本发明的阻尼器的第三形式的剖视图，

图12是图11中活塞组件的横断面细节图，以及

图13是图11中活塞组件的代替形式的横断面细节图。

具体实施方式

图1所示的阻尼器是直线式活塞气缸式阻尼器，具有常规的圆形横断面形式。该阻尼器具有纵向轴x，活塞组件10，活塞杆11和气缸12。该气缸12包含阻尼液，例如机油或者硅油。活塞杆11被安装用于相对于气缸12沿其纵向轴x做往复运动。活塞杆中的自由端11a从气缸12被底座组件13封闭的一端12a伸出。该底座组件13对活塞杆11的滑动安装和合适的密封件14提供了支持，以防止气缸12中的阻尼液泄漏。该气缸12的另一端12b被盖30封闭。

该活塞杆11的另一端11b伸入该气缸12的内部，并在此与活塞组件10接合。该活塞组件10将该气缸12分为两个独立的腔室A和B，在它们之间有阻尼液流动的路径，下文将详细描述。

该活塞组件10在图2和图3中有更详细地展示。可以看出，它由两部分构成：细长阀体15和帽16。该阀体15在其一端具有轴向延伸的内膛(bore)17，该内膛接纳活塞杆的内端11b。在阀体15另一端具有轴向延伸到与帽16相连的内接头(spigot)18。该帽16通常通过卡扣连接的方式附接到内接头18上，两个部分均由能完成以上功能的合适的塑料材料制成。

该阀体15具有径向向外延伸的法兰19。该法兰19属于花键型(castellated type)结构，具有许多齿，其向外延伸的总外径略小于气缸12的内径，齿间有直径缩小的区段(这种构造的法兰319可以从图8中较清楚地看出)。该直径缩小的区段形成供阻尼液流过活塞组件10的路径的一部分，并且它们相对较大的横截面积意味着流动阻力极小。该法兰19上的齿和该气缸12中的内膛配合，帮助引导所述活塞组件10的轴向运动。

该帽16也具有类似的花键型构造的径向向外延伸的法兰20。O型环21形状的密封元件被捕捉在上述两个法兰19，20之间。法兰19，20之间的间距只允许O型环21相对于该活塞组件10做有限量的轴向运动。该O型环21与该气缸12的内膛密封接合，其轴向运动用于控制腔室A和B之间的阻尼液在阻尼器工作时的流量，下文将详细描述。

允许阻尼液流过该活塞组件10的通道包括阀体15中的端口22(参见图2)，该端口对腔室A开放，并且经由阀体中的孔口23(参见图3)通入内膛17。该孔口23则通入该阀体15中内膛17向腔室B开放的轴向延伸的凹槽24中。在这种情况下，设置有两个端口22，径向相对成对，同样的，内膛23和凹槽24也被设置成沿直径方向相对成对。活塞杆的内端11设计成被接纳在内膛17中以将其封闭，仅留下凹槽24作为开放路径。这样，凹槽24有效的构成了受限路径，用于控制该阻尼器工作中从腔室A到腔室B的流量。

关于流体流量的控制，一部分由该凹槽24的横截面积决定，一部分由其轴向长度决定。该凹槽24的长度取决于活塞杆11伸入内膛17的程度，而这取决于该活塞杆的内端11b在该内膛中抵接的内肩部25的位置。

发明人发现采用上述形式设计受限通道是有利的，因为这样相比其他方式(例如制作小孔)而言，更容易将生产线上的制造控制在可接受的容差范围内。该设计还具有的优点在于允许采用大体相同的模块化零件来生产具有不同阻尼特性的阻尼器，例如只需简单地改变该肩部25在阀体15内部的位置以改变该凹槽24的长度，和/或使用不同的取芯(coring)以改变凹槽的横截面积。

本申请所示的阻尼器被设计为在工作冲程中提供阻尼阻力，即该活塞杆11到气缸12中的轴向移动。其还被设计为对返回冲程提供最小阻尼阻力，即活塞杆伸出气缸之外的冲程。该阻尼由该O型环控制。在工作冲程中，随着活塞杆11移动进入气缸，该O型环会被阀体15上的法兰18带动。这就是图3所示的位置。在此位置，O型环21在法兰19和气缸12的内膛之间形成密封。这意味着被迫从腔室A中流出并经过活塞组件10的流体的唯一通道就是通过受限通道，即该凹槽24。因此，产生了对抗该运动的阻尼阻力。

在返回冲程中，随着活塞杆11从气缸12移出，该O型环将从法兰19上被释放，从而允许流体经法兰上直径减小的区段自由地通过。这对应于图2中所示的位置。由于在这个位置有更大的允许流体流动的通道，返回冲程将经历最小的阻尼阻力。

可以注意到的是，阀体15的内接头18具有的外径明显小于O型环21的内径。其优点在于产生了让流体流动的相对较大的横截面积，从而最大程度的减小了阻尼器返回冲程的阻力。这个设计是通过将受限通道(即凹槽24)设置在与O型环轴向间隔开的位置来实现的。该内接头18延伸通过O型环内圈所占据的O型环内圈横截面积的比例一半以下，优选三分之一以下。

在图1中示出的阻尼器的活塞杆11的自由端11a通常会连接到家具部件，例如抽屉，而气缸12会安装到另一个部件，例如柜子。通过这样的设置，活塞杆11会根据抽屉的打开和关闭运动同样地向内或向外移动。

图4中的阻尼器在若干方面与图1的阻尼器不同。例如，活塞杆的自由端111a不是用于连接诸如家具部件，而是简单地抵接。因此在这种情况下，阻尼器包含压缩弹簧150，其安装在气缸112中，位于端盖130和活塞组件110之间。该弹簧150通过活塞组件110作用在活塞杆110上，以确保其始终偏向于返回到其初始位置，以备对工作冲程提供阻尼阻力。

图4中阻尼器的活塞组件110的设计也有不同，更多细节如图5和6所示。在这里，活塞杆111的内端111b终止于法兰151，其仅与活塞杆的端面抵接。活塞组件110同样由两部分构成，即主阀体115和帽116，其具有让阻尼液流动穿过的通道。该通道包括用于控制流量的受限通道，其形式依然采用轴向延伸的凹槽124的形式，在阀体115的内膛117中径向相对成对。在这种情况下，在帽116上形成轴向延伸的内接头118的端部118a被设计成由内膛117接纳以便将其封闭。因此，凹槽124构成流体流动的受限通道。该内接头118被设计成与内膛117以卡扣连接的方式接合。气缸112中的腔室A通过阀体115上径向延伸的法兰119中的端口112与凹槽124连通。该凹槽124通过阀体115端面中的侧向通道152对腔室B开放。

该活塞组件110也包括O型环121形状的密封元件，其与气缸的内膛密封接合。该O型环121被捕捉于阀体115上的法兰119与盖116中径向延伸的法兰120之间，两个法兰都具有前述花键型结构。该O型环121具有与图1阻尼器中O型环21相同的功能，即控制着阻尼液流经活塞组件的流量。在阻尼器的工作冲程中，该O型环121被阀体115中法兰119带动，从而在活塞组件110和气缸之间形成密封。在这种情况下，穿过活塞组件唯一的液体流动通道是通过受限通道(即凹槽124)。因此，该阻尼器对该运动产生阻尼阻力。

活塞组件的设计在工艺适用性方面，具有与图1阻尼器相同的优点。其阻尼特性也容易定制。例如，凹槽的长度可以通过简单地调整阀体115中内接头118a插入内膛117的程度而改变。

该内接头118在此也设计成明显小于O型环121的内圈，以便于液体回流时能有大的横截面。与之前一样，内接头118在O型环的内圈截面积中占据的面积小于一半，优选小于三分之一。

图7示出了活塞杆211和活塞组件210之间接合的一种修改后的形式。该活塞杆211也具有法兰251，并通过其法兰抵接活塞组件210的端面。不过在这里，该活塞杆211的内端211b的一部分延伸超出法兰251，并进入阀体215与其内膛217接合。这种设置的优点在于，在气缸中的活塞杆211的往复运动中为活塞内端211b提供侧向支撑。

图8示出了活塞杆311和活塞组件310的之间接合的又一种修改后的改进形式。该活塞杆311也具有法兰351，并通过其法兰抵接活塞组件310的端面。在这里，活塞组件310的阀体315终止于阀领360，其被设置为捕捉活塞杆上的法兰351。因此，该阀领360用于保持活塞杆311和活塞组件310在一起成为一个单元。与之前的实施例一样的是，活塞组件310包括O型环321，其被捕捉在阀体315上的法兰319和与其轴向间隔开的第二法兰320之间。

图9中所示的活塞组件形式与图2中所示类似。其区别在于阀口连通(porting)的设计，即腔室A与穿过活塞组件410的流体通道的连通方式。在这里，来自腔室A的连通由单个端口422提供(与图2示例中的一对端口22相反)。端口422呈槽状，延伸穿过阀体415的法兰419，与活塞组件的轴线平行。这里的端口422具有矩形的截面形状。

端口422的横截面积相对较小。因此，对流过的液体具有节流作用，即倾向于限制流量。所以，在本示例中，端口422辅助凹槽424提供受限通道，用于在阻尼器的工作冲程中控制阻尼液的流量。

与凹槽424一样，端口422的构造也可以改变，以确定阻尼器的阻尼特性。尤其是横截面积和/或长度可以改变，其横截面形状也可以改变，可以使其沿其长度改变，例如呈阶梯状或锥形改变。

与凹槽424一样，如果通过注塑成型工艺形成活塞组件，则端口422可以以适当的取芯方式方便地形成。以这种方式形成具有端口422的活塞组件410能够以相对较高的精度制成，这对于制造具有规定阻尼标准的阻尼器非常重要。这种制造方式也意味着即使端口尺寸相对较小，也可以在生产线上可靠地重复。

图11中所示的阻尼器是双端的。它具有安装在细长活塞512内的活塞组件510，用于沿着纵向轴x进行直线往复运动，这点与前述实施例所描述的相同。不过在这里，阻尼器有两个活塞杆511a，511b，其从活塞组件510的两侧分别延伸。这两个活塞杆511a、511b的自由端从气缸512的任一端伸出，并且二者的内端与活塞组件510接合。气缸512端部的缸座组件513a、513b对活塞杆511a，511b的可滑动安装分别提供支撑，并包括合适的密封件514a，514b以防止阻尼液从气缸中泄漏。

该活塞组件510将气缸512的内部划分为两个单独的腔室A和B，更多的细节如图12所示。这里由三个部分组成：两个细长阀体515a，515b和一个阀领516。每个阀体515a，515b的设计本质上与图2中活塞组件10的阀体15相同。因此，每个阀体在一端都有轴向延伸的内膛517a，517b，用于接纳各自的活塞杆511a、511b。内膛517a、517b中对应的凹槽524a、524b提供了用于限制阻尼液流量的路径，方式与图2中的阻尼器相似。每个阀体515a，515b的另一端具有轴向延伸的内接头518a，518b，通过它们可以方便地以卡扣连接的方式附接到阀领516上。

这里的活塞杆510结合了两个环形密封元件，每个元件都是O型环521a，521b的形式。每个O型环521a，521b与相应的活塞杆511a，511b相关联，并被捕捉在阀体515a，515b上对应的法兰519a，519b和阀领516上对应的法兰520a，520b之间。O型环521a，521b被设计成控制阻尼液穿过活塞组件510的流通，并且工作方式与图2中阻尼器的O型环基本相同。因此，当活塞杆511a，511b中有一个经受轴向冲击时，将使得其对应的O型环521a，521b占据的位置在气缸512和阀体515a，515b中对应的法兰519a，519b之间分别的形成密封，仅留下对应的凹槽524a，524b作为阻尼液在腔室A和B之间流动的路径。这样，受到冲击的活塞杆511a，511b的内向运动会被阻尼阻力有效地抵抗。

可以理解的是，在图11所示的双端阻尼器中，活塞杆511a，511b中任一个的内向运动都将被阻尼阻力所抵抗，只是这个力的大小对于每个活塞杆来说不必都相同。

还可以注意到的是，与之前描述的阻尼器一样，通过活塞组件510的每个阀体515a，515b的受限路径控制着阻尼液在两个腔室A和B之间的流动，该路径位于其各自O型环521a，521b的轴向间隔开的位置处。

图13中所示的活塞组件的修改后的形式仅包括两个部分：阀体615和阀领616。该阀体615具有内膛617，内膛中接纳两个活塞杆611a的内端，内膛中的凹槽624提供了路径以限制阻尼液流经活塞组件的流量，方式如前所述。该阀体615通过卡扣式的内接头618连接到阀领616，阀领则过盈配合地接纳两个活塞杆611b中另一个的内端。

这里的活塞组件包括环形的密封元件，其仍然是O型环621的形式。不过，这里的O型环621被捕捉在阀体615和阀领616各自的法兰619和620之间，从而处在相对于活塞组件固定的位置。因此，该阻尼器的阻尼特性是固定的，并且在活塞杆611a，611b的任一个移动方向上都相同。

同样可以注意到的是，与前文所述阻尼器一样，通过活塞组件的阀体615并控制两个腔室A和B之间的阻尼液流量的受限路径位于与O型环621轴向间隔开的位置。

上述双端阻尼器可在气缸内活塞组件的一侧或两侧提供有压缩弹簧。

Claims (21)

1.一种活塞和气缸式阻尼器，具有气缸，所述气缸包含阻尼液，具有纵向轴，并且其中安装有活塞组件，用于沿所述轴做往复运动，其中所述活塞组件将所述气缸划分为两个腔室，并为阻尼液在其间的流动提供路径，所述路径包括控制通道，用于限制阻尼液的流量，并且包括密封元件，用于选择性地针对所述气缸密封所述活塞组件，并且其中所述控制通道和所述密封元件被定位在轴向分隔开的位置。

2.根据权利要求1所述的阻尼器，其中，所述控制通道包括在内膛的内表面上的一个或多个凹槽。

3.根据权利要求2所述的阻尼器，其中，所述控制通道还包括位于所述内膛内以将其封闭的元件。

4.根据权利要求3所述的阻尼器，其中，所述阻尼器包括活塞杆，并且所述活塞杆的一部分构成位于所述内膛内的所述元件。

5.根据权利要求3所述的阻尼器，其中，所述活塞组件由两个或多个组件制成，并且其中一个组件的一部分形成位于所述内膛内的所述元件。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的阻尼器，还包括用于限制所述元件插入所述内膛中的程度的装置，从而确定所述控制通道的长度。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的阻尼器，其中，所述或每个凹槽和所述内膛平行于所述气缸的所述纵向轴延伸。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的阻尼器，其中，所述或每个凹槽沿其长度具有恒定的横截面。

9.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，其中，所述密封元件包括O型环。

10.根据权利要求9所述的阻尼器，其中，所述O型环被安装在所述活塞组件上，能够在两个位置之间移动，其中一个位置针对所述气缸密封所述活塞组件，并且另一个位置不密封所述活塞组件。

11.根据权利要求10所述的阻尼器，其中，所述O型环能够相对于所述活塞组件在平行于所述气缸的所述纵向轴的方向上移动。

12.根据权利要求9、10或11所述的阻尼器，其中，所述活塞组件具有径向延伸的第一法兰，用于针对所述O型环进行选择性的密封。

13.根据权利要求12所述的阻尼器，其中，所述活塞组件包括径向延伸的第二法兰，其与所述第一法兰轴向间隔开，所述两个法兰作为所述O型环轴向运动的限位器。

14.根据权利要求13所述的阻尼器，其中，所述两个法兰由内接头连接，所述内接头延伸穿过所述O型环的内圈，并且占据所述O型环的横截面积一半以下，并且优选三分之一以下。

15.根据权利要求14所述的阻尼器，其中，所述或每个凹槽通过与所述内接头邻接的法兰中的端口来连通所述腔室中的一个。

16.根据权利要求15所述的阻尼器，其中，所述端口形成所述控制通道的附加部分。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的阻尼器，其中，至少所述第一法兰属于花键型结构。

18.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，其中，所述阻尼器包括两个同轴对齐的活塞杆，每个活塞杆从所述活塞组件的对应的轴端延伸，并且从所述气缸的对应的轴端向外伸出。

19.根据权利要求18所述的阻尼器，其中，所述控制通道和所述密封元件被设置为在所述两个腔室之间在所述活塞杆轴向运动的两个方向中的一个上提供阻尼液的受限流动。

20.根据权利要求18所述的阻尼器，其中，所述活塞组件中合并有两个控制通道，每个都具有关联的密封元件，其中一个控制通道被设置为在所述两个腔室之间在所述活塞杆轴向运动的一个方向上提供阻尼液的受限流动，另一个控制通道被设置为在所述两个腔室之间在所述活塞杆轴向运动的另一个方向上提供阻尼液的受限流动。

21.根据权利要求20所述的阻尼器，其中，各个控制通道及其关联的密封元件被设置为提供不同的阻尼液受限流动量。

Images