CN112384715A - 一种活塞及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种活塞(1)和一种能够固定到活塞滑动单元(2)上的活塞(1)制作方法。所述活塞滑动单元(2)能够在气缸(3)中沿其纵轴(AL)移动。所述活塞(1)包括盘形基体(4)，其中该活塞(1)适合并旨在将填充有介质(7)的气缸(3)的两个区域(5、6)彼此密封。所述方法包括以下步骤：a)通过将材料压入活塞模具来制造所述活塞(1)；b)通过压印工具(20)使所述活塞(1)的表面平滑和/或将至少一个流动路径(11)压入该活塞(1)中，所述压印工具(20)具有凸起且旋转对称的结构(21)。

Description

一种活塞及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种制造活塞的方法，以及一种能够连接到活塞滑动单元的活塞，所述活塞滑动单元能够在气缸中沿其纵轴移动，其中，所述活塞具有盘形基体，其适合并旨在将填充有介质的气缸的两个区域彼此密封。

背景技术

阻尼器，尤其是纯渐进式阻尼器，即，与线性相关的阻尼器相比，随着弹簧行程的增加，其用于将活塞滑动单元推入和/或拉出气缸所需的力增加得更快。阻尼器的活塞具有恒定的旁路或流动路径，当所述活塞滑动单元被推入或拉出阻尼缸时，介质通过上述旁路或流动路径从气缸的一个区域流入气缸的另一个区域。在此，置换介质的流动阻力随着流速而增加，从而产生渐进性。所述旁路的尺寸标注对于渐进性和阻尼特性具有决定性的重要意义。这些通常已经通过工具引入，如烧结或塑料零件，或通过机械加工引入，如铝制活塞。特别是在烧结活塞的情况下，这些旁路通常在活塞受压时已经由可烧结粉末形成。

当工艺相关公差相对于所述旁路变得过大时，机加工可以借助特别小的旁路来达到其极限。工艺相关公差的可能性因素有，例如，工具磨损、机器的温度变化或设置精度。

当压制烧结活塞时，所述旁路的工艺相关公差也存在同样的问题。在随后的烧结过程中对烧结活塞进行压制时，生产公差可以达到国际公差7(IT7)至IT6的范围内(在有利情况下)。然而，这是不够的，尤其是对于小型旁路的生产。此外，压制过程后通常会进行表面处理，以去除部件的毛刺，例如通过振动研磨或喷丸处理，这可能会对旁路的公差产生负面影响。

发明内容

本发明的任务是提供一种活塞及其制造方法，该方法允许在工业批量生产中生产具有较低生产公差的活塞，从而解决上述问题。

所述任务是通过制造一个活塞，使该活塞能够连接到可沿其纵轴在气缸中移动的活塞滑动单元上的方法来解决的。所述活塞包括盘形基体，其中所述活塞适合并旨在将填充有介质的气缸的两个区域彼此密封。根据本发明的活塞制造方法包括以下步骤：

a.通过将材料压入活塞模具来制造所述活塞；

b.通过压印工具使所述活塞的表面平滑和/或将至少一个流动路径压入该活塞中，所述压印工具具有凸起且旋转对称结构。

在第一步骤中，将材料压入活塞模具中。所述材料优选为金属，如钢或铁，陶瓷或可烧结粉末，如金属粉末，例如铝或铁粉、或陶瓷粉末，例如氧化铝或碳化硅。此外，可以使用专家已知的任何其他粉末状烧结材料，或使用任何其他金属。在压制过程中，材料被压成活塞形状。可以考虑材料上的不同压力分布。例如，可以是单轴压制和/或等静压制。在压制过程之后，以这种方式制造的活塞优选地还不具有用于介质的流动路径的旁路。然而，仍然可以考虑，在压制过程之后，活塞已经具有旁路的预制件，或者旁路本身。优选地，通过冷锤击或专家已知的其他冷成型技术来压制活塞。

如果先前生产的活塞由可烧结粉末组成，则在例如温度和/或压力的影响下，在压制过程中先前生产的该活塞在随后的烧结过程中进行烧结。在该处理步骤中，可以调节活塞的硬度、强度和导热系数等特性。

如果先前生产的活塞由可烧结粉末组成，则该先前烧结的活塞此时在烧结后去除毛刺。优选地，这通过喷丸处理或振动研磨来完成，但是也可以考虑专家已知的其他去毛刺工艺。

在该过程的最后一步中，通过压印工具使活塞表面平滑。为此，以确定的力和/或确定数量的待平滑表面将压印工具压平在活塞上。此外，压印工具优选具有凸起且旋转对称结构，当压印工具压在活塞上时，该结构被压入活塞中。这会导致活塞表面出现凸起且旋转对称结构的负压印(negative impression)。活塞由压印工具压力成型。然而，也可以考虑，在该过程步骤中，所述活塞的表面不是通过压印工具平滑的，而是所述压印工具仅仅将凸起且旋转对称结构压入活塞中。还可以考虑的是，压印工具仅使活塞的表面平滑。然而，优选同时执行两个步骤，使表面平滑并将流动路径压入活塞中。以这种方式获得的流动路径区域中特别平滑的表面，允许沿流动路径进行特别均匀且受控的流动。

压印工具优选地实施为校准模具，但也可以实施为专家已知的用于形成或平滑表面的任何其他类型的工具。校准模具优选在部件的基本成形之后使用，例如，用于使部件的表面平滑或针对较低的生产公差来优化成形。然而，也可以使用校准模具直接执行部件的成形。校准模具优选旋转对称形状，以便能够定期对其进行精确的返工，以保持较低的生产公差，优选在从IT3至IT4(批次变化)和IT4至IT6(跨批次)的范围内。

根据至少一个进一步的实施例，当压印工具放置在活塞上时，所述凸起且旋转对称结构与环形活塞环具有至少一个交点，所述活塞包括环形活塞环。

活塞优选具有环形活塞环。所述活塞轴环优选地实施为活塞表面上的凸起结构。所述活塞轴环的表面呈现为一个密封面，当压在密封相对面上时，该密封面将填充有介质的气缸的两个区域彼此密封。所述密封相对面是密封元件的表面，例如密封圈，例如由金属或塑料制成。可以考虑到的是，所述密封元件是柔性的。同样可以考虑到的是，所述密封元件是旋转对称的或具有非旋转对称的元件，例如用于介质的通过。所述密封元件设置在活塞表面，所述活塞表面具有环形活塞环。所述密封元件可以直接固定在该表面上。可以考虑到在活塞滑动单元上共同设置活塞和密封元件，或者也可以考虑到在活塞滑动单元上仅设置活塞或密封元件。此外，可以考虑，所述密封元件浮动地设置在活塞上，并且只有当活塞滑动单元通过气缸两个区域之间的压差沿一定方向(进入气缸或离开气缸)轴向驱动时，该密封元件才会压在活塞表面上。

当压印工具放置在活塞表面上时，该压印工具相对于活塞设置成使得压印工具的凸起且旋转对称结构和活塞的环形活塞环彼此靠在至少一个点上并且具有至少一个交点。在交点处，压印工具的旋转对称结构由此从面向活塞中心的一侧(即活塞环内侧)，穿过活塞环到背向活塞中心的一侧(即活塞环外侧)，或者，从活塞环背向活塞中心的一侧到活塞环面向活塞中心的一侧。

现在将压印工具以前述的设置压在活塞上，或将活塞压在压印工具上，由此在两种情况下接触压力和/或限定的量都可以被精确地调整。接触压力和/或接触量的选择取决于各种参数，例如根据所用材料的强度、弹性和可塑性，或其特定屈服点或工艺温度，从而可以通过将压印工具按压在活塞上，以使该活塞产生特殊的塑性变形。此外，还可以考虑，根据专家已知的其他参数来选择所述接触压力和/或限定的量。

根据至少一个进一步的实施例，通过在压印工具的凸起且旋转对称结构与环形活塞环的至少一个交点处，将压印工具的凸起且旋转对称结构压入活塞中，所述环形活塞环至少部分受压形成平坦和/或凹陷形状。

在压制过程中，压印工具的凸起且旋转对称结构与环形活塞环现在至少在至少一个交点处彼此按压。在该过程中，至少在至少一个交点处或在至少一个相交区域内，所述压印工具的凸起且旋转对称结构将所述环形活塞环压成平坦形状，使得所述环形活塞环至少在该点处受压形成平坦形状。因此，该环形活塞环在至少一个点处被压印工具的凸起且旋转对称结构压平。这意味着，相对于垂直于盘形基体所定义的平面且平行于活塞滑动单元(如果该活塞设置在活塞滑动单元上)的方向上，该活塞环的高度在平坦处减小。旋转对称结构与活塞环的接触面限定了交点或相交区域。活塞环在旋转对称结构与活塞环的整个接触面上被压平。

由于环形活塞环的这种压平，当活塞环被设置在密封元件上时，在压平区域内该活塞环的表面不再紧靠在密封相对面上。在交点处，活塞环的压平从面向活塞中心的活塞环一侧延伸到背向活塞中心的活塞环一侧，因此活塞环的表面并不靠在密封件的密封相对面上，这就为介质创建了一个流动路径，用于使该介质从填充有介质的气缸的两个区域中的一个区域到达另一个区域，所述两个区域通过活塞彼此密封。该流动路径表现为上述旁路，其确定阻尼器的阻尼器特性曲线。活塞环在至少一个压平点处高度的降低非常大，以致形成了旁路，介质可以通过该旁路沿着流动路径流动。

通过使用压印工具，特别是使用校准模具来生产旁路，可以减少在IT3至IT4(批次变化)和IT4至IT6(跨批次)范围内的生产公差，从而可以根据本发明的任务在工业批量生产中生产活塞。

根据至少一个进一步的实施例，环形活塞环具有至少一个曲折形状的凸部和/或凹部，其优选地具有至少一个与活塞径向定向的部分和一个与活塞相切定向的部分。

环形活塞环优选地具有至少一个曲折形状的凸部或凹部和/或至少一个方向变化。在曲折形凹部的情况下，环形活塞环不会在该活塞表面上完全循环，但在凹部的开始处描述了在活塞表面中心方向上的第一曲线，在该曲线上，活塞环与相邻的直线部分一起设置，因此具有相对于活塞的盘形基体呈放射状设置的活塞环部分。

在进一步的凹部过程中，活塞环优选具有在相反方向上的第二曲线，也具有相邻的直线部分，并且因此具有相对于活塞的盘形基体相切设置的活塞环部分。在此之后，活塞环优选具有与第二曲线方向相同的第三曲线，该第三曲线随后也是直线部分。因此，该凹部具有第二活塞环部分，其相对于活塞的盘形基体呈放射状排列。第二径向部分之后是第四曲线，它与第一曲线的方向相同，因此活塞环现在继续沿着圆形基本形状延伸。在凸部的情况下，活塞环的形状与此描述相似，区别在于该曲线指向另一个方向，或者活塞环的第一径向部分远离该活塞环所在的活塞表面的中心。此外，可以考虑所述活塞环在凹部或凸部区域中有拐角而不是曲线。

上述优选的凹部或凸部具有带圆角或不带圆角的“U”形角。然而，可以考虑凹部或凸部的其它形状，例如“V”形或半圆形，或专家已知的任何其他形状，压印工具的凸起且旋转对称结构与活塞环在至少一个点相交。

根据至少一个进一步的实施例，压印工具的旋转对称结构的至少一个交点位于环形活塞环的至少一个曲折状凹部或凸部内。

根据至少一个进一步的实施例，压印工具的旋转对称结构的至少一个交点设置在环形活塞环的至少一个曲折状凹部或凸部的至少一个部分中，所述环形活塞环与活塞径向对齐。

优选地，所述活塞环具有一个或多个曲折形状的凹部。所述曲折形状的凹部优选具有矩形角，该角可以是圆形的。压印工具的凸起且旋转对称结构优选为环状。特别有利的是，凸起且旋转对称结构的环直径小于没有曲折形状凹部的活塞环的环直径，但是大于沿着活塞环凹部的切向延伸部分的假想环的环直径。因此，在每个凹部处，压印工具的凸起且旋转对称结构与活塞环具有两个交点，每个交点位于凹部的活塞环的径向设置部分中。特别有利的是，所述压印工具的凸起且旋转对称结构的环直径小于所述活塞环的环直径，但仍然足够大以确保所述压印工具的凸起且旋转对称结构在其外部。其中，相对于活塞环的中心，该结构沿整个活塞环的周长但在凹部的外侧，环宽的一部分位于活塞环相对于环中心内侧的一部分环宽上，并且也将其压制成平坦的形状。

在活塞环的曲折状凸部的情况下，所述凸起且旋转对称结构的环直径有利地大于没有曲折状凸部的活塞环的环直径，但小于沿活塞环凸部切向延伸部分的假想环直径。这意味着在每个凸部处，压印工具的凸起且旋转对称结构与活塞环也具有两个交点，每个交点位于凸部的活塞环的径向设置部分中。

根据本发明的任务还能通过液压或气动阻尼器的活塞来解决，所述活塞可以设置在活塞滑动单元上。活塞滑动单元能够在气缸中沿其纵轴移动，并且活塞包括盘形基体，其中，该活塞适合并旨在将填充有介质的气缸的两个区域彼此密封。

本发明的特别之处是，所述活塞包括具有至少一个外壁和至少一个内壁的环形活塞环，所述至少一个内壁与所述至少一个外壁径向间隔，所述至少一个内壁和所述至少一个外壁具有段状的凹口，以及所述至少一个内壁的凹口和所述至少一个外壁的凹口设置为沿所述活塞的圆周彼此偏移布置，使得所述介质能够流过所述凹口以及所述至少一个内壁和至少一个外壁之间的中间空间。

可以考虑到的是，阻尼器实施为液压或气动阻尼器(例如气体弹簧)、设计为单管或双管，或者为专家已知的任何其他阻尼器设计。阻尼器包括至少一个气缸、一个活塞、一个活塞滑动单元、一个密封元件和一介质。所述介质位于气缸中。所述活塞设置在活塞滑动单元的一端。所述密封元件也设置在这一端。所述活塞滑动单元至少部分地设置在所述气缸中并且因此设置在所述介质中，但至少与所述活塞所连接的端部相连接。活塞将填充有介质的气缸的两个区域彼此分开。活塞滑动单元和与其相连的活塞可以在气缸中沿着活塞滑动单元的纵轴移动。介质优选为油或气体。如果介质是油，则气缸最好不完全填充油，而剩余容积则填充气体。

活塞具有直径小于气缸内径的盘形基体。此外，活塞在活塞滑动单元的纵轴方向上具有厚度。然而，其他形状的活塞也是可以考虑的。此外，所述活塞包括位于上侧或下侧的活塞环。活塞环优选地实施为具有凸起结构的环形活塞环。优选地，所述活塞环具有平行于所述盘形基体表面的平坦表面。这个表面优选地设置在密封元件的密封相对面上。因此，活塞环将气缸的两个区域相互密封，所述两个区域通过活塞相互分离。一个区域与活塞环内侧的区域(相对于环形活塞环的环中心)流体连接，且另一个区域与活塞环外部的区域流体连接。

活塞环优选为环形的。活塞环优选地包括内壁和外壁。内壁和外壁各有一定的壁厚(也称为环宽)。内壁和外壁沿活塞环圆周有凹口。活塞环优选在这些凹口处中断。因此，在这些点上没有活塞环，但只有盘形基体。此外，可以考虑的是，活塞环并没有在凹口处完全中断，而是仅以使得活塞环的表面不能到达密封相对面的方式变平坦或成形。优选地，内壁和外壁的凹口彼此偏移。这意味着，在活塞环相对于外壁具有凹口的圆周位置处，内壁没有凹口，反之亦然。换句话说，活塞在从活塞中心到活塞边缘的每个径向方向上具有至少一个或至少两个壁。

此外，有利的是，在外壁的凹口与内壁的凹口之间，活塞环上有一个与圆周相关的区域，在该区域内，内壁或外壁均不具有凹口。在该区域中，壁相对于活塞环的圆周重叠。可以考虑到的是，在重叠的区域中，壁之间的中间空间至少部分地填充有已形成平坦形状的活塞环。同样可以考虑到的是，与壁自身相比，凹口相对于圆周具有更大的延伸。在本实施例中，优选为外壁的凹口相对于圆周较小。在本实施例中，优选为内壁的凹口相对于圆周较大。特别地，有利的是，内壁的凹口相对于活塞环的圆周比内壁本身具有更大的延伸。此外，可以考虑的是，相对于活塞环的圆周而言，外壁的凹口比外壁本身具有更大的延伸，并且内壁的凹口相对于圆周较小。同样可以考虑到活塞环具有两个以上的壁。同样可以考虑到，活塞环具有两个以上的壁，所有壁都有凹口，这些凹口相对于活塞环的圆周偏移，或者彼此不偏移，或者至少部分地相互偏移。

根据至少一个进一步的实施例，介质可流过活塞环的至少一个内壁和至少一个外壁之间的凹口和中间空间，从而限定介质的流动路径。

如前所述，上述偏移凹口形成了从环形活塞环内部到环形活塞环外部区域的流动路径。活塞环不再完全密封气缸的两个区域，这两个区域被活塞分开，但是借助于流动路径将两个区域连接起来。就通道截面而言，该流动路径优选地比气缸的直径小。优选地，可通过活塞环在壁之间的中间空间中形成平坦形状的空间部分，来调节通道截面。因此，通道截面优选地可通过压印工具的凸起且旋转对称结构的高度来调节，该结构确定所形成的活塞环的高度。因此，可以考虑到的是，可以通过将压印工具更换为具有不同高度的凸起且旋转对称结构的压印工具，将不同的通道截面压制到活塞中。也可以考虑到，所述凸起且旋转对称结构的高度可以改变。因此，可以用一种工具形成不同的通道截面。

因此，流动路径表示开头所述的阻尼器的旁路。因此，流动路径截面导致阻尼器特性曲线的渐进性。当活塞滑动单元在连接活塞的情况下轴向驱动时，该活塞在气缸中沿着活塞滑动单元的纵轴移动。介质流经活塞的活塞环中的至少一个流动路径从气缸的一个区域流向另一个区域。

根据至少一个其他实施例，所述介质的流动路径具有至少一个弯曲部分。

已知的活塞通常具有径向定向的旁路。这意味着，旁路可被介质沿相对于活塞的盘形基体的径向直线穿过。在这些情况下，活塞环通常只有一个带有凹口的壁。该凹口直接代表旁路，介质从气缸的一个区域沿径向直线流动(该区域与环形活塞环内部区域流体连接)，进入到气缸的另一个区域(该区域与环形活塞环外部区域相连)，或反之亦然。相比之下，本发明的活塞优选地具有至少一个弯曲部分的流动路径。这意味着介质不会沿着流动路径笔直地流过旁路，而是绕了至少一条曲线流动。优选地，具有弯曲部分的流动路径设置在平行于活塞盘形基体表面的平面内。优选地，所述弯曲部分的流动路径中描述的曲线至少为60、70或80且最多为100、110或120度，但优选为90度。然而，任何其他不为0的角度值也是可以考虑的。

根据至少一个其他实施例，所述介质的流动路径为迷宫形的。

在本发明的上下文中，迷宫形意味着流动路径具有至少一个、优选两个或甚至两个以上的偏转。特别是，当观察迷宫形(流动)路径时，从出口看不到入口。所述偏转指的是介质的流动通过流动路径的边界从直线的流动方向偏转的部分。优选地，所述偏转代表前述的弯曲部分。

根据至少一个进一步的实施例，介质在至少一个流动路径的至少一个入口和/或出口点或沿至少一个流动路径的任何点的流动方向相对于活塞是切向的。

如上所述，已知的活塞通常具有径向定向的旁路。这意味着介质可以径向地流过旁路。相比之下，根据本发明的活塞具有至少一个点，但优选地具有沿至少一个流动路径的区域，其中流动方向是切向的，即与环形活塞环的圆周平行。优选地，该点或区域直接位于至少一个流动路径的入口和/或出口处。优选地，流动路径的切向区域受环形活塞环的内壁和外壁所限制。

因此，流动路径的切向区域优选地位于内外壁都没有凹口的区域内。因此，流动路径的切向区域优选地位于壁相对于活塞环的圆周重叠的区域内。在活塞滑动单元连带布置于其上的活塞的轴向驱动期间，介质的流动优选为径向向外流动(相对于活塞的盘形基体)，直到介质与活塞环相遇。在活塞环处，介质通过至少一个旁路进入流动路径。活塞优选地具有三个旁路。介质围绕气缸的一个区域流动，该区域与环形活塞环内部的一个区域流体连接，是通过内壁的圆周左右凹口的内壁的一段。与此直接相邻的流动路径具有一切向截面，该截面在内壁和外壁之间，即在壁的重叠区域内。因此，流动路径直接在其入口处具有弯曲部分，在该弯曲部分中，介质将流动方向从径向改变为切向(相对于活塞的盘形基体)。

与切向流动方向的区域相邻的是流动路径的另一弯曲部分，在该弯曲部分中，介质将流动方向从切向改变为径向(相对于活塞的盘形基体)。然后，流动路径径向地穿过环形活塞环外壁上的凹口。因此，介质从外壁的凹口处流出，进入气缸的另一个区域，该区域与环形活塞环外部的一区域流体连接。

根据至少一个其他实施例，至少两个活塞(1)设置在活塞滑动单元(2)上的阻尼器中。

如上所述，可以将密封元件浮动地设置在活塞上。在这种情况下，当阻尼器在一个(向前)方向驱动时，密封元件被气缸两个区域之间的压差压在活塞上，介质只能通过流动路径从气缸的一个区域流向另一个区域。当阻尼器以另一个(向后)方向驱动时，由于现在存在相反的压力差，密封元件被压离活塞。在这种情况下，介质可以通过更大的流动截面流回第一区域。因此，阻尼器在第二个(向后)方向比在第一个(向前)方向的操作要容易得多。可以考虑到，活塞和浮动密封元件在活塞滑动单元上以相反的方式设置，使得第一(向前)方向比第二(向后)方向更容易操作。此外，还可以考虑在活塞滑动单元上设置两个活塞和一个或多个浮动密封元件。在这种情况下，活塞优选地设置为使得在其上已压有流动路径的一侧彼此面对。在压有流动路径的一侧，优选地将一个密封元件设置为浮动的，由此，一个浮动密封元件足够为两个活塞布置成流动路径彼此相对。这样，向前方向的阻尼特性与向后方向的阻尼特性相互对应。这样还可以考虑，两个活塞没有相同的流动截面。在这种情况下，前后方向的阻尼特性是不同的，特别是可以通过选择流动截面来适应不同的要求。在这种情况下，向前方向和向后方向的阻尼特性可以完全自由地相互调节。

本发明的进一步优点、目标和特征将通过以下附图的描述进行说明。在不同的实施例中，相同种类的组件可以具有相同的附图标记。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的活塞在优选实施例中设置在阻尼器中的概图；

图2是优选实施例中活塞的透视图；

图3a是根据优选实施例的压印工具的俯视示意图；

图3b是根据优选实施例的压印工具沿A-A线的截面示意图(参见图3a)；

图4是根据优选实施例的活塞以及压印工具的凸起且旋转对称结构的俯视示意图；

图5是根据优选实施例的活塞和压印工具沿B-B线的截面示意图(参见图4)。

具体实施方式

在图1中，液压或气动阻尼器100的活塞1如示意图所示，其可安装在活塞滑动单元2上。所述活塞滑动单元能够在气缸3中沿其纵轴A_L移动，并且活塞1包括盘形基体4，其中，该活塞1适合并旨在将填充有介质7的气缸3的两个区域5、6彼此密封。

本发明的特别之处是，所述活塞1包括具有至少一个外壁9和至少一个内壁10的环形活塞环8，所述至少一个内壁10与所述至少一个外壁9径向间隔，所述至少一个内壁10和所述至少一个外壁9具有段状的凹口11、12，以及所述至少一个内壁的凹口12和所述至少一个外壁的凹口11设置为沿所述活塞1的圆周彼此偏移布置，使得所述介质7能够流过所述凹口11、12以及所述至少一个内壁10和至少一个外壁9之间的中间空间(图1未示出，参见图2)。

阻尼器100包括至少一个气缸3、活塞1、活塞滑动单元2、密封元件15和一介质7。所述介质7位于气缸3中。所述活塞1优选设置在活塞滑动单元2的一端。所述密封元件15也设置在这一端。所述活塞滑动单元2至少部分地设置在所述气缸3中并且因此设置在所述介质7中，但至少与所述活塞1所连接的端部相连接。所述活塞1将填充有介质7的气缸3的两个区域5、6彼此分开。活塞滑动单元2和附设在其上的活塞1可以在气缸3中沿着活塞滑动单元的纵轴A_L移动。气缸3优选没有完全填充满介质7，例如油，并且在剩余的容积里填充气体。

所述活塞1具有直径小于气缸3内径的盘形基体4。而且，所述活塞1在活塞滑动单元的纵轴A_L方向上具有厚度。此外，所述活塞1具有位于上侧和/或下侧的活塞环8。所述活塞环8优选地实施为具有凸起结构的环形活塞环。优选地，所述活塞环8具有平行于所述盘形基体表面的平坦表面。这个表面优选地设置在密封元件15的密封相对面上。因此，活塞环将气缸的两个区域相互密封，所述两个区域通过活塞相互分离。一个区域与活塞环内侧的区域(相对于环形活塞环的环中心)流体连接，且另一个区域与活塞环外部的区域流体连接。

图2示出了所述活塞1的透视图。所述活塞环8优选为环形。该活塞环8优选具有内壁10和外壁9，该内壁10和外壁9均具有一定的壁厚(也称为环宽度)。所述外壁9和内壁10沿活塞环8的圆周具有凹口11、12。活塞环8优选在这些凹口11、12处中断。同样可以考虑的是，活塞环8并没有在凹口11、12处完全中断，而是仅以使得活塞环8的表面不能到达密封元件15的密封相对面的方式变平坦或成形。优选地，所述外壁9和内壁10的凹口11、12彼此偏移。

这意味着，在活塞环8相对于外壁9具有凹口11的圆周位置处，内壁10没有凹口12，反之亦然。此外，有利的是，在外壁9的凹口11与内壁10的凹口12之间，活塞环8上有一个与圆周相关的区域，在该区域内，内壁10或外壁9均不具有凹口11、12。在该区域中，所述壁11、12相对于活塞环8的圆周重叠。同样可以考虑到的是，与所述壁9、10自身相比，所述凹口11、12相对于圆周具有更大的延伸。在本实施例中，优选为外壁9的凹口11相对于圆周较小。在本实施例中，优选为内壁10的凹口12相对于圆周较大。特别地，有利的是，内壁10的凹口12相对于活塞环8的圆周比内壁10本身具有更大的延伸。然而，同样可以考虑的是，相对于活塞环8的圆周而言，外壁9的凹口11比外壁9本身具有更大的延伸，并且内壁10的凹口12相对于圆周较小。同样可以考虑到活塞环8具有两个以上的壁。同样可以考虑到活塞环8具有两个以上的壁。同样可以考虑到，所有的壁都有凹口，这些凹口相对于活塞环的圆周偏移，或者彼此之间没有偏移，或者至少部分地相互偏移。

优选介质7可穿过凹口11、12和活塞环8的至少一个内壁10和至少一个外壁9之间的中间空间，从而限定介质7的流动路径13。如前所述，偏移凹口11、12从而形成了从环形活塞环8内部到环形活塞环8外部区域的流动路径13。所述活塞环8不再完全密封气缸的两个区域5、6，这两个区域被活塞分开，但是借助于流动路径13将两个区域连接起来。与气缸3的直径相比，该流动路径13优选地在通道截面方面较小。因此，流动路径13表示开头所述的阻尼器100的旁路。因此，流动路径截面导致阻尼器特性曲线的渐进性。当活塞滑动单元2在连接活塞1的情况下轴向驱动时，该活塞1在气缸3中沿着活塞滑动单元2的纵轴A_L移动。介质7流经活塞1的活塞环8中的至少一个流动路径13从气缸的一个区域5流向另一个区域6，反之亦然。

介质7的流动路径13优选地具有至少一个弯曲部分14。这意味着介质7不会沿着流动路径13笔直地流过旁路，而是绕了至少一条曲线流动。优选地，具有弯曲部分14的流动路径13设置在平行于活塞1的盘形基体4表面的平面内。优选地，弯曲部分14中的流动路径13描述为90度的曲线。

介质7的流动路径13优选为迷宫形的。在本发明的上下文中，迷宫形意味着流动路径13具有至少一个、优选两个或甚至两个以上的偏转。特别是，当观察迷宫形(流动)路径时，从出口看不到入口。所述偏转指的是介质7的流动通过流动路径13的边界从直线的流动方向偏转的部分。优选地，所述偏转代表前述的弯曲部分14。

在至少一个流动路径13的至少一个入口和/或出口处或沿着至少一个流动路径13的任何点，介质7的流动方向优选地与活塞1相切。相比之下，根据本发明的活塞1具有至少一个点，但优选地具有沿至少一个流动路径13的区域，其中流动方向是切向的，即与环形活塞环8的圆周平行。优选地，该点或区域直接位于至少一个流动路径13的入口和/或出口处。优选地，流动路径13的切向区域受环形活塞环8的内壁10和外壁9所限制。因此，流动路径13的切向区域优选地位于内壁10和外壁9都没有凹口11、12的区域内。因此，流动路径13的切向区域优选地位于壁9、10相对于活塞环8的圆周重叠的区域内。在其上设置有活塞1的活塞滑动单元2的轴向驱动期间，介质7的流动优选为径向向外流动(相对于活塞1的盘形基体4)，直到介质7与活塞环8相遇。在活塞环8处，介质7通过至少一个旁路进入流动路径13。活塞1优选地具有两个或三个旁路。介质7来自于气缸3中的区域6，该区域与环形活塞环8的内部的一区域流体连接，并通过内壁10的圆周左右凹口12围绕内壁10的一段流动。与此直接相邻的流动路径13具有一切向截面，该截面在内壁10和外壁9之间，即在壁9、10的重叠区域内。因此，流动路径13直接在其入口处具有弯曲部分14，在该弯曲部分14中，介质7将流动方向从径向改变为切向(相对于活塞1的盘形基体4)。接下来是流动路径13的另一个弯曲区域14，其中介质7将流动方向从切向改变为径向(相对于活塞1的盘形基体4)。与之直接相邻的流动路径13通过外壁9中的凹口11径向地从环形活塞环8中流出。因此，介质7从外壁9的凹口11处流出，进入气缸3的另一个区域5，该区域与环形活塞环8外部的一区域流体连接。逆流方向也是可以考虑到的。

为了根据权利要求1所述的方法生产活塞1，对活塞1的表面进行平滑和/或将流动路径13压入活塞1中。这些步骤中的两个或仅仅一个是通过具有凸起且旋转对称结构21的压印工具20来实施的。

压印工具20示意性地显示在图3a(俯视图)和3b(沿A-A线的截面)。在相应的处理步骤中，通过压印工具20使先前去除毛刺的活塞1的表面平滑。为此，以确定的力和/或确定数量的待平滑表面将压印工具20压平在活塞1上。此外，压印工具20具有凸起且旋转对称结构21，当压印工具20压在活塞1上时，该结构被压入活塞1中。这会导致活塞表面出现凸起且旋转对称结构21的负压印。所述活塞1由压印工具20压力成型。然而，同样可以考虑到，在该过程步骤中，所述活塞1的表面不是通过压印工具20来平滑的，而是所述压印工具20仅仅将凸起且旋转对称结构21压入活塞1中。同样可以考虑的是，压印工具20仅使活塞1的表面平滑。

压印工具20优选为校准模具。所述校准模具优选旋转对称形状，以便能够定期对其进行精确的返工，以保持较低的生产公差，优选在从IT3至IT4(批次变化)和IT4至IT6(跨批次)的范围内。

优选地，当压印工具20被放置在包括环形活塞环8的活塞1上时，压印工具20的凸起且旋转对称结构21与环形活塞环8具有至少一个交点30。当压印工具20放置在活塞表面上时，参考图4和图5所示(图4中沿B-B的截面)，该压印工具20相对于活塞1设置成使得压印工具的凸起且旋转对称结构21和活塞1的环形活塞环8彼此靠在至少一个点上并且具有至少一个交点30。在交点30处，压印工具20的旋转对称结构21由此从面向活塞中心的活塞环8的一侧到背向活塞中心的活塞环8的一侧与活塞环8相交，或者，从活塞环8背向活塞中心的一侧到活塞环8面向活塞中心的一侧与活塞环8相交。

现在将压印工具20以活塞21的前述设置压在活塞1上，或将活塞1压在压印工具20上，由此在两种情况下接触压力和/或限定的量都可以被精确地调整。在压印工具20的凸起且旋转对称结构21与环形活塞环8的至少一个交点30处，通过将压印工具20的凸起且旋转对称结构21压入活塞1中，所述环形活塞环8优选地至少部分受压形成平坦形状31。在压制过程中，压印工具20的凸起且旋转对称结构21与环形活塞环8在至少一个交点30处彼此按压。在该过程中，压印工具20的凸起且旋转对称结构21至少在至少一个交点30处将环形活塞环8压成平坦和/或凹陷形状31，使得环形活塞环8至少在该点处受压形成平坦形状。因此，该环形活塞环8在至少一个点处被压印工具20的凸起且旋转对称结构21压平。这意味着，相对于垂直于盘形基体4所定义的平面且平行于活塞滑动单元2(如果该活塞1设置在活塞滑动单元2上)的方向上，该活塞环8的高度在平坦处减小。

由于环形活塞环8的这种压平，当活塞环8被设置在密封元件15上时，在压平区域内该活塞环8的表面不再紧靠在密封相对面上。在交点30处，活塞环8的压平从面向活塞中心的活塞环8的一侧延伸到背向活塞中心的活塞环8的一侧，因此活塞环8的表面并不靠在密封元件15的密封相对面上，这就为介质7创建了一个流动路径13，用于使该介质7从填充有介质的气缸3的两个区域中的一个区域6到达另一个区域5，所述两个区域通过活塞1彼此密封。该流动路径13表现为上述旁路，其确定阻尼器100的阻尼器特性曲线。活塞环8在至少一个压平区域处高度的降低非常大，以致于沿着流动路径13形成了旁路，介质7可通过该旁路流动。

通过使用压印工具20，特别是使用校准模具来生产旁路，可以减少在IT3至IT4(批次变化)和IT4至IT6(跨批次变化)范围内的生产公差，从而可以根据本发明的任务在工业批量生产中生产活塞1。

环形活塞环8优选地具有至少一个曲折形状的凹处和/或凹部32，其优选地具有至少一个径向的截面33和一个与活塞1相切的截面34。在曲折形凹部32的情况下，环形活塞环8不会在活塞8的表面上完全循环，但在凹部32的开始处描述了在活塞表面中心方向上的第一曲线，在该曲线上，活塞环8与相邻的直线部分一起设置，因此具有相对于活塞1的盘形基体4呈放射状设置的活塞环部分33。在进一步的凹部32过程中，活塞环8优选具有在相反方向上的第二曲线，也具有相邻的直线部分，并且因此具有相对于活塞的盘形基体4相切设置的活塞环部分34。然后，活塞环8优选具有与第二曲线方向相同的第三曲线，该第三曲线随后是直线部分。因此，该凹部32具有第二活塞环部分33，其相对于活塞1的盘形基体4呈放射状排列。第二径向部分33之后是第四曲线，它与第一曲线的方向相同，因此活塞环8现在继续沿着圆形基本形状延伸。在凸部的情况下，活塞环的形状与此描述相似，区别在于该曲线指向相反的方向，并且活塞环的第一径向部分33远离活塞环8所在的活塞表面的中心。同样可以考虑的是，所述活塞环8在凹部区域32或凸部区域中有拐角而不是曲线。

上述优选的凹部32或凸部具有带圆角或不带圆角的“U”形角。然而，可以考虑凹部32或凸部的其它形状，例如“V”形或半圆形，或专家已知的任何其他形状，压印工具20的凸起且旋转对称结构21与活塞环8在至少一个点相交。

优选地，压印工具20的旋转对称结构22的至少一个交点30位于环形活塞环8的至少一个曲折状凹部32或凸部内。此外，优选地，压印工具20的旋转对称结构21的至少一个交点30设置在环形活塞环8的至少一个曲折状凹部32或凸部的至少一个部分33中，所述环形活塞环8与活塞1径向对齐。所述曲折形状的凹部32优选具有直角转角，该角可以是圆形的。压印工具20的凸起且旋转对称结构21优选为环状。特别有利的是，凸起且旋转对称结构21的环直径小于没有曲折形状凹部32的活塞环8的环直径，但是大于沿着活塞环8凹部32的切向延伸部分34的假想环的环直径。因此，压印工具20的凸起且旋转对称结构21与活塞环8的每个凹部32具有两个交点30，每个交点位于凹部32的活塞环8的径向设置部分33中。特别有利的是，所述压印工具20的凸起且旋转对称结构21的环直径小于所述活塞环的环直径，但仍然足够大以确保所述压印工具20的凸起且旋转对称结构21在其外部，相对于活塞环8的中心，该结构沿整个活塞环的周长但在凹部32的外侧，环宽度的一部分位于活塞环相对于环中心内侧的一部分环宽度上，并且也将其压制成平坦的形状(参考图5)。

在活塞环8的曲折状凸部的情况下，所述凸起且旋转对称结构21的环直径有利地大于没有曲折状凸部的活塞环8的环直径，但小于沿活塞环8凸部切向延伸部分34的假想环直径。因此，在凸部处，压印工具20的凸起且旋转对称结构21与活塞环8的每个凸部也具有两个交点30，每个交点位于凸部的活塞环8的径向设置部分33中。

申请人有权要求获得在申请文件中公开的对本发明至关重要的所有特征，但前提是这些特征单独或组合起来与现有技术相比是新的。进一步指出，各个附图也描述了可能对其自身有利的特征。本领域技术人员可以立即意识到，即使不采用来自附图的进一步特征，在附图中描述的特定特征也可以是有利的。此外，本领域技术人员意识到，优点也可以由在单独或不同附图中示出的几个特征的组合产生。

附图标记列表

1 活塞

2 活塞滑动单元

3 气缸

4 盘形基体

5 气缸的一个区域

6 气缸的另一个区域

7 介质

8 活塞环

9 外壁

10 内壁

11 外壁的凹口

12 内壁的凹口

13 流动路径

14 流动路径的弯曲部分

15 密封元件

20 压印工具

21 凸起且旋转对称结构

30 交点

31 活塞环的平坦形状

32 活塞环的凸部或凹部

33 活塞环的径向延伸部分

34 活塞环的切向截面

Claims (12)

1.一种活塞(1)的制造方法，其中所述活塞能够连接到活塞滑动单元(2)上，所述活塞滑动单元(2)能够在气缸(3)中沿其纵轴(A_L)移动，其中，所述活塞(1)具有盘形基体(4)；其中，所述活塞(1)适合并旨在将填充有介质(7)的所述气缸(3)的两个区域(5、6)彼此密封，包括以下步骤：

a)通过将材料压入活塞模具来制造所述活塞(1)；

b)通过压印工具(20)使所述活塞(1)的表面平滑和/或将至少一个流动路径(11)压入该活塞(1)中，所述压印工具(20)具有凸起且旋转对称结构(21)。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述压印工具(20)的凸起且旋转对称结构(21)在放置到包括环形活塞轴环(8)的活塞(1)上时，其与所述环形活塞轴环(8)具有至少一个交点(30)。

3.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

通过将所述压印工具(20)的所述凸起且旋转对称结构(21)在压印工具(20)的凸起且旋转对称结构(21)与环形活塞轴环(8)的至少一个交点(30)处压入到所述活塞(1)中，所述环形活塞轴环(8)至少部分地压力成形为扁平和/或凹陷的形状(31)。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

所述环形活塞轴环(8)具有至少一个曲折形状的凸部和/或凹部(32)，优选地，所述凸部和/或凹部相对于所述活塞(1)具有至少一个径向定向部分(33)和一个切向定向部分(34)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，所述压印工具(20)的旋转对称结构(21)的至少一个交点(30)设置在所述环形活塞轴环(8)的至少一个曲折形状的凸起或凹部(32)内。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，所述压印工具(20)的旋转对称结构(21)的至少一个交点(30)设置在所述环形活塞轴环(8)的至少一个曲折形状的凸部和/或凹部(32)的至少一个区段(33)中，与所述活塞(1)径向对齐。

7.液压或气动阻尼器(100)的活塞(1)，其能够设置在活塞滑动单元(2)上，该活塞滑动单元能够在气缸(3)中沿其纵轴(A_L)移动，所述活塞(1)包括盘形基体(4)，该活塞(1)适合并旨在将填充有介质(7)的气缸(3)的两个区域(5、6)彼此密封，

其特征在于，

所述活塞(1)包括环形活塞轴环(8)，所述环形活塞轴环具有至少一个外壁(9)和至少一个内壁(10)，并且所述至少一个内壁(10)与所述至少一个外壁(9)径向间隔，其中，所述至少一个内壁(10)和所述至少一个外壁(9)具有段状的凹口(11、12)，并且，所述至少一个内壁的凹口(12)和至少一个外壁的凹口(11)设置为沿所述活塞(1)的圆周彼此偏移布置，使得所述介质(7)能够流过所述凹口(11、12)以及所述至少一个内壁和至少一个外壁(9、10)之间的中间空间。

8.根据权利要求7所述的活塞(1)，

其特征在于，

介质(7)能够穿流所述凹口(11、12)和在所述环形活塞轴环(8)上的所述至少一个内壁和至少一个外壁(9、10)之间的中间空间，并且因此限定所述介质(7)的流动路径(13)。

9.根据权利要求7或8所述的活塞(1)，

其特征在于，

所述介质(7)的流动路径(13)具有至少一个弯曲部分(14)。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的活塞(1)，

其特征在于，

所述介质(7)的流动路径(13)是迷宫形的。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的活塞(1)，

其特征在于，

所述介质(7)在至少一个流动路径(13)的至少一个入口和/或出口点的流动方向，或者沿着至少一个流动路径(13)的任意点的流动方向，其相对于所述活塞(1)均是切向的。

12.阻尼器(1)，

其特征在于，

在活塞滑动单元(2)上设置有至少两个根据权利要求7-11中任一项所述的活塞(1)。

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