CN114502846A - 用于车辆传动系统的蓄能器活塞 - Google Patents

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Abstract

一种蓄能器活塞，该蓄能器活塞构造成位于用于车辆变速箱的壳体的蓄能器孔内。蓄能器活塞包括：外壳，该外壳包括顶部表面、与顶部表面相对的底部表面、以及位于顶部表面与底部表面之间的侧壁；销引导件，该销引导件从外壳的顶部表面突出，销引导件包括设置在中心的孔，该孔构造成接纳细长销；以及密封构件，该密封构件环绕外壳的侧壁，使得该密封构件覆盖侧壁的任何暴露表面。

Description

用于车辆传动系统的蓄能器活塞
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年8月30日提交的美国专利申请第16/556,487号(现为美国专利第10,634,170号)的优先权。
本公开涉及用于车辆的蓄能器活塞，并更具体地涉及一种蓄能器活塞，该蓄能器活塞具有围绕蓄能器活塞的外周边的双向唇形密封以提供改进的侧向支承。
背景技术
车辆变速箱、特别是车辆自动变速箱包括机械及液压子系统。液压子系统致动离合器，以基于控制器信号改变变速箱齿轮速度比。
液压子系统中包括有蓄能器。蓄能器用于通过减慢或累积离合器组件或带的应用回路中的压力升高来阻尼变速箱换档的不平顺性(harshness)。换言之，蓄能器用作影响变速箱换档正时和换档质量的修改器。蓄能器吸收液压回路中压力改变的初始冲击。在离合器或带的活塞、或伺服机构的第一冲程中，回路中的压力较低。一旦活塞或伺服机构开始应用，压力就会迅速增加。如果没有像蓄能器这样的换档修改装置，就很可能会发生突然而剧烈的换档。
蓄能器设计成通过减慢离合器组件或带的油的应用速度来“缓冲(cushion)”或“阻尼(dampen)”换档。蓄能器可以在换档期间克服弹簧力或液压流体，以提供这种“缓冲”或“阻尼”效果。
在典型的现有技术的蓄能器中，蓄能器由铝制成，并由穿过蓄能器活塞中心的钢销引导通过其冲程。活塞由单个车削橡胶型密封件或单个聚四氟乙烯(PTFE)密封环来密封和支承在外径上。通常情况下，蓄能器可能会由于密封件磨损、孔磨损或定心销磨损等原因而泄漏。此外，单个密封件提供的侧向支承不足，使活塞在应用和释放时在孔中摇晃。这种持续的摇晃会对销孔和/或密封件造成磨损，并且在极端情况下会损坏蓄能器孔。该磨损会在蓄能器液压回路中造成泄漏，并可能导致制动器带的打滑、或者离合器组件的打滑或燃烧。
因此，需要一种不会导致蓄能器孔或销孔磨损或损坏的蓄能器活塞设计。本公开就针对该需求。
发明内容
在一个实施例中，本公开的蓄能器活塞构造成位于壳体的蓄能器孔内。在一个方面，蓄能器活塞包括外壳，该外壳包括顶部表面、与顶部表面相对的底部表面、以及位于顶部表面与底部表面之间的侧壁。蓄能器活塞还包括：销引导件，该销引导件从外壳的顶部表面突出，该销引导件包括设置在中心的孔，该孔构造成接纳细长销；以及密封构件，该密封构件围绕外壳的侧壁，使得密封构件覆盖侧壁的任何暴露表面。
在另一个实施例中，本公开的蓄能器活塞构造成位于用于车辆自动变速箱的壳体的蓄能器孔内。在一个方面，蓄能器活塞包括圆筒形外壳，该圆筒形外壳包括顶部表面、与顶部表面相对的底部表面、以及位于顶部表面与底部表面之间的侧壁。蓄能器活塞还包括从圆筒形外壳的顶部表面突出的销引导件，该销引导件包括设置在中心的孔，该孔构造成接纳细长销。蓄能器活塞还包括环绕圆筒形外壳的侧壁的聚合物密封构件，使得该密封构件覆盖侧壁的任何暴露表面，该密封构件提供了均匀的表面，使得该密封构件构造成通过将圆筒形外壳维持在相对于蓄能器孔基本上平行的定向上，以防止蓄能器活塞在蓄能器孔内错位。
附图说明
图1是根据本公开的原理的蓄能器活塞的俯视图；
图2是根据本公开的原理的蓄能器活塞的仰视图；
图3是根据本公开的原理的蓄能器活塞的侧视立体图；
图4是根据本公开的原理的蓄能器活塞的侧视图；
图5是根据本公开的原理的蓄能器活塞的剖视图；
图6是根据本公开的原理的蓄能器活塞的另一个剖视图，更详细地示出了外壳和密封件界面；
图7是示出了在倒置位置插入壳体内的蓄能器活塞的俯视立体图；以及
图8是示出了在非倒置位置插入壳体内的蓄能器活塞的俯视立体图。
具体实施方式
本公开提供了一种用于车辆变速箱系统的壳体中的新型蓄能器活塞。例如，该壳体可以是蓄能器壳体、或者变速箱外壳(case)或壳体(housing)。因此，本文使用的术语“壳体”不应以任何方式受到限制，而是广义地解释为包括蓄能器壳体、变速箱外壳或可用于接纳和容纳蓄能器活塞的任何其他类型的壳体。现在参考附图，图1示出了根据本公开的原理的蓄能器活塞的俯视图。蓄能器活塞10包括圆筒形外壳12，该圆筒形外壳12具有顶部表面14、底部表面16(如图2所示)和侧壁18。蓄能器活塞10的尺寸设计成使其可以结合在诸如自动变速箱的车辆变速箱系统的壳体(如图7和8中所示)内。蓄能器活塞10用作液压子系统的冲击吸收器。蓄能器活塞10用于通过减慢或累积离合器组件或带的应用回路中的线路上升来阻尼变速箱的换档。
从外壳12的顶部表面14大致的中心突出的是销引导件20，该销引导件包括设置在中心的孔22。孔22构造成接纳细长的蓄能器销，该蓄能器销在壳体内引导蓄能器活塞10。销引导件20可以单独地形成并接合到外壳12的顶部表面14，或者可以是外壳12的顶部表面14的整体部分并结合到外壳12的顶部表面14中。在一个实施例中，销引导件20以及插入在其中的细长销中的至少一个由硬化钢制成。
为了避免与活塞在壳体的活塞孔内摇晃相关联的上述问题，本公开的蓄能器活塞10包括设置在周边、即圆筒形外壳12的侧壁18周围的密封构件24。如图1(和图2)所示，密封构件24是双唇密封，其基本上覆盖外壳12的侧壁18的整个暴露表面。因此，密封构件24不仅仅是覆盖了外壳12的侧壁18的部分或驻留在外壳12的凹槽内的窄带，而是覆盖了侧壁18并且还在侧壁18的上方和下方延伸的双唇设计，即，因此不仅仅覆盖了外壳12的侧壁18。这在图3中示出并在下面讨论。
在一个实施例中，密封构件24由聚合物材料制成，并且在非限制性实施例中，其可以由例如诸如氢化腈、聚丙烯酸酯、碳氟化合物和/或乙烯丙烯酸酯的聚合物制成。但是，形成如本公开所述的密封构件24的材料不受任何限制。密封构件24代表双向唇形密封，其通过在使用时减少或消除蓄能器活塞10在蓄能器孔内的摇晃运动，而为壳体的蓄能器孔内的蓄能器活塞10提供改进的侧向支承。因此，密封构件24的设计代表了对缺乏双唇密封的原始设备(OE)密封设计的改进。
因为密封构件24提供了覆盖外壳12的侧壁18的基本全部的双唇设计，所以该密封构件提供了更动态的密封机制，因为外壳12的侧壁18没有暴露。这也导致减少或消除蓄能器液压回路子系统中任何流体的泄漏。
图2是本公开的蓄能器活塞10的仰视图。可以再次看到密封构件24环绕着外壳12的外周边，从而覆盖住了侧壁18。如上所述，密封构件24为蓄能器活塞10提供了更高的稳定性，并允许蓄能器活塞10能够以“倒置”定向放置在壳体内并使底部表面16暴露，或者以直立定向放置并使顶部表面14暴露(如图1所示)。蓄能器活塞10的双向特性将在下面关于图7和图8进行更详细地讨论。
图3和图4分别以侧视立体图和侧视图示出了本公开的蓄能器活塞10。可以清楚地看到密封构件24覆盖了外壳12的侧壁18(未示出)的任何暴露表面。侧壁18由密封构件24覆盖，以提高蓄能器活塞10的均匀性，并防止流体泄漏，并在蓄能器活塞10位于壳体内和使用时增加稳定性。
图5和6是蓄能器活塞10的剖视图。在这些图中，可以看出密封构件24和外壳12之间的关系。密封构件24围绕外壳12的外周边提供了紧密密封，该紧密密封提供了稳定性、最小化泄漏，并有利地允许蓄能器活塞10以倒置或直立定向插入壳体内。
图7和图8示出了密封构件24如何允许蓄能器活塞10双向地插入壳体26内。这意味着蓄能器活塞10可以以倒置的方式插入壳体26内，其中外壳12的底部表面16朝上(图7)，或者以传统的非倒置的方式，其中外壳12的顶部表面14朝上。
如上所述，密封构件围绕外壳12的周边形成均匀的边界，这样蓄能器活塞10如何插入壳体26的蓄能器孔内就没有区别了。例如，在图7中，蓄能器活塞10以倒置位置插入壳体26的蓄能器孔内。在该实施例中，弹簧套(spring pocket)面向壳体(因此未在图7中示出)。在一个实施例中，蓄能器活塞10的外壳12的底部表面16与壳体26的表面基本上齐平。由于密封构件24围绕外壳12的外周缘布置，即覆盖了侧壁18，因此在蓄能器活塞10与壳体26内部之间形成紧贴密封，从而在蓄能器活塞10插入壳体26内时，最小化或消除流体泄漏和任何可能发生的摇晃。
参考图8，示出了替代实施例，其中蓄能器活塞10以非倒置定向插入壳体26的蓄能器孔内。在该实施例中，活塞10插入壳体26的内部，并且弹簧套32背离壳体26。同样，如图7所示的倒置实施例中，密封构件24在蓄能器活塞10与壳体26之间提供牢固的密封。在这两个实施例中，由于蓄能器活塞10的外壳12之间的密封，防止了或至少最小化了流体泄漏，并且实际上消除了蓄能器活塞10在壳体26内的运动或摇晃。此外，密封构件24适用于压力波动，因为当蓄能器活塞10在壳体26内时其上的压力增加，密封构件24提供更紧密和更牢固的密封。因此，密封构件24在蓄能器活塞10的外壳12上施加压力，该压力与例如来自壳体26内的流体施加在密封构件24上的压力成比例。
密封构件24的另一个特征是它允许蓄能器活塞10插入蓄能器孔内，即使蓄能器孔是非同心的。由于密封构件24的柔韧特性及其围绕外壳12的外周缘的定向，这形成了均匀的暴露表面，蓄能器活塞10能够插入并固定在不是完美圆形的或与蓄能器活塞10同心的蓄能器孔内。
结合以上描述和附图，本文公开了许多不同的实施例。将理解的是，字面地描述和说明这些实施例的每个组合和子组合将是过度重复和混淆的。因此，所有实施例能够以任何方式和/或组合进行组合，并且本说明书，包括附图，应被解释为构成对本文所述实施例的所有组合和子组合以及制造和使用它们的方式和过程的完整书面描述，并且应支持对任何此类组合或子组合的权利要求。
本领域的技术人员将理解本文描述的实施例不限于上文具体示出和描述的内容。而且，除非与上文提到的相反，应注意的是，所有的附图都不是按比例的。根据以上教导，各种修改和变型是可能的。

Claims (10)

1.一种蓄能器活塞，其构造成位于壳体的蓄能器孔内，所述蓄能器活塞包括：
外壳，其包括：
顶部表面、与所述顶部表面相对的底部表面、以及位于所述顶部表面与所述底部表面之间的侧壁；
销引导件，所述销引导件从所述外壳的所述顶部表面突出，所述销引导件包括设置在中心的孔，所述孔构造成接纳细长销；以及
密封构件，所述密封构件环绕所述外壳的所述侧壁，使得所述密封构件覆盖所述侧壁的任何暴露表面。
2.根据权利要求1所述的蓄能器活塞，其特征在于，所述密封构件构造成通过将所述外壳维持在相对于所述蓄能器孔基本上平行的定向上，以防止所述蓄能器活塞在所述蓄能器孔内错位。
3.根据权利要求1所述的蓄能器活塞，其特征在于，所述销引导件与所述外壳成一体。
4.根据权利要求1所述的蓄能器活塞，其特征在于，所述密封构件构造成允许所述蓄能器活塞以倒置或非倒置定向插入到所述壳体内。
5.根据权利要求1所述的蓄能器活塞，其特征在于，所述销引导件和所述细长销中的至少一个由硬化钢制成。
6.根据权利要求1所述的蓄能器活塞，其特征在于，所述密封构件允许所述活塞适用于非同心的蓄能器孔。
7.根据权利要求1所述的蓄能器活塞，其特征在于，所述密封构件是聚合物。
8.根据权利要求7所述的蓄能器活塞，其特征在于，所述聚合物是氢化腈、聚丙烯酸酯、碳氟化合物和乙烯丙烯酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的蓄能器活塞，其特征在于，所述密封构件在所述活塞的所述外壳上施加压力，所述压力与施加在所述密封构件上的压力成比例。
10.一种蓄能器活塞，其构造成位于用于车辆自动变速箱的壳体的蓄能器孔内，所述蓄能器活塞包括：
圆筒形外壳，其包括：
顶部表面、与所述顶部表面相对的底部表面、以及位于所述顶部表面与所述底部表面之间的侧壁；
销引导件，所述销引导件从所述圆筒形外壳的所述顶部表面突出，所述销引导件包括设置在中心的孔，所述孔构造成接纳细长销；以及
聚合物密封构件，所述聚合物密封构件环绕所述圆筒形外壳的所述侧壁，使得所述密封构件覆盖所述侧壁的任何暴露表面，所述密封构件提供了均匀的表面，使得所述密封构件构造成通过将所述圆筒形外壳维持在相对于所述蓄能器孔基本上平行的定向上，以防止所述蓄能器活塞在所述蓄能器孔内错位。
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