CN1325821C - 活塞缸装置的带支承隔板的活塞且尤其是减振器活塞 - Google Patents

活塞缸装置的带支承隔板的活塞且尤其是减振器活塞 Download PDF

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Abstract

用于活塞缸装置的活塞，尤其是减振器活塞，它有一个活塞体(6)，该活塞体在其外周面上在两个各自限定出一活塞端的区域里设有一个环绕的并突出到外周面之外的环绕隔板(12)，在环绕隔板上连接着朝向活塞另一端延伸的并平行地间隔并排而设的纵向延伸的支承隔板(10)，其中，每两个相邻的支承隔板(10)限定出一个槽形空隙(11)，而且该活塞具有一个皮碗状密封件(9)，该密封件由一种可以热变形的密封材料制成，该密封件如此成型到该活塞体(6)上，即环绕隔板(12)和支承隔板(10)都至少在其高度的一部分上被成型到皮碗状密封件(9)的材料里。

Description

活塞缸装置的带支承隔板的活塞且尤其是减振器活塞
技术领域
本发明涉及一种活塞，尤其是一种活塞缸装置的带支承隔板的活塞。
背景技术
从EP-A-0 658 611中知道了一种减振器活塞，它有一个活塞体，在活塞体外周面上设有一个环绕的隔板，在环绕隔板的一侧，许多沿轴向延伸的隔板与该环绕隔板相连。在活塞体上，通过注塑法注塑上一个由热塑塑料制成的密封，其中，尤其是这些沿轴向延伸的隔板以在它们之间的被密封材料填满的槽来可靠地固定密封材料并引导活塞。注塑获得的密封可以有很小的公差，以避免所谓的“渗漏”并因而实现了对所属缸腔的可靠密封。制造这种注塑密封的方法相当费事。
从US-A-3 212 411中知道了一种活塞缸装置，其活塞体在外周面上有多个环绕槽。为了加上密封，设置了杯状的PTFE(聚四氟乙烯)预制坯，它先松弛地安放在活塞体上。这样准备好的活塞体接着首先压入一个被加热到高温的成形精整筒里，在这里，在加热作用下，PTFE材料被挤压入活塞体外周面上的槽里。接着，装上密封的活塞体在一个相应形成的冷却筒里被冷却。这些槽完全被密封材料填满，以使密封与活塞体外周面形成形状配合的固定连接。若用作减振器活塞，则还必须接着去掉预制坯的在一侧覆盖活塞体端面的底面。
从EP-A-682 190中知道了一种减振器活塞，它在制造方面与上述方法的主要区别仅在于：用冲压的圆环盘来代替杯状预制坯地获得密封。这种圆环盘装在活塞体的一端上。将这样准备好的活塞体又压入一个加热的成型精整筒里，其中圆环盘以条带形式被加到活塞体外周面上并接着在加热作用下被压入沿活塞体圆周方向延伸的槽里。接着，装有密封的活塞经过一个冷却管。在这种情况下，密封材料也就实际上完全充满这些槽，从而使所述密封与活塞体外周面形状配合地牢固相连。
上述这两种方法的缺点是：为了要把密封材料加工成型和压入到活塞体外周面上的槽里需要很大的压力，而且构成密封的密封材料经受强烈变形，这对密封材料构造会产生不利的影响。
从DE-198 47 342A中知道了一种用于活塞缸装置的活塞，尤其是减振器活塞，它有一个活塞体，该活塞体在外周面上在一个与活塞一端邻接的区域里有至少一个环绕的并突出到外周面之外的环绕隔板，延伸向活塞另一端的并相互平行地间隔并列而设的纵向延伸的支承隔板与该环绕隔板相连，其中，每两个相邻的支承隔板就限定出一个槽形空隙，该槽形空隙在其背对环绕隔板的那端上在纵向上是敞开的，并且该活塞还有一个由可热变形的密封材料制成的皮碗式密封件，它成型在活塞体上，从而无论是环绕隔板，还是支承隔板，都至少在其高度的一部分上被成型到密封件材料里。
这种已知的解决方案表明，为了在活塞的皮碗式密封件及气缸内壁两者间保证良好密封，不需要使密封件贴在活塞体整个高度上。密封皮碗在圆周方向上牢固支承在比较窄的环绕隔板上就够了。另外，已令人惊奇地证实了，为了在密封件和活塞体之间保证完美的可靠连接，必须如EP-A-0 685 611所述地使这些位于纵向延伸的支承隔板之间的槽形空隙完全被密封材料填满。
此外，对于按EP-A-682 190所述方式将皮碗状密封件成型到其上的减振器活塞来说，事实已经表明，在环绕隔板外，纵向延伸的支承隔板也只是在其高度的一部分上被成型到密封件材料中，这就够了。一方面，在此得到了在皮碗状密封件和活塞体之间的完美无缺的形状配合连接，也就是说，无论在纵向上，还是在圆周方向上都有良好的形状配合连接，另一方面，密封材料变形也只是中等程度，因而不仅需要施加的压力较小，而且变形时的材料流动基本上较小，因而实际上避免了对材料构造的不利影响。即使圆环盘以这样的程度变形，即槽形空隙被完全填满，也通过活塞体在空隙延伸方向上的运动而产生了在横向上的密封材料变形，因而产生有利的“材料流”，从而在这种变形时，也避免了对材料构造产生不利的影响。由于通过将支承隔板只是局部地成型到密封材料里而没有完全填满位于支承隔板之间的槽形空隙，所以就留有足够的自由空间，当因温度升高而膨胀时，密封材料就可以转入此空间内，而活塞可以顺利地通过纵向延伸的支承隔板进行导向。在这里，使纵向隔板一直延伸至活塞体端部是适当的。
发明内容
本发明的任务是提出一种改进型活塞，尤其是减振器活塞，其中活塞和密封件之间的接合具有改善的剪切性能。
按照本发明，提出了一种用于活塞缸装置的活塞，它有一个活塞体，该活塞体在它的外周面上在两个各自限定出一活塞端的区域里均设有一个环绕的并突出到该外周面之外的环绕隔板，在环绕隔板上连接着朝向该活塞另一端延伸的并且平行地间隔并排设置的纵向延伸的支承隔板，其中每两个相邻的支承隔板限定出一个槽形空隙，而且该活塞具有一个皮碗状密封件，该密封件由一种可以热变形的密封材料制成，该密封件如此成型到该活塞体上，即环绕隔板和支承隔板都至少在其高度的一部分上被成型到皮碗状密封件的材料里，其中，该活塞沿一个横向于轴线的划分平面内被分成两个部件，这两个部件接合在一起并牢固相连，每个所述部件具有一个所述的环绕隔板，所述支承隔板的与所述部件的环绕隔板相反的端部在该划分平面里被断开，从而将所述密封材料成型到由两个断开的所述端部构成的槽的底面中。
本发明的其它设计方案见以下对实施例的说明。
附图说明
以下，结合一个实施例的示意图来详细说明本发明。所示为：
图1：一用于减振器的活塞缸装置的轴向局剖图；
图2：根据第一种实施形式的减振器活塞的局剖侧视图；
图3：在没有密封皮碗时的沿图2的III-III线的活塞的水平截面图；
图4：沿图3的IV-IV线的局剖图；
图5：根据第二种实施形式的活塞的局剖侧视图；
图6：沿图5的VI-VI线的活塞的水平剖视图；
图7：表示一个实施形式，它具有一个成安装上的环的形式的环绕隔板。
具体实施方式
图1作为功能简图地示出了一个减振器的轴向剖视图，该减振器将两个可相互相对运动的部分，如一个汽车轴和一个汽车车架连接起来。该减振器有一个缸筒1，它与两个可相对运动的部分中的一个部分相连。在缸筒1里，一个活塞2导向移动，活塞固定在一活塞杆3上，活塞杆自由端固定在两个可相对运动的部分中的另一个部分上。在这里，缸筒1两端是封闭的并充满液压液，因而活塞缸装置被设计成是双向作用的，其中活塞将两个缸腔4、5分隔开。
活塞2的活塞体6具有多个并排延伸的流通通道7、8。这些通道7、8分别在其尚需对功能加以说明的流出侧用一个节流阀7.1或8.1盖住。在这里作出这样的安排，即围绕缸筒轴线交替不止地设有多个流通通道7和多个流通通道8。
活塞2的外周面配备有一个皮碗状密封件9，它用于保证缸腔4相对缸腔5的密封。当活塞2运动到缸腔4中时，就克服节流阀7.1的回复力地压缩液体经过流通通道7。在这里，通过缸腔4的作用在节流阀8.1上的压力而使通孔8保持关闭。在反向运动时，通过节流阀7.1使流通通道7关闭，而液体则通过流通通道8由缸腔5回流至缸腔4。
图2示出了图1所示活塞2的一种按本发明的实施形式的侧视图，但未布置节流阀7.1和8.1。图3所示的俯视图示出了没有密封件9的活塞2，以便看到活塞外周面的结构。图2的局剖图示出了带有密封件9的活塞。
活塞6在其外周面上设有多个纵向延伸的支承隔板10，它们分别限定出对应的槽形空隙。在此所示的实施例中，如此设置槽形空隙11，即它们从对应于第一环绕隔板12的其中一个端面起如从活塞体6端面4.1起一直延伸至第二环绕隔板12.1，第二环绕隔板在活塞体6另一端上被安置在在圆周方向上靠近或与端面5.1邻接的区域里，而且限定出在此活塞端上的槽形空隙11。环绕隔板12和纵向延伸的支承隔板10形成活塞体6的外表面，它们的水平高度一样高。为了清楚表示起见，外表面打上了阴影线。支承隔板10和对应地这些槽11可以如图所示地轴向平行或与活塞2的运动轴线成一个角度地布置。
安置在活塞体6外周上的皮碗状密封件9由可热变形的塑料且优选为PTFE(聚四氟乙烯)制成。在此所示的实施例中，皮碗状密封件9已通过热变形加工而成型到活塞体6上了。
在密封材料可由预成形圆环盘或预成形管材构成的密封材料的热变形加工中，支承隔板10和环绕隔板12仅在高度的部分上被成型到皮碗状密封件9的材料里，从而在密封件9材料和槽形空隙底部之间，还留有一定的自由空间，因而当密封件9成型时，密封材料可以自由地并且无拘束地流入槽11内。在变形加工过程中，密封件9的圆柱形外表面13同时得到精整，从而可以保证所希望的与缸筒内径的公差。由于尤其在将这样的活塞缸装置用作减振器时在工作中出现了整个系统的温度升高，所以在槽底上的并在一定极限内的预留自由空间就允许密封材料膨胀到所述槽里，因而在密封件9的邻接于边缘的圆柱形外周面上，减小了密封件的磨损。总之，活塞2实际上在其整个高度范围内无倾斜地支承着。密封件9总是支承在各环绕隔板12的内侧的槽端上。
图3表示根据图2的III-III线的去掉密封件9后的活塞2的水平截面图，从而可以看到支承隔板10和槽11的构造。
从图2、3以及根据图4的活塞2的局部纵剖图中可以看到：皮碗状密封件9成型在活塞体6上，因而无论是环绕隔板12，还是纵向延伸的支承隔板10，都只高度的一部分上被成型到密封材料里，因而分别在皮碗状密封件9的内表面和槽形空隙11的底部之间的槽形空隙11中留有一个小的自由空间(图2的右边)。然而，纵向延伸的支承隔板10一直以如同环绕隔板12那样相同的厚度用皮碗状密封件9盖住。密封件9的相对活塞体6形成的悬突边缘9.1和9.2使密封件总是在对密封件9加压时稍微张开并改善活塞和缸壁之间的密封。根据运行要求的不同，密封件9只有一个突出边缘可能就够了。
为了能够有利地制造出这样的槽-隔板结构，该结构的端部以环绕隔板12和12.1为界，适当地将至少其中一个环绕隔板12或12.1制成单独环12.0的形式并且在活塞体6成型后作为槽11的隔板边界将该环推到活塞体上并固定住，如图7所示。但也可以制造这样的活塞体，即它只有纵向延伸的支承隔板10并且在这些隔板上的两端上分别装上一个具有环绕隔板的环。
这样的活塞体6可以优选由一个并尤其是由两个按照粉末冶金工艺制成的部件6.1和6.2构成。部件6.2和6.1由烧结冶金工艺粉末压制成。压制和烧结的部件随后在一个接合过程中相应地连接一起。被连接在一起的压制坯接着进行精整，从而使这两个部件6.1和6.2牢固相连。这种方法也可以应用于上述的利用环12.0的结构中。这种几何形状的形成可以用成本较低的工具来实现。
为了改善在活塞2和密封件9之间连接部的抗剪切性，对应于各部件6.1和6.2的隔板的对置端部10.1和10.2如图所示地倒成斜角或者呈台阶状降低，从而使隔板10在这个区域里各自断开。在成型时，尤其在密封件9材料的热变形加工时，这种材料就对应地成形到这断开处，因而与活塞2的运动方向有关地(图1所示双箭头A)，形成了一个成所谓夹钳形式的附加的形状配合连接区。在此区域里，它实际上一直成型到由倒角10.1和10.2限定出边界的连接槽10.3的底面。
如图5、6所示的本发明实施形式在构造和功能上对应于图2、3、4所示的实施形式。在该实施形式中，区别在于：这两个部件6.1和6.2错开了槽11的一个槽间距地接合在一起，因此使成型到目前错位设置的槽形区里的密封材料的承受剪切力的横断面增大了。
这种槽的错位当然必须在部件成型时与流通通道7和8的布置有关地加以考虑。同样，在此实施形式中，适当地将支承隔板10的相互对置的端部进行倒角或者倒圆。

Claims (9)

1、用于活塞缸装置的活塞，它有一个活塞体(6)，该活塞体在它的外周面上在两个各自限定出一活塞端的区域里均设有一个环绕的并突出到该外周面之外的环绕隔板(12)，在所述环绕隔板上连接着朝向该活塞另一端延伸的并且平行地间隔并排设置的纵向延伸的支承隔板(10)，其中，每两个相邻的支承隔板(10)限定出一个槽形空隙(11)，而且该活塞具有一个皮碗状密封件(9)，该密封件由一种可以热变形的密封材料制成，该密封件如此成型到该活塞体(6)上，即环绕隔板(12)和支承隔板(10)都至少在其高度的一部分上被成型到皮碗状密封件(9)的材料里，其中，该活塞(6)沿一个横向于轴线的划分平面内被分成两个部件(6.1，6.2)，这两个部件接合在一起并牢固相连，每个所述部件(6.1，6.2)具有一个所述的环绕隔板(12，12.1)，所述支承隔板的与所述部件(6.1，6.2)的环绕隔板(12，12.1)相反的端部(10.1，10.2)在该划分平面里被断开，从而将所述密封材料成型到由两个断开的所述端部(10.1，10.2)构成的槽的底面中。
2、按权利要求1所述的活塞，其特征在于，对应于所述两个部件(6.1，6.2)的支承隔板(10)的彼此对置的端部(10.1，10.2)被倒成斜面。
3、按权利要求1或2所述的活塞，其特征在于，对应于所述两个部件(6.1，6.2)的支承隔板(10)的彼此对置的端部(10.1，10.2)呈台阶状降低。
4、按权利要求1所述的活塞，其特征在于，皮碗状密封件(9)具有至少一个悬突边缘(9.1，9.2)，该边缘相对活塞体(6)的外周区悬伸着。
5、按权利要求1所述的活塞，其特征在于，该活塞体(6)是按照粉末冶金工艺制成的。
6、按权利要求1所述的活塞，其特征在于，这两个部件(6.1，6.2)分别具有一个环绕隔板(12，12.1)和与该环绕隔板相接的支承隔板(10)。
7、按权利要求1所述的活塞，其特征在于，这两个部件(6.1，6.2)相错开一个支承隔板(10)宽度地相互接合。
8、按权利要求1所述的活塞，其特征在于，皮碗状密封件(9)由作为可热变形塑料的聚四氟乙烯制成。
9、按权利要求1所述的活塞，其特征在于，皮碗状密封件(9)至少在其覆盖隔板(10，12)的区域里被压紧，同时对其外表面(13)进行精整。
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