CN206141569U - 用于列车车钩的反冲抑制液压阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于列车车钩的阻尼器，包括液压平衡腔(115)，所述液压平衡腔(115)限定在活塞(101)和壳体(102)之间的环形空间内，所述活塞可移动地容纳于所述壳体内，其中，所述平衡腔通过贯穿滑环(117)形成的入口孔(116)和出口孔(130)与液压高压腔(103)流体连通，所述滑环用作所述活塞支撑在所述壳体内的轴颈。所述活塞的一部分(129)被遮蔽在缓冲腔(128)中，所述缓冲腔形成在所述活塞与所述壳体之间的环形空间内并与所述平衡腔轴向对齐。

Description

用于列车车钩的反冲抑制液压阻尼器

技术领域

本实用新型涉及一种适于集成在列车车钩中的液压阻尼器。具体地，本实用新型涉及一种通过在阻尼器的压缩和伸长中吸收震动以能够抑制反冲和颠簸的液压阻尼器。

背景技术

液压阻尼器，在本领域中也被称为缓冲器，通常安装在用于连接轨道车辆的中央缓冲车钩内。在中央缓冲车钩中，阻尼器能够在该阻尼器的压缩和伸长过程中有效吸收冲击荷载，从而减小颠簸并使乘客稳当乘坐。

所述液压阻尼器的一般功能和结构包括空心的活塞，该活塞可轴向移动地容纳在圆柱形壳体中。所述壳体内的工作腔中容纳有一定量的液压液。所述工作腔通过节流油路与所述活塞内的溢流腔连通。在阻尼器的压缩过程中，例如当缓冲负载高于可推动活塞进一步进入壳体内的适度负载时，液压液将随着工作腔体积的减小而被迫通过节流油路进入溢流腔内。涌入的液压液使得在空心活塞内可自由滑动的分隔元件发生位移，这样增加了溢流腔的容积。分隔壁克服压缩加载的弹簧的弹力发生位移，同时吸收了大部分或全部引起阻尼器压缩的能量。该弹簧通常为在适度负载下吸收阻尼器压缩所产生能量的定量气体。在阻尼器伸长的过程中，弹簧释放其储存的能量，以使溢流腔中的液压液回流至工作腔内。典型地，该逆向流动沿绕过所述节流油路的其他线路，这种方式允许活塞不受限制地返回至其无负载的位置。为了避免在伸长运动中活塞返回时的巨大的反冲作用，可以布置一个附加的腔体，以在压缩过程中接收少量的液压液，同时，在阻尼器的伸长过程中通过节流通道返回等量的液压液，这种方式平衡了气体弹簧的膨胀量和阻尼器的膨胀量。

这种类型的阻尼器已在文献中有所记载。在EP1352802B1中，披露了一种用于中央缓冲车钩装置的阻尼器，其中，平衡腔位于在缸体和可移动地容纳在该缸体内的活塞之间限定的环形空间内。在连接缸体内的工作腔与活塞内的溢流腔的流动路径上，设置有用于流体连通至平衡腔的非对称节流装置，换句话说，该非对称节流装置与用于控制从工作腔到溢流腔的流量的节流油路共线设置。该非对称节流装置包括径向形成的入口孔和出口孔，入口孔设置有止回阀，出口孔具有较小的直径。

在DE1455227A1中，披露了一种气液阻尼器装置，其中，平衡腔设置于形成在活塞和容纳活塞的缸体之间的环形空间内。所述平衡腔通过贯穿覆盖在活塞末端的超大端板的轴向孔与工作腔连通。通过平衡腔中的自由浮动环，实现对从平衡腔到工作腔的回流的节流作用，其中，在回流行程中，所述自由浮动环在平衡腔和工作腔之间的压差作用下移向所述端板。该自由浮动环上的出口孔设置于与贯穿活塞的端板的具有相同直径的进口孔相匹配的位置，从而延长了回流液压液的流动路径。

在US4973854A中，公开了一种振动阻尼器，包括两个工作腔，其中一个设置于缸体内，另一个位于在缸体和可在该缸内移动的活塞之间限定的环形空间内。所述环形空间通过入口孔/出口孔与缸体内的工作腔连通，所述入口孔/出口孔延伸穿过形成在活塞内端的径向凸缘。该振动阻尼器显示为具有安装在孔内的单向阀。文中提到了孔内的节流装置，但是未在附图中显示或具体说明。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种可选的用于列车车钩的阻尼器，并提高反冲抑制性能。

本实用新型的另一目的在于提供一种阻尼器，该阻尼器改善了对阻尼器内的液压回路免受阻尼器外部环境影响的保护作用。

满足上述一个或多个目的的阻尼器包括：

圆柱形的壳体，其中，该壳体容纳有能够轴向移动的空心活塞，

所述壳体内具有容积可变的液压工作腔，所述液压工作腔由活塞的内端和壳体限定，

所述活塞内具有容积可变的液压溢流腔，所述液压溢流腔限定在活塞的内端和可在该活塞内自由滑动的分隔壁之间，

弹簧装置，该弹簧装置限定于位于所述活塞内容积可变的弹簧腔体中，所述弹簧腔体限定在所述分隔壁和所述活塞的外端之间，

节流装置，该节流装置设置于所述工作腔与所述溢流腔之间的液流通道内，

容积可变的液压平衡腔，该液压平衡腔限定在所述活塞与所述壳体之间的环形空间内，

其中，本实用新型进一步包括：

设于活塞的内端的滑环，所述滑环用作所述活塞支撑于所述壳体内的轴颈，并将所述平衡腔与所述工作腔隔开；

在所述阻尼器的压缩过程中，贯穿所述滑环的至少一个入口孔允许从所述工作腔到所述平衡腔的直接流通，以及

在所述阻尼器的伸长过程中，至少一个出口孔对从平衡腔到工作腔的液流提供通过所述滑环的节流。

通过将滑环作为独立的元件引进用作活塞支撑于壳体内的轴颈，并且，滑环也在平衡腔与工作腔之间的双向连通中起作用，可以获得滑环的材料选择且制造精度高的优势，从而实现更好地尺寸控制，以提高密封和承载性能，同时减小阻尼器内的轴承表面的磨损。

通过容纳在滑环的外周内且用作支撑可在壳体内往复运动的活塞前端的轴颈的滑动轴承元件，实现了与壳体的密封。在优选的方案中，滑环的外周上形成有用于容纳滑动轴承元件的容纳座，并在工作腔和平衡腔之间提供密封。

可选地，滑环可以与活塞集成为一体或与活塞一体成型。然而，将滑环形成为独立的且可更换的元件，提供了入口孔和出口孔的实施以及在布置方面具有显著多样性的优点。

在一种优选的方案中，滑环与位于平衡腔内的阀盘相配套，所述阀盘设置为抵靠于滑环的朝向平衡腔的一侧。在此方案中，出口孔可以实施为贯穿阀盘的具有较小直径的开口，该开口与滑环上的入口孔相匹配。

在一种优选的方案中，可以设置盘形弹簧，以使阀盘向滑环偏压，并对通过出口孔的回流施加早期节流作用，该作用甚至产生于反冲和颠簸发生之前。

在一种优选的方案中，所述阀盘通过设置于活塞上的盘形弹簧而向滑环偏压，所述盘形弹簧通过镶嵌在活塞外部的周向槽内的锁环设置于活塞上。

这种设计的优点在于其简单性，并且使得将盘形弹簧和阀盘安装在活塞上的加工要求最低。

在一种优选的方案中，所述活塞的内端设有连接至该活塞的端块，其中，在连接位置，所述端块将滑环保持为被夹紧固定至活塞。

所述的端块包括提供工作腔与溢流腔之间流体连通的通道，包括节流装置的部件、止回阀以及一个或多个的回流通道。端块上的外螺纹与活塞上的内螺纹配合。如上所述地，将滑环夹紧在活塞末端和端块之间具有如下优点：这使得无需改变活塞和端块的结构即可安装滑环成为可能。

按照本实用新型，平衡腔由位于该平衡腔一端的滑环和位于该平衡腔另一端的密封环而轴向限定。密封环容纳有分别相对于活塞和壳体密封的密封元件。密封环相对于壳体固定，但相对于活塞滑动。

具有密封元件的密封环提供了其能够形成为第一道的内部环境屏障的技术效果，这一方面阻止了液压液经由平衡室泄漏，并且，另一方面阻止了外部异物的入侵，否则这些外部异物将可能污染液压液。

所述密封环通过夹持在形成于壳体内周上的径向台阶与衬套在壳体内周上的套筒的内端之间而相对壳体轴向固定。

该方案的优势在于结构简单，并便于安装在阻尼器壳体内。

本实用新型的一种优选的方案可以进一步通过第二道、外部屏障对阻尼器内的液压回路提供环境保护，所述液压回路包括平衡腔、工作腔和溢流腔，所述第二道、外部屏障由滑动轴承元件形成，该滑动轴承元件在壳体端部提供密封并提供了活塞支撑于该端部的轴颈。所述滑动轴承元件容纳于与设置在壳体端部的连接环相关的安装座内，并通过与活塞的向壳体外伸出的部分接触而提供密封。

换句话说，在压缩时穿过密封环并被推入平衡腔的活塞的一段长度部分容纳于缓冲腔内，所述缓冲腔在形成于壳体与活塞之间的环形空间内与平衡腔轴向对齐。缓冲腔具有在阻尼器处于最大伸长状态时亦足以遮蔽活塞的所述一段长度部分的长度。这些措施通过保证密封环和活塞之间精确有效的密封，保证了活塞的主体长度部分免受外部损坏和磨损，从而有助于使阻尼器具有较长的使用寿命。

附图说明

下面将结合随附示意图对所述阻尼器进一步说明，其中，

图1为用于表示反冲抑制阻尼器的工作原理的示意图，以及

图2为本实用新型的阻尼器的一种实施例的纵向中心剖面示意图。

具体实施方式

请参阅图1，反冲抑制阻尼器的主要结构部件包括活塞1，该活塞1能够沿压缩和伸长方向轴向移动地容纳于圆柱形壳体2内。该壳体2内的工作腔3中容纳有一定量的液压液，且该工作腔3通过节流油路5和止回阀6与外部的溢流腔4流体连通。所述节流油路5形成有节流装置，该节流装置可以包括用于液压计量的可变节流孔口面积。实践中，由节流油路5提供的液压液流量的节流程度可取决于活塞在壳体中的当前位置。压力控制排出阀7与流体限制5串联布置，并设置为响应于工作腔内由液压油量产生的增大的预定压力而打开，这可以是由活塞和壳体被外力压缩所导致的。随后，随着液压液由工作腔转移到溢流腔，溢流腔4中的气体容积8被压缩和加载。当施加于活塞上的载荷停止时，气体8膨胀，以在压缩冲击荷载之后的反冲中，通过止回阀6将溢流腔内的液体流回工作腔。

为了在膨胀过程中减缓活塞的返回运动，可以设置液压液回路9作为对溢流腔内气体的平衡。液压回路9包括平衡腔10，所述平衡腔10通过止回阀11和节流油路12与工作腔3流体连通。在压缩过程中，随着活塞被推进壳体，液压液通过止回阀而基本无节流地由工作腔转移至平衡腔10；而在伸长过程中，液压液以大幅减小的流量通过节流油路12返回，这种方式抑制了反冲和振动。

请参阅图2，本实用新型的阻尼器100包括能够在圆柱形壳体102内轴向往复运动的空心活塞101。壳体102内形成有容纳液压流体/液压油的工作腔103，所述工作腔103限定于壳体与活塞的内端之间。所述工作腔103与位于空心活塞101内的容积可变的溢流腔104流体连通。所述溢流腔限定于连接至活塞101端部的端块105与分隔壁106之间，所述分隔壁106能够在空心活塞内自由滑动。所述分隔壁106将溢流腔内的液压油与可压缩的弹簧107隔离。所述弹簧107被限制在容积可变的腔体108内，所述腔体108限定于分隔壁106与连接至活塞外端的端块109之间，所述活塞外端从壳体中伸出。典型地，腔体108中的弹簧107为通过设置于端块109内的单向阀110而引入的一定量的气体。

在阻尼器的压缩过程中，从工作腔103到溢流腔104的液压液的流动经过节流装置111-112。所述节流装置111-112包括固定直径的孔口111和量油杆112，所述孔口111设置于连接至活塞的内端的端块105上，所述量油杆112从其连接至阻尼器壳体102的末端的端块113的固定点延伸至穿过所述孔口111。关于此，需要指出的是，本实用新型并不限于如图所示的包括锥形量油杆的节流结构，也可以为例如笔直量油杆或穿孔量油杆等其他可选方案。但是，优选地，设置为节流阻力随活塞相对圆柱形壳体的位置而变化。

由工作腔103流入溢流腔104的液流仅沿节流装置111-112的节流油路。在从工作腔到溢流腔的流动路径上可以设置止回阀114，以阻止通过节流装置111-112的回流。所述阀114在弹簧作用于保持在关闭位置，直到工作腔中的液压液产生预定的开启压力。由溢流腔到工作腔中的逆流沿着通过端块105的其他路径，例如通过一个或多个单向通道114’。

在阻尼器100中，活塞与壳体之间的径向间隔限定了平衡腔115。该平衡腔115通过若干个入口孔116与工作腔103进行直接流体连通。所述入口孔116贯穿由所述活塞101内端支撑的滑环117而形成。在阻尼器的压缩过程中，入口孔116的尺寸形成为提供从工作腔到平衡腔的液压油的基本无节流的液压液流。

滑环117是一个具有与圆柱形壳体的内经相匹配的外径的精加工元件。滑环的外圆周的周向座上容纳有一圆环形、低摩擦的滑动轴承元件118，该滑动轴承元件118与壳体的内圆周密封接触，并在位于壳体内的活塞的前端部延伸。滑环前端的径向内的悬挂凸缘119被夹在活塞的前端与形成在端块105上的径向台肩120之间。而所述端块105又通过活塞的内螺纹与位于通常为圆柱体形的端块105的外部的外螺纹部分之间的螺纹接合而连接至活塞。

滑环117将平衡腔115与工作腔103隔开，从而划定了平衡腔115沿正方向轴向伸长的界限。在相对方向上，平衡腔通过包括有密封环121的密封组件划定界限。正如下文中的解释，密封环121在阻尼器内轴向固定，而滑环117随着活塞移动，如此可以改变平衡腔的长度和容积，该长度和体积与活塞在壳体内的位置相关。

密封环121具有与活塞的外径相匹配的内周。所述密封环121的内周和外周上形成有用于容纳密封元件122和122’的容纳座，所述密封元件122和122’分别密封接触活塞的外表面和壳体的内表面。具有密封元件122、122’的密封环121提供了可在环境上隔离并保护阻尼器内的液压回路和平衡腔的内部屏障。所述阻尼器包括充有液体的工作腔、溢流腔和平衡腔。

密封环121具有与形成在壳体内周上的减小的长度和增加的直径相匹配的外圆周和直径。衬套在减小的长度的壳体内侧的套筒123将密封环121固定抵靠于台肩124，所述台肩124在阻尼器壳体102的内圆周上的不同直径长度之间形成了径向台阶。

衬套的套筒123通过与附属于壳体的连接环125固定在壳体内。活塞上设置有推力环125’，以将所讨论的施加于阻尼器上的力穿过连接环125传递至壳体102。相应地，图2所示的阻尼器处于部分压缩状态。

连接环125为滑动轴承元件127提供了安装座126。轴承元件118和127共同提供了壳体内的活塞的稳定的轴颈。

另外，元件125-127的组件为隔离阻尼器的内部与外部环境提供了第二道、外部屏障。更准确地说，外部屏障125-127和内部屏障121-122/122’之间限定了腔体128，所述活塞101的一段长度部分129容纳在所述腔体128内，并避免任何外部损伤和磨损。腔体128形成平衡腔115与外部环境之间的缓冲。这些措施通过保证密封环121与活塞之间准确并有效的密封而有助于使阻尼器具有长期的使用寿命。

从平衡腔115到工作腔103的液压液的回流需要通过一个或多个出口孔130(参照图2中阻尼器下侧的标记130)。与通过入口孔116的基本不节流的流动相比，具有相对于入口孔116的直径较小直径的出口孔的尺寸用于对液流实施限制。由此，在阻尼器100的伸长过程中，出口孔130为通过滑环的液流提供节流。

在所述的实施例中，出口孔以贯穿阀盘131(参照阻尼器上侧的标记131)制造的孔130的形式实现，在处于“关闭”状态时，所述阀盘131在平衡腔内抵靠在滑环117上。阀盘131为环形形状，并在将出口孔130与滑环的朝向阀盘的一侧的进口孔116进行配对时，通过环形的盘形弹簧132偏压至抵靠滑环117。镶嵌在活塞的外部的周向槽内的锁环133在轴向将盘形弹簧132保持在活塞上，并与阀盘131偏压接触。

盘形弹簧132的尺寸形成为将阀盘131保持在关闭位置，直到工作腔103中的压力克服盘形弹簧的弹力。在阻尼器的压缩过程中，随着高压液压液在压力下通过入口孔116，当达到预设压力时，阀盘131与滑环117分离，参见阻尼器上侧的位于“打开”位置的阀盘131。如图1的阻尼器的下侧所示，当作用于阻尼器的压缩力停止时，以及甚至在连通的腔体103和腔体104的压力相等之前，盘形弹簧能够使得阀盘抵靠靠在滑环上，并通过出口孔130对通过该通路的回流施加提前的节流作用。

换句话说，通过对从平衡腔向工作腔的回流的早期作用，由阻尼器内的伴随活塞反向运动的反冲所造成的颠簸不仅被抵消，还能被阻止抵消。

Claims (10)

1.一种阻尼器，包括：

圆柱形的壳体(102)，其中，该壳体(102)容纳有能够轴向移动的空心活塞(101)，

所述壳体内具有容积可变的液压工作腔(103)，

所述活塞内具有容积可变的液压溢流腔(104)，

弹簧装置(7)，该弹簧装置(7)限定于位于所述活塞内的容积可变的腔体(108)内，

节流装置(111,112)，所述节流装置(111,112)设置于所述工作腔(103)和所述溢流腔(104)之间的液流通道内，

液压平衡腔(115)，该液压平衡腔(115)容积可变且形成在所述活塞和所述壳体之间的环形空间内，

其特征在于：

所述活塞(101)的内端设置有滑环(117)，所述滑环用作所述活塞支撑于所述壳体(102)内的轴颈，并将所述平衡腔(115)和所述工作腔(103)隔开，

在所述阻尼器的压缩过程中，贯穿所述滑环的至少一个入口孔(116)能够允许从所述工作腔(103)到所述平衡腔(115)的直接流通，以及

在所述阻尼器的伸长过程中，至少一个出口孔(130)能够对从所述平衡腔(115)到所述工作腔(103)的液流提供通过所述滑环的节流。

2.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述滑环(117)与位于所述平衡腔内的阀盘(131)相配套，所述阀盘通过弹簧(132)向所述滑环偏压。

3.根据权利要求2所述的阻尼器，其特征在于，所述出口孔(130)为 贯穿所述阀盘(132)并与所述滑环上的入口孔(116)相匹配的孔(130)。

4.根据权利要求2或3所述的阻尼器，其特征在于，所述阀盘(131)通过设置于所述活塞上的盘形弹簧(132)而向所述滑环(117)偏压，所述盘形弹簧(132)通过镶嵌在所述活塞的外部的周向槽内的锁环(133)设置于所述活塞上。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的阻尼器，其特征在于，所述滑环(117)的外周上形成有用于容纳滑动轴承元件(118)的容纳座，所述滑动轴承元件(118)用作所述活塞支撑于所述壳体内的轴颈，并在所述工作腔(103)与所述平衡腔(104)之间提供密封。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的阻尼器，其特征在于，所述平衡腔(115)通过密封环(121)在轴向划定界限，所述密封环(121)固定于所述壳体内并设置为在所述活塞(102)的外表面上滑动，所述密封环与所述壳体和所述活塞密封抵靠。

7.根据权利要求6所述的阻尼器，其特征在于，所述密封环(121)夹持固定于形成在所述壳体的内周上的径向台肩(124)与衬套在所述壳体的内周上的套筒(123)的内端之间。

8.根据权利要求6所述的阻尼器，其特征在于，在所述活塞(101)与所述壳体(102)之间的环形空间内，形成有与所述平衡腔(115)轴向对齐的缓冲腔(128)，该缓冲腔(128)通过所述密封环(121)而与所述平衡腔隔开。

9.根据权利要求7所述的阻尼器，其特征在于，所述缓冲腔(128)通过所述密封环(121)和滑动轴承元件(127)轴向划定界限，该滑动轴承元件(127)在所述壳体的端部进行密封并用作所述活塞支撑在该端部的轴颈，所述密封环和滑动轴承元件提供了将所述平衡腔(115)与所述阻尼器的外部环境隔绝的内部屏障和外部屏障。

10.根据权利要求9所述的阻尼器，其特征在于，所述缓冲腔(128)形成为具有在所述阻尼器处于最大伸长状态时也能容纳所述活塞的一段长度部分(129)的足够的长度，所述活塞的所述一段长度部分(129)在所述阻尼器压缩时穿过所述密封环(121)并被推入至所述平衡腔(115)内。