專利名稱：四構件活塞的制作方法
技術領域：
本申請/專利通常涉及應用于懸架系統如機動車輛懸架系統的液壓阻尼器或者減震器。本申請/專利尤其涉及多構件活塞，其中活塞的構件能夠被單獨地選擇以調節排放限制和/或高速限制。
背景技術：
本部分的表述僅提供涉及現有公開內容且可能不構成現有技術的背景信息。
減震器用于連接汽車懸架系統，以吸收在駕駛期間產生的有害震動。減震器通常連接在汽車的帶彈簧部分(車體)與非彈簧部分(車輪)之間。活塞位于由減震器壓力缸限定的工作腔內，其中活塞通過活塞桿連接到汽車的帶彈簧部分。壓力缸通過現有技術中的一種已知方法中連接到車輛的非彈簧部分。由于活塞能夠通過閥來限制阻尼流體在活塞相對側面之間流動，因而當減震器被壓縮或擴展時，減震器能夠產生阻尼力，以減緩在汽車的非彈簧部分與帶彈簧部分之間傳輸的有害震動。
減震器已經發展到可根據壓力缸內活塞的速度或加速度來提供不同的阻尼特性。由于壓降與流速之間的指數關系，在相對低的活塞速度下，尤其在接近于零的速度下，難以獲得阻尼力。低速阻尼力對車輛操作很重要，因為大部分車輛操作活動是在低車體速度下進行控制的。當活塞速度增加時，對通過活塞產生的寬壓力范圍上的阻尼力進行控制也很重要。
用于在活塞低速運動期間調節減震器的各種現有技術系統，已集成為一種液壓流體的排放流動。在具有這種集成排放流動的活塞閥中，可能有各種替換方式包含于所述排放流動中。通過利用位于鄰近密封區域的柔性盤上的節流口各凹口，或者利用直接位于密封區域自身中的節流口各凹口，可形成固定的低速排放節流口。另一種替換是包括直排放孔，該直排放孔末端為馬蹄形或圓形的閥面，使用低速閥盤來關閉該閥面。已發現橫向鉆孔的設計在液壓流體噪音方面具有稍好的性能，但橫向鉆孔的設置，自身不適于大批量生產的經濟。另外，因為各排放孔的數量和直徑為調節參數，要使用橫向鉆孔，就不得不需要為不同的應用而設計不同的活塞。這個事實還增加了與減震器大量生產相關的復雜性。
發明內容
減震器活塞具有上半部分組件和下半部分組件。盤件位于上下半部分組件之間。該盤件被制作成形用來限制貫穿上下半部分組件的各流動通道。該盤件的形狀控制對于排放流動和/或高速流動的調節。這考慮到具有多種應用的普通上下半部分組件，而所述盤件是用于專門應用所特有的唯一構件。
通過在此提供的描述，更多的應用領域將變得顯而易見。應理解的是，這里的描述和具體實施例的目的僅用于說明，而非用于限制本發明的范圍。
在此所描述的附圖僅用于說明的目的，而非用于以任何方式限制本發明的范圍。
圖1是具有減震器的汽車的圖例，該減震器包括根據本發明的活塞設計。
圖2是圖1中減震器的局部截面側視圖，該減震器包括根據本發明的活塞設計。
圖3是圖2所示減震器中活塞組件的放大的局部截面側視圖。
圖4是圖3所示活塞的部分去除透視圖；
圖5是圖3所示活塞的分解透視圖；和，圖6是圖3-5所示調節盤的平面視圖。
具體實施例方式
以下描述實際上僅為示例性的，而非用于限制本發明的公開、應用或使用。圖1中顯示了包括一具有若干減震器的懸架系統的車輛，每個減震器包括根據本發明的活塞組件，并且該車輛通常以參考標號10表示。車輛10包括后懸架12、前懸架14和車體16。后懸架12具有適用于有效支撐一對后輪18的橫向延伸的后軸組件(未示出)。所述后軸通過一對減震器20和一對彈簧22連接到車體16上。類似的，前懸架14包括橫向延伸的前軸組件(未示出)用以有效支持一對前輪24。所述前軸組件通過一對減震器26和一對彈簧28連接到車體16上。減震器20、26用于減緩車輛10的非彈簧部分(即前后懸架12、14)相對于帶彈簧部分(即車體16)的相對運動。雖然車輛10被描述為具有前后軸組件的客車，但減震器20、26也可以用于其它類型的車輛或者其它類型的應用，包括但不限于具有非獨立前懸架和/或非獨立后懸架的車輛、具有獨立前懸架和/或獨立后懸架的車輛，或其它現有技術中已知的懸架系統。進一步地，在此使用的術語“減震器”是指通常的阻尼器，從而將包括麥弗遜支柱和其它現有技術中已知的各阻尼器設計。
現在參見圖2來更詳細地描述減震器20。雖然圖2僅描述了減震器20，但應理解的是，減震器26也包括根據本發明的多構件活塞。減震器26與減震器20的不同，僅在于其適配以連接到車輛10的帶彈簧部分和非彈簧部分的方式。減震器20包括壓力缸30、活塞組件32和活塞桿34。雖然具有活塞組件32的減震器20被圖示為單管減震器，但活塞組件32也可用于雙管或多管減震器。
壓力缸30限定了工作腔42。活塞組件32被可滑動地設置在壓力缸30內并且將工作腔42分為上工作腔44和下工作腔46。密封件48設置在活塞組件32與壓力缸30之間，以允許活塞組件32相對于壓力缸30滑動而不會產生過度的摩擦力，同時密封隔離上工作腔44與下工作腔46。活塞桿34連接到活塞組件32上，并且貫穿上工作腔44以及封閉壓力缸30上端的上端帽或桿導向件50。密封系統52密封了桿導向件50、壓力缸30和活塞桿34之間的內表面。活塞桿34與活塞組件32相對的末端被適配以緊固車輛10的帶彈簧部分。壓力缸30與桿導向件50相對的末端被適配以連接到車輛10的非彈簧部分。在活塞組件32在壓力缸內部作擴展運動期間，活塞組件32的閥擴展調節控制流體在上工作腔44與下工作腔46之間的運動。在活塞組件32在壓力缸內部作壓縮運動期間，活塞組件32的閥壓縮調節控制流體在下工作腔46與上工作腔44之間的運動。
參見圖2-6，對活塞組件32進行了更詳細的說明。活塞組件32包括壓縮閥組件60、多構件活塞體62和擴展閥組件64。活塞桿34限定了減小直徑的部分66，其上設置多構件活塞體62和擴展閥組件64。螺母68將活塞組件32緊固在活塞桿34的部分66上，其中壓縮閥組件60延伸到活塞桿34上，多構件活塞體62鄰接位于活塞桿34上的臺肩并鄰接壓縮閥組件60，擴展閥組件64鄰接多構件活塞體62，螺母68鄰接擴展閥組件64和多構件活塞體62。
壓縮閥組件60包括排放流動止回閥70和阻尼閥72。排放流動止回閥70包括排放盤74和排放彈簧76。排放盤74覆蓋多個延伸進入多構件活塞體62的排放通道78。排放彈簧76在排放盤74與形成在活塞桿34中的凹槽80之間延伸。排放彈簧76使得排放盤74靠向多構件活塞體62以防止流體從上工作腔44流入下工作腔46，而由于下面詳述的排放彈簧76的壓縮，允許流體從下工作腔46流入上工作腔44。
阻尼閥72包括阻尼盤82、環形護蓋84、一個或多個偏置元件86、一個或多個墊板88和擋板90。阻尼盤82覆蓋了多個延伸進入多構件活塞體62中的壓縮通道92。環形護蓋84鄰接阻尼盤82的側面而與多構件活塞體62相對。一個或多個偏置元件86與環形護蓋84接合，并使得環形護蓋84與阻尼盤82接合，以使得阻尼盤82靠向多構件活塞體62。一個或多個墊板88被置于一個或多個偏置元件86與擋板90之間，通過焊接、止動環、或其他現有技術中的已知裝置，將擋板90緊固在活塞桿34上。在一個壓縮沖程中，擋板90的位置決定了由一個或多個偏置元件86所施加偏置載荷以及減震器20的阻尼特性。由于一個或多個偏置元件86的偏置而導致的阻尼盤82的移位，使得阻尼盤82阻止流體從上工作腔44流入下工作腔46但允許流體從下工作腔46流入上工作腔44。
擴展閥組件64包括排放流動止回閥100和阻尼閥102。排放流動止回閥100包括排放盤104和排放彈簧106。排放盤104覆蓋了多個延伸進入多構件活塞體62的擴展排放通道108。排放彈簧106在排放盤104與形成在螺母68中的凹槽110之間延伸。排放彈簧106使得排放盤104靠向多構件活塞體62以防止流體從下工作腔46流入上工作腔44，但由于下面詳述的排放彈簧106的壓縮，允許流體從上工作腔44流入到下工作腔46。
阻尼閥102包括阻尼盤112、環形護蓋114、一個或多個偏置元件116、一個或多個墊板118和擋板120。阻尼盤112覆蓋了多個延伸進入多構件活塞體62的延伸排放通道122。環形護蓋114鄰接阻尼盤112的側面而與多構件活塞體62相對。一個或多個偏置元件116與環形護蓋114接合，并使得環形護蓋114與阻尼盤112接合，以使得阻尼盤112靠向多構件活塞體62。一個或多個墊板118位于一個或多個偏置元件116與擋板120之間。通過焊接、止動環、或其他現有技術中的已知裝置，將擋板120緊固在螺母68上。在一個擴展沖程中，擋板120的位置決定了由一個或多個偏置元件116所施加的偏置載荷以及減震器20的阻尼特性。由于一個或多個偏置元件116的偏置而導致的阻尼盤112的移位，使得阻尼盤112阻止流體從下工作腔46流入上工作腔44但允許流體從上工作腔44流入下工作腔46。
多構件活塞體62包括反彈側護蓋130、壓縮側護蓋132和調節盤134。反彈側護蓋130限定了多個擴展通道入口122a、多個壓縮通道出口92b和多個壓縮排放通道78。壓縮側護蓋132限定了多個壓縮通道入口92a、多個擴展通道出口122b和多個擴展排放通道108。調節盤134被設置在反彈側護蓋130與壓縮側護蓋132之間，并且調節盤134的形狀還決定了減震器20的阻尼特性。
現在參考圖6，調節盤134限定了多個壓縮排放通道開口78c、多個擴展排放通道開口108c、多個壓縮開口92c和多個擴展開口122c。當正確組裝時，壓縮排放通道開口78c與多個壓縮排放通道78對準，多個擴展排放通道開口108c與多個擴展排放通道108對準，多個壓縮開口92c與多個壓縮通道92對準，且多個擴展開口122c與多個擴展通道122對準。為了保持上述開口與其相應通道對準，應包括各種定向裝置。可使用一種特定裝配工具(非示出)來直接確定所述各部件的方向，并隨后進行封邊處理，例如裝配密封件48。在活塞組件32的處理和裝配期間，密封件48將作為保持裝置，使各組件保持具有正確定向的裝配狀態。一個或多個突齒140可以形成在調節盤134中。突齒140可設計為用來接合反彈側護蓋130內的一個或多個孔(未示出)和壓縮側護蓋132中的一個或多個孔(未示出)，以提供正確的定向。在突齒140及其相應的孔之間，可采用輕過盈裝配，以使得可能進一步處理活塞組件32。此外，或作為過盈裝配的一種替換，可使用密封件48以保持各組件的定向。
在減震器20的一個壓縮沖程期間，下工作腔46的流體壓力增加而上工作腔44中的流體壓力減小。這種流體壓力差異，會朝向使排放盤74和阻尼盤82從多構件活塞體62上移開的方向對排放盤74和阻尼盤82產生作用。這種流體壓力差異還對排放盤104和阻尼盤112產生作用，使得排放盤104和阻尼盤112與多構件活塞體62接合。在具有相對低的流體壓力差的情況下，由于排放彈簧76的壓縮使得排放盤74將從多構件活塞體62上移開。排放彈簧76被設計為用來僅向排放盤74施加輕微壓力，從而容易地讓流體排放流動而通過排放盤74。流體將從下工作腔46經由多個壓縮通道入口92a、多個壓縮排放通道開口78c、多個壓縮排放通道78流過排放盤74并進入上工作腔44。當所述流體壓力差增加時，由于一個或多個偏置元件86的偏置，阻尼盤82將最終從多構件活塞體62上移開，流體也將從下工作腔46經由多個壓縮入口92a、多個壓縮開口92c、多個壓縮通道出口92b流過阻尼盤82并進入上工作腔44。
在壓縮沖程中，減震器20的阻尼特性由排放彈簧76、一個或多個偏置元件86、調節盤134的厚度、壓縮排放通道開口78c的尺寸和壓縮開口92c的尺寸決定。排放彈簧76、調節盤134的厚度和壓縮排放通道開口78c的尺寸將在壓縮沖程中決定減震器20的低速度或排放流動阻尼特性。一個或多個偏置元件86和壓縮開口92c的尺寸將在壓縮沖程中決定減震器20的高速度或高流動阻尼特性。
在減震器20的一個擴展沖程或反彈沖程期間，上工作腔44的流體壓力增加而下工作腔46中的流體壓力減小。這種流體壓力差異，會朝向使排放盤104和阻尼盤112從多構件活塞體62上移開的方向對排放盤104和阻尼盤112產生作用。這種流體壓力差異還對排放盤74和阻尼盤82產生作用，使得排放盤74和阻尼盤82與多構件活塞體62接合。在具有相對低的流體壓力差別的情況下，由于排放彈簧106的壓縮使得排放盤104將從多構件活塞體62上移開。排放彈簧106被設計為用來僅向排放盤104施加輕微壓力，從而容易地讓流體排放流動而通過排放盤104。流體將從上工作腔44經由多個擴展通道入口122a、多個擴展排放通道開口108c、多個擴展排放通道108、流過排放盤104并進入下工作腔46。當所述流體壓力差別增加時，由于一個或多個偏置元件116的偏置，阻尼盤112將最終從多構件活塞體62上移開，流體也將從上工作腔44經由多個擴展入口122a、多個擴展開口122c、多個擴展通道出口122b流過阻尼盤112并進入下工作腔46。
在反彈或擴展沖程中，減震器20的阻尼特性由排放彈簧106、一個或多個偏置元件116、調節盤134的厚度、擴展排放通道開口108c的尺寸和擴展開口122c的尺寸決定。排放彈簧106、調節盤134的厚度和擴展排放通道開口108c的尺寸將在反彈沖程中決定減震器20的低速度或排放流動阻尼特性。一個或多個偏置元件116和擴展開口122c的尺寸將在反彈沖程中決定減震器20的高速度或高流動阻尼特性。
當調節減震器20時，提供一個通常的排放流動通道200可能是有利的，該通道在減震器20的壓縮和擴展沖程中一直打開。圖6以虛線示出了排放流動通道200，該通道在減震器20的壓縮和反彈沖程中允許流體在上下工作腔44和46之間流動。
另一個選擇將是包括如圖6虛線示出的連接排放流動通道202。在沒有連接排放流動通道202的情況下，則如上面論述的那樣得到具有兩個止回閥的通常的關閉的排放設計。
在包括連接排放流動通道202的情況下，排放流動的設計提供了附加的特征。在很低的擴展或反彈速度下，通過擴展排放通道108的流動產生低的壓降。所述工作腔中的排放壓力低于排放盤104移位的所需壓力。因而，擴展或反彈沖程中的流動路徑將進入擴展排放通道108c，經過連接排放流動通道202、壓縮排放流動通道78c、壓縮開口92c，并且通過壓縮入口92a來提供排放流動。可以通過擴展排放通道108c、連接排放流動通道202和壓縮排放流動通道78c的尺寸來控制排放流動的量。當擴展或反彈速度增加時，將達到排放盤104移位的所需壓力，并且排放流動將如上述的那樣繼續。
這樣，通過改變調節盤134的設計，多構件活塞體62允許對壓縮排放流動、壓縮阻尼、反彈排放流動和反彈阻尼來進行單獨調節。由于通過調節盤134的設計來選擇具體的調節需求，這允許將相同的反彈側護蓋130和壓縮側護蓋132用于不同的應用中。另外，更多的調節需求可以通過使用不同的偏置元件86和/或112來選擇，但仍然可使用普通的側護蓋130和132。
權利要求
1.阻尼器，包括形成工作腔的壓力缸；設置在所述壓力缸中的活塞組件，所述活塞組件將所述工作腔分成上工作腔和下工作腔，所述活塞組件包括第一護蓋；第二護蓋；和設置在所述第一護蓋和所述第二護蓋之間的調節盤。
2.根據權利要求1所述的阻尼器，進一步包括在所述上下工作腔之間延伸的多個通道，所述多個通道延伸貫穿所述第一護蓋、所述第二護蓋和所述調節盤。
3.根據權利要求1所述的阻尼器，進一步包括在所述上下工作腔之間延伸的多個第一通道，所述多個第一通道貫穿所述第一護蓋、所述第二護蓋和所述調節盤；和與所述第一護蓋相鄰而置的第一閥組件，所述第一閥組件關閉至少一個所述第一通道。
4.如權利要求3所述的阻尼器，其中所述第一閥組件包括與所述第一護蓋相鄰的第一閥板；和促使所述第一閥板朝向所述第一護蓋的第一偏置元件。
5.如權利要求4所述的阻尼器，其中所述第一閥組件包括與所述第一護蓋相鄰的第二閥板；和促使所述第二閥板朝向所述第一護蓋的第二偏置元件。
6.根據權利要求3所述的阻尼器，進一步包括在所述上下工作腔之間延伸的多個第二通道，所述多個第二通道貫穿所述第一護蓋、所述第二護蓋和所述調節盤；和與所述第二護蓋相鄰而置的第二閥組件，所述第二閥組件關閉至少一個所述第二通道。
7.如權利要求6所述的阻尼器，其中所述第二閥組件包括與所述第二護蓋相鄰的第一閥板；和促使所述第一閥板朝向所述第二護蓋的第一偏置元件。
8.如權利要求7所述的阻尼器，其中所述第二閥組件包括與所述第二護蓋相鄰的第二閥板；和促使所述第二閥板朝向所述第二護蓋的第二偏置元件。
9.根據權利要求1所述的阻尼器，進一步包括用于相對于所述第一和第二護蓋來對所述調節盤進行定向的裝置。
10.根據權利要求9所述的阻尼器，進一步包括在所述上下工作腔之間延伸的多個通道，所述多個通道貫穿所述第一護蓋、所述第二護蓋和所述調節盤。
11.根據權利要求9所述的阻尼器，進一步包括在所述上下工作腔之間延伸的多個第一通道，所述多個第一通道貫穿所述第一護蓋、所述第二護蓋和所述調節盤；和與所述第一護蓋相鄰而置的第一閥組件，所述第一閥組件關閉至少一個所述第一通道。
12.根據權利要求11所述的阻尼器，進一步包括在上下工作腔之間延伸的多個第二通道，所述多個第二通道貫穿所述第一護蓋、所述第二護蓋和所述調節盤；和與所述第二護蓋相鄰而置的第二閥組件，所述第二閥組件關閉至少一個所述第二通道。
13.根據權利要求1所述的阻尼器，進一步包括用于將所述活塞組件保持在組裝狀態的裝置。
14.根據權利要求13所述的阻尼器，進一步包括在所述上下工作腔之間延伸的多個通道，所述多個通道貫穿所述第一護蓋、所述第二護蓋和所述調節盤。
15.根據權利要求13所述的阻尼器，進一步包括在所述上下工作腔之間延伸的多個第一通道，所述多個第一通道貫穿所述第一護蓋、所述第二護蓋和所述調節盤；和與所述第一護蓋相鄰而置的第一閥組件，所述第一閥組件關閉至少一個所述第一通道。
16.根據權利要求15所述的阻尼器，進一步包括在所述上下工作腔之間延伸的多個第二通道，所述多個第二通道貫穿所述第一護蓋、所述第二護蓋和所述調節盤；和與所述第二護蓋相鄰而置的第二閥組件，所述第二閥組件關閉至少一個所述第二通道。
全文摘要
減震器活塞具有上半部分、下半部分和設置在上半部分和下半部分之間的調節盤。調節盤上開口的設計，使得在減震器的壓縮和擴展運動期間，可選擇單獨地調節高低速阻尼特性。
文檔編號F16F9/50GK1932326SQ200610138978
公開日2007年3月21日 申請日期2006年6月21日 優先權日2005年6月21日
發明者斯蒂芬·德弗馬 申請人:坦尼科汽車操作有限公司