重量优化的波纹管蓄能器的制作方法

1.本技术涉及阻尼器，尤其涉及具有蓄能器的阻尼器。


背景技术：

2.本节中的陈述仅提供与本技术相关的背景信息，并且不构成现有技术。
3.用于诸如摩托车、汽车和卡车等车辆的减震器(也称为阻尼器或阻尼器总成)通常具有活塞-汽缸总成，该活塞-汽缸总成具有包含油和/或气体的压力管以及具有设置在压力管中的活塞杆的活塞。压力管的一端连接到设置有衬套的缸座上，而活塞杆延伸穿过另一端。活塞杆的一端连接到活塞，另一端连接到设置有衬套的活塞杆支架。缸座连接到车辆的车身或框架(也称为“簧上质量”，sprung mass)，活塞杆支架连接到车辆的悬架系统(也称为“簧下质量”，unsprung mass)。在替代方案中，缸座连接到车辆的簧下质量，活塞杆连接到车辆的簧上质量。
4.在减震器的操作或使用期间，活塞和活塞杆在汽缸内滑动，使得工作流体通过活塞-汽缸总成中的通道的受限流动产生阻尼力。此外，一些减震器包括远程蓄能器，以容纳工作流体的流动。然而，这种远程蓄能器增加了减震器的重量。
5.本技术解决了远程蓄能器增加减震器重量的问题以及与具有远程蓄能器的减震器相关的其他问题。


技术实现要素：

6.本节提供了本技术的一般概述，而不是对其全部范围或所有特征的全面公开。
7.在本技术的一种形式中，阻尼器总成包括具有压力管和可滑动地设置在压力管内的活塞的阻尼器。第一工作室限定在活塞的一侧，第二工作室限定在活塞的相对侧，使得第二工作室的容积在活塞的压缩冲程期间减小，第二工作室的容积在活塞的回弹冲程期间增大。还包括与第二工作室流体连通的波纹管蓄能器总成。波纹管蓄能器总成包括壳体、设置在壳体内的波纹管蓄能器、限定在壳体和波纹管蓄能器之间的加压气体室以及限定在波纹管蓄能器和第二工作室之间的蓄能器室。此外，波纹管蓄能器构造成在活塞的压缩冲程期间容纳流出第二工作室的过量工作流体，并在活塞的回弹冲程期间向第二工作室提供工作流体。
8.在一些变型中，波纹管蓄能器具有限定出汽缸(cylinder)的波纹管形侧壁和从波纹管形侧壁延伸的凹形封闭端。在至少一种变型中，凹形封闭端延伸到由波纹管形侧壁限定的汽缸中。并且在一些变型中，凹形封闭端是抛物面形端，其从波纹管形壁延伸并进入由波纹管形侧壁限定的汽缸中。
9.在至少一种变型中，壳体具有与波纹管蓄能器互补的形状。此外，壳体可以具有凹形端，该凹形端构造成嵌套在波纹管蓄能器的凹形封闭端内。
10.在一些变型中，还包括设置在阻尼器和波纹管蓄能器总成之间的远程阀总成。在这样的变型中，远程阀总成可以构造成调节阻尼器和波纹管蓄能器总成之间的工作流体的
流动(flow)，波纹管蓄能器总成可以附接并密封到远程阀总成，远程阀总成可以附接和密封到阻尼器。
11.在至少一种变型中，波纹管蓄能器总成包括具有孔的基座，壳体至少部分地设置在孔中。基座附接并密封到远程阀总成，壳体机械地耦合(coupled)并密封到基座。在一些变型中，波纹管蓄能器包括设置在基座和壳体之间的第一密封件以及设置在基座和波纹管蓄能器之间的第二密封件。此外，波纹管蓄能器具有法兰端，第二密封件设置在基座和法兰端之间。在一些变型中，波纹管蓄能器是焊接到基座的金属波纹管蓄能器。
12.在至少一种变型中，阻尼器总成包括绕压力管径向设置的储备管和限定在储备管和压力管之间的储备管室，其中第一工作室与储备管室流体连通。
13.在本技术的另一种形式中，阻尼器总成包括具有压力管和可滑动地设置在压力管内的活塞的阻尼器。第一工作室限定在活塞的一侧，第二工作室限定在活塞的相反侧，使得第二工作室的容积在活塞的压缩冲程期间减小，第二工作室的容积在活塞的回弹冲程期间增大。远程阀总成附接并密封到阻尼器并与其流体连通，波纹管蓄能器总成附接并密封到远程阀总成流体并与其流体连通。波纹管蓄能器总成包括壳体、设置在壳体内的波纹管蓄能器、限定在壳体和波纹管蓄能器之间的加压气体室以及限定在波纹管蓄能器和第二工作室之间的蓄能器室。波纹管蓄能器构造成在活塞的压缩冲程期间容纳流出第二工作室的过量工作流体，并在活塞的回弹冲程期间向第二工作室提供工作流体。
14.在一些变型中，波纹管蓄能器包括限定出汽缸的波纹管形侧壁和从波纹管形侧壁延伸的凹形封闭端。并且在至少一种变型中，壳体包括互补的凹形端，该凹形端构造成嵌套在波纹管蓄能器的凹形封闭端内。
15.在本技术的又一形式中，阻尼器总成包括具有压力管和可滑动地设置在压力管内的活塞的阻尼器。第一工作室限定在活塞的一侧，第二工作室限定在活塞的相反侧，使得第二工作室的容积在活塞的压缩冲程期间减小，第二工作室的容积在活塞的回弹冲程期间增大。还包括附接并密封到阻尼器并与其流体连通的远程阀总成，还包括附接并密封到远程阀总成并与其流体连通的波纹管蓄能器总成。波纹管蓄能器总成具有带孔的基座、至少部分地设置在孔内的壳体和设置在壳体内的波纹管蓄能器。在壳体与波纹管蓄能器之间限定有加压气室，在波纹管蓄能器与第二工作室之间限定有蓄能器室。此外，波纹管蓄能器构造成在活塞的压缩冲程期间容纳流出第二工作室的过量工作流体，并在活塞的回弹冲程期间向第二工作室提供工作流体。在一些变型中，第一密封件设置在基座和壳体之间，第二密封件设置在基座和波纹管蓄能器之间。
16.进一步的应用领域将从本文提供的描述中变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本技术的范围。
附图说明
17.为了可以很好地理解本技术，现在将参考附图通过示例描述其各种形式，在附图中：
18.图1是根据本技术的教导的具有重量增强的波纹管蓄能器的阻尼器总成的立体图；
19.图2是图1的阻尼器总成的分解立体图；
20.图3是图1中的阻尼器总成的阻尼器的侧剖视图；
21.图4是具有图1的重量增强的波纹管蓄能器和处于收缩状态的重量优化的波纹管蓄能器的远程阀总成的侧剖视图；以及
22.图5是图3的远程阀总成和重量增强的波纹管蓄能器以及处于展开状态的重量优化的波纹管蓄能器的侧剖视图。
23.在此描述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本技术的范围。
具体实施方式
24.下面的描述本质上仅仅是示例性的并且不旨在限制本技术、应用或用途。应当理解，在所有附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。提供示例以向本领域技术人员充分传达本技术的范围。阐述了许多特定细节，例如特定部件、装置和方法的类型，以提供对本技术的变化的透彻理解。对于本领域技术人员而言，不需要使用特定细节并且本文提供的示例可以包括替代实施例并且不旨在限制本技术的范围，这将是显而易见的。在一些示例中，未详细描述众所周知的工艺、众所周知的装置结构和众所周知的技术。
25.本技术提供了一种具有重量增强的波纹管蓄能器总成(在本文中简称为“波纹管蓄能器总成”)的阻尼器，其在阻尼器的压缩和回弹冲程期间容纳工作流体。波纹管蓄能器总成包括具有波纹管形或手风琴形侧壁和凹形封闭端的波纹管蓄能器，使得凹形封闭端在波纹管形侧壁之间或之内延伸。波纹管蓄能器设置在互补成形的壳体中，使得在波纹管蓄能器的外表面和互补成形的壳体的内表面之间限定出气体加压室，并在波纹管形蓄能器的内表面和与波纹管蓄能器流体连通的远程阀总成之间限定出蓄能室。波纹管形侧壁允许凹形端朝一个方向移动，从而将工作流体接纳到波纹管蓄能器中，并在工作流体流出波纹管蓄能器时朝相反方向移动。此外，波纹管蓄能器可以由薄材料(例如，金属片或箔)制成，并且与互补成形的壳体相结合，波纹管蓄能器总成重量轻且无需使用移动部件即可容纳工作流体。
26.现在参考图1和2，示出了具有阻尼器22、远程阀总成24和波纹管蓄能器总成26的阻尼器总成20。远程阀总成24机械地耦合到阻尼器主体30，并通过第一阻尼器端口80和第二阻尼器端口82与阻尼器22流体连通。此外，波纹管蓄能器总成26机械地耦合到阻尼器主体30，并与远程阀总成24(以及阻尼器22)流体连通，如下文更详细描述。如图1所示，阻尼器总成20包括附接特征44和具有上端70的活塞杆38，附接特征44构造成将阻尼器22机械地耦合到车辆(未示出)的第一部件45，活塞杆38构造成机械地耦合到车辆的第二部件(未示出)。在一种构造中，第一部件45是车辆的簧上部件，第二部件是车辆的簧下部件。在另一种构造中，第一部件45是车辆的簧下部件，第二部件是车辆的簧上部件。在所提供的示例中，阻尼器总成20是车辆减震器，但是本领域技术人员将理解本技术的教导也可以应用于其他阻尼器总成，包括但不限于车辆支柱。
27.参考图3-5，在图3中示出了阻尼器22的剖视图，在图4和图5中示出了远程阀总成24和波纹管蓄能器总成26的剖视图。阻尼器22包括阻尼器主体30、压力管32、储备管34、活塞36和活塞杆38。阻尼器主体30在上( z方向)端40和下(-z方向)端42之间沿阻尼器22的纵向轴线52延伸，压力管32在上端56和下端58之间(沿纵向轴线52)延伸，储备管34在上端60和下端62(沿纵向轴线52)之间延伸。
28.在本技术的一些变型中，阻尼器主体30的下端42包括附接特征44，并且在至少一种变型中，阻尼器主体30具有在上端40和下端42之间的内阶梯孔46。在这样的变型中，内阶梯孔包括下扩大部分48、上扩大部分50和储备管接合部分51。此外，储备管34绕压力管32延伸，使得在压力管32和储备管34之间径向地限定出储备管室54。
29.活塞36设置在压力管32内并与压力管32滑动接合，第一工作室64限定在活塞36上方( z方向)，第二工作室66限定在活塞36下方(-z方向)。在一些变型中，如图3所示，活塞36是封闭式活塞36，没有用于在第一工作室64和第二工作室66之间流体连通的通道。在其他变型中，活塞36是开放式活塞，具有用于在第一工作室64和第二工作室66之间流体连通的通道(未示出)。活塞密封件68可以被包括并设置在活塞36和压力管32之间，使得第一工作室64和第二工作室66之间的流体连通得到抑制和/或活塞36在压力管32内的滑动运动得到增强而没有不希望的摩擦。
30.活塞杆38在上端70( z方向)和附接或耦合到活塞36的下端72(-z方向)之间沿纵向轴线52延伸。活塞杆38延伸穿过第一工作室64和导杆总成74。在一些变型中，活塞杆38延伸穿过设置在导杆总成74内或导杆总成74上的密封总成76。导杆总成74设置在储备管34的上端60和压力管32的上端56内并与其耦合。因此，第一工作室64由压力管32、活塞36和杆总成74限定或在压力管32、活塞36和杆总成74之间限定。此外，第二工作室66由压力管32、活塞36和压力管32的下端58限定或在压力管32、活塞36和压力管32的下端58之间限定。
31.压力管32设置在储备管34内并与储备管34同轴，使得压力管32的下端58定位在或位于储备管34的下端62的上方或下方(-z方向)。此外，压力管32的下端58被接纳或定位在阻尼器主体30的下扩大部分48内，储备管的下端62被接纳或定位在阻尼器主体30的上扩大部分50内。因此，阻尼器主体30的下部扩大部分48与第二工作室66流体连通，阻尼器主体30的上扩大部分与储备管室54流体连通。在一些变型中，o形环密封圈78设置在储备管34和阻尼器主体30之间和/或设置在压力管32和阻尼器主体30之间。此外，第一阻尼器端口80和第二阻尼器端口82延伸穿过阻尼器主体30，使得第一阻尼器端口80与下扩大部分48流体连通，第二阻尼器端口82与上扩大部分50流体连通。因此，第一阻尼器端口80与第二工作室66流体连通，第二阻尼器端口82与储备管室54流体连通。
32.特别参照图4和5，远程阀总成24包括具有第一阀孔96和第二阀孔98的阀块88。第一阀90(例如，第一电磁阀)设置在第一阀孔96中，第二阀92(例如，第二电磁阀)设置在第二阀孔98中。在一些变型中，阀块包括在第二阀孔98和第一阀孔96之间以及在第一阀孔96和波纹管蓄能器总成26之间延伸的通道100。此外，阻尼器主体30的第一阻尼器端口80(图2)与第一阀孔96流体连通，第二阻尼器端口82(图2)与第二阀孔98流体连通。
33.波纹管蓄能器总成26包括基座205和附接到或耦合到基座205的壳体210。在一些变型中，基座包括孔212，壳体210的至少一部分设置在孔212内。在这样的变型中，孔212包括侧壁213和孔基座214。并且在至少一种变型中，侧壁213具有第一密封槽215，第一密封件216(例如，o形环密封件)设置在第一密封槽215内，以增强或确保基座205和壳体210之间的液体和/或气密密封。在一些变型中，侧壁包括锁环凹槽217，壳体210包括互补的锁环凹槽211，锁环218设置在锁环槽211、217内，使得壳体210机械耦合到基座205。
34.设置在壳体210内的是具有侧壁232、开口端234和封闭端236的波纹管蓄能器230。在本技术的一些变型中，侧壁232是波纹管形或手风琴形侧壁232，开口端234是法兰端234，
封闭端236是凹形封闭端236。在至少一种变型中，封闭端236是抛物面形封闭端236。形成波纹管蓄能器的材料的非限制性示例包括商业纯金属(例如铁、镍、铜、铝、钛等)、合金(钢、不锈钢、镍合金、铜合金、铝合金、钛合金等)和聚合物。壳体210与波纹管蓄能器互补地成形，并具有形状互补端219，例如凹形端219和/或抛物面形端219。在一些变型中，基座205还包括第二密封槽206，第二密封件207(例如，o形环密封圈)设置在第二密封槽206内，以增强或确保波纹管蓄能器230和基座205之间(即开口端234和孔基座214之间)的液体和/或气密密封。
35.波纹管蓄能器230将壳体210分成加压气体室250和蓄能室252，蓄能室252设置为通过延伸穿过基座205的端口或开口240与公共阀通道100流体连通。加压气体室250中的气体的非限制性示例主要是空气和氮气等。应当理解，当工作流体流入蓄能室252时，蓄能室252的容积增加，而加压气体室250的容积减小(比较图5和图4)，而当流体流出蓄能室时，蓄能室252的容积减小，而加压气体室250的容积增大(比较图4和图5)。
36.返回参考图3，活塞杆38仅延伸进入并穿过第一工作室64。因此，与在第二工作室66中置换的工作流体的量相比，活塞36在压力管32内的延伸( z方向)和压缩(-z方向)运动导致在第一工作室64中置换的工作流体量不同。而且，在第一工作室64中置换的工作流体量与第二工作室66中置换的工作流体量之间的差异被称为并且在本文中被称为“杆容积(rod volume)”，并且杆容积必须在压力管32内的活塞36的压缩和伸展冲程期间被容纳。
37.例如，在压缩冲程期间，活塞36(图3)朝向压力管32的下端58移动，从而增加第一工作室64的容积并减小第二工作室的容积66。并且，第二工作室66的容积减少量(即容积减少量的绝对值)等于第一工作室64的容积增加量加上杆容积。因此，阻尼器总成20通过使工作流体流出阻尼器22、流过远程阀总成24并流入波纹管蓄能器总成26来容纳压力管32中的净容积减少和相应的过量工作流体，如在下文中更详细解释的那样。并且，在伸展冲程期间，活塞36朝向压力管32的上端56移动，从而减小第一工作室64的容积并增加第二工作室66的容积。第二工作室66的容积增加量等于第一工作室64的容积减少量(即，容积减少量的绝对值)加上杆容积。因此，阻尼器总成20通过使工作流体流出波纹管蓄能器总成26、流过远程阀总成24并流入阻尼器22来容纳压力管32中的净容积增加和对工作流体的相应需求，如在下文中更详细解释的那样。
38.关于活塞36的压缩冲程和压力管32中的净容积减少，第二工作室66中的工作流体流入下扩大部分48、流过第二阻尼器端口82、流入远程阀总成24的第二转移室128并经由第二阀92中的第二主动孔130流入公共阀通道100。并且，公共阀通道100中的工作流体流过基座205的端口240并流入蓄能室252。应当理解，尽管压力管32中的净容积减少，但在压缩冲程期间第一工作室64的容积仍然增加。因此，容积的这种增加由远程阀总成24的第一转移室118中的工作流体流过第一主动孔120、流过第一阻尼器端口80、流入储备管室54并经由导杆总成74中的开口或狭槽流入第一工作室64来容纳。
39.随着工作流体流入蓄能室252，波纹管蓄能器230膨胀，即，封闭端236向上移动( z方向)，侧壁232在壳体210内膨胀或伸长。取决于压缩冲程以及因此由波纹管蓄能器总成26容纳的过量工作流体的量，封闭端236移动到图4所示的收缩位置和图5所示的完全展开位置之间的位置。另外，并且如图5所示，封闭端236具有与壳体210的端219互补的形状，使得封闭端236嵌套在壳体210的端219内。因此，与传统的蓄能器相比，波纹管蓄能器总成26具
有减轻的重量，并且通过侧壁232的膨胀和收缩而发生的封闭端236的移动提供了一种没有移动部件并且可靠性得到增强的蓄能器。
40.关于活塞36的回弹或伸展冲程和压力管32中的净容积增加，蓄能室252中的工作流体流过端口240、流过公共阀通道100并经由第二阀92中的第二主动孔130流入第二转移室128。并且，第二转移室128中的工作流体流过第二阻尼器端口82、流入下扩大部分48并流入第二工作室66。应当理解，虽然在压力管32中存在净容积增加，但是第一工作室64的容积在回弹冲程期间仍然减小。因此，容积的这种减小由来自第一工作室64的工作流体经由导杆总成74中的开口或狭槽流入储备管室54、流过第一阻尼器端口80并经由远程阀总成24的第一主动孔120流入第一转移室118。
41.随着工作流体流出蓄能室252，波纹管蓄能器230收缩，即，封闭端236向下(-z方向)移动，侧壁232在壳体210内收缩。取决于回弹冲程的长度或在回弹冲程起始或开始时蓄能室252中的工作流体的量，封闭端236移动到图5所示的完全膨胀位置和图4所示的收缩位置之间的位置。
42.当一个元件或层被称为“在其上”、“接合到(engaged to)”、“连接到(connected to)”或“耦合到(coupled to)”另一个元件或层时，它可以直接在其上、接合、连接或耦合到另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当一个元件被称为“直接在其上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一个元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其他词应以类似的方式解释(例如，“之间”与“直接之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
43.尽管术语第一、第二、第三等可用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语可仅用于将一个元件、部件、区域、层和/或部分与另一元件、部件、区域、层和/或部分区分开。诸如“第一”、“第二”之类的术语和其他数字术语在本文中使用时并不暗示顺序或次序，除非上下文明确指出。因此，第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不脱离示例形式的教导。此外，元件、部件、区域、层或部分可以被称为“第二”元件、部件、区域、层或部分，而不需要将元件、部件、区域、层或部分称为“第一”元件、部件、区域、层或部分。
44.诸如“内(inner)”、“外(outer)”、“之下(beneath)”、“下方(below)”、“下(lower)”、“上方(above)”、“上(upper)”等的空间相关术语可以在本文中使用，以便于描述以描述一个元件或特征与另一个元件或特征的关系，如图所示。除了图中描绘的方向之外，空间相对术语可以旨在涵盖装置在使用或操作中的不同方向。例如，如果图中的装置被翻转，则描述为在其他元件或特征“下方(below)”或“之下(beneath)”的元件将被定向为在其他元件或特征“上方(above)”。因此，示例性术语“下方(below)”可以涵盖上方或下方的方向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，并且本文使用的空间相关描述符相应地解释。
45.如本文所用，短语a、b和c中的至少一个应使用非排他逻辑或被解释为表示逻辑(a或b或c)，并且不应被解释为表示“a中的至少一个、b中的至少一个和c中的至少一个”。
46.除非另有明确说明，所有表示机械/热性能、组成百分比、尺寸和/或公差或其他特性的数值均应理解为在描述本技术。出于各种原因，包括工业实践、制造技术和测试能力，
需要这种修改。
47.在此使用的术语仅出于描述特定示例形式的目的并且不旨在进行限制。单数形式“a(一)”、“an(一种)”和“the(该)”也可以旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。术语“包括(including)”和“具有(having)”是包容性的，因此指定了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。此处描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必然要求它们以所讨论或图示的特定顺序执行，除非具体标识为执行顺序。还应当理解，可以采用附加的或替代的步骤。
48.本技术的描述本质上仅仅是示例性的，因此，不脱离本技术的实质的示例旨在落入本技术的范围内。此类示例不应被视为背离本技术的精神和范围。本技术的广泛教导可以多种形式实施。因此，虽然本技术包括特定示例，但本技术的真实范围不应如此限制，因为其他修改将在研究附图、说明书和所附权利要求后变得显而易见。