ГИБКАЯ ВТУЛКА, СОДЕРЖАЩИЙ ЕЕ УЗЕЛ ГАЗОВОЙ ПРУЖИНЫ И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ
FLEXIBLE BUSH, GAS SPRING UNIT COMPRISING IT AND METHOD OF UNIT ASSEMBLY

Предпосылки к созданию изобретения
Настоящее изобретение в общем имеет отношение к созданию пружинных устройств, а более конкретно имеет отношение к созданию гибкой втулки, которая имеет внутреннюю поверхность и содержит удерживающий элемент, расположенный вдоль внутренней поверхности гибкой втулки для прилегающего зацепления с соответствующим концевым элементом. Настоящее изобретение также имеет отношение к созданию узла газовой пружины и способа сборки газовой пружины, которая содержит такую гибкую втулку.
Настоящее изобретение может найти особое применение и использование в сочетании с системами подвески колесных транспортных средств и будет описано далее со ссылкой именно на такое применение. Однако следует иметь в виду, что настоящее изобретение может быть использовано и в других областях применения, так что специфическое применение, описанное здесь и показанное на чертежах, является просто примерным. Например, настоящее изобретение может быть использовано для поддержки различных конструкций, в системах регулировки высоты и в исполнительных механизмах в промышленном оборудовании, в его компонентах и/или в другом подобном оборудовании.
Колесные транспортные средства большинства типов и видов содержат подрессоренную массу, например, такую как корпус или шасси, и неподрессоренную массу, например, такую как две или несколько осей или других связанных с колесами элементов, причем система подвески расположена между ними. Типично, система подвески содержит множество пружинных устройств, а также множество демпфирующих устройств, которые совместно позволяют подрессоренной массе и неподрессоренной массе транспортного средства двигаться отчасти управляемым образом друг относительно друга. Движение подрессоренной и неподрессоренной масс в направлении друг к другу обычно называют как движение соединения, в то время как движение подрессоренной и неподрессоренной масс в направлении удаления друг от друга обычно называют как движение обратного хода.
Во многих применениях, связанных с использованием колесных транспортных средств, система подвески транспортного средства выполнена так, что по существу отсутствуют режимы работы, при нормальном использовании, когда множество пружинных устройств растянуты или подвержены воздействию растягивающей нагрузки. Таким образом, конфигурация и/или использование обычных систем подвески являются такими, что отсутствует растяжение при движении обратного хода и они в основном используются в сжатом состоянии в нормальных рабочих условиях. В таких режимах работы можно использовать узел газовой пружины, который имеет упрощенную конструкцию и минимальное удержание гибкой стенки на поршне узла газовой пружины в направлении, противоположном направлению при нормальном использовании.
В более специфическом примере может быть использована конструкция, в которой открытый конец гибкой стенки "натянут" или иным образом плотно надет на поршень узла газовой пружины. Следует иметь в виду, что такие конструкции "с натягом" позволяют снизить стоимость узлов газовых пружин, по меньшей мере частично, так как может быть использовано меньшее число компонентов, а также за счет упрощения сборки и других использованных технологий изготовления.
Это зацепление "с натягом" между открытым концом гибкой стенки и частью поршня обычно обеспечивает достаточное удержание для проведения сборки. Однако следует иметь в виду, что часто полагают, что такие конструкции плохо подходят для применений, в которых узел газовой пружины может быть растянут, так как это может создавать нежелательное разделение между гибкой стенкой и поршнем узла газовой пружины.
Было бы желательно создать поршень газовой пружины, также как и узел газовой пружины и способ их сборки, которые позволяют обеспечивать улучшенное удержание гибкой стенки на поршне газовой пружины во время использования узла газовой пружины в режимах растяжения, и/или которые позволяют преодолеть другие недостатки известных конструкций, однако при сохранении относительно низкой стоимости изготовления и легкости использования узла газовой пружины.
Раскрытие изобретения
В одном варианте втулка газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением выполнена с возможностью закрепления между соответствующими первым и вторым концевыми элементами соответствующего узла газовой пружины и может иметь гибкую стенку, имеющую продольную ось. Гибкая стенка идет по окружности вокруг оси и идет продольно между противоположными первым и вторым открытыми концами. Гибкая стенка может иметь внутреннюю поверхность, внешнюю поверхность и первую торцевую поверхность, которая идет между внутренней и внешней поверхностями и соединяет их вдоль первого открытого конца. Кольцевой усиливающий элемент может быть по существу полностью заделан в гибкую стенку рядом с первым открытым концом, так что усиливающий элемент будет расположен внутри гибкой стенки со смещением от внутренней поверхности, внешней поверхности и первой торцевой поверхности. Удерживающий элемент имеет поверхность элемента, расположенную вдоль гибкой стенки рядом с первым открытым концом, так что поверхность элемента открыта вдоль одной из поверхностей, таких как внутренняя поверхность, внешняя поверхность и первая торцевая поверхность гибкой стенки.
В другом варианте гибкая втулка в соответствии с настоящим изобретением выполнена с возможностью прикрепления к соответствующему концевому элементу для соответствующего узла газовой пружины и может иметь гибкую стенку, имеющую продольную ось и идущую по окружности вокруг оси. Гибкая стенка может иметь внутреннюю поверхность, приспособленную для того, чтобы по меньшей мере частично ограничивать камеру пружины, внешнюю поверхность, противоположную внутренней поверхности, и торцевую поверхность, расположенную рядом с открытым концом гибкой стенки. Кольцевой усиливающий элемент может быть по существу полностью заделан в гибкую стенку рядом с открытым концом. Может быть предусмотрен по меньшей мере один удерживающий элемент, который может иметь поверхность элемента. По меньшей мере один удерживающий элемент может быть расположен вдоль по меньшей мере одной из поверхностей, таких как внутренняя поверхность, внешняя поверхность и торцевая поверхность указанной гибкой стенки, так что поверхность элемента будет по меньшей мере частично открыта вдоль гибкой стенки.
Узел газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением может иметь первый концевой элемент. Второй концевой элемент может быть смещен от первого концевого элемента и может иметь продольную ось. Второй концевой элемент может идти продольно между противоположными первым и вторым концами. Второй концевой элемент может иметь первую боковую стенку, идущую по окружности вокруг оси и в основном продольно между первым и вторым концами. Первая торцевая стенка может быть расположена вдоль первого конца и может идти по окружности вокруг оси, в основном перпендикулярно к первой боковой стенке. Вторая боковая стенка может идти по окружности вокруг оси и может идти от первой торцевой стенки в направлении, противоположном второму концу второго концевого элемента. Вторая боковая стенка может иметь идущий радиально наружу удерживающий выступ, который по меньшей мере частично образует поверхность заплечика, обращенную к первой торцевой стенке. Гибкая втулка может идти между смещенными продольно друг от друга первым и вторым открытыми концами. Первый открытый конец гибкой втулки может быть прикреплен к первому концевому элементу, а второй открытый конец гибкой втулки может быть прикреплен ко второму концевому элементу, так что камера пружины по меньшей мере частично образована между ними. Гибкая втулка может иметь гибкую стенку, идущую по окружности вокруг оси и идущую продольно между первым и вторым открытыми концами. Гибкая стенка может иметь внутреннюю поверхность, внешнюю поверхность и первую торцевую поверхность, идущую между внутренней и внешней поверхностями и соединяющую их вдоль второго открытого конца. Кольцевой усиливающий элемент может быть по существу полностью заделан в гибкую стенку рядом со вторым открытым концом, так что усиливающий элемент будет расположен внутри гибкой стенки со смещением от ее внутренней поверхности, внешней поверхности и первой торцевой поверхности. Удерживающий элемент имеет поверхность элемента и может быть расположен вдоль гибкой стенки рядом со вторым открытым концом, так что поверхность элемента открыта вдоль по меньшей мере одной из поверхностей, таких как внутренняя поверхность, внешняя поверхность и первая торцевая поверхность гибкой стенки. Второй открытый конец гибкой стенки и удерживающий элемент могут быть соединены со вторым концевым элементом, так что первая торцевая поверхность гибкой стенки будет иметь прилегающее зацепление со второй боковой стенкой второго концевого элемента и так что внешняя поверхность гибкой стенки будет расположена напротив первой торцевой стенки второго концевого элемента, причем внутренняя поверхность гибкой стенки и открытая поверхность элемента будут расположены напротив поверхности заплечика удерживающего выступа.
Способ сборки газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением может предусматривать использование гибкой втулки, имеющей продольную ось и идущей между продольно смещенными друг от друга первым и вторым открытыми концами. Гибкая втулка может иметь гибкую стенку, идущую по окружности вокруг оси и идущую продольно между первым и вторым открытыми концами. Гибкая стенка может иметь внутреннюю поверхность, внешнюю поверхность и первую торцевую поверхность, идущую между внутренней и внешней поверхностями и соединяющую их вдоль второго конца. Кольцевой усиливающий элемент может быть по существу полностью заделан в гибкую стенку рядом со вторым открытым концом, так что усиливающий элемент будет расположен внутри гибкой стенка со смещением относительно ее внутренней поверхности, внешней поверхности и первой торцевой поверхности. Способ также может предусматривать использование удерживающего элемента, имеющего поверхность элемента, и установку удерживающего элемента вдоль гибкой стенки рядом со вторым открытым концом, так что поверхность элемента будет открыта вдоль по меньшей мере одной из поверхностей, таких как внутренняя поверхность, внешняя поверхность и первая торцевая поверхность гибкой стенки. Способ дополнительно может предусматривать использование первого концевого элемента и прикрепление первого концевого элемента поперек первого открытого конца гибкой втулки. Способ также может предусматривать использование второго концевого элемента, который содержит первую боковую стенку, идущую по окружности вокруг оси и в основном продольно между первым и вторым концами. Второй концевой элемент также может иметь первую торцевую стенку, расположенную вдоль первого конца и идущую по окружности вокруг оси, в основном перпендикулярно к первой боковой стенке. Второй концевой элемент может дополнительно иметь вторую боковую стенку, которая идет по окружности вокруг оси и идет от первой торцевой стенки в направлении, противоположном второму концу второго концевого элемента. Вторая боковая стенка может иметь выступающий радиально наружу удерживающий выступ, по меньшей мере частично образующий поверхность заплечика, обращенную к первой торцевой стенке. Способ дополнительно может предусматривать установку второго открытого конца гибкой стенки и удерживающего элемента вдоль первого конца второго концевого элемента. Способ также может предусматривать принудительное перемещение второго открытого конца гибкой стенки и удерживающего элемента в продольном направлении на второй концевой элемент, пока гибкая стенка и удерживающий элемент не будут перемещены поверх удерживающего выступа и когда по меньшей мере часть внешней поверхности будет иметь прилегающее зацепление с первой торцевой стенкой второго концевого элемента, а внутренняя поверхность гибкой стенки и открытая поверхность элемента удерживающего элемента будут обращены к поверхности заплечика второго концевого элемента.
Другой способ сборки газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением может предусматривать использование гибкой втулки, имеющей гибкую стенку и усиливающий элемент. Гибкая стенка может иметь открытый конец, причем усиливающий элемент по существу полностью заделан в гибкую стенку рядом с открытым концом. Способ также может предусматривать использование по меньшей мере одного удерживающего элемента, имеющего поверхность элемента, и установку по меньшей мере одного удерживающего элемента вдоль открытого конца гибкой стенки, так что поверхность элемента будет по меньшей мере частично открыта вдоль нее. Способ дополнительно может предусматривать использование концевого элемента, имеющего продольную ось и содержащего торцевую стенку, боковую стенку, выступающую продольно из торцевой стенки, и удерживающий выступ, выступающий радиально наружу из боковой стенки. Удерживающий выступ может иметь поверхность заплечика, обращенную к торцевой стенке, и внешнюю периферийную кромку. Способ также может предусматривать установку открытого конца гибкой стенки и по меньшей мере одного удерживающего элемента рядом с удерживающим выступом концевого элемента. Способ дополнительно может предусматривать принудительное перемещение открытого конца гибкой стенки и по меньшей мере одного удерживающего элемента вдоль удерживающего выступа, так что по меньшей мере открытый конец будет принудительно пропущен поверх внешней периферийной кромки удерживающего выступа, и так что по меньшей мере гибкая стенка будет иметь прилегающее зацепление по меньшей мере с одной из стенок, таких как торцевая стенка и боковая стенка концевого элемента.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид сбоку с частичным разрезом одного примерного узла газовой пружины, который содержит гибкую втулку в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2 показан разрез по линии 2-2 узла газовой пружины, показанного на фиг.1.
На фиг.3 показано с увеличением поперечное сечение части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.1 и 2, в обведенной области 3 на фиг.1.
На фиг.4 показан вид сверху с частичным разрезом части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.1-3, в обведенной области 4 на фиг.2.
На фиг.5 показано поперечное сечение с пространственным разделением деталей части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.3, до сборки.
На фиг.6 показан вид сбоку с частичным разрезом другого примерного узла газовой пружины, который содержит гибкую втулку в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.7 показан разрез по линии 7-7 узла газовой пружины, показанного на фиг.6.
На фиг.8 показано с увеличением поперечное сечение части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.6 и 7, в обведенной области 8 на фиг.6.
На фиг.9 показан вид сверху с частичным разрезом части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.6-8, в обведенной области 9 на фиг.7.
На фиг.10 показано поперечное сечение с пространственным разделением деталей части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.8, до сборки.
На фиг.11 показан вид сбоку с частичным разрезом еще одного примерного узла газовой пружины, который содержит гибкую втулку в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.12 показан разрез по линии 12-12 узла газовой пружины, показанного на фиг.11.
На фиг.13 показано с увеличением поперечное сечение части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.11 и 12, в обведенной области 13 на фиг.11.
На фиг.14 показан вид сверху с частичным разрезом части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.11-13, в обведенной области 14 на фиг.12.
На фиг.15 показан вид сверху с частичным разрезом альтернативного конструктивного варианта гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.11-14.
На фиг.16 показано поперечное сечение с пространственным разделением деталей части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.13, до сборки.
На фиг.17 показан вид сбоку с частичным разрезом еще одного примерного узла газовой пружины, который содержит гибкую втулку в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.18 показан разрез по линии 18-18 узла газовой пружины, показанного на фиг.17.
На фиг.19 показано с увеличением поперечное сечение части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.17 и 18, в обведенной области 19 на фиг.17.
На фиг.20 показан вид сверху с частичным разрезом части гибкой втулки и поршня на фиг.17-19, в обведенной области 20 на фиг.18.
На фиг.21 показан вид сбоку с частичным разрезом примерного узла газовой пружины, который содержит узел поршня в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.22 показан разрез по линии 22-22 узла газовой пружины, показанного на фиг.21.
На фиг.23 показано с увеличением поперечное сечение части гибкой втулки и узла поршня, показанных на фиг.21 и 22, в обведенной области 23 на фиг.21.
На фиг.24 показан вид сверху части гибкой втулки и узла поршня, показанных на фиг.21-23, в обведенной области 24 на фиг.22.
На фиг.25 показано поперечное сечение с пространственным разделением деталей части гибкой втулки и узла поршня, показанных на фиг.23, до сборки.
На фиг.26 показан вид сбоку с частичным разрезом еще одного примерного узла газовой пружины, который содержит поршень в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.27 показан разрез по линии 27-27 узла газовой пружины, показанного на фиг.26.
На фиг.28 показано с увеличением поперечное сечение части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.26 и 27, в обведенной области 28 на фиг.26.
На фиг.29 показан вид сверху с частичным разрезом части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.26-28, в обведенной области 29 на фиг.27.
На фиг.30 вид сбоку с частичным разрезом еще одного примерного узла газовой пружины, который содержит поршень в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.31 показан разрез по линии 31-31 узла газовой пружины, показанного на фиг.30.
На фиг.32 показано с увеличением поперечное сечение части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.30 и 31, в обведенной области 32 на фиг.30.
На фиг.33 показан вид сверху с частичным разрезом части гибкой втулки и поршня, показанных на фиг.30-32, в обведенной области 33 на фиг.31.
Подробное описание изобретения
Обратимся теперь к рассмотрению чертежей, на которых показаны специфические примеры осуществления настоящего изобретения, не предназначенные для ограничения его патентных притязаний. На фиг.1 показан один примерный узел газовой пружины 100 в соответствии с настоящим изобретением, который расположен между противоположными конструктивными элементами, например, такими как верхний и нижний конструктивные элементы USC и LSC связанного транспортного средства (не показано). Узел 100 газовой пружины показан как имеющий продольную ось АХ и содержащий первый концевой элемент, например, такой как верхняя или кромочная пластина 102, которая приспособлена для закрепления на одном из конструктивных элементов или вдоль него (например, на верхнем конструктивном элементе USC). Следует иметь в виду, что первый концевой элемент может быть закреплен вдоль конструктивного элемента любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых монтажных стоек 104, которые проходят через соответствующие монтажные отверстия HLS в одном из связанных конструктивных элементов (например, в верхнем конструктивном элементе USC).
Газовая пружина 100 также содержит противоположный второй концевой элемент, например, такой как поршень 106, который продольно смещен от первого концевого элемента и который приспособлен для закрепления на одном другом из конструктивных элементов или вдоль другого одного из конструктивных элементов, например, такого как нижний конструктивный элемент LSC. Вновь следует иметь в виду, что второй концевой элемент может быть оперативно соединен с конструктивным элементом или закреплен иначе на конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых крепежных деталей 108, пропущенных через монтажные отверстия HLS в связанном конструктивном элементе (например, в нижнем конструктивном элементе LSC) и ввинченных в соответствующее отверстие во втором концевом элементе, например, такое как резьбовое отверстие 110.
Газовая пружина 100 также содержит гибкую втулку или сильфон 112, который оперативно присоединен между первым и вторым концевыми элементами и по меньшей мере частично образует камеру 114 пружины между ними. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.1-5, поршень 106 идет продольно между первым или верхним концом 116 и вторым или нижним концом 118. Первый конец 116 приспособлен для приема открытого конца гибкой втулки 112 и создания по существу герметичного уплотнения с ним. Второй конец 118 поршня 106 приспособлен для плотного зацепления со связанным конструктивным элементом, например, таким как нижний конструктивный элемент LSC. Кроме того, как уже было указано здесь выше, поршень 106 может быть закреплен на связанном конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования комбинации соединенных друг с другом резьбовой крепежной детали 108 и резьбового отверстия 110.
Поршень 106 содержит корпус 120 поршня и может также факультативно содержать один или несколько дополнительных компонентов и/или элементов, например, одну или несколько резьбовых вставок. Корпус поршня имеет первую или внешнюю боковую стенку 122, которая идет в основном продольно между первым и вторым концами 116 и 118. При эксплуатации, часть гибкой втулки 112 образует свертывающийся выступ 124, который перемещается вдоль первой боковой стенки 122, когда газовая пружина претерпевает изменения полной высоты, например, которые могут быть вызваны изменениями приложенной к ней нагрузки, как это хорошо известно специалистам в данной области. Следует иметь в виду, что широкое разнообразие форм, профилей и/или конфигураций могут и должны быть использованы при образовании первой или внешней боковой стенки узла поршня. Кроме того, следует иметь в виду, что показанный профиль первой боковой стенки 122 является просто примерным в том, что он содержит первый участок 126, имеющий ориентировочно форму усеченного конуса или коническую форму, второй участок 128 стенки, имеющий криволинейную форму, и третий участок 130, имеющий ориентировочно цилиндрическую форму.
Корпус 120 поршня также содержит первую или верхнюю торцевую стенку 132, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является перпендикулярной к оси АХ и/или к части первой боковой стенки 122. Кроме того, первая торцевая стенка 132 показана на фиг.1 как содержащая ориентировочно плоский участок 134, который переходит в первую боковую стенку 122 на закругленном участке 136 или на участке заплечика. Однако следует иметь в виду, что первая торцевая стенка 132 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, участок 136 заплечика может иметь больший или меньший радиус и/или участок 134 может быть по меньшей мере частично изогнут или иначе оконтурен. Кроме того, ссылку на то, что первая торцевая стенка 132 идет в основном перпендикулярно к первой боковой стенке 122, следует понимать в широком смысле. Например, первая торцевая стенка 132 может быть ориентировочно перпендикулярна к первой боковой стенке 122, например, как это показано на фиг.1, 3 и 5. Однако, принимая во внимание, что первая боковая стенка и первая торцевая стенка могут иметь широкое разнообразие форм, контуров или конфигураций, термин "перпендикулярно" следует понимать как включающий в себя широкий диапазон относительных угловых ориентаций, например, такой как диапазон плюс (+) или минус (-) 45 градусов от горизонтали или от опорной детали или компонента.
Как это показано на фиг.1-5, корпус 120 поршня дополнительно содержит вторую или внутреннюю боковую стенку 138, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является в основном перпендикулярной, как уже было указано здесь выше, к первой торцевой стенке 132 и/или имеет такую ориентацию, что она ориентировочно совмещена с осью АХ. Вторая боковая стенка 138 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, вторая боковая стенка может иметь ориентировочно цилиндрические внутреннюю и внешнюю поверхности 140 и 142 (фиг.5). Альтернативно, вторая боковая стенка может иметь одну или несколько поверхностей, которые имеют форму усеченного конуса, являются криволинейными и/или оконтурены иначе. Кроме того, вторая боковая стенка 138 выступает от первой торцевой стенки 132 в направлении, противоположном второму концу 118 корпуса 120 поршня, и заканчивается у второй торцевой стенки 144 (фиг.5), которая показана как ориентировочно плоская. Однако следует иметь в виду, что может быть использована любая другая геометрия, форма и/или конфигурация.
Корпус 120 поршня также содержит удерживающий выступ 146, который идет по окружности вокруг оси АХ и выступает радиально наружу из второй боковой стенки 138. Как это показано на фиг.5, удерживающий выступ 146 содержит самую крайнюю кромку 148, поверхность 150 заплечика и внешнюю поверхность 152. Поверхность 150 заплечика идет по окружности вокруг оси АХ и радиально наружу от внешней поверхности 142 второй боковой стенки 138, до самой крайней кромки 148. Кроме того, поверхность 150 заплечика обращена к первой торцевой стенке 132 и идет радиально наружу в основном перпендикулярно, как уже было указано здесь выше, ко второй боковой стенке 138. В то время как поверхность 150 заплечика показана как по существу непрерывная, следует иметь в виду, что альтернативно может быть использована прерывистая или разделенная конфигурация, в которой предусмотрены множество смещенных по окружности участков заплечика. Более того, внешняя поверхность 152 идет в основном по окружности вокруг оси АХ и ориентирована вдоль удерживающего выступа 146 в направлении радиально наружу и от первой торцевой стенки 132. Самая крайняя кромка 148 имеет максимальный размер поперечного сечения, который показан на фиг.3 как размер D1.
Корпус 120 поршня может быть изготовлен из любого подходящего материала или комбинации материалов, обеспечивающих желательную прочность и свойства удержания поршня 106. В качестве примеров подходящих материалов для изготовления корпуса поршня может привести армированные волокном термопласты, например, такие как армированный стекловолокном (или другим волокном) полипропилен и армированный стекловолокном (или другим волокном) полиамид, а также высокопрочные (без наполнителя) термопласты, например, такие как сложный полиэфир, полиэтилен и другие материалы на базе простого полиэфира, или их комбинации.
В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.1-5, гибкая втулка 112 содержит гибкую стенку 154, которая идет между противоположными первым и вторым открытыми концами 156 и 158. Гибкая стенка 154 имеет внутреннюю поверхность 160, которая имеет флюидную связь с камерой 114 пружины, и внешнюю поверхность 162, которая плотно входит в зацепление с поршнем 106. Как это лучше всего показано на фиг.3 и 5, гибкая стенка 154 также имеет торцевую поверхность 164, которая идет между внутренней и внешней поверхностями и соединяет их вдоль второго открытого конца 158.
Первый открытый конец 156 может быть закреплен на первом концевом элементе 102 или вдоль него любым подходящим образом, для образования по существу герметичного уплотнения между ними. Например, как это показано на фиг.1, гибкая втулка 112 может иметь монтажный буртик 166, образованный вдоль первого открытого конца 156, который факультативно может иметь кольцевой усиливающий элемент 168, например, такой как проволока, полностью заделанная в него, причем первый концевой элемент 102 закрепляют вдоль или поперек первого открытого конца гибкой втулки за счет захвата по меньшей мере части монтажного буртика с использованием закрученного соединения кромки 170.
Следует иметь в виду, что гибкая стенка 154 может быть образована любым подходящим образом, например, за счет использования одного или нескольких упрочненных тканью эластомерных слоев (не показаны) и/или одного или нескольких неупрочненных эластомерных слоев (не показаны). Типично, один или несколько упрочненных тканью эластомерных слоев и один или несколько неупрочненных эластомерных слоев используют совместно и образуют из общего эластомерного материала, такого как синтетический каучук, натуральный каучук или термоэластопласт. Однако, в других случаях, может быть использована комбинация двух или больше различных материалов или двух или больше марок одного и того же материала. В любом случае, эластомерный материал или эластомерные материалы, из которых образованы слои, должны иметь заданные механические свойства, такие как твердость.
Гибкая втулка 112 также содержит кольцевой усиливающий элемент 172, например, такой как проволока, которая полностью заделана в гибкую стенку вдоль второго открытого конца 158. В предпочтительном конструктивном варианте, кольцевой усиливающий элемент 172 представляет собой кольцо, которое идет по окружности вокруг оси АХ и по существу полностью капсулировано при помощи гибкой стенки 154 вдоль второго открытого конца 158. Следует иметь в виду, что усиливающий элемент 172 смещен внутрь в гибкую стенку 154 от внутренней поверхности 160, внешней поверхности 162 и торцевой поверхности 164. Обычно, кольцевые усиливающие элементы, например, такие как усиливающий элемент 172, образованы из материала, имеющего по существу более высокую прочность на растяжение, чем эластомерный материал, из которого образована гибкая стенка. В качестве примеров подходящих материалов можно привести металлы, например, такие как сталь, и термопласты, такие как армированные стекловолокном термопласты и высокопрочные (без наполнителя) термопласты, например, такие как описанные здесь выше для корпуса 120 поршня.
Кроме того, узел газовой пружины 100 может иметь удерживающий элемент 174, который расположен рядом с внутренней поверхностью 160 гибкой стенки 154 вдоль второго открытого конца 158. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.1-5, удерживающий элемент 174 выполнен отдельно от гибкой стенки 154 и не встроен или не заделан в нее иным образом. Однако удерживающий элемент 174 при необходимости может быть приклеен или иным образом прикреплен к гибкой стенке, что может быть полезно, например, при обращении и/или при сборке. Например, соединение из текучего материала, такое как показанное пунктирной линией JNT на фиг.3, может быть использовано для закрепления удерживающего элемента на гибкой стенке или вдоль нее.
При эксплуатации, удерживающий элемент может функционировать так, чтобы создавать, по меньшей мере частично, сопротивление усилиям сдвига, таким как показанные стрелками SHR на фиг.3, а также сопротивление вращению гибкой стенки вокруг круговой оси АХС усиливающего элемента 172, как показано стрелкой RT на фиг.3. Указанным образом удерживающий элемент может содействовать уменьшению изгиба, деформации и/или оседания второго открытого конца 158 гибкой стенки 154 при воздействии растягивающей нагрузки, которая стремится разделить гибкую втулку 112 от второго концевого элемента (например, от поршня 106). Следует иметь в виду, что удерживающий элемент 174 может иметь любой размер, форму, конфигурацию и/или расположение, которые подходят для достижения указанных или других функций, преимуществ и/или характеристик.
В примерном конструктивном варианте, показанном здесь, удерживающий элемент 174 имеет форму кольца, которое идет по окружности вокруг оси АХ и имеет ориентировочно прямоугольное поперечное сечение. Однако, как уже было указано здесь выше, следует иметь в виду, что ориентировочно прямоугольное поперечное сечение указано просто в качестве примера и что также могут быть использованы и другие подходящие формы поперечного сечения, например, такие как круг, овал, квадрат, трапеция или параллелограмм. Кроме того, удерживающий элемент 174 может иметь форму замкнутого кольца или может иметь форму разрезного кольца, имеющего две торцевые стенки, показанные на фиг.4 пунктирными линиями 175.
Как это показано на фиг.5, удерживающий элемент 174 может идти продольно между противоположными первой и второй боковыми поверхностями 176 и 178. Удерживающий элемент 174 также показан как содержащий внутреннюю поверхность 180, которая имеет внутренний размер D2 (фиг.3), и внешнюю поверхность 182, которая имеет внешний размер D3 (фиг.3). Из рассмотрения фиг.3 можно понять, что внутренний размер D2 меньше, чем внешний размер D1 удерживающего выступа 146 и что внешний размер D3 удерживающего элемента больше, чем внешний размер D1 удерживающего выступа.
Кроме того, следует иметь в виду, что удерживающий элемент 174 может быть изготовлен из любого материала или комбинации материалов, которые подходят для создания сопротивления усилиям сдвига и/или для создания сопротивления вращению, что позволяет уменьшить изгиб, деформацию и/или оседание второго открытого конца 158 гибкой стенки 154, как уже было указано здесь выше. В качестве примеров таких материалов можно привести металл, например, такой как алюминий или сталь, пластмассу, например, такую как армированные волокном термопласты и высокопрочные (без наполнителя) термопласты, каучук, например, такой как натуральный и/или синтетический каучук, а также композиционные материалы, которые могут содержать один или несколько указанных и/или других материалов.
Во время сборки второй открытый конец 158 гибкой втулки 112 может быть расположен рядом с внешней поверхностью 152 удерживающего выступа 146. Гибкая стенка может быть натянута, напрессована или иным образом принудительно надета поверх удерживающего выступа, как это показано стрелкой AR1 на фиг.5, с созданием прилегающего зацепления с первой торцевой стенкой 132 и/или со второй боковой стенкой 138 корпуса 120 поршня. Затем удерживающий элемент 174 может быть установлен рядом с внешней поверхностью удерживающего выступа 146, как это показано стрелкой AR2 на фиг.5, и натянут, напрессован или иным образом принудительно надет поверх удерживающего выступа, с созданием прилегающего зацепления по меньшей мере с одной внутренней поверхностью 160 гибкой стенки 154 и поверхностью 150 заплечика удерживающего выступа 146. В альтернативном конструктивном варианте, гибкая стенка и удерживающий элемент могут быть натянуты, напрессованы или иным образом принудительно надеты поверх удерживающего выступа во время общей операции.
На фиг.6-10 показан другой пример узла 200 газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением, который расположен между противоположными конструктивными элементами, например, такими как верхний и нижний конструктивные элементы USC и LSC связанного транспортного средства (не показано). Узел 200 газовой пружины показан как имеющий продольную ось АХ и содержащий первый концевой элемент, например, такой как верхняя или кромочная пластина, которая приспособлена для закрепления на одном из конструктивных элементов или вдоль него (например, в верхнем конструктивном элементе USC). Следует иметь в виду, что первый концевой элемент может быть закреплен вдоль конструктивного элемента любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых монтажных стоек 204, которые проходят через соответствующие монтажные отверстия HLS в одном из связанных конструктивных элементов (например, в верхнем конструктивном элементе USC).
Газовая пружина 200 также содержит противоположный второй концевой элемент, например, такой как поршень 206, который продольно смещен от первого концевого элемента и который приспособлен для закрепления на другом одном из конструктивных элементов или вдоль другого одного из конструктивных элементов, например, такого как нижний конструктивный элемент LSC. Вновь следует иметь в виду, что второй концевой элемент может быть оперативно соединен с конструктивным элементом или закреплен иначе на конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых крепежных деталей 208, пропущенных через монтажные отверстия HLS в связанном конструктивном элементе (например, в нижнем конструктивном элементе LSC) и ввинченных в соответствующее отверстие во втором концевом элементе, например, такое как резьбовое отверстие 210.
Газовая пружина 200 также содержит гибкую втулку или сильфон 212, который оперативно присоединен между первым и вторым концевыми элементами и по меньшей мере частично образует камеру 214 пружины между ними. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.6-10, поршень 206 идет продольно между первым или верхним концом 216 и вторым или нижним концом 218. Первый конец 216 приспособлен для приема открытого конца гибкой втулки 212 и создания по существу герметичного уплотнения с ним. Второй конец 218 поршня 206 приспособлен для плотного зацепления со связанным конструктивным элементом, например, таким как нижний конструктивный элемент LSC. Кроме того, как уже было указано здесь выше, поршень 206 может быть закреплен на связанном конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования комбинации соединенных друг с другом резьбовой крепежной детали 208 и резьбового отверстия 210.
Поршень 206 содержит корпус 220 поршня и может также факультативно содержать один или несколько дополнительных компонентов и/или элементов, например, одну или несколько резьбовых вставок. Корпус поршня имеет первую или внешнюю боковую стенку 222, которая идет в основном продольно между первым и вторым концами 216 и 218. При эксплуатации, участок гибкой втулки 212 образует свертывающийся выступ 224, который перемещается вдоль первой боковой стенки 222, когда газовая пружина претерпевает изменения полной высоты, например, которые могут быть вызваны изменениями приложенной к ней нагрузки, как это хорошо известно специалистам в данной области. Следует иметь в виду, что широкое разнообразие форм, профилей и/или конфигураций могут и должны быть использованы при образовании первой или внешней боковой стенки узла поршня. Также следует иметь в виду, что профиль первой боковой стенки 222 является просто примерным в том, что он содержит первый участок 226, имеющий ориентировочно форму усеченного конуса или коническую форму, второй участок 228 стенки, имеющий криволинейную форму, и третий участок 230, имеющий ориентировочно цилиндрическую форму.
Корпус 220 поршня также содержит первую или верхнюю торцевую стенку 232, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является перпендикулярной к оси АХ и/или к части первой боковой стенки 222. Кроме того, первая торцевая стенка 232 показана на фиг.6 как содержащая ориентировочно плоский участок 234, который переходит в первую боковую стенку 222 на закругленном участке или участке 236 заплечика. Однако следует иметь в виду, что первая торцевая стенка 232 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, участок 236 заплечика может иметь больший или меньший радиус и/или участок 234 может быть по меньшей мере частично изогнут или иначе оконтурен. Кроме того, ссылку на то, что первая торцевая стенка 232 идет в основном перпендикулярно к первой боковой стенке 222, следует понимать в широком смысле. В качестве примера укажем, что первая торцевая стенка 232 может быть ориентировочно перпендикулярна к первой боковой стенке 222, например, как это показано на фиг.6, 8 и 10. Однако следует иметь в виду, что первая боковая стенка и первая торцевая стенка могут иметь широкое разнообразие форм, контуров или конфигураций, так что термин "перпендикулярно" следует понимать как включающий в себя широкий диапазон относительных угловых ориентаций, например, такой как диапазон плюс (+) или минус (-) 45 градусов от горизонтали или от опорной детали или компонента, например.
Как это показано на фиг.6-10, корпус 220 поршня дополнительно содержит вторую или внутреннюю боковую стенку 238, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является в основном перпендикулярной, как уже было указано здесь выше, к первой торцевой стенке 232 и/или имеет такую ориентацию, что она ориентировочно совмещена с осью АХ. Вторая боковая стенка 238 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, вторая боковая стенка может иметь ориентировочно цилиндрические внутреннюю и внешнюю поверхности 240 и 242 (фиг.10). Альтернативно, вторая боковая стенка может иметь одну или несколько поверхностей, которые имеют форму усеченного конуса, являются криволинейными и/или оконтурены иначе. Кроме того, вторая боковая стенка 238 выступает от первой торцевой стенки 232 в направлении, противоположном второму концу 218 корпуса поршня 220, и заканчивается у второй торцевой стенки 244 (фиг.10), которая показана как ориентировочно плоская. Однако следует иметь в виду, что может быть использована любая другая геометрия, форма и/или конфигурация.
Корпус 220 поршня также содержит удерживающий выступ 246, который идет по окружности вокруг оси АХ и выступает радиально наружу из второй боковой стенки 238. Как это показано на фиг.10, удерживающий выступ 246 содержит самую крайнюю кромку 248, поверхность 250 заплечика и внешнюю поверхность 252. Поверхность 250 заплечика идет по окружности вокруг оси АХ и радиально наружу от внешней поверхности 242 второй боковой стенки 238 до самой крайней кромки 248. Кроме того, поверхность 250 заплечика обращена к первой торцевой стенке 232 и идет радиально наружу в основном перпендикулярно, как уже было указано здесь выше, ко второй боковой стенке 238. В то время как поверхность 250 заплечика показана как по существу непрерывная, следует иметь в виду, что альтернативно может быть использована прерывистая или разделенная конфигурация, в которой предусмотрены множество смещенных по окружности участков заплечика. Более того, внешняя поверхность 252 идет в основном по окружности вокруг оси АХ и ориентирована вдоль удерживающего выступа 246 в направлении радиально наружу и от первой торцевой стенки 232. Самая крайняя кромка 248 имеет максимальный размер поперечного сечения, который показан на фиг.8 как размер D4.
Корпус поршня 220 может быть изготовлен из любого подходящего материала или комбинации материалов, обеспечивающих желательную прочность и свойства удержания поршня 206. В качестве примеров подходящих материалов для изготовления корпуса поршня можно привести армированные волокном термопласты, например, такие как армированный стекловолокном (или другим волокном) полипропилен и армированный стекловолокном (или другим волокном) полиамид, а также высокопрочные (без наполнителя) термопласты, например, такие как сложный полиэфир, полиэтилен и другие материалы на базе простого полиэфира, или их комбинации.
В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.6-10, гибкая втулка 212 содержит гибкую стенку 254, которая идет между противоположными первым и вторым открытыми концами 256 и 258. Гибкая стенка 254 имеет внутреннюю поверхность 260, которая имеет флюидную связь с камерой 214 пружины, и внешнюю поверхность 262, которая плотно входит в зацепление с поршнем 206. Как это лучше всего показано на фиг.8 и 10, гибкая стенка 254 также содержит торцевую поверхность 264, которая идет между внутренней и внешней поверхностями и соединяет их вдоль второго открытого конца 258.
Первый открытый конец 256 может быть закреплен на первом концевом элементе 202 или вдоль него любым подходящим образом, для образования по существу герметичного уплотнения между ними. Например, как это показано на фиг.6, гибкая втулка 212 может иметь монтажный буртик 266, образованный вдоль первого открытого конца 256, который факультативно может иметь кольцевой усиливающий элемент 268, например, такой как проволока, полностью заделанная в него, причем первый концевой элемент 202 закрепляют вдоль или поперек первого открытого конца гибкой втулки за счет захвата по меньшей мере части монтажного буртика с использованием закрученного соединения кромки 270.
Следует иметь в виду, что гибкая стенка 254 может быть образована любым подходящим образом, например, за счет использования одного или нескольких упрочненных тканью эластомерных слоев (не показаны) и/или одного или нескольких неупрочненных эластомерных слоев (не показаны). Типично, один или несколько упрочненных тканью эластомерных слоев и один или несколько неупрочненных эластомерных слоев используют совместно и образуют из общего эластомерного материала, такого как синтетический каучук, натуральный каучук или термоэластопласт. Однако, в других случаях, может быть использована комбинация двух или больше различных материалов или двух или больше марок одного и того же материала. В любом случае, эластомерный материал или эластомерные материалы, из которых образованы слои, должны иметь заданные механические свойства, такие как твердость.
Гибкая втулка 212 также содержит кольцевой усиливающий элемент 272, например, такой как проволока, которая полностью заделана в гибкую стенку вдоль второго открытого конца 258. В предпочтительном конструктивном варианте, кольцевой усиливающий элемент 272 представляет собой замкнутое кольцо, которое идет по окружности вокруг оси АХ и по существу полностью капсулировано при помощи гибкой стенки 254 вдоль второго открытого конца 258. Следует иметь в виду, что усиливающий элемент 272 смещен внутрь в гибкую стенку 254 от внутренней поверхности 260, внешней поверхности 262 и торцевой поверхности 264. Обычно, кольцевые усиливающие элементы, например, такие как усиливающий элемент 272, образованы из материала, имеющего по существу более высокую прочность на растяжение, чем эластомерный материал, из которого образована гибкая стенка. В качестве примеров подходящих материалов можно привести металлы, например, такие как сталь, и термопласты, такие как армированные стекловолокном термопласты и высокопрочные (без наполнителя) термопласты, например, такие как описанные здесь выше для корпуса 220 поршня.
Кроме того, один примерный узел газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением может иметь удерживающий элемент, который частично заделан в гибкую стенку, так что по меньшей мере участок одной поверхности удерживающего элемента открыт наружу вдоль поверхности гибкой стенки, например, вдоль внутренней поверхности, внешней поверхности и/или торцевой поверхности. В показанном примерном конструктивном варианте, узел 200 газовой пружины содержит удерживающий элемент 274, который частично заделан в гибкую стенку 254 вдоль внутренней поверхности 260 рядом со вторым открытым концом 258. Удерживающий элемент 274 может функционировать так, чтобы создавать, по меньшей мере частично, сопротивление усилиям сдвига, таким как показанные стрелками SHR на фиг.8, а также сопротивление вращению гибкой стенки вокруг круговой оси АХС усиливающего элемента 272, как показано стрелкой RT на фиг.8. Указанным образом удерживающий элемент может содействовать уменьшению изгиба, деформации и/или оседания второго открытого конца 258 гибкой стенки 254 при воздействии растягивающей нагрузки, которая стремится разделить гибкую втулку 212 от второго концевого элемента (например, от поршня 206). Следует иметь в виду, что удерживающий элемент 274 может иметь любой размер, форму, конфигурацию и/или расположение, которые подходят для достижения указанных или других функций, преимуществ и/или характеристик.
В примерном конструктивном варианте, показанном здесь, удерживающий элемент 274 имеет форму кольца, которое идет по окружности вокруг оси АХ и имеет ориентировочно прямоугольное поперечное сечение. Однако, как уже было указано здесь выше, следует иметь в виду, что ориентировочно прямоугольное поперечное сечение указано просто в качестве примера и что также могут быть использованы и другие подходящие формы поперечного сечения, например, такие как круг, овал, квадрат, трапеция или параллелограмм. Кроме того, удерживающий элемент 274 может иметь форму замкнутого кольца или может иметь форму разрезного кольца, имеющего две торцевые стенки, показанные на фиг.9 пунктирными линиями 275.
Как это показано на фиг.10, удерживающий элемент 274 может идти продольно между противоположными первой и второй боковыми поверхностями 276 и 278. Удерживающий элемент 274 также показан как содержащий внутреннюю поверхность 280, которая имеет внутренний размер D5 (фиг.8), и внешнюю поверхность 282, которая имеет внешний размер D6 (фиг.8). Из рассмотрения фиг.8 можно понять, что внутренний размер D5 меньше, чем внешний размер D4 удерживающего выступа 246 и что внешний размер D6 удерживающего элемента больше, чем внешний размер D4 удерживающего выступа.
Гибкая втулка 212 и удерживающий элемент 274 отличаются от описанного ранее конструктивного варианта тем, что удерживающий элемент 274 частично заделан в гибкую стенку 254 гибкой втулки 212. Например, первая поверхность удерживающего элемента может быть полностью заделана в гибкую стенку, а по меньшей мере одна из внутренней и внешней поверхностей может быть по меньшей мере частично заделана в гибкую стенку. В конструктивном варианте, показанном на фиг.6-10, первая поверхность 276, также как внутренняя и внешняя поверхности 280 и 282, по существу полностью заделаны в материал, из которого образована гибкая стенка 254. Вторая боковая поверхность 278 показана как ориентировочно выровненная относительно внутренней поверхности 260 и по существу не заделанная в материал гибкой стенки. По меньшей мере часть второй боковой поверхности 278 может, в этом конструктивном варианте, непосредственно входить в плотное зацепление с поверхностью 250 заплечика удерживающего выступа 246.
При необходимости, один или несколько элементов могут быть предусмотрены для содействия закреплению удерживающего элемента 274 на гибкой стенке или вдоль нее. В конструктивном варианте, показанном на фиг.6-10, удерживающий элемент 274 содержит множество отверстий или каналов 284, которые проходят сквозь удерживающий элемент и расположены по окружности с промежутками друг от друга вокруг удерживающего элемента. Некоторое количество материала гибкой стенки может быть принудительно введено в каналы 284 во время сборки гибкой втулки 212 и этот материал может быть отвержден вдоль второй боковой поверхности 278, чтобы образовать крепежные элементы 286. При необходимости, некоторое количество материала гибкой стенки может выходить за внешнюю поверхность 282 и поступать на вторую боковую поверхность 278, как это показано пунктирной линией 288 на фиг.9. Кроме того, или вместо этого, некоторое количество гибкого материала также может выходить за внутреннюю поверхность 280 и поступать на вторую боковую поверхность 278, как это показано пунктирной линией 290 на фиг.9. Следует иметь в виду, что такой дополнительный материал может быть использован для содействия закреплению удерживающего элемента 274 на гибкой стенке или вдоль нее, в дополнение к каналам 284 и крепежным элементам 286 или вместо них.
Кроме того, следует иметь в виду, что удерживающий элемент 274 может быть изготовлен из любого материала или комбинации материалов, которые подходят для создания сопротивления усилиям сдвига и/или для создания сопротивления вращению, что позволяет уменьшить изгиб, деформацию и/или оседание второго открытого конца 258 гибкой стенки 254, как уже было описано здесь выше. В качестве примеров таких материалов можно привести металл, например, такой как алюминий или сталь, пластмассу, например, такую как армированные волокном термопласты и высокопрочные (без наполнителя) термопласты, каучук, например, такой как натуральный и/или синтетический каучук, а также композиционные материалы, которые могут содержать один или несколько указанных и/или других материалов
Во время сборки, второй открытый конец 258 гибкой втулки 212 расположен рядом с внешней поверхностью 252 удерживающего выступа 246. Гибкая стенка 254 вместе с удерживающим элементом 274, который частично заделан в нее, может быть натянута, напрессована или иным образом принудительно надета поверх удерживающего выступа, как это показано стрелкой AR3 на фиг.10, с созданием прилегающего зацепления с первой торцевой стенкой 232 и/или со второй боковой стенкой 238 корпуса 220 поршня.
На фиг.11-16 показан дополнительный пример узла 300 газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением, который расположен между противоположными конструктивными элементами, например, такими как верхний и нижний конструктивные элементы USC и LSC связанного транспортного средства (не показано). Узел 300 газовой пружины показан как имеющий продольную ось АХ и содержащий первый концевой элемент, например, такой как верхняя или кромочная пластина 302, которая приспособлена для закрепления на одном из конструктивных элементов или вдоль него (например, в верхнем конструктивном элементе USC). Следует иметь в виду, что первый концевой элемент может быть закреплен вдоль конструктивного элемента любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых монтажных стоек 304, которые проходят через соответствующие монтажные отверстия HLS в одном из связанных конструктивных элементов (например, в верхнем конструктивном элементе USC).
Газовая пружина 300 также содержит противоположный второй концевой элемент, например, такой как поршень 306, который продольно смещен от первого концевого элемента и который приспособлен для закрепления на другом одном из конструктивных элементов или вдоль другого одного из конструктивных элементов, например, такого как нижний конструктивный элемент LSC. Вновь следует иметь в виду, что второй концевой элемент может быть оперативно соединен с конструктивным элементом или закреплен иначе на конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых крепежных деталей 308, пропущенных через монтажные отверстия HLS в связанном конструктивном элементе (например, в нижнем конструктивном элементе LSC) и ввинченных в соответствующее отверстие во втором концевом элементе, например, такое как резьбовое отверстие 310.
Газовая пружина 300 также содержит гибкую втулку или сильфон 312, который оперативно присоединен между первым и вторым концевыми элементами и по меньшей мере частично образует камеру 314 пружины между ними. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.11-16, поршень 306 идет продольно между первым или верхним концом 316 и вторым или нижним концом 318. Первый конец 316 приспособлен для приема открытого конца гибкой втулки 312 и создания по существу герметичного уплотнения с ним. Второй конец 318 поршня 306 приспособлен для плотного зацепления со связанным конструктивным элементом, например, таким как нижний конструктивный элемент LSC. Кроме того, как уже было указано здесь выше, поршень 306 может быть закреплен на связанном конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования комбинации соединенных друг с другом резьбовой крепежной детали 308 и резьбового отверстия 310.
Поршень 306 содержит корпус 320 поршня и может также факультативно содержать один или несколько дополнительных компонентов и/или элементов, например, одну или несколько резьбовых вставок. Корпус поршня имеет первую или внешнюю боковую стенку 322, которая идет в основном продольно между первым и вторым концами 316 и 318. При эксплуатации, участок гибкой втулки 312 образует свертывающийся выступ 324, который перемещается вдоль первой боковой стенки 322, когда газовая пружина претерпевает изменения полной высоты, например, которые могут быть вызваны изменениями приложенной к ней нагрузки, как это хорошо известно специалистам в данной области. Следует иметь в виду, что широкое разнообразие форм, профилей и/или конфигураций могут и должны быть использованы при образовании первой или внешней боковой стенки узла поршня. Также следует иметь в виду, что профиль первой боковой стенки 322 является просто примерным в том, что он содержит первый участок 326, имеющий ориентировочно форму усеченного конуса или коническую форму, второй участок 328 стенки, имеющий криволинейную форму, и третий участок 330, имеющий ориентировочно цилиндрическую форму.
Корпус 320 поршня также имеет первую или верхнюю торцевую стенку 332, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является перпендикулярной к оси АХ и/или по меньшей мере к части первой боковой стенки 322. Кроме того, первая торцевая стенка 332 показана на фиг.11 как содержащая ориентировочно плоский участок 334, который переходит в первую боковую стенку 322 на закругленном участке или участке 336 заплечика. Однако следует иметь в виду, что первая торцевая стенка 332 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, участок 336 заплечика может иметь больший или меньший радиус и/или участок 334 может быть по меньшей мере частично изогнут или иначе оконтурен. Кроме того, ссылку на то, что первая торцевая стенка 332 идет в основном перпендикулярно к первой боковой стенке 322, следует понимать в широком смысле. В одном примерном конструктивном варианте, первая торцевая стенка 332 может быть ориентировочно перпендикулярна к первой боковой стенке 322, как это показано, например, на фиг.11,13 и 16. Однако следует иметь в виду, что первая боковая стенка и первая торцевая стенка могут иметь широкое разнообразие форм, контуров или конфигураций, так что термин "перпендикулярно" следует понимать как включающий в себя широкий диапазон относительных угловых ориентаций, например, такой как диапазон плюс (+) или минус (-) 45 градусов от горизонтали или от опорной детали или компонента, например.
Как это показано на фиг.11-16, корпус 320 поршня дополнительно содержит вторую или внутреннюю боковую стенку 338, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является в основном перпендикулярной, как уже было указано здесь выше, к первой торцевой стенке 332 и/или имеет такую ориентацию, что она ориентировочно совмещена с осью АХ. Вторая боковая стенка 338 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, вторая боковая стенка может иметь ориентировочно цилиндрические внутреннюю и внешнюю поверхности 340 и 342 (фиг.16). Альтернативно, вторая боковая стенка может иметь одну или несколько поверхностей, которые имеют форму усеченного конуса, являются криволинейными и/или оконтурены иначе. Кроме того, вторая боковая стенка 338 выступает от первой торцевой стенки 332 в направлении, противоположном второму концу 318 корпуса поршня 320, и заканчивается у второй торцевой стенки 344 (фиг.16), которая показана как ориентировочно плоская. Однако следует иметь в виду, что может быть использована любая другая геометрия, форма и/или конфигурация.
Корпус 320 поршня также содержит удерживающий выступ 346, который идет по окружности вокруг оси АХ и выступает радиально наружу из второй боковой стенки 338. Как это показано на фиг.16, удерживающий выступ 346 содержит самую крайнюю кромку 348, поверхность 350 заплечика и внешнюю поверхность 352. Поверхность 350 заплечика идет по окружности вокруг оси АХ и радиально наружу от внешней поверхности 342 второй боковой стенки 338 до самой крайней кромки 348. Кроме того, поверхность 350 заплечика обращена к первой торцевой стенке 332 и идет радиально наружу в основном перпендикулярно, как уже было указано здесь выше, ко второй боковой стенке 338. В то время как поверхность 350 заплечика показана как по существу непрерывная, следует иметь в виду, что альтернативно может быть использована прерывистая или разделенная конфигурация, в которой предусмотрены множество смещенных по окружности участков заплечика. Более того, внешняя поверхность 352 идет в основном по окружности вокруг оси АХ и ориентирована вдоль удерживающего выступа 346 в направлении радиально наружу и от первой торцевой стенки 332. Самая крайняя кромка 348 имеет максимальный размер поперечного сечения, который показан на фиг.13 как размер D7.
Корпус 320 поршня может быть изготовлен из любого подходящего материала или комбинации материалов, обеспечивающих желательную прочность и свойства удержания поршня 306. В качестве примеров подходящих материалов для изготовления корпуса поршня можно привести армированные волокном термопласты, например, такие как армированный стекловолокном (или другим волокном) полипропилен и армированный стекловолокном (или другим волокном) полиамид, а также высокопрочные (без наполнителя) термопласты, например, такие как сложный полиэфир, полиэтилен и другие материалы на базе простого полиэфира, или их комбинации.
В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.11-16, гибкая втулка 312 содержит гибкую стенку 354, которая идет между противоположными первым и вторым открытыми концами 356 и 358. Гибкая стенка 354 имеет внутреннюю поверхность 360, которая имеет флюидную связь с камерой 314 пружины, и внешнюю поверхность 362, которая плотно входит в зацепление с поршнем 306. Как это лучше всего показано на фиг.13 и 16, гибкая стенка 354 также содержит торцевую поверхность 364, которая идет между внутренней и внешней поверхностями и соединяет их вдоль второго открытого конца 358.
Первый открытый конец 356 может быть закреплен на первом концевом элементе 302 или вдоль него любым подходящим образом, для образования по существу герметичного уплотнения между ними. Например, как это показано на фиг.11, гибкая втулка 312 может иметь монтажный буртик 366, образованный вдоль первого открытого конца 356, который факультативно может иметь кольцевой усиливающий элемент 368, например, такой как проволока, полностью заделанная в него, причем первый концевой элемент 302 закрепляют вдоль или поперек первого открытого конца гибкой втулки за счет захвата по меньшей мере части монтажного буртика с использованием закрученного соединения кромки 370.
Следует иметь в виду, что гибкая стенка 354 может быть образована любым подходящим образом, например, за счет использования одного или нескольких упрочненных тканью эластомерных слоев (не показаны) и/или одного или нескольких неупрочненных эластомерных слоев (не показаны). Типично, один или несколько упрочненных тканью эластомерных слоев и один или несколько неупрочненных эластомерных слоев используют совместно и образуют из общего эластомерного материала, такого как синтетический каучук, натуральный каучук или термоэластопласт. Однако, в других случаях, может быть использована комбинация двух или больше различных материалов или двух или больше марок одного и того же материала. В любом случае, эластомерный материал или эластомерные материалы, из которых образованы слои, должны иметь заданные механические свойства, такие как твердость.
Гибкая втулка 312 также содержит кольцевой усиливающий элемент 372, например, такой как проволока, которая полностью заделана в гибкую стенку вдоль второго открытого конца 358. В предпочтительном конструктивном варианте, кольцевой усиливающий элемент 372 представляет собой кольцо, которое идет по окружности вокруг оси АХ и по существу полностью капсулировано при помощи гибкой стенки 354 вдоль второго открытого конца 358. Следует иметь в виду, что усиливающий элемент 372 смещен внутрь в гибкую стенку 354 от внутренней поверхности 360, внешней поверхности 362 и торцевой поверхности 364. Обычно, кольцевые усиливающие элементы, например, такие как усиливающий элемент 372, образованы из материала, имеющего по существу более высокую прочность на растяжение, чем эластомерный материал, из которого образована гибкая стенка. В качестве примеров подходящих материалов можно привести металлы, например, такие как сталь, и термопласты, такие как армированные стекловолокном термопласты и высокопрочные (без наполнителя) термопласты, например, такие как описанные здесь выше для корпуса 320 поршня.
Кроме того, узел 300 газовой пружины может иметь удерживающий элемент 374, который частично заделан в гибкую стенку 354 вдоль внутренней поверхности 360 рядом со вторым открытым концом 358. Удерживающий элемент 374 может функционировать, по меньшей мере частично, так, чтобы создавать сопротивление усилиям сдвига, таким как показанные стрелками SHR (фиг.13), а также сопротивление вращению гибкой стенки вокруг круговой оси АХС усиливающего элемента 372, как показано стрелкой RT (фиг.13). Указанным образом удерживающий элемент может содействовать уменьшению изгиба, деформации и/или оседания второго открытого конца 358 гибкой стенки 354 при воздействии растягивающей нагрузки, которая стремится разделить гибкую втулку 312 от второго концевого элемента (например, от поршня 306). Следует иметь в виду, что удерживающий элемент 374 может иметь любой размер, форму, конфигурацию и/или расположение, которые подходят для достижения указанных или других функций, преимуществ и/или характеристик
В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.10-14 и 16, удерживающий элемент 374 имеет форму кольца, которое идет по окружности вокруг оси АХ и имеет ориентировочно прямоугольное поперечное сечение. Однако, как уже было указано здесь выше, следует иметь в виду, что ориентировочно прямоугольное поперечное сечение указано просто в качестве примера и что также могут быть использованы и другие подходящие формы поперечного сечения, например, такие как круг, овал, квадрат, трапеция или параллелограмм. Кроме того, удерживающий элемент 374 может иметь форму замкнутого кольца или может иметь форму разрезного кольца, имеющего две торцевые стенки, показанные на фиг.14 пунктирными линиями 375.
Как это показано на фиг.15, удерживающий элемент 374 может идти продольно между противоположными первой и второй боковыми поверхностями 376 и 378. Удерживающий элемент 374 также показан как содержащий внутреннюю поверхность 380, которая имеет внутренний размер D8 (фиг.13), и внешнюю поверхность 382, которая имеет внешний размер D9 (фиг.13). Из рассмотрения фиг.13 можно понять, что внутренний размер D8 меньше, чем внешний размер D7 удерживающего выступа 346 и что внешний размер D9 удерживающего элемента больше, чем внешний размер D7 удерживающего выступа.
Гибкая втулка 312 и удерживающий элемент 374 отличаются от описанного ранее конструктивного варианта тем, что удерживающий элемент 374 частично заделан в гибкую стенку 354 гибкой втулки 312. Кроме того, в конструктивном варианте, показанном на фиг.11-16, как первая поверхность 376, так и внешняя поверхность 382 по существу заделаны в материал, из которого изготовлена гибкая стенка 354. Вторая боковая поверхность 378 показана как ориентировочно выровненная относительно внутренней поверхности 360 и по существу не заделанная в материал гибкой стенки. Кроме того, внутренняя поверхность 380 показана как ориентировочно выровненная относительно торцевой поверхности 364 и также по существу не заделанная в материал гибкой стенки. По меньшей мере часть второй боковой поверхности 378 может в этом конструктивном варианте непосредственно входить в плотное зацепление с поверхностью 350 заплечика удерживающего выступа 346. Более того, внутренняя поверхность 380 может быть расположена рядом с внешней поверхностью 342 и может, в некоторых случаях, входить в плотное зацепление к ней.
Альтернативный конструктивный вариант описанной здесь выше гибкой втулки показан на фиг.15 как гибкая втулка 312'. Гибкая втулка 312' отличается от описанной здесь выше гибкой втулки тем, что удерживающий элемент 374 заменен множеством удерживающих элементов 374', которые разделены друг от друга и каждый из которых частично заделан в гибкую стенку. В показанном примерном конструктивном варианте, удерживающие элементы 374' расположены с промежутками друг от друга вдоль торцевой поверхности 364 гибкой стенки 354. Внутренние поверхности 380' множества удерживающих элементов по меньшей мере частично открыты и по существу не заделаны в материал гибкой стенки, как уже было указано здесь выше. Кроме того, вторые боковые поверхности 378' ориентировочно выровнены относительно внутренней поверхности 360 гибкой стенки 354 и также по меньшей мере частично открыты и по существу не заделаны в материал гибкой стенки. Внешние поверхности 382', также как и первые боковые поверхности (не показаны), введены в материал гибкой стенки, так что множество удерживающих элементов 374' частично заделаны в гибкую стенку 354 и имеют по меньшей мере две открытые внешние поверхности.
Следует иметь в виду, что удерживающие элементы 374 и/или 374' могут быть изготовлены из любого материала или комбинации материалов, которые подходят для создания сопротивления усилиям сдвига и/или для создания сопротивления вращению, что позволяет уменьшить изгиб, деформацию и/или оседание второго открытого конца 358 гибкой стенки 354, как уже было описано здесь. В качестве примеров таких материалов можно привести металл, например, такой как алюминий или сталь, пластмассу, например, такую как армированные волокном термопласты и высокопрочные (без наполнителя) термопласты, каучук, например, такой как натуральный и/или синтетический каучук, а также композиционные материалы, которые могут содержать один или несколько указанных и/или других материалов. Однако следует иметь в виду, что если используют металл для изготовления удерживающего элемента 374, то необходимо использовать конструкцию с разрезным кольцом, имеющим торцевые стенки 375, которые позволяют удерживающему элементу и открытому концу, в который он заделан, расширяться на достаточное расстояние для прохода поверх удерживающего выступа 346.
Во время сборки, второй открытый конец 358 гибкой втулки 312 расположен рядом с внешней поверхностью 352 удерживающего выступа 346. Гибкая стенка 354 вместе с удерживающим элементом 374, который частично заделан в нее, может быть натянута, напрессована или иным образом принудительно надета поверх удерживающего выступа, как это показано стрелкой AR4 на фиг.16, с созданием прилегающего зацепления с первой торцевой стенкой 332 и/или со второй боковой стенкой 338 корпуса поршня 320.
На фиг.17-20 показан еще один пример узла 400 газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением, который расположен между противоположными конструктивными элементами, например, такими как верхний и нижний конструктивные элементы USC и LSC связанного транспортного средства (не показано). Узел 400 газовой пружины показан как имеющий продольную ось АХ и содержащий первый концевой элемент, например, такой как верхняя или кромочная пластина 402, которая приспособлена для закрепления на одном из конструктивных элементов или вдоль него (например, в верхнем конструктивном элементе USC). Следует иметь в виду, что первый концевой элемент может быть закреплен вдоль конструктивного элемента любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых монтажных стоек 404, которые проходят через соответствующие монтажные отверстия HLS в одном из связанных конструктивных элементов (например, в верхнем конструктивном элементе USC).
Газовая пружина 400 также содержит противоположный второй концевой элемент, например, такой как поршень 406, который продольно смещен от первого концевого элемента и который приспособлен для закрепления на другом одном из конструктивных элементов или вдоль другого одного из конструктивных элементов, например, такого как нижний конструктивный элемент LSC. Вновь следует иметь в виду, что второй концевой элемент может быть оперативно соединен с конструктивным элементом или закреплен иначе на конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых крепежных деталей 408, пропущенных через монтажные отверстия HLS в связанном конструктивном элементе (например, в нижнем конструктивном элементе LSC) и ввинченных в соответствующее отверстие во втором концевом элементе, например, такое как резьбовое отверстие 410.
Газовая пружина 400 также содержит гибкую втулку или сильфон 412, который оперативно присоединен между первым и вторым концевыми элементами и по меньшей мере частично образует камеру 414 пружины между ними. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.17-20, поршень 406 идет продольно между первым или верхним концом 416 и вторым или нижним концом 418. Первый конец 416 приспособлен для приема открытого конца гибкой втулки 412 и создания по существу герметичного уплотнения с ним. Второй конец 418 поршня 406 приспособлен для плотного зацепления со связанным конструктивным элементом, например, таким как нижний конструктивный элемент LSC. Кроме того, как уже было указано здесь выше, поршень 406 может быть закреплен на связанном конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования комбинации соединенных друг с другом резьбовой крепежной детали 408 и резьбового отверстия 410.
Поршень 406 содержит корпус 420 поршня и может также факультативно содержать один или несколько дополнительных компонентов и/или элементов, например, одну или несколько резьбовых вставок. Корпус поршня имеет первую или внешнюю боковую стенку 422, которая идет в основном продольно между первым и вторым концами 416 и 418. При эксплуатации, часть гибкой втулки 412 образует свертывающийся выступ 424, который перемещается вдоль первой боковой стенки 422, когда газовая пружина претерпевает изменения полной высоты, например, которые могут быть вызваны изменениями приложенной к ней нагрузки, как это хорошо известно специалистам в данной области. Следует иметь в виду, что широкое разнообразие форм, профилей и/или конфигураций могут и должны быть использованы при образовании первой или внешней боковой стенки узла поршня. Также следует иметь в виду, что профиль первой боковой стенки 422 является просто примерным в том, что он содержит первый участок 426, имеющий ориентировочно форму усеченного конуса или коническую форму, второй участок 428 стенки, имеющий криволинейную форму, и третий участок 430, имеющий ориентировочно цилиндрическую форму.
Корпус 420 поршня также содержит первую или верхнюю торцевую стенку 432, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является перпендикулярной к оси АХ и/или к части первой боковой стенки 422. Кроме того, первая торцевая стенка 432 показана на фиг.17 и 19 как содержащая ориентировочно плоский участок 434, который переходит в первую боковую стенку 422 на закругленном участке или участке 436 заплечика. Однако следует иметь в виду, что первая торцевая стенка 432 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, участок 436 заплечика может иметь больший или меньший радиус и/или участок 434 может быть по меньшей мере частично изогнут или иначе оконтурен. Кроме того, ссылку на то, что первая торцевая стенка 432 идет в основном перпендикулярно к первой боковой стенке 422, следует понимать в широком смысле. В качестве примера укажем, что первая торцевая стенка 432 может быть ориентировочно перпендикулярна к первой боковой стенке 422, например, как это показано на фиг.17 и 19. Однако следует иметь в виду, что первая боковая стенка и первая торцевая стенка могут иметь широкое разнообразие форм, контуров или конфигураций, так что термин "перпендикулярно" следует понимать как включающий в себя широкий диапазон относительных угловых ориентации, например, такой как диапазон плюс (+) или минус (-) 45 градусов от горизонтали или от опорной детали или компонента, например.
Как это показано на фиг.17-20, корпус поршня 420 дополнительно содержит вторую или внутреннюю боковую стенку 438, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является в основном перпендикулярной, как уже было указано здесь выше, к первой торцевой стенке 432 и/или имеет такую ориентацию, что она ориентировочно совмещена с осью АХ. Вторая боковая стенка 438 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, вторая боковая стенка может иметь ориентировочно цилиндрические внутреннюю и внешнюю поверхности 440 и 442 (фиг.19). Альтернативно, вторая боковая стенка может иметь одну или несколько поверхностей, которые имеют форму усеченного конуса, являются криволинейными и/или оконтурены иначе. Кроме того, вторая боковая стенка 438 выступает от первой торцевой стенки 432 в направлении, противоположном второму концу 418 корпуса поршня 420 и заканчивается у второй торцевой стенки 444, которая показана как ориентировочно плоская. Однако следует иметь в виду, что может быть использована любая другая геометрия, форма и/или конфигурация.
Корпус 420 поршня также содержит удерживающий выступ 446, который идет по окружности вокруг оси АХ и выступает радиально наружу из второй боковой стенки 438. Удерживающий выступ 446 содержит самую крайнюю кромку 448, поверхность 450 заплечика и внешнюю поверхность 452. Поверхность 450 заплечика идет по окружности вокруг оси АХ и радиально наружу от внешней поверхности 442 второй боковой стенки 438, до самой крайней кромки 448. Кроме того, поверхность 450 заплечика обращена к первой торцевой стенке 432 и идет радиально наружу в основном перпендикулярно, как уже было указано здесь выше, ко второй боковой стенке 438. Несмотря на то что поверхность 450 заплечика показана как по существу непрерывная, следует иметь в виду, что альтернативно может быть использована прерывистая или разделенная конфигурация, в которой предусмотрены множество смещенных по окружности участков заплечика. Более того, внешняя поверхность 452 идет в основном по окружности вокруг оси АХ и ориентирована вдоль удерживающего выступа 446 в направлении радиально наружу и от первой торцевой стенки 432. Как это показано на фиг.19, самая крайняя кромка 448 имеет максимальный размер поперечного сечения, который показан на фиг.19 как размер D1.
Корпус 420 поршня может быть изготовлен из любого подходящего материала или комбинации материалов, обеспечивающих желательную прочность и свойства удержания поршня 406. В качестве примеров подходящих материалов для изготовления корпуса поршня может привести армированные волокном термопласты, например, такие как армированный стекловолокном (или другим волокном) полипропилен и армированный стекловолокном (или другим волокном) полиамид, а также высокопрочные (без наполнителя) термопласты, например, такие как сложный полиэфир, полиэтилен и другие материалы на базе простого полиэфира, или их комбинации.
В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.17-20, гибкая втулка 412 имеет гибкую стенку 454, которая идет между противоположными первым и вторым открытыми концами 456 и 458. Гибкая стенка 454 имеет внутреннюю поверхность 460, которая имеет флюидную связь с камерой 414 пружины, и внешнюю поверхность 462, которая плотно входит в зацепление с поршнем 406. Как это лучше всего показано на фиг.19, гибкая стенка 454 также содержит торцевую поверхность 464, которая идет между внутренней и внешней поверхностями и соединяет их вдоль второго открытого конца 458.
Первый открытый конец 456 может быть закреплен на первом концевом элементе 402 или вдоль него любым подходящим образом, для образования по существу герметичного уплотнения между ними. Например, как это показано на фиг.17, гибкая втулка 412 может иметь монтажный буртик 466, образованный вдоль первого открытого конца 456, который факультативно может иметь кольцевой усиливающий элемент 468, например, такой как проволока, полностью заделанная в него, причем первый концевой элемент 402 закрепляют вдоль или поперек первого открытого конца гибкой втулки за счет захвата по меньшей мере части монтажного буртика с использованием закрученного соединения кромки 470.
Следует иметь в виду, что гибкая стенка 454 может быть образована любым подходящим образом, например, за счет использования одного или нескольких упрочненных тканью эластомерных слоев (не показаны) и/или одного или нескольких неупрочненных эластомерных слоев (не показаны). Типично, один или несколько упрочненных тканью эластомерных слоев и один или несколько неупрочненных эластомерных слоев используют совместно и образуют из общего эластомерного материала, такого как синтетический каучук, натуральный каучук или термоэластопласт. Однако, в других случаях, может быть использована комбинация двух или больше различных материалов или двух, или больше марок одного и того же материала. В любом случае, эластомерный материал или эластомерные материалы, из которых образованы слои, должны иметь заданные механические свойства, такие как твердость.
Гибкая втулка 412 также содержит кольцевой усиливающий элемент 472, например, такой как проволока, которая полностью заделана в гибкую стенку вдоль второго открытого конца 458. В предпочтительном конструктивном варианте, кольцевой усиливающий элемент 472 представляет собой кольцо, которое идет по окружности вокруг оси АХ и по существу полностью капсулировано при помощи гибкой стенки 454 вдоль второго открытого конца 458. Следует иметь в виду, что усиливающий элемент 472 смещен внутрь в гибкую стенку 454 от внутренней поверхности 460, внешней поверхности 462 и торцевой поверхности 464. Обычно, кольцевые усиливающие элементы, например, такие как усиливающий элемент 472, образованы из материала, имеющего по существу более высокую прочность на растяжение, чем эластомерный материал, из которого образована гибкая стенка. В качестве примеров подходящих материалов можно привести металлы, например, такие как сталь, и термопласты, такие как армированные стекловолокном термопласты и высокопрочные (без наполнителя) термопласты, например, такие как описанные здесь выше для корпуса 420 поршня.
Более того, один примерный узел газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением может иметь удерживающий элемент, который по существу капсулирован или иным образом по существу полностью заделан в гибкую стенку, так что по существу отсутствует участок удерживающего элемента, открытый наружу вдоль поверхности гибкой стенки. Как это показано на фиг.17-20, гибкая втулка 412 дополнительно содержит удерживающий элемент 474, который капсулирован или иным образом по существу полностью заделан в гибкую стенку 454 вдоль второго открытого конца 458. Удерживающий элемент функционирует так, чтобы создавать, по меньшей мере частично, сопротивление усилиям сдвига, таким как показанные стрелками SHR на фиг.19, а также сопротивление вращению гибкой стенки вокруг круговой оси АХС усиливающего элемента 472, как показано стрелкой RT на фиг.19. Указанным образом удерживающий элемент может содействовать уменьшению изгиба, деформации и/или оседания второго открытого конца 458 гибкой стенки 454 при воздействии растягивающей нагрузки, которая стремится разделить гибкую втулку 412 от второго концевого элемента (например, от поршня 406). Следует иметь в виду, что удерживающий элемент 474 может иметь любой размер, форму, конфигурацию и/или расположение, которые подходят для достижения указанных или других функций, преимуществ и/или характеристик.
В примерном конструктивном варианте, показанном здесь, удерживающий элемент 474 имеет форму кольца, которое идет по окружности вокруг оси АХ и имеет ориентировочно прямоугольное поперечное сечение. Однако, как уже было указано здесь выше, следует иметь в виду, что ориентировочно прямоугольное поперечное сечение указано просто в качестве примера и что также могут быть использованы и другие подходящие формы поперечного сечения, например, такие как круг, овал, квадрат, трапеция или параллелограмм. Кроме того, удерживающий элемент 474 может иметь форму замкнутого кольца или может иметь форму разрезного кольца, имеющего две торцевые стенки, показанные на фиг.20 пунктирными линиями 475.
Как это показано на фиг.19, удерживающий элемент 474 может идти продольно между противоположными первой и второй боковыми поверхностями 476 и 478. Удерживающий элемент 474 также показан как содержащий внутреннюю поверхность 480, которая имеет внутренний размер D2, и внешнюю поверхность 482, которая имеет внешний размер D3. Из рассмотрения фиг.19 можно понять, что внутренний размер D2 меньше, чем внешний размер D1 удерживающего выступа 446, и что внешний размер D3 удерживающего элемента больше, чем внешний размер D1 удерживающего выступа.
Кроме того, как это показано на фиг.19, удерживающий элемент 474 по существу полностью заделан в гибкую стенку 454 вдоль второго открытого конца 458. Как таковой, удерживающий элемент смещен внутрь в гибкую стенку от внутренней поверхности 460, внешней поверхности 462 и торцевой поверхности 464. Как таковой, удерживающий элемент полностью капсулирован при помощи гибкой стенки, и материал 484, 486 и 488 гибкой стенки соответственно расположен между удерживающим элементом и поверхностями 460, 462 и 464. Кроме того, удерживающий элемент 474 преимущественно расположен между усиливающим элементом 472 и по меньшей мере одной из поверхностей, таких как внутренняя поверхность 460, внешняя поверхность 462 и/или торцевая поверхность 464. В показанном примерном конструктивном варианте, удерживающий элемент 474 расположен между усиливающим элементом и внутренней поверхностью 462, и смещен от усиливающего элемента 472, так что материал 490 гибкой стенки расположен между ними. Однако следует иметь в виду, что альтернативно могут быть использованы и другие конструктивные варианты.
Кроме того, следует иметь в виду, что удерживающий элемент 474 может быть изготовлен из любого материала или комбинации материалов, которые подходят для создания сопротивления усилиям сдвига и/или для создания сопротивления вращению, что позволяет уменьшить изгиб, деформацию и/или оседание второго открытого конца 458 гибкой стенки 454, как уже было описано здесь выше. Как таковой, удерживающий элемент 474 может быть образован из материала, имеющего заданные механические свойства, например, такие как твердость или предел текучести при растяжении. В предпочтительном конструктивном варианте, по меньшей мере один из материалов, из которых образован удерживающий элемент 474, отличается от одного или нескольких эластомерных материалов, из которых образована гибкая стенка 454. В таких случаях, различные материалы, которые имеют различные механические свойства, выбирают так, чтобы обеспечивать описанные здесь выше функции, преимущества и/или характеристики.
В качестве примера, гибкая стенка 454 может быть образована из первого материала, имеющего первую твердость. Удерживающий элемент 474 может быть образован из второго материала, который отличается от первого материала и имеет вторую твердость. В этом примере, вторая твердость второго материала может быть больше чем первая твердость первого материала. Хотя и не всегда, некоторые материалы могут иметь предел прочности и другие свойства, которые коррелируют с увеличением и уменьшением уровней твердости материала. То, что вторая твердость второго материала больше чем первая твердость первого материала, соответствует тому, что второй материал имеет большую прочность на растяжение, чем прочность на растяжение первого материала. Однако следует четко понимать, что альтернативно могут быть использованы материалы с любыми другими подходящими свойствами и/или характеристиками.
Один способ сборки узла газовой пружины, например, такого как узел 400 газовой пружины, может предусматривать использование первого концевого элемента (например, кромочной пластины 402) и использование второго концевого элемента (например, поршня 406). Второй концевой элемент может иметь торцевую стенку (например, первую торцевую стенку 432), боковую стенку (например, вторую боковую стенку 438), идущую от торцевой стенки, и удерживающий выступ (например, удерживающий выступ 446), выступающий радиально наружу от торцевой стенки. Удерживающий выступ может иметь поверхность заплечика (например, поверхность 450 заплечика), обращенную к торцевой стенке, и внешнюю поверхность (например, внешнюю поверхность 452). Способ может дополнительно предусматривать использование гибкой втулки (например, гибкой втулки 412), имеющей противоположные открытые концы (например, первый и второй открытые концы 456 и 458), причем один из противоположных концов содержит удерживающий элемент (например, удерживающий элемент 474), полностью заделанный в него. Способ может дополнительно предусматривать закрепление первого концевого элемента поперек первого открытого конца гибкой втулки, так что по существу герметичное уплотнение образуется между ними. Способ может дополнительно предусматривать установку открытого конца (например, второго открытого конца 458) гибкой втулки рядом с внешней поверхностью удерживающего выступа второго концевого элемента, и принудительное пропускание открытого конца и удерживающего элемента поверх удерживающего выступа, так что гибкая стенка входит в прилегающее зацепление с одной или несколькими стенками, такими как торцевая стенка и/или боковая стенка второго концевого элемента.
На фиг.21-25 показан еще один пример узла 500 газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением, который расположен между противоположными конструктивными элементами, например, такими как верхний и нижний конструктивные элементы USC и LSC связанного транспортного средства (не показано). Узел 500 газовой пружины показан как имеющий продольную ось АХ и содержащий первый концевой элемент, например, такой как верхняя или кромочная пластина 502, которая приспособлена для закрепления на одном из конструктивных элементов или вдоль него (например, в верхнем конструктивном элементе USC). Следует иметь в виду, что первый концевой элемент может быть закреплен вдоль конструктивного элемента любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых монтажных стоек 504, которые проходят через соответствующие монтажные отверстия HLS в одном из связанных конструктивных элементов (например, в верхнем конструктивном элементе USC).
Газовая пружина 500 также содержит противоположный второй концевой элемент, например, такой как узел 506 поршня, который продольно смещен от первого концевого элемента и который приспособлен для закрепления на другом одном из конструктивных элементов или вдоль другого одного из конструктивных элементов, например, такого как нижний конструктивный элемент LSC. Вновь следует иметь в виду, что второй концевой элемент может быть оперативно соединен с конструктивным элементом или закреплен иначе на конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых крепежных деталей 508, пропущенных через монтажные отверстия HLS в связанном конструктивном элементе (например, в нижнем конструктивном элементе LSC) и ввинченных в соответствующее отверстие во втором концевом элементе, например, таким как резьбовое отверстие 510.
Газовая пружина 500 также содержит гибкую втулку или сильфон 512, который оперативно присоединен между первым и вторым концевыми элементами и по меньшей мере частично образует камеру 514 пружины между ними. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.21, гибкая втулка 512 содержит гибкую стенку 516, которая идет между противоположными первым и вторым открытыми концами 518 и 520. Следует иметь в виду, что гибкая стенка 516 может быть образована любым подходящим образом, например, за счет использования одного или нескольких упрочненных тканью эластомерных слоев (не показаны) и/или одного или нескольких неупрочненных эластомерных слоев (не показаны). Кроме того, следует иметь в виду, что первый открытый конец 518 может быть закреплен на первом концевом элементе 502 или вдоль него любым подходящим образом, для образования по существу герметичного уплотнения между ними. Например, гибкая втулка 512 может иметь монтажный буртик 522, образованный вдоль первого открытого конца 518, который содержит кольцевой усиливающий элемент 524, например, такой как проволока, заделанная в него, причем первый концевой элемент 502 закрепляют вдоль или поперек первого открытого конца гибкой втулки за счет захвата по меньшей мере части монтажного буртика с использованием закрученного соединения кромки 526.
Узел 506 поршня идет продольно между первым или верхним концом 528 и вторым или нижним концом 530. Первый конец 528 приспособлен для приема второго открытого конца 520 гибкой втулки 512 и создания по существу герметичного уплотнения с ним. Второй конец 530 узла 506 поршня приспособлен для плотного зацепления со связанным конструктивным элементом, например, таким как нижний конструктивный элемент LSC. Кроме того, как уже было указано здесь выше, узел 506 поршня может быть закреплен на связанном конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования комбинации соединенных друг с другом резьбовой крепежной детали 508 и резьбового отверстия 510.
Узел 506 поршня содержит корпус 532 поршня, который имеет первую или внешнюю боковую стенку 534, которая идет в основном продольно между первым и вторым концами 528 и 530. При эксплуатации, гибкая стенка 516 гибкой втулки 512 образует свертывающийся выступ 536, который перемещается вдоль первой боковой стенки 534, когда газовая пружина претерпевает изменения полной высоты, например, которые могут быть вызваны изменениями приложенной к ней нагрузки, как это хорошо известно специалистам в данной области. Следует иметь в виду, что широкое разнообразие форм, профилей и/или конфигураций может и должно быть использовано при образовании первой или внешней боковой стенки узла поршня. Следует иметь в виду, что, как таковой, профиль первой боковой стенки 534 является просто примерным в том, что он содержит первый участок 538, имеющий ориентировочно форму усеченного конуса или коническую форму, второй участок 540 стенки, имеющий криволинейную форму, и третий участок 542, имеющий ориентировочно цилиндрическую форму.
Корпус 532 поршня также содержит первую или верхнюю торцевую стенку 544, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является перпендикулярной к оси АХ и/или к части первой боковой стенки 534. Кроме того, первая торцевая стенка 544 показана на фиг.21, 23 и 25 как содержащая ориентировочно плоский участок 546, который переходит в первую боковую стенку 534 на закругленном участке или участке 548 заплечика. Однако следует иметь в виду, что первая торцевая стенка 544 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, участок 548 заплечика может иметь больший или меньший радиус и/или участок 546 может быть по меньшей мере частично изогнут или иначе оконтурен. Кроме того, ссылку на то, что первая торцевая стенка 544 идет в основном перпендикулярно к первой боковой стенке 534, следует понимать в широком смысле. В качестве примера укажем, что первая торцевая стенка 544 может быть ориентировочно перпендикулярна к первой боковой стенке 534, например, как это показано на фиг.21, 23 и 25. Однако следует иметь в виду, что первая боковая стенка и первая торцевая стенка могут иметь широкое разнообразие форм, контуров или конфигураций, так что термин "перпендикулярно" следует понимать как включающий в себя широкий диапазон относительных угловых ориентаций, например, такой как диапазон плюс (+) или минус (-) 45 градусов от горизонтали или от опорной детали или компонента.
Как это показано на фиг.21, 23 и 25, корпус 532 поршня дополнительно содержит вторую или внутреннюю боковую стенку 550, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является в основном перпендикулярной, как уже было указано здесь выше, к первой торцевой стенке 544 и/или имеет такую ориентацию, что она ориентировочно совмещена с осью АХ. Вторая боковая стенка 550 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, вторая боковая стенка может иметь ориентировочно цилиндрические внутреннюю и внешнюю поверхности 552 и 554. Альтернативно, вторая боковая стенка может иметь одну или несколько поверхностей, которые имеют форму усеченного конуса, являются криволинейными и/или оконтурены иначе. Кроме того, вторая боковая стенка 550 выступает от первой торцевой стенки 544 в направлении, противоположном второму концу 530 корпуса 532 поршня, и заканчивается у второй торцевой стенки 556, которая показана как ориентировочно плоская. Однако следует иметь в виду, что может быть использована любая другая геометрия, форма и/или конфигурация.
Узел поршня 506 также содержит множество удерживающих элементов 558, которые частично заделаны в корпус 532 поршня и выступают по оси наружу из корпуса поршня в направлении в основном от второго конца 530. В одном примерном случае, удерживающие элементы могут быть расположены с промежутками друг от друга по окружности вокруг оси АХ, например, как это показано на фиг.22 и 24.
Кроме того, может быть использовано любое подходящее число удерживающих элементов, например, от двух до пятидесяти удерживающих элементов. Следует иметь в виду, что удерживающие элементы 558 могут быть равномерно распределены друг относительно друга, например, как это показано на фиг.22 и 24. Альтернативно, удерживающие элементы могут быть распределены неравномерно (не показано), что может быть полезно для создания повышенного уровня удержания вдоль одного кольцевого участка корпуса поршня относительно другого кольцевого участка корпуса поршня. Следует иметь в виду, что число удерживающих элементов, которое может быть использовано, зависит от одного или нескольких различных факторов и соображений, например, таких как размер, форма и свойства материала корпуса поршня и удерживающих элементов, а также желательный уровень удержания, который должен быть достигнут.В качестве примеров материалов, которые подходят для изготовления удерживающих элементов, можно привести металлы, например, такие как алюминий и сталь. В качестве примеров подходящих материалов для изготовления корпуса поршня можно привести армированные волокном термопласты, например, такие как армированный стекловолокном (или другим волокном) полипропилен и армированный стекловолокном (или другим волокном) полиамид, а также высокопрочные (без наполнителя) термопласты, например, такие как сложный полиэфир, полиэтилен и другие материалы на базе простого полиэфира, или их комбинации.
В примерном конструктивном варианте, показанном и описанном здесь, удерживающие элементы 558 идут в основном продольно между свободным концом 560, который расположен вне корпуса 532 поршня, и заделанным концом 562, который капсулирован внутри корпуса поршня. В одном примере такой схемы расположения, удерживающие элементы частично заделаны по меньшей мере во вторую боковую стенку 550. Факультативно, часть 564 заделанного конца удерживающих элементов 558 может заходить в часть первой торцевой стенки 544 или иным образом идти вдоль этой части, как это показано, например, на фиг.21, 23 и 25. Кроме того, множество удерживающих элементов могут быть раздельными элементами, каждый их которых независимо заделан в корпус поршня. Однако, альтернативно, множество удерживающих элементов могут быть соединены вместе подходящим образом, например, с использованием одной или нескольких соединительных стенок 566, как это показано на фиг.25.
Следует иметь в виду, что удерживающие элементы 558 служат для удержания второго открытого конца 520 гибкой стенки 516 в прилегающем зацеплении на втором концевом элементе (например, на поршне 506) или вдоль него, так что по существу герметичное уплотнение поддерживается между ними. В одном примерном конструктивном варианте, свободные концы 560 удерживающих элементов идут ориентировочно по оси от второй торцевой стенки 556 второй боковой стенки 550 и изогнуты ориентировочно перпендикулярно, как уже было указано здесь выше, относительно второй боковой стенки. Таким образом, свободные концы выступают радиально наружу выше второй боковой стенки 550 и идут вдоль по меньшей мере части гибкой стенки 516. Следует иметь в виду, что в некоторых случаях свободные концы удерживающих элементов могут контактировать или иным образом входить в плотное зацепление с гибкой стенкой или с ее вторым открытым концом. Однако, в других случаях, свободные концы могут быть расположены с промежутком по оси от гибкой стенки или от ее второго открытого конца, например, как это показано на фиг.23.
Гибкая стенка 516 имеет внутреннюю поверхность 568, которая имеет флюидную связь с камерой 514 пружины, и внешнюю поверхность 570, которая плотно входит в зацепление с первой боковой стенкой 534 и с первой торцевой стенкой 544 корпуса 532 поршня. Как это лучше всего показано на фиг.23 и 25, гибкая стенка 516 также содержит торцевую поверхность 572, которая идет между внутренней и внешней поверхностями и соединяет их вдоль второго открытого конца 520. Кольцевой усиливающий элемент 574, например, такой как проволока, при необходимости может быть заделан в гибкую стенку вдоль второго открытого конца 520. В предпочтительном конструктивном варианте, усиливающий элемент 574 имеет ориентировочно внутренний размер D1 (фиг.23) и удерживающие элементы 558 идут радиально наружу в изогнутом состоянии и имеют ориентировочно внешний размер D2 (фиг.23 и 24). В такой схеме расположения, удерживающие элементы 558 могут по меньшей мере частично перекрывать усиливающий элемент 574 и создавать дополнительную жесткость по сравнению с жесткостью второго открытого конца 520, созданной за счет усиливающего элемента. Однако следует иметь в виду, что альтернативно могут быть использованы и другие схемы расположения, например, схема расположения, в которой внешний размер удерживающих элементов меньше чем внутренний размер D1 усиливающего элемента, но больше чем внешний размер (не показан) второй боковой стенки 550.
Один способ сборки узла газовой пружины, например, такого как узел 500 газовой пружины, может предусматривать использование гибкой втулки (например, гибкой втулки 512), имеющей противоположные открытые концы (например, первый и второй открытые концы 518 и 520). Способ также может предусматривать использование первого концевого элемента (например, кромочной пластины 502) и закрепление первого концевого элемента поперек первого открытого конца гибкой втулки, так что по существу герметичное уплотнение образуется между ними. Способ также может предусматривать использование второго концевого элемента, например, такого как узел поршня 506, имеющего корпус концевого элемента (например, корпус 532 поршня) и множество удерживающих элементов (например, удерживающих элементов 558), которые частично заделаны в него. Первоначально, остальные части (например, свободные концы 560) удерживающих элементов выступают ориентировочно аксиально наружу из корпуса концевого элемента, например, как удерживающие элементы 558' на фиг.25. Это позволяет установить открытый конец гибкой втулки (например, второй открытый конец 520) рядом со вторым концевым элементом и напрессовать гибкую втулку на него с созданием прилегающего зацепления с одной или несколькими стенками второго концевого элемента, как это показано стрелкой AR1 на фиг.25, так что по существу герметичное уплотнение образуется между ними. Остальные части (например, свободные концы 560) удерживающих элементов могут быть изогнуты в ориентации радиально наружу, например, как это показано стрелкой AR2 и пунктирной линией 560' на фиг.25. Это позволяет удерживающим элементам содействовать удержанию второго открытого конца гибкой втулки на втором концевом элементе.
На фиг.26-29 показан еще один дополнительный пример узла 600 газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением, который расположен между противоположными конструктивными элементами, например, такими как верхний и нижний конструктивные элементы USC и LSC связанного транспортного средства (не показано). Узел 600 газовой пружины показан как имеющий продольную ось АХ и содержащий первый концевой элемент, например, такой как верхняя или кромочная пластина 602, которая приспособлена для закрепления на одном из конструктивных элементов или вдоль него (например, в верхнем конструктивном элементе USC). Следует иметь в виду, что первый концевой элемент может быть закреплен вдоль конструктивного элемента любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых монтажных стоек 604, которые проходят через соответствующие монтажные отверстия HLS в одном из связанных конструктивных элементов (например, в верхнем конструктивном элементе USC).
Газовая пружина 600 также содержит противоположный второй концевой элемент, например, такой как поршень 606, который продольно смещен от первого концевого элемента и который приспособлен для закрепления на другом одном из конструктивных элементов или вдоль другого одного из конструктивных элементов, например, такого как нижний конструктивный элемент LSC. Вновь следует иметь в виду, что второй концевой элемент может быть оперативно соединен с конструктивным элементом или закреплен иначе на конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых крепежных деталей 608, пропущенных через монтажные отверстия HLS в связанном конструктивном элементе (например, в нижнем конструктивном элементе LSC) и ввинченных в соответствующее отверстие во втором концевом элементе, например, такое как резьбовое отверстие 610.
Газовая пружина 600 также содержит гибкую втулку или сильфон 612, который оперативно присоединен между первым и вторым концевыми элементами и по меньшей мере частично образует камеру 614 пружины между ними. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.26, гибкая втулка 612 содержит гибкую стенку 616, которая идет между противоположными первым и вторым открытыми концами 618 и 620. Гибкая стенка 616 имеет внутреннюю поверхность 622, которая имеет флюидную связь с камерой 614 пружины, и внешнюю поверхность 624, которая плотно входит в зацепление с поршнем 606. Как это лучше показано на фиг.28, гибкая стенка 616 также содержит торцевую поверхность 626, которая идет между внутренней и внешней поверхностями и соединяет их вдоль второго открытого конца 620. Следует иметь в виду, что гибкая стенка 616 может быть образована любым подходящим образом, например, за счет использования одного или нескольких упрочненных тканью эластомерных слоев (не показаны) и/или одного или нескольких неупрочненных эластомерных слоев (не показаны). Факультативно, кольцевой усиливающий элемент 628, например, такой как проволока, может быть заделан в гибкую стенку вдоль второго открытого конца 620.
Первый открытый конец 618 может быть закреплен на первом концевом элементе 602 или вдоль него любым подходящим образом, для образования по существу герметичного уплотнения между ними. Например, гибкая втулка 612 может иметь монтажный буртик 630, образованный вдоль первого открытого конца 618, который факультативно может иметь кольцевой усиливающий элемент 632, например, такой как проволока, заделанная в него, причем первый концевой элемент 602 закрепляют вдоль или поперек первого открытого конца гибкой втулки за счет захвата по меньшей мере части монтажного буртика с использованием закрученного соединения кромки 634.
Поршень 606 идет продольно между первым или верхним концом 636 и вторым или нижним концом 638. Первый конец 636 приспособлен для приема открытого конца 620 гибкой втулки 612 и создания по существу герметичного уплотнения с ним. Второй конец 638 поршня 606 приспособлен для плотного зацепления со связанным конструктивным элементом, например, таким как нижний конструктивный элемент LSC. Кроме того, как уже было указано здесь выше, поршень 606 может быть закреплен на связанном конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования комбинации соединенных друг с другом резьбовой крепежной детали 608 и резьбового отверстия 610.
Поршень 606 содержит корпус 640 поршня и может также факультативно содержать один или несколько дополнительных компонентов и/или элементов, например, одну или несколько резьбовых вставок. Корпус поршня имеет первую или внешнюю боковую стенку 642, которая идет в основном продольно между первым и вторым концами 636 и 638. При эксплуатации, гибкая стенка 616 гибкой втулки 612 образует свертывающийся выступ 644, который перемещается вдоль первой боковой стенки 642, когда газовая пружина претерпевает изменения полной высоты, например, которые могут быть вызваны изменениями приложенной к ней нагрузки, как это хорошо известно специалистам в данной области. Следует иметь в виду, что широкое разнообразие форм, профилей и/или конфигураций могут и должны быть использованы при образовании первой или внешней боковой стенки узла поршня. Следует иметь в виду, что, как таковой, профиль первой боковой стенки 642 является просто примерным в том, что он содержит первый участок 646, имеющий ориентировочно форму усеченного конуса или коническую форму, второй участок 648 стенки, имеющий криволинейную форму, и третий участок 650, имеющий ориентировочно цилиндрическую форму.
Корпус 640 поршня также содержит первую или верхнюю торцевую стенку 652, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является перпендикулярной к оси АХ и/или к части первой боковой стенки 642. Кроме того, первая торцевая стенка 652 показана на фиг.26 и 28 как содержащая ориентировочно плоский участок 654, который переходит в первую боковую стенку 642 на закругленном участке или участке 656 заплечика. Однако следует иметь в виду, что первая торцевая стенка 652 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, участок 656 заплечика может иметь больший или меньший радиус и/или участок 654 может быть по меньшей мере частично изогнут или иначе оконтурен. Кроме того, ссылку на то, что первая торцевая стенка 652 идет в основном перпендикулярно к первой боковой стенке 642, следует понимать в широком смысле. В качестве примера укажем, что первая торцевая стенка 652 может быть ориентировочно перпендикулярна к первой боковой стенке 642, например, как это показано на фиг.26 и 28. Однако следует иметь в виду, что первая боковая стенка и первая торцевая стенка могут иметь широкое разнообразие форм, контуров или конфигураций, так что термин "перпендикулярно" следует понимать как включающий в себя широкий диапазон относительных угловых ориентации, например, такой как диапазон плюс (+) или минус (-) 45 градусов от горизонтали или от опорной детали или компонента, например.
Как это показано на фиг.26-29, корпус 640 поршня дополнительно содержит вторую или внутреннюю боковую стенку 658, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является в основном перпендикулярной, как уже было указано здесь выше, к первой торцевой стенке 652 и/или имеет такую ориентацию, что она ориентировочно совмещена с осью АХ, вторая боковая стенка 658 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, вторая боковая стенка может иметь ориентировочно цилиндрические внутреннюю и внешнюю поверхности 660 и 662, и может иметь размер продольной длины и идти по окружности непрерывно и по существу равномерно вокруг оси АХ при ориентировочно постоянном размере продольной длины. Альтернативно, вторая боковая стенка может иметь одну или несколько поверхностей, которые имеют форму усеченного конуса, являются криволинейными и/или оконтурены иначе, и/или может иметь один или несколько каналов или одно или несколько отверстий, проходящих насквозь через вторую боковую стенку. Кроме того, вторая боковая стенка 658 выступает от первой торцевой стенки 652 в направлении, противоположном второму концу 636 корпуса 640 поршня, и заканчивается у второй торцевой стенки 664, которая показана как ориентировочно плоская. Однако следует иметь в виду, что может быть использована любая другая геометрия, форма и/или конфигурация.
Корпус поршня 640 также содержит множество сегментов удерживающего выступа 666, которые идут по окружности вокруг оси АХ и выступают радиально наружу из второй боковой стенки 658. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.26-29, сегменты удерживающего выступа 666 содержат самую крайнюю кромку 668 и поверхность 670 заплечика, которая идет по окружности вокруг оси АХ и радиально наружу от внешней поверхности 662 второй боковой стенки 658, до самой крайней кромки 668. Кроме того, поверхность 670 заплечика обращена к первой торцевой стенке 652 и идет радиально наружу в основном перпендикулярно, как уже было указано здесь выше, ко второй боковой стенке 658.
Сегменты удерживающего выступа 666 содержат внешнюю поверхность 672, которая идет в основном по окружности вокруг оси АХ и ориентирована в направлении радиально наружу и от первой торцевой стенки 652. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.26-29, понижения 674 образованы между смежными сегментами удерживающего выступа 666. Как таковые, множество понижений 674 расположены с промежутками друг от друга по окружности вокруг оси АХ, причем сегменты удерживающего выступа и понижения чередуются друг с другом вокруг и/или вдоль корпуса 640 поршня.
Одно из преимуществ, связанных с использованием множества сегментов удерживающего выступа описанной выше конструкции, заключается в том, что за счет этого создается прерывистая внешняя поверхность с уменьшенным поверхностным контактом с соответствующей гибкой стенкой, которая удерживается при помощи сегментов удерживающего выступа. Такой уменьшенный контакт создает уменьшенные силы трения, возникающие при перемещении второго открытого конца 620 гибкой втулки 612 поверх сегментов удерживающего выступа. Такое уменьшение сил трения позволяет принудительно надевать второй открытый конец поверх конструкции удерживающего выступа, образованной при помощи множества сегментов удерживающего выступа, которая имеет больший размер поперечного сечения (например, диаметр), чем размер поперечного сечения конструкции обычного удерживающего выступа. Такое увеличение размера поперечного сечения позволяет получать увеличенную поверхность заплечика и/или другие характеристики, которые обеспечивают улучшенное удержание гибкой стенки на поршне, что может быть полезно, например, при воздействии растягивающей нагрузки.
Следует иметь в виду, что понижения 674 могут иметь любой размер, форму, количество, схему расположения и/или конфигурацию, которые позволяют получить одно или несколько указанных здесь выше преимуществ или других преимуществ. Как таковые, понижения могут иметь поверхность 676 (фиг.28 и 29), которая образует внутреннюю границу понижений. Кроме того, поверхность 676 может пересекаться с одной или несколькими поверхностями, такими как внутренняя поверхность 662 и/или внешняя поверхность 664 второй боковой стенки 658, поверхность второй торцевой стенки 664, поверхность 670 заплечика и/или внешняя поверхность 672. В показанном примерном конструктивном варианте, поверхность понижения пересекается со второй торцевой стенкой 664, с поверхностью 670 заплечика и с внешней поверхностью 672. Как таковые, поверхности 676 понижения смещены наружу от внутренней и внешней поверхностей 662 и 664, которые остаются по существу непрерывными и сплошными. Однако следует иметь в виду, что любые другие размер, форма, количество, схема расположения и/или конфигурация поверхностей понижений могут быть использованы альтернативно. Например, сегменты удерживающего выступа 666, также как понижения 674 и поверхности 676 понижений, показаны здесь как по существу идентичные друг другу. Однако могут быть использованы различные сегменты удерживающего выступа, понижения и/или поверхности понижений, которые изменяются в различных местах вдоль или вокруг корпуса 640 поршня.
На фиг.30 показан еще один пример узла 700 газовой пружины в соответствии с настоящим изобретением, который расположен между противоположными конструктивными элементами, например, такими как верхний и нижний конструктивные элементы USC и LSC связанного транспортного средства (не показано). Узел 700 газовой пружины показан как имеющий продольную ось АХ и содержащий первый концевой элемент, например, такой как верхняя или кромочная пластина 702, которая приспособлена для закрепления на одном из конструктивных элементов или вдоль него (например, в верхнем конструктивном элементе USC). Следует иметь в виду, что первый концевой элемент может быть закреплен вдоль конструктивного элемента любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых монтажных стоек 704, которые проходят через соответствующие монтажные отверстия HLS в одном из связанных конструктивных элементов (например, в верхнем конструктивном элементе USC).
Газовая пружина 700 также содержит противоположный второй концевой элемент, например, такой как поршень 706, который продольно смещен от первого концевого элемента и который приспособлен для закрепления на другом одном из конструктивных элементов или вдоль другого одного из конструктивных элементов, например, такого как нижний конструктивный элемент LSC. Вновь следует иметь в виду, что второй концевой элемент может быть оперативно соединен с конструктивным элементом или закреплен иначе на конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования одной или нескольких резьбовых крепежных деталей 708, пропущенных через монтажные отверстия HLS в связанном конструктивном элементе (например, в нижнем конструктивном элементе LSC) и ввинченных в соответствующее отверстие во втором концевом элементе, например, такое как резьбовое отверстие 710.
Газовая пружина 700 также содержит гибкую втулку или сильфон 712, который оперативно присоединен между первым и вторым концевыми элементами и по меньшей мере частично образует камеру 714 пружины между ними. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.30, гибкая втулка 712 содержит гибкую стенку 716, которая идет между противоположными первым и вторым открытыми концами 718 и 720. Гибкая стенка 716 имеет внутреннюю поверхность 722, которая имеет флюидную связь с камерой 714 пружины, и внешнюю поверхность 724, которая плотно входит в зацепление с поршнем 706. Как это лучше всего показано на фиг.32, гибкая стенка 116 также содержит торцевую поверхность 726, которая идет между внутренней и внешней поверхностями и соединяет их вдоль второго открытого конца 720. Следует иметь в виду, что гибкая стенка 716 может быть образована любым подходящим образом, например, за счет использования одного или нескольких упрочненных тканью эластомерных слоев (не показаны) и/или одного или нескольких неупрочненных эластомерных слоев (не показаны). Факультативно, кольцевой усиливающий элемент 728, например, такой как проволока, может быть заделан в гибкую стенку вдоль второго открытого конца 720.
Первый открытый конец 718 может быть закреплен на первом концевом элементе 702 или вдоль него любым подходящим образом, для образования по существу герметичного уплотнения между ними. Например, гибкая втулка 712 может иметь монтажный буртик 730, образованный вдоль первого открытого конца 718, который факультативно может иметь кольцевой усиливающий элемент 732, например, такой как проволока, заделанная в него, причем первый концевой элемент 702 закрепляют вдоль или поперек первого открытого конца гибкой втулки за счет захвата по меньшей мере части монтажного буртика с использованием закрученного соединения кромки 734.
Поршень 706 идет продольно между первым или верхним концом 736 и вторым или нижним концом 738. Первый конец 736 приспособлен для приема открытого конца 720 гибкой втулки 712 и создания по существу герметичного уплотнения с ним. Второй конец 738 поршня 706 приспособлен для плотного зацепления со связанным конструктивным элементом, например, таким как нижний конструктивный элемент LSC. Кроме того, как уже было указано здесь выше, поршень 706 может быть закреплен на связанном конструктивном элементе или вдоль него любым подходящим образом, например, за счет использования комбинации соединенных друг с другом резьбовой крепежной детали 708 и резьбового отверстия 710, например.
Поршень 706 содержит корпус 740 поршня и может также факультативно содержать один или несколько дополнительных компонентов и/или элементов, например, одну или несколько резьбовых вставок. Корпус поршня имеет первую или внешнюю боковую стенку 742, которая идет в основном продольно между первым и вторым концами 736 и 738. При эксплуатации, гибкая стенка 716 гибкой втулки 712 образует свертывающийся выступ 744, который перемещается вдоль первой боковой стенки 742, когда газовая пружина претерпевает изменения полной высоты, например, которые могут быть вызваны изменениями приложенной к ней нагрузки, как это хорошо известно специалистам в данной области. Следует иметь в виду, что широкое разнообразие форм, профилей и/или конфигураций могут и должны быть использованы при образовании первой или внешней боковой стенки узла поршня. Следует иметь в виду, что, как таковой, профиль первой боковой стенки 742 является просто примерным в том, что он содержит первый участок 746, имеющий ориентировочно форму усеченного конуса или коническую форму, второй участок 748 стенки, имеющий криволинейную форму, и третий участок 750, имеющий ориентировочно цилиндрическую форму.
Корпус 740 поршня также содержит первую или верхнюю торцевую стенку 752, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является перпендикулярной к оси АХ и/или к части первой боковой стенки 742. Дополнительно, первая торцевая стенка 752 показана на фиг.30 и 32 как содержащая ориентировочно плоский участок 754, который переходит в первую боковую стенку 742 на закругленном участке или участке 756 заплечика. Однако следует иметь в виду, что первая торцевая стенка 752 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, участок 756 заплечика может иметь больший или меньший радиус и/или участок 754 может быть по меньшей мере частично изогнут или иначе оконтурен. Кроме того, ссылку на то, что первая торцевая стенка 752 идет в основном перпендикулярно к первой боковой стенке 742, следует понимать в широком смысле. В качестве примера укажем, что первая торцевая стенка 752 может быть ориентировочно перпендикулярна к первой боковой стенке 742, например, как это показано на фиг.30 и 32. Однако следует иметь в виду, что первая боковая стенка и первая торцевая стенка могут иметь широкое разнообразие форм, контуров или конфигураций, так что термин "перпендикулярно" следует понимать как включающий в себя широкий диапазон относительных угловых ориентаций, например, таких как диапазон плюс (+) или минус (-) 45 градусов от горизонтали или от опорной детали или компонента, например.
Как это показано на фиг.30-33, корпус поршня 740 дополнительно содержит вторую или внутреннюю боковую стенку 758, которая идет по окружности вокруг оси АХ и имеет такую ориентацию, что она является в основном перпендикулярной, как уже было указано здесь выше, к первой торцевой стенке 752 и/или имеет такую ориентацию, что она ориентировочно совмещена с осью АХ. Вторая боковая стенка 758 может иметь любую подходящую геометрию, форму и/или конфигурацию. Например, вторая боковая стенка может иметь ориентировочно цилиндрические внутреннюю и внешнюю поверхности 760 и 762. Альтернативно, вторая боковая стенка может иметь одну или несколько поверхностей, которые имеют форму усеченного конуса, являются криволинейными и/или оконтурены иначе. Дополнительно, вторая боковая стенка 758 выступает от первой торцевой стенки 752 в направлении, противоположном второму концу 736 корпуса поршня 740, и заканчивается у второй торцевой стенки 764, которая показана как ориентировочно плоская. Однако следует иметь в виду, что может быть использована любая другая геометрия, форма и/или конфигурация.
Корпус поршня 740 также содержит множество сегментов удерживающего выступа 766, которые расположены с промежутками друг от друга по окружности вокруг оси АХ и выступают радиально наружу из второй боковой стенки 758. Каждый сегмент удерживающего выступа 766 содержат самую крайнюю кромку 768, поверхность 770 заплечика и внешнюю поверхность 772. Поверхности 770 заплечиков идут по окружности вокруг оси АХ и радиально наружу от внешней поверхности 762 второй боковой стенки 758, до самой крайней кромки 768. Кроме того, поверхности 770 заплечика обращены к первой торцевой стенке 752 и идут радиально наружу в основном перпендикулярно, как уже было указано здесь выше, ко второй боковой стенке 758.
Каждый сегмент удерживающего выступа 766 содержит внешнюю поверхность 772, которая идет в основном по окружности вокруг оси АХ и ориентирована в направлении радиально наружу и в основном от первой торцевой стенки 752. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.30-33, понижение или канал 774 образованы между смежными сегментами удерживающего выступа 766. Как таковые, множество каналов 774 расположены с промежутками друг от друга по окружности вокруг оси АХ, причем сегменты удерживающего выступа и каналы чередуются друг с другом вокруг и/или вдоль корпуса 740 поршня.
Одно из преимуществ, связанных с использованием множества сегментов удерживающего выступа описанной здесь выше конструкции, заключается в том, что каждый сегмент удерживающего выступа содержит свободный конец 776, который может изгибаться радиально внутрь независимо от смежных с ним сегментов удерживающего выступа. Такой изгиб радиально внутрь позволяет эффективно уменьшить внешний размер, образованный при помощи самых крайних кромок 768, во время установки соответствующей гибкой стенки на корпусе поршня. Как таковые, могут быть использованы сегменты удерживающего выступа, имеющие увеличенные радиальные размеры и/или протяженности радиально наружу (например, расширенные самые крайние кромки 768 и/или поверхности 770 заплечика). Можно ожидать, что такое увеличение размеров деталей удержания сегментов удерживающего выступа, предназначенных для удержания гибкой стенки 716, будет приводить к лучшему удержанию гибкой втулки 712 на поршне 706.
Следует иметь в виду, что каналы 774 могут иметь любой размер, форму, количество, схему расположения и/или конфигурацию, которые позволяют получить одно или несколько указанных здесь выше преимуществ или других преимуществ. Как таковые, каналы 774 могут пересекаться с одной или несколькими поверхностями, такими как внутренняя поверхность 762 и/или внешняя поверхность 764 второй боковой стенки 758, поверхность второй торцевой стенки 764, поверхность 770 заплечика и/или внешняя поверхность 772. В показанном примерном конструктивном варианте, каналы 774 пересекаются по меньшей мере с участком каждой из поверхностей, таких как внутренняя поверхность 762 и/или внешняя поверхность 764 второй боковой стенки 758, поверхность второй торцевой стенки 764, поверхность 770 заплечика и внешняя поверхность 772. Кроме того, следует иметь в виду, что каналы 774 могут иметь любые другие размер, форму, количество, схему расположения и/или конфигурацию. В примерном конструктивном варианте, показанном на фиг.30-33, каналы 774 показаны как ориентировочно U-образные и имеющие противоположные боковые стенки 778 и нижнюю стенку 780. Однако следует иметь в виду, что альтернативно может быть использована любая другая подходящая схема расположения и/или конфигурация. Например, сегменты удерживающего выступа 766 и каналы 774 показаны соответственно как по существу идентичные. Однако в альтернативной схеме расположения, сегменты удерживающего выступа 766 и/или каналы 774 могут отличаться, например, по размеру и/или форме, в различных местах вдоль или вокруг корпуса поршня.
Корпуса 640 и 740 поршней могут быть изготовлены из любого подходящего материала или комбинации материалов, обеспечивающих желательную прочность и свойства удержания соответствующего поршня 606 и 706. В качестве примеров подходящих материалов для изготовления корпуса поршня можно привести армированные волокном термопласты, например, такие как армированный стекловолокном (или другим волокном) полипропилен и армированный стекловолокном (или другим волокном) полиамид, а также высокопрочные (без наполнителя) термопласты, например, такие как сложный полиэфир, полиэтилен и другие материалы на базе простого полиэфира, или их комбинации.
Использованные в описании настоящего изобретения порядковые числительные (например, первый, второй, третий, четвертый и т.п.) при ссылке на определенные характеристики, элементы, компоненты и/или конструкции, могут быть использованы для того, чтобы обозначить различные отдельные группы из множества или иным образом идентифицировать определенные характеристики, элементы, компоненты и/или конструкции, причем их применение не влечет за собой придание какого-либо порядка или последовательности при перечислении, если только в тексте формулы изобретения прямо не указано иное. Кроме того, термины "перпендикулярно" и т.п. следует интерпретировать в широком смысле. Как таковые, термины "перпендикулярно" и т.п., могут включать в себя широкий диапазон относительных угловых ориентаций, который содержит (но без ограничения) приблизительно перпендикулярные угловые ориентации.
Кроме того, фразу "соединение с использованием текучего материала" и т.п. следует понимать как любое сочленение или соединение, в котором жидкий или иной текучий материал (например, расплавленный металл или комбинация расплавленных металлов) вводят или наносят иным образом между смежными компонентами и который действует так, чтобы образовать зафиксированное и по существу герметичное соединение между ними. В качестве примеров процессов, которые могут быть использованы для образования таких соединений с использованием текучего материала, можно привести (но без ограничения) процессы сварки, процессы пайки твердым припоем и процессы пайки мягким припоем. В таких случаях могут быть использованы один или несколько материалов с металлическими свойствами и/или сплавов, чтобы образовать такое соединение с использованием текучего материала, в дополнение к любым материалам, из которых изготовлены сами соединяемые компоненты. Любой примерный способ, который может быть использован для образования соединения с использованием текучего материала, предусматривает нанесение, размещение или введение иным образом адгезива между смежными компонентами, который действует так, чтобы образовать зафиксированное и по существу герметичное соединение между ними, причем, в таким случае, следует иметь в виду, что могут быть использованы любой подходящий адгезивный материал или комбинация материалов, например, такие как односоставные и/или двухсоставные эпоксидные смолы.
Кроме того, следует иметь в виду, что использованный здесь термин "газ" следует толковать в широком смысле как любой газообразный или парообразный флюид. Обычно используют воздух в качестве рабочей среды в газовых пружинах, таких как описанные здесь газовые пружины, а также в системах подвески и в других их компонентах. Однако следует понимать, что вместо этого могут быть использованы любые другие газообразные флюиды.
Следует иметь в виду, что множество различных характеристик и/или компонентов использованы в показанных и описанных здесь вариантах осуществления изобретения, причем ни один из показанных и описанных здесь вариантов не включает в себя все такие характеристики и компоненты. Например, удерживающий элемент 474 на фиг.17-20 может иметь вид множества удерживающих элементов, которые отделены друг от друга и частично заделаны в гибкую стенку 454, как это было описано здесь выше со ссылкой на удерживающие элементы 374' гибкой втулки 312' на фиг.15. Следует четко понимать, что настоящее изобретение безо всякого ограничения включает в себя любые и все комбинации показанных на чертежах и описанных здесь различных характеристик и компонентов, также как и любое подходящее использование характеристик и компонентов в любой их комбинации, безо всякого ограничения. Таким образом, следует четко понимать, что формула изобретения охватывает любые такие комбинации характеристик и компонентов, которые, вне зависимости от их указанной специфической реализации, поддерживаются описанием настоящего изобретения.
Таким образом, несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на приведенные выше варианты его осуществления и особый акцент был сделан на структурах и структурных связях между компонентами раскрытых конструктивных вариантов, следует иметь в виду, что могут быть использованы и другие конструктивные варианты и что может быть сделано множество изменений в показанных на чертежах и описанных вариантах, что не выходит за рамки настоящего изобретения. Само собой разумеется, что специалистами в данной области, после прочтения и осмысления приведенного подробного описания изобретения, могут быть предложены различные модификации и изменения. Однако следует четко иметь в виду, что приведенное описание следует понимать только как пояснительное, а не ограничительное. Предполагается, что настоящее изобретение включает в себя все такие модификации и изменения, если они не выходят за рамки объема патентных притязаний согласно формуле изобретения с учетом эквивалентов.