用于流体填充活塞-缸单元的组件以及具有这种类型组件的流体填充活塞-缸单元的制作方法

用于流体填充活塞-缸单元的组件以及具有这种类型组件的流体填充活塞-缸单元
1.本专利申请要求德国专利申请de 10 2021 201 221.3的优先权，其内容通过引入并入本文。
技术领域
2.本发明涉及一种用于流体填充的活塞-缸单元的组件，以及一种具有这种类型组件的流体填充活塞-缸单元。


背景技术：

3.de 10 2016 223 486 a1公开了一种具有过压功能的流体填充的活塞-缸单元。活塞-缸单元的活塞具有活塞阀，活塞阀根据流体压力释放第一流体通道。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于改进特别是简化流体填充的活塞-缸单元的制造，特别是组装。
5.通过具有权利要求1的特征的组件和具有权利要求13的特征的活塞-缸单元实现此目的。本发明的本质在于，具有集成阀门单元的组件能够以简单且防故障的方式安装到活塞-缸单元的匹配元件上。该组件以互锁方式沿活塞-缸单元的壳体的壳体纵向轴线保持在匹配元件上。特别是，匹配元件牢固地连接到活塞-缸单元的活塞杆。因此，活塞杆的移位直接导致匹配元件的移位和与其附接的组件的移位。匹配元件可以关于活塞杆被设计成分离部件，并且被附接到活塞杆。然而，还可以想到，匹配元件一体地形成在活塞杆上，特别是模制到活塞杆上。
6.为了简化组件的安装，组件包括形成于主体上的至少一个下切元件。特别是，下切元件一体地形成在主体上。下切元件用于以互锁方式啮合于活塞-缸单元的匹配元件后方。匹配元件轴向地保持在活塞-缸单元上，特别是保持在活塞杆上。借助于下切元件，确保了组件在轴向上可靠地牢牢地紧固到活塞-缸单元的活塞杆上。组件沿着组件纵向轴线轴向地固定到活塞杆上。
7.根据本发明的组件能够以轻松且简单的方式安装。制造和/或安装的工作量较低。现有的活塞-缸单元可以很容易被改装，由此具有增强的功能。现有的活塞-缸单元可以很容易且回溯性地被升级。为此的费用也很低。
8.组件构成了用于活塞-缸单元的辅助模块。令人吃惊的是，已经发现本身没有阀门功能的活塞-缸单元可以借助于本发明的组件以轻松且简单的方式进行功能升级。被设计为具有该组件的活塞-缸单元具有组件的阀门功能。
9.活塞-缸单元的壳体被填充流体，特别是气体和/或液体，特别是液压油。
10.组件包括具有组件纵向轴线的主体，其中阀门单元集成在主体中。主体特别是配置成套筒的形式。阀门单元具有溢流通道，溢流通道特别是配置成集成在主体中，特别是以开口的形式在主体中基本上沿组件纵向轴线延伸。当组件在第一方向沿组件纵向轴线移动
时，阀门单元密封溢流通道。当组件沿与第一方向相反的第二方向移动时，依赖于流体压力，阀门单元释放溢流通道。组件包括布置在主体上的外部密封元件，使得外部密封元件能够沿组件纵向轴线移动，并且用于以密封方式紧靠活塞-缸单元的内表面，特别是紧靠其壳体的内表面。
11.特别是，组件允许溢流通道被释放也取决于在第一方向上移动组件时的速度。特别是，如果组件以低于第一限制的速度在第一方向上移动，溢流通道可以保持释放。特别是，可以可变地设置第一限速。当达到或超出第一限速时，则密封溢流通道。
12.如果阀门单元可以特别是手动地进入过载位置以允许流体流过溢流通道是比较有利的。
13.为了改进组件与匹配元件的紧固，如果至少一个下切元件具有沿周向围绕组件纵向轴线沿至少是30
°
的开口角延伸的轮廓是有利的。开口角特别是至少45
°
，特别是至少60
°
，特别是至少90
°
，特别是至少135
°
，特别是180
°
以及特别是270
°
。至少一个下切元件还可以具有沿整个周边延伸的轮廓，即超过360
°
。在这种情况下，匹配元件的轮廓完全被至少一个下切元件包围。
14.根据权利要求2的复数个下切元件确保了组件和活塞杆之间的牢固连接。特别是，下切元件布置成在周向上围绕组件纵向轴线分布，特别是以均匀间隔的方式分布。特别是，组件包括至少两个，特别是至少三个，特别是至少四个，特别是至少六个，特别是至少八个，特别是至少12个，特别是至少16个以及特别是至少50个下切元件。下切元件特别是沿与纵向轴线垂直的平面中的圆形线布置。
15.八个下切元件已经证实特别有利。这简化了组件特别是主体的制造。特别是，可以轻松地在注塑过程中由塑性材料生产主体。特别是，可以无需滑动件将主体从注塑工具中脱模。
16.或者，可以将主体配置成正好具有一个下切元件，下切元件沿周向围绕组件纵向轴线特别是沿开口角延伸，开口角特别是至少270
°
，特别是至少300
°
，特别是至少330
°
，特别是沿整个圆周即超出360
°
。
17.根据权利要求3的阀门单元确保溢流通道依赖于组件的移位方向的可靠密封。
18.根据权利要求4的阀门元件能够实现密封功能的紧凑设计和防故障实施方式。阀门元件借助于弹簧元件压靠到阀座。阀座特别是布置在主体上和/或中。阀座特别是被配置成集成在主体上和/或中。阀座特别是形成为主体的内表面。弹簧元件被设计成特别是机械弹簧元件，特别是螺旋压缩弹簧的形式。弹簧元件能够施加的弹簧力的作用方向特别是对应第二方向。阀门元件压靠阀座的弹簧力由选择的弹簧元件，特别是螺旋压缩弹簧来确定。选择的弹簧元件由此确定当沿第二方向移动组件时释放溢流通道的流体压力。
19.根据权利要求5的两部分设计简化了组件本身的预安装。特别是，由此简化将阀门单元到主体内的集成。
20.或者，主体还可以制为一体式。这简化了主体本身的制造。主体具有稳健的设计。
21.不管活塞-缸单元在插入方向或拉出方向上是否实现流体阻尼，主体的单个部分或两个部分的设计均是可以的。
22.根据权利要求6的至少一个下切元件的布置简化了活塞杆上组件的安装。至少一个下切元件布置在主体的端面上，以及特别是主体的特别是面向活塞杆和活塞的前部的端
面上。
23.根据权利要求7的作为卡扣钩的下切元件的实施例能够实现特别简单的安装。借助卡扣钩于，可以将组件轴向卡扣到活塞-缸单元的匹配元件上。
24.具有按压斜面的卡扣钩的实施例使得轴向卡扣更容易。借助于按压斜面，关于组件纵向轴线径向地向外按压卡扣钩。因为卡扣钩被设计成弹性的，它可以在按压斜面上方按压之后再次径向地向内卡扣，并且以互锁的方式啮合在匹配元件后方。卡扣钩的弹性特别是基于材料弹性和/或结构弹性。卡扣钩的形成材料定义材料弹性。用于组件以及特别是用于卡扣钩的材料特别是具有减小的摩擦系数的塑性材料，其中塑性材料与钢的摩擦系数特别是小于0.5，特别是至多0.3，特别是至多0.15，特别是至多0.05。塑性材料特别是聚甲醛(polyoxymethylene；pom)、聚醚醚酮(polyetheretherketone；peek)和/或聚酰胺(polyamide；pa)。
25.结构弹性是由卡扣钩的径向厚度减小以及由此产生抗弯曲截面模量减小引起的。
26.或者，根据权利要求8的至少一个下切元件具有狭槽，活塞-缸单元的匹配元件可以关于组件纵向轴线在径向上插入狭槽。下切元件沿周向角在组件纵向轴线的周向上延伸，周向角特别是至少30
°
，特别是至少45
°
，特别是至少90
°
，特别是至少120
°
，特别是至少135
°
以及特别是180
°
。下切元件被配置在与组件纵向轴线垂直的平面中，特别是u形。下切元件被配置成刚性。
27.阀门单元具有过载位置的设计防止组件的不期望的堵塞，特别是使得堵塞位置能够被手动克服，特别是通过手动过压，即通过在第一方向上施加外部力被克服。特别是，这使得例如可以有利地耦合盖，特别是机动车辆上的箱盖，其上提供配置有组件的活塞-缸单元(特别是气弹簧)以及用于打开和闭合运动的驱动器(特别是电驱动器)。在驱动器故障的情况下，组件沿第一方向以增加的速度(特别是大于第一限速)移位，导致溢流通道的密封，以及由此导致流体流的堵塞。移位运动，即箱盖的闭合运动被减缓，特别是被停止。为了防止箱盖在这种打开状态下堵塞，过载位置用于移位阀门单元，特别是手动地移位阀门单元。可以手动地闭合箱盖。
28.特别是，由于阀门单元能够移入存在增大的流动横截面的位置，产生此过载位置。
29.根据权利要求10的溢流通道的实施例，确保了当组件被安装特别是在活塞-缸单元的匹配元件的端面上时，流体流过组件。
30.根据权利要求11的溢流通道的实施例改进了经过溢流通道的流体流。为此目的，轴线凹部布置在主体的面向至少一个下切元件的端面上，此凹部可以用特别是配置成圆柱形、凹形和/或球面穹形。
31.根据权利要求12的溢流通道的集成通路开口简化了溢流通道的功能。
32.根据权利要求13的流动填充的活塞-缸单元基本上具有此处引用的组件的优点。由于组件以形状配合的方式保持在活塞杆上，特别是轴向紧固到活塞杆的匹配元件上，确保了活塞-缸单元的溢流功能。由于组件可以直接地安装并且特别是以简单的方式安装到匹配元件上，降低了制造特别是安装的工作量。特别是，组件布置在活塞-缸单元的壳体中。特别是，组件纵向轴线相对于壳体纵向轴向同心地定向。
33.根据权利要求14的活塞-缸单元确保了简单的安装。通过沿壳体纵向轴线或者横向地，特别是垂直于壳体纵向轴线滑动组件而将组件安装到匹配元件上。安装简单且特别
是可以自动地进行安装。
34.根据权利要求15的组件与活塞杆的连接允许多种选项。当已经在横向于壳体纵向轴线的方向上滑动组件时，通过在径向从活塞杆上拉出组件，可以从活塞杆特别是从匹配元件上拆卸组件。例如，这使得可以更换有缺陷的组件。简化了维修和/或维护的工作量。特别是，因为不需要更换整个活塞-缸单元，而是仅需要更换组件和/或活塞杆，所以降低了维修成本。保护了资源。组件与活塞杆的可拆卸连接在经济上是有利的，特别是，可以想到用第二组件更换第一组件，例如以改变阀门单元释放溢流通道的预定流体压力。
35.在组件与活塞杆的不可拆卸的情况下，例如，简化了活塞-缸单元处壳体的更换。当从壳体移除具有组件的活塞杆时，组件可靠地保持在活塞杆上。权利要求15意义上的“不可拆卸”意味着，在不机械地破坏匹配元件和/或至少一个下切元件的情况下，无法从活塞杆上拆卸组件。
36.权利要求书中所记载的特征和根据本发明的组件的实施例中所记载的特征均适合单独地或彼此组合地用于进一步实施本发明的主题。特征的各个组合并非代表对本发明主题的进一步实施例的任何限制，而是本质上仅仅是示例性的。
附图说明
37.本发明进一步的特征、优点和细节从以下五个实施例的描述中并参考附图显而易见，其中：
38.图1表示根据第一实施例的活塞-缸单元的透视局部剖视图，
39.图2表示根据图1的细节ii的放大细节图，
40.图3表示根据图1的剖面线iii-iii的剖面图，
41.图4表示根据图3的细节iv的放大细节图，表明当活塞-缸单元沿拉出方向致动时的流体流动，
42.图5表示与图4对应的视图，表明当活塞-缸单元沿插入方向致动时的流体流动，
43.图6表示根据图1的活塞-缸单元的组件的放大透视图，
44.图7表示与图3对应的根据第二实施例的活塞-缸单元的剖面图，
45.图8表示图7的细节viii放大细节图，
46.图9表示与图6对应的根据第二实施例的组件的透视图，
47.图10表示图8的细节x的放大细节图，
48.图11表示当活塞-缸单元沿拉出方向致动时与图4对应的根据图9的组件，
49.图12表示当活塞-缸单元沿插入方向致动时与图11对应的视图，
50.图13表示根据第三实施例的活塞-缸单元的组件的与图8对应的剖面图，
51.图14表示根据第四实施例的活塞-缸单元的与图1对应的视图，
52.图15表示图14的细节xv的放大细节图，
53.图16表示与图6对应的根据图14的活塞-缸单元的组件的视图，
54.图17表示根据第五实施例的活塞-缸单元的放大纵向剖面图，
55.图18表示根据图17的组件的放大剖面图，
56.图19表示图18中的组件的侧视图，
57.图20表示根据图19中的箭头xx的视图，
58.图21表示根据图18的组件的阀门元件的侧视图，
59.图22表示根据图21中的剖面线xxii-xxii的剖视图，
60.图23表示根据图17中的活塞-缸单元的力-速度示意图。
具体实施方式
61.活塞-缸单元在图1至图6中被整体标记为1，活塞-缸单元1包括具有壳体纵向轴线3的圆柱形壳体2，区段其中壳体2包围内部空间4。流体布置在壳体2的内部空间4中。活塞-缸单元1被流体填充。流体可以是液体，特别是液压液体(hydraulic liquid)，特别是液压油(hydraulic oil)或气体。活塞杆5以密封的方式伸出壳体2外。为此，使用布置在壳体2的活塞杆端部的导向/密封单元6。除了密封活塞杆5外，导向/密封单元6还确保活塞杆5沿壳体纵向轴线3的导向移位。
62.导向/密封单元6借助于缺口7关于壳体纵向轴线3被轴向地固定在壳体2中。
63.导向/密封单元6包括位于壳体2的活塞杆端部的支撑盘8，支撑盘8确保活塞杆5的径向支撑。沿壳体纵向轴线3，活塞杆密封元件9贴合支撑盘8，并且以密封方式紧靠(abuts against)活塞杆5的外侧。特别地，这防止杂质进入壳体2，特别是内部空间4，和/或防止流体从壳体2流出。限定元件10沿壳体纵向轴线3贴合活塞杆密封元件9，限定元件10面向内部空间4并轴向地限定活塞杆密封元件9。限定元件10特别是用作活塞13的轴向止动元件，活塞13附接到活塞杆5。
64.活塞杆5布置有位于壳体2外侧的第一外部端11。根据所示的实施例，第一端11是螺纹销的形式，未示出的紧固元件可以附接到螺纹销上，特别是螺纹连接到螺纹销上。这样的紧固元件用于将活塞-缸单元紧固到物体上。紧固元件还可以牢固地，特别是不可拆卸地，附接到活塞杆5的第一端11。
65.在与第一端11相对的第二端12处，活塞13和匹配元件14附接到活塞杆5。在活塞杆5的邻接肩部(abutment shoulder)15和活塞杆5的端面凸缘(end face collar)16之间，活塞13和匹配元件14沿壳体纵向轴线3轴向地保持在活塞杆5上。活塞杆5的端面凸缘16特别是通过成型(forming)而产生，并且相对于活塞杆5中布置有活塞13和匹配元件14的区域的外直径，相对于壳体纵向轴线3在径向上突出。活塞13和匹配元件14以互锁方式保持在活塞杆5上。
66.活塞13将内部空间4划分为第一局部内部空间17和第二局部内部空间18。第一局部内部空间面向壳体2的活塞杆端部。第一局部内部空间17形成在活塞13和第一限定元件10之间。依照图2和图4，具有活塞13的活塞杆5处于最大的拉出位置(extraction position)。这意味着活塞13接触限定元件10。此布置中未出现第一局部内部空间。
67.第二局部内部空间18形成在活塞13和壳体2的相对于壳体纵向轴线3在轴向上壳体侧的端部之间。在根据图2和图4的具有活塞13的活塞杆5的布置中，第二局部内部空间18与内部空间4对应。
68.活塞13被设计成圆盘的形状。活塞13具有至少一个，特别是多个，通流开口(through-flow opening)19。通过通流开口19，流体可以从第一局部内部空间17流入第二局部内部空间18，反之亦然。
69.通流开口19布置在活塞13的圆盘区段20。圆盘区段20的特点是其外直径da基本上
与壳体2的内直径di对应。特别是，以下情况适用：da《di，特别是da≥0.9
·di
，特别是da≥0.95
·di
，特别是da≥0.98
·di
。
70.间隔区段21与集成地一体形成在活塞13上。与圆盘区段20相比，间隔区段21具有减少的外直径d
a,red
，外直径d
a,red
是圆盘区段20的外直径da的至多80％，特别是至多70％以及特别是至多60％。
71.由于圆盘区段20和间隔区段21的设计的缘故，活塞13以阶梯方式的方式配置。匹配元件14紧靠间隔区段21。匹配元件14被设计为环状圆盘，圆盘直径为ds。以下情况适用：d
a,red
《ds《da。
72.依照所示的实施例，活塞13和匹配元件14被制造为两个分离的部件。然而，也可以想到圆盘形状的匹配元件14与活塞13形成为一体。特别是，可以想到活塞13和/或匹配元件14被配置成与活塞杆5一体。
73.整体上用22标示的组件以互锁方式保持在匹配元件14上。
74.组件22具有主体23，主体23具有组件纵向轴线24。组件布置在活塞-缸单元1的壳体2中，使得组件纵向轴线24与壳体纵向轴线3同心定向。主体23具有主体外直径dg，主体外直径dg沿组件纵向轴线24大致恒定。主体23基本上配置为套筒状。最大主体外直径dg小于壳体2的内直径di。
75.主体23具有外部凹槽25，其中布置有外部密封元件26。外部密封元件26用于以密封方式紧靠活塞-缸单元1的壳体2的内表面27。外部凹槽25具有沿组件纵向轴线24定向的凹槽宽度bn，凹槽宽度bn大于外部密封元件26沿组件纵向轴线24定向的厚度dd。第一凹槽侧翼28界定外部凹槽25，根据所示的实施例，第一凹槽侧翼28朝活塞杆5的方向被定向。由于外部密封元件26紧靠第一凹槽侧翼28，外部密封元件26密封主体23的外侧上的流体流。
76.外部凹槽25具有第二凹槽侧翼29，在第二凹槽侧翼29的面向外部凹槽25的端面上，沿外周布置至少一个，特别是多个，特别是四个凹槽横向开口30。当外部密封元件26紧靠第二凹槽侧翼29时，这确保流体流通过至少一个凹槽横向开口30。
77.依照所示的实施例，主体23被配置成两部分，主体前部31和主体后部32可拆卸地连接，特别是螺纹连接。为此，主体前部31具有外螺纹，主体后部32用对应的内螺纹与外螺纹拧紧。由于主体23被制为两部分，外部凹槽25的设计被简化。特别是，外部凹槽25形成在主体前部31和主体后部32之间。特别是，第一凹槽侧翼28形成在主体前部31上。第二凹槽侧翼29在主体后部32上。
78.主体23具有下切元件33，组件22利用下切元件33保持在匹配元件14上，并由此以轴向互相的方式保持在活塞杆5上。下切元件33在沿组件纵向轴线24的方向上附接在匹配元件14后方。下切元件33一体地布置在主体前部31上，以及特别是布置在主体23面向活塞杆5的端面34上。特别是，下切元件33一体地形成在主体23上。
79.下切元件33被设计为在轴向上沿组件纵向轴线24延伸的轴向腹板。轴向腹板布置在主体23的外周的区域中，特别是主体前部31的外周的区域中。轴向腹板基本是刚性的。轴向腹板具有大致(substantially)呈钩形的轮廓。下切元件33的轴向腹板具有钩状突起35，钩状突起35关于组件纵向轴线24径向向内突出。在轴向上由钩状突起35和端面34定义狭槽36。狭槽36具有狭槽宽度b
sch
，狭槽宽度b
sch
基本对应匹配元件14的圆盘厚度。特别是，狭槽36具有狭槽内直径d
is
，狭槽内直径d
is
基本对应圆盘直径ds。匹配元件14可靠地且以互锁的
方式布置在狭槽36中。
80.下切元件33，特别是钩形的轴向腹板，在周向上围绕组件纵向轴线24以180
°
的开口角延伸。根据所示的实施例，下切元件33沿主体23的圆周的一半延伸。开口角小于180
°
也是可以想到的。
81.通过沿滑动方向37滑动主体23，如图6所示，可以以特别简单的方式将主体23安装在活塞杆5上，特别是安装在匹配元件14上。滑动方向37横向地定向且特别地垂直于组件纵向轴线24，即垂直于主体纵向轴线3。狭槽36用于接收匹配元件14。通过将组件22滑动到匹配元件14上，组件22可拆卸地连接到活塞杆5。为了释放此连接，组件22可以沿与滑动方向37相反的方向从活塞杆5或匹配元件14拉出。
82.主体23包括具有集成溢流通道的阀门单元。溢流通道具有第一集成通路开口39，其布置在主体23的端面上且面向活塞杆5。特别是第一通路开口39被布置成面向下切元件33和端面34。第一通路开口39通向大致呈u形的轴线凹部40，轴线凹部40布置在主体23的端面34上。轴线凹部40与第一通路开口39流体连接。如图6所示，轴线凹部40关于组件纵向轴线24沿径向延伸到主体23的外部轮廓。或者，轴线凹部40可以被构造为圆柱形，例如，其中横向通道确保在主体23的端面34处与主体23的外部轮廓的流体连接。在所示的实施例中，这样的横向通道由轴线凹部40整体形成。
83.溢流开口具有弹簧接收腔体41，弹簧接收腔体41与第一通路开口39流体连接。弹簧接收腔体41基本被配置成中空圆柱形，并且在与第一通路开口39相对布置的端侧上具有第二通路开口42。第二通路开口42通向第二局部内部空间18。
84.根据所示的实施例，溢流通道由轴线凹部40、第一通路开口39、弹簧接收腔体41和第二通路开口42形成，它们沿着组件纵向轴线24按照顺序一个接一个地布置，并且各自成对地彼此流体连接。
85.在弹簧接收腔体41向第二通路开口42的过渡处，一体的邻接肩部配置在主体后部上。一体的邻接肩部具有密封表面，其形成阀门单元38的阀座43。阀门单元38还包括螺栓形的阀门元件44，其布置成具有大致布置在第二通路开口42内的圆柱区段45。径向凸缘46布置在弹簧接收腔体41内，径向凸缘46在关于组件纵向轴线24的径向相对于圆柱区段45突出。在径向凸缘46的下侧上，阀门元件44具有密封表面，阀门元件44可以利用密封表面以密封形式紧靠阀座43。在这种情况下，溢流通道(overflow channel)，特别是第二通路开口42，被密封。于是，流体流被阻止通过溢流通道。
86.阀门单元38还包括机械螺旋压缩弹簧形式的弹簧元件47，其在轴向上支撑在包围第一通路开口39的横向壁48上和阀门元件44的端面49上。弹簧元件47的尺寸被设计成使得其在阀门元件44上施加弹簧力，以使得阀门元件44压靠阀座43。根据所示的实施例，弹簧力的有效方向从左向右定向，如图4所示，即沿从第一通道开口39朝第二通道开口42定向的组件纵向轴线的方向。
87.以下，结合图4和图5更加详细地解释活塞-缸单元的功能，特别是可改装组件22的阀门单元38的功能。当沿拉出方向50致动活塞杆5时，流体从第一局部内部空间17移入第二局部内部空间18。在此过程中，流体压力一方面沿溢流通道，即经由轴线凹部40、第一通路开口39和弹簧接收腔体41作用在阀门元件44上。以这种方式作用的流体压力在与弹簧元件47相同的方向起作用。阀门元件44以密封方式紧靠阀座43。溢流通道被密封。根据该实施
例，拉出方向50对应第一方向。
88.然而，流体压力还作用在外部密封元件26上，外部密封元件26沿组件纵向轴线24远离第一凹槽侧翼28且朝第二凹槽侧翼29移动。由于横向开口33的原因，外部密封元件26被布置成与第二凹槽侧翼29间隔开来。流体可以在外部凹槽25的区域中围绕外部密封元件26流动，由此从第一局部内部空间17流入第二局部内部空间18。在图4中，借助于流体部51代表流体流。
89.当沿第二方向即沿插入方向52致动活塞-缸单元时，流体从第二局部内部空间18移入第一局部内部空间17。在这样做的过程中，流体在外部密封元件26上引起流体压力，外部密封元件26朝向第一凹槽侧翼28移动并且防止沿外周围绕主体23流动，特别是防止在主体前部31的区域中流动。外部密封元件26抵靠壳体2的内表面27以密封主体23。
90.由于阀门元件44是弹簧安装的，只要流体压力在阀门元件44施加的压力大于弹簧元件47的弹簧力，阀门元件44则提起阀座43。在这种情况下，释放溢流通道39至42。流体流可以沿溢流通道从第二局部内部空间18进入第一局部内部空间17。
91.以下结合图7至图12描述本发明的第二实施例。构造相同的部分采用与第一实施例相同的参考标号，在此参考其描述。结构不同但功能相似的部分采用具有后缀字母a的相同参考标号。
92.与第一实施例相比的主要区别在于，组件22a的阀门单元38a被设计成使得当沿插入方向52致动时堵塞溢流通道以及当沿拉出方向50致动时释放溢流通道。如果沿第一方向致动时堵塞溢流通道，主体23外表面上的流体溢出。然后，流体阻尼(fluid damping)，即活塞-缸单元的移位运动的阻尼不会发生。当溢流通道由于流体压力被释放且流体流经溢流通道时，因为溢流通道至少部分区段中具有减小的流动直径，所以发生流体阻尼。依照此实施例，插入方向52对应第一方向，拉出方向50对应第二方向。
93.阀门元件44布置在22a中的第一通路开口39处。相应地，阀座43a布置在弹簧接收腔体41和第一通路开口39的过渡区域处。
94.弹簧元件47施加的弹簧力具有沿第二方向即拉出方向50定向的有效方向。
95.正如在第一实施例中，弹簧元件47支撑在阀门元件44的端面49上。插入主体23a上的集成内凹槽中的钢环(steel ring)53用于相反的支撑。
96.由于阀门单元38a的反作用，元件30形成在第一凹槽侧翼28上，而非形成在第二凹槽侧翼29上。
97.根据所示的实施例，外部密封元件26被设计成o形环。
98.与第一实施例相比的进一步区别在于，主体23a被配置成一体式。主体23a特别是由塑性材料制成，特别是聚甲醛(pom)、聚醚醚酮(peek)和/或聚酰胺(pa)制成。
99.结合图10更详细地解释阀座43a的设计。在围绕第一通路开口39的邻接肩部56的区域中，在端面上插入环形平面密封件54，阀门元件44以密封方式利用环形凸缘46的下侧紧贴环形平面密封件54。依照第二实施例，阀座43a由此具有平面密封件54的额外元件。平面密封件由密封材料制成，特别是由聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene；ptfe)和/或具有密封特性的塑性复合材料的弹性体材料制成。
100.以下结合图13描述本发明的第三实施例。构造相同的部分采用与前两个实施例相同的参考标号，在此参考其描述。结构不同但功能相似的部分采用具有后缀字母b的相同参
考标号。
101.组件22b基本上对应第二实施例的组件，其中外部密封元件26b被设计成活塞环。与之前实施例的o形环相比，此阀门环被配置为更加稳定。外部密封元件26b特别稳健。
102.以下结合图14至图16描述本发明的第三实施例。构造相同的部分采用与之前实施例相同的参考标号，在此参考其描述。结构不同但功能相似的部分采用具有后缀字母c的相同参考标号。
103.活塞-缸单元1c基本对应第一实施例的活塞-缸单元，其中提供多个特别是四个下切元件，下切元件在围绕组件纵向轴线24的周向上彼此间隔开来布置，并且特别是相对于彼此均匀分布。在围绕组件纵向轴线24的方向，两个相邻的下切元件33c各自布置成彼此具有90
°
的开口角。各个下切元件被配置为钩形。在纵向剖面视图中，下切元件33c基本上与第一实施例的下切元件33相同。
104.下切元件33c各自被配置为卡扣钩(snap-on hook)，各自具有按压斜面(press-on bevel)55。按压斜面55布置成关于组件纵向轴线24倾斜。从下切元件33c面向活塞杆5的自由端开始，按压斜面55被定向成在径向向内倾斜，并且一直延伸到径向向内突出的钩状突起35。
105.下切元件33c各自具有弹性，允许卡扣钩径向上向外弹性地偏转。
106.组件22c可以以特别简单的方式安装到活塞杆5上。活塞杆5连同活塞13和匹配元件14沿组件纵向轴线24轴向地滑动到组件22c上。当匹配元件14接触下切元件33c时，特别是接触它们的按压斜面55时，下切元件33c由于其柔性而径向地向外偏转。匹配元件14在主体23c的端面34方向上移动越接近，径向偏转就越大。当匹配元件14已经穿过下切元件33c的相应钩状突起35并布置在下切元件33c形成的狭槽36中时，钩形卡扣钩由于其弹性而如图16所示弹回它们的初始位置。卡扣钩在匹配元件14后方与钩状突起35啮合。因为在面对匹配元件14的钩状突起35的下侧上没有提供按压斜面，不可能将组件22c从匹配元件14拉出。组件22c不可拆卸地连接到活塞杆5。组件22c可靠地且稳健地保持在活塞杆5上。安装简单，并且特别是可以完全以自动化的方式进行。
107.以下结合图17到图23描述本发明的第五实施例。构造相同的部分采用与之前实施例相同的参考标号，在此参考其描述。结构不同但功能相似的部分采用具有后缀字母d的相同参考标号。
108.主体23以一体方式制造成塑性部件，特别是由pom制成，特别是通过注塑成型制成。在其面向匹配元件14的前端，主体23具有复数个卡扣钩33d，根据所示实施例为八个。卡扣钩33d各自轴向形成在周向闭合的环形区段57上。各个卡扣钩33d从环形区段57轴向延伸。
109.相邻的卡扣钩33d通过轴向间隙66彼此间隔开来。因此，各个卡扣钩33d具有有利于将主体23卡扣到匹配元件14上的结构柔性。
110.在卡扣钩33d的区域中，主体23具有外直径da，外直径da基本上对应活塞-缸单元1d的壳体2的内直径di。特别是，以下情况适用：di≥da，特别是1.01*da≤di≤1.2*da。由于直径比的缘故，一方面，确保组件22d在壳体2中的无碰撞轴向位移。另一方面，由此确保了主体23和组件22d作为一个整体不会意外地从活塞杆5或匹配元件14脱离。卡扣钩33d为此目的所必须的向外的径向位移受到壳体2的内表面27的限制。主体23以互锁的方式保持在匹配
元件14上。
111.活塞杆5在其面向组件22d的端部具有转向肩部(turned shoulder)65，匹配元件14被放置于肩部65上。在匹配元件14处轴向突出的材料是法兰连接的，使得形成径向突出的端面凸缘16。匹配元件14铆接到活塞杆5，特别是铆接到肩部65。匹配元件14也称为铆接垫圈(riveted washer)。
112.在与卡扣钩33d相对的前端，主体23具有第二通路开口42，其中布置有阀门元件44。与之前的实施例相反，在这里所示的实施例中，阀门元件44的密封布置并非是借助于轴向阀座实现的，而是借助于整体形成在主体23上的集成密封唇口58实现的。密封唇口58布置为第二通路开口42中径向突起。在密封唇口58的区域中，通路开口42的内直径最小。
113.阀门元件44从主体23上的第二通路开口42突出。盖帽59在其自由端处装配到阀门元件44上且在轴向上与之固定。盖帽59通过复数个周向卷边(beading)60在轴向上固定。盖帽59以互锁方式保持在阀门元件44上。
114.盖帽59被设计成特别是空心铆钉或管状铆钉。盖帽59特别是由钢制成。盖帽59具有面向主体23的径向凸缘61。径向凸缘61以环形圆盘的形式相对于阀门元件44沿径向突出。
115.径向凸缘61用作弹簧元件47的轴向止挡件。弹簧元件47配置成螺旋压缩弹簧。螺旋压缩弹簧47被设计成使得其向盖帽59的径向凸缘61上施加压缩力，使得由此从主体23压出盖帽59和阀门元件44。这种布置如图18所示。这种布置也被称为正常位置。
116.阀门元件44被配置成具有实心横截面的螺栓状。阀门元件44具有轴向凹槽62。轴向凹槽62沿组件纵向轴线24延伸，并且被提供为阀门元件44上的外部凹槽，特别是被铣削。
117.阀门元件44特别是由金属材料制成，特别是由铝合金制成。阀门元件44特别被制造成精密转向零件(precision turned part)。轴向凹槽是控制凹槽。
118.轴向凹槽62沿纵向布置在端面的区域中，阀门元件44连同端面布置在主体23内。特别是，轴向凹槽62被布置成与环形凸缘46相邻。特别是，轴向凹槽62布置在阀门元件44处的圆柱区段45的区域中。为了密封紧靠密封唇口58，圆柱区段45具有对应的外直径。在轴向凹槽62的区域中，减小圆柱区段45的外直径。在此区域中，流体流是可能的，特别是在密封唇口58和轴向凹槽62之间是可能的。
119.圆柱区段45具有轴向长度l1，轴向长度l1大于主体23中第二通路开口42的轴向长度l0。特别是l1》1.05*l0，特别是l1》1.1*l0，特别是l1》1.2*l，特别是l1》1.5*l，特别是l1》2*l0，以及l1《10*l0。
120.轴向凹槽62具有轴向长度l2，轴向长度l2小于或等于圆柱区段45的轴向长度l1。特别是，以下情况适用：l2≤l1，特别是l2《0.9*l1，特别是l2《0.8*l1，特别是l2《0.75*l1，特别是l2《0.7*l1，特别是l2《0.6*l1，特别是l2《0.5*l1，特别是l2》0.2*l1。
121.轴向凹槽62的轴向长度l2基本上与第二通路开口42的轴向长度l0一样大。特别是，以下情况适用：0.8*l2≤l0≤1.2*l2，特别是0.9*l≤l0≤1.1*l2，以及特别是0.95*l≤l0≤1.05*l2。已发现，如果轴向长度l2略微大于轴向长度l0，特别是l2》l0，特别是l2》1.01*l0，以及特别是l2》1.05*l0。
122.当阀门元件44被布置成具有圆柱区段45，但是位于密封唇口58上的轴向凹槽62外侧时，第二通路开口42被密封。则防止流体流通过第二通路开口42。然后，阀门元件位于堵
塞位置。
123.沿组件纵向轴线24，腰部区段63贴合阀门元件44的圆柱区段45。腰部区段63具有减小的外直径d
min
，外直径d
min
小于密封唇口58确定的第二通路开口42的最小内直径。
124.当阀门元件44被布置成在密封唇口58的区域中具有腰部区段63时，流体可以流过第二通路开口42。然后，阀门元件44处于过载位置。
125.阀门元件44具有环形凸缘46，阀门元件44能够利用环形凸缘46在主体23中的轴向孔(axial bore)64中沿组件纵向轴线24以轴向引导的方式移动。为此，轴向孔64具有基本上与环形凸缘46的外直径对应的内直径。沿轴向方向布置多个轴向通道65，所示实施例中为四个。
126.活塞-缸单元1d的功能被设计成气弹簧(gas spring)，以下将更详细地加以解释。
127.如果气弹簧1d与用于致动机动车辆上的箱盖的电驱动器一同布置时，当箱盖闭合时处于正常操作，即当组件22d沿第一方向50移动时，溢流通道将会打开，特别是通过第二通路开口42打开，原因在于密封唇口58的区域中布置的阀门元件44具有轴向凹槽62。流体能够通过组件22d流过阀门元件44。
128.可以想象将轴向凹槽62设计成沿纵向轴线24具有可变的凹槽深度。例如，可以设计不同的阶梯式凹槽深度以产生阶梯式的切换行为。因此，还可以想到不同的凹槽宽度。特别是，还可以想到将凹槽深度和/或凹槽宽度设计成连续的，特别是线性的，递减或渐进过程，从而实现对应相适应的切换行为。
129.组件22d以及特别是阀门元件44处于所谓的正常位置。特别是，弹簧元件47的尺寸被设计成使得正常操作期间产生的流体压力不会对第二通路开口42中的阀门元件44造成任何轴向移位。
130.在意外的以及特别是不可预见的情况下，例如电驱动单元发生故障时，附加的机械闭合力，特别是由于箱盖自身的重量，沿着第一方向50施加在气弹簧1d上。由于插入速度增加，阀门元件44上的内部压力增加。阀门元件44向左，即朝活塞杆5的方向移动，如图17所示，特别是直到阀门元件44被布置成圆柱区段45位于密封唇口58上的轴向凹槽62外侧为止。在这种情况下，密封唇口58以密封方式紧靠圆柱区段45的外周上的阀门元件44。阀门单元38被堵塞。阀门元件44处于堵塞位置。气弹簧1d作为整体被堵塞。防止箱盖的意外撞击。由此，排除了材料损坏和破坏，特别是对人体健康的危害。
131.如果轴向凹槽62的轴向长度l2与圆柱区段45的轴向长度l1相同，则阀门元件44被设计成没有堵塞位置。在这种情况下，阀门元件44从上述正常位置移位到以下描述的过载位置。
132.为了防止箱盖保持在这个堵塞位置，阀门元件44允许移位到过载位置。通过手动过压，即通过施加额外的外力以及进一步超压，阀门元件44沿第一方向50朝活塞杆5方向进一步移入主体23，直到阀门元件44被布置成连同腰部区段63位于第二通路开口42中。由于最小直径d
min
小于密封唇口58所确定的第二通路开口42的最小内直径，流体可以再次流动。可以手动地闭合盖。
133.特别有利的是，对于活塞-缸单元1d以及特别是组件22d，阀门元件44在主体23处的各个位置可以可逆地调节。
134.图23表示气弹簧1d的有利功能。直到第一限速v1，气弹簧1d表现得像正常带槽的
气弹簧。这意味着，力的基本线性增加导致依赖于致动速度。
135.特别是，能够以针对性的方式调节第一限速v1。例如，可以通过调整轴向凹槽62的深度来进行调整。附加地或替代地，还可以通过选择螺旋压缩弹簧即弹簧元件47，即通过弹簧预载来调整第一限速v1。当超出第一限速v1时，阀门元件44移入堵塞位置。如果速度进一步增加，则阀门元件44移入过载区域，即腰部区段63布置在第二通路开口42中。
136.从图23的图表中可看出，甚至随着速度进一步增加，即在第二速度v2之上的速度处，力不会进一步增加，特别是力不会进一步显著增加。
137.气弹簧1d的这个功能确保了，阻尼力在可预先确定的应用速度范围内相对较低。在偶然故障事件的情况下，致动速度能够因此显著增加，使得气弹簧1d具有显著增加的致动力，并且由此能够消耗或转换增加的能量。气弹簧1d是防故障(fail-safe)的且是可靠的。实际上排除了不正确的操作。

技术特征：
1.一种用于流体填充活塞-缸单元(1；1c)的组件，所述组件(22；22a；22b；22c)包括a.具有组件纵向轴线(24)的主体(23；23a；23c)，b.集成在所述主体(23；23a；23c)中的阀门单元(38；38a)，所述阀门单元(38；38a)i.具有溢流通道(39,40,41,42)，ii.当所述组件(22；22a；22b；22c)沿所述组件纵向轴线(24)在第一方向(50；52)移动时，密封所述溢流通道(39,40,41,42)，iii.当所述组件(22；22a；22b；22c)沿所述组件纵向轴线(24)在第二方向(50；52)移动时，依赖于流体压力，释放所述溢流通道(39,40,41,42)，c.外部密封元件(26；26b)，布置在所述主体(23；23a；23c)上，从而沿所述组件纵向轴线(24)移动，用于以密封方式紧靠壳体(2)的内表面(27)，d.形成于所述主体(23；23a；23c)上的至少一个下切元件(33；33c)，用于以互锁方式啮合于所述活塞-缸单元(1；1c)的匹配元件(14)后方。2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，复数个下切元件(33；33c)被布置成特别是在周向上围绕所述组件纵向轴线(24)而分布。3.根据上述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述阀门单元(38；38a)具有阀门元件(44)，所述阀门元件(44)能够沿所述组件纵向轴线(24)移动并且以密封方式紧靠阀座(43；43a)从而密封所述溢流通道(39,40,41,42)。4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述阀门元件(44)借助于弹簧元件(47)压靠所述阀座(43；43a)。5.根据上述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述主体(23；23c)被配置成两部分：主体前部(31)和主体后部(32)，主体后部(32)能够与主体前部(31)连接，特别是可拆卸地连接，特别是能够螺纹连接。6.根据上述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述至少一个下切元件(33；33c)布置在所述主体(23；23a；23c)的端面上，特别是主体前部(31)上。7.根据上述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述至少一个下切元件(33c)被配置成卡扣钩，所述卡扣钩被设计成轴向地卡扣在所述匹配元件(14)上，其中特别是卡扣钩(33c)具有按压斜面(55)。8.根据权利要求1至6中任一项所述的组件，其特征在于，所述至少一个下切元件(33；33c)界定狭槽(36)，所述活塞-缸单元(1；1c)的所述匹配元件(14)能够插入所述狭槽(36)。9.根据上述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，当所述组件(22；22a；22b；22c)沿所述组件纵向轴线(24)在第一方向(50；52)上移动时，所述阀门单元(38；38a)能够进入释放所述溢流通道(39,40,41,42)的过载位置。10.根据上述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述溢流通道(39,40,41,42)具有至少一个横向通道，在所述主体(23；23a；23c)的面向至少一个下切元件(33；33c)的端面(34)上，至少一个横向通道至少部分区段横向地以及特别是垂直于所述组件纵向轴线(24)而延伸。11.根据上述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述溢流通道(39,40,41,42)具有至少一个轴线凹部(40)，在所述主体(23；23a；23c)的面向至少一个下切元件(33；33c)的端面(34)上沿所述组件纵向轴线(24)延伸。
12.根据上述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述溢流通道(39,40,41,42)具有集成在所述主体(23；23a；23c)中的通路开口(39,42)，所述通路开口(39,42)特别延伸到所述主体(23；23a；23c)的面向至少一个下切元件(33；33c)的端面(34)。13.一种流动填充的活塞-缸单元，具有a.圆柱形壳体(2)，所述圆柱形壳体(2)具有壳体纵向轴线(3)和内部空间(4)，b.活塞杆(5)，以密封方式从所述壳体(2)被引导出并且能够沿所述壳体纵向轴线(3)移动，c.活塞(13)，所述活塞(13)紧固到所述活塞杆(5)，并且将所述内部空间(4)划分为第一局部内部空间(17)和第二局部内部空间(18)，其中第一局部内部空间(17)和第二局部内部空间(18)能够经由所述溢流通道(39,40,41,42)彼此流体连接，d.根据上述权利要求中任一项所述的组件(22；22a；22b；22c)，其中所述组件(22；22a；22b；22c)以形状配合的方式沿所述壳体纵向轴线(3)保持在所述活塞杆(5)上。14.根据权利要求13所述的活塞-缸单元，其特征在于，通过沿所述壳体纵向轴线(3)或者横向地特别是垂直于所述壳体纵向轴线(3)滑动，所述组件(22；22a；22b；22c)安装在所述匹配元件(14)上。15.根据权利要求13或14所述的活塞-缸单元，其特征在于，所述组件(22；22a；22b；22c)与所述活塞杆(5)可拆卸地或者不可拆卸地连接。

技术总结
本发明公开了一种用于流体填充活塞-缸单元(1；1c)的组件。组件包括具有组件纵向轴线(24)的主体(23；23a；23c)，集成在主体(23；23a；23c)中并且具有溢流通道(39,40,41,42)的阀门单元(38；38a)，当组件(22；22a；22b；22c)沿组件纵向轴线(24)在第一方向(50；52)上移动时，阀门单元(38；38a)密封溢流通道(39,40,41,42)，以及当组件(22；22a；22b；22c)沿组件纵向轴线(24)在第二方向(52；50)移动时，依赖于流体压力，释放溢流通道(39,40,41,42)。另外，组件(22；22a；22b；22c)包括外部密封元件(26；26b)，外部密封元件(26；26b)布置在主体(23；23a；23c)上从而沿组件纵向轴线(24)移动，用于密封方式紧靠壳体(2)的内表面(27)，以及形成在主体(23；23a；23c)上的至少一个下切元件(33；33c)，用于以互锁方式啮合于活塞-缸单元(1；1c)的匹配元件(14)后方。1c)的匹配元件(14)后方。1c)的匹配元件(14)后方。


技术研发人员：路德维希
受保护的技术使用者：苏斯帕有限公司
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2023/10/15