CN101506540B - 减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及减振器，是一种带有减震器缸(2)的减振器(1)，在该减震器缸中一柱塞(11)通过一活塞杆(12)被引导，其中为了减振特性值的调节可以调节阻尼液体的流量。根据本发明调节装置(50)布置在减震器缸(2)之内，该调节装置具有两个独立的拉力阶段循环和压力阶段循环的调节回路，其中调节装置(50)在压力阶段循环期间沿着第一流动方向(40)用第一调节装置(30)调节阻尼液体的流量，并且在拉力阶段循环期间沿着第二流动方向(42)用第二调节装置(30′)调节阻尼液体的流量。

Description

减振器

技术领域

本发明以一种减振器为出发点。

背景技术

由现有技术已知用于汽车的减振器，它的减振器特性值可以通过液压比例阀被调节，并且可以与不同的行驶状况相匹配。该比例阀例如借助于一控制活塞连续地控制在减振器中的液体流量，该控制活塞被一励磁线圈移动。比例阀要么用法兰连接在减振器上、要么集成在减振器的柱塞上。一附加的传感器提供关于减振器内缩状态的信息，该传感器布置在轮悬挂装置上。作为传感器可以使用带有传动杆的加速传感器或者位移传感器。所属的处理器和控制器要么集中地布置在汽车中、要么可分散地布置在法兰连接的比例阀上。例如比例阀可间接地控制主液体流量，即一小的分流直接被一小的控制活塞调节，并且形成对主阀的压力差。由于该调节的压力差，主液体流量出现在主阀中。借此可以实现一比较大的压力可用相对小的调节力来控制。减振器的反应时间受到比例阀的振荡特性的限制。

发明内容

本发明涉及一种带有减震器缸的减振器，在该减震器缸中一柱塞通过一活塞杆引导，其中为了减振特性值的调节可以调节阻尼液体的流量，其中，在减震器缸之内布置了调节装置，该调节装置具有两个独立的用于拉力阶段循环和压力阶段循环的调节回路，其中调节装置在压力阶段循环期间沿着第一流动方向用第一调节装置调节阻尼液体的流量，并且在拉力阶段循环期间沿着第二流动方向用第二调节装置调节阻尼液体的流量，其特征在于，在拉力阶段循环后面的压力阶段循环的第一调节装置的可能的调节量可通过所属的第一设定装置在时间上处在压力阶段循环之前的拉力阶段循环期间调节，并且在压力阶段循环后面的拉力阶段循环的第二调节装置的可能的调节量可通过所属的第二设定装置在时间上处在拉力阶段循环之前的压力阶段循环期间调节，其中，所述第一设定装置和/或者所述第二设定装置的调节在未负载的状态中进行。与现有技术相比根据本发明的减振器具有优点，调节装置布置在减振器缸之内，该调节装置具有用于拉力阶段循环和压力阶段循环的两个独立的调节回路。调节装置在拉力阶段循环期间沿着第一流动方向用第一调节装置调节阻尼液体的流量。在压力阶段循环期间调节装置沿着第二流动方向用第二调节装置调节阻尼液体的流量。根据本发明的减振器通过拉力阶段循环和压力阶段循环的机械分隔使得两个减振力的明确的和独立的调节成为可能。而且根据本发明的减振器按有利的方式使得液体流动的直接控制成为可能，该控制实际上在无滞后和/或者无振荡状态下进行。根据本发明的减振器例如可以构成双管减振器或者单管减振器。

特别有利的是，紧接着的压力阶段循环的第一调节装置的可能的调节量可通过所属的第一设定装置在时间上处在压力阶段循环之前的拉力阶段循环期间被调节。紧接着的拉力阶段循环的第二调节装置的可能的调节量可通过所属的第二设定装置在时间上处在拉力阶段循环之前的压力阶段循环期间被调节。第一调节装置和第二调节装置的调节量例如作为调节行程、调节角度、可变的弹性常数等等可被转换。

第一调节装置和/或者第二调节装置的调节量例如可以通过上传感器单元和/或者下传感器单元的信号的处理被测定，该传感器单元例如可能包括压力传感器、加速传感器和/或者位移传感器和所属的电子电路。借助于两个传感器单元例如一直接作用在减振器上并且因此作用在汽车上的力可以被测定。这意味着，可以被调节到一个量，该量作为冲击被乘客、尤其是被司机觉察到。

在根据本发明的减振器的方案中，两个调节装置的一个的调节量可固定地被预先设定，并且两个调节装置的另一个的需要的调节量在运行期间可以被测定，同时通过所属的设定装置可变地被调节。这使得减振器的更简单的和更费用低廉的结构成为可能。

第一设定装置和/或者第二设定装置在负载状态中不用反力各自通过自锁保持在位置上。而且第一设定装置和/或者第二设定装置在未负载的状态中可各自通过相应的驱动单元被调节，该驱动单元例如构成电磁线圈和/或者压电元件，并且根据上传感器单元和/或者下传感器单元的信号被控制。由于设定装置的调节与调节装置的本来的工作行程被分开，并且在未负载的状态中进行，并且设定装置在调节装置所属的工作行程期间通过自锁被保持，所以微小的调节力就足够了，因此电磁线圈和/或者压电元件可作为驱动单元被使用。调节装置相应的工作行程通过流动方向被体现，在该流动方向时所属的调节装置完成减振工作。而且根据本发明的减振器使得减振器特性值或者减振器特性曲线的无级的和迅速的选择成为可能，因此减振器特性的变化的选择从“非常硬”到“非常软”是可行的，该选择按有利的方式对压力阶段循环和拉力阶段循环可互不依赖地被调节。

根据本发明的减振器按有利的方式使得作为调节装置可使用具有相对低的精密度的、费用低廉的部件成为可能。而且阀传感器、车轮传感器和/或者车身传感器和减振器部分的电子电路完整的集成在一个单元中是可行的。

在根据本发明的减振器的另一方案中，第一调节装置和第二调节装置可分别构成带有一有效区域和一限位区域的节流阀。调节装置的调节量可各自通过可调节的制动楔和/或者调节套管被预先设定，其中调节套管分别与相应的构成调节榫的节流阀的限位区域共同起作用。另外第一调节装置和第二调节装置可与一橡胶支承组合成一调节单元。

在根据本发明的减振器的另一方案中，第一调节装置和第二调节装置、第一设定装置和第二设定装置、所属的电子电路、驱动单元、上传感器单元和下传感器单元可以构成组合部件，并且优选的是被布置在柱塞上。

本发明的有利的、下面说明的结构形式表示在附图中。

附图说明

图1表示的是一根据本发明的减振器的活塞的透视图。

图2表示的是一按照图1所示的根据本发明的减振器的活塞的俯视图。

图3表示的是一按照图1所示的活塞的透视分解图。

图4表示的是一减振器的示意剖视图，用于调节原理的说明。

图5A和图5B分别表示了用于说明调节原理的力-时间-特性曲线的示意图示。

图6表示了按照一实施例根据本发明的减振器的局部剖视图。

图7表示了沿着图6所示的线VII-VII的横剖面图。

图8表示了按照一可选择的实施例根据本发明的减振器的局部剖视图。

图9A表示了按照图8所示的根据本发明的减振器的调节装置的透视图。

图9B和图9C分别表示了按照图9A所示的带有各自两个调节装置的调节单元的透视图。

图10A至图10D分别表示了按照图8所示的根据本发明的减振器的局部剖视图，用于说明根据本发明的减振器的功能。

具体实施方式

如由图1至图3可以看出，用于减振器1、优选用于汽车减振器的活塞10包括一活塞杆12、和一固定在活塞杆12上的柱塞11。柱塞11构成一紧凑的单元，该单元作为壳体包括一柱塞筒14，该柱塞筒例如构成薄壁的钢管。一壳体上部件20和一例如由铝制造的壳体下部件21、一上传感器单元16、一下传感器单元18和调节装置50布置在柱塞筒14中。两个传感器单元16、18例如可以包括压力传感器、加速传感器和/或者位移传感器以及各自所属的电子电路。在图示的实施例中调节装置50包括驱动单元22、22′，该驱动单元例如构成电磁线圈或者压电元件，调节套管23、23′，摩擦套管24、24′，一止动环25，压力弹簧26、26′，一调节单元52和一未表示的处理和控制单元，该单元处理两个传感器单元16、18的信号，并且调节装置50根据分析结果为了阻尼液体的流量调节通过第一调节管道17或者第二调节管道19相应地控制。未表示的处理和控制单元同样可以布置在柱塞11之内，并且例如构成上和/或者下传感器单元16、18的电子电路的部分。可选择的方案是处理和控制单元可以布置在减振器1之外的控制器中。传感器单元16、18或者未表示的控制和处理单元的供电或者信号发送通过馈电线15进行，该馈电线通过在活塞杆12中相应的孔通到柱塞11处。

下面参照附图4、5A和5B说明根据本发明的减振器1的作用方式。

如由图4可以看出，减振器1包括一减震器缸2，柱塞11通过活塞杆12可移动地布置在该减震器缸中。柱塞11将减震器缸2分成上阻尼室4和下阻尼室6。上压力传感器单元16探测例如在上阻尼室4中的压力P上，并且例如下传感器单元18探测在下阻尼室6中的压力P下。力F被作为调节装置50的调节量使用，该力作用在减振器1的活塞10上。借助于两个传感器单元16、18力F被直接测定，该力作用在减振器1上并且因此作用在汽车上。这意味着，可以被调节到一个量，该量作为冲击被乘客并且尤其是被司机觉察到。作用力F可直接从两个由传感器单元16、18在柱塞11的上面和下面探测到的压力P上、P下测定。

在减震器缸2之内在柱塞11中布置的调节装置50包括拉力阶段循环和压力阶段循环的两个独立的调节回路。在压力阶段循环期间为了通过第一调节管道17沿着第一流动方向40阻尼液体流量的调节，调节装置50具有第一调节装置30，该调节装置下面参照附图6至9C被详细说明。在拉力阶段循环期间为了通过第二调节管道19沿着第二流动方向42阻尼液体流量的调节，调节装置50具有第二调节装置30′，该调节装置下面参照附图6至9C被详细说明。

图5A表示了一拉力阶段循环ZP1、ZP2、ZP3的力-时间-曲线图，并且图5B表示了一压力阶段循环DP1、DP2的力-时间-曲线图。如由图5A和图5B可以看出，第一压力阶段循环DP1的第一调节装置30的可能的调节量通过所属的第一设定装置在时间t1期间被调节，该时间与时间上位于第一压力阶段循环DP1之前的第一拉力阶段循环ZP1相一致。第二压力阶段循环DP2的第一调节装置30的可能的调节量通过所属的第一设定装置在时间上位于第二压力阶段循环DP2之前的第二拉力阶段循环ZP2期间被调节等等。第二拉力阶段循环ZP2的第二调节装置30′的可能的调节量通过所属的第二设定装置在时间t2期间被调节，该时间与时间上位于第二拉力阶段循环ZP2之前的第一压力阶段循环DP1相一致。第三拉力阶段循环ZP3的第二调节装置30′的可能的调节量通过所属的第二设定装置在时间上位于第三拉力阶段循环ZP3之前的第二压力阶段循环DP2期间被调节等等。因此，在第一拉力阶段循环ZP 1期间阻尼液体的流量通过第二调节管道19沿着第二流动方向42通过第二调节装置30′被调节。同时在第一拉力阶段循环ZP1期间第一压力阶段循环DP1的第一调节装置30的调节量通过设定装置相应地被调节，并且第二拉力阶段循环ZP2的第二调节装置30′需要的调节量被测定。紧接着在第一压力阶段循环DP1期间，阻尼液体的流量通过第一调节管道17沿着第一流动方向40通过第一调节装置30被调节。同时在第一压力阶段循环DP1期间，第二拉力阶段循环ZP2的第二调节装置30′的调节量通过设定装置相应地被调节，并且第二压力阶段循环DP2的第一调节装置30的需要的调节量被测定。紧接着，在第二拉力阶段循环ZP2期间阻尼液体的流量通过第二调节管道19沿着第二流动方向42通过第二调节装置30′被调节等等。

第一调节装置30和/或者第二调节装置30′需要的调节量通过上传感器单元16和/或者下传感器单元18的信号的处理被测定。通过所描述的拉力阶段循环和压力阶段循环的机械分隔，通过对经过第一调节管道17或者第二调节管道19的阻尼液体的流量的调节可实现两个减振力的明确的和独立的调节。为了拉力阶段循环和压力阶段循环的所属调节量的调节按有利的方式总是在设定装置各自未加负荷的状态期间实现设定装置的调节。

下面参照附图6和7说明一根据本发明的减振器1的实施例。如由图6和图7可以看出，根据本发明的减振器1包括一减震器缸2，一柱塞11可移动地布置在该减震器缸中。调节装置50布置在柱塞11中，它的第一和第二调节装置30、30′各自构成节流阀31、31′，该节流阀具有一有效区域32、32′和一限位区域33、33′。节流阀31、31′的工作行程各自通过所属的、构成制动楔34、34′的第一和第二设定装置被预先设定，该设定装置为了限制在各自的调节管道17、19中的最大可能的通流截面分别对所属节流阀31、31′的限位区域33、33′产生影响。

第一可旋转支撑的节流阀31影响在压力阶段循环期间在第一调节管道17中沿着压力方向的阻尼液体的通流截面，并且因此预先设定一减振力。节流阀31通过位于背面的第一制动楔34限制它的张角。第一制动楔34这样布置，以使它在压力阶段循环期间在负载状态下不用反力通过自锁被保持在位置上。当液体在拉力阶段循环期间沿着相反方向42流动时，由于它的布置和几何尺寸第一节流阀31关闭。与此同时它的背面、即它的限位区域33不再紧贴在第一制动楔34上。在未负载的状态下第一制动楔34可以微小的调节力到达另一需要的位置。这可借助于构成电磁线圈的第一驱动单元22实现，第一制动楔34的活塞状端部伸入该驱动单元中。类似地，通过第二节流阀31′、或者第二制动楔34′和一构成电磁线圈的第二驱动单元22′影响在拉力阶段循环期间沿着拉力方向42的减振力。通过布置在柱塞11的上面和下面的传感器单元16、18每个当前的减振力被测定。测定的压力值或者减振力被与需要的压力值或者需要的减振力进行比较。只要相关的制动楔34、34′在下一方向改变时不再承受负载，紧接着通过各自电磁线圈22、22′的相应的控制，相应的制动楔34、34′的位置就被改变。对于下一循环所属的制动楔34、34′现在处在新的位置上，并且预先设定需要的新的减振特性。如进一步由图6可以看出，构成制动楔34、34′的设定装置的驱动单元22、22′布置在两个调节装置30、30′之间。通过一另外布置在柱塞11上的加速传感器54车身频率可以被测定。

由于设定装置34、34′的调节与调节装置30、30′的本来的工作行程是分开的，并且在设定装置34、34′的未负载状态下被接通，并且设定装置34、34′在调节装置30、30′的工作行程期间通过自锁被保持，所以为了调节微小的调节力就足够了，因此电磁线圈和/或者压电元件可以被作为驱动单元22、22′使用。

下面参照附图8至9C说明一根据本发明的减振器1的可选择的实施例。如由图8至9C可以看出，可选择的方案是调节装置50的第一和第二调节装置30、30′可与调节单元52联合。调节单元52包括一构成节流阀35的第一调节装置30和一构成节流阀35′的第二调节装置30′以及一橡胶支承39。该第一调节装置的限位区域构成调节榫36，并且该第一调节装置的有效区域构成阀舌门37，而该第二调节装置的限位区域构成调节榫36′，并且该第二调节装置的有效区域构成阀舌门37′。与第一种实施例不同调节单元52布置在两个驱动单元22和22′之间，其中一第一驱动单元22包围着与第一节流阀35的调节榫36共同起作用的第一调节套管23，并且第二驱动单元22′包围着与第二节流阀35′的调节榫36′共同起作用的第二调节套管23′。

如由图8可以看出，构成调节榫36的第一调节装置30的有效区域为了第一阀舌门37的调节量的预先设定与所属的调节套管23的内轮廓共同起作用。调节套管23的内轮廓例如可以构成楔形或者锥形的槽。调节套管23被驱动单元22包围，该驱动单元例如构成电磁线圈，并且为了调节套管23的调节相应地被通电。压簧26沿着调节榫36的方向推动调节套管23。由此在电磁线圈22上的电压降时出现一硬的减振器特性曲线，因此在驱动单元22失效时按有利的方式获得一失败-拯救-特性。调节套管23支撑在一摩擦套管24上，该摩擦套管例如可以具有一构成橡胶衬层的摩擦衬层。借此按有利的方式得到一具有超压功能的弹性限位。而且通过更有利的材料副一更大的楔角是可行的。构成节流阀35′的第二调节装置30′的工作方式与第一调节装置30的工作方式相一致，因此这里就不用重新说明了。

如由图9A可以看出，节流阀35、35′可各自作为一金属弯件构成，该金属弯件作为限位区域包括一调节榫36、36′，并且作为有效区域包括一阀舌门37、37′。

如由图9B和9C可以看出，调节单元52可构成橡胶金属件，该橡胶金属件使构成带有调节榫36的阀舌门37的第一节流阀35与构成带有调节榫36′的阀舌门37′的第二节流阀35′组合在一橡胶支承39中。如下面参照附图10A至10D所描述的，在橡胶支承39中各自弹性支承的第一和第二调节装置30、30′的调节量可各自通过第一和第二设定装置被预先设定。设定装置各自构成与相应的调节榫36、36′共同起作用的可调节的调节套管23、23′。

下面参照附图10A至10D说明根据本发明的减振器1的调节单元52的作用方式。如由图10A可以看出，在压力阶段循环期间，在第一调节管道17中一阻尼液体沿着第一流动方向40流动，该流动方向也被称为压力方向。流过的阻尼液体打开第一节流阀35的橡胶支承的阀舌门37。第一节流阀35的调节榫36在液体流过时紧贴在调节套管23的内轮廓上，该调节套管例如由钢制造。根据调节套管23在摩擦套管24之内的位置可调节可能的张角，并且因此可调节阀舌门37的工作行程。

如由图10B可以看出，在拉力阶段循环期间，在第一调节管道17中液体流沿着第二流动方向42流动，该流动方向也被称为拉力方向。通过沿着第二流动方向42的液体流动第一阀舌门37被关闭，即第一阀舌门37紧贴在止动环25上。本来的沿着第二流动方向42的液体流动在未表示的第二调节管道19中进行，该调节管道类似于上面的描述通过橡胶支承的第二节流阀35′被调节。封闭的第一节流阀35的调节榫36不再紧贴在调节套管23的内轮廓上。在该未负载的状态下调节套管23可被用微小的力带到一新的位置，例如构成电磁线圈的第一驱动单元22施加该力。图10C表示了在调节过程之后在新的位置上的调节套管23。如由图10C可以看出，调节套管23被带到了最下面的位置。

图10D表示了在紧接着的压力阶段循环期间沿着压力方向40通过第一调节管道17调节套管23的新位置对液体流动产生的影响。第一节流阀35现在具有最硬的减振特性曲线，该减振特性曲线通过阀舌门37小的张角，并且因此通过阀舌门37小的调节量来体现。

液体流动在未表示的第二调节管道19中沿着第二流动方向42用第二节流阀35′的调节类似于液体流动在第一调节管道17中沿着第一流动方向40用第一节流阀35调节的结构进行。

在根据本发明的减振器的可选择的未表示的结构形式中，两个调节装置30、30′的一个的调节量可固定地被预先设定，并且两个调节装置30、30′的另一个的需要的调节量可以在运行期间被测定，并且通过所属的设定装置可变地被调节。因此，例如在第一调节管道17中的阻尼液体流可通过所属第一调节元件30的恒定的调节量的预先设定被调节。调节元件30例如可以构成具有一有效区域和一保持不变的弹性常数的常规的板式弹簧，其中弹性常数代表恒定的调节量。借此按有利的方式可以放弃第一驱动单元22和设定装置。然而在第二调节管道19中阻尼液体流构成可变地，如上面所构成的，可以通过第二调节元件30′通过可调节的第二制动楔34′或者可调节的第二调节套管23′被改变。类似地，在第二调节管道19中阻尼液体流可通过所属第二调节元件30′的恒定的调节量的预先设定被调节。

根据本发明的减振器的结构形式按有利的方式使得对不同的行驶状况减振器特性值的各自最佳的调整总是可行的。与传统的液压比例阀相反，根据本发明的止回阀使得主液体流的实际上无滞后和无振荡状态的直接调节成为可能，其中调节通过调节过程与本来的工作行程的分开可按有利的方式用微小的调节力实施。通过尽可能紧凑的结构形式根据本发明的减振器同样适合于作为载货汽车驾驶室的减振、汽车座椅、躺椅等等的减振。而且根据本发明的减振器同样适合于在汽车技术之外、例如在机械制造中的应用，该应用需要具有紧凑的结构形式的可调节的减振器。

Claims (10)

1.带有减震器缸(2)的减振器，在该减震器缸中一柱塞(11)通过一活塞杆(12)引导，其中能够调节阻尼液体的流量来调节减振特性值，其中，在减震器缸(2)之内布置了调节装置(50)，该调节装置具有两个独立的用于拉力阶段循环(ZP1，ZP2，ZP3)和压力阶段循环(DP1，DP2)的调节回路，其中调节装置(50)在压力阶段循环(DP1，DP2)期间沿着第一流动方向(40)用第一调节装置(30)调节阻尼液体的流量，并且在拉力阶段循环(ZP1，ZP2，ZP3)期间沿着第二流动方向(42)用第二调节装置(30′)调节阻尼液体的流量，其特征在于，在拉力阶段循环(ZP1，ZP2，ZP3)后面的压力阶段循环(DP1，DP2)的第一调节装置(30)的调节量能够通过所属的第一设定装置(34，23)在时间上处在压力阶段循环(DP1，DP2)之前的拉力阶段循环(ZP1，ZP2，ZP3)期间调节，并且在压力阶段循环(DP1，DP2)后面的拉力阶段循环(ZP1，ZP2，ZP3)的第二调节装置(30′)的调节量能够通过所属的第二设定装置(34′，23′)在时间上处在拉力阶段循环(ZP1，ZP2，ZP3)之前的压力阶段循环(DP1，DP2)期间调节，其中，所述第一设定装置(34，23)和/或者所述第二设定装置(34′，23′)的调节在未负载的状态中进行。

2.根据权利要求1所述的减振器，其特征在于，第一调节装置(30)和/或者第二调节装置(30′)的调节量能够通过上传感器单元(16)和/或者下传感器单元(18)的信号的处理测定。

3.根据权利要求1或2所述的减振器，其特征在于，所述第一调节装置和第二调节装置(30，30′)中的一个的调节量固定地被预先设定，而所述第一调节装置和第二调节装置(30，30′)的另一个的需要的调节量能够在运行期间测定，并且通过所属的设定装置(34，34′，23，23′)可变地调节。

4.根据权利要求2所述的减振器，其特征在于，第一设定装置(34，23)和/或者第二设定装置(34′，23′)在负载状态中各自通过自锁不用反力能够保持在位置上。

5.根据权利要求2所述的减振器，其特征在于，第一设定装置(34，23)和/或者第二设定装置(34′，23′)各自能够通过相应的驱动单元(22，22′)调节，该驱动单元能够根据上传感器单元和/或者下传感器单元(16，18)的信号控制。

6.根据权利要求1或2所述的减振器，其特征在于，第一调节装置和第二调节装置(30，30′)分别构成带有一有效区域(32，32′，37，37′)和一限位区域(33，33′，36，36′)的节流阀(31，31′，35，35′)，所述第一调节装置和第二调节装置的调节量能够各自通过能够调节的制动楔(34，34′)和/或者调节套管(23，23′)预先设定，其中调节套管(23，23′)分别与相应的构成调节榫(36，36′)的节流阀(35，35′)的限位区域共同起作用。

7.根据权利要求1或2所述的减振器，其特征在于，第一调节装置和第二调节装置(30，30′)与一橡胶支承(39)组合成一调节单元(52)。

8.根据权利要求5所述的减振器，其特征在于，第一调节装置和第二调节装置(30，30′)、第一设定装置和第二设定装置(34，34′，23，23′)、驱动单元(22，22′)、上传感器单元和下传感器单元(16，18)构成组合部件，并且被布置在柱塞(11)上。

9.根据权利要求2所述的减振器，其特征在于，所述上传感器单元(16)和所述下传感器单元(18)构成压力传感器单元。

10.根据权利要求5所述的减振器，其特征在于，所述上传感器单元(16)和所述下传感器单元(18)构成压力传感器单元。

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