CN101903678B - 具有双活塞的减震器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种减震器(IM，该减震器包含填充有阻尼介质的阻尼缸(2)，该阻尼缸(2)被由第一主活塞(4)和第二主活塞(5)构成的主活塞装置分成第一和第二阻尼室(C1，C2)。在主活塞中具有由安装在活塞杆(3)上的第一和第二流动限制器(11，12；15，16)在流动方向上定界的连续管(9，10；13，14)。活塞杆具有轴向延伸的且连续的腔(7)，阻尼介质可以通过该腔(7)在进入加压池(6)的加压室(6a)和相应的阻尼室(C1/C2)之间流动。阻尼介质流动经过由主活塞装置中的第一和第二主活塞(4，5)定界的空隙(8)，流出经由第一流动限制器(H1，12)定界的加压管(11，12)进入到相应的阻尼室(C1/C2)。在打开过程中，第一流动限制器(11，12)从具有实质上维持的外部形式的主活塞(4，5)轴向地提高，以便在主活塞(4，5)和第一流动限制器(11，12)的内围(11b1，12b1；11b2，12b2)的全部或部分之间以及在主活塞(4f，5)和流动限制器的外围(11a，12a)之间产生流动路径。

Description

具有双活塞的减震器
技术领域
本发明涉及一种减震器，其中采用双活塞实现压缩和回行阻尼，且其中在活塞之间实现减震器的加压。
发明背景
见图1和图1a，申请人生产了一种减震器1，该减震器1包含填充有阻尼介质的缸体(damping-medium-filled cylinder)2，该缸体2在端部被定界，并被由两个主活塞4、5构成的主活塞装置划分为第一阻尼室C1和第二阻尼室C2。
主活塞4、5安装在中空活塞杆3上，该中空活塞杆3延伸通过缸体的端部2a中的一个。阻尼介质通过活塞杆3在进入加压池(pressurizationreservoir)6的加压室6a和各个阻尼室C1、C2之间流动。受压的阻尼介质从加压箱6经由活塞杆3中的管7被引导到主活塞4、5之间的空隙(interspace)8。阻尼介质经由延伸通过主活塞4、5的连续的加压管9、10被向前引导，并被第一流动限制器11、12定界，以便最终被引导入各个阻尼室C1、C2。其中的一个主活塞4衰减实质上第一方向R1，也即压缩方向的运动，在该处，主活塞装置移动，以便减震器长度减小，并且，其中的另一个主活塞5衰减实质上另一方向R2，也即回行方向的运动，在该处，主活塞装置移动，以便减震器长度增大。通过由柔性第一垫圈15、16的聚集产生的第二流动限制器的变形来实现衰减，该柔性第一垫圈15、16对延伸通过主活塞的主流动管13、14定界。
由于此设计，使得确保在阻尼室中显著大于零的压力总是占上风成为可能。这是因为阻尼室C1和C2中的压力仅在边上小于压力P1，归功于流动限制器11和12上的压力的低降和两个室共用的空隙8以相同压力被压缩的事实。加压的阻尼介质经由柔性第二垫圈11PA、12PA，也即垫片的聚集被引导入各个阻尼室C1、C2。柔性第二垫圈被固定在它们的内径的位置，以便它们绕着它们的中央部件弯曲，并让仅经由它们的外部部件通过阻尼介质流，该阻尼介质流从主活塞的第一侧分叉，并因此留下布置在第二垫圈的外径上的打开面积，见图1b。为了达到从空隙向外的方向的最小流动阻力，已经将柔性垫圈的聚集选择为尽可能的柔软，以便它们随着仅各个阻尼室和空隙之间的非常小的压差打开。
已经出现了问题，因为非常软的垫圈易于变得不稳定，并开始随着流动不可预知地变形。在这种情况下，减震器的整个动力被削弱，且出现意外的变化和噪音。
当主活塞安装在活塞杆上时，根据先前已知的方法生产的减震器出现了又一问题。为了不在加压箱和中间室之间的流动中产生不想要的限制，从加压箱通过活塞杆流动的加压的阻尼介质必须具有大面积以经过。早先的解决方案具有单独的中间部件17PA，该中间部件17PA分开两个活塞。此中间部件难于配合，以便流动路径17PAa通过活塞杆和一个在另一个之上定中心的中间部件，且仅仅这些部件之间的较小位移产生减小的流动面积。
为了减轻流动路径定中心的问题，内凹进17PAb被引入到中间部件中。为了最小化流动阻力，该凹进具有大的径向长度(radial extent)。主活塞在此中间部件上的安装也可能是个问题，因为当主活塞通过上紧保持螺母20PA配合时，具有其凹进17Pab的中间部件17PA易于变形。为了通过改变垫圈的尺寸、厚度、数目和相互布置来使得易于改变减震器的阻尼特性，简单且直接的程序必须为了移动和配合主活塞而存在。
发明目的
本发明陈述以解决出现在减震器中的动力问题，该减震器经由主活塞装置之间的空间被加压，该主活塞装置由两个主活塞组成。
此外，本发明的目的在于，在不限制减震器中的阻尼介质流或不将配合/移除程序变得更困难的条件下解决减震器中的主活塞配合的问题。
此外，这些问题必须以经济且简单的方式解决。
发明概述
本发明涉及一种减震器，该减震器包含填充有阻尼介质的阻尼缸，该阻尼缸被主活塞装置分成第一和第二阻尼室。主活塞装置由具有连续管的第一和第二主活塞构成，该连续管在流动方向上由第一和第二流动限制器定界。主活塞装置安装在具有轴向延伸且连续的腔的活塞杆上，阻尼介质可以通过该腔流动。连续的腔将加压池中的加压室和相应的阻尼室经由空隙联接在一起，该空隙由主活塞装置中的第一主活塞和第二主活塞定界。从空隙到第一和第二阻尼室的第一阻尼介质流被设计成实质上无阻力地流动通过由第一流动限制器定界的加压管。在打开过程中，第一流动限制器从具有实质上维持的外部形式(substantially maintained external form)的主活塞轴向地提高，以便在主活塞和第一流动限制器的内围(innerperiphery)的全部或部分之间以及在主活塞和流动限制器的外围(outerperiphery)之间产生流动路径。
第一流动限制器可以轴向移动的事实允许其制造得更刚性，而在流动阻力中无显著增加。因此，不再需要弯曲方向上极薄和易弯曲。
在本发明的第一实施方式中，第一流动限制器在轴向方向上是刚性的和不易弯曲的并具有密封垫圈的形式，该密封垫圈具有径向方向上的相应长度的内边缘和外边缘，以及横向方向(lateral diection)上的优选为0.2mm-0.5mm的某一长度(a certain extent)。由于此实施方式，第一流动限制器通过从主活塞提高来打开，此时当挤向支撑面，也即当阻尼室中的压力大于中间室中的压力时，其被充分密封。因此，第一流动限制器作为止逆阀起作用。
第一流动限制器从实质上平行于活塞杆的主活塞相对于布置在主活塞的面向阻尼室的面上的间隔装置套(spacer sleeve)提高，在流动限制器的内部径向长度内。
在简单实施方式中，止逆阀的密封垫圈在内和外都是圆形的。为了允许轻微交迭及因此的支撑面上的窄接触面积，需要密封垫圈在间隔装置套周围的良好的定中心。窄接触面积是对快速响应阀的预处理，因为宽接触面积延迟打开和关闭过程。这因为，具有宽接触面积，阻尼介质被迫使在窄间隙中流动长距离。粘性的阻尼出现，其制动了流动。同时，重要的是，当处于关闭状态时，不在之前止逆阀的良好的密封性。
在第三实施方式中，第一流动限制器在其内边缘具有凸片，该凸片径向向内朝向中心延伸。凸片具有径向长度，该径向长度定尺寸成以便凸片的内边缘被设计成在间隔装置套上定流动限制器的中心。
通过构造具有径向向内朝向中心延伸的凸片的密封垫圈，获得了密封垫圈与其座之间的良好的定中心。而且，在密封垫圈和主活塞的座之间仅仅产生轻微的交迭，从而给出快速打开的功能。
上述凸片还意味着，维持限制和定中心是可能的，但具有在流动限制器的内边缘和流动限制器绕其定中心的间隔装置套之间的流动的减小的内部限制。在此例中，形成在流动限制器的内边缘和间隔装置套之间的窄间隙在长度上比如果内边缘在内侧充分地圆形要显著地短。这导致间隙中的减小的粘性阻尼和引导流动限制器通过阻尼介质的减小的阻力。
凸片的再一优点是更多阻尼介质可以经过流动限制器中。这增加了较低的流动阻力。形成在内边缘上的凸片之间的额外可能的流动面积特别重要，密封垫圈的小的提高高度结合止逆阀的打开或关闭。
在第四实施方式中，通过间隔装置套中布置的代替的凸片获得减小的流动阻力和第一流动限制器的定中心。
在又一实施方式中，第一和第二主活塞之间的间隙由挤向中间件的第一和第二主活塞产生。中间件由材料的固体件制成，但可以被说成是由圆柱件和从其径向延伸的、大约中心地在圆柱件上的支撑件构成。
在径向延伸支撑件中，布置了实质上径向地延伸的第三管，通过该第三管，在加压池中的加压室和空隙之间的阻尼介质流被传送出进入到空隙中。
以下将参照附图更详细地描述本发明。
附图列表
图1a表示根据现有技术的减震器。
图1b表示现有技术中的活塞部分的放大图。
图2a表示根据本发明的减震器。
图2b表示根据本发明的减震器中的活塞部分的放大图。
图3a表示第二流动限制器。
图3b表示具有通过活塞中心的截面的主活塞。
图3a表示主活塞的指向阻尼室的侧面的视图。
图4a表示中间部件的放大图。
图4b表示具有通过其径向凸出支撑部件(radially projecting supportingpart)的截面的中间部件。
图4c表示中间部件的3D图。
发明详述
见图2a和图2b，根据本发明的减震器1具有相应于图1中所示的现有技术的基本构造。因此，减震器包含填充有阻尼介质的阻尼缸体2，该阻尼缸体2在端部2a、2b处定界，并被由两个主活塞4、5构成的主活塞装置分成第一阻尼室C1和第二阻尼室C2。阻尼介质优选地是液压油，该液压油可以按本质上已知的方式包含关联的添加剂。可选地，乙二醇和/或水可以用作流体。阻尼缸体2还优选地伸缩地布置在第二缸2′中。
主活塞4、5安装在中空活塞杆3的第一端3a上，该中空活塞杆3的第一端3a延伸通过缸体的一个端部2a，并随着第二缸2′移动。阻尼介质通过活塞杆3在加压箱6中的加压室6a和相应的阻尼室C1、C2之间流动。在加压箱6中，布置有加压件6b，该加压件6b以活塞、橡胶囊或类似物的形式布置。加压箱包围第一加压的且填充有阻尼介质的室6a。加压箱由加压件6b定界在第二空间6c中，该第二空间6c包含比阻尼介质更可压缩的第二介质。可压缩的介质可以由气体构成，例如空气、氮气或其他具有添加剂的气体。通过将可压缩的介质填充到第二空间中，产生基础压力P1，该基础压力P1对阻尼介质进行加压。可压缩的介质还可被机械件代替，诸如弹簧或类似物。
减震器的加压，及减震器的阻尼特性通过根据现有技术的一个或多个阀18来调节，该一个或多个阀18布置在加压箱6和阻尼缸件2之间。
加压的阻尼介质从加压箱6经由活塞杆3中的管7被引导到主活塞4、5之间的空隙8。然后，此空隙8获得压力P2，该压力P2实质上等于基础压力P1。然后，阻尼介质向前流动，经由主活塞4、5中的连续的加压管9、10进入到相应的阻尼室C1、C2，以便阻尼室也至少获得压力P1＝P2(该压力具有由于流动限制器上的压降而产生的可能的压力改变)。第一流动限制器11、12挤向主活塞4、5的第一侧4a、5a，并作为止逆阀起作用，并阻止通过加压管9、10以背离阻尼室C1、C2中的一个的方向流动到中间室8。相反地，阻尼介质流8被迫使从第一和第二阻尼室经由延伸通过主活塞4、5的主流动管13、14流到空隙8。
当主活塞装置移动以便减震器长度减小且第一阻尼室C1中的压力P3增加时，其中的一个主活塞4衰减第一方向R1，也即压缩方向的运动，而当主活塞装置移动以便减震器长度增加且第二阻尼室C2中的压力P4增加时，其中的第二个主活塞5衰减第二方向R2，也即回行方向的运动。衰减经由第二流动限制器15、16的变形来实现，优选地，经由柔性第一垫圈的聚集来实现，其对延伸通过主活塞的主流动管13、14定界，且其挤向第二主活塞侧4b、5b。
因此，阻尼介质在第一阻尼室C1和第二阻尼室C2之间经由第一主活塞4的主流动管13流动通过空隙8，并流出通过第二主活塞5的加压管10。阻尼介质从第二阻尼室C2到第一阻尼室C1经由第二活塞5的主流动管14流动，通过空隙8，并流出通过第一主活塞的加压管11。
第二活塞杆端3b固定在第一固定件11中，该第一固定件11用于将减震器固定到特定交通工具的一部分，该交通工具的一部分随着路面移动，优选地是轮子或滑行装置。集中地布置在阻尼缸件2周围的第二缸2′也固定在第一固定件11中。在阻尼缸2的第一端2a上，减震器具有第二固定件12，该第二固定件12可以被固定在特定交通工具的底盘或框架部分中。当然，相对配合方向也是可能的。
在本发明中，第一流动限制器11、12在轴向方向是刚性的和不易弯曲的，并具有一个或多个密封垫圈的形式，该一个或多个密封垫圈在径向方向和横向方向中具有某一长度。在径向方向中，它们从内环边缘11b2、12b2(见图3a中的内虚线)延伸到外环边缘11a、12a，且在横向方向中，密封垫圈优选地具有0.2mm和0.5mm之间的厚度。
在图2b中，示出了，第一流动限制器11、12从具有实质上在打开过程中维持的外部形式的主活塞4、5提高，在该处，通过大于阻尼室C1中的压力P3的空隙8中的压力P2产生阻尼介质流。第一流动限制器11、12从实质上平行于活塞杆3的主活塞4、5的第一侧4a、5a相对于布置在主活塞表面上的间隔装置套24提高，该主活塞表面面向流动限制器的内边缘11b1、12b1；11b2、12b2内的阻尼室。
间隔装置套24对于使得第一流动限制器11、12能从主活塞4、5提高来说也是必要的，因为在主活塞的面向阻尼室C1、C2的侧以及主活塞4、5轴向地逆着其间固定的那些部件之间必须具有距离。
间隔装置套24挤向主活塞4、5的内表面A4i、A5i，且第一流动限制器11、12的内径d11i、d12i的内边缘11b2、12b2被设计成逆着间隔装置24的外表面24a滑动。
在图3a中示出了第一流动限制器11、12，该第一流动限制器11、12在其内部边缘具有径向地向内延伸的凸片11c、12c。凸片11c、12c在径向方向从内凸片边缘11b1、12b1向外凸片边缘11c1、12c1延伸。外凸片边缘11c1、12c1实质上与流动限制器11、12的内径d11i、d12i一致，并被设计成将流动限制器11、12定中心在间隔件装置套24上。当第一流动限制器11、12已经打开并被从主活塞4、5提高时，阻尼介质可以流入凸片11c、12c之间的空间。
在图3b中，示出了关闭阀，此时，在加压管9、10中没有阻尼介质流动，且此时，阻尼室C1、C2中的压力P3、P4大于或等于中间室8中的压力P2。于是，第一流动限制器11、12靠在主活塞的第一侧4a、5a的内支撑面A4i、A5i和外支撑面A4y、A5y上，其面向相应的阻尼室，并覆盖连续的加压管9、10。流动限制器的内边缘具有稍大于间隔装置套外径长度d24的内径d11i、d12i。因此，在流动限制器11、12的内边缘11b1、12b1；11b2、12b2和间隔装置套24之间产生了间隙s。在此间隙s中，阻尼介质按照与间隙尺寸成比例的某一限制流动。
为了能使加压的阻尼介质实质上无阻力地流动通过加压管9、10，第一流动限制器11、12被构造成以便阻尼介质起作用于实质上相应于第一流动限制器的总面积A11、A12的第一流动限制器11、12上的这种尺寸的加压面积A11p、A12p。第一流动限制器的加压面积A11p、A12p被径向加宽的面积限定，该径向加宽的面积形成在布置于主活塞4、5的第一侧4a、5a的内部第一支撑面A4i、A5i和外部第一支撑面A4y、A5y之间。优选地，压力面积覆盖第二流动限制器的总面积A11、A12的85％和90％之间。
低流动阻力由加压管和第一阻尼介质流产生，该加压管用低流动阻力做的大，该第一阻尼介质流起作用于第二流动限制器上的大的压力面积，且通过这样能够用较小的力打开至大的打开面积。
在图3c中，主活塞4、5显示成具有其A4i、A5i和外部第一支撑面A4y、A5y。主活塞4、5在此被构造成以便第一流动限制器11、12挤向凸块形支撑点(knob-shaped supporting point)5c。由于此实施方式，第一流动限制器从主活塞接收到足够的支撑，但由于减小的密封面而在打开过程中产生最小的保持效果。在此图中，本发明的一个实施方式还示出了，第一流动限制器11、12的定中心通过在间隔装置套24中的径向突出的凸片25的布置实现。
在又一实施方式中(未示出)，第一流动限制器在外侧被引导，且在此例中，凸片被制造在在流动限制器上的外边缘或外部引导装置中。
两个主活塞4、5布置在中间件17上，该中间件17拧在活塞杆的第一端3a上。图4a-c中所示的中间件17被生产成一片，但可以说是由圆柱件17a和支撑件17b制成，该圆柱件17a是活塞杆3的轴向延伸，该支撑件17b从其径向地延伸。圆柱件17a还具有同心孔18，该孔18连接到活塞杆的腔。主活塞4、5同心地布置在在径向凸出的支撑件17b的任一侧上的圆柱件17a的周围。
在径向延伸的支撑件17b中，布置有实质上径向地延伸的第三管19，该径向地延伸的第三管19从布置在圆柱件17a中的同心孔18被引导至空隙8。管20的数目由在横向方向中的中间件17的长度尺寸，也即通过待加工的材料的量来确定。优选地，管的数目是6-8个。尽管中间件17被多个管19穿孔，件的刚性仍被维持，因为整个中间件17由一个件生产。
主活塞4、5通过锁定件20夹到中间件17和活塞杆3，该锁定件20拧到中间件的圆柱件17a上。为了产生主活塞4、5的自由运动配合(play-free fitting)，且为了阻止当流动限制器打开时在第一主活塞4和活塞3之间以及主活塞5和锁定件20之间的想要的振动，提供了回弹件21，优选地是皱缩垫圈、弹性O形环或类似物。锁定件20可以自然地用简单的螺母20PA或类似物来替换。
在本发明的此实施方式中，锁定件15具有活塞杆延伸的形式，附加的阻尼活塞22安装在该活塞杆延伸上，见图2a。此附加的阻尼活塞22用于产生在第一移动方向R1的冲程的端部位置上的阻尼移动的温和制动。附加的阻尼活塞22具有小于主活塞4、5的径向长度的径向长度，并用于滑入限制空间23中，该限制空间23以在阻尼缸件2中布置的杯的形式为阻尼活塞22定制。
本发明不限于所示的实施方式，而可以在所附的专利权利要求的范围和本发明的观念中被改变。

Claims (13)

1.一种减震器(1′)，包含填充有阻尼介质的阻尼缸(2)，所述阻尼缸(2)被主活塞装置分成第一阻尼室和第二阻尼室(C1，C2)，所述主活塞装置由具有连续管(9，10；13，14)的第一主活塞(4)和第二主活塞(5)构成，所述连续管(9，10；13，14)在流动方向上由第一流动限制器和第二流动限制器(11，12；15，16)定界，其中，所述第一主活塞(4)和所述第二主活塞(5)布置在固定在活塞杆(3)中的固定装置(17)上，所述活塞杆(3)具有轴向延伸且连续的腔(7)，阻尼介质能通过所述腔(7)在进入加压池(6)中的加压室(6a)和相应的阻尼室(C1/C2)之间经由空隙(8)流动，所述空隙(8)由所述主活塞装置中的所述第一主活塞和所述第二主活塞(4，5)定界，其中，从所述空隙(8)到所述第一阻尼室(C1)和所述第二阻尼室(C2)的第一阻尼介质流被设计成流动通过由第一流动限制器(11，12)定界的加压管(9，10)，其特征在于，在打开过程中，所述第一流动限制器(11，12)从具有实质上维持的外部形式的所述主活塞(4，5)轴向地提高，以便在所述主活塞和所述第一流动限制器(11，12)的内围(11b1，12b1；11b2，12b2)的全部或部分之间以及在所述主活塞(4，5)和所述流动限制器的外围(11a，12a)之间产生流动路径。
2.根据权利要求1所述的减震器(1′)，其特征在于，所述第一流动限制器(11，12)在轴向方向上是刚性的和不易弯曲的，并在横向方向上具有某一长度。
3.根据权利要求2所述的减震器(1′)，其特征在于，所述第一流动限制器(11，12)具有在0.2mm和0.5mm之间的厚度。
4.根据权利要求1或2或3所述的减震器(1′)，其特征在于，所述第一流动限制器(11，12)从实质上平行于所述活塞杆(3)的所述主活塞(4，5)相对于布置在所述主活塞(4，5)的面向所述阻尼室(C1，C2)的面上的间隔装置套(24)提高，在具有内径(d11i，d12i)的所述第一流动限制器(11，12)的内围(11b1，12b1；11b2，12b2)中。
5.根据权利要求4所述的减震器(1′)，其特征在于，在由所述间隔装置套(24)限定的外径(d24)和所述第一流动限制器(11，12)的内径(d11i，d12i)之间具有窄间隙(s)，所述窄间隙(s)相对于所述主活塞(4，5)定所述流动限制器(11，12)的中心。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的减震器(1′)，其特征在于，所述第一流动限制器(11，12)具有一个或多个环形密封垫圈的形式，所述环形密封垫圈具有圆形内边缘围(11b1，12b1；11b2，12b2)和圆形外边缘围(11a，12a)。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的减震器(1′)，其特征在于，所述第一流动限制器(11，12)在所述内围(11b1，12b1；11b2，12b2)上具有径向向内延伸的凸片(11c，12c)。
8.根据权利要求7所述的减震器(1′)，其特征在于，凸片(11c，12c)具有径向长度，所述径向长度定尺寸成以便所述凸片(11c，12c)的内缘(11c1，12c1)与所述第一流动限制器的内径(d11i，d12i)一致，且所述内缘(11c1，12c1)被设计成在所述间隔装置套(24)上定所述第一流动限制器(11，12)的中心。
9.根据权利要求8所述的减震器(1′)，其特征在于，在径向布置的凸片(11c，12c)之间形成有用于所述阻尼介质的额外流动路径。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的减震器(1′)，其特征在于，所述第一流动限制器(11，12)的定中心是通过径向突出的凸片(25)在所述间隔装置套(24)中的布置来实现的。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的减震器(1′)，其特征在于，在所述第一主活塞和所述第二主活塞(4，5)之间的所述空隙(8)由安装在中间件(17)上的所述第一主活塞和所述第二主活塞(4，5)产生，所述中间件(17)由固体件制成，但由圆柱件(17a)和从其径向延伸的支撑件(17b)构成。
12.根据权利要求11所述的减震器(1′)，其特征在于，所述第一主活塞和所述第二主活塞(4，5)同心地布置在径向凸出的支撑件(17b)的任一侧上的所述圆柱件(17a)的周围。
13.根据权利要求12所述的减震器(1′)，其特征在于，在所述径向延伸的支撑件(17b)中，布置有实质上径向延伸的第三管(20)，在所述加压池(6)中的所述加压室(6a)和所述空隙(8)之间的阻尼介质流通过该第三管(20)被传送出进入到所述空隙(8)中。
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