CN102076988B - 用于减震器阀的压力调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在减震器阀中的压力调节装置(1)。压力调节装置(1)包括轴向可移动的第一阀部件(4)和第一阀座(3)，该轴向可移动的第一阀部件(4)和第一阀座(3)在阀箱(2)内布置成使得在部件(3，4)之间形成可调节流量开口。该流量开口被布置成限制减震介质流(q)，且流量开口的流量开口大小(s)由在第一阀部件(4)上的力平衡决定。力平衡主要地或部分地由驱动力(F)和来自弹簧布置的力(Fs)的总和形成，其与反支撑调节装置力(R)相反。弹簧布置包括具有第一弹簧常数(k1)的第一弹簧(5)和具有第二弹簧常数(k2)的第二弹簧(6)。反支撑调节装置力(R)由第一弹簧(5)和第二弹簧(6)两者的弹簧特性决定，其中第一弹簧(5)在整个冲程(S1)中与驱动力(F)相互作用，且第二弹簧(6)在接近阀座(3)的起始冲程(S3)中与第一弹簧(5)串联工作，其中起始冲程的大小由第二弹簧(6)的工作范围决定。

Description

用于减震器阀的压力调节装置
技术领域
本发明涉及压力调节装置，其包括用来决定在减震器的减震室之间的减震介质流中的压力的弹簧布置(spring arrangement)。
发明背景
在减震器阀技术范围内，明确的需求已经上升到生产具有类似泄放阀特性的压力调节装置，这意味着当流量趋近于零时，压力调节装置的开启压力必须尽可能的趋近于零。此外，压力调节装置必须具有低“喷出(blowoff)”或“破裂压力(cracking pressure)”开启点，这里对于所有设置、调节或弹簧偏置被称为开启压力，尽管事实上在较高压力情况下压力调节装置一定在工作范围内产生高的压力。
具有类似泄放阀特性的压力调节装置的已知实施方案包括由第一弹簧和第二弹簧组成的弹簧布置，在弹簧布置中，第一弹簧偏置第二弹簧且有助于在冲程的不同部分中不同的弹簧特性。低弹簧常数最初被用在冲程开始时，且低弹簧常数随后转变为适于与快速阻尼运动相关的动态序列及高压的较高弹簧常数。这里的破损特性产生接近于关闭位置的低弹簧常数，以便提供精确的偏置设置。为了稳定阀行为及避免当阀从关闭位置变为打开位置和从打开位置变为关闭位置时由摩擦力引起的噪声问题，精确地设定的阀必须被给定极低的偏置。此极度的精确性本身导致了更昂贵的生产过程，但是与如果只使用刚性弹簧达到低偏置的过程要求的精确性相比，仍具有较低的成本。
因为这样的噪声问题和由于弹簧的长度公差的精确性造成的困难，只包括一个弹簧的压力调节装置，例如减震器止回阀，必须代替地在关闭位置被给予高偏置，这有时导致难以实现用于低速和小阀流量的期望的低减震水平。
上述问题适用于所有偏置锥阀(biased cone valve)、导阀、液控阀和直接控制阀，包括止回阀。这些阀的基本共同特性是被调节的压力沿着开口方向作用在一区域上，此区域这里被称为开口阀部件区域且布置在可移动的阀部件上，以便产生反馈开启力(feedback opening force)。压力的水平由反作用于开启力的关闭驱动力决定。关闭驱动力由来自电、液或气动致动器，例如电磁致动器的力，和/或由来自作用在导向区域上的导向压力(pilot pressure)的力和/或由来自偏置弹簧组件的力形成。
实现平衡在可移动的阀部件上的驱动力的最初高弹簧常数的问题在用于交通工具悬架的减震器的可调节阀的构造中尤为明显。在用于交通工具的可调节减震器阀的构造中，有两个冲突的构造需求。非簧载质量(unsprung mass)，例如车轮的减震最好由这样的阀实现，在该阀中，流量的压力导数(dP/dQ)可以变化。簧载质量(sprung mass)的减震最好由这样的阀实现，在该阀中，压力水平可被设置为不依赖于流量。在涉及压力水平调节的已有技术中，压力水平由主控单元设置，主控单元通过变化进入阀的流量来算出期望的压力水平并设置其，即例如通过改变由螺线管产生的驱动力。
在本发明领域内的已知设计由申请人的已公布的专利申请WO2006135319描述，其中在减震器阀中的导向阶段的关闭驱动力由来自驱动器的力决定。
在此专利申请中描述了液控双级阀形式的减震器阀/压力调节装置，用来控制在液压减震器的两个减震室之间的减震介质流。减震器阀包括具有至少一个主阀的阀箱，该至少一个主阀具有被布置在主阀弹簧布置和阀座之间的主锥体形式的可移动的阀部件，和包括先导滑阀(pilot slide)的导阀。主锥体在阀箱中划分了布置有阀主弹簧和先导滑阀的导向室(pilotchamber)。减震器阀的特性主要地由在导向室中积累的压力控制，该压力通过在导向室中先导滑阀的位置来调整。此位置由在导向弹簧的弹簧力和来自电控驱动器的反支撑驱动力(counterholding actuating force)之间的力平衡决定，但是也由在导向室中的压力形成的反馈压力开启力控制。此压力调节装置的类型因此借助压力调节控制。
另一种具有导向阶段的调节的减震器阀的变化形式被描述在专利US5398787中。这里也展现了压力调节的导向阶段，其中导向锥体的位置由其所抵抗的电磁力、弹簧力和液压力控制。凭借导阀的外部尺寸的配置，由给定弹簧常数得到的液压力被控制在全部工作范围之内。此构造被描述随组件的选择而变，且作为压力调节装置调节或者作为泄放阀调节。不在此解决方案内不可能在同一个阀中实现类似泄放阀特性和压力调节装置特性。
在专利US5937975和US6044939中，展现了减震器阀的又一种变化形式。两个弹簧，一个刚性弹簧和一个柔性弹簧，串联工作以调节导向阶段的位置。这些弹簧相连接，以便即使当阀去激励且停止调节时也能够实现一定的减震。刚性弹簧在整个正常工作范围中起作用且柔性弹簧仅当导向阶段足够打开以致通过改变导向阶段的压力平衡而使没有进一步减震的调节具有可能时才起作用。此构造仅作为泄放阀调节。在此解决方案内不可能在同一个阀中实现类似泄放阀特性和压力调节装置特性。
在专利WO2006135319中的导阀可被认为仅具有压力调节装置特性，且因此只是调节压力。在专利US5937975中的导阀可被认为或具有泄放阀特性且因此仅调节位置，或仅具有调节压力特性。在位置控制导向阶段中，探寻这样一种构造，在该构造中，导向锥体的位置完全由驱动力和来自弹簧克服驱动力工作的力来控制，即其不受压力的影响。锥体的位置因此不受经过阀的流量或穿过阀的压力损失影响。在描述于US5937975和US6044939中的位置调节导向阶段，探寻导阀的这样一种构造，在该构造中，每当经过阀的流量趋近于零时，压力损失总是趋近于零。基本上，位置调节产生阀特性，其中开启压力总是由零开始并随着流量的增加而增加，而压力调节通常产生从与流量有关的开启压力开始且具有随流量增加而缓和地增加的压力的特性。
已知的解决方案中没有相互结合具有压力和位置调节的形式的上述特性的压力调节装置。
发明目的
本发明涉及结合了在压力范围的一部分内的位置调节和在该范围的另一部分内的压力调节的压力调节装置。压力范围的下部分可以被给予关于流量的强烈增加的压力导数，且上部分被给予关于流量的缓和增加的压力导数。
压力调节装置还包括允许第一可移动的阀部件相对于阀座的精确的初始力平衡的弹簧布置。
本发明也阐述了创造具有相对来说不易受公差影响的坚固结构的压力调节装置。
本发明另一目的在于创造具有尺寸小、便宜且易于装配、生产和调节的弹簧布置的压力调节装置。
发明概述
根据本发明的压力调节装置旨在用于减震器阀，且包括轴向可移动的第一阀部件和第一阀座，该轴向可移动的第一阀部件和第一阀座在阀箱内布置成使得在部件之间形成可调节流量开口。可调节流量开口被布置成限制减震介质流，且可调节流量开口的流量开口大小，即第一阀部件和阀座之间的距离，由在第一阀部件上的力平衡决定。力平衡主要地或部分地由驱动力和来自弹簧布置的力的总和形成，其与反支撑压力调节装置力(counterholding pressure regulator force)的作用相反。弹簧布置包括具有第一弹簧常数的第一弹簧和具有第二弹簧常数的第二弹簧。本发明的特性在于，反支撑调节装置力由第一弹簧和第二弹簧两者的弹簧特性决定。第一弹簧在整个冲程期间与驱动力相互作用，同时，第二弹簧仅当接近阀座的起始冲程时与第一弹簧串联作用，其中起始冲程的大小由第二弹簧的有限的工作范围决定。第二弹簧的有限的工作范围由弹簧可能的轴向变形能力界定，以使第二弹簧仅在总冲程的一部分期间与驱动力相互作用。
这样，在起始冲程期间的总反支撑弹簧力很高，且具有由减震介质流经过流量开口的限制形成的高压力导数。这里，流量开口的流量开口大小很大程度上由第一弹簧和第二弹簧两者的弹簧常数决定，高达第一流量开口大小。在低调节，即较低的调节压力水平时，反支撑调节装置力和由此在减震介质中的压力水平随着流量的增加而增加，因为压力增加，即阀部件的位置，大体上由第二弹簧的高弹簧常数决定。这意味着在此较低压力水平下，在驱动力、弹簧力和调节装置力之间的力平衡与在位置调节中相比较更多地由驱动力和弹簧力支配。在压力范围的下部分中起作用的驱动力由在具有高弹簧常数的弹簧中阀的起始偏置支配，且在电流范围的上部分中力平衡的支配基本上由驱动力和压力反馈组成。在此情况下，压力调节装置决定在减震介质流中的压力，以使当流量趋于零时压力调节装置的开启压力趋于零，同时在较高压力时，开启压力具有陡的但是喷出式的压力调节特性。
在高调节，即较高调节压力水平时，反支撑调节装置力和由此在减震介质中的压力水平大体上由与压力调节装置中相比更高的反馈压力决定，因为在此状况下，驱动力、弹簧力和调节装置力之间的力平衡由驱动力和调节装置力支配。
弹簧常数的相互作用事实上由第二弹簧的至少一部分和第一阀部件彼此顶住且在起始冲程期间作为整体一起移动(move in tandem)直到第二弹簧达到其基本位置并没有力作用在弹簧上而形成。
在本发明的第一实施方案中，第一弹簧具有与第二弹簧相比低很多的弹簧常数。起始冲程因此被给予非常明确的低偏置，即在接近阀座的起始冲程期间的低压力和在剩余冲程期间期望的高弹簧力。这提供了当流量趋近于零时所期望的趋近于零的低压力。
在本发明的第二实施方案中，第一弹簧和/或第二弹簧具有垫圈的形式，垫圈具有内弹簧部分和外弹簧部分。内弹簧部分和外弹簧部分在至少两个位置连接于弹性梁(resilient bridge)，以使外弹簧部分和内弹簧部分能相对于彼此弹动(spring)且相对于彼此位移。平的垫圈形弹簧提供对于阀座的明确的距离。在第一阀部件上重要的力平衡可因此由具有明确的第一弹簧常数的第一弹簧精确地获得。平的垫圈形弹簧具有很高的弹簧常数，且当阀部件冲程变得越来越小时随着增加的力渐进。这提供了随着阀座较接近第一阀部件而增加的弹簧常数的优势。
在起始冲程期间，第二弹簧的内弹簧部分优选地相对于外弹簧部分移动。这样的位移在可移动的第一阀部件压紧第二弹簧的内弹簧部分时实现，同时外弹簧部分被固定在阀箱和第一阀座之间的适当位置。
在优选的实施方案中，在起始冲程期间，第二弹簧的内部分顶住并密封住第一阀部件。作为该支承接触的结果，当减震介质流入在内弹簧部分和外弹簧部分之间的空间内的流量通过孔(flow-through hole)时，第二弹簧通过减震介质流的限制的形成而构成了朝向阀座的可调节流量开口。可调节开口形成了在起始冲程期间第一阀部件的运动的减震。
在另一个实施例中，第一阀部件的运动的进一步减震由第二弹簧的内弹簧部分内的至少一个减震孔的布置形成。作为减震孔的结果，减震介质流被进一步限制，这有助于增加减震。
在本发明的优选实施方案中，压力调节装置调节决定跨过减震器中的主阀的主减震介质流的导向压力。
主阀包括第二阀部件，该第二阀部件被布置为与第三弹簧的作用和由压力调节装置决定的导向压力相反地相对于第二阀座轴向地移动。因此，在此情况下，压力调节装置是在用于交通工具悬架的减震器的双级可调节和液控阀中使用的。用于最优阀功能的此可调节双级阀需要弹簧布置的低的反作用力和很好的控制，以及可移动的阀部件的两者或其中之一的用于接近阀座的运动的指向零的压力流量曲线，即在低速减震介质流下。
本发明参照附图将在下文更加详细地描述。
附图说明
图1a-c展现了根据第一实施方案的具有不同开口水平阶段的阀的简化图。
图2a-c展现了根据第二实施方案的具有不同开口水平阶段的阀的简化图。
图3a展现了根据第三实施方案的与减震器连接的阀。
图3b-d展现了根据第三实施方案的当不同大的力作用在阀上时的阀。
图3e-g展现了本发明的另一个实施方案。
图4a展现了在导向弹簧阶段中的弹簧布置中的第一和/或第二弹簧的第一实施方案。
图4b展现了主阶段的主阀弹簧的实施方案。
发明详述
图1a-1c展示了本发明的第一实施方案，且图2a-2c展示了本发明的第二实施方案，其是阀1形式的压力调节装置，主要用来调节减震器中的减震介质流Q1至Q3的压力P1至P3。当减震器中的运动形成跨过主活塞的压差时形成减震介质流，主活塞将减震器分为两个减震室，见图3a。阀1具有阀箱2和在阀箱2中轴向可移动的第一阀部件4。轴向可移动的第一阀部件4的运动选择被第一阀座3缩短，第一阀座3可与阀箱结合或分离。当阀打开时，减震介质Q1-Q3流入具有可变流量开口s的通道，可变流量开口s在阀部件4和阀座3之间形成。很多情况下，轴向可移动的阀部件4首先受驱动力F作用，其次受到F的大小产生的反支撑力R1-R3和弹簧布置的作用，驱动力F的力在F1和F3之间变化，作用于可移动的阀部件4上，弹簧布置包括第一弹簧5和第二弹簧6，且第一弹簧5和第二弹簧6各自具有第一弹簧常数k1和第二弹簧常数k2。
在F～0或很低的运转情况时，即当阀像图1a和2a中所示打开时，总的反支撑力R1只由第一弹簧5形成。第一弹簧5在整个冲程期间抵抗驱动力F工作，但是如图1b至1c所示，在接近阀座3的起始冲程中，在有限的工作范围内第二弹簧6与第一弹簧5同时工作。
有限的工作范围由第二弹簧6的可能的轴向变形能力界定，即当第二弹簧6经受驱动力F时，根据弹簧在非受力状态下的基本长度的弹簧的总变形量。接近阀座3的冲程相对应于在零和期望的流量开口大小s’之间的流量开口s，s’可优选地在总冲程S1的大约二分之一到十分之一之间。两个弹簧都在打开方向上作用于此，与在关闭方向上作用的驱动力F相反。
在图1a和2a中，驱动力F1比驱动力F2和F3小，且因此取决于流量Q1且作用在可移动的阀部件4上的压力P1也低，因此调节装置力R1也小。两个弹簧，在图1中都为垫片式，或在图2中一个为垫片式而一个为绕线式，在图1a、2a中在相对地打开位置保持阀部件4。在弹簧力的计算中的零位置基于如图1a和2a所示的两个弹簧空载时的基本位置。
阀部件4通过一定的冲程S在阀箱2内轴向地移动，冲程S可被分成第一、第二和第三阀部件冲程S1、S2和S3。冲程S取决于阀的几何尺寸以及在阀部件4上的力关系，该力关系由驱动力F、调节装置力R、弹簧5、6提供的力和流量Q的大小形成。第一阀部件冲程S1也可被认为是总冲程且被界定为阀座边缘3a和用于全开阀的可移动的阀部件的底面4a之间的距离，且第二阀部件冲程S2被计算为在不影响第二弹簧6的情况下阀部件4可以移动的距离。在第二阀部件冲程S2期间，在可移动的阀部件4上的力平衡因此由F1和当第二弹簧6未激活时第一弹簧5之间的相互作用决定。当第二弹簧6未激活时第二弹簧6可被认为在弹簧基本位置，也就是说弹簧无负载且没有力作用于弹簧上。第一弹簧5具有与第二弹簧的弹簧常数k2相比明显小的弹簧常数k1。优选地，弹簧常数k1和k2之间的比率大约在1∶6和1∶220之间，即功能模式的广泛选择。例如用于车辆，得到弹簧常数k1＝0.5-2N/mm，k2＝15-110N/mm。
在图1b和2b中，驱动力F2足够大从而克服调节装置力R和弹簧力并提起阀部件4。阀部件4在此情况下靠近阀座3调节较高的压力P2和调节装置力R2，压力P2取决于流量Q2，而调节装置力R2由增加的驱动力F2以及偏置的弹簧布置决定。驱动力F2可因此实际上被界定为F2＜＝弹簧力。可被认为是功能所期望的第一流量开口大小的范围s’内的弹簧力为k1*S2+(k1+k2)*(s’-S3)。这里，S3与当第二弹簧5也工作时第三起始阀部件冲程相对应，S3被界定为第一阀部件冲程与第二阀部件冲程之间的差，即S1-S2。第三阀部件冲程S3具有与期望的流量开口s’相对应的最大流量开口s。因此，对于小于或等于S3的冲程，阀在较低驱动力F2时以类似泄放阀特性调节减震介质流。类似泄放阀特性逐渐地转变成用于高驱动力S2的压力调节装置特性。这是基于驱动力F2和两个弹簧5和6的弹簧力之间的相互作用。
图1c和2c展示了，当取决于流量Q3的压力P3高且大于P2时且当流量Q＞0时，在关闭位置附近的阀，相应于Q＞＝0且驱动力F3＞＝弹簧力k1*S2+(k1+k2)*(s’-S3)。在此情况下，阀在开启压力下运转且阀的功能转变为具有可被认为对应于P3的开启压力的压力调节装置功能。可移动的阀部件4被移动的距离对应于第三阀部件冲程S3，即总计，部件4在关闭方向移动的冲程长度S＜＝S1。
因此，在起始冲程S3期间，随着由经过在阀座3和可移动的阀部件4之间的流量开口的减震介质流Q3的限制形成的压力导数增加，总的反支撑最大调节装置力R3，即驱动力和弹簧力的总和增加。流量开口的大小由第一弹簧5和第二弹簧6两者的弹簧常数k1、k2决定，高达第一流量开口s’。在剩余冲程S2中，随着在减震介质中增加的压力水平，反支撑调节装置力R2增加，其中压力增加只由第一弹簧5的弹簧常数k1决定。优选地，压力P2在足够低的水平，以至于在此位置阀部件4在运动中达到根据图1a或图1b的一位置。
在图1a-1c的第一实施方案中，弹簧5、6是垫片式弹簧，同见图4a、4b。弹簧因此由薄的环状垫圈制造，且被配置有外弹簧部分5b、6b和内弹簧部分5a、6a，外弹簧部分5b、6b和内弹簧部分5a、6a与弹性梁5d、6d互相连接，以使外弹簧部分和内弹簧部分可相对于彼此弹动。在梁5d、6d和各个弹簧部分之间形成了流量通过孔5c、6c，其在一定程度上限制经过弹簧5、6的流量q。弹簧的内弹簧部分5a、6a的平行位移t由固定在阀箱2的一部分内的外弹簧部分5b、6b和固定或依靠在轴向可移动的第一阀部件4上的内弹簧部分5a、6a形成。平行位移也可通过固定在阀箱的一部分内的内弹簧部分和固定或依靠在可移动的第一阀部件上的外部分实现。
在图2a-c中，展示了本发明的第二实施方案，其中一个弹簧，优选地是第一弹簧5，改为具有常规螺旋弹簧5’的形式。螺旋弹簧5’的第一端5a’靠在可移动的阀部件4上，且第二端5b’靠在阀箱2内的第二弹簧6的紧固点。在此实施方案中，螺旋弹簧5’也反作用于驱动力F。
通过使用平整且精确的垫圈形弹簧作为第二弹簧6，如图2a-2c，可得到由S3表示的精确的距离。在驱动力F和弹簧力之间的相互作用下，距离S3的精确度提供与公差无关的调节装置力R和与公差无关的最小压力水平P。垫圈形弹簧的强度也可被制成是渐进式的并在阀座3较接近可移动的阀部件的底面4a时提供增加的弹簧常数。在此位置，两个弹簧5、6的驱动力F3相互抵消，且阀的调节弹簧常数升高并由两个弹簧与F3的相互作用决定。
所谈论的垫片弹簧具有开口配置，因此减震介质流可通过在开口配置中布置的洞流动。此描述与图4相联系。如图1所示，第一弹簧5也需要非常精确，在此情况下，垫片弹簧也是有利的。
在图1b、1c、2b、2c和3b、3c中的实施方案中，在整个起始冲程S3期间，第二弹簧6靠在阀部件4的底面4a上。因此，在阀部件4移动的距离大于起始冲程S3之前，阀部件4和第二弹簧6并不是彼此分离的。
图3a-g展现了液控减震器阀(pilot-controlled shock absorber valve)。在图3a中，所示减震器阀与用于交通工具的液压减震器SA连接，其中该阀控制了流入、流出减震器的两个减震室C、R或在减震器的两个减震室C、R之间的减震介质流量Qin、Qut中的压力。在两个减震室之间的流量通过布置在减震器主体内部且划分两个减震室C、R的主活塞DP的传送而上升。阀中减震介质的流量主要地由主活塞DP的速度和其活塞及主活塞杆直径决定。阀是单向阀，其中流量Qin流入阀且流量Qut流出阀，即不管主活塞DP在减震器主体中移动的方向，减震介质流采用同样的路径且在一个方向流动。压力通过ECU控制的连续电信号调整，根据在EP 0942195中描述的工作原理，该电信号控制阀的动力供应。
图3a中的减震器阀包括阀箱2，阀箱2包括具有轴向可移动的主锥体9的至少一个主阀。主锥体9通过第一主阀弹簧10a偏置顶着主阀座11。主锥体9在阀箱2中划分导向室Vp，其中主阀弹簧10a和第一导阀部件4布置在阀箱2中。
导阀部件据上文所述在这种情况下与第一可移动的阀部件4相对应。主流量Qin形成在主锥体9上的压力，此压力形成开口调节装置力R。只要阀开启，主流量通过在主阀座11和主锥体9之间的可调整流量开口沿着Qin至Qut的方向流动。阀是二级液控阀，这意味着打开主阀的力取决于在导向室Vp中上升的导向压力。减震介质流Qin的一部分通过主锥体9内的进入孔9a流入导向室Vp，以便通过导阀部件4增加室中的压力。
主阶段包括弹簧布置，在该弹簧布置中的第一主阀弹簧10a被第二主阀弹簧10b偏置且有助于在冲程的不同部分中的不同弹簧特性。低弹簧常数最初使用于冲程开始时，以便转变为较高的弹簧常数。这由具有比第一主阀弹簧10a低的弹簧常数的第二主阀弹簧10b实现，因此当第二主阀弹簧10b被完全压缩时，弹簧力开始代替地由第一主阀弹簧10a的较高的弹簧常数决定。较高的弹簧常数能更好地适于与快速阻尼运动相关的动态序列和高压力。破损特性(broken character)对于主阶段产生接近于关闭位置的低弹簧常数，以便提供偏置的低且精确的设置，导致舒适性的改善和产生最低压力分布的减小。优选地，根据图4b，第二主阀弹簧10b是具有可以互相弹起的内弹簧部分和外弹簧部分的垫片弹簧。
减震器阀的特性主要由在导向室Vp中逐渐积聚的压力控制，此压力由第一阀部件4的位置调整，在这种情况下导阀在导向室中滑动。这在图3b-3d中更加详细地示出。被布置成限制减震介质流q的可调整流量开口在导阀阀座3和导阀部件4之间形成，且进一步被第二弹簧6的内部部分6a界定。流量开口大小s和导阀部件4在导向室Vp中的位置由导阀部件4上的力平衡决定。力平衡主要由驱动力F和来自包括第一和第二弹簧5、6的弹簧布置的力Fs形成，该力Fs与反支撑调节装置力R的作用相反。
第二弹簧6具有垫片式，即由薄的环状垫圈制造且被配置有外弹簧部分6b和内弹簧部分6a，该外弹簧部分6b和内弹簧部分6a与梁6d相互连接，其能够相对于彼此弹动，见图3d和4。在梁6d和各个弹簧部分之间形成了通过孔6c(见图4)。内弹簧部分6a被如此配置而使其也限制在第二弹簧6和布置在导阀下游的部件之间的流量，并因此具有一定程度的间接减震作用，间接减震作用也引起了影响力平衡的开口流量力。此限制在起始冲程S3期间当内弹簧部分6a顶住且密封第一阀部件4时实现。当减震介质流进入具有控制开口s的环形间隙和流量通过孔6c时，减震介质流q的限制上升，因此先通过控制开口随后进入在内弹簧部分6a和外弹簧部分6b之间的空间。如图3c和3d所示，外弹簧部分6b在阀箱2的一部分和导阀座3之间固定，且内弹簧部分6a在起始冲程S3期间靠在导阀部件4上。在大于起始第三阀部件冲程S3的冲程S2中，见图3b，导阀部件4离开内弹簧部分且其力平衡一般来说取决于在正常工作范围之外且在冲程S2之内的第二弹簧6的弹簧常数k2。
第一弹簧5是在导阀部件4和第二弹簧的外部分6b之间固定的螺旋弹簧，其主要地顶住导阀座3。夹具紧固提供第二弹簧6的稳定安装，而无需承受由压力的影响造成的有害的弹簧6的移位的危险。此外，第一弹簧5被赋予硬钢接触面，其阻止在阀座部件3内的磨损。
结合的阀组件的小的尺寸和增加的稳定裕度由全部或部分被迫复制导向阶段的行为的主阶段形成。这是由于这样的事实，即导向室的进入孔9a优选地被选择成相对于主锥体9的压力影响区域是小的，直径大约为0.6-1mm，而且也为了使垫片式的第二主阀弹簧10b设置有孔(未示出)。这些孔如此配置使得孔形成压力损失并起筛子的作用，即孔阻止了减震介质的喷射，减震介质的喷射是由于在导阀阶段中孔9a受到第二弹簧6的调节装置面上强力的击打而形成的。
驱动力由电子控制的螺线管12形成，该电子控制的螺线管12被配置成通过驱动器13调节导阀部件4相对于外导阀座边缘3a和内导阀座边缘3b的位置，即，也有第二弹簧的内部分6a，驱动器13在减震箱2内为轴向可移动的且包括螺线管电枢杆13a和螺线管电枢主体13b，见图3a。
在图3e和3f中，展现了驱动器13及其部件的放大视图。螺线管电枢杆13a具有的直径d1小于螺线管主体13b的直径d2。当螺线管电枢杆13a轴向地移动时，其贴着布置在阀箱2内的上滑动轴承、下滑动轴承14a、14b滑动。由于生产工程的原因，在滑动轴承14a、14b和杆13a之间有一定的最优第一公差c11，此公差c11非常有助于减少摩擦。通过整个螺线管电枢杆13a，孔13c平行于杆13a的对称轴延伸。通过孔13c，减震介质可以流入布置在螺线管12的内部分中的螺线管室Vs。当螺线管室Vs加压时，减震介质流经孔13c。
对应于在弹簧布置上的累加力Fs的驱动力F的大小被限制，例如由于流量限制和空间因素，即螺线管设计。也就是说，来自弹簧布置的力Fs和驱动力F之间的差限制用于导向压力Pp的可能高度。为了增加导向压力的最大水平，导向压力所作用的区域，也就是说总压力反馈区域A，必须被减小。总反馈区域A由面积差A＝A1-A2确定；其中A是有效第一区域，具有直径D1，导向压力Pp在其上作用，且A2是有效第二区域，由直径d1确定，螺线管室中的减震介质压力Ps作用在其上。因此，A＝pi*(D12-d12)/4。
压力反馈区域A不具有任何大小下限，因为用于各个有效区域的直径可以任意选择，理论上，用于导向压力Pp可被调整的高度也没有任何上限。优选地，只有由内阀座边缘3b界定的阀座直径D1用于确定压力反馈区域。这可以通过内阀座边缘3b和第二弹簧的内部分6a的相互作用实现，其直径dsi优选地始终大于阀座直径D1，而且中间室3c对缝隙s中的流量模式有影响，见图3f。仅通过选择组件的尺寸选择大量的压力范围的能力对于生产成本具有重要意义。通过在螺线管电枢杆13a中的孔13c借助导向室Vp和螺线管室Vs的液压联轴器使压力反馈成为可能。
图3e中的有效第二区域A2是螺线管电枢杆13a的上部区域且因此由杆13a的外直径d1决定。螺线管室Vs被划界部件划分为第一部分室，划界部件在图3e中被配置为盖15，盖15被布置为以小的公差c13环绕螺线管电枢杆13a的外直径d1，但是以第二较大公差c12漂浮地靠着减震箱2悬挂。小的公差从生产工程方面应该尽可能的小且优选地具有外直径d1的6/1000的最大公差和1/1000的最小公差之间的大小。盖15因此漂浮地悬挂，但是靠在阀箱2中的后壁，所以盖并不影响驱动器13的总运动。盖15因此被布置成使得其划分在杆的背离可移动的阀部件4的该端的螺线管电枢杆13a的通过孔13c，因此极少量的减震介质可以通过孔13c流入螺线管的内部部件。第二公差c12对应于或大于第一公差c11，优选地高至第一公差的三倍大，但是此比例可变化。盖在其内径和螺线管电枢杆的外径d1间有极小的第三公差c13。因为通过螺线管的内部灰尘敏感部件的低泄露要求，所以小的公差c13是需要的。
在第二弹簧的内部分6a中布置有流量通过孔6c和具有直径d3的大体上中心位置的限制孔16。小的公差c13与限制孔16相互作用，导致驱动器13、阀部件4和第二弹簧6的内弹簧部分6a的一定程度的运动减震。
因为第二弹簧6的外部分6b楔入阀箱2和导阀座3之间，所以第二弹簧的外部分在起始冲程S3和最大冲程S1之间的导向滑动冲程期间不移动。由在起始冲程S3中的工作位置到最大冲程S1之间的转变被认为没有减震，因为导阀部件4随后撤回了其与限制孔16的接触，且减震介质可在螺线管室Vs和第二部分导向室Vp2之间无限制地流动，而非只是通过流量通过孔6c和限制孔16。在起始冲程S3和最大冲程S1之间的运动期间优选地不需要减震，因为转变会迅速地发生。
在起始冲程期间，通过由螺线管室和导向室之间的压差产生的力，导阀部件4和第二弹簧6的内部分6b相互挤压。该压差事实上由具有直径D3的第二弹簧的内部分6的区域小于具有直径D1的有效第一区域形成，具有直径D3的第二弹簧的内部分6的区域上作用有螺线管室压力Ps，具有直径D1的有效第一区域上作用有导向压力Pp。此外，螺线管电枢杆孔13c具有小于直径D3的较小直径D2。由此产生的结果是在起始冲程S3期间，螺线管电枢杆13a和导阀部件4两者都不彼此分离。因此，构成的组件凭借具有协调的不同大小的阀座直径保持在一起成为一个整体，其中D3＜d1＜D1且D2＜d1＜D1。所以，在起始阀部件冲程S3期间在阀部件4的力作用下，第二弹簧的内部分6a具有密封和调节的功能。
同时，第二弹簧的内部分6a的配置形成具有高弹簧常数k2的控制条件，此配置相对于发生的流动力也以正确的大小均匀地分配流量。这通过改变梁6d的配置而变为可能，即通过变化流量通过孔6c的区域。此外，通过流量通过孔5c、6c的减震介质流的又一限制/通道由在该通道中的流量通过区域的适当选择形成。
当先导滑阀/阀部件4移动最大冲程时，其位于靠在肩17的末端位置。在此位置，形成故障安全模式，故障安全模式确保即使当没有电流达到螺线管时且当主锥体9靠在主阀座11上且密封主阀座11时，通路21打开且一定的减震介质流可以流过阀。此解决方案也在奥林斯的专利说明书WO2006135319中阐述。为了加速在故障安全冲程和正常冲程之间的转换，第三阀部件冲程S2被制成由被允许在无压力状态下分离的第二弹簧6和第一阀部件4较少减震。如果在起始第三冲程S3期间的运动被通过孔16的减震介质限制过多地减震，在此位置正常发生的低累加驱动力Fs会在开口中产生延迟。
压力调节装置阀1的正常冲程或工作冲程优选地由起始冲程S3构成。冲程S2是起始冲程S3和故障安全模式之间的过渡，其中先导滑阀/阀部件4靠在肩17上。第二弹簧6的轴向平整度因此具有重要意义，这是因为由于阀的非常精确地加工的公差，轴向平整度对于冲程3构成明确的起始点。在液压术语中，所谈论的起始点构成阀的最小压力水平。随着在关闭过程期间逐渐减小的冲程S3和因此增加的电磁管力F3，该最小压力水平将定义具有逐渐增加的流率/压力的类似泄放阀特性，其中阀操作直到阀位于根据图3d-3f的关闭位置。在此关闭位置，在力F2到F3之间的范围之内随着逐渐增加的流量/开启压力，阀可开始具有纯压力调节装置的特性。
在图3f中，展现了螺旋管室Vs的划界的优选实施方案，其中划界部件为垫圈18，垫圈18环绕在螺旋管电枢杆13a布置，邻近阀箱2，具有相对来说适当小的第三公差c13和环绕相同的较大的第二公差c12。
此设计也允许划界部件自由浮动且使螺旋管电枢杆13a不承受力及因此的摩擦。两种实施方案的差异是此实施方案允许较大的减震主体，在此情况下，减震主体是螺旋管电枢主体13b。这意味着由在孔16内的限制实现的减震被加到由减震主体13b实现的减震，因为此刻整个螺线管室Vs被压力Pp加压。对于此实施方案，可因此获得改善的减震功能，减震功能由于较大的减震直径d2而非常有效地实现。
垫圈18靠在阀箱的中间部件2b上，毗邻下滑动轴承14b。这意味着在阀箱2和垫圈18之间的接触面无论运转情况如何都必须保持接近且密封紧的。垫圈优选地通过油以粘附力作用而保持在适当位置且受将垫圈18压向阀箱2的静态导向压力Pp的作用。
另一压缩压力可由在垫圈18和螺旋管电枢主体13b之间的弹簧19的布置形成，见图3g。弹簧19以总是略大于垫圈18的固有重量的小的力和低弹簧常数作用以免另外地影响阀功能。弹簧19或者被配置为直或圆锥形的螺旋弹簧19，或者被配置为具有弯起臂的垫片弹簧/板簧。另一可替换的是实际的垫圈18具有密封和弹动功能和继而可具有垫片式特征，优选地以具有弯起臂的薄垫圈的形式。
根据图4a和4b，垫片弹簧5和/或6和10b具有薄环形垫圈的形式，其具有内弹簧部分5a、6a和外弹簧部分5b、6b。内弹簧部分5a、6a可被认为具有外直径dsi且外弹簧部分5b、6b具有外直径dsy。通过流量通过孔5c、6c，两个部分大体上彼此分离，但是由支臂5d、6d在至少两个位置保持在一起，以便外弹簧部分5b、6b和内弹簧部分5a、6a可以相对于彼此弹起。
垫片弹簧5、6优选地由具有厚度T的垫圈制造，此厚度足够薄以致弹簧的内直径、外直径d3、dsy和在内弹簧部分、外弹簧部分5a、5b/6a、6b之间的孔5c、6c，以及中心减震孔16可以容易地从弹簧钢板上蚀刻或穿孔。支臂的数量、支臂长度、厚度T和支臂宽度可以变化。当有较多数量的弹簧支臂时，可以使用更薄的垫片板，同时弹簧5、6获得更高的弹簧常数、更短的弹簧距离，且与使用较少数量的支臂相比时变得更非线性和更紧凑的安装。
图4a展现了控制导阀阶段的第二弹簧6，而图4b展现了在阀的主阶段中偏置第一主阀弹簧的第二主阀弹簧10b。
在图4b中，所示第二主阀弹簧10b具有中心布置的筛网区域。筛网区域在此状况下是优选2-6个数量的孔20，孔20环形地布置环绕第二主阀弹簧10b的内弹簧部分的中心使得孔其被布置为从第二弹簧6的中心孔16移置。这些孔被布置在第二主阀弹簧10的内弹簧部分内，从而遮去从进入孔9a进入主锥体4的强大的并行喷射，这能因跨过孔9a的压力损失而形成。在一些运行情况中，压力损失可足够高使得减震介质流Q3、Q2以足够大的力来回流动，以致其可能造成受损的导阀功能。
主阶段的第二主阀弹簧10a中的筛网区域的孔20遮去从孔9a进入的强大的并行喷射，且偏置第一主阀弹簧10a的第二主阀弹簧10a也可用于其它应用类型，例如用于包括具有刚性弹簧与柔性弹簧结合的弹簧布置的减震器阀，其调节在减震器阀中可移动的阀部件的位置。此处的柔性弹簧具有双重功能并确保精确且低的弹簧力，而且有助于在冲程的不同部件中的不同弹簧特性。
所述减振阀的另一优势和显著特征是通过将孔9a、6c、16和20的面积精密地设计成对应地较小的，导向流量Q2、Q3被保持在低水平。这凭借主阶段在某种程度上被迫复制导向阶段的行为而产生结合的阀组件的小的尺寸和高稳定裕度。此外，可获得在导向系统内部的阻止了气穴、旋涡和自发诱导的不稳定的均匀分配的流量。
本发明也可包括电控的低摩擦的减震器阀，其不易受污垢的影响且包括螺线管的形式的驱动器，该驱动器用来确定在减震器的减震室之间的减震介质流中的压力。这凭借以下事实而成为可能，即螺线管电枢杆的直径具有对于减震箱2的第一公差c11，该第一公差c11足够大以使液压减震介质流通过螺线管室Vs形成且其中此减震介质流被布置为环绕螺线管电枢杆13a的划界部件15、18限制。
本发明不限于通过举例方法如上描述的实施方案，而是可在所附专利权利要求和本发明概念的范围内修改。例如，本发明也可用于其它类型的减震器阀，比如多种类型的由弹簧偏置的单向阀或止回阀。

Claims (13)

1.一种用于减震器阀的压力调节装置(1)，其中，所述压力调节装置包括轴向可移动的第一阀部件(4)和第一阀座(3)，所述第一阀部件(4)和所述阀座(3)在阀箱(2)内布置成使得在所述阀座(3)和所述第一阀部件(4)之间形成可调节流量开口，且其中，所述流量开口被布置成限制减震介质流(q)，且所述流量开口的流量开口大小(s)由在所述第一阀部件(4)上的力平衡决定，所述力平衡在驱动力(F)、来自弹簧布置的力(Fs)和反支撑压力调节装置力(R)之间形成，在较低调节压力水平时，即在低调节时，在所述驱动力(F)、所述来自弹簧布置的力(Fs)和所述反支撑压力调节装置力(R)之间的所述力平衡由所述驱动力(F)和所述来自弹簧布置的力(Fs)支配，在较高调节压力水平时，即在高调节时，在所述驱动力(F)、所述来自弹簧布置的力(Fs)和所述反支撑压力调节装置力(R)之间的所述力平衡由所述驱动力(F)和所述反支撑压力调节装置力(R)支配，所述弹簧布置包括具有第一弹簧常数(k1)的第一弹簧(5)和具有第二弹簧常数(k2)的第二弹簧(6)，所述第一弹簧(5)和所述第二弹簧(6)作用在所述第一阀部件(4)上，其特征在于，所述反支撑压力调节装置力(R)由所述第一弹簧(5)和所述第二弹簧(6)两者的弹簧特性决定，其中，所述第一弹簧(5)在整个冲程(S1)中与所述驱动力(F)相互作用，且所述第二弹簧(6)具有由所述第二弹簧的可能轴向变形能力界定的有限的工作范围，以便所述第二弹簧(6)仅在接近所述阀座(3)的起始冲程(S3)中与所述驱动力(F)相互作用且同时与所述第一弹簧(5)串联工作，所述起始冲程(S3)由所述第二弹簧(6)的所述有限的工作范围界定。
2.根据权利要求1所述的压力调节装置(1)，其特征在于，所述第一阀部件(4)和所述第二弹簧(6)的至少一部分在所述起始冲程(S3)期间彼此顶住且作为整体一起移动，直到所述第二弹簧(6)达到所述第二弹簧(6)的没有力作用在所述第二弹簧(6)上的基本位置。
3.根据权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于，所述第一弹簧(5)具有与所述第二弹簧(6)的所述第二弹簧常数(k2)相比低的第一弹簧常数(k1)，且所述第一弹簧(5)的所述第一弹簧常数(k1)和所述第二弹簧(6)的所述第二弹簧常数(k2)之间的比率在1:6和1:220之间。
4.根据权利要求2所述的压力调节装置，其特征在于，所述第一弹簧(5)具有与所述第二弹簧(6)的所述第二弹簧常数(k2)相比低的第一弹簧常数(k1)，且所述第一弹簧(5)的所述第一弹簧常数(k1)和所述第二弹簧(6)的所述第二弹簧常数(k2)之间的比率在1:6和1:220之间。
5.根据权利要求1至4中的任一权利要求所述的压力调节装置，其特征在于，所述第一弹簧和/或所述第二弹簧(5，6)具有垫圈的形式，所述垫圈具有内弹簧部分(5a，6a)和外弹簧部分(5b，6b)，所述内弹簧部分(5a，6a)和所述外弹簧部分(5b，6b)在至少两个位置连接于弹性梁(5d，6d)，以使所述外弹簧部分(5b，6b)和所述内弹簧部分(5a，6a)能够相对于彼此弹动且相对于彼此位移。
6.根据权利要求5所述的压力调节装置，其特征在于，在所述起始冲程(S3)期间，当所述第一阀部件(4)压紧所述第二弹簧的所述内弹簧部分(6a)时，所述第二弹簧的所述内弹簧部分(6a)相对于所述第二弹簧的所述外弹簧部分(6b)移动，同时所述第二弹簧的所述外弹簧部分(6b)被固定于所述阀箱(2)。
7.根据权利要求5所述的压力调节装置，其特征在于，在所述起始冲程(S3)期间，当所述第一阀部件(4)压紧所述第二弹簧的所述内弹簧部分(6a)时，所述第二弹簧的所述内弹簧部分(6a)相对于所述第二弹簧的所述外弹簧部分(6b)移动，同时所述第二弹簧的所述外弹簧部分(6b)被固定在所述阀箱(2)内。
8.根据权利要求6所述的压力调节装置，其特征在于，在所述起始冲程(S3)期间，所述第二弹簧的所述内弹簧部分(6a)顶住且密封住所述第一阀部件(4)。
9.根据权利要求8所述的压力调节装置，其特征在于，所述第二弹簧(6)配置有在所述内弹簧部分(6a)和所述外弹簧部分(6b)之间的空间中的流量通过孔(6c)，以使所述流量通过孔(6c)构成朝向所述阀座(3)的可调节流量开口(s)，当减震介质流入所述流量通过孔(6c)时，所述可调节流量开口(s)通过所述减震介质流(q)的限制的形成而在所述起始冲程(S3)期间形成所述第一阀部件(4)的运动的减震。
10.根据权利要求9所述的压力调节装置，其特征在于，所述第二弹簧的所述内弹簧部分(6a)具有外直径(dsi)，所述外直径(dsi)比布置在所述阀座(3)上的内阀座边缘(3b)的阀座直径(D1)大，以使所述内阀座边缘(3b)能顶住所述第二弹簧的所述内弹簧部分(6a)。
11.根据权利要求9或10所述的压力调节装置，其特征在于，至少一个减震孔(16)被布置在所述第二弹簧的所述内弹簧部分(6a)中，所述至少一个减震孔(16)在所述起始冲程(S3)期间形成所述第一阀部件(4)的运动的进一步减震。
12.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的压力调节装置，其特征在于，所述压力调节装置调节导向压力(Pp)，所述导向压力(Pp)决定了在所述减震器阀中穿过主阀的主减震介质流。
13.根据权利要求12所述的压力调节装置，其特征在于，所述主阀包括主锥体(9)，所述主锥体(9)被布置成与至少第一主阀弹簧(10a)的作用和由所述压力调节装置决定的所述导向压力(Pp)相反地相对于主阀座(11)轴向地移动。
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