CN102141105A - 刚性阻尼器 - Google Patents

Abstract

一种阻尼器，具体地，在其内向行程中，该阻尼器为刚性，并且该阻尼器可以作为，例如，铁路阻尼器而使用。将缸筒分隔成两个腔室的活塞上设置有在两个方向上工作并设置为具有特性的止回阀。从缸筒底部延伸出套筒，该套筒可以在活塞/活塞杆的内部移动，且套筒的一端与容腔连通，另一端与所述腔室之一连通。此外，在缸筒中具有底阀。套筒/底阀组合体以如下方式安装：当活塞在缸筒中向内部移动时，需要被移动的液体体积被经由套筒进入缸筒的额外的活塞杆体积移入容腔内。在向外运动过程中，液体从容腔通过底阀得到补充。

Description

刚性阻尼器

技术领域

本发明涉及一种阻尼器，该阻尼器包括缸筒和活塞，所述缸筒上设置有第一连接件，所述活塞能够在所述缸筒中移动并安装于具有第二连接件的中空活塞杆上，其中所述缸筒被所述活塞分隔成第一腔室和第二腔室，其中中具有用于阻尼从所述第二腔室流到所述第一腔室的流体的流道，在该流道中具有限制阻尼流体的流动的第一主止回阀，其中所述第二腔室包括所述缸筒的底部，其中具有与所述第二腔室流体连通的液体容腔，其中在所述流体连通中具有止回阀，该止回阀阻止从所述第二腔室向所述液体容腔的流动，从所述底部延伸出套筒，该套筒与所述液体容腔流体连通，并且其中，当所述活塞向所述缸筒的底部移动时，在所述第一主止回阀的下游具有从所述第一腔室经由所述活塞至所述腔室的连接。

这种阻尼器可适于多种应用，其中之一是铁路应用中的使用，并且，更确切的是在衰减车轮相对于车体的旋转运动中的使用。特别是在具有高速运转的火车车厢时，有效地减弱高速的轮组与车体之间的轻微的相互运动尤为重要。为了达到这个目的，重要的是所采用的阻尼器在高频(如6-8Hz)和低速下是相对刚性的，也就是说，在使用的液压流体中存在尽可能少的气体。

背景技术

GB2159604公开了一种可调式液压阻尼器，该可调式液压阻尼器可用于完全不同的用途并且具有权利要求1前序部分所述的特征。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以满足上述所要求的刚性的阻尼器。

这个目的是通过以下实现的：在所述流道中具有第一辅助止回阀，该第一辅助止回阀的运行方式与所述第一主止回阀相同，并且所述第一主止回阀与所述第一辅助止回阀之间的空间与所述套筒直接连接。

根据本发明，在通过两个止回阀限定的流道中，在第一和第二腔室之间有“非承压”空间。这样，一方面可以在向内运动时顺畅地将油排放至容腔以补偿活塞杆体积，且另一方面，腔室中的压力可以保持相对较高以提高阻尼器的刚度。

活塞远离缸筒底部时的位移的衰减动作可以通过活塞内的第二(主)止回阀来实现。

具体地，第一和第二止回阀配置为具有“特性”的。这意味着，和仅用来防止倒流的简单止回阀相比，所述配置为具有“特性”的止回阀仅在超过一个确定的、基本的临界值后才会在所需要的流动方向上开启。换言之，该(主)止回阀开启的程度取决于通过该阀的流量。此外，通过在该止回阀上施加特别的弹簧载荷，可以改变相对于压力增加的开启方式。例如，提到了在如2-50巴的范围内的逐步开启，并且具有特性的止回阀在流动方向上开启。当然，这些阀在另一个流动方向上是关闭的。

在位于缸筒中的活塞的向内运动过程中，由于活塞杆运动进入第一腔室的部分越来越大，因此第二腔室容积的减少量与第一腔室容积的增加量不相等。这意味着该容积必须得到补偿。根据本发明，这是通过将该容积经过套筒移动至所述容腔来实现的。当活塞重新向缸筒外移动时，由移出缸筒的活塞杆所造成的“容积不足”会通过从容腔经过底阀流入第二腔室的液体得到补偿。在向内运动过程中，通过在设置为具有特性的止回阀的下游提供多余液体的排放，可使第二腔室中的液体达到并保持于一个升高的压力值。只有在向外运动的过程中，当液体被迫从容腔流经底阀时该压力才会变化。在这种情况下，优选设置为具有特性的第二止回阀可以在第一腔室中维持正压力。

根据本发明，所述第一止回阀由两个阀组成，分别为主止回阀和辅助止回阀，该主止回阀和辅助止回阀彼此在一条线上。所述辅助止回阀可设置为常用的止回阀，即，在微小的正压力(如1巴或更小)下即开启的止回阀。而主止回阀可设置为具有特性。通过设置在活塞/活塞杆上的孔，在主止回阀的下游和辅助止回阀的上游，产生与套筒13的流体连接，即在两个阀之间的连接处产生。

这种结构也可以用于第二流道，即活塞远离缸筒底部时液体流过的流道。在上述方式中，在第二流道上同样可以存在与套筒的直接连接。此外，根据进一步改进的实施方式，可以将第一和第二流道设置为一个(环形)腔室。

容腔可以任何可能的方式连接在底阀和套筒上。根据一个特别简单实施方式，第一阻尼器设置为双管阻尼器，使容腔相对于阻尼器的缸筒位于中心。

根据另一个优选实施方式，阻尼器(减震器(shock absorber))包括单独的管且容腔设置在活塞的下游。在更优选的实施方式中，该容腔可以是气压式容腔。

根据更具体的实施方式，在第一止回阀的下游(内向行程)和容腔经过套筒的连接处，设置有阻止从容腔通过套筒的回流的止回阀。这种止回阀可设置为底部止回阀，但可以理解的是，其可以设置在上述流道上的任何位置。

根据该结构的具体实施方式，另外，其中第一止回阀由两个止回阀组成，其中一个止回阀是简单止回阀或辅助止回阀，与刚刚描述的可设置为底部止回阀的所述止回阀相比，该第一辅助止回阀可以在更低的正压力下开启。这意味着，在内向行程过程中，初始时，尽可能大的体积会从第二腔室流入第一腔室，且仅当第一腔室内达到某一个正压力时，多余体积的液体才会经过套筒和上述底部止回阀流进容腔。

上面通过例举的方式描述了在轮组与车体之间的铁路阻尼器(railway damper)的应用，阻尼装置优先设置成对称结构。应当理解所述阻尼器也可以用于其他目的，在该场合中，内向行程过程中的吸振特性与向外行程中的不同。这可以在一定程度上通过作用在止回阀上的弹簧部件并通过改变或调整所使用的过流开口以及作用有压力的表面分别进行控制。

通过本发明，可以从一个单独的阻尼器构思开始，通过简单的改装，尤其是涉及活塞和设置在其中的止回阀的改装，

可以从单个阻尼器概念开始，通过简单的改装，尤其是涉及活塞和设置在其中的止回阀的改装，以适应不同的要求。另外，还可以使用相对细的活塞杆。此外，所使用的止回阀，更具体地具有特性的止回阀，可以预先设置在流动工作台上，从而该阻尼器可以作为一个完整的装置单元使用。

主止回阀和相连的底座的结合体可以为一个单元，该单元可以分别安装并可以预先设定为一个单元。这样可便于这样的阻尼器的装配及维修。

附图说明

下面将通过附图中显示的典型实施方式描述本发明，在附图中：

图1示出了本发明的第一实施方式的截面图；

图2示出了图1中的实施方式的细节；

图3示出了本发明的第二实施方式的细节；

图4示出了本发明的进一步变型，并且

图5示出了本发明的另一个实施方式。

具体实施方式

在图1中，根据本发明的阻尼器整体由附图标记1来表示。图2示出了该阻尼器的细节。该阻尼器由缸筒元件3构成，活塞元件2可以在缸筒元件3的内部和外部移动。附图标记4和5分别表示缸筒元件3和活塞元件2的连接件。应当理解这些连接件可以根据预期用途配置成不同的形式。

连接件4安装在活塞杆6上。活塞8位于活塞杆6的另一端。活塞杆6的靠近活塞8的部分上设置有孔7。套筒13延伸至该孔7内。该套筒13的另一端容纳在缸筒3的底部35中。缸筒元件3包括外壁10和具有上述底部35的内壁11。在内壁11和外壁10之间限定有容腔12。底部35还设置有底阀17，该底阀17配置为止回阀。活塞将缸筒分隔为第一腔室40和第二腔室42。

活塞8上的第一流道52设置有第一止回阀22，该第一止回阀22配置为具有一定的特性，即，为了将其开启，在开启方向上需要一定的基本正压力。初始的开启压力可以为，例如，大于50巴。此外，这种特性可以具有特定的开启特性，即，当作用在其上的压力增大时，通流面积以特定的方式增大。弹簧部件23作用在此第一止回阀22上，从而产生此止回阀的特定的开启特性。

辅助止回阀20设置成和主止回阀22在相同的方向上动作，但该辅助止回阀20设置成简单的止回阀，即，该辅助止回阀22在例如1巴、更具体地0.2巴的相对较低压力下开启。

在这两个止回阀之间具有流道21，流道24从流道21岔开。在套筒13的外侧和孔7之间具有间隙14，在这个间隙中，液体可以从流道24流入套筒的内部16。

套筒相对于活塞通过密封件15密封。

所述活塞还设置有在第二流道53中沿反向动作的止回阀，该止回阀被称为第二止回阀并由附图标记30表示。所述第二止回阀30也设置有弹簧部件31，且此第二止回阀也配置为具有一定的特性。

上述阻尼器按照如下方式工作：

在活塞的内向行程过程中，第二止回阀30关闭并保持关闭状态。液体仅能经过流道25和第一主止回阀22从第二腔室42流出。在通过第一主止回阀22之后，液体可以经过辅助止回阀20流入第一腔室40，也可以流入套筒的内部16。液体第一流动动作由箭头26示出，液体的流入套筒13的动作由箭头27示出。作为此实施方式的结果，由在缸筒中移动的活塞杆6的逐渐增大的部分容纳在汽缸中而造成容积减小可以由经过套筒13流进容腔12的液体来补偿。

在活塞的回程运动中，辅助止回阀20阻止液体从腔室40流入套筒13。此外，主止回阀22充当阻塞物。液体只能沿着箭头34从腔室40经过主止回阀30流入腔室42。此外，由于部分活塞杆离开缸筒，必须供给额外的液体。该液体从容腔12沿箭头28的方向通过由弹簧18加载载荷的止回阀17供给。

此处描述的本发明的进一步改进可以通过图3中的实施方式实现。除了在这种情况下具有底部止回阀50之外，此实施方式与参照图1所描述的实施方式相同。此底部止回阀50只允许从孔7进入容腔12方向的方向上流动。该止回阀50配置为简单止回阀，也就是说，其不具有特殊的特性并且在低压时开启。其结果是，可以阻止可能在腔室40方向上的从容腔12向孔7并因此向流道24的回流。

当使用这样的底部止回阀时，优选地，其具有比第二辅助止回阀20更强的刚性。这意味着当压力增大时，所述底部止回阀后于阀20开启。

图4示出上述活塞8的变形，其整体用附图标记108表示。不同于彼此分离的由箭头26标示的第一流道和由箭头34标示的第二流道，在本方案中设置了一个单独的环形腔室150，该环形腔室150通过多个开口152和开口153分别与腔室140和腔室142连接。该腔室150由环形阀122和130分隔成不同的部分，其中，当活塞向缸筒(未示出)底部移动时，环形阀122提供衰减或阻尼特性，在反向运动中环形阀130提供衰减特性。位于这些环形阀之间的间隙用附图标记121表示。与环形阀122配合工作的辅助止回阀120用附图标记120表示，而辅助止回阀125与环形阀130配合工作。如前述方案所述，间隙121连接到套筒116。

这意味着，与前述变形相比，在活塞杆的向内冲程中间隙121是非承压空间。然而，在由阀130、125构成的部件工作的回程运动中，与套筒116的连接同样存在。

图5示出了另一个实施方式。该阻尼器整体用附图标记61表示并包括活塞元件62，活塞元件62包围在缸筒元件63内。由于缸筒元件63的下端限定了容腔，因此该缸筒元件63为阻尼器的外边界。为此底部85固定地连接到缸筒3。其下面的间隔(如图所示)限定了容腔72。该容腔的上部用73表示，而下部用74表示，所述上部和下部通过可移动的盘状活塞75分隔。空间74内充满气体，而空间73充满阻尼液体。

除了容腔12由容腔72(更确切地为容腔72的一部分73)取代之外，阻尼器61的改进结构基本上与图1-4中所述的阻尼器结构一致。与容腔73的连接方式也和在前述的实施方式中的与容腔12的连接方式相同。

值得注意的是，在容腔12和容腔73内只存在相对较低的压力。即，由阻尼器运动而引起的高压既不会被传递到容腔12中，也不会传递到容腔73中。当存在如图5示出的充气式阻尼器时，填充在74中的气体应该能够足以避免阻尼器的低压液体中的发泡以及其它非预期效果。此外，由于选用的结构，74中的气体的压力不会对阻尼器的内向移动有显著的影响。

在阅读了上述内容后，本领域技术人员会立即想到在所附上的权利要求的保护范围内的变形，这些变形在阅读了上述内容后是显而易见的。此外，所要强调的是，该阻尼器不仅仅在例如小矿车的铁路领域中使用，也适用于阻尼各种交通工具的(垂直)轮式运动。尽管阻尼器优选地水平设置，但在特殊的实施方式中活塞杆的中心线方向也可以在不同于水平线的方向上。

Claims (14)

1.一种阻尼器(1)，该阻尼器包括缸筒(3)和活塞(8)，所述缸筒(3)上设置有第一连接件(5)，所述活塞(8)能够在所述缸筒(3)中移动并安装于具有第二连接件(4)的中空活塞杆(6)上，其中所述缸筒(3)被所述活塞(8)分隔成第一腔室(40)和第二腔室(42)，其中具有用于阻尼从所述第二腔室(42)流到所述第一腔室(40)的流体的流道(26)，在该流道(26)中具有限制阻尼流体的流动的第一主止回阀(22)，其中所述第二腔室包括所述缸筒的底部，其中具有与所述第二腔室(42)流体连通的液体容腔(12)，其中在所述流体连通中具有止回阀(17)，该止回阀(17)阻止从所述第二腔室(42)向所述液体容腔(12)的流动，从所述底部(35)延伸出套筒(13)，该套筒与所述液体容腔(12)流体连通，并且其中，当所述活塞向所述缸筒底部移动时，在所述第一主止回阀(22)的下游具有从所述第二腔室(42)经由所述活塞(8)至所述套筒(13)的连接，其特征在于，在所述流道(26)中具有第一辅助止回阀(20)，该第一辅助止回阀(20)的运行方式与所述第一主止回阀(22)相同，并且所述第一主止回阀与所述第一辅助止回阀之间的空间(21)与所述套筒(13)直接连接。

2.根据权利要求1所述的阻尼器，其中所述第一止回阀(20)是决定衰减的特性的止回阀。

3.根据权利要求1所述的阻尼器，其中在所述第二腔室(42)与所述液体容腔(12)之间只有单个的直接连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，其中所述套筒(13)的外侧离所述活塞的所述孔(7)设置有距离(14)，并且与部分所述孔(7)对应的所述套筒(13)相对于所述活塞密封(15)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，其中在所述套筒(13)与所述容腔(12)之间的连接中设置有底部止回阀(50)，该底部止回阀(50)阻止从所述容腔(12)至所述套筒的流动。

6.根据权利要求4和6所述的阻尼器，其中所述底部止回阀(50)开启时的正压比所述第一辅助止回阀(20)高。

7.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，该阻尼器包括用于阻尼从所述第一腔室(40)流至所述第二腔室(42)的流体的流道(53)，在该流道(53)中具有限制阻尼流体流动的第二止回阀(30)。

8.根据权利要求7所述的阻尼器，其中所述止回阀(22，30)被设置为：所述阻尼器的向内衰减约等于所述阻尼器的向外衰减。

9.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，其中所述(主)止回阀包括形成为一个单元的阀座和阀体。

10.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，该阻尼器包括铁路阻尼器。

11.根据权利要求9所述的阻尼器，该阻尼器设置于火车车厢的轮组和车体之间。

12.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，其中所述容腔(12)限定在所述缸筒(3)和设置在所述缸筒(3)的周围的外壁(10)之间。

13.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，其中所述容腔(12)限定在所述缸筒的延伸部分(72)上。

14.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼器，其中所述容腔(72)包括被可移动的气液密封分隔件(75)分隔的阻尼液体腔室(73)和压缩气体腔室(74)。

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