CN102667223A

CN102667223A - 减震阀

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Publication number: CN102667223A
Application number: CN2010800525762A
Authority: CN
Inventors: M.施赖纳; M.利迪克; F.埃丁格; R.利布希瓦格; S.扬; S.弗洛特曼; O.弗里德里克
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2030-10-18
Also published as: WO2011060864A1; DE102009054122A1; EP2501956B1; ES2548871T3; CN102667223B; EP2501956A1

Abstract

一种用于汽车车轮悬架减震器的减震阀(10)，该减震阀(10)包括基体(11)，包括弹簧弹性的锁闭装置(13)，该锁闭装置(13)在静止状态中锁闭通过所述基体(11)的流动路径(7)并在让流体介质通流时打开，其中，所述锁闭装置(13)包括一个或多个阀门片(17)和与之串联的压簧(22)，包括阀引导装置(14)，在其外廓(15)上可轴向引导弹簧弹性的锁闭装置(13)，还包括用于支承弹簧弹性的锁闭装置(13)的阀弹簧座(16)，阀弹簧座(16)被轴向推套在所述阀引导装置(14)上并且通过径向力传递作用式连接(24)固定在阀引导装置(14)上。所述弹簧弹性的锁闭装置(13)压簧(22)包括多个串联的碟簧(23)。由此，减震阀(10)尤其在预紧力较大时具有较高的特性稳定性。压簧(22)中可能的倾覆力矩可被避免。结合可拆卸的、径向力传递作用式连接(24)使得装配时减小了在打开和关闭性能特性方面的公差。减震阀(10)能够几乎无摩擦地和不被弹簧端或类似结构影响地、力可控地被调校。这一点尤其也能够自动完成，其中具有较高的过程可靠性。

Description

减震阀

本发明涉及一种减震阀，其包括基体，弹簧弹性的锁闭装置，该锁闭装置在静止状态中锁闭通过所述基体的流动路径并在让流体介质通流时打开，其中，所述锁闭装置包括一个或多个阀门片和与之串联的压簧，包括阀引导装置，在其外廓上可轴向引导弹簧弹性的锁闭装置，还包括用于支撑弹簧弹性的锁闭装置的阀弹簧座，其轴向地被推套在所述阀引导装置上并且通过径向力传递作用式连接固定在阀引导装置上。

由专利文献DE 10222054A1以及相应的欧洲专利文献EP 1363043B2已知这种减震阀。在这种减震阀中能够力可控地调校对于该减震阀的特性非常重要的压簧的预紧力。为此，在装配该压簧时被压紧至达到期望的预紧力。因为紧接着借助径向力传递作用式连接实现该压簧的固定，所述预紧力因此保持在所调校的范围内，并且不可能例如在借助紧固螺母固定时被改变。

由专利文献US 6,371,264B1已知另一种减震阀。但是，在其中借助紧固螺母控制行程地调校预紧力，因此压簧的弹簧特性曲线必须精确地已知，以能够借助紧固螺母的设置调校该压簧的预紧力。这尤其在批量制造时是有问题的，因为提供的压簧的弹性系数会受制造条件影响地发生波动。

在这种背景下本发明所要解决的技术问题在于，提供一种减震阀，其在简单精确地调校预紧力时在打开和关闭性能方面具有较小的偏差。

所述技术问题通过按照权利要求1的减震阀解决。按照本发明的减震阀尤其包括基体和弹簧弹性的锁闭装置，该锁闭装置在静止状态中锁闭通过所述基体的流动路径并在让流体介质通流时打开，其中，所述锁闭装置包括一个或多个阀门片和与之串联的压簧，包括阀引导装置，在其外廓上可轴向引导弹簧弹性的锁闭装置，还包括用于支撑弹簧弹性的锁闭装置的阀弹簧座，其轴向地被推套在所述阀引导装置上并且通过径向力传递作用式连接固定在阀引导装置上。所述减震阀的特征在于，所述压簧具有多个串联的碟簧。

由此，尤其在预紧力较大时减震阀的特性偏差或变化较小。通过应用多个碟簧能够避免压簧中可能的倾覆力矩，因为在弹簧两端的力传递区域基本上能够旋转对称地构成。

结合可拆卸的、径向力传递作用式连接，减小了装配时在打开和关闭性能特性方面造成的公差或偏差。按照本发明的减震阀能够几乎无摩擦地和不被弹簧或类似结构影响地、力可控地被调校。这尤其也能够自动完成，其中具有较高的过程可靠性。

本发明其他的结构设计在权利要求书中说明。

按照一种优选的实施形式，所述压簧具有配有至少两个对置组装的碟簧的碟簧组。由此，弹簧特性曲线相对柔和。所述弹簧的调校设定不会导致预紧力较大的损失。这使得打开和关闭性能的偏差特别小。

这种碟簧组的碟簧优选地设计为相同，由此可保持较小的零件多样性。

在本发明一种优选的结构设计中，两对相同的分别由对置设置的碟簧组成的碟簧对相互串联。这使得在碟簧数量较少时偏差较小。

按照本发明另一种有利的结构设计，阀盘设置在阀门片和碟簧之间并且可轴向在阀引导装置上被引导。在此，所述碟簧支承在阀盘位于内侧的、邻近阀引导装置的壁部段上。由此，紧邻阀引导装置地将力稳定地传递至阀盘中，因此可借助阀引导装置避免阀盘翘曲或发生歪斜。

此外，这样可应用相对较软的碟簧，其外径能够大于阀盘的外径。

有鉴于减振器中的空间状况，静止状态中的压簧的外径与组成压簧的碟簧组高度的比例优选在2.5至3.5的范围内，进一步优选在2.65至3.4的范围内并且更进一步地优选在2.95至3.15的范围内。在所述范围内，碟簧在调教预紧力方面有特别合适的弹性特性曲线。

所述碟簧的外径与内径的比例优选在1.7至2.0的范围内并且进一步优选在1.8至1.95的范围内。

所述碟簧的外径与壁厚的比例优选在16至21.5的范围内并且进一步优选在17.5至19.5的范围内。

此外可以考虑的是，支承在阀盘上的碟簧不是通过内棱而是通过外棱贴靠在阀盘上。

按照本发明另一种有利的结构设计，在减震阀上设置第二弹簧弹性锁闭装置，其在静止状态时锁闭通过基体并相对于第一流动路径反向开通的第二流动路径。该第二锁闭装置具有至少一个阀门片，该阀门片以其径向上最内侧的部段被夹紧在基体和活塞杆轴肩之间，其中，夹紧力通过在活塞杆上固定的阀引导装置的夹紧力提供。由此，可简单地将减震阀装配到活塞杆上，因为第二锁闭装置与基体可以组件形式装配到活塞杆上并固定。

第二锁闭装置能够附加地具有挡板，其设置在第二锁闭装置的一个或多个阀门片和活塞杆的轴肩之间并且限定第二锁闭装置的一个或多个阀门片的最大弯曲度或挠曲度。由此，能够非常简单地调校第二锁闭装置的阀门片的最大开度。上述第二锁闭装置的阀门片优选通过一个碟簧预紧，因此对于第二锁闭装置在轴向上形成非常紧凑的结构形式。

前述减震阀优选地应用于那些要求其特性有很小偏差的减震器。

以下参照附图所示的实施例进一步阐述本发明。附图中：

图1是按照本发明的一种实施例的减震阀的纵剖面图，和

图2是减震阀的爆炸分解图。

该实施例显示了用于汽车车轮悬架的减振器1，其具有活塞杆2，活塞3固定在活塞杆2上。该活塞3设计成减震阀10并且将减振器1分隔成两个工作室4和5，所述工作室4和5能够通过其他的、未进一步显示的锁闭装置和溢流通道彼此连接。

该减震阀10包括基体11，该基体11在此例如设计成薄膜活塞并且固定在活塞杆2的端部段6上。在所示的实施例中，活塞杆2的端部段6延伸穿过在基体11上构成的中心孔12。然而还可能的是，不具有这种中心孔的基体11与活塞杆端面耦连。

减震阀10还包括设置在基体11上弹簧弹性的锁闭装置13，其在所示的静止状态中锁闭通过基体11的流动路径7。

此外设置有阀引导装置14，它在所示的实施例中使基体11相对于活塞杆2被固定，但是，当基体11以其他方式固定在活塞杆2上时，该阀引导装置14也可以集成在基体11上。该实施例中的阀引导装置14设计成轴套形的，通过拧入活塞杆3的端部的外螺纹部段8以将基体11固定在活塞杆2上。阀引导装置14具有圆柱形的或型材式的外廓部段15，在其上可轴向引导弹簧弹性的锁闭装置13。通过阀引导装置14拧入活塞杆3的外螺纹部段8，可将基体11相对活塞杆2轴向夹紧。

此外，减震阀10包括用于轴向支承弹簧弹性的锁闭装置13的阀弹簧座16。该阀弹簧座16轴向被推套在阀引导装置14上并且通过径向力传递作用式连接24固定在阀引导装置14上。

弹簧弹性的锁闭装置13具有至少一个阀门片17，但是优选具有一组多个薄壁的阀门片17，该阀门片17优选平坦地、彼此没有间隙地堆叠。在所示实施例中，多个阀门片17的外径和/或材料厚度是阶梯式的。但是也可能的是，多个阀门片17具有相同的尺寸。此外，可在一个或多个阀门片上设置附加的开口，用于影响打开性能，如其在图2中的预打开阀门片18所示。

该阀门片组以一侧相对设置在基体11上的基座19预紧并且以其另一侧支承在弹簧弹性的锁闭装置13的阀盘20上。一个或多个间隔片标以附图标记21，其使得阀门片17距基座19的间距可调并且必要时也使得阀门片17距阀盘20的间距可调。当作用于阀门片17上的流体压力达到一定水平时，压力片17从基座19上抬离并且弯曲直至支承在阀盘20上。

阀盘20以及阀门片17可在阀引导装置14的外廓上被轴向导引并且因此可轴向滑动一段附加的开口行程，以便增大减震阀的开口横截面。它们分别以径向上位于内侧的部段轴向上支承在基体11的一个梯段上，并且与之抵靠地由锁闭装置13的压簧22压紧。与之相应地，可克服压簧22的力发生轴向位移。压簧22设置在阀盘20和阀弹簧座16之间。为了保证预紧力的精确以及避免在压簧22区域内产生倾覆力矩，压簧22由多个旋转对称的弹簧元件构成。在图示实施例中，压簧22为多个碟簧23构成的碟簧组。

其中，阀门片17和压簧22的弹性刚度这样相互匹配，即，当流体压力作用时阀门片17首先朝阀盘20的方向弯曲，随后阀盘20明显地轴向位移以及随之阀门片17平行位移而使压簧22变形。当阀打开时，阀门片17能够最大弯曲至抵靠在阀盘20上。此外当力较大时，所有阀门片17平行地相对压簧22位移。因此，阀门片17的弹性刚度明显小于压簧22的弹性刚度。

对压簧22的预紧力的调节由力控制实现。为此，在装配时，压簧22借助预定的与预紧力相适配的力被压扁并紧接着在该状态下被固定。通过阀弹簧座16固定预紧力，该阀弹簧座16在装配时轴向推套在阀引导装置14的外廓上。通过这种无轴向力的相互配合可避免在压簧22的区域内出现干扰力矩。通过保持压力，阀弹簧座16径向力传递地固定在阀引导装置14上。

径向力传递作用式连接24设计成可拆卸的，其例如由径向作用的紧固螺钉构成，该紧固螺钉侧向拧入联轴节状的阀弹簧座并且压在阀引导装置14上，所述径向力传递作用式连接24或者由径向作用的紧固装置构成，其中，不但阀引导装置14的外廓而且阀弹簧座16与之配合的通孔分别具有非圆的横截面。其中，所述横截面这样选取，使得两个构件在第一相对位置可相互位移，在由第一相对位置通过很短的扭转达到的第二相对位置，由于楔子作用形成卡止。

单独的碟簧对于精确调节预紧力可能太硬了，因此在调校时会导致预紧力损失。通过由多个碟簧23构成的碟簧组可抑制这种损失。在所示实施例中，压簧22包括两个碟簧组，其碟簧23分别相反地组装。由此，对于压簧22产生较柔的弹性特性，因此，在调校预紧力时可减少预紧力的损失。已证实的是，如图所示借助两个碟簧组能够在用于汽车车轮悬架的减振器中足够精确地调校预紧力。

然而可行的是，也可以安装比两个更多或更少的碟簧组。

在此将碟簧组的全部碟簧设计成相同形式的，由此可将零件多样性保持在最小。

如图1还显示了，压簧22支承在阀盘20的位于径向内侧的、与阀引导装置14相邻的壁段上。因此，碟簧23的外径大于阀盘20的外径。通过邻近引导装置的支承能够避免在阀盘20上产生较大的倾覆力矩以及阀盘20在阀引导装置14上发生翘曲歪斜。

压簧22的外径与组成压簧22的碟簧组或压簧22的全部碟簧的高度的比例在静止状态中优选地在2.5至3.5的范围内。此外，该比例优选地在2.65至3.4的范围内并且理想地在2.95至3.15的范围内。

碟簧23的外径比内径的比例值建议在1.7至2.0的范围内，优选地在1.8至1.95的范围内。由此，减震器的横截面上的空间利用率很好。

碟簧23外径与壁厚的比例在16至21.5的范围内，优选在17.5至19.5的范围内。

原理上能够将减震阀10设计为仅在一个方向上打开。在所示实施例中与之相反地还设置了另一弹簧弹性锁闭装置30，其在静止状态中锁闭通过基体11的并相对于第一流动路径7可被反向开通的第二流动路径9。

另一弹簧弹性锁闭装置30在此具有一个或多个阀门片31，阀门片31的径向上最内侧的部段32被夹紧在基体11和活塞杆2的轴肩33之间，并且阀门片31的径向上其他的位于外侧的部段遮盖住构成第二流动路径9的基体11的通孔。

在所示实施例中，夹紧所需的力由阀引导装置14的夹紧力提供。因此，减震阀10几乎全部的部件（除了第一弹簧弹性锁闭装置13的元件）都可推套在活塞杆2上并且借助阀引导装置14固定在活塞杆2上。在活塞杆2上相应地仅仅需要唯一的支承轴肩33来支承减震阀10。

另一锁闭装置30阀门片31的预紧在此由星状碟簧形式的预紧弹簧34完成，后者同样夹紧在基体11和轴肩33之间。替代轴向构造特别紧凑的碟簧，然而在此处也可设置其他的弹簧类型。尤其也能够借助螺旋弹簧预紧另一弹簧弹性锁闭装置30的阀门片31。区别于第一锁闭装置13，另一弹簧弹性锁闭装置30的预紧弹簧34直接作用在阀门片31上。但是也可行的是，中间连接可传递力的中间元件，例如阀盘。

另一锁闭装置30还包括挡板35，其设置在另一弹簧弹性锁闭装置30的一个或多个阀门片31和活塞杆2的轴肩33之间。挡板35限定了另一弹簧弹性锁闭装置30的阀门片31的最大弯曲度。通过片状的间隔件36和37可改变阀门片31和预紧弹簧34的预紧。

在装配前述减震阀10时，首先将挡板35和另一锁闭装置30推套在活塞杆2的端部6上，直至它们贴靠在轴肩33上。紧接着推套上基体11并借助阀引导装置14固定在活塞杆2上。之后装配第一锁闭装置13，通过将阀门片17、阀盘20和压簧22按所述顺序装套在阀引导装置14上。最后将阀弹簧座16轴向推套在阀引导装置14上并且在将压簧22和阀门片17预紧后与阀引导装置14径向夹紧在一起。

减震阀10以前描述为活塞阀。但是，其不应局限于应用在减震器的活塞上，而是也可将这种减震阀用作减震器的底阀。

此外，只要能避免明显的热变形，替代阀弹簧座16和阀引导装置14之间的夹紧连接也可设计熔焊、钎焊或粘接，也就是说应用无轴向力或与轴向力无关的连接技术。例如，阀弹簧座16通过激光焊接固定在中间轴套上。

在运动学转向中，替代具有螺纹开口的阀引导装置14也能够应用销钉，该销钉穿过基体11并且与活塞杆2相连。此外可行的是，设计与基体11一体式构成的凸起作为阀引导装置14。

前述减震阀10的突出点在于较高的特性稳定性。尤其在装配时能够以简单的形式和方式形成确定的预紧力并在之后保持在很窄的公差范围内。此外，预紧力的施加以及整体的装配可较好地自动化进行。

以上借助实施例以及其他的变型进一步阐述了本发明。然而不应作为对本发明的限制，而是包括所有由权利要求书定义的扩展结构设计。

附图标记清单

1 减震器

2 活塞杆

3 活塞

4 工作室

5 工作室

6 端部段

7 流动路径

8 外螺纹部段

9 流动路径

10 减震阀

11 基体

12 通孔

13 弹簧弹性的锁闭装置

14 阀引导装置

15 外廓

16 阀弹簧座

17 阀门片

18 预开通阀片

19 支座

20 阀盘

21 间隔片

22 压簧

23 碟簧

24 径向力传递作用式连接

30 另一弹簧弹性的锁闭装置

31 阀门片(多个)

32 (多个)阀门片的位于径向内侧的部段

33 轴肩

34 星状碟簧

35 挡板

36 间隔件

37 间隔件

Claims

1.一种减震阀，包括：

-基体(11)，

-弹簧弹性的锁闭装置(13)，该锁闭装置(13)在静止状态中锁闭通过所述基体(11)的流动路径(7)并在让流体介质流入时打开，其中，所述锁闭装置(13)包括一个或多个阀门片(17)和与之串联的压簧(22)，

-阀引导装置(14)，在其外廓(15)上可轴向引导所述弹簧弹性的锁闭装置(13)，

-用于支承所述弹簧弹性的锁闭装置(13)的阀弹簧座(16)，该阀弹簧座(16)被轴向推套在所述阀引导装置(14)上并且通过径向力传递作用式连接(24)固定在所述阀引导装置(14)上，

其特征在于，

所述弹簧弹性的锁闭装置(13)的压簧(22)包括多个串联的碟簧(23)。

2.按照权利要求1所述的减震阀，其特征在于，所述压簧(22)具有配有两个对置组装的碟簧(23)的碟簧组。

3.按照权利要求1或2所述的减震阀，其特征在于，所述压簧(22)的碟簧(23)为相同的。

4.按照权利要求1至3之一所述的减震阀，其特征在于，两对分别由对置的碟簧(23)组成的相同的碟簧对相互串联。

5.按照权利要求1至4之一所述的减震阀，其特征在于，阀盘(20)设置在所述至少一个阀门片(17)和所述碟簧(23)之间并且可在所述阀引导装置(14)上被轴向引导，其中，所述碟簧(23)支承在所述阀盘(20)位于内侧的、邻近所述阀引导装置(14)的壁部段上。

6.按照权利要求1至5之一所述的减震阀，其特征在于，所述碟簧(23)的外径大于所述阀盘(20)的外径。

7.按照权利要求1至6之一所述的减震阀，其特征在于，在静止状态中所述碟簧(23)的外径与所述压簧(22)的碟簧组高度的比例优选在2.5至3.5的范围内，进一步优选在2.65至3.4的范围内并且更进一步地优选在2.95至3.15的范围内。

8.按照权利要求1至7之一所述的减震阀，其特征在于，所述碟簧(23)的外径与内径的比例在1.7至2.0的范围内，优选在1.8至1.95的范围内。

9.按照权利要求1至8之一所述的减震阀，其特征在于，所述碟簧(23)的外径与壁厚的比例在16至21.5的范围内，优选在17.5至19.5的范围内。

10.按照权利要求1至9之一所述的减震阀，其特征在于，设有另一弹簧弹性的锁闭装置(30)，其在静止状态时锁闭通过所述基体(11)并相对于所述第一流动路径(7)反向开通的第二流动路径(9)，其中，所述另一锁闭装置(30)具有至少一个阀门片(31)，该阀门片(31)以其径向上最内侧的部段被夹紧在所述基体(11)和所述活塞杆(2)的轴肩(33)之间，其中，夹紧力优选由所述阀引导装置(14)的夹紧力提供。

11.按照权利要求10所述的减震阀，其特征在于，所述另一锁闭装置(30)包括挡板(35)，其设置在所述另一锁闭装置(30)的一个或多个阀门片(31)和所述活塞杆(2)的轴肩(33)之间并且限定所述另一锁闭装置(30)的一个或多个阀门片(31)的最大弯曲度。

12.一种带有如权利要求1至11之一所述减震阀的减震器。