CN103104649B - 缓冲器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种缓冲器，尤其是用在车辆和出现机械冲击的机器中的液压缓冲器，所述缓冲器具有与活塞杆(3)相连且能在内缸(4)中密封导向移动的活塞(2)、同心围绕所述内缸(4)设置的中央缸(5)和同心围绕所述中央缸(5)设置的外缸(6)，其中，所述内缸(4)在所述中央缸(5)内以伸缩方式导向滑动。

Description

缓冲器

技术领域

本发明涉及一种缓冲器，尤其是用在车辆和其上出现机械冲击的机器中的液压缓冲器。

背景技术

常见的液压缓冲器或者说缓冲器包括缸，该缸在一侧设计成要被固定在承受弹簧加载或不承受弹簧加载的车辆罩壳上。活塞滑动安置在缸内，其中该活塞将缸内分为两个流体腔。活塞杆与活塞相连并且从缸的一端伸出，它在这一端设计成要被固定在另一个承受弹簧加载或不承受弹簧加载的车辆罩壳上。第一阀门控制机构一般设置在活塞内并且在活塞跳出行程(伸张阶段)中产生缓冲力。第二阀门控制机构一般在单管设计时设置在活塞内，而在双管设计时设置在底部阀门组中并且在活塞跳入运动(压缩阶段)中产生缓冲力。

常见的单管阻尼器被分为工作腔(或者说流体腔)和背压腔(或者说气体腔)。在流体腔内，完成真正的阻尼功，就是说，安置在活塞上的阻尼阀门对流过活塞的流体例如液压油施加阻力。由此，产生压力差，该压力差对相对于缸运动的活塞杆施以阻尼力。在跳入时，背压腔通过压缩补偿被活塞杆排挤出的流体量体积。

与单管阻尼器不同，常规的双管阻尼器除了固定与活塞杆上的活塞在其中轴向运动的内缸外还具有另一个同轴设置的外缸。对应于在压缩阶段中插入的活塞杆的流体体积通过位于内缸下端的底部阀门被压入内缸和外缸之间的所谓平衡腔中。此时，也通过底部阀门产生阻尼力。当活塞杆外移时，安置于活塞内的阀门控制机构负责阻尼作用，而对应于移出的活塞杆的流体体积通过底部阀门尽量不受阻碍地回流。例如在DE 19510092 A1中描述了相应的双管阻尼器。

而且，从US 2009/0032346 A1及US 2010/0193308 A1中公开了这样的缓冲器，它除了内缸和外缸外具有设于内缸和外缸之间的中央缸，用于形成中央腔。内缸、中央缸和外缸在此是固定不动的。

在上述缓冲器中，就设计余量而言被视为不利的是，阻尼缸长度基本被活塞总行程预定。除总行程外，在将缓冲器、弹簧和轴颈合并为一个组件的所谓麦弗逊悬挂中也要考虑活塞杆和缸之间的重叠区，为了也能通过麦弗逊悬挂承受垂直于活塞杆延伸方向的侧向力或者说横向力，重叠区是必需的。

发明内容

基于该背景，本发明提出以下任务，提供一种缓冲器，它在活塞总行程相同情况下就其缸长度而言构造成比常见的缓冲器更短。

该任务将通过一种缓冲器来完成。

要指出的是，在以下说明中单独描述的特征能够以任何技术上有意义的方式相互组合并且表示本发明的其它实施方式。说明书尤其结合附图附加表征和说明了本发明。

根据本发明的用在车辆和出现机械冲击的机器中的缓冲器、尤其是液压缓冲器具有与活塞缸相连且可在内缸中密封导向移动的活塞、同心围绕内缸设置的中央缸以及同心围绕中央缸设置的外缸。内缸在中央缸内以伸缩方式导向滑动。由此一来，本发明缓冲器的缸可以在活塞总行程相同的情况下构造成比常见的缓冲器更短，由此，本发明的缓冲器总体上可以以较短小的结构形式来实现。短小的结构形式可以有利地被用于例如降低车辆的前部。

本发明的一个有利实施方式规定，内缸和活塞杆能以彼此相同的行程速度运动。换句话说，内缸以与活塞杆移入或移出内缸相同的速度来移入或移出中央缸。这实现了本发明缓冲器在容许缓冲器的最大总行程的同时具有最佳的短小结构。

根据本发明的一个有利实施方式，外缸和中央缸是固定不动的。这一方面简化了本发明缓冲器的结构，另一方面容许提供借助外缸的平衡腔，外缸具有恒定的即与活塞实际位置无关的体积。

本发明的另一有利实施方式规定，具有比内缸大的直径的内缸活塞与伸入中央缸中的内缸轴端连接，其中内缸活塞可在中央缸内密封导向移动。内缸活塞将由中央缸封闭的腔体分为第一上子腔体和第二下子腔体。内缸活塞直径与内缸直径之比确定了内缸在活塞移动时在中央缸内伸缩的速度。该直径比最好如此选择，内缸在中央缸内伸缩的速度是活塞在内缸中移动的速度。

本发明的另一个有利实施方式规定，内缸在与伸入中央缸的轴端对置的轴端上具有引导活塞杆的内缸盖，并且在活塞杆上在活塞和内缸盖之间距活塞有一定距离地设置有活塞止挡环。该内缸盖及活塞止挡环避免了活塞可能从内缸移出太远。因此，限定出具有预定长度的重叠区，该预定长度由活塞止挡环距活塞的距离来定。活塞杆和内缸之间的重叠区用于使通过活塞杆作用的侧向力或者说横向力(即垂直于活塞杆轴向延伸尺寸的力)能由活塞杆承受并传递给内缸。

本发明的另一个有利实施方式规定，中央缸在一个轴端具有底部并在相对的轴端具有引导内缸的中央缸盖，在这里，在内缸上在内缸活塞和中央缸盖之间距内缸活塞有一定距离地设有内缸止挡环。中央缸盖和内缸止挡环阻止了内缸可能太远地移出中央缸。因此，限定出具有预定长度的另一个重叠区，该预定长度由内缸止挡环距内缸活塞的距离来定。在内缸和中央缸之间的重叠区用于使通过内缸作用的侧向力或者说横向力(即垂直于内缸轴向延伸尺寸的力)能由内缸承受并传递给中央缸。

根据本发明的另一个有利实施方式，在中央缸底部内设有至少一个开口，在内缸止挡环内设有至少一个开口，以及在内缸中设有至少一个开口。特别优选的是，内缸中的开口与内缸活塞相邻设置。还优选的是，至少在其中一个所述开口中设置用于控制流体流动且尤其是液压油流动的阀门控制机构。可以采用本身已知的阀门控制机构，例如像在常见的液压缓冲器中所采用的阀门控制机构。阀门控制机构用于控制液压油流动以产生阻尼功。

附图说明

以下结合附图所示的实施例来详细描述本发明的其它有利细节和作用，其中：

图1是处于中间工作位置的本发明的缓冲器的一个实施例的示意性侧视图，

图2是根据图1的缓冲器的示意性侧视图，此时缓冲器处于完全移出的工作位置，和

图3是根据图1的缓冲器的示意性侧视图，此时缓冲器处于完全移入的工作位置。

附图标记列表

1.本发明的缓冲器；2.活塞；3.活塞杆；4.内缸；5.中央缸；6.外缸；7内缸活塞；8.气垫；9.内缸盖；10.活塞止挡环；11.中央缸底部；12.中央缸盖；13.内缸止挡环；14.中央缸内的开口；15.内缸止挡环内的开口；16.内缸中的开口；17最小重叠区；18.最小重叠区；19.活塞的最大行程；20内缸活塞的最大行程；21.总结构高度。

具体实施方式

在不同的视图中，相同的零部件总是具有相同的标记，因此一般也只描述一次该零部件。

图1示出了处于中央工作位置的本发明的缓冲器1、尤其是液压缓冲器1的实施例的示意性侧视图。缓冲器1包括活塞2，该活塞与活塞杆3连接并且可在内缸4中密封地导向移动。图1所示的缓冲器1还包括同心围绕内缸4设置的中央缸5和同心围绕中央缸5设置的外缸6。如图1所示，中央缸5完全容纳在外缸6中，而内缸4的一个轴端在缓冲器1的所示工作位置上从中央缸5伸出。

在内缸4的伸入中央缸5中的轴端上连接有内缸活塞7，该内缸活塞7的直径大于内缸4。内缸活塞7可在中央缸5内密封地导向移动，就是说，内缸活塞7将由外缸6和内缸4以及活塞2封闭的腔体分为上子腔体和下子腔体，从而基本上不会在两个子腔体之间发生流体交换。具体地讲，外缸6、内缸4和活塞2共同封闭形成一个腔体，该腔体被内缸活塞7分为两个部分，即，位于活塞7之上的上子腔体和位于活塞7之下的下子腔体。因为活塞2也可以在内缸4内密封导向移动，所以，基本上也没有流体尤其是液压流体如液压油流过活塞2。

如图1所示，在外缸6的上部分内设有例如由空气或氮气构成的气垫8。内缸4在中央缸5内以伸缩方式导向滑动。外缸6和中央缸5是固定不动的。代替本发明缓冲器1的图1所示实施方式的设于外缸6内的气垫8，也可以想到或者另外设置外部储气槽，该外部储气槽例如呈与缓冲器1流体连通的外部气体容器形式，由此可缩小缓冲器1的直径。

还如图1所示，内缸4在与伸入中央缸5中的轴端相对的轴端具有引导活塞杆3的内缸盖9。而且，在活塞杆3上在活塞2和内缸盖9之间距活塞2有一定距离地设有活塞止挡环10。通过活塞止挡环10和内缸盖9阻止活塞杆3以及活塞2从内缸4伸出过远。活塞2、活塞杆3和内缸4在缓冲器1的完全移出工作位置上形成所谓的重叠区该重叠区的长度在图1所示的缓冲器1实施例中最好如此安排，即，缓冲器1经活塞杆3作用的侧向力或者说横向力(即垂直于活塞杆3轴向延伸尺寸的力)由活塞杆3承受并被传递给内缸9。通过这种方式，本发明的缓冲器1适合用在例如麦弗逊悬挂(McPherson Federbein)中。例如重叠区的长度可为约100mm，但也可以不同于该举例数值。该间距即重叠区长度取决于所存在的力和容许的摩擦，并且当然可根据应用场合而显著不同于所述的数值。

此外，中央缸5如图1所示在一个轴端具有底部11并在相对的轴端具有引导内缸4的中央缸盖12。如图1所示，在内缸4上设有内缸止挡环13，该内缸止挡环13位于内缸活塞7与中央缸盖12之间并且与内缸活塞7间隔一定距离。通过内缸止挡环13和中央缸盖12避免了内缸4以及内缸活塞7从中央缸5移出过远。内缸活塞7、内缸4和中央缸5在缓冲器1的完全移出位置上形成与在活塞2、活塞杆3和内缸4之间的已述的重叠区相似的另一个重叠区。在中央缸5和内缸4之间的重叠区的长度在本发明缓冲器1的所示的实施例中最好也如此安排，即，缓冲器1经内缸4作用的侧向力或者说横向力(即垂直于内缸4轴向延伸尺寸的力)可由内缸4承受并被传递给中央缸5。因为中央缸5与外缸6最好通过中央缸盖12固定连接，如图1所示，本发明缓冲器1因此可以借助上述的重叠区将作用于活塞杆3的侧向力或者说横向力传递给外缸6。因此，本发明的缓冲器1最适合用在例如麦弗逊悬挂中。例如重叠区长度也可以等于约100mm，但是也可以不同于此举例数值。间距即重叠区长度与上述一样取决于所存在的力和容许的摩擦，并且当然可根据应用场合而显著不同于所述的数值。

此外，能在图1中看到，在本发明缓冲器1的所示的实施例中，在中央缸5底部11内设有至少一个开口14，在内缸止挡环13中设有至少另一个开口15，以及在内缸4中设有至少另一个开口16。内缸4中的开口16最好与内缸活塞7相邻布置，以便形成活塞2的最大行程。

开口15和16容许在由活塞2、内缸4和内缸活塞7限定的腔体和由内缸4、内缸活塞7和中央缸5以及中央缸盖12限定的腔体之间进行流体交换。换句话说，流体，尤其是液压流体(如液压油)在活塞杆3或者活塞2移入内缸4时从内缸4流入内缸4和中央缸5之间的间隙，如在图1中由相应箭头所示。因为内缸活塞7将中央缸5的上子腔体和中央缸5的下子腔体密封分隔开，所以，流入中央缸5和内缸4之间间隙的液压油迫使中央缸5向下，随后，位于中央缸5的下子腔体中的液压油经过在中央缸5底部11内的开口14流入外缸6，如也由图1中的相应箭头所示。流入外缸6的液压油压缩气垫8并因而使其处于压力下或者更高的压力下(如果其已经处于一定压力下的话)。

有利的是，至少其中一个开口14、15、16配设有图1未详细示出的阀门控制机构。阀门控制机构用于控制流体，尤其是液压油流动经过相应开口。借助阀门控制机构，缓冲器1按照本身已知的方式产生阻尼力。

图2示出处于完全移出工作位置的图1的缓冲器1的示意性侧视图，而图3示出处于完全移入工作位置的缓冲器1的示意性侧视图。

在图2中示出了最小重叠区17和18。每个最小重叠区在本发明缓冲器1的所示出的实施例中等于约100mm，因此如上所述保证了缓冲器1的侧向力或者说横向力的传递。本发明的缓冲器1因此以有利的方式适于用在麦弗逊悬挂中。此外，图2示出活塞2在内缸4中的最大行程19以及内缸活塞7在中央缸5中的最大行程20。在本发明缓冲器1的所示出的实施例中，最大行程19、20分别等于约85mm，因而所示出的缓冲器1具有约170mm总行程。

与具有与本发明缓冲器1相同的总行程的常规缓冲器例如单管阻尼器或双管阻尼器的对比表明，通过本发明缓冲器1的特殊伸缩结构，缓冲器1得到了减小约50mm的总结构高度21。因此，本发明缓冲器1在总行程相同情况下构造得比常规的缓冲器更短，结果，例如车辆前部可以因为较短的缓冲器单元而降低。

另外，图2和图3表示，内缸4和活塞杆3在从图2所示的完全移出工作位置过渡至图3所示的完全移入工作位置的过程中，以彼此相同的行程速度运动。有利的是，本发明缓冲器1的单行程19和20是彼此相同的，因此，在由单行程19和20之和得出的最大可获得总行程下，在完全移入工作位置上得到了还是最佳的短的总体结构高度21。

可以想到，内缸盖9配设有开口，从而在上子腔体中(可在图1和图3中在活塞止挡环10和内缸盖9之间看到)中可实现气体进入。这样的气体进入也可由此实现，即，活塞杆3非气密地在内缸盖9中导向移动。

上述的本发明缓冲器不局限于在此公开的实施方式，而是也包括作用相同的其它实施方式。因此，例如可以不将活塞止挡环固定在活塞杆上，而是固定在该内缸的内壁上。在此情况下，活塞止挡环相应地如此安置在内缸内壁的这样一个位置上，活塞止挡环界定了在活塞移出方向上的活塞行程往复运动。同样，内缸止挡环可被安装在中央缸内壁上，而不是被安装在内缸外壁上。在此情况下，内缸止挡环如此安置在中央缸内壁的一个位置上，即，内缸止挡环界定了在内缸活塞移出方向上的内缸活塞行程往复运动。

在优选实施例中，本发明的缓冲器被用在车辆且尤其是机动车的前轮悬挂上，在这里是用在麦弗逊悬挂中。

Claims (8)

1.一种缓冲器，用于吸收车辆的机械冲击，该缓冲器具有：

活塞(2)，其与活塞杆(3)相连接并且能够在内缸(4)中密封导向移动；

中央缸(5)，其同心围绕所述内缸(4)设置；和

外缸(6)，其同心围绕所述中央缸(5)设置，

其特征在于，所述内缸(4)在所述中央缸(5)内以伸缩方式导向滑动,所述中央缸(5)在一个轴端具有底部(11)并且在相对的轴端具有引导所述内缸(4)的中央缸盖(12)，其中，在所述内缸(4)上设有内缸止挡环(13)，所述内缸止挡环(13)位于内缸活塞(7)与所述中央缸盖(12)之间并且与所述内缸活塞(7)间隔一定距离，

其中，在所述内缸(4)的伸入中央缸(5)的轴端上连接有所述内缸活塞(7)，所述内缸活塞(7)的直径比所述内缸(4)大，其中，所述内缸活塞(7)能够在所述中央缸(5)内密封地导向移动。

2.根据权利要求1所述的缓冲器，其特征在于，所述内缸(4)和所述活塞杆(3)能够以彼此相同的行程速度运动。

3.根据权利要求1所述的缓冲器，其特征在于，所述外缸(6)和所述中央缸(5)都是固定不动的。

4.根据权利要求1、2或3所述的缓冲器，其特征在于，所述内缸(4)在与伸入所述中央缸(5)的轴端相对的轴端上具有引导所述活塞杆(3)的内缸盖(9)，并且在所述活塞杆(3)上设有活塞止挡环(10)，所述活塞止挡环(10)位于所述活塞(2)与所述内缸盖(9)之间并且与所述活塞(2)间隔一定距离。

5.根据权利要求1所述的缓冲器，其特征在于，在所述中央缸(5)的底部(11)中设有至少一个开口(14)，在所述内缸止挡环(13)中设有至少一个开口(15)，并且在所述内缸(4)中设有至少一个开口(16)。

6.根据权利要求5所述的缓冲器，其特征在于，在所述内缸(4)中的开口(16)是与所述内缸活塞(7)相邻地设置的。

7.根据权利要求5的缓冲器，其特征在于，至少其中一个所述开口(14,15,16)设有用于控制流体流动的阀门控制机构。

8.根据权利要求1所述的缓冲器，其特征在于，所述中央缸(5)通过所述中央缸盖(12)与所述外缸(6)相连接。