CN103119322A - 可调节的减振器 - Google Patents

Abstract

一种减振器（1，31），该减振器包括活塞（3，33，103，133），在该活塞内设置有套筒（15，45），该套筒（15，45）可以与所述活塞分别操作。所述套筒具有流通的管路，该管路能够与所述活塞的一部分上的孔共同作用，所述孔以垂直距离安装，从而当所述活塞在缸体（2，32，102）中移动时提供辅助流。该辅助流进入由一个或多个弹簧板（16，46）限定的腔室中，所述弹簧板作用于所述套筒（15，45），当所述弹簧板下压所述套筒时，所述套筒向主阀施加载荷以截止开口。通过使流体填注所述腔室，由弹簧板施加在所述套筒上的载荷减小，并且施加在所述主阀上的载荷减小，从而使所述主阀更容易打开。

Description

可调节的减振器

技术领域

根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种减振器。

更具体地，本发明涉及一种可调节的减振器，即在驱动时能够改变阻尼特性的减振器。根据现有技术，公知的设计中通过向活塞输送辅助流(auxiliary flow)来改变主阀上的压力。该公知的设计的缺点是需要特别高的调整速度，该调整速度需要复杂的电子设备。另外，车辆的车轮和车身都需要安装传感器。这种需要大量传感器的类型的系统容易损坏并且在安装和/或维修时需要很多专业技能。

背景技术

德国专利DE 1455823公开了一种在使用时能够改变阻尼特性的减振器。通过在辅助管路中排出流体，渐进运动(progressive movement)中的阻尼逐渐变为刚性。通过向反复进行冲程的专用空间中逐渐泵送更多流体，减振器逐渐变为刚性。减振器的反作用特性相对较减缓并且受在刚度增加的方向上的冲程的影响。随着冲程的进行阻尼特性逐渐减小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相对简单的减振器，借助该减振器能够特别快速地改变阻尼特性。

上述目的通过具有权利要求1的特征的减振器实现。

根据本发明，主阀上的压力由压力元件(例如套筒)施加，并且所述压力元件通过辅助阀加压，该辅助阀设置为板形弹簧。在关闭位置，所述辅助阀能够提供完全密封，从而处于打开/关闭状态。然而，也能够设置与所述辅助阀平行的常开的孔(所谓的常量)，该孔能够实现连续地调节控制。当设置有平行的孔时，上述的单向阀是必需的。尤其当这个连接所述活塞的两侧的平行的孔为能够显著影响阻尼的孔时，情况更是如此。这是因为根据本发明的优选实施方式，为了快速反应，需要相当大尺寸的孔，以使得增加的压力能够再次快速地减小。所述压力元件和辅助阀限定了辅助流体能够流入的腔室的一部分。随着更多的流体流入所述腔室中，由所述辅助阀施加在所述压力元件上的压力将会减小，并且因此所述主阀上的压力将减小。流过所述辅助管路和所述辅助阀的流体通过孔快速地排出，从而不会发生上述现有技术中已知的许多冲程带来的压力积聚。由此产生的特别快速的调节可以改进减振器的每个冲程甚至每个部分冲程的特性。更具体地，根据本发明的具体实施方式，所述腔室中的所述流体能够通过设置在所述活塞中的衬套改变并且能够相对于所述腔室排出。所述衬套提供有旁通管路。用于辅助流体的该旁通管路还通过所述活塞中的两个间隔的孔延伸。通过相对于所述活塞中的所述孔移动所述活塞中的所述旁通管路的位置，能够实现更大或更小的节流效果，因此，能够影响所述主阀上压力减少的效果。所述衬套的操作可以通过任意可能的形式实现。因此，能够将所述活塞杆设置为中空并且因此提供用于所述衬套的驱动杆。这可以在所述活塞杆的顶端通过手动、电动或其他任何可能的形式操作。然而，也可以在所述中空的活塞杆中安装电线，该电线驱动安装在所述活塞附近的线圈并且决定所述衬套的所述位置。根据电动的实施方式，能够快速调节所述减振器的每个冲程的特性，甚至是在所述减振器运动过程中的每个冲程的特性。这种电动的实施方式能够相对简单地实现并且几乎不需要的易损坏的部件。

上述通过使用辅助阀加载以控制所述主阀上的预载荷并且当出现流体流量时主阀施加的力减小的原理既能够用于所述活塞相对于所述缸体沿一个方向的移动，又能够用于所述活塞相对于所述缸体沿两个方向的移动。另外，与设置有所述孔的所述活塞的限定部分相结合的所述衬套可以设置为在所述辅助流受两个方向影响时，沿一个方向的用于所述辅助流的所述通道增大时，相反地，沿另一个方向的辅助流节流更多。如果能够使足够的流体流经所述辅助管路，通过上述的电气控制机构能够改变冲程过程中的阻尼特性。如果配置为电气设备，这种变型也包括尤其简单的结构，该结构几乎不包括易损坏元件并且表现出极好的操作可靠性。通过本发明，不采用例如现有技术中用于在阻尼冲程时改变减振性能的特定的传感器，就能够实现所谓的“天钩阻尼(sky hook)”特性。

与主流(main flow)相似，所述辅助流沿所述活塞的两侧延伸，并且因此在其中设置有单向阀。这样的单向阀可以是单独的阀，但是例如，也可以形成为所述主阀的一部分。

附图说明

以下将结合几种典型实施方式详细描述本发明，在附图中：

图1图示了根据本发明的减振器；

图2显示了图1中所示的活塞的第一种典型实施方式；

图3显示了图1中所示的活塞的另一种实施例；

图4显示了活塞中使用的衬套的另一种变型；以及

图5显示了用于辅助流体的单向阀的另一种实施方式。

具体实施方式

图1图示了根据本发明的减振器，该减振器整体由附图标记1表示。该减振器包括缸体2和往复式活塞3，往复式活塞3通过活塞杆4连接至固定工具，该固定工具未具体显示。活塞3和缸体2连接于例如车辆的互相间需要阻尼的不同部件。

图2显示了活塞3的第一实施方式的细节。活塞3包括芯体5，该芯体5固定地连接于活塞杆4。芯体包括腔室21，在该腔室21中衬套6可以迅速地来回移动。衬套6为中空的并且具有间隔的孔7和8。衬套6可以通过杆9相对于活塞杆4沿箭头10的方向来回移动，所述杆9连接于衬套6并且可在活塞杆4的内侧来回移动。例如可以通过压电元件、线圈、旋转步进电机和手动等实现移动。在图示位置，孔7和8分别位于孔11和12前面。通过相对于活塞移动衬套，孔7和11之间以及孔8和12之间的流通通道分别变大或减小。装载在阀22上的弹簧13位于线路23表示的用于流体的流动路径中。

围绕芯体5设置有环部14和25，环部14和25固定地连接于芯体5。在环部14和25之间设置有主阀18，该主阀18包括弹簧安装板。弹簧安装板密封孔26以截止附图标记27表示的流动通道。阀18开启的阻力部分地由套筒15的底部20的压力决定，该套筒15围绕环部25安装并且相对于环部25可移动。如图2所示，套筒15由弹簧板16下压。也就是说弹簧板16施加在套筒15上并且因此施加在套筒15的底部20上的力决定了主阀18的开启特性。由于在该典型实施方式中弹簧板16完全密封孔26，当施加在套筒15上的预应力减小时，主阀18出现打开/关闭的状态。

在环部25和套筒15的底部20之间具有腔室17，该腔室17与缸体2的位于活塞3上方的部分处于相同压力下。

当活塞在缸体中向下移动时，上述实施方式的动作过程如下：

附图标记27表示的主流受到来自主阀18的阻力，该阻力取决于套筒15的环20的压力并且因此取决于弹簧板16的力。如果活塞持续向下运动并且衬套6固定使得流动路径23打开，腔室28中的压力将增加。这些增加的压力通过孔24释放。流入流体和排出流体之间的平衡决定了腔室中压力的增加。当压力增加时，弹簧板16施加于套筒15上的向下的关闭力将减小。因此，套筒15的底部20施加在主阀18上的力较小，从而为主流27打开较大的孔。通过向上移动衬套6，在孔7至12以及孔8至11之间可以实现节流效果，并且若需要，可以实现完全密封。以这种方式，阻尼特性能够以尤其简单的方式调节。通过调节套筒15，更具体地通过调节底部20，能够以简单方式改变阻尼特性。

这是因为如果主阀18与底部20的接触点改变，主阀18的开口部分的刚度将由于主阀18的自由端变得更长或更短而改变。因此，可以以简单并且可重复的方式为每辆车辆找到最佳的布置。

上述的凭借减小所述阀18的预应力的第二流体路径23改变主阀18的效果也可以发生在相反方向。这显示在图3中。

图3中所示的实施方式与前两幅图中所示的实施方式部分相同。相同的部分用相同的附图标记增加30后表示。杆39在中空的活塞杆34的内侧移动，连接于杆39的衬套36呈现为使图2中所示的装置沿两个方向操作。衬套36位于弹簧71和72之间。活塞33的“上部”大体上与上面所描述的一致。这意味着包括有设置为弹簧板辅助阀46，在该实施例中包括有多个弹簧板，由此每个减振器的刚度也可以以简单的形式适用于各个车辆。如前述的实施例中的情况，辅助阀46驱动套筒45，套筒45转而作用在主阀48上。位于辅助阀46的下方限定有腔室58，该腔室58可以通过孔38和41连接于可移动的衬套(取决于这些孔彼此是否在一条线上)。孔38通过管路76与中心入口孔77连通，该中心入口孔77与孔78相对设置并且形成固定连接于活塞杆的活塞部分的一部分。当活塞向下(即沿箭头40的方向)运动时，流体经由线路53可以通过单向阀69流入腔室58中，并且因此减小套筒45上的力，从而使主阀48更容易打开。与上述的实施例相反，辅助阀46没有起到完全密封腔室58的作用。设置有槽47，该槽47设置有位于腔室58和缸体的位于活塞上面的部分之间常开的孔。所述槽47提供了所谓的常量(constant)。相应的槽87设置在另一侧并且具有同样的功能。

如此处所示，图3中的结构沿两个方向操作。这是因为管路76也沿向下方向延伸并且也可通过单向阀80与孔77连接。当活塞向上(即沿与箭头相反的方向)运动时，流体可以沿线路81通过该单向阀80进入管路76中并且随后通过孔37和42进入由辅助阀83限定的腔室82中，使套筒84向上以关闭沿相反方向操作的另一个主阀85。由于组成主阀48和85的板部的数量不同，主阀48和85的特性可能不同。槽的进一步的细节如图3a和图3b中所示。

由于位于衬套36下方设置有密封腔73，并且设置有将该密封腔连接至位于衬套上方的部分75的管路74，因此根据与减振器31连接的部件的移动方向，负载将施加在杆39上。当用于驱动的杆39连接至传感器(未显示)时，可以借助简单的方式使用这些信息以调节减振器。通过图3中所示的结构，能够通过移动衬套36显著地改变减振器的特性。因此，能够产生向外的强阻尼(hard damping)和向内的弱阻尼(soft damping)或者产生向外的弱阻尼和向内的强阻尼。如果杆39连接于电气控制机构，该电气控制机构反作用于例如安装在车辆上的加速度传感器，则能够实现适合于多种情况的阻尼，而不用担心由于相位移(phase-shift)而造成阻尼过量。另外，由于衬套36以及更具体地上述各个孔的位置的实施方式，强的向内阻尼和弱的向外阻尼或者弱的向内阻尼和强的向外阻尼通常结合出现。

由于设置有作为常量的槽47和48，在如上述实施例中的情况下，当例如腔室58中出现流体流动时，不会发生开启/关闭的状态。如果流体流动相对较小，常量47将能够排出流体而不显著增加压力。如果流体流动相对较大，辅助阀46将从它所在的位置升起并且产生上述的套筒45上的压力减小的效果。通过调节辅助阀46的预应力和常量47的尺寸，可以决定阻尼特性。

通过本发明，能够以相对较低的频率(例如1-2Hz的频率)调节衬套36。

在上述的两个典型实施方式中，当填注作用在辅助阀上的腔室时，因为施加在辅助阀上的流体压力，使得通过辅助阀施加在主阀上的载荷减小，因而主阀上的压力减小。通过相对于辅助阀的腔室调节衬套或滑套6、36，以及更具体地调节衬套或滑套6、36的孔，可以改变阻尼特性。在如图3所述的方式中，同时设置有向内的阻尼和向外的阻尼，在这种情况下，通过密封部87和槽88与孔89、90和腔体91相结合的位置可实现单向非对称控制特性(asymmetrical control characteristic)。

图4中显示了本发明的另一种变型。图4中显示了缸体部102，其中由附图标记103整体表示的活塞上下移动。活塞杆104也是中空的并且在内侧安装有电线101，电线101用于操作线圈140，通过线圈140可以驱动可移动的衬套106。该实施方式中的主阀和辅助阀的结构与图3中所示的主阀和辅助阀的结构基本相当。与图3中的实施方式不同的是衬套没有设置中心密封部87。进入管路116的流体可不受阻碍地流向位于辅助阀下方的腔室内。设置有补偿管路112，因此衬套106上方和下方的压力相等，从而衬套106的操作不受压力差异的影响。在该实施方式中，由于设置有密封部118和119，当与活塞部的分别相对的孔进一步打开时，相反地，其它的孔将会关闭。因此，非控制侧的控制变量是相反的，因而本发明中不使用如根据现有技术的减振器中使用的方向传感器。主阀、辅助阀和单向阀的操作与参考图3和图2所描述的基本相同。

图5图示了本发明的另一种变型。在该实施方式中，仅图示了活塞133，活塞133设置有由线圈140驱动的衬套136。孔或导管149、150相对于衬套相对设置通过辅助管路148、151连接于主阀148、185，主阀148、185也起单向阀的作用。本申请尤其适用于重型减振器。

通过阅读上述内容，本领域的技术人员将能够立即想到在所附权利要求的保护范围内的变型，这些变型在阅读了上述内容后是显而易见的。

Claims (14)

1.一种减振器(1，31)，该减振器包括缸体(2，32，102)和活塞(3，33，103，133)，所述缸体设置有固定工具，所述活塞能够在所述缸体内移动并且连接于设置有固定工具的活塞杆(4)，其中，用于在所述缸体中移动的所述活塞包括用于主流的主通道和位于所述活塞的相对侧之间的用于辅助流的辅助通道，其中，装载压力的主阀(18，48，85)安装在所述主通道中，所述主阀上的压力由可移动的压力元件(15，45)施加，并且，板形弹簧(16，46)作用在所述压力元件上，其特征在于，所述辅助通道在所述活塞的两侧之间延伸，并且，在所述辅助通道中安装有单向阀(22)，所述板形弹簧设置为当通过所述辅助通道的辅助流不存在时，所述压力元件将最大压力施加在所述主阀上，并且所述板形弹簧设置为通过所述辅助通道的所述辅助流作用在所述板形弹簧的下方，以减小经由所述板形弹簧传送至所述压力元件的力。

2.根据权利要求1所述的减振器，其中，在用于所述辅助流的所述辅助通道中设置有可调节的节流元件(6，36，106，136)。

3.根据权利要求2所述的减振器，其中，所述节流元件包括可移动的滑套，该滑套容纳在套筒内，其中，所述套筒和所述滑套设置有孔，该孔能够彼此相对布置并且通过所述孔连通用于所述辅助流的管路。

4.根据权利要求3所述的减振器，其中，所述套筒和滑套设置有两个间隔设置的孔系。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的减振器，其中，所述活塞杆为中空并且包括用于所述节流元件的操作部。

6.根据上述权利要求中任意一项所述的减振器，其中，所述移动是在所述缸体中所述活塞的向内移动。

7.根据上述权利要求中任意一项所述的减振器，其中，所述移动是在所述缸体中的向内移动和向外移动。

8.根据权利要求3和7所述的减振器，其中，所述套筒包括向内冲程和向外冲程共用的入口(116)，并且其中，所述套筒的与所述入口相对应的部分在所述活塞缸体的密封的两侧向外开放。

9.根据权利要求2和7所述的减振器，其中，所述可调节的节流元件(6，36，106，136)设置为由于所述节流元件的操作，使得所述向内冲程被强阻尼而所述向外冲程被弱阻尼。

10.根据权利要求2和7所述的减振器，其中，所述可调节的节流元件(6，36，106，136)设置为由于该节流元件的操作，使得所述向内冲程被弱阻尼而所述向外冲程被强阻尼。

11.根据上述权利要求中任意一项所述的减振器，其中，所述辅助通道中的所述单向阀包括辅助阀。

12.根据上述权利要求中任意一项所述的减振器，其中，所述通道与所述活塞的一侧的连接包括作为常量的孔(47，24，87)。

13.根据权利要求12所述的减振器，其中，所述孔(47，87)显著地影响阻尼特性。

14.根据上述权利要求中任意一项所述的减振器，其中，所述主阀(18，48，85)包括弹簧，该弹簧以可变的力压在套筒(15)上，其中，所述套筒上的压力由设置为弹簧的辅助阀(16)产生，所述辅助阀(16)限定有腔室，所述辅助通道通向所述腔室。

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