CN107810345B - 频率相关的阻尼阀组件 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于减振器的阻尼阀装置(1)，其包括：带有止回阀的阻尼活塞(2)，其将减振器的缸体(31)分成第一工作缸(32)和第二工作缸(33)；和控制组件(3)，其具有控制罐(8)和在其中可轴向移动的控制活塞(9)。本发明的特征在于，阻尼阀组件具有连接通道(41)，其将第一工作腔(32)与第二工作腔(33)连接，其中连接通道(41)以如下方式设置，即，其在控制活塞(9)朝阻尼活塞(2)的方向轴向移动时被控制活塞(9)至少部分地关闭并且在控制活塞(9)朝罐底部(30)的方向轴向移动时又被打开。

Description

频率相关的阻尼阀组件
技术领域
本发明涉及一种阻尼阀组件，其具有频率相关的阻尼力特性曲线，所述阻尼阀组件用于减振器，该阻尼阀组件包括：
-布置在至少部分填充有阻尼流体的缸体内部的轴向固定在活塞杆上的能轴向移动的阻尼活塞，该阻尼活塞具有至少一个实施在所述阻尼活塞中的以至少一个阀盘覆盖的流动通道并且阻尼活塞将所述缸体分成活塞杆侧的第一工作腔和远离所述活塞杆的第二工作腔，
-与所述阻尼活塞同轴地安装在所述活塞杆处的控制组件，该控制组件包括控制罐和布置在所述控制罐中能轴向移动的控制活塞，所述控制罐具有圆柱形的罐壁和设置在所述控制罐的远离所述阻尼活塞的端部处的盘形罐底部，所述控制活塞在轴向上限制包围在所述控制罐中的控制腔并且其中所述阻尼阀组件具有将所述第一工作腔与所述控制腔连接的流入连接部，并且其中在所述控制活塞和所述阻尼活塞之间设置有至少一个弹簧组件，该弹簧组件沿轴向朝所述流动通道的方向对所述阀盘施加限定的弹簧力并且朝所述罐底部的方向对所述控制活塞施加限定的弹簧力。
背景技术
在机动车中减振器的作用是衰减由不平路面引起的振动。在此必须始终找到在行驶安全性和行驶舒适性之间的折衷。阻尼阀组件调节得较硬的且具有较高的阻尼力特性曲线的减振器对于较高的行驶安全性是最理想的。如果需满足较高的舒适性要求，则应将阻尼阀组件调节得尽可能软。在具有传统的、而非借助于致动器电子可调的阻尼阀组件的减振器中难以找到该折衷。
由现有技术已知具有频率相关的阻尼力特性曲线的阻尼阀组件，其配有附加的电子和/或机械控制部并且根据减振器的压缩频率和/或反弹频率打开或关闭附加的阻尼阀组件。
对此例如可参考DE 44 41 047 C1、US 2006 28 36 75 A或US 49 53 671 A。
同样已知如下方案，即，其具有在活塞杆处与阻尼活塞同轴安装的控制组件，该控制组件包括控制罐以及布置在控制罐中可轴向移动的控制活塞。控制活塞在轴向上限定在控制罐中包围的控制腔，该控制腔通过流入连接部与阻尼阀组件连接。在控制活塞和阻尼阀之间布置有弹簧元件，其将弹簧力沿轴向在一侧引入到控制活塞中并且在另一侧引入到阻尼阀中。如果以阻尼流体填充控制腔，则控制活塞朝阻尼阀的方向移动并且通过弹簧元件提高了阻尼阀的阀盘的挤压力，这提高了阻尼力。
然而所有已知的阻尼阀组件的特征在于较高的复杂性，尤其是因为其要求较高的调节精确度。特别是难以在这些减振器中在不借助附加控制的情况下设置软和硬的阻尼力特性曲线。
发明内容
因此本发明的目的在于，提出构造简单且成本低廉的阻尼阀组件，其具有频率相关的阻尼力特性曲线并且可在运行期间简单地限定地影响硬阻尼力特性曲线。
该目的通过用于减振器的阻尼阀组件实现，阻尼阀组件包括：
-布置在至少部分填充有阻尼流体的缸体内部的轴向固定在活塞杆上的能轴向移动的阻尼活塞，该阻尼活塞具有至少一个实施在所述阻尼活塞中的以至少一个阀盘覆盖的流动通道并且阻尼活塞将所述缸体分成活塞杆侧的第一工作腔和远离所述活塞杆的第二工作腔，
-与所述阻尼活塞同轴地安装在所述活塞杆处的控制组件，该控制组件包括控制罐和布置在所述控制罐中能轴向移动的控制活塞，所述控制罐具有圆柱形的罐壁和设置在所述控制罐的远离所述阻尼活塞的端部处的盘形罐底部，所述控制活塞在轴向上限制包围在所述控制罐中的控制腔并且其中所述阻尼阀组件具有将所述第一工作腔与所述控制腔连接的流入连接部，并且其中在所述控制活塞和所述阻尼活塞之间设置有至少一个弹簧组件，该弹簧组件沿轴向朝所述流动通道的方向对所述阀盘施加限定的弹簧力并且朝所述罐底部的方向对所述控制活塞施加限定的弹簧力，其中，所述阻尼阀组件具有连接通道，该连接通道将所述第一工作腔与所述第二工作腔连接，其中所述连接通道以如下方式设置，即连接通道在所述控制活塞朝所述阻尼活塞的方向轴向移动时被所述控制活塞至少部分地关闭并且在所述控制活塞朝所述罐底部的方向轴向移动时又被打开。其他有利的实施方式在附图中说明。
根据本发明阻尼阀组件具有将第一工作腔与第二工作腔连接的连接通道，其中该连接通道以如下方式设置，即，其在控制活塞朝阻尼活塞的方向轴向移动时被控制活塞至少部分地关闭并且在控制活塞朝罐底部的方向轴向移动时又被打开。
由此阻尼流体流入控制腔的流量被附加地控制从而限定地影响硬阻尼力特性曲线。
根据优选的实施方式，所述连接通道包括实施在所述活塞杆处的流动连接部。
根据优选的实施方式，在所述阻尼活塞和所述控制组件的罐底部之间设置有管状的导向轴套，其中所述控制活塞在周向上包围所述导向轴套并且沿轴向在所述导向轴套的外表面处滑动，并且所述连接通道包括实施在所述导向轴套处的凹口。
根据优选的实施方式，所述连接通道包括实施在所述控制活塞处的开口。
根据优选的实施方式，实施在所述导向轴套处的凹口具有至少部分彼此平行延伸的切向边缘区段。
根据优选的实施方式，实施在所述导向轴套处的凹口具有至少部分彼此倾斜延伸的切向边缘区段。
根据优选的实施方式，所述控制组件包括至少一个调节构件，该调节构件至少部分地且至少暂时地覆盖所述连接通道。
根据优选的实施方式，所述控制组件包括贯通的内部套筒，所述控制组件的所有部件被所述内部套筒穿过并且通过边缘区域的塑性变形被保持在一起。
根据优选的实施方式，所述套筒包括至少一个用于形成所述连接通道的横向孔，该横向孔在所述控制活塞朝所述弹簧组件的方向轴向移动时被所述控制活塞至少部分地关闭并且在所述控制活塞朝所述罐底部的方向轴向移动时又被打开。
附图说明
借助于以下附图说明详细阐述本发明。其中：
图1示出了根据本发明的阻尼阀组件的一个实施例的剖视图；
图2示出了导向轴套的一个实施例的剖视图；
图3示出了导向轴套的一个可替代的实施例的剖视图；
图4示出了导向轴套的一个可替代的实施例的剖视图；
图5示出了控制组件的一个可替代的实施例的剖视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的阻尼阀组件的示例性实施变型方案。
图1示出了活塞杆4，其具有活塞杆销5。活塞杆销5为活塞杆4的直径减小的区段。整个阻尼阀组件1串接在活塞杆销5处并且沿轴向夹紧在活塞杆4的邻接活塞杆销5的比活塞杆销5具有更大直径的区段与在图1中表示为活塞杆螺母的紧固件23之间。
如图1所示，阻尼阀组件1包括阻尼活塞2，其布置在填充有阻尼流体的缸体31的内部并且轴向固定在活塞杆4上。阻尼活塞2配有活塞密封件17，其使阻尼活塞相对于缸体31径向密封。固定在活塞杆4处的阻尼活塞2可与活塞杆4一起轴向移动地布置在缸体31内部并且将缸体内腔分成活塞杆侧的第一工作腔32和远离活塞杆4的第二工作腔33。
阻尼活塞2在阻尼流体的每个流动方向上分别配有止回阀。在此这些止回阀分别包括至少一个实施在阻尼活塞2中的流动通道16，其借助至少一个阀盘15覆盖。如在附图中所示，可通过多个相互堆叠的阀盘15—所谓的阀盘组覆盖流动通道16。在阀盘组中各个阀盘15的数量、大小和设计形式限定了减振器的挤压力以及减振特性曲线和阻尼特性。
在活塞杆4处与阻尼活塞2同轴地安装有控制组件3，其中控制组件3包括薄壁的控制罐8和在控制罐8中可轴向移动的控制活塞9。控制罐由板材成型制成。控制活塞9可由金属、陶瓷材料以及具有或没有纤维增强的合适的塑料通过冷成型、热成型、浇铸、注塑、车削或烧结制成。控制罐8具有柱状的罐壁29和盘形的设置在控制罐8的远离阻尼活塞2的端部的罐底部30。
布置在控制罐8中的控制活塞9在朝向止回阀的一侧在轴向上限定包围在控制罐8中的控制腔11，从而控制活塞9在控制罐8内部的轴向移动限定地改变控制腔11的容积。
此外阻尼阀组件1具有流入连接部36，其将第一工作腔32与控制腔11连接。该流入连接部在图1所示的实施变型方案中包括实施在活塞杆4处的旁路6，以及至少一个将旁路6与控制腔11连接的流入节流阀20。此外流入连接部36可包括至少一个将旁路6与第一工作腔32连接的流动凹口13。
此外阻尼阀组件1具有流出连接部37，其将控制腔11与第二工作腔33连接。
在附图中所示的实施变型方案规定，在阻尼活塞2和控制组件3的罐底部30之间设置有止挡元件18以及管状的导向轴套21。
在控制活塞9和止回阀之间设置有呈多个弹簧垫片10形式的弹簧组件24。根据图1所示的实施变型方案弹簧组件24包括分成两组弹簧垫片对的四个弹簧垫片10以及外部支撑构件和内部支撑构件，其中，在所示出的弹簧组件24中取决于弹簧组件24中的弹簧垫片的位置，而弹簧垫片10的数量起着次要的作用。如在图1中所示，朝向控制活塞9的弹簧垫片对以其外部边缘区域在轴向上支撑在控制活塞9处。第二弹簧垫片对与之相间隔地同轴布置，其中两组弹簧垫片对的内部边缘区域在轴向上支撑在内部支撑构件处。朝向阀盘15的第二弹簧垫片对在其外部边缘区域中由外部支撑构件支撑，该外部支撑构件在相对侧朝向阀盘15并且在运行状态中贴靠在该处。
由此弹簧组件24沿轴向朝流动通道16的方向对阀盘15施加限定的弹簧力并且朝罐底部30的方向对控制活塞9施加限定的弹簧力。
控制活塞9在周向上包围导向轴套并且在控制腔11的容积变化期间在导向轴套21的外表面处沿轴向滑动。止挡元件18夹紧在导向轴套21和阻尼活塞2之间并且具有比导向轴套21更大的外直径。止挡元件18用作控制活塞9的轴向止挡，其限制控制活塞9朝阻尼活塞2的方向的轴向运动并且影响硬阻尼力特性曲线。此外止挡元件18承担为弹簧组件24导向的作用，其中弹簧组件24在周向上包围止挡元件18。
此外阻尼阀组件具有连接通道41，该连接通道通向旁路6中并且将第一工作腔32与第二工作腔33连接。图1所示的实施变型方案规定，在活塞杆4处实施有流动连接部39，在导向轴套21处实施有凹口40并且在控制活塞9处实施有开口43。这些以如下方式布置，即，其至少部分地彼此重叠，从而最终形成了连接通道41。
在此应指出的是，图1所示的实施变型方案不应视作唯一可行的方案并且绝不应限制保护范围。
下面详细阐释作用原理。
在活塞杆4和固定在其上的阻尼阀组件1朝拉伸方向Z移动时，阻尼流体通过流入连接部36从工作腔32被输送到控制腔11中并且部分地通过连接通道41被输送到工作腔33中。控制活塞9由于控制腔11充满阻尼流体而朝阻尼活塞2的方向移动并且在此使轴向支撑在止回阀的阀盘15处的弹簧组件24进一步预紧。由此提高了止回阀的阻尼力。
朝阻尼活塞2的方向移动的控制活塞9越来越多地关闭连接通道41，由此硬阻尼力特性曲线限定地提高。
在阻尼活塞2在缸体31内部进行快速而较小的轴向移动时，控制腔11一点也不会或仅稍微被填充，从而弹簧组件24不会进一步预紧并且阻尼力保持在限定的较低水平。然而在阻尼活塞2在缸体31内部进行较大而缓慢的轴向移动时，尽管流入连接部36有节流阻力但作用在阀盘15上的阻尼流体压力与控制腔11中的阻尼流体压力之差在时间上的积分足以向控制腔11输送大量阻尼流体以至于控制活塞9将弹簧组件24预紧，直到控制活塞9碰到布置在导向轴套21和止回阀的阀盘15之间的止挡元件18。止挡元件18限制控制活塞9朝阻尼活塞2的方向的轴向移动，并且由此限制弹簧组件24的最大预紧力从而也限制最高的阻尼力特性曲线，因为连接通道41在此处也具有其最小的流通截面从而具有最大的流动阻力。
在根据本发明的构造中，无论是作用在阀盘15上的预紧力的大小还是流过连接通道41的阻尼流体的量均可彼此独立地在一定范围内任意调节。预紧力由弹簧组件24的刚度和控制活塞的行程限定。流过连接通道41的阻尼流体的量通过切向宽度和连接通道41的数量被限定。如果阻尼流体的量随着控制活塞9的行程应非线性地变化，则这可通过如下方式轻易地实现，即连接通道的切向边缘区段彼此不平行地延伸，如例如在图2、3和4中所示。
如果对流过连接通道41的阻尼流体的量的调节占主导地位，则会将弹簧组件24的刚度调节得很软。则例如可使用在附图中未示出的附加弹簧，其在控制活塞9上施加力，该力将控制活塞压到初始位置。该弹簧例如可不支撑在阀盘15处，而至少间接地支撑在活塞杆4处，例如在止挡元件18处。
图2、3和4示出了在导向轴套21处实施的凹口40，其具有至少部分地彼此倾斜延伸的切向边缘区段44；45。而也可规定，在导向轴套21处实施的凹口40具有至少部分地彼此平行延伸的切向边缘区段44；45，由此可实现流过连接通道41的阻尼流体的流通量随着控制活塞9的行程线性地变化。
与图1不同的是，图5所示的控制组件3包括多个盘形的调节构件46，其附加地至少部分地覆盖连接通道41。
此外图5所示的控制组件3实施为可预装配的单元，其包括贯通的内部套筒47，控制组件3的所有部件被内部套筒穿过并且通过边缘区域的塑性变形使其保持在一起。此外套筒47起到导向轴套21和止挡元件18的作用。套筒47包括一个或多个实施成用于形成连接通道41的横向孔，该横向孔在功能上相当于图1中的凹口40并且其在控制活塞9移动时如前文所述被关闭。
附图标记
1 阻尼阀组件
2 阻尼活塞
3 控制组件
4 活塞杆
5 活塞杆销
6 旁路
7 支撑盘
8 控制罐
9 控制活塞
10 弹簧垫片
11 控制腔
12 倾斜盘
13 径向流动凹口
14 阀盘
15 阀盘
16 流动通道
17 活塞密封件
18 止挡元件
19 止挡
20 流入节流阀
21 导向轴套
22 圆盘
23 紧固件
24 弹簧组件
29 罐壁
30 罐底部
31 缸体
32 第一工作腔
33 第二工作腔
34 第一节流凹口
35 第二节流凹口
36 流入连接部
37 流出连接部
38 流出节流阀
39 流动连接部
40 凹口
41 连接通道
42 环腔
43 开口
44 边缘区段
45 边缘区段
46 调节构件
47 套筒
48 外部支撑构件
49 内部支撑构件
50 横向孔
L 纵轴线
Z 拉伸方向

Claims (9)

1.用于减振器的阻尼阀组件(1)，该阻尼阀组件包括：
-布置在至少部分填充有阻尼流体的缸体(31)内部的轴向固定在活塞杆(4)上的能轴向移动的阻尼活塞(2)，该阻尼活塞具有至少一个实施在所述阻尼活塞(2)中的以至少一个阀盘(15)覆盖的流动通道(16)并且阻尼活塞将所述缸体(31)分成活塞杆侧的第一工作腔(32)和远离所述活塞杆(4)的第二工作腔(33)，
-与所述阻尼活塞(2)同轴地安装在所述活塞杆(4)处的控制组件(3)，该控制组件包括控制罐(8)和布置在所述控制罐(8)中能轴向移动的控制活塞(9)，所述控制罐具有圆柱形的罐壁(29)和设置在所述控制罐(8)的远离所述阻尼活塞(2)的端部处的盘形罐底部(30)，所述控制活塞在轴向上限制包围在所述控制罐(8)中的控制腔(11)， 并且其中所述阻尼阀组件(1)具有将所述第一工作腔(32)与所述控制腔(11)连接的流入连接部(36)，并且其中在所述控制活塞(9)和所述阻尼活塞(2)之间设置有至少一个弹簧组件(24)，该弹簧组件沿轴向朝所述流动通道(16)的方向对所述阀盘(15)施加限定的弹簧力并且朝所述罐底部(30)的方向对所述控制活塞(9)施加限定的弹簧力，其特征在于，所述阻尼阀组件具有连接通道(41)，该连接通道将所述第一工作腔(32)与所述第二工作腔(33)连接，其中所述连接通道(41)以如下方式设置，即连接通道在所述控制活塞(9)朝所述阻尼活塞(2)的方向轴向移动时被所述控制活塞(9)至少部分地关闭并且在所述控制活塞(9)朝所述罐底部(30)的方向轴向移动时又被打开。
2.根据权利要求1所述的用于减振器的阻尼阀组件(1)，其特征在于，所述连接通道(41)包括实施在所述活塞杆(4)处的流动连接部(39)。
3.根据权利要求1或2中至少一项所述的用于减振器的阻尼阀组件(1)，其特征在于，在所述阻尼活塞(2)和所述控制组件(3) 的罐底部(30)之间设置有管状的导向轴套(21)，其中所述控制活塞(9)在周向上包围所述导向轴套(21)并且沿轴向在所述导向轴套(21)的外表面处滑动，并且所述连接通道(41)包括实施在所述导向轴套(21)处的凹口(40)。
4.根据权利要求1所述的用于减振器的阻尼阀组件(1)，其特征在于，所述连接通道(41)包括实施在所述控制活塞(9)处的开口(43)。
5.根据权利要求3所述的用于减振器的阻尼阀组件(1)，其特征在于，实施在所述导向轴套(21)处的凹口(40)具有至少部分彼此平行延伸的切向边缘区段(44；45)。
6.根据权利要求3所述的用于减振器的阻尼阀组件(1)，其特征在于，实施在所述导向轴套(21)处的凹口(40)具有至少部分彼此倾斜延伸的切向边缘区段(44；45)。
7.根据权利要求1所述的用于减振器的阻尼阀组件(1)，其特征在于，所述控制组件(3)包括至少一个调节构件(46)，该调节构件至少部分地且至少暂时地覆盖所述连接通道(41)。
8.根据权利要求1所述的用于减振器的阻尼阀组件(1)，其特征在于，所述控制组件(3)包括贯通的内部套筒(47)，所述控制组件(3)的所有部件被所述内部套筒穿过并且通过边缘区域的塑性变形被保持在一起。
9.根据权利要求8所述的用于减振器的阻尼阀组件(1)，其特征在于，所述内部 套筒(47)包括至少一个用于形成所述连接通道(41)的横向孔(50)，该横向孔在所述控制活塞(9)朝所述弹簧组件(24)的方向轴向移动时被所述控制活塞(9)至少部分地关闭并且在所述控制活塞(9)朝所述罐底部(30)的方向轴向移动时又被打开。
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