CN108055861B - 频率可选阻尼阀和包括该阻尼阀的减震器 - Google Patents

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Abstract

阻尼阀(100)包括：位于阀入口侧(100.1)与阀出口侧(100.2)之间的受控流动通道(115)；设置于受控流动通道中的受控阀(130)；作用在受控阀上以改变受控阀的闭合力的活动阀体(120)；以及控制腔(126)。控制腔包括：与受控阀(130)上游的阀入口侧(100.1)流体连通的控制腔入口(125)；为控制腔提供可变容积的配置，其中控制腔的容积变化进行作用以导致活动阀体(120)移动；以及泄压阀(160)，泄压阀(160)在控制室入口(125)的限流件(160.1)的旁路允许从控制室(126)至阀入口侧(100.1)的泄压液流。

Description

频率可选阻尼阀和包括该阻尼阀的减震器
技术领域
本发明涉及阻尼阀以及包括这种阀的减震器。阻尼阀包括受控流动通道、受控阀、活动阀体以及控制腔，其中，受控流动通道布置成在阻尼阀的阀入口侧与阀出口侧之间提供流体连通；受控阀设置在受控流动通道中，诸如在操作中允许影响受控流动通道中的在从阀入口侧至阀出口侧的受控流动方向上的受控液流；活动阀体作用在受控阀上，活动阀体能够相对于受控流动通道的壁移动以改变受控阀的闭合力。控制腔包括控制腔入口以及为控制腔提供可变容积的配置，其中，控制腔入口与参考受控流动方向在受控阀上游的阀入口侧流体连通，控制腔入口包括用于控制从阀入口侧至控制腔的流体流动的限流件；控制腔的容积变化进行作用以导致活动阀体移动，控制腔中的流体压力的增加进行作用以增加控制腔的容积以移动活动阀体进而增加受控阀的闭合力。
背景技术
阻尼器或减震器是众所周知的且广泛应用于例如多种车辆，例如汽车、卡车、公交车和火车。阻尼器被设计成在相对于彼此移动的部件之间提供所期望的阻尼特性(dampingbehavior)。根据阻尼器的特定设计，阻尼可选择为硬的或者软的。已提出了更多先进的阻尼器，其为阻尼器提供频率可选(frequency selective)的阻尼特性。可为阻尼器添加频率可选阀，以提供所期望的频率可选阻尼特性。可在已知的阻尼器配置中添加或并入这种频率可选阀，以提供附加的频率可选性。另一方面，这种频率可选阻尼器本身也可以应用于在两个(压力)腔室之间需要流体流动的频率可选阻尼的某些应用中。
压力腔或控制腔可应用于频率可选阀和并入有这类阀的阻尼器。当阀中的液流将要被加阻尼以提供阻尼特性时，液流的一部分可以被分叉以增加压力腔或控制腔内部的压力。控制腔内部的压力增加量随后进行作用，以增加设置在将被加阻尼的液流的流动通道中的受控阀上的闭合力。受控阀的闭合力控制瞬态阻尼特性。
人们希望闭合力作为时间的函数具有预定的增加量，例如，人们期望闭合力与时间之间具有比例关系。然而，不容易在当前已知的频率可选阀配置中(如果可能的话)在闭合力与时间之间获得所期望的关系。闭合力的增加相对于控制腔中的压力增加通常展现出非常强的非线性依赖关系，因此，闭合力的增加相对于时间展现出非常强的非线性依赖关系。人们希望获得适于将闭合力调节为控制腔内部的压力的函数且由此调节为时间的函数的多种参数。
在控制腔内部，压力随时间增加以控制受控阀的闭合力，从而提供频率可选阻尼。申请EP1442227A1公开了根据本发明的领域的频率依赖式(frequency dependent)阻尼阀。证实这种阻尼阀在例如汽车减震器针对车身相关的移动和车轮相关的移动获得不同的阻尼特性方面非常有利。然而，针对将要被加阻尼的下一液流(诸如在其缸体中的活塞的下一冲程期间将要被加阻尼的液流)，控制腔内部的压力不会恢复至中性水平。由于控制腔压力维持在中性之上的一些水平处，所以频率可选阀的性能显著劣化。已知应用泄压阀来降低被加压的腔室中的压力。然而，公开的阻尼阀的配置未提供设置泄压阀(该泄压阀在阻尼阀的阻尼模式下通向上游的阻尼阀侧)的位置，更没有考虑到实践中小尺寸的频率依赖式阻尼阀。
对于当前已知的配置，还可能，所制造的各个阀展现出对制造公差的非常强的依赖关系。需要这样一种频率可选阀配置，其对制造公差具有非常好的鲁棒性，使得在所生产的任意阀中均可实际达到任意期望阻尼特性。
发明内容
本发明旨在解决已知阻尼阀和减震器的不足和/或缺点中的至少一些，以及提供具有频率可选阻尼特性的阻尼器和减震器。
因此，本发明提供了一种阻尼阀，包括：
-控流动通道，布置成在阻尼阀的阀入口侧与阀出口侧之间提供流体连通；
-受控阀，设置在受控流动通道中以允许在操作中影响受控流动通道中的在从阀入口侧至阀出口侧的受控流动方向上的受控液流；
-活动阀体，作用在受控阀上，活动阀体能够相对于受控流动通道的壁移动以改变受控阀的闭合力；以及
-控制腔，包括：
--控制腔入口，设置在活动阀体中并且与参考受控流动方向在受控阀上游的阀入口侧流体连通，控制腔入口包括用于控制从阀入口侧至控制腔的液流的限流件；
--为控制腔提供可变容积的配置，控制腔的容积变化进行作用以导致活动阀体的移动，控制腔中的流体压力的增加进行作用以增加控制腔的容积并且移动活动阀体，从而增加受控阀的闭合力；以及
--泄压阀，设置在控制室入口中，并且配置和布置为在控制室入口的限流件的旁路允许从控制室至阀入口侧的泄压液流；
其中，控制室入口设置为至少部分地位于第一和第二阀体部分之间，以及活动阀体包括保持位于第一和第二阀体部分之间的卸压阀并且提供用于卸压阀的阀座的第一和第二阀体部分，卸压阀闭合阀座。
当控制室内部的压力大于阀入口侧处的流体压力时将产生泄压液流，从而重置控制室内部的压力水平。在与通过阻尼阀所得的阻尼运动的方向相反的移动上会出现这种情况，在此之后，移动方向将再次反转至阻尼运动。这种移动例如是汽车的震动阻尼器的缸体内部的活塞的向内冲程和向外冲程。泄压阀通过在阻尼运动之后的反向移动时产生的泄压液流提供阻尼阀的重置。在反向移动时，阀入口侧处的流体压力将小于控制室内部压力。在下一阻尼运动的开始时，控制室内部压力在初始的低值处开始，该初始的低值提供受控阀的低的初始闭合力。闭合力随后将由于在阻尼运动期间控制室中压力的增加而增加。提出的配置允许将泄压阀整合到在阻尼模式下在阀上游处的阻尼阀侧，从而为阀提供重置。本发明提出了阻尼阀的一种有益的配置，其中可并入这种泄压阀。该配置允许制造频率依赖式阻尼阀，其具有小的尺寸从而例如匹配用于载客汽车的减震器中。
在实施方式中，泄压阀配置为单向阀。
在又一实施方式中，控制室入口的限流件和泄压阀被组合，这高效地组合了两种功能。
在又一实施方式中，泄压阀包括在第一阀体部分和第二阀体部分之间延伸的至少一个缝隙，至少一个缝隙配置为在保持泄压阀的位置处与第一阀体部分和第二阀体部分一起提供控制室入口的限流件。这提供了组合限流件和泄压阀的功能的有益的实施方式。
在又一实施方式中，泄压阀包括至少两个堆叠的板，泄压阀的、位于泄压阀的与阀入口侧相关联的侧处的缝隙板包括提供控制室入口的限流件的至少一个缝隙。
在又一实施方式中，泄压阀的、位于泄压阀的控制室侧的阀板闭合泄压阀的阀座以提供单向阀。
在证实了非常有益的又一实施方式中，第一阀体部分包括具有中央开口的环形配置，第二阀体部分包括大致的T形配置，T形配置具有基座以及穿过第二阀体部分的中央开口的阀杆，泄压阀被保持在第一阀体部分与第二阀体部分的基座之间，泄压阀的阀座设置在第二体部的基座上。T形配置被理解为具有T形剖面的配置，并且可定向到任何方向，诸如上下颠倒的T形。第二阀体部分可展现出例如围绕穿过阀杆的轴线的旋转对称性。T形中的与竖直部相关联的阀杆和与水平部相关联的基座在被定向时类似于字母“T”。
在又一实施方式中，第二阀体部分的阀杆从第一阀体部分突出，以及受控阀设置为围绕阀杆的从第一阀体部分突出的部分。
在又一实施方式中，阻尼阀包括偏置弹簧，偏置弹簧作用在活动阀体上以在阻尼阀的中性状态下提供受控阀的初始闭合力，在中性状态下，控制室内部的流体压力等于阀入口侧上的流体压力，选择性地，偏置弹簧包括至少一个板，选择性地，偏置弹簧包括至少两个板的堆叠。偏置弹簧允许设定受控阀的初始期望的闭合力，并且也可作用来将活动阀体保持就位。
在又一实施方式中，偏置弹簧作用在第二阀体部分上。偏置弹簧也进行作用以将第一阀体部分和第二阀体部分相对于彼此保持在适当位置。
在又一对称和高效的实施方式中，活动阀体居中设置在阻尼阀的阀壳体内部，偏置弹簧是环形的且具有用于接纳活动阀体的中央开口，偏置弹簧在内周边处倚靠活动阀体并且在外周边处作用在阀壳体上。
在又一实施方式中，阀壳体包括第一阀壳体部和第二阀壳体部，受控阀作用在活动阀体与第一壳体部之间，偏置弹簧作用在第二壳体部上，以及第一壳体部和第二壳体部配置为允许在阻尼阀的制造期间将第一壳体部和第二壳体部相对于彼此移动以允许设定偏置弹簧的预定偏置力和受控阀的对应预定闭合力，并且配置为允许在保持偏置弹簧的预定偏置力的情况下将第一壳体部和第二壳体部固定至彼此以及在设定偏置弹簧的预定偏置力之后相对于彼此固定。两个壳部允许容易地组装阻尼阀并且尤其允许设定受控阀的期望的初始闭合力。在制造期间可测量初始闭合力并将其设定为期望的值，并且初始闭合力不依赖于阻尼阀的各种个别部件的任何制造公差。
在又一实施方式中，第一和第二壳体部分被焊接至彼此，选择性的，被点焊或激光焊接。
在又一实施方式中，阻尼阀还包括第一柔性壁，允许控制腔的容积变化并且在控制腔的容积变化时允许活动阀体移动，以及提供上面作用有控制腔中的流体压力的有效表面区域，当活动阀体在朝向控制腔的外部的方向上移动时有效表面区域减少，第一柔性壁包括柔性板，所述倚靠弯曲表面使得当柔性板和活动阀体在朝向控制腔的外部的方向上移动时有效表面区域减少。由于柔性板倚靠弯曲表面，所以在控制腔中的压力与时间之间提供了改善的比例关系，从而在多种阻尼器压力下在频域内提供相同的动态特性。
在又一实施方式中，弯曲表面具有曲率半径。
在又一实施方式中，阻尼阀包括阀体，弯曲表面设置在阀体上。
在提供对称和高效配置的又一实施方式中，活动阀体居中设置在阀壳体内部，以及柔性板是环形的且具有用于接纳活动阀体的中央开口，柔性板在内周边处倚靠设置在活动阀体上的座并且在外周边处倚靠弯曲表面。
在又一实施方式中，密封元件设置为在柔性板的控制腔侧抵靠柔性板从而相对于第二壳体部分密封，密封元件尤其为弹性密封元件，弹性元件选择性地包括橡胶圈，弹性元件选择性地包括O型圈。密封元件防止可能围绕柔性板产生的任何泄露。
在又一实施方式中，安装弹簧作用在柔性板上以保持柔性板倚靠弯曲表面。选择性地，密封元件设置在柔性板与安装弹簧之间。
在又一实施方式中，控制腔包括控制腔出口，控制腔出口与阀出口侧流体连通并且参考受控流动方向位于受控阀的下游，控制腔出口包括限流件。具有限流件的控制腔出口提供另一参数以控制时间，以及因此控制阻尼阀的频率依赖关系，尤其是控制腔内部的压力与时间之间的关系。限流件本身可以是控制腔出口。
在又一实施方式中，控制腔包括允许控制腔的容积变化的第二柔性壁，其提供了控制腔的累积特性(accumulative character)以作为控制时间和频率依赖关系的另一参数。
在又一实施方式中，控制腔出口的限流件设置在第二柔性壁中。
在又一实施方式中，第二柔性壁包括至少一个板，选择性地，第二柔性壁包括至少两个板的堆叠。
在又一实施方式中，柔性壁的板包括提供控制腔出口的限流件的至少一个缝隙。
在又一实施方式中，第二柔性壁的板包括倚靠座的至少一个缝隙。
在又一实施方式中，第二柔性壁倚靠阀壳体，以及偏置弹簧在其外周边处作用在第二柔性壁上，选择性地，一个或多个间隔元件(选择性地，间隔环)设置在第二柔性壁与偏置弹簧之间，使得偏置弹簧的外周边倚靠一个或多个间隔元件。
在又一实施方式中，受控阀包括至少一个板，选择性地，受控阀包括至少两个板的堆叠。
在另一方面，本发明提供了一种减震器，包括：
-缸体；
-活塞，能够在缸体中移动并且相对于缸体的壁密封，以在活塞的两侧将缸体划分为第一缸腔和第二缸腔；以及
-如上文所述的阻尼阀，阀入口侧与第一缸腔和第二缸腔中的一个流体连通，以及阀出口侧与第一缸腔和第二缸腔中的另一个流体连通。
在又一方面，本发明的提供了制造如上文所述并且具有第一壳体部分和第二壳体部分的阻尼阀或减震器的方法，其中，在第一壳体部分和第二壳体部分相对于彼此移动以设定偏置弹簧的预定偏置力和受控阀的对应预定闭合力之后，组装阻尼阀；以及在设定偏置弹簧的预定偏置力之后，将第一壳体部分和第二壳体部分相对于彼此固定。两个壳体部分允许容易地组装阻尼阀并且尤其允许设定受控阀的期望的初始闭合力。在制造期间可测量初始闭合力并将其设定为期望的值，并且初始闭合力不依赖于阻尼阀的各单独部件的任何制造公差。
在实施方式中，将第一壳体部分和第二壳体部分焊接至彼此，选择性地，点焊或激光焊接至彼此。
附图说明
本发明的其他特征和有益效果将通过利用非限制性和非排他性的实施方式对本发明做出的描述而变得清楚。这些实施方式不应被理解为限制保护范围。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，能够想到本发明的其他选择和等同实施方式并将其付诸实践。将参考附图描述本发明的实施方式，其中，相似或相同的附图标记表示相似、相同或对应的部件，以及在附图中：
图1示出根据本发明包括阻尼阀的阻尼器(减震器)的实施方式；
图2示出图1的阻尼器的活塞的实施方式，其中阻尼阀安装在活塞上；
图3a和图3b分别示出根据本发明的阻尼阀处于中性配置和完全闭合配置的实施方式；
图4a示出图3a和图3b的阻尼阀的在用作限流件的配置中的控制阀；
图4b示出在用作泄压阀的配置中的图4b的控制阀；
图4c示出根据本发明的阻尼阀的控制阀的替代实施方式；
图5a和图5b示出图3a和图3b的频率可选阀的第一(上)柔性壁的实施方式的细节且分别对应于图3a和图3b的配置。
具体实施方式
图1示意性示出根据本发明的减震器或阻尼器1。阻尼器包括缸体10和可在缸体中向内和向外移动的活塞20。活塞的向内冲程和向外冲程的移动方向分别通过标记为Mi和Mo的箭头表示。活塞密封缸体的内圆柱壁并且将缸体划分为第一(或上)缸腔11和第二(或下)缸腔12。附接至活塞20的活塞杆21以密封的方式被引导穿过缸体10的顶壁。阻尼器可通过其缸体附接装置(arrangement)15和活塞附接装置25附接至例如汽车的部件，以对相对运动加阻尼。通过利用活塞20和安装在活塞上的附加阻尼阀100的布置影响第一缸腔与第二缸腔之间的液流来获得阻尼。
图2中更详细示出活塞。当活塞20向内移动Mi时，来自下缸腔12的液体进入活塞中的第一主通道22.1。第一通道22.1与在第一主通道端部处的第一主单向阀22.2一起提供从第二缸腔(或下缸腔)12至第一缸腔(或上缸腔)11的流体连通。第一主通道22.1和/或第一主阀22.2提供对流体流动的限流，并且用于对从第二缸腔至第一缸腔的液流进行阻尼，因此对向内的活塞移动进行阻尼。对于在朝向缸体10外部的方向上、在活塞20的向外冲程处的向外活塞移动Mo，也发生阻尼。液体在向外冲程中流过第二主通道23.1。在通道23.1的出口处设置有第二主单向阀23.2以仅允许液体在一个方向上移动。弹簧23.3为第二主阀23.2提供闭合力。再次，由于第二主通道23.1和/或第二主阀23.2提供对流体流动的限流，所以通过通道的流体流动被加阻尼。主通道和主阀可通过多种方式来配置以呈现需要的硬阻尼特性或软阻尼特性。在示出的实施方式中，通常，相较于第二主通道23.1和第二主阀23.2一起利用其弹簧23.3所呈现的阻尼特性，第一主通道22.1和第一主阀22.2将一起呈现不同类型的阻尼特性。
为了在向外冲程上另外呈现频率可选阻尼特性，活塞20附加地设置有频率可选阻尼阀100。在示出的实施方式中，附加阀100仅对活塞的向外移动Mo产生作用。本发明的频率可选阀也可设置成其中两个腔室之间的液体流动需要频率可选阻尼的其他配置。
图3a更详细示出频率可选阀100。频率可选阀100包括安装在活塞20上的第一固定部111以及安装在第一固定部上的第二固定部112。第一固定部111和第二固定部112构成频率可选阀的壳体的两个部分，并且也将被称作第一(固定)壳体部分111和第二(固定)壳体部分112。频率可选阀100还包括活动阀体120和安装在活动阀体120上的受控阀130。受控阀130进行作用以影响受控流动通道115中的受控液流Fd通过阀壳110。液体可在受控流动通道115的位于活塞的第一缸腔11侧的开口116处进入受控流动通道115。通道115经过活塞杆21。受控液流流动方向也由附图标记Fd表示。
液流Fd通过受控阀130的作用而被加阻尼。受控阀130是单向阀，并且仅可使受控液流部分Fd1在图3a中所表示的方向上经过。因此，频率可选阀100仅在一个方向(朝向缸体外部的、活塞的向外移动方向Mo)上作用。活塞的这种向外移动方向Mo引起通过活塞和频率可选阀100的相反方向的(受阻尼的)液流Fd。受控液流Fd从上缸腔11流向下缸腔12，从阻尼阀100的阀入口侧100.1流向阻尼阀100的阀出口侧100.2。受控液流Fd的阻尼导致对缸体10内部的活塞移动产生阻尼。阻尼阀100的阻尼与第二主阀23.2和第二主通道23.1的阻尼作用一起产生。如将在下文中描述的那样，阻尼阀100将在一定时间之后关闭，在此之后，阻尼作用仅受第二主阀23.2和第二主通道23.1的影响。
受阻尼的液流Fd的流动部分Fd1通过频率可选阀100流过受控流动通道115中的受控阀130。受控阀130对液流Fd1的影响为频率可选阀100提供了阻尼特性。相对于受控液流Fd，受控流动通道115包括在受控阀130上游的上游流动通道部115.1以及在受控阀130下游的下游流动通道部115.2。
在活塞向外移动时，液流Fd的另一流动部分Fd2经过活动阀体120中的控制通道125流至控制腔或压力腔126。控制腔126由活动阀体120、第二固定壳体部分112、上/第一(柔性)壁140和下/第二壁170界定。在示出的实施方式中，下/第二壁也配置为控制腔126的柔性壁170。
图4a示出活动阀体120中的控制通道125的细节。受阻尼的液流Fd的受控液流部分Fd2流过设置在第一活动阀体部分121与第二活动阀体部分122之间的控制通道125。第一阀体部分121包括具有中央开口的环形配置。第二阀体部分122包括具有旋转对称性的上下颠倒的T形配置，第二阀体部分122的阀杆(stem)122.1突出穿过第一阀体部分121中的中央开口。T形配置意在理解为在剖面中具有大致的T形形状。第二阀体部分122的阀杆中的一个或多个竖直或螺旋槽提供了控制通道125的上部，并且为第二阀体部分122上的第一阀体部分121提供了定心。
在控制通道125的槽的底端下方，设置有控制阀160。控制阀160以第二阀体部分122的阀杆122.1为中心并且在水平面上延伸。控制阀160包括在其外周边处被夹持和保持在第一阀体部分121与第二阀体部分122之间(尤其是在第一阀体部分121与第二阀体部分122的基座122.4之间)的板。控制阀板160包括在其外周边处的径向槽或缝隙160.1，从而为通过控制通道125流入控制腔或压力腔126的受控液流Fd2提供限流件(flowrestriction)。
流至控制腔126中的向内受控液流Fd2由控制通道125与控制阀160中的限流件160.1之间的压力差来确定。向内受控液流Fd2进行作用以增加控制腔126中的压力。流向控制腔126外部的向外受控液流Fd3通过设置在控制腔的柔性底壁170的外周边中的限流件170.1产生。柔性底壁170配置为闭合设置在第二固定壳体部分112中的座(seat)112.1的多个堆叠板。柔性底壁170的板堆叠的底板设置有槽或缝隙170.1，其跨过座112.1的恒定开口为来自圆周槽126.1的向外受控液流Fd3提供了限流件。因为，柔性壁170的板的直径小于控制腔126的内径，所以液体可自由地流入作为控制腔126的一部分的圆周槽126.1。槽或缝隙170.1既用作控制腔出口也用作控制腔出口的限流件。
向内受控液流Fd2与向外受控液流Fd3之间的平衡提供了控制腔内部的压力的增加或减少。向内受控液流Fd2和向外受控液流Fd3的限流件配置成使得，控制腔内部的压力通常将在活塞的向外移动Mo时增加。控制腔中的压力增加作用在活动阀体120上，以使活动阀体120在向上的方向上移动，从而如图3b所示的那样增加控制腔126的容积。控制腔126中的压力增加也导致柔性底壁170向外移动，以进一步增加控制腔126的容积。相较于控制腔容积不会增加或少量增加的配置，控制腔容积的增加导致控制腔126内部的压力上升速度减慢。这可被称作控制腔的流体积聚能力。由于柔性底壁170的柔性而造成的容积增加取决于底部/第二壁170的板堆叠的刚性。尤其是，柔性由板堆叠中的板的数量、厚度、表面积和材料决定。因此，各参数可适于调节当活塞向外移动并且相应的受控液流Fd向外移动时控制腔126内部的压力增加。
受控阀130安装在活动阀体120上，尤其是围绕第二活动阀体部分122的指向上方的阀杆122.1的顶端，并且由第一活动阀体部分121支撑。第二活动主体部分122的阀杆中的、作为控制通道125的一部分的槽向上延伸通过受控阀130，并且具有与受控阀130上游的受控流动通道115流体连通(且由此与阀入口侧100.1流体连通)的开口端。受控阀130包括阀板130的堆叠，阀板130通过夹持部132夹持在活动阀体120上。在板131的堆叠的底侧处设置有刚性板133以限制受控阀130的弯曲。板130在从底板131向上的方向上具有增加的或相同的直径，从而允许板131的堆叠在刚性板133的顶部上弯曲。图3a示出处于其中性位置的受控阀130，以及图3b示出处于其最大弯曲配置的受控阀。在中性位置，在阀入口侧100.1处控制腔126内部的压力与在阀出口侧100.2处控制腔126内部的压力彼此相同。
在控制腔126的顶侧处具有顶部/第一柔性壁140以允许活动阀体120上下移动，从而增加或减少控制腔126的容积。图5a和图5b分别示出处于其中性位置和其最大弯曲位置的顶部柔性壁140。在示出的实施方式中，顶部柔性壁140包括倚靠第一活动阀体121的座121.1以及倚靠第一固定壳体部分111的弯曲表面111.1的环形柔性板141。弹性构件142(例如，橡胶O型圈)布置在柔性板141下方，以在控制腔126的顶端密封控制腔126，尤其是防止通过在柔性板141的外周边上方的第一固定壳体部分111与第二固定壳体部分112之间的缝隙发生泄露。在弹性构件142的下方设置有(软的)弹簧构件143，以在如图3a所示的频率可选阀100的中性位置中保持柔性板141压靠弯曲表面111.1和活动阀体120的座121.1。弹簧构件143固定在弹性构件142与设置在第二固定壳体构件112的内表面上的边缘(rim)112.2之间。
柔性板141具有通过其材料、内径、外径和其厚度而确定的选定刚度(stiffness)。柔性板的有效刚度还由弯曲表面111.1的曲率半径R确定，其中，因为如图5a和图5b中的虚线所示的那样，随着弯曲增加，柔性板141与弯曲表面111.1之间的接触区域或接触线朝向频率可选阀100的中部移动，所以有效刚度随着弯曲增加而增加。接触区域或接触线朝向频率可选阀100的中部的移动也导致柔性板141的供控制腔126内部的压力作用的有效表面区域减少。柔性板141的这种表面区域介于其内径与由图5a和图5b中的虚线所表示的直径之间。中性位置中的表面区域A1大于柔性板141的弯曲增加的情况下的表面区域A2。增加的刚性和减小的表面区域共同补偿控制腔126内部的增加的压力。由于增加的压力而导致的受控阀130的闭合力的增加通过柔性板141的有效表面区域的减少和增加的刚性而抵销。
偏置弹簧150布置成抵靠活动阀构件120，使得为活动阀构件120提供向上的偏置力。向上的偏置力为受控阀130提供闭合力以在如图3a所示的频率可选阀的中性位置中抵靠受控阀130的阀座111.2。在示出的实施方式中，偏置力是小的，因此，在图3a的活动阀体120的中性位置中，跨过受控阀的小的压力差足以提供跨过受控阀130通过受控流动通道115的下游部115.2流至阀出口侧100.2的受控液流Fd1。偏置弹簧配置为环形板150，该环形板150在其内周边接触活动阀构件120的第二部分122上的边缘。在其外周边处，偏置弹簧板150靠在布置于偏置板150与底部柔性板堆叠170之间的间隔环(spacer ring)151上。在这种配置中，偏置弹簧150将活动阀体120和底部柔性板堆叠保持在适当位置。偏置弹簧150布置在控制腔126内部并且液体可自由地围绕和经过偏置弹簧流动。偏置弹簧不用作控制腔内部的限流元件。图3a示出频率可选阀100的中性配置。图3b示出活动阀体120的最大移动和受控阀130的最大弯曲的配置。在图3b中，偏置弹簧150仅表现出一些轻微的弯曲，因此将仅对活动阀构件120施加最低限度的偏置力。在图3b的配置中，由于控制腔内部的压力作用在活动阀构件120的有效表面和顶部柔性壁140上而施加在活动阀构件120上的向上的力大于由于阀入口侧100.1处的压力作用在受控阀130的有效表面上而施加在活动阀构件上的向下的力。另外，在图3b的配置中，控制腔126中的压力大于阀出口侧100.2处的第二缸腔中的压力。柔性底壁170的作用有相应压力的两侧上的有效表面大致相同。第二缸腔12中的阀出口侧100.2处的压力小于第一缸腔11中的阀入口侧100.1处的压力，因此对于顶部柔性壁140上的向下的力几乎没有贡献。
当在相对于缸体的向外的方向上活塞的向外移动Mo开始时，将产生从第一(或顶部)缸腔通过活塞杆中的通道朝向安装在活塞上频率可选阀100的受控液流或阻尼器液流Fd。如图3a所示，频率可选阀100处于其中性位置。通过偏置弹簧板150施加在活动阀体上的偏置力闭合受控阀130，其中，在其阀座111.2上具有小的闭合力。因此，受控液流Fd1容易流过受控阀130，并且对受控液流Fd的阻尼和由此对活塞移动的阻尼仅仅是少量的。当在第一缸腔11中压力增加(这产生受控液流Fd)时，则在活动阀体120中也将产生通过控制通道125朝向控制腔126的受控液流Fd2。向内受控液流Fd2导致控制腔中的压力增加，这将产生经过柔性底壁170的外周边朝向控制腔126外部的向外受控液流Fd3。控制腔126内部的压力增加量与活动阀体120的移动量连同相应的有效表面区域一起，在向内受控液流Fd2、向外受控液流Fd3以及由于活动阀体120的向上移动和顶部柔性壁140与柔性底壁170的向外弯曲而导致的控制腔的容积增加之间处于平衡状态。压力增加量和活动阀体的移动量由多种参数决定，诸如上文描述的对向内受控液流Fd2和向外受控液流Fd3的限流、顶部柔性壁140和柔性底壁170的刚性、弯曲表面区域111.1的曲率半径等。
活动阀体120的向上移动导致较大的闭合力作用在受控阀130上。这导致第一缸腔11与第二缸腔12之间的受控液流Fd的阻尼增加，因此导致活塞移动的阻尼增加。优选地，作用在受控阀上的闭合力与时间成比例，这可通过细致地调节设计频率可选阀100时以及组装阀100期间的各种参数来实现。
在组装期间，频率可选阀100的各种组件可按照任何可行的顺序安装，直至将第一固定壳体部分111和第二固定壳体部分112附接至彼此的步骤。直到两个壳体部分111和112这样彼此附接为止，两个部分可在纵向方向(图中的竖直方向)上相对于彼此移动。第一壳体部分111和第二壳体部分112随后相对于彼此定位，直至通过偏置弹簧150获得期望的偏置力。可在组装期间测量偏置力。在获得了具有期望的偏置力的这种位置之后，两个壳体部分可通过在频率可选阀的第一壳体部分111和第二壳体部分112周围的多个点113处进行点焊而附接至彼此。具有公开的配置的频率可选阀对于任何制造公差非常不敏感(如果发生的话)。在制造期间容易产生这种公差，但是在将第一固定壳体部分与第二固定壳体部分相对于彼此定位并且以期望的偏置力将它们焊接(点焊或激光焊接)在一起的最终组装步骤时，这种公差得到补偿。也可采用用于将第一壳体部分和第二壳体部分附接在一起的任何其他合适的方法。需要注意，在图3a和图3b中仅示出一个点焊位置113。在实际的实施方式中，将围绕频率可选阀100提供焊点。
受控阀130的初始闭合力由在组装期间调节的偏置弹簧150的偏置力确定。在其缸体10内的活塞20的向外冲程结束时，活塞将倒转至向内冲程。在向内冲程期间，第一(或上)缸腔11内部的压力小于第二(或下)缸腔12内部的压力。因此，控制腔内部的压力将减少，这是因为将在通过其对应的限流件和活动阀体120中的控制通道125朝向第一(或上)缸腔的、与受控液流Fd1相反的方向上产生液流Fr。为了在向内冲程期间允许控制腔内部的压力变得与第一缸腔内部的压力相同以及允许活动阀体返回至其如图3a所示的中性位置，板160也用作泄压阀。控制腔126内部的流体的压力经由第二活动阀体部分122中的通道122.2作用在板阀160的底侧上。阀板160实现为在阀座122.3上闭合的单向阀。其朝向阀入口侧100.1和第一缸腔11打开，使得压力和流体在朝向受控通道115的第一通道部115.1和进一步朝向第一缸腔的液体泄流(fluid relief flow)Fr中泄放。在活塞的向内冲程结束时，频率可选阀100和其活动阀体120已返回至其中性配置，以在活塞的下一个向外冲程时允许频率受控阻尼进行新的循环。泄压阀160的开口设置在同一泄压阀中的限流件160.1的旁路处。
图4c示出活动阀体120中的控制通道125中的限流件和泄压阀的替代实施方式。图4c的控制阀160包括顶板或限流板161以及底板162。用于受控液流Fd1的限流件160.1按照与参考图4a的实施方式所描述的相同的方式设置在限流板161中。控制阀160的底板或泄压阀板162在其内周边处靠在设置于第二阀体部分122上的阀座122.3上。泄压阀板162连同在控制阀160的泄压阀板162的外周边下方的第二阀体部分122中的通道开口122.2一起，允许朝向控制腔126外部的泄压液流Fr经过控制阀160流至受控流动通道115和上缸腔。
在活塞的向外移动Mo之后压力腔或控制腔126中的压力将增加，使得当控制腔126中的压力大于上缸腔中的压力时，控制腔160中的压力将在向内的活塞移动时泄放。控制阀160通过阀座121.3上的泄压板162用作在限流板161中的限流件160.1的旁路处的泄压阀，从而在向内的活塞移动时泄放控制腔126内部的压力。

Claims (42)

1.阻尼阀(100)，包括：
-受控流动通道(115)，布置成在所述阻尼阀的阀入口侧(100.1)与所述阻尼阀的阀出口侧(100.2)之间提供流体连通；
-受控阀(130)，设置在所述受控流动通道中，以允许在操作中影响所述受控流动通道中的在从所述阀入口侧至所述阀出口侧的受控流动方向上的受控液流；
-活动阀体(120)，作用在所述受控阀上，所述活动阀体能够相对于所述受控流动通道的壁移动以改变所述受控阀(130)的闭合力；以及
-控制腔(126)，包括：
--控制腔入口(125)，设置在所述活动阀体(120)中并且与参考所述受控流动方向在所述受控阀(130)上游的阀入口侧(100.1)流体连通，所述控制腔入口包括用于控制从所述阀入口侧至所述控制腔的受控液流的限流件；
--为所述控制腔(126)提供可变容积的配置，所述控制腔的容积变化进行作用以导致所述活动阀体(120)移动，所述控制腔中的流体压力的增加进行作用以增加所述控制腔的容积并且移动所述活动阀体，从而增加所述受控阀(130)的闭合力；以及
--泄压阀(160)，设置在所述控制腔入口(125)中，并且配置和布置为在所述控制腔入口(125)的限流件的旁路允许从所述控制腔(126)至所述阀入口侧(100.1)的泄压液流(Fr)；
其中，所述活动阀体(120)包括第一和第二阀体部分(121、122)，所述第一和第二阀体部分(121、122)保持位于所述第一和第二阀体部分(121、122)之间的卸压阀(160)并且提供用于所述卸压阀的阀座(122.3),所述卸压阀闭合所述阀座，所述控制腔入口(125)设置为至少部分地位于所述第一和第二阀体部分(121、122)之间。
2.根据前述权利要求所述的阻尼阀，其中，所述泄压阀(160)配置为单向阀。
3.根据前述权利要求中任一项所述的阻尼阀，其中，所述控制腔入口(125)的限流件和所述泄压阀(160)组合。
4.根据权利要求1所述的阻尼阀，其中，所述泄压阀(160)包括在所述第一和第二阀体部分(121、122)之间延伸的至少一个缝隙，所述至少一个缝隙配置为在保持所述泄压阀的位置处与所述第一阀体部分和所述第二阀体部分一起提供所述控制腔入口的限流件。
5.根据权利要求4所述的阻尼阀，其中，所述泄压阀(160)包括至少两个堆叠的板，所述泄压阀的、位于所述泄压阀的与所述阀入口侧(100.1)相关联的一侧处的缝隙板包括提供所述控制腔入口(125)的限流件的至少一个缝隙。
6.根据权利要求5所述的阻尼阀，其中，所述泄压阀(160)的、位于所述泄压阀的控制腔侧的阀板闭合所述泄压阀的阀座(122.3)以提供单向阀。
7.根据权利要求1所述的阻尼阀，其中，所述第一阀体部分(121)包括具有中央开口的环形配置，所述第二阀体部分(122)包括大致的T形配置，所述T形配置具有基座(122.4)以及穿过所述第一阀体部分的中央开口的阀杆(122.1)，所述泄压阀(160)被保持在所述第一阀体部分(121)与所述第二阀体部分(122)的基座之间，所述泄压阀的阀座(122.3)设置在所述第二阀体部分的基座上。
8.根据权利要求7所述的阻尼阀，其中，所述第二阀体部分(122)的阀杆(122.1)从所述第一阀体部分(121)突出，所述受控阀(130)设置为围绕所述阀杆的从所述第一阀体部分突出的部分。
9.根据权利要求1所述的阻尼阀，其中，所述阻尼阀包括偏置弹簧(150)，所述偏置弹簧(150)作用在所述活动阀体(120)上以在所述阻尼阀的中性状态下提供所述受控阀(130)的初始闭合力，在所述中性状态下，所述控制腔(126)内部的流体压力等于所述阀入口侧(100.1)上的流体压力。
10.根据权利要求9所述的阻尼阀，其中，所述偏置弹簧(150)作用在所述第二阀体部分(122)上。
11.根据权利要求9-10中任一项所述的阻尼阀，其中，所述活动阀体(120)居中设置在所述阻尼阀的阀壳体(111、112)内部，所述偏置弹簧(150)是环形的且具有用于接纳所述活动阀体(120)的中央开口，所述偏置弹簧在内周边处倚靠所述活动阀体并且在外周边处作用在所述阀壳体(111、112)上。
12.根据权利要求11所述的阻尼阀，其中，所述阀壳体包括第一和第二阀壳体部(111、112)，所述受控阀(130)作用在所述活动阀体(120)与所述第一阀壳体部(111)之间，所述偏置弹簧(150)作用在所述第二阀壳体部(112)上，所述第一阀壳体部和所述第二阀壳体部配置为允许在所述阻尼阀的制造期间使所述第一阀壳体部和所述第二阀壳体部相对于彼此移动以允许设定所述偏置弹簧(150)的预定偏置力和所述受控阀(130)的对应预定闭合力，并且配置为允许在保持所述偏置弹簧(150)的预定偏置力的情况下将所述第一阀壳体部和所述第二阀壳体部固定至彼此以及在设定所述偏置弹簧(150)的预定偏置力之后相对于彼此固定。
13.根据权利要求12所述的阻尼阀，其中，所述第一和第二阀壳体部(111、112)焊接至彼此。
14.根据权利要求1所述的阻尼阀，其中，所述阻尼阀还包括第一柔性壁(140)，允许所述控制腔的容积变化并且在所述控制腔的容积变化时允许所述活动阀体(120)的移动，以及提供上面作用有所述控制腔(126)中的流体压力的有效表面区域，当所述活动阀体(120)在朝向所述控制腔的外部的方向上移动时所述有效表面区域减少，所述第一柔性壁包括倚靠弯曲表面(111.1)的柔性板(141)，使得当所述柔性板和所述活动阀体在朝向所述控制腔的外部的方向上移动时所述有效表面区域减少。
15.根据权利要求14所述的阻尼阀，其中，所述弯曲表面(111.1)具有曲率半径(R)。
16.根据权利要求14-15中任一项所述的阻尼阀，其中，所述阻尼阀包括阀壳体(111、112)，所述弯曲表面(111.1)设置在所述阀壳体上。
17.根据权利要求16所述的阻尼阀，其中，所述活动阀体(120)居中设置在所述阀壳体(111、112)的内部，以及所述柔性板(141)是环形的且具有用于接纳所述活动阀体的中央开口，所述柔性板在内周边处倚靠设置在所述活动阀体上的座(121.1)并且在外周边处倚靠所述弯曲表面(111.1)。
18.根据权利要求16所述的阻尼阀，其中，所述阀壳体(111、112)包括第一阀壳体部(111)和第二阀壳体部(112)，以及密封元件(142)设置为在所述柔性板(141)的控制腔(126)侧抵靠所述柔性板从而相对于所述第二阀壳体部(112)密封。
19.根据权利要求14-15中任一项所述的阻尼阀，其中，安装弹簧(143)作用在所述柔性板(141)上以保持所述柔性板倚靠所述弯曲表面(111.1)。
20.根据权利要求1所述的阻尼阀，其中，所述控制腔(126)包括控制腔出口，所述控制腔出口与所述阀出口侧(100.2)流体连通并且参考所述受控流动方向位于所述受控阀(130)的下游，所述控制腔出口包括限流件。
21.根据权利要求1所述的阻尼阀，其中，所述控制腔(126)包括允许所述控制腔的容积变化的第二柔性壁(170)。
22.根据权利要求20所述的阻尼阀，其中，所述控制腔(126)包括允许所述控制腔的容积变化的第二柔性壁(170)，以及所述控制腔出口的限流件设置在所述第二柔性壁(170)中。
23.根据权利要求21所述的阻尼阀，其中，所述第二柔性壁(170)包括至少一个板。
24.根据权利要求22所述的阻尼阀，其中，所述第二柔性壁(170)包括至少一个板，并且所述第二柔性壁的板包括提供所述控制腔出口的限流件的至少一个缝隙。
25.根据权利要求24所述的阻尼阀，其中，所述第二柔性壁(170)的板包括倚靠座的至少一个缝隙。
26.根据权利要求23所述的阻尼阀，其中，所述阻尼阀包括偏置弹簧(150)，所述偏置弹簧(150)作用在所述活动阀体(120)上以在所述阻尼阀的中性状态下提供所述受控阀(130)的初始闭合力，在所述中性状态下，所述控制腔(126)内部的流体压力等于所述阀入口侧(100.1)上的流体压力，所述阻尼阀包括阀壳体(111、112)，所述第二柔性壁(170)倚靠所述阀壳体(112)，以及所述偏置弹簧(150)在所述偏置弹簧(150)的外周边处作用在所述第二柔性壁上。
27.根据权利要求1述的阻尼阀，其中，所述受控阀(130)包括至少一个板(131)。
28.根据权利要求9所述的阻尼阀，其中，所述偏置弹簧(150)包括至少一个板。
29.根据权利要求13所述的阻尼阀，其中，所述第一和第二阀壳体部(111、112)通过点焊或激光焊接焊接至彼此。
30.根据权利要求18所述的阻尼阀，其中，所述密封元件(142)是弹性密封元件。
31.根据权利要求30所述的阻尼阀，其中，所述弹性密封元件包括橡胶圈。
32.根据权利要求30所述的阻尼阀，其中，所述弹性密封元件包括O型圈。
33.根据权利要求18所述的阻尼阀，其中，安装弹簧(143)作用在所述柔性板(141)上以保持所述柔性板倚靠所述弯曲表面(111.1)，并且所述密封元件设置在所述柔性板与所述安装弹簧之间。
34.根据权利要求26所述的阻尼阀，其中，所述第二柔性壁与所述偏置弹簧(150)之间设置有一个或多个间隔元件(151)，使得所述偏置弹簧的外周边倚靠所述一个或多个间隔元件(151)。
35.减震器(1)，包括：
-缸体(10)；
-活塞(20)，能够在所述缸体中移动并且相对于所述缸体的壁密封以在所述活塞的两侧将所述缸体划分为第一和第二缸腔(11、12)；以及
-根据权利要求1所述的阻尼阀(100)，所述阀入口侧(100.1)与所述第一缸腔和所述第二缸腔中的一个流体连通，以及所述阀出口侧(100.2)与所述第一缸腔和所述第二缸腔中的另一个流体连通。
36.制造根据权利要求12所述的阻尼阀的方法，其中，在所述第一和第二阀壳体部(111、112)相对于彼此移动以设定所述偏置弹簧(150)的预定偏置力和所述受控阀(130)的对应预定闭合力之后，组装所述阻尼阀；以及在设定所述偏置弹簧(150)的预定偏置力之后，将所述第一和第二阀壳体部(111、112)相对于彼此固定。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，将所述第一和第二阀壳体部(111、112)焊接至彼此。
38.根据权利要求37所述的方法，其中，将所述第一和第二阀壳体部(111、112)点焊或激光焊接至彼此。
39.减震器(1)，包括：
-缸体(10)；
-活塞(20)，能够在所述缸体中移动并且相对于所述缸体的壁密封以在所述活塞的两侧将所述缸体划分为第一和第二缸腔(11、12)；以及
-根据权利要求12所述的阻尼阀(100)，所述阀入口侧(100.1)与所述第一缸腔和所述第二缸腔中的一个流体连通，以及所述阀出口侧(100.2)与所述第一缸腔和所述第二缸腔中的另一个流体连通。
40.制造根据权利要求39所述的减震器的方法，其中，在所述第一和第二阀壳体部(111、112)相对于彼此移动以设定所述偏置弹簧(150)的预定偏置力和所述受控阀(130)的对应预定闭合力之后，组装所述阻尼阀；以及在设定所述偏置弹簧(150)的预定偏置力之后，将所述第一和第二阀壳体部(111、112)相对于彼此固定。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，将所述第一和第二阀壳体部(111、112)焊接至彼此。
42.根据权利要求41所述的方法，其中，将所述第一和第二阀壳体部(111、112)点焊或激光焊接至彼此。
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