CN111512063B - 旋转阻尼器，特别是用于车辆悬架 - Google Patents

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Abstract

一种旋转阻尼器(10)，包括：绕旋转轴线(x)旋转的旋转输入构件(12)；以及在旋转轴线(x)的相对两侧彼此同轴布置的第一汽缸(16)和第二汽缸(18)；第一活塞(24)，其可在第一汽缸(16)内滑动并与后者一起限定包含第一不可压缩工作流体的第一工作腔室(26)；第二活塞(28)，其可在第二汽缸(18)内滑动并与第二汽缸一起限定包含第二不可压缩的工作流体的第二工作腔室(30)；运动转换工具(32、34、36、38)，其布置成将旋转输入构件(12)围绕旋转轴线(x)的旋转运动转换为第一和第二活塞(24、28)的彼此同相的往复运动；第三汽缸(40)；第四汽缸(42)；第三活塞(46)，其可在第三汽缸(40)内滑动并将该汽缸(40)的内部体积分成第一主腔室(48)和第一辅助腔室(50)，第一主腔室与第一工作腔室(26)流体连通，其中第一辅助腔室(50)包含第一弹簧工具，该第一弹簧工具布置成将第一弹力施加在第三活塞(46)上，该第一弹力作用成抵抗由第一工作腔(48)中的第一工作流体的压强产生的施加在第三活塞(46)上的第一压力，以及其中第三活塞(46)是浮动活塞，该浮动活塞取决于施加在其上的所述第一弹力和第一压力之间的合力在第三汽缸(40)内滑动；第四活塞(52)，其布置在第四汽缸(42)内并且将该汽缸(42)的内部体积分成第二主腔室(54)和第二辅助腔室(56)，第二主腔室(54)与第二工作腔室(30)流体连通，其中第二辅助腔室(56)包含第二弹簧工具，该第二弹簧工具布置成将第二弹力施加在第四活塞(52)上，第二弹力作用成抵抗由在第二主腔室(54)中的第二工作流体的压强产生的施加在第四活塞(52)上的第二压力，并且其中第四活塞(52)是浮动活塞，该浮动活塞取决于施加在其上的所述第二弹力和第二压力之间的合力在第四汽缸(42)内滑动。

Description

旋转阻尼器，特别是用于车辆悬架
技术领域
本发明总体上涉及一种旋转阻尼器，该旋转阻尼器被布置为阻尼旋转机械构件(例如，摆动杆或臂)的旋转运动。
本发明的旋转阻尼器尤其设计成在车辆悬架中使用以阻尼悬架臂的旋转运动。然而，本发明不限于该特定应用，而是可以应用于需要阻尼机械构件的旋转运动的任何其他机械系统。
背景技术
更具体地，本发明涉及一种旋转阻尼器，其包括：
旋转输入构件，其旨在刚性地连接到旋转机械构件以与旋转机械构件一起绕旋转轴线旋转；
第一汽缸和第二汽缸，其在旋转轴线的相对侧上彼此同轴地布置；
第一活塞和第二活塞，其分别可滑动地安装在第一汽缸和第二汽缸内，并用第一汽缸和第二汽缸分别限定第一工作腔室和第二工作腔室，所述第一工作腔室和第二工作腔室分别包含都是不可压缩的流体的第一工作流体和第二工作流体；和
运动转换工具，其布置在旋转输入构件与第一和第二活塞之间，以将旋转输入构件围绕旋转轴线的旋转运动转换为第一活塞和第二活塞彼此同相的往复运动，从而作为旋转输入构件绕旋转轴线在第一方向上的旋转运动的结果，减小了第一工作腔室的体积并且增加了第二工作腔室的体积，而作为旋转输入构件绕旋转轴线在与第一方向相对的第二方向上的旋转运动的结果，增加了第一工作腔室的体积并且减小了第二工作腔室的体积。
例如从GB 340 563已知这种类型的旋转阻尼器。根据该已知的解决方案，旋转阻尼器具有旁路室，该旁路室平行于第一汽缸和第二汽缸延伸并通过相应的小孔与第一工作腔室和与第二工作腔室都连通，从而容纳在第一工作腔室和第二工作腔室中的工作流体(由液体形成)可以通过旁通室从第一工作腔室流向第二工作腔室，反之亦然。通过利用工作流体通过旁通室的流量获得的阻尼水平可以通过可调螺旋塞来确定，该螺旋塞与两个小孔之一配合使用，可提供手动可调的流量控制阀。以这种方式，对于在回弹和压缩阶段的阻尼水平，可以进行相同的调节。
然而，这种已知的旋转阻尼器的第一个缺点是不能保证用工作流体容易且完全地填充工作体积。此外，这种已知的旋转阻尼器不能补偿由于工作期间温度升高而引起的工作流体不可避免的膨胀。工作流体的这种膨胀会在阻尼器内引起过大的压强并有可能导致阻尼器本身的爆裂。此外，与车辆悬架中使用的任何常规阻尼器不同，该已知的旋转阻尼器不能对必须阻尼其旋转的旋转机械构件增加弹簧效果。最后，如已经引用的那样，d这种已知的旋转阻尼器不允许在压缩和回弹阶段独立地调节阻尼水平。
从BE 423 599还已知一种上述类型的旋转阻尼器。同样在这种情况下，第一工作腔室和第二工作腔室彼此流体连通，使得容纳在第一工作腔室和第二工作腔室中的工作流体可以从一个腔室流向另一个腔室。此外，根据BE 423 599的旋转阻尼器还包括：
第三活塞，其可滑动地布置在第三汽缸内，并且将所述汽缸的内部体积分成第一主腔室和第一辅助腔室，第一主腔室通过第一止回阀连接到第一工作腔室，第一辅助腔室容纳弹簧，弹簧作用在第三活塞上抵抗由于第一主腔室中的流体的压强而产生的压力；和
第四活塞，其可滑动地布置在第四汽缸内，并且将所述汽缸的内部体积分成第二主腔室和第二辅助腔室，第二主腔室通过第二止回阀连接到第二工作腔室，第二辅助腔室容纳弹簧，弹簧作用在第四弹簧上抵抗由于第二主腔室中的流体的压强而产生的压力；
其中，第一辅助腔室和第二辅助腔室彼此流体连通，以及与第一工作腔室和第二工作腔室以及与第一和第二主腔室流体连通。
因此，这种已知的旋转阻尼器受到上面结合GB 340 563已经提到的相同缺点的影响，特别是它不能保证工作流体完全填充工作体积，不能补偿由于工作期间温度升高而导致工作流体的热膨胀，并且不能为机构增加弹簧效果。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种上述类型的旋转阻尼器，其没有被上述现有技术的缺点的影响。
根据本发明，借助于独立权利要求1中限定的旋转阻尼器，完全实现了该目的和其他目的。
本发明的有利的实施例构成从属权利要求的主题，从属权利要求的内容旨在构成下面的描述的组成部分。
简而言之，本发明基于提供上述类型的旋转阻尼器的思想，其中第一工作腔室和第二工作腔室彼此流体分离，并且第一辅助腔室和第二辅助腔室也彼此流体分离以及从第一工作腔室和第二工作腔室分离，从而防止第一工作流体从第一工作腔室流入第二工作腔室以及流入第一辅助腔室和第二辅助腔室，并从而防止第二工作流体从第二工作腔室流入第一工作腔室以及流入第一辅助腔室和第二辅助腔室。
由于第一工作腔室和第二工作腔室不彼此流体连通，使得在这两个工作腔室之间没有工作流体的流动，由于旋转输入构件的旋转引起的第一活塞和第二活塞的线性运动，第一工作腔室和第二工作腔室的体积发生变化，该体积变化导致第一工作流体和第二工作流体分别流入或流出第一工作腔室和第二工作腔室，第一工作腔室和第二工作腔室的体积的变化通过第三活塞和第四活塞分别在各自的第三汽缸和第四汽缸内的运动来补偿。
这允许用第一工作流体和第二工作流体容易且完全地填充工作体积，并补偿由于工作期间温度升高而导致的第一工作流体和第二工作流体不可避免的膨胀。
通过适当地设置由所述第一弹簧工具和第二弹簧工具施加的弹力(就预紧力和刚度而言)，这还允许为旋转阻尼器提供弹簧效果。
此外，取决于旋转输入构件的旋转幅度，可以对旋转阻尼器赋予双弹簧刚度效果，如以下描述中详细说明的。
优选地，相同的不可压缩流体用作第一工作流体和第二工作流体。
根据本发明的实施例，所述第一弹簧工具和第二弹簧工具分别由第一可压缩流体和第二可压缩流体形成，每一个均填充第一辅助腔室和第二辅助腔室中的相应一个。在这种情况下，可以通过适当地设置相应辅助腔室中的第一可压缩流体和第二可压缩流体的压强水平来调节施加到第三和第四活塞上的弹力。为此目的，阻尼器可包括例如气动压缩机和一组气动阀，其布置成改变在第一辅助腔室和第二辅助腔室中的第一可压缩流体和第二可压缩流体的压强。这样，在将旋转阻尼器器应用于车辆悬架的情况下，也可以改变车辆底盘高度(vehicle ride height)。
所述第一弹簧工具和第二弹簧工具也可以由像螺旋弹簧或弹性材料构件的弹性机械元件代替可压缩流体形成。
附图说明
从下面的详细描述中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，仅通过非限制性示例的方式参考附图给出，其中：
图1是根据本发明的实施例的旋转阻尼器的立体图，该旋转阻尼器连接至悬架臂。
图2是图1的旋转阻尼器在悬架臂的第一位置的侧视图。
图3是图1的旋转阻尼器的透视图(部分是虚像)，其中悬挂臂处于所述第一位置。
图4是图1的旋转阻尼器的在悬架臂的第二位置的侧视图。
图5是图1的旋转阻尼器的透视图(部分是虚像)，其中悬挂臂处于所述第二位置。
图6是图1的旋转阻尼器的从上看的剖视图，其中悬架臂处于所述第一位置和第二位置之间的中间位置。
图7是图1的旋转阻尼器的从上看的剖视图，其中悬架臂处于所述第一位置。
图8是图1的旋转阻尼器的从上看的剖视图，其中悬架臂处于所述第二位置。
图9是详细地表示图1的旋转阻尼器的第一流量控制阀的透视图，剖切通过穿过其纵轴的平面。
图10是详细地表示图1的旋转阻尼器的第二流量控制阀的透视图，剖切通过穿过其纵轴的平面。
图11是详细示出了图1的旋转阻尼器的俘能装置(energy harvesting device)的透视图(部分是虚像)。
图12是根据本发明的另一实施例的旋转阻尼器的透视图(部分是虚像)。
图13是根据本发明的又一个实施例的旋转阻尼器的透视图(部分是虚像)。和
图14A和14B是从上方以放大比例的剖视图，详细示出了图13的旋转阻尼器的压缩液压缓冲块，分别处于压缩行程的中间位置和压缩行程的结束。
具体实施方式
如上所述，本发明的旋转阻尼器特别设计用于车辆悬架，并且将在下文中参考该特定应用进行描述。然而，应理解，仅以举例的方式提供了这种应用，并且不应将其视为限制本发明的范围。根据本发明的旋转阻尼器的其他可能的应用是例如军用车辆、坦克、飞机、直升机、火车、机器人等。
首先参考图1至图5，根据本发明的实施方式的旋转阻尼器(以下简称为“阻尼器”)总体上用10表示。
阻尼器10首先包括旋转输入构件12，该旋转输入构件旨在刚性地连接至旋转机械构件14以与后者即旋转机械构件一起绕旋转轴线x旋转。
在所示的实施例中，旋转输入构件12和旋转机械构件14分别是轴和悬架臂，因此，为简单起见，在下文中将其分别称为轴12和悬架臂14。然而，应当理解，取决于阻尼器10的具体应用，构件12和14可以由任何其他合适的构件形成。
由于车轮(未示出)相对于车身(也未示出)在任一方向上的相对竖直运动，悬架臂14以及因此轴12也在任一方向上绕旋转轴线x的旋转。更具体地，在此假设车轮的所谓压缩运动(即车轮向车身的运动)引起悬架臂14在第一方向(逆时针方向，相对于人看图1至5的视角而言)上围绕旋转轴线x的旋转运动，从而悬架臂14向上旋转直到到达如图2和3所示的第一位置，然而所谓的车轮回弹运动(即车轮远离车身的运动)引起悬架臂14在第二方向(顺时针方向，相对于人看图1至5的视角而言)上绕旋转轴线x的旋转运动，从而使悬架臂14向下旋转直到到达如图4和图5所示的第二位置。
阻尼器10还包括在旋转轴线x的相对两侧上彼此同轴地布置的第一汽缸16和第二汽缸18。第一汽缸16和第二汽缸18的轴线表示为y。
在所示的实施例中，第一汽缸16和第二汽缸18由相同的管状套管形成，通常用20表示，但是它们可以替代地由分开的套管形成。在所示的实施例中，套管20还形成中心部分22，在该处轴12被支撑(通过未详细示出的已知轴承工具)以绕旋转轴线x旋转。在应用于车辆悬架的情况下，阻尼器的套管也可以完全集成到车辆的框架中，从而在包装方面保证了很大的优势。
优选地，第一汽缸16和第二汽缸18具有相同的内径和相同的长度。
第一活塞24可滑动地安装在第一汽缸16的内部以沿轴线y往复运动。第一活塞24与第一汽缸16一起限定了第一工作腔室26，第一工作腔室的体积随着第一活塞24沿着轴线y移动而改变。第一工作腔室26充满第一工作流体，该第一工作流体是不可压缩的流体，例如油。
同样，第二活塞28可滑动地安装在第二汽缸18的内部以沿轴线y往复运动。第二活塞28与第二汽缸18一起限定第二工作腔室30，第二工作腔室的体积随着第二活塞28沿着轴线y移动而改变。第二工作腔室30充满第二工作流体，该第二工作流体是不可压缩的流体，例如油。优选地，相同的流体，例如相同的油，既用作第一工作流体又用作第二工作流体。第二工作腔室30与第一工作腔室26流体分离，即，始终防止第一工作腔室流体和第二工作腔室流体在第一工作腔室26和第二工作腔室30之间流动。
阻尼器10还包括运动转换机构，该运动转换机构布置在轴12与第一活塞24和第二活塞28之间以将轴12围绕旋转轴线x的旋转运动转换为第一活塞24和第二活塞28的彼此同相(即沿轴线y的相同方向)的往复运动。
在所示的实施例中，在压缩阶段期间，轴12以及因此悬架臂14在绕旋转轴线x的上述第一方向(逆时针方向)上的旋转运动通过运动转换机构转换为第一活塞24和第二活塞28沿着轴线y向左的线性运动，由此第一工作腔室26的体积减小而第二工作腔室30的体积增大。另一方面，在回弹阶段，轴12的以及因此悬架臂14的在绕旋转轴线x的前述第二方向(顺时针方向)上的旋转运动通过运动转换机构转换为第一活塞24和第二活塞28沿轴线y向右的线性运动，由此第二工作腔室30的体积减小而第一工作腔室26的体积增大。
在所示的实施例中，运动转换机构包括：刚性地连接到轴12的以与其一起绕旋转轴线x旋转的轮32；在与旋转轴线x相距一定距离处固定到轮32的偏心销34；和分别将第一活塞24和第二活塞28与偏心销34连接的一对连杆36和38。自然地，可以设想运动转换机构的不同构造，只要该运动转换机构将轴12围绕旋转轴线x的旋转运动转换成第一活塞24和第二活塞28沿着轴线y的同相线性运动即可。
阻尼器10还包括第三汽缸40和第四汽缸42。
在图示的实施例中，第三汽缸40和第四汽缸42彼此同轴地布置。第三汽缸40和第四汽缸42的轴线(用y'表示)优选地平行于第一汽缸16和第二汽缸18的轴线y指向。
优选地，第三汽缸40和第四汽缸42分别紧邻第一汽缸16和第二汽缸18布置。更具体地，在所示的实施例中，第三汽缸40和第四汽缸42由相同的管状套管44形成，该管状套管44与形成第一汽缸16和第二汽缸18的管状套管20相邻并平行，由此阻尼器10具有大体扁平的双管配置。
然而，本文描述和说明的配置对于本发明的目的不是必需的，因此不限制本发明的范围。实际上，其他配置也是可能的，但是为了简洁起见，在此未公开。
还参考图6至图8，第三活塞46可滑动地布置在第三汽缸40内部，并将第三汽缸40的内部体积分成两个腔室48和50，以下分别称为第一主腔室和第一辅助腔室。
第一主腔室48与第一工作腔室26流体连通并且因此容纳第一工作流体。由于第一主腔室48中的第一工作流体的压强，所以压力被施加到第三活塞46上，该压力倾向于使第三活塞46运动以减小第一辅助腔室50的体积(即，使第三活塞46向右运动，相对于人看图6至8的人的视角而言)。
第一辅助腔室50包括第一弹簧工具，该第一弹簧工具布置成在第三活塞46上向左施加弹力，即，作用成抵抗由第一主腔室48中的第一工作流体的压强产生的施加在第三活塞46上的压力的弹力。
第三活塞46是浮动活塞，该浮动活塞取决于在施加在其上的上述压力与弹力之间的合力在第三缸体40内滑动。
根据本发明的实施例，如图1至11所示，第一辅助腔室50充满用作第一弹簧工具的第一可压缩流体(即，空气或气体)。
可替代地，如图12所示，第一辅助腔室50包含第一弹性机械元件51，例如螺旋弹簧。第一弹性机械元件也可以是弹性体材料的构件。
该布置使得在上述压缩阶段期间，当由于轴12沿第一方向的旋转而使第一工作腔室26的体积减小时，从第一工作腔室26流向第一主腔室48的第一工作流体导致第一主腔室48的体积增加，因此导致第三活塞46向右移动(根据人看图6至图8的视角)以减小辅助腔室50的体积，从而压缩容纳在其中的第一可压缩流体或第一弹性机械元件51。
仍然参照图6至图8，第四活塞52可滑动地布置在第四汽缸42的内部，并且将第四汽缸42的内部体积分成两个腔室54和56，以下分别称为第二主腔室和第二辅助腔室。
第二主腔室54与第二工作腔室30流体连通并且因此容纳第二工作流体。由于第二主腔室54中第二工作流体的压强，压力被施加到第四活塞52上，该压力倾向于使第四活塞52运动以减小第二辅助腔室56的体积(即，使第四活塞52向左运动，相对于人看图6至图8的视角而言)。
第二辅助腔室56包含第二弹簧工具，该第二弹工具布置成在第四活塞52上向右施加弹力，即作用成抵抗由第二主腔室54中的第二工作流体的压强产生的施加于在第四活塞52上的压力的弹力。
第四活塞52与第三活塞46一样，是浮动活塞，该浮动活塞取决于施加在其上的上述压力与弹力之间的合力在第四缸体42内滑动。
根据本发明的实施例，如图1至11所示，第二辅助腔室56充满用作第二弹簧工具的第二可压缩流体(即，空气或气体)。
可选地，如图12所示，第二辅助腔室56包含第二弹性机械元件57，例如螺旋弹簧。第二弹性机械元件也可以是弹性体材料的构件。
该布置使得在上述回弹阶段期间，当由于轴12沿第二方向的旋转而使第二工作腔室30的体积减小时，从第二工作腔室30流向第二主腔室54的第二工作流体导致第二主腔室54的体积增加，因此导致第四活塞52向左移动(根据人看图6至图8的视角)以减小第二辅助腔室56的的体积，从而压缩包含在其中的第二可压缩流体或第二弹性机械元件57。
如图所示，根据本发明的优选实施例，阻尼器10还包括第五汽缸58，该第五汽缸介于第三汽缸40和第四汽缸42之间，并且也优选地由管状套管44形成。
第五汽缸58与第三汽缸40和第四气汽缸42之一连通。
更具体地，在本文所示的实施例中，经由设置在将这两个汽缸隔开的壁62中的开口60，第五汽缸58与第三缸40连通。相反，第五缸58不与另一个汽缸(即第四汽缸42)连通，通过封闭壁64将其与第四汽缸隔开。
第五活塞66可滑动地布置在第五汽缸58的内部，以取决于作用在其上的合力在其中浮动。更具体地，第五活塞66经受指向相对两方向的两个力。一方面，通过设置在壁62中的开口60，第五活塞66经受由容纳在第三汽缸40的第一辅助腔室50中的第一弹簧工具(第一可压缩流体或第一弹性机械元件51)施加的弹力。另一方面，第五活塞66经受由包含在第五活塞66和壁64之间限定的腔室67(以下称为第三辅助腔室)中的第三弹簧工具所施加的弹力。有利地，第三弹簧工具构造成使得：在悬架臂14的上述第一位置和第二位置之间的中间位置上(如图6所示)它们施加到第五活塞66上的力大于由第一弹簧工具施加的力，由此第五活塞66保持与壁62接触(即，相对于人看图6的视角，在第五汽缸58内的最左侧位置)。
在图1至11所示的实施例中，第三弹簧工具由第三可压缩流体形成，该第三可压缩流体填充第三辅助腔室67，并且优选地是与第一可压缩流体和/或第二可压缩流体相同的流体。
有利地，第三辅助腔室67中的第三可压缩流体的压强高于第一辅助腔室50中的第一可压缩流体的压强。因此，由于第一辅助腔室50和第三辅助腔室67之间的压差，第五活塞66通常保持与壁62接触。
可替代地，如图12所示，第三弹簧工具由第三弹性机械元件69(诸如螺旋弹簧或弹性材料)形成。
阻尼器10还包括第一端管68，该第一端管固定到放置第一汽缸16的管状套管20的端部以及固定到放置第三汽缸40的管状套管44的端部，并限定在第一工作腔室26和第一主腔室48之间的第一工作流体的流动路径。
第一流量控制阀70，优选地被制成为手动可调阀，被安装在第一端管68中，并允许在压缩阶段期间调节从第一工作腔室26流到第一主腔室48的第一工作流体的压降，以及反之亦然，在回弹阶段期间从第一主腔室48到第一工作腔室26的第一工作流体的压降。
第一流量控制阀70具有例如图9中详细示出的结构。通过这种结构，第一流量控制阀70允许用于压缩阶段的三个独立设置和用于回弹阶段的三个独立设置。当然，可以设想第一流量控制阀70的不同结构。第一流量控制阀70例如可以是具有夹紧的垫片堆叠的传统阀，或者是电子控制的电磁阀，而不是手动可调阀。
第一止回阀72也安装在第一端管68中，平行于第一流量控制阀70，并且在回弹阶段期间允许第一工作流体仅从第一主腔室48到第一工作腔室26的方向上流动。因此，在压缩阶段期间，第一工作流体被迫仅穿过第一流量控制阀70从第一工作腔室26流到第一主腔室48，而在回弹阶段期间，第一工作流体可以通过第一流量控制阀70和/或通过第一止回阀72从第一主腔室48流向第一工作腔室26，这取决于这两个阀的设置。
优选地，阻尼器10还包括第一俘能装置，该第一俘能装置与第一工作腔室26相关联，并且被构造成在压缩阶段期间当第一工作流体从第一工作腔室26流到第一主腔室48时以及在回弹阶段期间当第一工作流体沿相反方向(即从第一主腔室48到第一工作腔室26)流动时从第一工作流体的流动产生动力。
在所示的实施例中，第一俘能装置包括第一液压马达74以及第一电机76，该第一液压马达布置在第一工作腔室26与第一主腔室48之间的流动路径中，优选地其旋转轴线平行于轴线y，该第一电机的转子与第一液压马达74驱动地连接用于旋转，特别是借助于第一传动轴78与第一液压马达74驱动地连接用于旋转。第一液压马达74的结构被配置成使得当第一工作流体在压缩阶段期间从第一工作腔室26流到第一主腔室48时，第一液压马达被第一工作流体驱动以沿给定方向旋转，从而导致第一传动轴78沿相同方向旋转并且因此导致第一电机76的转子沿相同方向旋转。
优选地，第一液压马达74也紧接着第一止回阀72的下游定位，以便在回弹阶段期间由从第一主腔室48到第一工作腔室26方向上流过第一止回阀72的第一工作流体驱动旋转。为了简单起见，第一液压马达74仅在附图中示意性地示出。
减振器10还包括第二端管80，该第二端管固定到放置第二汽缸18的管状套管20的端部以及固定到放置第四汽缸42的管状套管44的端部，并限定第二工作腔室30和第二主腔室54之间的第二工作流体的流动路径。
第二流量控制阀82，优选地制成为电子控制的电磁阀，安装在第二端管80中，并允许调节在回弹阶段期间从第二工作腔室30流到第二主腔室54的第二工作流体的压降，以及反之亦然，调节在压缩阶段期间从第二主腔室54流到第二工作腔室30的第二工作流体的压降。
第二流量控制阀82具有例如图10中详细示出的结构。然而，可以设想第二流量控制阀82的不同结构。第二流量控制阀82例如可以是手动可调阀，而不是电子控制电磁阀，或者第二流量控制阀可以包含对磁流变流体或电流变流体的限制。
第二止回阀84也安装在第二端管80中，平行于第二流量控制阀82，并且在压缩阶段期间允许第二工作流体仅在从第二主腔室54到第二工作腔室30的方向上流动。因此，在回弹阶段期间，第二工作流体被迫仅穿过第二流量控制阀82从第二工作腔室30流到第二主腔室54，而在压缩阶段期间，第二工作流体可以通过第二流量控制阀82和/或第二止回阀84从第二主腔室54流到第二工作腔室30，这取决于这两个阀的设置。
优选地，阻尼器10还包括第二俘能装置，该第二俘能装置与第二工作腔室30相关联，并且被配置成在回弹阶段期间当第二工作流体从第二工作腔室30流到第二主腔室54时以及在压缩阶段期间当第二工作流体沿相反方向(即从第二主腔室54到第二工作腔室30)流动时从第二工作流体的流动产生动力。
在所示的实施例中，第二俘能装置具有与第一俘能装置基本相同的结构，具有第二液压马达86以及第二电机88，该第二液压马达布置在第二工作腔室30与第二主腔室54之间的流动路径中，优选地其轴线平行于轴线y并且与第一液压马达74的旋转轴线同轴，该第二电机的转子特别是借助于第二传动轴90与第二液压马达86驱动地连接用于旋转。第二液压马达86的结构被配置成，使得当第二工作流体在回弹阶段期间从第二工作腔室30流到第二主腔室54时，第二液压马达被第二工作流体驱动以沿给定方向旋转，从而导致第二传动轴90沿相同方向旋转并因此导致第二电机88的转子沿相同方向旋转。
优选地，第二液压马达86也紧接在第二止回阀84的下游定位，从而在压缩阶段期间由在从第二主腔室54到第二工作腔室30的方向上流过第二止回阀84的第二工作流体驱动旋转。
因此，第一俘能装置和第二俘能装置能够将旋转机械构件14(例如，悬架臂)的部分动能转换为电能，旋转机械构件14的旋转必须被阻尼。这样的电能然后可以在车辆水平上用于给车辆电池充电，或者可以在本地用于向电子控制电磁阀的控制工具(如果有的话)供电，从而实现半主动阻尼控制，该半主动阻尼控制从能量的视角来看是自主的。
现在将具体参考图6至图8描述阻尼器10的操作。
如图7所示，在压缩阶段期间，即，当悬架臂14向上旋转并且因此轴12沿上述第一方向(逆时针方向)旋转时，第一活塞24和第二活塞28利用运动传动机构例如从图6的中间位置开始向左同步地移动(相对于人看图7的视角而言)。产生的第一工作腔室26的体积的减小导致容纳在该工作腔室中的第一工作流体穿过第一流量控制阀70流向第三汽缸40的第一主腔室48(因为第一止回阀72阻止了流体沿这个方向流过)。从第一工作腔室26流到第一主腔室48的流体引起的压降，通过第一电机76施加到第一液压马达74的制动扭矩，由第一流量控制阀70以及第一俘能装置的设定来确定。当第一主腔室48充满来自第一工作腔室26的第一工作流体时，第一主腔室48的体积增加，因此第三活塞46向右移动，即朝壁62移动。因此，容纳在第一辅助腔室50中的第一可压缩流体被压缩并且其施加到第五活塞66上的压力增大。当该压力变得高于通过第三辅助腔室67中容纳的第三可压缩流体施加在第五活塞66上的压力时，第五活塞66向右移动，从而进一步压缩第三辅助腔室67中容纳的第三可压缩流体。
同时，第二活塞28向左移动导致第二工作腔室30的体积增加。因此，第四汽缸42的第二主腔室54中容纳的第二工作流体被迫通过第二流量控制阀82和/或第二止回阀84流向第二工作腔室30，这取决于这两个阀的设定。随着第二工作流体从第二主腔室54流出，该腔室的体积减小，因此导致第四活塞52向右移动，即远离壁64。
如图8所示，在回弹阶段期间，即当悬架臂14向下旋转并因此轴12沿上述第二方向(顺时针方向)旋转时，第一活塞24和第二活塞28借助于运动传动机构例如从图6的中间位置开始向右同步移动(相对于人看图8的视角而言)。产生的第二工作腔室30的体积的减小导致该工作腔室中包含的第二工作流体穿过第二流量控制阀82流向第四汽缸42的第二主腔室54(因为第二止回阀84阻止了流体沿这个方向流过)。由从第二工作腔室30到第二主腔室54流动的流体所引起的压降，通过由第二电机88施加到第二液压马达86的制动扭矩，由第二流量控制阀82以及第二俘能装置的设定来确定。当第二主腔室54充满来自第二工作腔室30的第二工作流体时，第二主腔室54的体积增加，因此第四活塞52向左移动，即朝壁64移动，从而压缩包含在第四汽缸42的第二辅助腔室56中的第二可压缩流体。
同时，第一活塞24向右移动导致第一工作腔室26的体积增加。因此，包含在第三汽缸40的第一主腔室48中的第一工作流体被迫通过第一流量控制阀70和/或第一止回阀72流向第一工作腔室26，这取决于这两个阀的设定。随着第一工作流体流出第一主腔室48，该腔室的体积减小，因此导致第三活塞46向左移动，即远离壁62，而第五活塞66也向左移动直到它与壁62接触为止。
在压缩阶段期间和回弹阶段期间，第一工作流体从第一工作腔室26到第三汽缸40的第一主腔室48的流动并且反之亦然，可以通过第一俘能装置用于产生动力。同样，在回弹阶段和压缩阶段期间，第二工作流体从第二工作腔室30到第四汽缸42的第二主腔室54的流动以及反之亦然可用于通过第二俘能装置产生动力。
通过将辅助腔室50、56和67连接到包括气动压缩机和合适的一组气动阀的气动回路(未示出)，也可以改变容纳在这些腔室内的三种可压缩流体的压强。这样，在将该装置应用于车辆悬架的情况下，也可以改变车辆底盘高度。
如上所述，在图12的实施例中，在与图1至图11相同或相当的部件和元件上标有相同的附图标记，阻尼器10具有用作第一弹簧工具的第一弹性机械元件51、用作第二弹簧工具的第二弹性机械元件57和用作第三弹簧工具的第三弹性机械元件69。
更具体地说，在图12所示的实施例中，第一弹性机械元件51、第二弹性机械元件57和第三弹性机械元件69都制成螺旋弹簧。形成第一弹性机械元件51的螺旋弹簧布置在第一辅助腔室50中，并且在其一端(左端)处邻接抵靠第三活塞46，并且在另一端(右端)处通过开口60邻接抵靠第五活塞66。形成第二弹性机械元件57的螺旋弹簧布置在第二辅助腔室56中，并且在其一端(左手端)处邻接抵靠壁64，并且在另一端(右手端)处邻接抵靠第四活塞52。最后，形成第三弹性机械元件69的螺旋弹簧布置在第三辅助腔室67中，并且在其一端(左手端)处邻接抵靠第五活塞66，并且在另一端(右手端)处邻接抵靠墙64。
除此之外，根据图12的实施例的阻尼器的结构和操作与根据以上参照图1至图11描述的实施例的阻尼器的结构和操作相同。
现在参考图13、14A和14B，其中与图1至11相同或相应的部件和元件用相同的附图标记表示，将描述根据本发明的旋转阻尼器的另一实施例。
该另一实施例与图1至图11的实施例的不同之处在于，阻尼器10还包括布置在第一工作腔室26中的第一液压缓冲块，以便在压缩阶段期间以这样的方式起作用以便在此阶段的最后部分液压地消耗第一活塞24的动能，并且因此消耗悬架臂14的动能，以及布置在第二工作腔室30中的第二液压缓冲块，以便在回弹阶段期间以这种方式起作用以便在该阶段的最后部分以液压方式消耗第二活塞28的动能，并且因此消耗悬架臂14的动能。
尽管在所示的实施例中，减振器10既包括第一液压缓冲块，又包括第二液压缓冲块，但是减振器也可以仅设置有第一液压缓冲块和第二液压缓冲块中的一个。
如在图14A和14B中更详细地示出的(其特别示出了第一液压缓冲块，但是第二液压缓冲块也是如此)，第一液压缓冲块和第二液压缓冲块中的每个都基本上包括公配件92和相配合的母配件94。
公配件92布置在相应工作腔室(用于第一液压缓冲块的第一工作腔室26和用于第二液压缓冲块的第二工作腔室30)的底侧上，即在相应工作腔室的远离相应活塞(分别是第一活塞24和第二活塞28)的一侧。公配件92是圆盘状的构件，其具有环形凸缘部段96和从环形凸缘部段96朝向相应活塞(第一活塞24或第二活塞28)轴向突出的中央突出部段98。
环状凸缘部段96设置有止回阀100，就第一液压缓冲块而言，该止回阀100被配置成允许第一工作流体仅沿从第一主腔室48到第一工作腔室26的方向流动；以及同样地，就第二液压缓冲块而言，该止回阀100被配置成允许第二工作流体仅沿从第二主腔室54到第二工作腔室30的方向流动。
中央突出部段98具有延伸穿过其中的孔102。优选地，中央突出部段98具有截头圆锥形的形状，其朝向相应的活塞24或活塞28逐渐变细。
母配件94附接到相应的活塞24或活塞28的与相应的连杆36或连杆38相对的一侧，以便与相应的活塞一起沿着轴线y一体移动。
母配件94具有圆柱形座104，其朝向相应的公配件92的中央突出部段98敞开，并且配置成当阻尼器处于压缩阶段结束时(如图14B所示)或回弹阶段结束时接纳相应的公配件92的整个中央突出部段98，其中在中央突出部段98的外侧面和座104的内侧面之间有小的环形间隙106。在中央凸出部段98具有截头圆锥形的情况下，如在所示实施例中，环形间隙106的径向尺寸不保持恒定，而是随着中央凸出部段98进入座104越远而逐渐变小。
参照图14A和图14B，在压缩阶段期间第一液压缓冲块的操作(但是在回弹阶段期间第二液压缓冲块也相同)如下。
只要公配件92的中央突出部段98不进入母配件94的座104，第一工作流体就可以自由地从第一工作腔室26朝向第一主腔室48流出，穿过中央突出部段98中的孔102，其中基本上没有流动限制。一旦公配件92的中央突出部段98开始进入母配件94的座104，在到达孔102并通过其朝向第一主腔室48流动之前，第一工作流体被迫流过环形间隙106，从而导致流量限制并耗散能量。
当第一活塞24的移动方向改变时，至少在初始阶段(即，只要公配件92的中央突出段98是在在公配件94的座104内)，第一工作流体从第一主腔室48到第一工作腔室26的流动发生，通过止回阀100，其中基本上没有流量限制。
除此之外，根据图13，图14A和图14B的实施例的阻尼器的结构和操作与以上参考图1至图11描述的实施例的阻尼器的结构和操作相同。
根据未在附图中示出的另一实施例，缺少第五汽缸以及第五活塞和第三辅助腔室，并且第一辅助腔室和第二辅助腔室彼此连通。在这种情况下，相同的弹簧工具同时作用为对第三活塞施加弹力的第一弹簧工具和对第四活塞施加弹力的第二弹簧工具。换句话说，第一弹簧装置与第二弹簧装置重合。例如，第一辅助腔室和第二辅助腔室可以彼此流体连通并且包含同时作用为第一弹簧工具和第二弹簧工具的相同的可压缩流体。
使用根据本发明的阻尼器，可以获得以下优点。
首先，根据本发明的旋转阻尼器允许获得容易且完全填充包含第一工作流体和第二工作流体的所有工作体积(即第一工作腔室26和第二工作腔室30以及第一主腔室48和第二主腔室54)。
此外，通过适当地设置容纳在第一辅助腔室50和第二辅助腔室56中的第一可压缩流体和第二可压缩流体的压强水平，或者通过适当地设置作用在第三活塞46和第四活塞52上螺旋弹簧51和57的刚度，可以对本发明的旋转阻尼器赋予弹簧效果。
此外，由于存在：通过可滑动地布置在第五汽缸58的内部的第五活塞66，第三辅助腔室67与第一辅助腔室50隔开，所以取决于旋转输入构件的旋转幅度，可以对本发明的旋转阻尼器赋予双重弹簧效果。由于包含在第三辅助腔室67中的第三可压缩流体的初始压强高于包含在第一辅助腔室50中的第一可压缩流体的初始压强，因此只要第五活塞66保持与壁62接触，该解决方案允许仅具有一个有效的气体弹簧(即，其中包含第一可压缩流体的第一辅助腔室50)，这种情况只要旋转输入构件的旋转幅度保持低于某个阈值就会发生，以及一旦第五活塞66开始远离壁62移开，该解决方案允许具有串联的两个气体弹簧(即其中包含第一可压缩流体的第一辅助腔室50，以及其中包含第三可压缩流体的第三辅助腔室67)，这种情况一旦旋转输入构件的旋转幅度变得高于上述阈值就会发生。当旋转阻尼器安装在车辆悬架中时，这可能会很有用，因为它会在悬架的静态配置周围产生很大的刚度，从而起到防侧倾装置的作用，而不会在行程结束时产生过大的弹力，由此在震动时提高了乘客的舒适度。
最后，通过将气动压缩机和一组合适的气动阀连接到旋转阻尼器，还可以改变辅助腔室中的压强。这样，在将旋转阻尼器应用于车辆悬架的情况下，也可以改变车辆底盘高度。
当然地，本发明的原理保持不变，实施例和构造细节可以与纯粹通过非限制性示例的方式描述和示出的实施例和构造细节相差很大，而不会因此脱离如所附权利要求所限定的本发明的范围。
例如，也可以设想一个变型实施例，其中缺少第五汽缸58以及壁62(在所示实施例中其具有开口60以允许第三汽缸40和第五汽缸58之间的连通)被封闭。

Claims (20)

1.一种旋转阻尼器(10)，包括：
旋转输入构件(12)，所述旋转输入构件旨在刚性地连接到旋转机械构件(14)以与旋转机械构件(14)一起绕旋转轴线(x)旋转；
在旋转轴线(x)的相对两侧彼此同轴配置的第一汽缸(16)和第二汽缸(18)；
第一活塞(24)，所述第一活塞可滑动地安装在第一汽缸(16)内并与第一汽缸限定包含第一不可压缩工作流体的第一工作腔室(26)；
第二活塞(28)，所述第二活塞可滑动地安装在第二汽缸(18)内并与第二汽缸限定包含第二不可压缩的工作流体的第二工作腔室(30)；
运动转换工具(32、34、36、38)，其布置在旋转输入构件(12)与第一活塞(24)和第二活塞(28)之间，以转换旋转输入构件(12)绕旋转轴线(x)的旋转运动成为第一活塞(24)和第二活塞(28)彼此同相的往复运动，从而由于旋转输入构件(12)沿第一方向围绕旋转轴线(x)的旋转运动，第一工作腔室(26)的体积减小并且第二工作腔室(30)的体积增大，而由于旋转输入构件(12)沿与第一方向相反的第二方向的绕旋转轴线(x)的旋转运动，第一工作腔室(26)的体积增加并且第二工作腔室(30)的体积减小；
第三汽缸(40)；
第四汽缸(42)；
第三活塞(46)，所述第三活塞可滑动地布置在第三汽缸(40)内部，并且将第三汽缸(40)的内部体积分成第一主腔室(48)以及第一辅助腔室(50)，所述第一主腔室(48)与第一工作腔室(26)流体连通并因此充满第一工作流体，其中第一辅助腔室(50)包含第一弹簧工具，所述第一弹簧工具布置成在第三活塞(46)上施加第一弹力，第一弹力作用成抵抗由第一主腔室(48)中的第一工作流体的压强产生的施加在第三活塞(46)上的第一压力，并且其中第三活塞(46)被配置为浮动活塞，浮动活塞取决于应用在其上的所述第一弹力和第一压力之间的合力在第三汽缸(40)内滑动，由此当第一工作腔室(26)的体积减小时，由于旋转输入构件(12)沿第一方向的旋转，导致第三活塞(46)移动以便减小第一辅助腔室(50)的体积，因此压缩容纳在第一辅助腔室(50)中的第一弹簧工具并因此增加由第一弹簧工具施加到第三活塞(46)上的第一弹力；和
第四活塞(52)，所述第四活塞可滑动地布置在第四汽缸(42)内部并且将第四汽缸(42)的内部体积分成第二主腔室(54)和第二辅助腔室(56)，所述第二主腔室与第二工作腔室(30)流体连通并因此充满第二工作流体，其中第二辅助腔室(56)包含第二弹簧工具，第二弹簧工具布置成在第四活塞(52)上施加第二弹力，第二弹力作用成抵抗由第二主腔室(54)中的第二工作流体的压强产生的施加于在第四活塞(52)上的压力，并且其中第四活塞(52)被配置为浮动活塞，浮动活塞取决于作用在其上的所述第二弹力和第二压力之间的合力在第四汽缸(42)内滑动，由此当第二工作腔室(30)的体积减小时，由于旋转输入构件(12)沿第二方向的旋转，引起第四活塞(52)移动以减小第二辅助腔室(56)的体积，因此压缩在第二辅助腔室中包含的第二弹簧工具并且因此增加第二弹簧工具施加到第四活塞(52)上的第二弹力；
所述第一工作腔室(26)和第二工作腔室(30)彼此流体分离，所述第一辅助腔室(50)和第二辅助腔室(56)彼此流体分离并且与所述第一工作腔室(26)和第二工作腔室(30)流体分离，由此防止所述第一工作流体从所述第一工作腔室(26)流向所述第二工作腔室(30)以及流向所述第一辅助腔室(50)和第二辅助腔室(56)，从而防止所述第二工作流体从所述第二工作腔室(30)流向所述第一工作腔室(26)以及流向所述第一辅助腔室(50)和第二辅助腔室(56)。
2.根据权利要求1所述的旋转阻尼器，其特征在于，用作填充第一工作腔室(26)和第一主腔室(48)的第一工作流体以及用作填充第二工作腔室(30)和第二主腔室(54)的第二工作流体为相同的不可压缩流体。
3.根据权利要求1或2所述的旋转阻尼器，其特征在于，所述第一弹簧工具由填充第一辅助腔室(50)的第一可压缩流体形成。
4.根据权利要求1或2所述的旋转阻尼器，其特征在于，所述第一弹簧工具由至少一个第一弹性机械元件(51)形成，第一弹性机械元件为螺旋弹簧。
5.根据权利要求1或2所述的旋转阻尼器，其特征在于，所述第二弹簧工具由填充第二辅助腔室(56)的第二可压缩流体形成。
6.根据权利要求1或2所述的旋转阻尼器，其特征在于，所述第二弹簧工具由至少一个第二弹性机械元件(57)形成，第二弹性机械元件为螺旋弹簧。
7.根据权利要求3所述的旋转阻尼器，其特征在于，还包括压力调节工具，所述压力调节工具布置成调节第一辅助腔室(50)和第二辅助腔室(56)中的第一可压缩流体和第二可压缩流体的压强。
8.根据权利要求5所述的旋转阻尼器，其特征在于，还包括压力调节工具，所述压力调节工具布置成调节第一辅助腔室(50)和第二辅助腔室(56)中的第一可压缩流体和第二可压缩流体的压强。
9.根据权利要求1或2所述的旋转阻尼器，其特征在于，还包括：
第五汽缸(58)，所述第五汽缸与第三汽缸(40)的第一辅助腔室(50)连通；
第五活塞(66)，所述第五活塞可滑动地布置在第五汽缸(58)内并与第五汽缸(58)围成第三辅助腔室(67)；和
第三弹簧工具，所述第三弹簧工具容纳在第三辅助腔室(67)中并且布置成将第三弹力施加到第五活塞(66)上，第三弹力作用成抵抗由容纳在第一辅助腔室(50)中的第一弹簧工具施加到第五活塞(66)上的第四弹力；
其中，第五活塞(66)被配置成浮动活塞，浮动活塞取决于施加到第五活塞(66)上的所述第三弹力和第四弹力之间的合力在第五汽缸(58)内滑动。
10.根据权利要求9所述的旋转阻尼器，其特征在于，所述第三弹簧工具由填充第三辅助腔室(67)的第三可压缩流体或由至少一个第三弹性机械元件(69)形成，第三弹性机械元件为螺旋弹簧。
11.根据权利要求3所述的旋转阻尼器，其特征在于，还包括：
第五汽缸(58)，所述第五汽缸与第三汽缸(40)的第一辅助腔室(50)连通；
第五活塞(66)，所述第五活塞可滑动地布置在第五汽缸(58)内并与第五汽缸(58)围成第三辅助腔室(67)；
用作填充第一辅助腔室(50)的第一可压缩流体、用作填充第二辅助腔室(56)的第二可压缩流体以及用作填充第三辅助腔室(67)的第三可压缩流体为相同的可压缩流体。
12.根据权利要求5所述的旋转阻尼器，其特征在于，还包括：
第五汽缸(58)，所述第五汽缸与第三汽缸(40)的第一辅助腔室(50)连通；
第五活塞(66)，所述第五活塞可滑动地布置在第五汽缸(58)内并与第五汽缸(58)围成第三辅助腔室(67)；
用作填充第一辅助腔室(50)的第一可压缩流体、用作填充第二辅助腔室(56)的第二可压缩流体以及用作填充第三辅助腔室(67)的第三可压缩流体为相同的可压缩流体。
13.根据权利要求10所述的旋转阻尼器，其特征在于，用作填充第一辅助腔室(50)的第一可压缩流体、用作填充第二辅助腔室(56)的第二可压缩流体以及用作填充第三辅助腔室(67)的第三可压缩流体为相同的可压缩流体。
14.根据权利要求7所述的旋转阻尼器，其特征在于，还包括：
第五汽缸(58)，所述第五汽缸与第三汽缸(40)的第一辅助腔室(50)连通；
第五活塞(66)，所述第五活塞可滑动地布置在第五汽缸(58)内并与第五汽缸(58)围成第三辅助腔室(67)；
所述压力调节工具还布置成调节第三辅助腔室(67)中的第三可压缩流体的压强。
15.根据权利要求8所述的旋转阻尼器，其特征在于，还包括：
第五汽缸(58)，所述第五汽缸与第三汽缸(40)的第一辅助腔室(50)连通；
第五活塞(66)，所述第五活塞可滑动地布置在第五汽缸(58)内并与第五汽缸(58)围成第三辅助腔室(67)；
所述压力调节工具还布置成调节第三辅助腔室(67)中的第三可压缩流体的压强。
16.根据权利要求10所述的旋转阻尼器，其特征在于，还包括压力调节工具，其被布置成调节第三辅助腔室(67)中的第三可压缩流体的压强。
17.根据权利要求1或2所述的旋转阻尼器，其特征在于，还包括用于控制第一工作流体在第一工作腔室(26)与第一主腔室(48)之间的流动的第一流量控制阀工具(70、72)，和/或用于控制第二工作流体在第二工作腔室(30)和第二主腔室(54)之间的流动的第二流量控制阀工具(82、84)。
18.根据权利要求1或2所述的旋转阻尼器，其特征在于，还包括第一俘能装置(74、76、78)和/或第二俘能装置(86、88、90)，所述第一俘能装置被配置成从在第一工作腔室(26)和第一主腔室(48)之间的第一工作流体的流动产生动力，所述第二俘能装置被配置成从在第二工作腔室(30)和第二主腔室(54)之间的第二工作流体的流动产生动力。
19.根据权利要求1或2所述的旋转阻尼器，其特征在于，还包括第一液压缓冲块工具和第二液压缓冲块工具，所述第一液压缓冲块工具布置在第一工作腔室(26)中以便当第一活塞(24)移动以压缩第一工作腔室(26)中的第一工作流体时液压地消耗第一活塞(24)的动能，所述第二液压缓冲块工具布置在第二工作腔室(30)中以便当第二活塞(28)移动以压缩第二工作腔室(30)中的第二工作流体时液压地消耗第二活塞(28)的动能。
20.根据权利要求1或2所述的旋转阻尼器，其特征在于，所述第一辅助腔室(50)和第二辅助腔室(56)彼此连通，并且第一弹簧工具与第二弹簧工具重合。
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