CN112513493A - 用于自行车的避震器的阻尼装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于自行车的避震器(100)的阻尼装置(1)，包括：‑第一管状主体(2)，其内部限定第一腔室(4)；‑可相对于所述第一管状主体(2)轴向地滑动的第二管状主体(3)，其内部限定与所述第一腔室(4)流体地连通的第二腔室(5)；‑第三管状主体(8)，其设置于所述第二腔室(5)内部并且与所述第二管状主体(3)成一体，所述第三管状主体的内部限定与所述第二腔室(5)流体地连通的第三腔室(9)；‑与所述第一管状主体(2)成一体的中空杆(10)，其中所述中空杆的内部限定贯通的空腔(11)，所述贯通的空腔在所述第三腔室(9)与所述第一腔室(4)之间建立流体连通；‑操作地设置于所述第二腔室(5)与所述第三腔室(9)之间的第一静态阀(12)；‑一体地连接至所述杆(10)的第二静态阀(14)，所述第二静态阀操作地设置于所述第三腔室(9)与所述杆(10)的空腔(11)之间；‑动态阀(15)，所述动态阀在所述第一腔室(4)内部连接至所述第一管状主体(2)，操作地设置于所述杆(10)的空腔(11)与所述第一腔室(4)之间。所述动态阀(15)包括具有用于流体通过的一个或多个开口的固定的主体(22)，以及闸板(24)，所述闸板可相对于所述固定的主体(22)运动，以便修改所述一个或多个开口的自由的横截面，通过旋转致动器(25)使所述闸板(24)运动。

Description

用于自行车的避震器的阻尼装置
技术领域
本发明的目的是一种用于自行车的避震器的阻尼装置，特别地比如山地自行车的自行车的前避震器。
背景技术
已知一种避震器(suspension)，其中可以调节避震器本身的、特别地其阻尼器的阻尼作用。特别地，已知一种避震器，其中通过螺线管阀调节阻尼作用，所述螺线管阀影响避震器本身上的油的再循环。螺线管阀为磁感应装置，其中螺线管(电流在其中流动)使含铁机械元件运动，所述含铁机械元件继而确定引起油通道开口的打开、关闭或部分打开/关闭的轴向元件的纵向移动。这种堵塞作用修改由避震器执行的阻尼作用。
然而，特别地由于螺旋管阀的尺寸影响避震器本身的整体尺寸，螺线管阀为不适于安装至自行车避震器的装置。
发明内容
因此，本发明的目的在于实现一种用于自行车的阻尼装置，所述阻尼装置为现有技术的装置的替代方案，其中可以在不使用螺线管型阀的情况下修改阻尼作用，因此可以减小设置有阻尼装置的避震器的尺寸。
通过根据权利要求1所述的用于自行车避震器的阻尼装置实现该目的和其它目的。
附图说明
为了更好地理解本发明并且理解优点，下面将参考附图描述本发明的一些示例性的非限制性的实施例，其中：
图1为根据本发明的实施例的设置有阻尼装置的避震器的纵向剖视图；
图2为图1中的避震器的弹性装置的纵向剖视图；
图3为根据本发明的实施例的阻尼装置的纵向剖视图；
图4为图3的阻尼装置的细节的纵向剖视图；
图5a为根据本发明的实施例的阻尼装置的立体图；
图5b为图5a的静态阀的细节的立体图；
图5c示出图5a中的在第一操作状态中的静态阀的根据分别穿过一对第一导管17和一对第二导管18的两个不同平面的两个剖视图；
图5d示出图5a的在第二操作状态中的静态阀的根据图5b的相同的两个平面的两个剖视图；
图6为根据本发明的实施例的阻尼装置的动态阀的平面剖视图；
图7为图3的阻尼装置的细节的纵向剖视图。
具体实施方式
在本说明书中，仅仅以示例性方式参考山地自行车的“倒置式”叉型前避震器。然而，本发明还可以被应用于不同类型的避震器中，例如被应用于标准叉中，换句话说被应用于不是“倒置式”类型的避震器中，这对于本领域中的技术人员而言将是显而易见的。
参考附图1，用附图标记100表示自行车避震器。根据上文所讨论的，避震器100可以为例如山地自行车的倒置式叉型前避震器。
避震器100包括弹性装置200和阻尼装置1。弹性装置200大致上弹性地执行阻尼和存储从地面传递至自行车车轮的能量的功能，而阻尼装置1具有部分地消散这样的能量的功能。根据图1的示例性实施例，阻尼装置1和弹性装置200彼此分离，并且实施于避震器100本身的两个不同的杆。根据另外的可能的但未示出的变型，这样的装置可以替代地接合以形成单个装置。在图1中所示的实施例中，弹性装置200和阻尼装置1通过避震器100的中心元件101接合至彼此，所述中心元件101继而可以连接至例如自行车的转向装置。在相对于中心元件101的相对侧处，弹性装置200和阻尼装置1可以连接至自行车车轮的轮毂，以使得它们操作地并行地作用于自行车车轮的轮毂上。
现在参考图2，通常，弹性装置200包括外部管状主体201和相对于外部管状主体轴向地滑动的内部管状主体202。例如，外部管状主体201可以一体地连接至避震器的先前所引用的中心元件101，而内部管状主体202可以连接至自行车车轮的轮毂，反之亦然。例如螺旋弹簧203的弹性装置在外部管状主体201与内部管状主体202之间起作用，所述外部管状主体201与内部管状主体202的相对运动由自行车车轮的由地面粗糙度所引起的竖直运动引起。根据可能的实施例，弹性装置200包括例如与外部管状主体201成一体的间隔件204，并且螺旋弹簧203可以在间隔件204本身与内部管状主体202的底部之间起作用。有利地，可以例如通过作用于可旋入外部管状主体201中的套圈205上而使间隔件204在外部管状主体201内部轴向地运动，以便修改弹簧203的预紧力。此外，提供装置206，所述装置206防止内部管状主体202从外部管状主体201的相对旋出。旋出装置206包括例如旋松垫207以及用于止动抵接件207的辅助弹簧。
现在参考图3，阻尼装置1包括第一管状主体2和相对于第一管状主体2轴向地滑动的第二管状主体3。例如，根据图3中所示，第二管状主体3可以在第一管状主体2内部滑动，然而，作为替代，可以提供相反的布置。第一管状本体2适于例如通过避震器的先前所引用的中心元件101一体地连接至自行车框架、特别地其转向装置，而第二管状本体3用来连接至自行车车轮，例如至其轮毂。
第一管状主体2的内部限定第一腔室4，并且第二管状主体3的内部限定第二腔室5。第一腔室4和第二腔室5优选地为彼此的延续，换句话说，彼此没有区别并且彼此没有分离，但是整体上它们形成单一的腔室。例如，根据图3中所示的实施例，第二管状主体3在第一管状主体2的第一腔室4内部滑动。优选地，第一管状主体2在其自由端50处(换句话说，参考所示实施例，在用来连接至自行车转向装置的端处，参考阻尼装置的正常的使用状态，所述端为上端)通过第一插塞6封闭，而第二管状主体3在其自由端51(与第一管状主体2的自由端50相对，换句话说，用来连接至自行车车轮的轮毂的端，参考阻尼装置1的正常的使用状态在较低的位置中)处通过第二插塞7封闭。
阻尼装置1包括设置于第二腔室5中的第三管状主体8，所述第三管状主体8具有的径向尺寸小于第二管状主体3的径向尺寸，以使得在第三管状主体8处，第二腔室5具有环形形状。第三管状主体8与第二管状主体3成一体，并且其内部限定与第二腔室5流体地连通的第三腔室9。具体地，第三管状主体8从第二管状主体3的端51轴向地延伸至第二腔室5中。
阻尼装置1包括与第一管状主体2本身成一体的中空杆10，所述中空杆10的内部限定贯穿的腔室11。中空杆10从第一管状主体2的自由端50或在第一管状主体2的自由端50附近轴向地延伸穿过第一腔室4和第二腔室5，直至其第一自由端52进入第三腔室9。杆10的空腔11在第三腔室9与第一腔室4之间建立流体连通。因此，第一腔室4，第二腔室5，第三腔室9以及空腔11形成闭合的液压回路，比如油的流体可以在所述闭合的液压回路中流动。
提供合适的阀，所述阀用于使所述流体能够根据预定方向流动，并且还用于使阻尼装置1能够确保可调节的阻尼作用。这些阀中的某些是不可调节的(这些阀被称为“静态”阀)，而其它阀为可调节的(这些阀被称为“动态阀”)。
特别地，阻尼装置1包括操作地设置于第二腔室5与第三腔室9之间的第一静态阀12。第一静态阀12可以例如在第二管状主体3的自由端51附近定位于第三腔室9中，并与第三管状主体8成一体。有利地在第三管状主体8中形成在第三腔室9与第二腔室5之间建立流体连通的通道开口13。
此外，阻尼装置1包括第二静态阀14，所述第二静态阀14一体地连接至中空杆10、优选地连接至中空杆10的自由端52，并且因此设置于第三腔室9内。第二静态阀14操作地设置于第三腔室9与杆10的空腔11之间。
此外，阻尼装置1包括与第一管状主体2成一体并且设置于第一腔室4内部的动态可调阀15。动态阀15操作地设置于杆10的空腔11与第一腔室4之间并且具有调节它们之间的流体流动的功能。
将参考图3和4描述流体、特别地油在阻尼装置1的操作期间的流动方向。
当阻尼装置1被压缩时，第二管状主体3倾向于在第一腔室4内部相对于第一管状主体2前进，并且因此中空杆10倾向于在第三腔室9内部前进。在这样的状态中，包含于第三腔室9中的流体流动通过第二静态阀14、中空杆10的空腔11直至它进入动态阀15。从此处，流体流出至第一腔室4中，继续流动于第二腔室5中并且进入第一静态阀12，然后它再次进入第三腔室9。相反，当阻尼装置1伸出时，第二管状主体3倾向于相对于第一管状主体2离开第一腔室4，并且流体流动具有与上述方向相反的方向。第一静态阀12和第二静态阀14中以及另外动态阀15中的通道生成流动阻力，所述流动阻力为由阻尼装置1提供的阻尼作用的主要原因。
优选地，第一静态阀12和第二静态阀14彼此相同。两者都定位于第三腔室9中，并且因此可以具有相同的径向尺寸。参考图5a和5b，现在将描述第一静态阀12和第二静态阀14的可能的布置。静态阀12和14包括阀体16，阀体16包括第一组导管17和第二组导管18。另外，阀包括板19，所述板19适于在阀体16的一侧封闭第一组导管17中的导管，但是第二组导管18中的导管未被封闭。例如弹簧20的弹性装置将板19偏置至第一组导管17中的导管的封闭位置。此外，阀包括叠片组件21，所述叠片组件21在阀体16的与设置有板19的侧相反的侧上封闭第二组导管18中的导管，但是不封闭第一组导管17中的导管。在板19的一侧上，第一组导管17中的导管轴向地突出，以使得板19抵靠它们，以封闭它们，同时使第二组导管18中的导管敞开。类似地，在相反的侧上，第二组导管18中的导管轴向地突出，以使得叠片组件21抵靠它们，以便封闭它们，同时使第一组导管17中的导管敞开。因此，弹簧20-板19系统形成用于第一组导管17中的导管的止回阀，而叠片组件21实现用于第二组导管18中的导管的止回阀。实际上，参考图5中的阀的取向，当流体从底部流动至顶部时，叠片组件21保持压靠第二组导管18中的导管(其因此保持封闭，以使得流体不能流动通过它们)，而第一组导管17中的导管为敞开的，以使得流体可以流动通过它们，一旦流体到达板19，流体就克服弹簧20的弹力，从而使板19升高并且因此使流体能够流动。在图5c中具体地示出这样的操作状态。反之亦然，当流体从顶部流动至底部时，板19保持压靠第一组导管17中的导管(其因此保持封闭，以使得流体不流动通过它们)，而第二组导管18中的导管为敞开的，以使得流体可以流动通过它们，一旦流体到达叠片组件21，流体就使叠片组件21的片材弯曲，并且因此打开第二组导管18中的导管。在图5d中示出这样的操作状态。在两种情况下，板19和叠片组件21在流体中生成流动阻力，所述流动阻力共同作用以阻尼阻尼装置1。
参考图6和7，现在将描述根据可能的实施例的动态阀15。
动态阀15包括具有一个或多个用于使流体能够流动的开口的固定的主体22，以及可相对于固定的主体22运动以便改变开口的自由的横截面的闸板24。具体地，闸板24可以使开口完全地敞开，完全地封闭或部分地敞开。通过旋转致动器25、例如DC马达使闸板24运动。
根据一个实施例，固定的主体22包括优选地圆柱形中空主体26，所述中空主体26的内部限定流体再循环腔室27。另外，固定的主体22包括用于流体的入口/出口的一个或多个第一开口以及用于流体的出口/入口的一个或多个第二出口。
例如，中空主体26包括底壁28，在底壁28中形成优选地中心第一开口29以及多个第二开口30，所述多个第二开口30优选地围绕第一中心开口29周边地设置。
有利地，闸板24包括板31，所述板31优选地设置于中空主体26的底壁28处，并且可围绕垂直于中空主体26的底壁28的轴线(其优选地与中空主体26的纵向展开轴线重合)旋转。更有利地，板31包括设置于中空主体26的底壁28的第一中心开口29处的凸起部分32，以便与第一中心开口29一起限定辅助腔室33。这样的辅助腔室33例如由从凸起部分32朝向中空主体26的底壁28轴向地突出的外周壁34侧向地限定。
板31的凸起部分32优选地包括多个通道开口35，所述通道开口35在辅助腔室33与再循环腔室27之间建立流体连通。
板31、特别地其外周壁34被成形为由于其旋转而选择性地封闭固定的主体22的底壁28的第二开口30。例如，第二开口30可以包括一对相对的开口，所述一对相对的开口具有长的形状并且沿着圆周方向展开，并且板31的外周壁34可以包括一对具有相似形状的、换句话说彼此相对的封堵部分36，所述封堵部分36具有长的形状并且具有圆周展开，以及大于或等于第二开口30的沿径向方向的宽度的径向厚度。例如，参考图6，板31的外周壁34可以具有这样的形状：该形状带有具有小于或等于第二开口30的内半径的半径的两个部分以及与封堵部分36相对应的、具有比第二开口30的外半径大的半径的部分。
板31可以包括朝向与封堵部分36的轴向展开方向相反的方向轴向地突出的部分37，以连接至旋转致动器25的轴38，通过所述轴38提供形状联接。
根据一个实施例，为了容纳致动器25，第一管状主体2包括壳体39，所述壳体39可以例如连接至第一插塞6或与第一插塞6制成为一体。壳体39在自由端50附近设置于第一腔室4中并且包括底壁40，所述底壁40与致动器25的轴38相交。根据一个实施例，壳体39的底壁40设置于与固定的主体22的底壁28相对的位置中并且与底壁28一同限定再循环腔室27。例如，动态阀15的中空主体26可以在从壳体39轴向地突出的螺纹部分53上拧紧至壳体39。优选地，动态阀15的中空主体26继而包括用于将动态阀15稳定地连接至杆10的轴向地突出的螺纹部分54，杆10继而具有用于实现这样的连接的螺纹部分。
该适当成形的动态阀15有利地在一侧上流体地连接至杆10的空腔11，并且在另一侧上流体地连接至第一腔室4。具体地，底壁28的第一腔室29流体地连接至杆10的空腔11，而第二开口30流体地连接至第一腔室4。以这种方式，当阻尼装置1被压缩时，流体从杆10的空腔11流动至动态阀15的辅助腔室33，并且通过流动通过第二开口30而从动态阀15的辅助腔室33流动至第一管状主体2的第一腔室4。当阻尼装置1伸出时，流体沿相反的路径流动。在两种情况下，由致动器25命令的板31作用于第二开口30的横截面上，所述横截面影响流体的流动阻力并且因此影响阻尼装置1所施加的阻尼作用。
可以由控制单元命令致动器25。特别地，可以通过用户的手动指令(例如通过用户界面装置)，或者例如基于来自不同类型的传感器的信号自动地命令致动器25的运动，所述传感器与设置有根据本发明的阻尼装置的自行车相关联。
根据以上给出的描述，本领域中的技术人员可以理解，根据本发明的设置有具有所描述的特征的、特别地由旋转致动器致动的动态阀的阻尼装置克服参考螺线管阀所引用的问题。实际上，动态阀可以适于装置的实际尺寸、特别地第一管状主体的实际尺寸，以使得不必仅仅为了接收动态阀本身而加大第一管状主体的尺寸。
为了满足特定的可能的需要，本领域中的技术人员可以为根据本发明的阻尼装置的所描述的实施例引入元件以及其它操作上等效的元件的数种添加、修改或替换，而不超出所附权利要求的范围。

Claims (12)

1.一种用于自行车的避震器(100)的阻尼装置(1)，包括：
-第一管状主体(2)，所述第一管状主体(2)的内部限定第一腔室(4)；
-能相对于所述第一管状主体(2)轴向地滑动的第二管状主体(3)，所述第二管状主体(3)的内部限定与所述第一腔室(4)流体地连通的第二腔室(5)；
-第三管状主体(8)，所述第三管状主体(8)设置于所述第二腔室(5)内部并且与所述第二管状主体(3)成一体，所述第三管状主体(8)的内部限定与所述第二腔室(5)流体地连通的第三腔室(9)；
-与所述第一管状主体(2)成一体的中空杆(10)，其中所述中空杆(10)的内部限定贯通的空腔(11)，所述贯通的空腔(11)在所述第三腔室(9)与所述第一腔室(4)之间建立流体连通；
-能操作地设置于所述第二腔室(5)与所述第三腔室(9)之间的第一静态阀(12)；
-一体地连接至所述中空杆(10)的第二静态阀(14)，所述第二静态阀(14)能够操作地设置于所述第三腔室(9)与所述中空杆(10)的空腔(11)之间；
-动态阀(15)，所述动态阀(15)在所述第一腔室(4)内部连接至所述第一管状主体(2)，并能够操作地设置于所述中空杆(10)的空腔(11)与所述第一腔室(4)之间，
其中所述动态阀(15)包括具有用于流体通过的一个或多个开口的固定的主体(22)，以及闸板(24)，所述闸板(24)能相对于所述固定的主体(22)运动，以便修改所述一个或多个开口的自由的横截面，所述闸板(24)通过旋转致动器(25)运动。
2.根据权利要求1所述的阻尼装置(1)，其特征在于，所述固定的主体(22)包括中空主体(26)，所述中空主体(26)的内部界定流体再循环腔室(27)并且进一步包括一个或多个第一流体入口/出口开口以及一个或多个第二流体出口/入口开口。
3.根据权利要求2所述的阻尼装置(1)，其特征在于，所述中空主体(26)包括底壁(28)，所述底壁(28)具有中心的第一开口(29)和围绕所述中心的第一开口(29)周边地设置的多个第二开口(30)，其中所述底壁(28)的第一开口(29)与所述中空杆(10)的空腔(11)流体地连通，并且所述底壁(28)的第二开口(30)与所述第一腔室(4)流体地连通。
4.根据权利要求3所述的阻尼装置(1)，其特征在于，所述闸板(24)包括板(31)，所述板(31)设置于所述中空主体(26)的底壁(28)处并且包括设置于所述中空主体(26)的底壁(28)的第一中心开口(29)处的凸起部分(32)，以便由所述第一中心开口(29)界定辅助腔室(33)，其中所述板(31)被成形为由于其旋转而选择性地堵塞所述固定的主体(22)的底壁(28)的第二开口(30)。
5.根据权利要求4所述的阻尼装置(1)，其特征在于，所述板(31)的所述凸起部分(32)包括多个通孔(35)，所述多个通孔(35)在所述辅助腔室(33)与所述再循环腔室(27)之间形成流体连通。
6.根据权利要求4或5所述的阻尼装置(1)，其特征在于，所述板(31)包括用于连接至所述旋转致动器(25)的轴(38)的轴向地突出的部分(37)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的阻尼装置(1)，其特征在于，所述第一管状主体(2)包括用于接收所述旋转致动器(25)的壳体(39)，所述壳体(39)设置于所述第一腔室(4)处。
8.根据权利要求7所述的阻尼装置(1)，其特征在于，所述动态阀(15)一体地连接至所述壳体(39)。
9.根据权利要求7或8所述的阻尼装置(1)，其特征在于，所述壳体(39)包括底壁(40)，所述旋转致动器(25)的轴(38)穿过所述壳体的底壁(40)，其中所述壳体(30)的底壁(40)与所述中空主体(26)的底壁(28)一同界定所述动态阀(15)的再循环腔室(27)。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的阻尼装置(1)，其特征在于，所述旋转致动器(25)包括DC马达。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的阻尼装置，其特征在于，所述第一腔室(4)和所述第二腔室(5)为彼此的延续，以便一起形成单个腔室。
12.一种用于自行车的避震器(100)，所述避震器(100)包括根据前述权利要求中的任一项所述的阻尼装置(1)。
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