CN112648322A - 用于振动阻尼器的阻尼阀装置 - Google Patents

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Abstract

一种阻尼阀装置，该阻尼阀装置包括具有周向环形凹槽的载体，在该凹槽中，能够径向扩张的环形元件与流动面一起构成节流阀，其中节流阀取决于阻尼介质的流动速度而从通流位置出发转变到节流位置，并且环形元件的最大扩张位置由止挡件确定、限定，其特征在于，环形元件在流动速度降低时借助于迟滞元件在朝向通流位置的方向上滞后地运动。

Description

用于振动阻尼器的阻尼阀装置
技术领域
本发明涉及一种用于振动阻尼器的阻尼阀装置。
背景技术
从DE 10 2016 210 790 A1中已知一种用于振动阻尼器的阻尼阀，其中可径向扩张的环形元件构成节流点，该节流点随着流动速度的增加而从直通位置转变到闭合位置。同样在闭合位置仍提供剩余截面作为节流截面。根据阻尼阀的结构上的设计方案，限位环可以确定最大的扩张位置。替代性地，限位环在其表面上可以具有轮廓，从而使得环形元件随后可以贴靠导流面，并且轮廓限定剩余截面。
从DE 1 027 478 A1中已知一种可在活塞的环形凹槽中的径向扩张的环形元件，该活塞具有支撑环，环形元件在扩张程度最大时贴靠该支撑环。
发明内容
本发明的目的在于，进一步改善阻尼阀的阻尼力性能。
该目的通过如下方式实现：环形元件在流动速度降低时借助于迟滞元件(Totzeitglied)在朝向通流位置的方向上滞后地运动。
试验已经表明，对于阻尼阀的最佳功能重要的不仅是占据限定的节流截面，而且在激励衰减之后阻尼阀的操作性能也是重要的。借助迟滞元件，阻尼阀的阻尼力特性仍短暂地保持在较高的阻尼力水平。因此使得瞬变振荡(Nachschwingen)最小化。
在此提出，可以在环形元件与载体侧的元件之间围成作为迟滞元件的形状配合连接。形状配合连接的松脱时间形成阻尼阀以较硬的阻尼力设定的保持时间。
在本发明的另一个有利的设计方案中，环形元件的从背面受到压力的面所具有的轮廓除了径向力分量外还将轴向力分量作用于环形元件。环形元件不仅承受负责径向扩张运动的负压力，而且承受经由旁通通道进入到环形凹槽中的压力。藉由这两个影响变量(即初始状态中的节流截面和旁通的尺寸)的协调可以使环形元件35的操作性能与要求相适配。
针对环形元件35的符合需要的功能，环形元件进行轴向运动，以用于围成形状配合连接。因此，环形元件进行两种操作运动，这两种操作运动是可以单独地受到影响的。
任选地，形状配合连接的载体侧部分可以由独立的构件构成。如果载体例如应借助于烧结制造并且因此环形凹槽中的底切是很难实现的，那么这种结构形状是特别令人感兴趣的。
在另一个有利的设计方案中，形状配合连接可以被实施为多级的，因此停滞时间藉由形状配合连接的连接深度而随着节流功能的增加而增加。
根据一个有利的设计方案，至少一个复位弹簧预紧环形元件而脱离形状配合连接。因此限定环形元件35从形状配合连接的复位运动，以便克服例如在载体与环形元件之间的粘合力。
还可以提出，载体的至少一个径向表面与环形元件35的至少一个轴向突出部构成形状配合连接。优点在于，载体中的环形凹槽可以具有对于形状配合连接而言非常简单的轮廓，可以特别容易地由烧结技术制造该轮廓。
除了径向可扩张性，环形元件被实施为在轴向上是弹性的，以便能够利用其他参数来确定形状配合连接的停滞时间。
附图说明
本发明应借助以下附图说明来详细阐述。
在附图中：
图1示出了振动阻尼器在阻尼阀装置的区域中的截面图示
图2至图5示出了根据图1的环形元件的不同的实施方式
具体实施方式
图1示出了用于(仅局部展示的)任意结构方式的振动阻尼器3的阻尼阀装置1。阻尼阀装置1包括第一阻尼阀5，该第一阻尼阀具有实施为活塞7的阻尼阀体，该阻尼阀体紧固在活塞杆9上。
阻尼阀体7将振动阻尼器的缸体11分成活塞杆侧的工作空间和远离活塞杆的工作空间，这两个工作空间填充有阻尼介质。在阻尼阀体7中，用于各自的流通方向的穿通通道以不同的子圆(Teilkreis)实施。穿通通道的设计方案仅被视为示例性的。以至少一个阀盘21；23至少部分地覆盖穿通通道17；19的出口侧。
额外地，振动阻尼器具有行程限位器25，该行程限位器在活塞杆9的限定的伸长运动后抵靠缸体侧的止挡面(例如活塞杆引导件27)。
行程限位器25包括行程限位器载体盘29，该行程限位器载体盘藉由形状配合连接直接固定在活塞杆上。在行程限位器载体盘29的顶面上示例性地放置有环形的弹性体元件31，即使在活塞杆9的振动运动中，该环形的弹性体元件也藉由较小的径向预紧力得以固持。弹性体元件31从止挡点起作为额外的支撑弹簧作用在止挡面上。
行程限位器载体盘29具有周向凹槽33，直径可变的环形元件35被携带在该周向凹槽中。这个环形元件35在径向上是弹性的，并且构成用于作为阻尼阀装置1的一部分的节流点37的阀体。环形元件35与缸体11的内壁构成节流点，其中内壁39形成导流面。原则上，本发明还可以实施在与行程限位器无关的载体盘中。
环形元件在外侧携带限位环41(例如以固定环的实施方式)。
当活塞杆速度在第一操作范围(例如小于1m/s)中时，节流点37是完全打开的。于是阻尼力仅从与阀盘21；23连接的穿通通道17；19中产生。在流入阀盘21；23时，阀盘21；23从其阀座面47；49抬起。抬起运动相应地由支撑盘51；53限制。
在以比第一操作范围的极限速度大、即比示例性给出的1m/s大的活塞杆速度的第二操作范围中，环形元件35转变到节流位置，并且在此实施在朝向导流面39的方向上的闭合运动。由于阻尼介质的流动速度高，因此在成形为环形间隙的节流点37中形成负压，该负压导致环形元件35 35径向扩张。然而为了在任何情况下均不能发生节流点37的堵塞，由限位环41来保持限定的最小通流截面。
图2示出了在很大程度上放大的并且不按比例的形式的载体29中的可径向扩张的环形元件35。环形元件35可以例如由弹性体材料决定而实施为在径向上是弹性的，或者还以至少一个铰接连接而实施为多节段的。尤其在环形元件具有铰接连接时，限位环41承担环形元件35的复位运动。
在这种简单的结构形状中，环形元件35具有矩形截面，并且凹槽33在截面上的尺寸确定得略大，因此不妨碍环形元件35的扩张运动。在载体29中，转自图1中的活塞杆侧的工作空间在凹槽33的第一凹槽侧壁57中实施通向工作空间13的第一连接开口55。第二凹槽侧壁59具有第二连接开口61，该第二连接开口同样通入这个工作空间13。
在第二凹槽侧壁59上，在朝向第一凹槽侧壁57的方向上实施有止挡件63。这个止挡件63可以由单独的栓、多个节段或还由环形接片构成。环形元件35在指向第二凹槽侧壁59的方向的盖面65上具有凹口67或优选环形凹槽，该凹口或环形凹槽的截面与止挡件63的截面相匹配。
在第二凹槽侧壁59与盖面65之间布置有(象征性地表示的)复位弹簧69。复位弹簧69可以是单独的构件或环形元件的组成部分，然而无论如何负责具有在朝向第一凹槽侧壁57的方向上的主要力分量的压力。
在活塞杆缩回运动时，在限定的流动速度以上在节流点37中形成负压，该负压造成环形元件35的径向扩张运动。与此并行地，阻尼介质经由第一连接开口55进入凹槽底面73与环形元件35的内表面75之间的环形间隙71。此外，在第一凹槽侧壁57与环形元件35的相反的第二盖面79之间存在第二环形间隙77。由此，产生针对环形元件35的径向力分量和轴向力分量。径向力分量支持环形元件35在朝向导流面或缸体11的内壁39的方向上的扩张运动。轴向力分量使环形元件35抵抗复位弹簧69的力在朝向第二凹槽侧壁59的方向上运动。在初始位置中，即在环形元件35的最大通流位置时，凹口相对于止挡件63位于径向内部。在扩张运动时，环形元件35移位，从而使得凹口67和止挡件63实现轴向重叠并且构成形状配合连接81。这个形状配合连接81防止环形元件35的进一步的径向扩张运动。
在减小进入凹槽33中的流入时，限位环41负责针对环形元件35的复位力。然而暂时由形状配合连接81防止复位运动。只有取消形状配合连接81内的轴向重叠时，环形元件35的复位运动才开始。复位运动由复位弹簧69支持。此外，复位运动藉由环形元件35经由第二连接开口61的轴向流入加强，其方式为：流入到凹槽33中的阻尼介质将轴向力分量在朝向第一凹槽侧壁的方向上施加到环形元件35上。由此，形状配合连接81构成迟滞元件，该迟滞元件将环形元件35保持在最大节流位置中的时间比节流阀37内的流动速度可能引起的时间更久。这个效果在活塞杆的运动方向反转时尤其明显地产生。因此，环形元件35借助于迟滞元件在朝向通流位置的方向上滞后地运动。藉由形状配合连接81内的轴向重叠可以确定停滞时间。
根据图3的节流阀37的实施方式是基于根据图2的设计方案的。额外地，环形元件35的从背面受到压力的内表面75所具有的轮廓除了径向力分量外还将轴向力分量作用于环形元件35。藉由由第二盖面79和内表面75围成的角度α可以确定轴向力分量与径向力分量的比例。
与图2的另一个不同之处在于，形状配合连接63的载体侧部分由独立的构件83构成。构件83可以与载体29分开制造，并且经由开放的凹槽33插入，例如压入。单独的构件83可以非常容易地制造，并且被标准化以用于不同的应用，以便使停滞时间功能与特定的阻尼力要求相适配。
借助根据图4的实施方式应示出，节流阀37还可以具有可变的迟滞元件。为此，形状配合连接81被实施为多级的，因此停滞时间藉由形状配合连接的连接深度而随着节流功能的增加而增加。盖面65具有凹口67的对应的轮廓，该凹口的轮廓深度从径向内部向径向外部减小。因此，如果由于占主导的流动速度而设定的间隙较小，则停滞时间由于轮廓67与止挡件63之间的较小的轴向重叠而变小。
根据图5的阻尼阀的变体与上述版本的不同之处在于，载体29的至少一个径向表面85与环形元件35的至少一个轴向突出部87构成形状配合连接81。由此可以保持简单的凹槽几何形状。在初始位置中，即具有最大间隙宽度的最大通流位置中，环形元件的轴向突出部87位于凹槽33内，并且在此贴靠凹槽侧壁57；59。当满足节流效果的流动条件时，环形元件35在朝向导流面39的方向上径向向外运动。在此，环形元件35和与其连接的径向突出部87可以在凹槽33外进行轴向运动，该轴向运动由自身预紧力引发。通过环形元件35被实施为在轴向上弹性的来支持自身预紧力。还可能简单地将突出部87实施为弹性的，或者以可轴向运动的方式支承该突出部。
所有变体藉由第二连接开口61提供可能性：在阻尼介质经由这个连接开口61流入时，将轴向压力施加到环形元件35上，其中这个压力支持复位弹簧69的力。第二连接开口61的截面选择得越大，则压力下降得就越小，并且因此凹槽33中的压力水平就越大，以使环形元件35在凹槽33内轴向移位。同样可以藉由截面的大小影响节流阀37的停滞时间行为。
附图标记清单
1 阻尼阀
3 振动阻尼器
5 第一阻尼阀
7 阻尼阀体
9 活塞杆
11 缸体
13 活塞杆侧的工作空间
15 远离活塞杆的工作空间
17 穿通通道
19 穿通通道
21 阀盘
23 阀盘
25 行程限位器
27 活塞杆引导件
29 行程限位器载体盘
31 弹性体元件
33 凹槽
35 环形元件
37 节流点
39 内壁
41 限位环
45 表面
47 阀座面
49 阀座面
51 支撑盘
53 支撑盘
55 第一连接开口
57 第一凹槽侧壁
59 第二凹槽侧壁
61 第二连接开口
63 止挡件
65 盖面
67 凹口
69 复位弹簧
71 环形间隙
73 凹槽底面
75 内表面
77 第二环形间隙
79 第二盖面
81 形状配合连接
83 具有止挡件的构件
85 载体的表面

Claims (9)

1.一种阻尼阀装置(1)，所述阻尼阀装置包括具有周向凹槽(33)的载体(29)，在所述凹槽中，能够径向扩张的环形元件(35)与流动面(39)一起构成节流阀(37)，其中所述节流阀(37)取决于阻尼介质的流动速度而从通流位置出发转变到节流位置，并且所述环形元件(35)的最大扩张位置由止挡件(63)确定，其特征在于，所述环形元件(35)在所述流动速度降低时借助于迟滞元件(81)在朝向所述通流位置的方向上滞后地运动。
2.根据权利要求1所述的阻尼阀装置，其特征在于，在所述环形元件(35)与载体侧的元件(29)之间能够围成作为迟滞元件的形状配合连接(81)。
3.根据权利要求1所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述环形元件(35)的从背面受到压力的面(75)所具有的轮廓除了径向力分量外还将轴向力分量作用于所述环形元件(35)。
4.根据权利要求2所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述环形元件(35)进行轴向运动，以用于围成所述形状配合连接(81)。
5.根据权利要求2所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述形状配合连接(81)的载体侧部分由独立的构件(83)构成。
6.根据权利要求2、4至5之一所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述形状配合连接(81)被实施为多级的，因此停滞时间藉由所述形状配合连接(81)的连接深度而随着节流功能的增加而增加。
7.根据权利要求2、4至6之一所述的阻尼阀装置，其特征在于，至少一个复位弹簧(69)预紧所述环形元件(35)而脱离所述形状配合连接(81)。
8.根据权利要求2、4至7之一所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述载体(29)的至少一个径向表面(85)与所述环形元件(35)的至少一个轴向突出部(87)构成所述形状配合连接(81)。
9.根据权利要求1至8之一所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述环形元件(35)被实施为在轴向上是弹性的。
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