CN113915279B - 液压阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压阻尼器，其包括：主管；活塞组件，其将主管分成回弹腔室和压缩腔室；底阀组件；以及压缩止动组件，其位于压缩腔室中并且包括插入件和套筒，插入件设置有内部腔室，套筒可与主活塞组件一起移位并且易于在阻尼器的压缩冲程结束时可滑动地引入到插入件的内部腔室内，以产生附加的阻尼力。为了减小压缩止动组件的操作长度，套筒的直径小于主管的直径，从而在套筒与主管之间限定了径向外流动通道；套筒借助于设置在套筒内的弹簧与活塞组件连接；并且插入件设置有多个轴向间隔开的径向孔并且具有环形凸缘，环形凸缘与主管的内壁邻接，并且将压缩腔室与位于孔的径向外出口与底阀组件之间的径向外插入流动通道分隔开。

Description

液压阻尼器
技术领域
本发明涉及一种液压阻尼器，尤其是机动车辆悬架阻尼器，所述液压阻尼器包括：主管，所述主管填充有工作液体；活塞组件，所述活塞组件沿着轴线可滑动地设置在所述主管内部，附接到活塞杆，所述活塞杆通过密封的活塞杆引导件通向所述阻尼器的外部，所述活塞组件将所述主管分成回弹腔室和压缩腔室，所述活塞组件设置有压缩阀组件和回弹阀组件，以控制在所述回弹腔室与所述压缩腔室之间通过的工作液体的流动；底阀组件，所述底阀组件位于所述压缩腔室的所述端部处，所述底阀组件设置有压缩阀组件和回弹阀组件，以控制在所述压缩腔室与附加补偿腔室之间通过的工作液体的流动；以及压缩止动组件，所述压缩止动组件位于所述压缩腔室中并且包括插入件和套筒，所述插入件设置有内部腔室，所述套筒可与所述活塞组件一起移位，并且易于(apt to)在所述阻尼器的压缩冲程结束时可滑动地引入到所述插入件的所述内部腔室内，以产生附加的阻尼力。
背景技术
文献US2001025753公开了一种阻尼器组件，该阻尼器组件包括筒体(cylinder)，活塞杆以可轴向调节的方式安装在该筒体中。在活塞杆的布置在筒体中的那个端部处，设置有活塞，该活塞将压缩腔室与回弹腔室分隔开。包括回弹弹簧的回弹止动组件容纳在回弹腔室中。在远离活塞的一端处，回弹弹簧包括辅助活塞，该辅助活塞的外径小于筒体的内径。在回弹腔室的端部区段中，辅助筒体形成在筒体的内部中，辅助筒体的内径与辅助活塞的外径匹配，使得辅助活塞以径向密封的方式与辅助筒体的筒体壁相互作用。在回弹冲程足够大的情况下，辅助活塞移动到辅助筒体中，并且因此关闭在面向活塞的一侧的辅助筒体的内部。
文献US2018355944、文献DE102015119731和文献DE1430494公开了设置有包括与活塞联接的可压缩弹簧布置的各种冲程止动组件的端部的阻尼器组件。
由于压缩止动组件需要用于其操作的空间，所以通常通过减小阻尼器的所谓的最小轴承跨距(即，回弹止动件与主活塞组件之间的距离)来提供该空间。这进而排除了悬架系统中的阻尼器的实现方式，其中活塞杆经受侧向负载(例如麦弗逊 (MacPherson)支柱)，其中足够的轴承跨距对于阻尼器的正确操作是至关重要的。因此，期望减小压缩止动组件的工作长度。压缩止动组件的减小的工作长度在包装和处理阻尼器方面也是有益的。
本发明的目的是提供一种具有压缩止动组件的液压阻尼器，其具有(feature)减小的操作长度，在制造和组装方面将是成本高效且简单的，并且其将提供用于调整(shape)附加阻尼力的通用调谐特性。
发明内容
因此，根据本发明的开头所述类型的阻尼器的特征在于，所述套筒的直径小于所述主管的直径，从而在所述套筒与所述主管之间限定了径向外流动通道；所述套筒借助于设置在所述套筒内的弹簧与所述活塞组件连接；并且所述插入件设置有多个轴向间隔开的径向孔并且具有环形凸缘，所述环形凸缘与所述主管的所述内壁邻接，并且将所述压缩腔室与位于所述孔的所述径向外出口与所述底阀组件之间的径向外插入流动通道分隔开。
弹簧的应用使压缩止动组件占据的空间最小化。此外，套筒和插入件不必成角度地定向。
优选地，所述套筒具有中空内部，所述中空内部限定了径向内流动通道。
优选地，所述套筒包括多个径向突出部，所述多个径向突出部与所述主管滑动配合并且通过桥接部(bridge)分隔开。
优选地，所述压缩止动组件进一步包括压缩安全阀，所述压缩安全阀在所述插入件的所述内部腔室中的所述压力的预定阈值处打开，并且允许工作液体从所述插入件的所述内部腔室到所述底阀组件的所述压缩阀组件的流动，该工作液体的流动绕过了所述径向外插入流动通道。
优选地，所述压缩止动组件进一步包括回弹止回阀，所述回弹止回阀在所述回弹冲程期间允许工作液体从所述底阀组件的所述回弹阀组件到所述插入件的所述内部腔室的流动，该工作液体的流动绕过了所述径向外插入流动通道，并且所述回弹止回阀在所述压缩冲程期间保持关闭。
优选地，所述压缩止动组件进一步包括固定构件，所述固定构件固定到所述底阀组件和所述插入件并且包括多个成角度地设置的双冲程流动通道，所述双冲程流动通道将所述底阀组件与所述径向外插入流动通道接合，其中，所述压缩安全阀和/或所述回弹止回阀包括多个盘，所述多个盘覆盖所述固定构件中的多个成角度地设置的流动通道。
优选地，所述孔的径向内出口位于在所述插入件的径向内表面中形成的多个轴向突出部中，其中，所述径向外流动通道在所述套筒与所述插入件之间延伸。
优选地，所述插入件与主管的内壁邻接，并且所述径向外插入流动通道由在插入件的径向外表面中形成并且与所述孔的径向外出口流体连接的多个凹槽限定。
优选地，所述弹簧是螺旋弹簧。
在其他实施方式中，可以采用例如波形弹簧。
优选地，主管设置有加宽部分以容纳插入件。
优选地，所述插入件和/或所述套筒由塑料制成，优选地，由聚酰胺制成。
优选地，插入件与固定构件被制成单个元件，并且设置有压缩安全阀和/或回弹止回阀。
附图说明
下面将结合附图描述和解释本发明，在附图中：
图1例示了根据本发明的包括阻尼器的车辆悬架的一部分；
图2是根据本发明的双管阻尼器的实施方式的示意性剖视图，其中压缩止动组件的实施方式处于完全压缩状态；
图3是在压缩冲程期间处于非工作(inactive)状态的图2中所示的压缩止动组件的实施方式的示意性剖视图；
图4是在致动(activation)之后处于液压机械状态下的图2中所示的压缩止动组件的实施方式的示意性剖视图；
图5是在致动之后处于安全阀接合的机械状态下的图2中所示的压缩止动组件的实施方式的示意性剖视图；
图6是处于完全压缩状态并且在回弹冲程开始时的图2中所示的压缩止动组件的实施方式的示意性剖视图；
图7是在回弹冲程的初始阶段的图2中所示的压缩止动组件的实施方式的示意性剖视图；
图8是在回弹冲程的另一阶段的图2中所示的压缩止动组件的实施方式的示意性剖视图；
图9以轴测图示出了图2中所示的压缩止动组件的套筒；
图10以剖视图示出了图2中所示的压缩止动组件的套筒；
图11以轴测图示出了图2中所示的压缩止动组件的插入件；
图12以剖视图示出了图2中所示的压缩止动组件的插入件；
图13以轴测图从插入件侧示出了图2中所示的压缩止动组件的固定构件；以及
图14以剖视图示出了图2中所示的压缩止动组件的固定构件。
具体实施方式
图1示意性地例示了示例性车辆悬架的一部分，该车辆悬架包括通过顶部安装件102和设置在顶部安装件102的上表面的周边上的多个螺钉103附接至车辆底盘101 的本发明的阻尼器1。顶部安装件102连接至螺旋弹簧104和阻尼器1的活塞杆5。阻尼器1的管2连接至支撑车轮106的转向节105。
图2至图6示出了根据本发明的双管阻尼器1的实施方式。阻尼器1包括外管2 和填充有粘性工作液体的主管3，在该主管3内设置有可移动活塞组件4，该可移动活塞组件4附接至活塞杆5，该活塞杆5穿过密封的活塞杆引导件6通向阻尼器1的外部。阻尼器1还设有固定在主管3的另一端处的底阀组件7。活塞组件4与主管3 的内表面滑动配合，并且将主管3分成回弹腔室11(位于活塞组件4与活塞杆引导件6之间)和压缩腔室12(位于活塞组件4与底阀组件7之间)。附加补偿腔室13 位于底阀组件7的另一侧。金属保持构件51夹紧在活塞杆5上并且支撑弹性体回弹止动件52。回弹止动件52与活塞组件4之间的距离限定了阻尼器1的最小轴承跨距 32。
如本文中参考阻尼器的特定元件所使用的术语“压缩”是指邻近或面向压缩腔室12的这些元件或元件的部分，或者在工作液体流动方向的情况下，其是指在阻尼器的压缩冲程期间发生的该流动方向。类似地，在本说明书中参考阻尼器的特定元件使用的术语“回弹”是指邻近或面向回弹腔室11的这些元件或特定元件的这些部分，或者在工作液体流动方向的情况下，其是指在阻尼器的回弹冲程期间发生的该流动方向。
活塞组件4设置有压缩阀组件42和回弹阀组件41，以在活塞组件4沿着轴线A 处于移动中时对在回弹腔室11与压缩腔室12之间通过的工作液体的流动进行控制。底阀组件7也设有回弹阀组件71和压缩阀组件72，以分别在阻尼器1的回弹冲程和压缩冲程期间控制在附加补偿腔室13与压缩腔室12之间通过的工作液体的流动。如本领域技术人员公知的，压缩阀组件42和回弹阀组件41以及回弹阀组件71和压缩阀组件72提供可以用于调整双管阻尼器1的期望特性的设计参数。
阻尼器1进一步设置有位于压缩腔室12中的压缩止动组件8，以在压缩冲程结束时产生附加的阻尼力，例如，以避免活塞组件4的突然止动。压缩止动组件8的主要部件是筒形插入件81和套筒83，套筒83可与主活塞组件4一起移位并且借助于螺旋弹簧84连接到主活塞组件4。
图11和图12中详细示出的插入件81在该实施方式中由聚酰胺制成并且通过固定构件82固定到底阀组件7，固定构件82压配合到底阀组件7和主管3。插入件81 也压配合到固定构件82，并且在该实施方式中设置在主管3的加宽部分31内。插入件81具有径向内表面，该径向内表面与固定构件82一起限定了压缩止动组件8的内部腔室811。
在该实施方式中，插入件81邻接主管3的加宽部分31的内壁，并且为了允许液体在插入件81与主管3之间通过底阀组件7的流动，插入件81设置有四个等角度间隔开的轴向组，各个轴向组具有十一个等距间隔开的径向孔814。孔814的径向内出口位于在插入件81的径向内表面中形成的四个轴向突出部816中。每组的孔814的径向外出口位于在插入件81的径向外表面中形成的四个轴向凹槽813中。凹槽813 在插入件81的回弹轴向端处端接有环形凸缘812。在插入件81的压缩轴向端部处，凹槽813在插入件81与主管3之间与环形通道815接合。环形凸缘812限定了径向外插入流动通道89，该径向外插入流动通道89与压缩腔室12间隔开，并且允许通过孔814、凹槽813、环形通道815、在固定构件82中形成的八个径向外部等角度间隔的双冲程流动通道822，以及底阀组件7的回弹阀组件71或压缩阀组件72在压缩腔室12和补偿腔室13之间基本上不受限制地流动。在该实施方式中，径向外插入流动通道89还由插入件81的凹槽813和固定构件82的双冲程流动通道822限定。
图13和图14中详细示出的固定构件82由烧结钢制成，并且包括压缩安全阀87 和回弹止回阀88。压缩安全阀87包括六个偏转盘873，该六个偏转盘873覆盖在固定构件82的面对底阀组件7的一侧处的多个径向近侧等角度设置的流动通道872。回弹止回阀88包括偏转盘881，偏转盘881覆盖多个径向远侧等角度设置的流动通道882。通过穿过保持部824、压缩安全阀87的盘873、固定构件82、回弹止回阀 88的盘881并铆接在锁定垫圈821上的螺栓823将盘873和盘881保持就位。为了允许工作液体通过径向近侧流动通道872的流动，回弹止回阀88的偏转盘881设置有基本上位于流动通道872的半径处的两个肾形开口871。在本发明的其它实施方式中，盘873、盘881可由至少一个弹簧轴向浮动和偏压。
螺旋弹簧84具有靠近主活塞组件4的端部和远离主活塞组件4的端部，该靠近主活塞组件4的端部压配合在主活塞组件4的肩部螺母43上，该远离主活塞组件4 的端部压配合在限定在套筒83的压缩端部处的管状突出部833上。
图9和图10中详细示出的套筒83由聚酰胺制成，并且其径向外表面的直径小于主管3的直径并且对应于插入件81的径向内表面的内径。套筒83通过多个等角度设置的径向突出部831可滑动地设置在主管3内，该径向突出部831与管3形成滑动配合并由桥接部832分隔开，桥接部832允许套筒83的径向外表面与主管3之间沿径向外流动通道85在压缩腔室12与补偿腔室13之间流动。压缩腔室12与补偿腔室 13之间的另一个径向内流动通道86设置在套筒83内、位于螺旋弹簧84的线圈之间并穿过管状突出部833。技术孔834有利于管状突出部833的注射成型。
液压压缩止动组件8的功能在图3至图8中例示出。
如图3所示，在阻尼器1的压缩冲程期间，在液压压缩止动组件8的非工作状态下，工作液体可以自由地从压缩腔室12流动到补偿腔室13，如箭头所例示，通过外流动通道85和内流动通道86两者并且通过径向外插入流动通道89。在压缩冲程期间，回弹止回阀88的偏转盘881关闭径向远侧流动通道882。
如图4所示，在冲程的特定位置处，套筒83进入插入件81，并且其径向外表面开始关闭插入件81中的孔814，这增加了流动限制和阻尼。在该实施方式中，外流动通道85保持打开，因为通过轴向突出部816之间的环形间隙的液体的流动是可能的。
如图5所示，在冲程的某些其他位置，插入件81中的所有孔814被套筒83的径向外表面封闭，并且外流动通道85关闭。在该位置，作用在固定构件82中安全阀 87的盘873上的腔室811中的工作液体的压力达到预定义的阈值，并且迫使盘873 偏转，从而允许工作液体通过肾形开口871和径向近侧流动通道872到压缩阀组件 72的流动。
主活塞组件4朝向压缩腔室12的进一步发展触发压缩止动组件8的机械动作。通过压缩螺旋弹簧84并且通过逐渐减小螺旋弹簧84的线圈之间的流动间隙来产生更高的限制，直到最后，如图6所示，内流动通道86完全关闭并且弹簧84被完全压缩。这大大缩短了压缩止动组件的工作长度，并且能够在回弹冲程期间实现优异的最小轴承跨距32，如图2所例示。此外，弹簧84的长度和刚度是压缩止动组件8的附加调谐参数。压缩止动组件8的接合点可以由弹簧84的长度来调节。压缩止动组件8的液压和机械动作的关系可以通过弹簧84的刚度来调节。
同样如图6所示，在处于压缩止动组件8的完全压缩位置的回弹冲程开始时，径向外插入流动通道89关闭，并且在该位置，工作液体的流动仅通过径向远侧流动通道882和固定构件82与回弹止回阀88的偏转盘881之间的间隙是可能的。这防止了气穴现象(cavitation)。
如图7所示，随着活塞组件4移动到回弹腔室11中，腔室811中的工作液体的压力迫使弹簧84延伸，这打开了径向内流动通道86。径向外插入流动通道89保持关闭。在该位置中，流动仅通过回弹止回阀88是可能的。
当活塞组件4更进一步前进到回弹腔室11中时，如图8所示，并且流体从补偿腔室13并且从回弹腔室11均通过径向外插入流动通道89、内流动通道86和外流动通道85流动到压缩腔室12。在该实施方式中，当压力下降到低于特定阈值时，回弹止回阀88关闭。在本发明的其它实施方式中，回弹止回阀88可配置成在整个回弹冲程期间保持打开。
压缩止动组件8的调谐参数包括安全阀87的偏转盘873的数量、厚度、直径和预载荷；径向孔814、轴向凹槽813和轴向突出部816的数量、形状、尺寸和分布；插入件81和套筒83的长度；以及最后是弹簧84的刚度和长度。在压缩止动组件8 被致动之后，相关的调谐参数可以随着冲程的进展而变化。
在本发明的其它实施方式中，在附图中没有详细例示出，插入件可以与固定构件被制成单个元件，并设置有压缩安全阀87和/或回弹止回阀88。在本发明的其他实施方式中，即使在压缩冲程的最后阶段，一些径向孔814也可以保持打开，使得压缩安全阀87和/或回弹止回阀88的应用将不是必要的。
本发明的上述实施方式仅是示例性的。附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被放大或最小化。然而，这些因素和其它因素不应被视为限制本发明的精神，所附权利要求书指出了本发明的预期保护范围。
附图标记列表
1.阻尼器
11.回弹腔室
12.压缩腔室
13.补偿腔室
2.外管
3.主管
31.加宽部分
32.最小轴承跨距
4.活塞组件
41.回弹阀组件
42.压缩阀组件
43.肩部螺母
5.活塞杆
51.保持构件
52.回弹止动件
6.活塞杆引导件
7.底阀组件
71.回弹阀组件
72.压缩阀组件
8.压缩止动组件
81.插入件
811.内部腔室
812.环形凸缘
813.轴向凹槽
814.径向孔
815.环形通道
816.轴向突出部
82.固定构件
821.锁定垫圈
822.双冲程流动通道
823.螺栓
824.保持部
83.套筒
831.径向突出部
832.桥接部
833.管状突出部
834.技术孔
84.弹簧
85.径向外流动通道
86.径向内流动通道
87.安全阀
871.肾形开口
872.径向近侧流动通道
873.偏转盘
88.回弹止回阀
881.偏转盘
882.径向远侧流动通道
89.径向外插入流动通道
101.车辆底盘
102.顶部安装件
103.螺钉
104.弹簧
105.转向节
106.车轮。

Claims (13)

1.一种液压阻尼器(1)，所述液压阻尼器(1)包括：
主管(3)，所述主管(3)填充有工作液体；
活塞组件(4)，所述活塞组件(4)沿着轴线(A)能够滑动地设置在所述主管(3)内，附接到活塞杆(5)，所述活塞杆(5)通过密封的活塞杆引导件(6)通向所述液压阻尼器的外部，所述活塞组件(4)将所述主管(3)分成回弹腔室(11)和压缩腔室(12)，所述活塞组件(4)设置有第一压缩阀组件(42)和第一回弹阀组件(41)，以控制在所述回弹腔室(11)与所述压缩腔室(12)之间通过的工作液体的流动；
底阀组件(7)，所述底阀组件(7)位于所述压缩腔室(12)的端部处，所述底阀组件(7)设置有第二压缩阀组件(72)和第二回弹阀组件(71)，以控制在所述压缩腔室(12)与附加补偿腔室(13)之间通过的工作液体的流动；以及
压缩止动组件(8)，所述压缩止动组件(8)位于所述压缩腔室(12)中并且包括：
插入件(81)，所述插入件(81)设置有内部腔室(811)，以及
套筒(83)，所述套筒(83)能够与所述活塞组件(4)一起移位并且易于在所述液压阻尼器的压缩冲程结束时能够滑动地引入到所述插入件(81)的所述内部腔室(811)内，以产生附加的阻尼力，
其中，
所述套筒(83)的直径小于所述主管(3)的直径，从而在所述套筒(83)与所述主管(3)之间限定了径向外流动通道(85)；
所述套筒(83)借助于设置在所述套筒(83)内的弹簧(84)与所述活塞组件(4)连接；并且
所述插入件(81)设置有多个轴向间隔开的径向孔(814)并且具有环形凸缘(812)，所述环形凸缘(812)与所述主管(3)的内壁邻接，并且将所述压缩腔室(12)与位于所述径向孔(814)的径向外出口与所述底阀组件(7)之间的径向外插入流动通道(89)分隔开。
2.根据权利要求1所述的液压阻尼器，其中，所述套筒(83)具有中空内部，所述中空内部限定了径向内流动通道(86)。
3.根据权利要求1或2所述的液压阻尼器，其中，所述套筒(83)包括多个径向突出部(831)，所述多个径向突出部(831)与所述主管(3)滑动配合并且通过桥接部(832)分隔开。
4.根据权利要求1或2所述的液压阻尼器，其中，所述压缩止动组件(8)进一步包括压缩安全阀(87)，所述压缩安全阀(87)在所述插入件(81)的所述内部腔室(811)中的压力的预定阈值处打开，并且允许工作液体从所述插入件(81)的所述内部腔室(811)到所述底阀组件(7)的所述第二压缩阀组件(72)的流动，该工作液体的流动绕过了所述径向外插入流动通道(89)。
5.根据权利要求4所述的液压阻尼器，其中，所述压缩止动组件(8)进一步包括回弹止回阀(88)，所述回弹止回阀(88)在回弹冲程期间允许工作液体从所述底阀组件(7)的所述第二回弹阀组件(71)到所述插入件(81)的所述内部腔室(811)的流动，该工作液体的流动绕过了所述径向外插入流动通道(89)，并且所述回弹止回阀(88)在所述压缩冲程期间保持关闭。
6.根据权利要求5所述的液压阻尼器，其中，所述压缩止动组件(8)进一步包括固定构件(82)，所述固定构件(82)固定到所述底阀组件(7)和所述插入件(81)并且包括多个成角度地设置的双冲程流动通道(822)，所述双冲程流动通道(822)将所述底阀组件(7)与所述径向外插入流动通道(89)接合，其中所述压缩安全阀(87)和/或所述回弹止回阀(88)包括多个偏转盘(873、881)，所述多个偏转盘(873、881)覆盖所述固定构件(82)中的多个成角度地设置的流动通道(872、882)。
7.根据权利要求1或2所述的液压阻尼器，其中，所述径向孔(814)的径向内出口位于在所述插入件(81)的径向内表面中形成的多个轴向突出部(816)中，其中，所述径向外流动通道(85)在所述套筒(83)与所述插入件(81)之间延伸。
8.根据权利要求1或2所述的液压阻尼器，其中，所述插入件(81)与所述主管(3)的所述内壁邻接，并且所述径向外插入流动通道(89)由在所述插入件(81)的径向外表面中形成并且与所述径向孔(814)的所述径向外出口流体连接的多个凹槽(813)限定。
9.根据权利要求1或2所述的液压阻尼器，其中，所述弹簧是螺旋弹簧(84)。
10.根据权利要求1或2所述的液压阻尼器，其中，所述主管(3)设置有加宽部分(31)以容纳所述插入件(81)。
11.根据权利要求1或2所述的液压阻尼器，其中，所述插入件(81)和/或所述套筒(83)由塑料制成。
12.根据权利要求11所述的液压阻尼器，其中，所述插入件(81)和/或所述套筒(83)由聚酰胺制成。
13.根据权利要求1或2所述的液压阻尼器，其中，插入件(81)与固定构件(82)被制成单个元件，并且设置有压缩安全阀(87)和/或回弹止回阀(88)。
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