CN113958643A - 振动阻尼器的限制体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动阻尼器的限制体，用于振动阻尼器的阻尼阀装置，包括可变直径的阀体，该阀体由阀支撑件引导，并且从通流位置开始，该阀体根据限制体内阻尼介质的流速藉由朝着导流表面方向的径向关闭运动而采取限制位置，其中，阀体的关闭运动由至少一个阻尼装置控制。

Description

振动阻尼器的限制体

技术领域

本发明涉及一种振动阻尼器的限制体。

背景技术

DE 10 2016 210 790A1公开了一种阻尼阀装置，该阻尼阀装置具有可变直径的阀体，该阀体根据限制体内的流速执行径向关闭运动，从而使该限制体的限制体截面发生变化。

阀体具有横向槽缝，并且在径向上具有弹性。限位环确定了阀体的最大膨胀度，此外还确保了阀体朝其初始位置方向的复位运动，在该初始位置，限制体的通流截面也是最大的。

在这种阻尼阀装置中，阀体对流量变化情况的响应行为决定性地确定了阻尼阀装置的品质。响应速度和最小限制体截面的尺寸在这方面起着至关重要的作用。

发明内容

本发明的目标是在功能品质方面进一步开发所讨论类型的阻尼阀装置。

该目标是通过以下事实来实现的：阀体的关闭运动由至少一个阻尼装置来控制。

阻尼装置可以用来对阻尼阀装置的响应速度产生非常大的影响。可以实现的最大阻尼力可以认为与此无关。除响应速度之外，阻尼阀装置的接合点也发生了变化。

在进一步有利的实施例中，阻尼装置支撑在阀支撑件上。目的是避免引发阻尼阀装置和缸体之间任何额外的摩擦效应。此外，阻尼装置于是将取决于缸体的尺寸公差。

适配阻尼装置并且因此适配阻尼阀装置的操作行为的第一种可能性在于，阻尼装置仅在阀体的自由行程后才开始起作用。从阀体的最大通流位置开始，限制体的阻尼力仅适度增加。可以相当快地穿越限制体的这个第一有效范围，以便能够以相应的速度累积高阻尼力。这种设置适合于设计更加运动化的振动阻尼器。

为了使限制体的取向更有利于舒适度，阻尼装置可以从阀体的起始位置开始起作用。这里要区分的是，阻尼装置是从起始位置起就产生了基本阻尼力，还是只在膨胀运动开始后才累积阻尼力。

原则上，阀体可以控制多个阻尼装置，这些阻尼装置例如沿着周向方向围绕阀体放置，并且这些阻尼装置在阀体的不同直径尺寸处起作用。阻尼装置于是以级联(cascade)状方式发挥作用，从而允许非常有选择性地适配阻尼装置所需的阻尼力特性。

阻尼装置的特别简单设计由至少一个弹性体本体形成。

替代性地，阻尼装置可以实施为液压阻尼装置。

通过将弹性体本体实施为可以填充阻尼介质的空心体，能实现两种构造原理的组合。这种设计也非常易于生产和组装。

从根本上说，阻尼阀装置并不绝对需要为阀体配备阻尼装置。为了能够使用阀支撑件的标准设计，将阻尼装置支撑在阀支撑件的盖上。此外，额外的盖可以简化阻尼阀装置的组装，并且为阻尼装置创造额外的安装空间。

在液压阻尼装置的情况下，如果阀体和阀支撑件形成在阀体的膨胀运动期间被压缩的压力腔室，则可以实现特别简单的设计，因为被用于压力腔室的是任何情况下都存在的部件。

极简设计的特征在于，压力腔室由阀体的顶侧和环形凹槽的侧壁的一部分来界定。然后，使完成的压力腔室可用所需要的仅在于插入密封件或是在两侧形成凸起的环形壁。

替代性地，阀支撑件可以具有液压阻尼装置，该液压阻尼装置具有至少一个填充有阻尼介质的压力腔室，并且在该压力腔室中，由阀体控制的移位体执行工作移动。这种设计提供了许多参数用以适配阻尼装置的阻尼特性。

在另一实施例中，压力腔室由阀体形成。这种变体提供了易于组装的优点，因为阻尼装置的部件先被安装在阀体上，然后才被插入阀支撑件的环形凹槽中。

为了这个目的，也可以将移位体设计成安装在阀支撑件上的连杆。藉由阀体的复位运动，移位体也总是移动至其初始位置。移位体不需要单独的复位弹簧。

附图说明

将参考以下附图说明对本发明进行更详细地阐释，

在附图中：

图1示出了阻尼阀装置的区域内的振动阻尼器的截面图；

图2示出了图1所示的限制体的阀体的平面图；

图3和图4示出了具有弹性体本体的阻尼装置；

图5示出了限制体的阀支撑件的盖上的阻尼装置；

图6至图10示出了用于限制体的液压阻尼装置；

图11示出了图3至图10所示的实施例的阻尼力特性。

具体实施方式

图1示出了用于任意结构的振动阻尼器3的阻尼阀装置1，仅图示了部分内容。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，该活塞紧固在活塞杆9上。

阻尼阀体7将振动阻尼器的缸体11分为活塞杆侧的工作腔室和远离活塞杆侧的工作腔室，两个所述腔室都填充有阻尼介质。在阻尼阀体7的不同节圆上形成了用于各自通流方向的贯穿通道。贯穿通道的构型应被视为纯粹说明性的。贯穿通道17、19的出口侧至少部分地被至少一个阀盘21、23覆盖。

此外，振动阻尼器具有张力止动件25，该张力止动件由于活塞杆9被限定的向上延伸运动而抵靠缸体的止动面、例如活塞杆引导件27。

张力止动件25包括作为阀支撑件29的张力止动件盘，该张力止动件盘藉由强制联结器直接固定在活塞杆上。例如，环形弹性体元件31被放置在阀支撑件29的上侧，该环形弹性体元件即便在活塞杆9振动运动的情况下也能藉由小的径向预应力而被固持。从与止动面止动接触的点开始，弹性体元件31就充当额外的支撑弹簧。

支撑件29具有环绕凹槽33，可变直径的阀体35在该环绕凹槽中被引导。这个阀体35的直径可以扩大，并且形成作为阻尼阀装置1的一部分的限制体37的一个部件。阀体35与缸体11的内壁形成限制体37，其中内壁39形成导流表面。原则上，本发明也可以在独立于张力止动件的支撑盘中形成。

在外部，阀体35具有例如呈固位环形式的复位弹簧41。这个复位弹簧41还可选地执行阀体35膨胀限制器的功能。

当活塞杆速度在第一操作范围内，例如小于1m/s时，限制体37是完全打开的。于是阻尼力完全由贯穿通道17、19与阀盘21、23共同产生。当有朝向阀盘21、23的流动时，阀盘21、23从阀座表面47、49升起。上升运动在各自的情况下受到支撑盘51、53的限制。

在活塞杆速度大于第一操作范围的极限速度、即大于举例说明的1m/s的第二操作范围中，阀体35移动至限制位置，并且在此过程中执行朝着导流表面39的方向的关闭运动。由于阻尼介质在环形间隙状限制体37内的高流速，形成了减压，导致阀体35径向膨胀。然而，为了确保限制体37没有堵塞的可能性，由复位弹簧41保持限定的最小通流截面，或者阀体的外轮廓与导流表面39一起限定最小通流截面。

图2示出了来自图1所示的振动阻尼器3的截面的可选阀体35的平面图。为明晰起见，图中省略了阀支撑件29、限位环41和活塞杆9。可以看到，阀体35具有横向间隙55，该横向间隙减小了阀体35径向膨胀运动所需的压力。阀体35被示出为处于最小流速下的通流位置。因此，通流截面57是最大的。通流截面57由缸体11的内壁39和阀体35的外侧表面45限定。

阀体35具有轮廓59，该轮廓限制了阀体35与缸体11的内壁39之间的环形截面。在该图示中，限制轮廓59实施为侧表面45上的单个径向突出部。这就产生了C形限制截面57。在凸轮状突出部59与内壁39之间有一个宽度显著减小的限制截面61，该显著减小的宽度即便在阀体35最大膨胀运动的情况下也能保持。此处，径向突出部59或限制部的尺寸被确定为使得其仅在限制体37(图1)的操作范围内影响阻尼效果。由于径向轮廓59相对较大的周向范围，可以在径向轮廓59之外增加相对于阀体35的侧表面45的空隙。

此外，图2示出了阀体35包括至少两个分支63、65，这两个分支以围绕枢转支承件67可移动的方式安装。这个特征与径向突出部59无关，但鉴于限制轮廓59形成了枢转支承件67的一部分(例如支承销69)，这两个特征以有利的方式相互补充。

在本实施例中，分支63、65沿着周向方向重叠，并且枢转支承件67形成于重叠区域中。在横向间隙55的区域中，两个分支63、65之间也有重叠，以尽量减小破坏性的泄漏截面。如图1所示，阀支撑件29具有两个接纳开口73，这两个接纳开口接纳支承销69。阀支撑件29上的接纳开口例如可以实施为简单的通孔。这同样适用于支承开口75、77。然而，为了在枢转支承件内提供一定的游隙，也可以将一个支承开口75、77实施为沿着分支的周向方向的槽缝。

当限制体起作用时，即限制截面57中流速相应地高时，阀体的两个分支63、65围绕枢转支承件67朝着缸体11内壁方向作径向枢转运动。如果分支63、65全表面接触，则限制截面61仍然打开并且确定了阻尼效果。

图3限制于限制体37的区域中阀支撑件29的截面。在该放大视图中，可以看到限制体37具有阻尼装置79，该阻尼装置起与阀体35的关闭运动相反的作用并且因此控制限制体37的整体行为。

在这个示例性实施例中，由至少一个弹性体本体81形成的阻尼装置79支撑在阀支撑件29上。为此，阀支撑件29具有环绕的或者替代性的分段腹板83，至少一个弹性体本体79装配到该腹板中。在阀体35与弹性体本体81之间存在径向空隙，从而确保阀体35在第一致动行程范围内的膨胀速度以及因此的响应速度由压力腔室85中和限制体37内的压强或压力(pressures or pressure forces)控制并且由复位弹簧41的力控制。压力腔室85由阀体35的内侧表面87、凹槽底面89和阀支撑件29的凹槽侧壁91、93界定。阻尼介质经由流入开口95流入压力腔室85，并且经由流出通道97往回流出。流入通道95与流出通道97的截面比对压力腔室85中的压力累积有影响。一旦阀体通过其径向膨胀运动完成了自由行程99并且靠在弹性体本体81上，则弹性体本体81一方面施加额外的弹簧力，同时也施加与阀体35的膨胀运动相反的阻尼力。因此，阀体朝着缸体11上导流表面39方向的膨胀运动被减缓。

例如，图2描绘了两个阻尼装置，这两个阻尼装置相对于分支63、65具有不同的自由行程。因此，阻尼装置79在阀体35的不同直径尺寸处起作用。通过数量和相关的自由行程99，可以获得设置限制体37并且因此设置整个阻尼阀装置1的额外参数。

图4示出了基于图3的限制体37的实施例，其中限制体37的阻尼装置79在膨胀运动的情况下从阀体35直径最小的起始位置开始就已经在起作用。在这种情况下，可以另外规定弹性体本体81仅靠在阀体35上，或者弹性体本体已经具有明显的预应力，该预应力起到作用于膨胀运动的反作用力的作用。

与图3所示的实施例形成对比，图5所示的阻尼装置79支撑在与阀支撑件29分开的盖101上。该盖101可被用作一种选项，并且提供的优点是阀支撑件29不用腹板83来封闭环形凹槽33，因此阀支撑件29的生产更简单。此处，盖101以阀支撑件顶侧的肩部为中心，并且由于没有明显的轴向力产生，可以藉由过盈配合的方式来简单地固持。

在图3和图4所示的实施例中，弹性体上的挠曲功(flexing work)被用于阻尼。图6示出了一种变体，其中阻尼装置附加地具有液压阻尼。为此，基于图3所示的结构原理的弹性体本体81被实施为空心体，该空心体可以填充阻尼介质并且至少部分地经由开口103排空。开口103相当于限制体，经由该限制体，阻尼介质体积105被膨胀的阀体35从空心体中移出。液压阻尼进一步为阻尼装置的速度相关效应提供优点，即当阀体35相对快速地膨胀运动时，阻尼装置79也产生起与之相反作用的更高的阻尼力。在复位运动中，弹性体本体81再度放松，因此空心体经由开口103填充阻尼介质。

图7示出了具有阀支撑件29的限制体37，该阀支撑件同样具有液压阻尼装置79，其中阀体35和阀支撑件29形成在阀体膨胀运动期间被压缩的压力腔室107。为此，压力腔室107由阀体的顶侧109和环形凹槽33的凹槽侧壁的一部分来界定。也由单独的密封件形成的分别的环形腹板111、113布置在顶侧109和凹槽侧壁93上。顶侧109上的环形腹板111在凹槽侧壁93的环形腹板113的内侧延伸，两腹板之间具有径向空隙。这种变体是完全由液压驱动的阻尼装置79。环形腹板111、113和相对的壁区域之间的间隙115，或者替代性地，阀支撑件29中单独的限制开口117，可被用于计量限制效果。

图8描绘了限制体37，其中阀支撑件29具有液压阻尼装置，该液压阻尼装置具有至少一个填充有阻尼介质的压力腔室107，并且在该压力腔室中，由阀体35控制的移位体119执行工作移动。此处，压力腔室107形成于对应于图2的腹板83中，或者根据图4的盖101中。与常规的阀体35相比，无需对阀体35进行改变。

销形部件用作移位体119，该销形部件进入压力腔室107，并且在此过程中经由限制开口117移出阻尼介质。复位弹簧121确保移位体119执行回到初始位置的复位运动。此处也可以采用自由行程设计，在这种设计中，即使在阀体35的起始位置，移位体也起作用。确定复位弹簧121的尺寸的方式为使得只确保移位体119的复位运动，但也可以用更高的弹力辅助复位弹簧41。

在图9所示的阻尼装置79的实施例中，此装置布置在阀体35内，即由阀体35形成压力腔室107。也是在此处，阀体35中的限制开口117用于产生阻尼力。也是在这种情况下，盖101用于简化组装。原则上，阀支撑件29也可以轴向地分为上部和下部。在其他方面，作用原理与图8所示的实施例相符。

图10示出了液压阻尼装置79的变体，其中移位体119实施为径向穿过阀体35并安装在阀支撑件29上的连杆。在图示中，移位体119与形成压力腔室的阶梯状开口的壁之间的环形间隙用作限制开口，移位体布置在该限制开口中。密封件123负责将阻尼装置79的压力腔室107相对于径向地在阀体35的内侧的压力腔室85密封隔开。

借助其安装，移位体119可以具有一定的角度移动性，以避免阻碍阀体35的膨胀运动。由于通过阀体35相对于阀支撑件29的运动，阀体35的复位弹簧41确保了移位体119的复位，所以阻尼装置79不需要复位弹簧。

图11示出了阻尼装置79对限制体37的阻尼力行为的影响。阻尼力特性“1”描述没有限制体37的阻尼阀5的阻尼力行为。另一个极端用阻尼力特性“2”来描述，代表没有阻尼装置79的限制体37。一旦体积流量Q已经到达阈值，并且限制体37处出现Δp时，限制体37就开始生效，阻尼力随之非常渐进地上升，藉由限压阀该阻尼力的上升可选地再度趋平。

藉由具有自由行程99的阻尼装置79，可以实现符合阻尼力特性“3”的舒适度提高的阻尼力特性的圆化。在阻尼装置79不具备自由行程99的情况下，阻尼力遵循阻尼力特性“4”。阻尼力曲线明显更浅。如果阻尼装置79在一定的预加载荷或预应力作用下操作，也就是说，即使在阀体35的最小直径处，阻尼装置不仅起作用，而且已经带有阻尼力，则会实现阻尼力特性“4”的移位。说明性的阻尼力特性“5”体现了这个工作原理。

附图标记清单

1 阻尼阀装置

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 活塞杆侧的工作腔室

15 远离活塞杆的工作腔室

17 贯穿通道

19 贯穿通道

21 阀盘

23 阀盘

25 张力止动件

27 活塞杆引导件

29 阀支撑件

31 弹性体元件

33 环形凹槽

35 阀体

37 限制体

39 内壁

41 复位弹簧

45 侧表面

47 阀座表面

49 阀座表面

51 支撑盘

53 支撑盘

55 横向间隙

57 通流截面

59 轮廓

61 限制截面

63 分支

65 分支

67 枢转支承件

69 支承销

71 支撑环

73 接纳开口

75 支承开口

77 支承开口

79 阻尼装置

81 弹性体本体

83 腹板

85 压力腔室

87 侧表面

89 凹槽底面

91 凹槽侧壁

93 凹槽侧壁

95 流入开口

97 流出通道

99 自由行程

101 盖

103 开口

105 阻尼介质体积

107 压力腔室

109 顶侧

111 环形腹板

113 环形腹板

115 间隙

117 限制开口

119 移位体

121 复位弹簧

123 密封件

Claims (14)

1.一种用于振动阻尼器(3)的限制体，包括可变直径的阀体(35)，所述阀体由阀支撑件(29)引导，并且从通流位置开始，所述阀体根据所述限制体(37)内阻尼介质的流速藉由朝着导流表面(39)方向的径向关闭运动而采取限制位置，其中，所述阀体(35)的关闭运动由至少一个阻尼装置(79)控制。

2.如权利要求1所述的限制体，其中，所述阻尼装置(79)支撑在所述阀支撑件(29)上。

3.如权利要求1和2中任一项所述的限制体，其中，所述阻尼装置(79)在所述阀体(35)的自由行程(99)后开始起作用。

4.如权利要求1和2中任一项所述的限制体，其中，所述阻尼装置(79)从所述阀体(35)的起始位置开始起作用。

5.如权利要求1至4中任一项所述的限制体，其中，所述阀体(35)由多个阻尼装置(79)控制，所述多个阻尼装置在所述阀体(35)的不同直径处起作用。

6.如权利要求1至5中任一项所述的限制体，其中，所述阻尼装置(79)由至少一个弹性体本体(81)形成。

7.如权利要求6所述的限制体，其中，所述阻尼装置(79)实施为液压阻尼装置。

8.如权利要求7所述的限制体，其中，所述弹性体本体(81)实施为能够填充阻尼介质的空心体。

9.如权利要求1至8中任一项所述的限制体，其中，所述阻尼装置(79)支撑在所述阀支撑件(29)的盖(101)上。

10.如权利要求7所述的限制体，其中，所述阀体(39)和所述阀支撑件(29)形成在所述阀体膨胀运动期间被压缩的压力腔室(107)。

11.如权利要求10所述的限制体，其中，所述压力腔室(107)由阀体(35)的顶侧(109)和环形凹槽(33)的侧壁(13)的一部分来界定。

12.如权利要求7所述的限制体，其中，所述阀支撑件(29)具有所述液压阻尼装置(79)，所述液压阻尼装置具有至少一个填充有阻尼介质的压力腔室(107)，并且在所述压力腔室中，由阀体(39)控制的移位体(119)执行工作移动。

13.如权利要求12所述的限制体，其中，所述压力腔室(107)由所述阀体(39)形成。

14.如权利要求13所述的限制体，其中，所述移位体(119)设计为安装在所述阀支撑件(29)上的连杆。

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