CN114340920A - 高度可调的减振器组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于两轮机动车等的高度可调的减振器组件(1)，包括：具有弹簧(3)、例如与减振器(2、102)同轴的螺旋弹簧的减振器(2、102)，减振器(2、102)具有标称长度(L)和至少两个与车辆悬架可操作地连接的联轴器(8、9)，弹簧(3)具有第一端部(4)和第二端部(5)；至少一个与弹簧(3)串联安装的液压流体的推杆(6)，推杆(6)作用于弹簧(3)的任一端(4、5)、或作用于任一个联轴器(8、9)；以及与推杆(6)流体连接的用于致动推杆(6)的加压的液压流体源(7)，减振器组件(1)包括与推杆(6)流体连接的蓄能罐组件(27)，其又包括罐(28)和电磁阀(31)，其对罐(28)的液压流体的入口/出口端口的打开或关闭进行控制，以便允许存在于推杆(6)中的液压流体向缸(28)快速排放，从而立即释放减振器(2)的弹簧(3)的预载荷、或立即减少减振器(102)的负载长度，由此立即降低车辆。

Description

高度可调的减振器组件
技术领域
本发明涉及一种高度可调的减振器组件，特别地涉及一种允许快速降低车辆的减振器组件，能用于两轮机动车等领域、即挎斗车或具有三个或四个轮子的倾斜式轻型车辆，更广泛地涉及一种配备有高度可调的悬架的任何类型的机动车。
背景技术
在两轮机动车等领域，人们越来越感到需要根据使用条件以及负载情况来调节座椅的高度。当前的一些两轮机动车、例如耐力赛领域的摩托车或所谓的跨界车，需要相当高的姿态来应对车辆的越野使用，但是同时，这与在所有低速情况下(此时驾驶员的脚需要放在地面上)均能够轻松地操控车辆的需求相违背。
为了满足这些需求，耐力赛/越野赛领域的最新一代摩托车几乎都配备了悬架调节装置以补偿车载负载，并且允许对座椅高度进行个性化调节。
因此，根据车辆上存在的控制系统的复杂程度，悬架调节或多或少以动态方式被使用。
在已知类型的电动液压操作的调节装置中，为了获得更快的悬架调节时间，需要增加液压泵的驱动电动机的功率，然而，这与两轮车或类似车辆(例如摩托车)上可用的电功率限制相违背。
由于这种功率要求，座椅提升系统的致动速度受到车辆的电功率的严格限制，同样地，降低期间的速度也受到限制。
文献EP3024675A1和WO2008/038321A1描述了一种使用电动液压装置的高度可调的减振器，该减振器包括作用于弹簧的推杆单元，增加或减少减振器的弹簧预载荷，从而改变安装有减振器的车辆的高度，或者推杆单元作用于靠近车辆的减振器联轴器中的一个的减振器一端，直接地增加或减少减振器的长度，并且还设置有电动液压泵，该电动液压泵在压力下向推杆单元馈送油。
在EP3024675A1所示的装置中，推杆单元是单作用式的，液压泵可以是双作用或单作用型的，而在WO2008/038321Al所示的装置中，推杆单元是双作用式的，用于输送油，并且设置有加压的储油器，该储油器通过单作用式的泵定期充注而从低压罐中取油。
由于泵电动机和/或所使用的液压部件的电功率限制，如上所述的类型的装置除了相对复杂之外特别地无法实现车辆的快速降低。
事实上，对于双作用式的液压泵，驱动泵的电动机的电功率不足以使推杆单元快速移动，对于单作用式的液压泵，当用于从推杆单元排出油时，双向和双位电磁阀的油端口相对较小，不允许大的油流率，实际上造成了阻塞油流率的瓶颈。
应当考虑的是，理想的选择是，特别是在降低过程中，推杆组件的完全位移时间可以用十分之一秒来衡量，而对于如上所述的装置，推杆组件的位移时间大约是十秒。
文献US5181696A、US2014/0077465A1和EP3225527A1描述了一种高度可调的减振器，该减振器使用悬架本身提供的泵元件来获得用于车辆高度调节的加压流体。
因此，为了达到车辆高度调节所需的流体压力，车辆的悬架需要进行一定次数的振动，因此，高度调节不是立即进行的，甚至可能需要相对较长的时间。文献DEI02014207055A1描述了一种用于车辆的悬架系统，该悬架系统包括机械弹簧和液压气动弹簧，该液压气动弹簧具有能通过气动容器元件进行调节的液压容积；为了降低悬架，液压气动弹簧的容积通过阻塞阀排空：这导致液压气动弹簧的容积排空时间相当地长，从而也导致悬架降低时间同样较长。
发明内容
本发明的技术范围是改善高度可调的减振器的领域的技术状况。
本发明的另一个目的是制造一种高度可调的减振器组件，该减振器组件具有比已知的解决方案更短的车辆降低时间。本发明的另一个目的是制造一种高度可调的减振器组件，该减振器组件可以容易地利用很少的可用空间安装在车上，特别是在两轮机动车等情况下。
本发明的又一个目的是提供一种高度可调的减振器组件，该减振器组件由重量轻且制造成本低的部件制成。
本发明的另一个目的是提供一种高度可调的减振器组件，该减振器组件在降低过程中需要较低的电功率进行操作。根据本发明的一个方面，提出了一种根据技术方案1所述的高度可调的减振器组件。
根据本发明的另一方面，提出了一种根据技术方案8所述的用于更新或改装高度可调的减振器的套件。
根据本发明的又一个方面，提出了一种根据技术方案9所述的用于对高度可调的减振器进行操作的方法。
从属技术方案涉及本发明的优选和有利实施方式。
附图说明
根据以下对其实施方式的一些示例地详细描述，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚，该实施方式在附图中仅示出为示例而非限制性地说明，其中：
图1是根据本发明的高度可调的减振器组件的示意性正视图。
图2是图1中提到的高度可调的减振器组件的一些细节的剖视图。
图3是图1涉及的高度可调的减振器组件的另一细节的剖视图。
图4是根据本发明的高度可调的减振器组件的另一型式的示意性正视图。
图5是根据本发明的高度可调的减振器组件的又一型式的示意性正视图。
具体实施方式
参照本发明的一个型式，图1示出了高度可调的减振器组件，并且用1表示为其整体，该减振器组件可以安装在两轮车(未示出)、或挎斗车或三个或四个轮子的倾斜式轻型车辆。在图1所示的型式中，高度可调的减振器组件1主要包括：具有至少一个弹簧3、例如与减振器2同轴的螺旋弹簧的减振器2，上述弹簧3具有第一端部4和第二端部5；至少一个液压流体型的推杆6，上述推杆6也与减振器2同轴并与弹簧3串联安装，推杆6作用于弹簧3的两个端部4、5中的任一个；以及加压的液压流体源7，上述源7致动推杆6。
应当注意的是，根据本发明的高度可调的减振器组件也可以应用于不同类型的悬架，例如用于摩托车的伸缩叉，在这种情况下，推杆可以与前叉外管内的每个弹簧串联安装，但是该推杆不需要总是与减振器同轴，因此，该推杆也可以构成为包含标准的液压缸的致动器、即非环形的单作用式。
减振器2具有标称长度L，并且包括至少两个与车辆悬架可操作地连接的联轴器8、9。
减振器2还具有位于第一支承位置P1的第一支承底座10和位于第二支承位置P2的第二支承底座11；弹簧3的第一端部4在第一位置P1处搁在减振器2的第一支承底座10上，第二端部5在第二位置P2处搁在减振器2的第二支承底座11上。
推杆6可以改变弹簧3的端部4或5中的一个的支承位置P1或P2；特别是在图1的型式中，推杆组件6定位成与弹簧3的第一端部4接触并作用于该第一端部4，从而改变弹簧3的第一端部4的第一支承位置P1。
应当注意的是，替代地，推杆6可以通过改变弹簧3的第二端部5的第二位置P2来与弹簧3的第二端部5接触并作用于该第二端部5；可能的话，可以设置两个推杆6来改变弹簧3的两个支承位置P1、P2。
通过改变支承位置P1、或支承位置P2、或两个支承位置P1、P2，弹簧3的预载荷被改变：可以增加初始预载荷、或者可以减少或取消初始预载荷。
因此，可以改变减振器组1的高度，更广泛而言，可以改变安装有前述减振器组1的车辆的高度：通过增加弹簧3的预载荷，车辆的高度实际上会增加，因为车辆自身重量和施加在车辆上的载荷导致悬架在载荷下的下沉会减少，通过减小(或取消)弹簧3的预载荷，车辆的高度实际上会减少，因为悬架在载荷下的下沉会增加。
推杆6包括由加压的液压流体源7驱动的液压致动器；在图1和图2中，液压致动器构成为与弹簧3串联安装的环形的缸12。
包括弹簧3和缸12的组件可以在无需调节的情况下替换减震器的普通弹簧，因此，根据本发明的减振器组件1还可被视为或售出为现有减震器的升级或改装，而无需进行高度调节。
同样地，在用于摩托车的伸缩叉的情况下，根据本发明的弹簧和推杆组件可以替换在预先存在的叉的每个滑块中设置的普通弹簧，从而构成对预先存在的伸缩叉的更新或改装。
显然，根据本发明的高度可调的减振器组件也可以用作新生产的车辆的原始设备。
图2以剖面示出了缸12，该缸12包括套筒13、固定在套筒13上的中空部14和在中空部14内以密封方式滑动的活塞15；因此，通过更换先前的弹簧的一部分，缸12可以插入到预先存在的减震器上，上述套筒13的内径必须与预先存在的减振器的外径相对应。
加压的液压流体源7通过管道16直接地连接到推杆6，而不存在中间阀。
管道16又与推杆6的缸12流体连通；为此，管道16被固定于与缸12的内腔连通的液压连接件18。
应当注意地是，由于加压的液压流体源7与推杆6之间的直接连接，根据本发明的减振器组件1比包括一个以上的电磁阀的已知解决方案更简单、更轻、更便宜且更可靠。
如上所述，缸12是单作用式的缸，该缸由液压流体主动地致动，并且仅用于增加弹簧3的预载荷；在车辆降低时必须减小或取消弹簧3的预载荷的情况下，通过推动缸本身的活塞15使液压流体从缸12的内腔排空的正是上述弹簧3。
由于缸12是单作用型的，因此，缸12的结构形式特别简单、重量轻、可靠且生产成本低。
液压流体源7包括由电动机单元20驱动的液压泵19。
液压泵19包括具有活塞21的单作用式的液压缸(见图2)，上述活塞21在上述液压缸内以密封方式滑动，并且通过电动机组件20在同一活塞21的行程限制内以线性方式在两个方向上运行。
因此，这样实现的液压泵19简单、轻便、可靠且制造成本低。
根据图2所示内容，前述的电动机组件20包括：旋转型的电动机22；可能的减速单元23、例如行星齿轮减速单元；以及用于将电动机22的旋转运动转换为线性运动的机构24，上述线性运动随后使活塞21移动，并且还为电动机22提供了电气连接件25。
具有旋转型的电动机22、可能的减速单元23、例如行星齿轮减速单元和将电动机22的旋转运动转换为线性运动的机构24的前述结构形式，允许在功率相同的情况下使用小型且轻型的电动机并利用有限的占地面积。用于将旋转运动转换为线性运动的机构24可以用不同的方式实现，例如：啮合在齿条上的齿轮、推力曲柄机构、凸轮和从动件，特别是由彼此可操作地连接的螺钉25和螺母螺钉26形成的机构。
如图2所示，可以注意到螺钉25与电动机22连接，而螺母螺钉26与活塞21连接，当然，这些元件25、26可以相互交换。
因此，在泵19与液压型的缸12之间实现了直接连接，类似于机动车的刹车或离合器的液压驱动装置。
以这种方式，通过控制电动机组件20的螺钉25的旋转，可以以毫米级的方式定位缸12的活塞21的输出；如上所述，在由活塞21的行程设定的范围内，在一个方向和另一个方向上发生致动。
本发明的一个重要特征是，高度可调的减振器组件1包括蓄能罐组件27，该蓄能罐组件27通过固定于缸12的液压连接件18的第二管道17与推杆6的缸12流体连接。
蓄能罐组件27又包括：至少一个缸28；至少一个低压蓄能室29，该低压蓄能室29可以由具有充注有气体的膜30的装置或具有液压流体分离器和机械弹簧(未示出)的装置组成；以及至少一个的电磁阀31，该电磁阀31存在于两个位置，并且对液压流体入口/出口端口的打开或关闭进行控制。通过打开电磁阀31，蓄能罐组件27允许迅速地排出存在于推杆6中的任何压力，从而立即释放减振器的弹簧预载荷，由此使车辆降低。
电磁阀31构成为包括大截面的端口，以减少液压流体的压降，从而为推杆6的缸12中的液压流体的排放提供低阻力，使得车辆能够快速降低。
在电磁阀31关闭的情况下，减振器组件1将以常规方式运行，因为存在于回路内的液压流体完全包含在液压管线中，该液压管线包括液压泵19、管道16和推杆6的缸12。
以这种方式，可以调节弹簧3的预载荷，从而以非常精确的定位控制来调节负载下的车辆高度。
当从车辆的任何高度位置开始、例如从大于弹簧3的最小预紧条件的弹簧3的任何预紧位置开始突然需要降低车辆时，电磁阀31被打开以允许液压流体从推杆组件6的缸12向蓄能罐组件27快速排放，从而移动弹簧3的支承位置P1或P2，以便缩短减振器2的负载长度。
此时、即在执行前述液压流体的快速排放之后，在保持电磁阀31打开的同时，液压泵19将液压流体从缸组件27中抽出，返回到活塞21确定最小预载荷的位置、即活塞21被拉回，并且将液压流体从缸组件27中抽向由同一液压泵19、管道16和推杆6的缸12组成的主回路。
蓄能罐28的排空也是由蓄能室29的压力帮助完成的，但是前述压力不能太高，因为必须允许推杆6的缸12完全排出，通常蓄能室29的压力处于2到4巴之间、即0.2-0.4兆帕。
当液压泵19返回到其最小预载荷位置时，电磁阀31关闭，减振器组件1准备进行另一个操作循环。根据图4所示的本发明的第二个型式，减振器102配备有推杆6，并且包括具有位移行程C的液压缸12，上述推杆6位于减振器102的任一端，减振器102与车辆悬架连接的联轴器8、9位于该端处。
根据该型式的高度可调的减振器组件1的其他部件与先前的型式相同，将不再进一步描述。将液压流体引入液压缸12中或从液压缸12中排空液压流体的效果是能够调节液压缸12的行程C，从而直接地调节减振器102的负载长度，而不是像先前型式中那样调节弹簧3的预载荷。
该型式的高度可调的减振器组件1的效果和操作与先前型式非常相似：通过操作推杆6，由于液压缸12的行程C，减振器102的长度增加，因此车辆的高度增加，即使减振器102通常处于负载下，因此，减振器102的长度比标称长度L短。
当然，通过减小(或设定为零)液压缸12的可用行程C，车辆的高度也会降低，因为减振器102在负载下的长度会减少。
根据图5所示的本发明的第三型式，蓄能罐组件27集成在加压的液压流体源7中，即蓄能罐组件27、液压泵19和电动机组件20构成单个单元，第二管道17的长度要短得多，也可以完全取消，因为蓄能罐组件27非常靠近液压泵19的出口、或与液压泵19成一体。
在本发明的第三型式中，部件7、27的集成可以在一定程度上减轻重量并更快地将这些组件安装在车辆上，而在本发明的第一型式中，部件7、27的分离可以有助于找到车辆上的可用空间，因为这些部件可以放置在不同的位置。
同样地，对于该第三型式，其他部件、特别是减振器2保持与本发明的第一型式相同；替代地，也可以使用如上所述的第二型式的减振器102。
由此可见，本发明是如何实现预期目的的。在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。
此外，所有元件均可以用其他技术上等效的元件替换。
实际上，在不脱离以下权利要求的保护范围的情况下，所使用的材料以及相应的尺寸和形状可以根据需要存在很大的变化。

Claims (11)

1.一种减振器组件(1)，所述减振器组件的高度可调，并且用于两轮机动车等、或挎斗车或具有三个或四个轮子的倾斜式轻型车辆，所述减振器组件包括：减振器(2、102)，所述减振器具有至少一个弹簧(3)、例如与所述减振器(2、102)同轴的螺旋弹簧，所述减振器(2，102)具有标称长度(L)和至少两个与车辆的悬架可操作地连接的联轴器(8，9)，所述弹簧(3)具有第一端部(4)和第二端部(5)；至少一个与所述弹簧(3)串联安装的液压流体的推杆(6)，所述推杆(6)作用于所述弹簧(3)的两端(4、5)中的任一个、或者所述推杆(6)作用于两个所述联轴器(8、9)中的任一个；以及与所述推杆(6)流体连接并致动所述推杆(6)的加压的液压流体源(7)，其特征在于，加压的所述液压流体源(7)与所述推杆(6)直接流体连接而与所述推杆(6)之间不存在中间阀，并且包括与所述推杆(6)流体连接的蓄能罐组件(27)，所述蓄能罐组件(27)又包括至少一个罐(28)和至少一个电磁阀(31)，所述电磁阀对所述罐(28)的液压流体的入口/出口端口的打开或关闭进行控制，所述电磁阀(31)设置有大截面的端口并减小液压流体的压降，以便允许存在于所述推杆(6)中的液压流体向所述罐(28)快速排放，并且立即释放所述减振器(2)的所述弹簧(3)的预载荷、或立即减少所述减振器(102)的负载长度，由此立即降低车辆。
2.如权利要求1所述的减振器组件，其特征在于，所述蓄能罐组件(27)包括具有装载有气体的膜(30)的装置、或具有由液压流体分离器和机械弹簧组成的组件的装置。
3.如权利要求1或2所述的减振器组件，其特征在于，所述电磁阀(31)包括用于液压流体的截面相对较大的端口，以便为位于所述推杆(6)中的液压流体的排放提供低阻力。
4.如前述权利要求中的任一项所述的减振器组件，其特征在于，加压的所述液压流体源(7)包括单作用式液压泵(19)，所述单作用式液压泵经由电动型的电动机组件(20)而被电机驱动。
5.如前述权利要求中的任一项所述的减振器组件，其特征在于，所述单作用式液压泵(19)包括单作用式的液压缸，所述液压缸包括在所述液压缸内以密封方式滑动的活塞(21)，并且由所述电动机组件(20)在所述活塞(21)自身的行程限制内以线性方式在两个方向上运行。
6.如权利要求4或5所述的减振器组件，其特征在于，所述电动机组件(20)包括：旋转型电动机(22)；减速器(23)、例如具有行星齿轮的减速器；以及将所述电动机(22)的旋转运动转换为线性运动的机构(24)。
7.如前述权利要求中的任一项所述的减振器组件，其特征在于，将旋转运动转换为线性运动的所述机构(24)包括由彼此可操作地连接的螺钉(25)和螺母螺钉(26)形成的机构。
8.一种用于升级或改装高度可调的减振器的套件，包括如前述权利要求中的任一项所述的高度可调的减振器组件(1)。
9.一种高度可调的减振器组件的驱动方法，包括以下步骤：提供如权利要求1至7中的任何一项所述的用于两轮机动车等、或挎斗车或具有三个或四个轮子的倾斜式轻型车辆的高度可调的减振器组件(1)；对所述弹簧(3)的预载荷或所述减振器(102)的长度进行调节，从而以精确的定位控制来调节装载车辆的高度；其特征在于，包括以下步骤：打开电磁阀(31)以允许在需要从车辆的任何高度位置开始突然降低车辆时，将液压流体从推杆组件(6)的缸(12)向蓄能罐组件(27)快速排放；维持电磁阀(31)打开；以及将液压流体从罐组件(27)向加压的液压流体源(7)和推杆(6)回收，使加压的所述液压流体源(7)回到所述弹簧(3)的最小预载荷位置或所述减振器(102)的最小长度。
10.如权利要求9所述的高度可调的减振器组件的驱动方法，其特征在于，所述步骤以权利要求9所述的顺序执行，并且包括随后关闭电磁阀(31)的步骤，以准备高度可调的所述减振器组件用于新的操作循环。
11.如权利要求9或10所述的高度可调的减振器组件的驱动方法，其特征在于，加压的所述液压流体源(7)包括单作用式液压缸，所述单作用式液压缸具有在所述缸内以密封方式滑动的活塞(21)，并且由所述电动机组件(20)在所述活塞(21)的行程限制内以线性方式在两个方向上致动。
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