CN116888379A - 具有渐进的阻尼力特征曲线的阻尼阀装置 - Google Patents

Abstract

一种用于减振器(3)的阻尼阀装置(1)，其包括与阀元件(35)连接的节流部位(37)，所述阀元件根据所述节流部位(37)内部的阻尼介质的流动速度能够从通流姿态转变为节流姿态(37)，其中，所述阀元件(35)作为直径可变的环形元件随着所述阀座(29)的环形槽(33)内部的阻尼介质的流动速度的增大而沿关闭方向运动，其中，所述环形槽(33)构造为具有两个穿流方向的压力腔(63)，所述压力腔具有至少一个流入开口(65)和至少一个流出开口(67)，其中，有效的流入开口(65)相比于有效的流出开口(67)具有更大的横截面，并且通过阀装置(69)控制针对流出所述压力腔(63)的阻尼介质的出口横截面(71)。

Description

具有渐进的阻尼力特征曲线的阻尼阀装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有渐进的阻尼力特征曲线的阻尼阀装置。

背景技术

专利文献DE 10 2016 210 790 A1描述了一种用于减振器的阻尼阀装置，所述阻尼阀装置包括第一阻尼阀，所述第一阻尼阀在第一运行范围中随着阻尼介质的流动速度的提高而过渡至通流运行姿态。所述第一阻尼阀例如由减振器的活塞阀或底阀形成。所述减振器的具有渐进的阻尼力特性的第二运行范围受到与阀体相连接的节流部位的影响，所述阀体可与减振器的活塞杆的行程位置无关地根据节流部位内部的流动速度从通流姿态转变至节流姿态，其中，阀体随着阻尼介质的流动速度的增加而沿关闭方向运动。由此产生附加阻尼力，该附加阻尼力使得无需传统的仅在活塞杆的端部位置起作用的牵拉止挡件或压缩止挡件。

节流部位和阻尼阀在液压上串联地布置，其中，所述阀体构造为直径可变的环形元件，该环形元件朝向导流面执行径向的关闭运动，其中维持了限定的最小通流横截面。

专利文献DE 10 2019 212 966 A1提出，直径可变的环形元件附加地由在由环形槽形成的压力腔内部的压缩力支持。如果压力腔的流入开口的横截面大于压力腔的流出开口，则压力腔的功能特别有效。关于减振器的阻尼特性有意义的是，使用两个节流部位，各节流部位分别用于减振器的一个工作方向。然而在成本方面有意义的是，限定具有对于两个流动方向来说最佳地起作用的节流部位的阻尼阀装置。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中已知的问题。

该目的通过如下方式实现，即环形槽构造为具有两个流动方向的压力腔，所述压力腔具有至少一个流入开口和至少一个流出开口，其中，有效的流入开口相比于有效的流出开口具有更大的横截面，并且通过阀装置控制针对流出压力腔的阻尼介质的出口横截面。

利用一种简单的阀装置，可以实现所述阻尼阀装置的压力腔处的流动横截面的基本调整，该简单的阀装置相比于各一个完整的阻尼阀装置显著更紧凑且更成本低廉

在一种非常简单的变型方案中，阻尼阀装置配备有至少一个止回阀，该止回阀造成沿流出所述压力腔的阻尼介质的排出方向的横截面减小。还可以规定，横截面能够减小至出口横截面完全封闭。

由于所述阻尼阀装置具有结构形式为换向阀的两个止回阀，所以阻尼阀装置的设计方案实现了更大的设计自由度。然后可以针对压力腔的每个流动方向独立地确定流入横截面和流出横截面的尺寸。

在一种结构形式中，所述换向阀由与所述节流部位的阀元件分隔开的阀体形成。优点在于，使用标准阻尼阀装置，该标准阻尼阀装置根据需要可以配备附加的止回阀或换向阀。

优选地，所述阀装置具有不会引起噪音的至少部分弹性的阀体。

在另外的有利的设计方案中，所述阀体具有限定的变形方向。

利用限定的变形方向可以例如实现阀体从限定的载荷开始在一变形区域内超出比例地减小所述出口横截面。借助该措施可以使阻尼阀装置的阻尼力特征曲线具有渐进的特征曲线。

替代地，所述阀体能够具有过压阀功能，该过压阀功能从压力腔内部的限定压力开始引起阀体的打开运动。在此可以扩大流出横截面，而无需阀体整体执行工作运动。

所述变形区域的简单的结构形式的特征在于，所述阀体具有可朝向基体变形的接片区域。

特别是在径向结构空间非常有限的情况下存在使阀元件具有形成止回阀的阀体的弹性区段的可行方案。

附图说明

根据以下对附图的描述进一步阐述本发明。其中：

图1示出了减振器在阻尼阀装置的区域中的截取区段；

图2至图6示出了具有附加的独立的阀装置的阻尼阀装置；

图7示出了具有由阀元件形成的阀装置的阻尼阀装置；以及

图8示出了具有唯一一个用于压力腔的止回阀的阻尼阀装置。

具体实施方式

图1示出了用于任意结构类型的减振器3的阻尼阀装置1，该减振器仅部分地示出。所述减振器3除了阻尼阀装置1之外还包括第一阻尼阀5，该第一阻尼阀具有构造为活塞7的阻尼阀体，该阻尼阀体紧固在活塞杆9上。

所述阻尼阀体7将减振器的缸体11划分成活塞杆侧的工作腔13和远离活塞杆的工作腔15，这两个工作腔均填充有阻尼介质。在所述阻尼阀体7中在不同的节圆上构造有分别针对一穿流方向的贯穿通道17、19。所述贯穿通道17、19的设计方案仅仅是示例性的。贯穿通道17、19的出口侧利用至少一个阀盘21、23至少部分地覆盖。

此外，所述减振器具有牵拉止挡件25，该牵拉止挡件从活塞杆9的限定的移出运动出发直到接触到缸体侧的止挡面、例如活塞杆引导件27。

所述牵拉止挡件25包括阀座29，所述阀座通过形状配合连接部直接固定在活塞杆上。在所述阀座29的上侧面上例如安放有环形的弹性体元件31，即使在活塞杆9振动运动时该弹性体元件也通过微小的径向预加载荷得到保持。从止挡面处的止挡点开始，弹性体元件31充当附加的支撑弹性件。

阀座29具有环绕的环形槽33，直径可变的阀元件35在该环形槽中得到引导。该阀元件35可径向运动或在径向上具有弹性，并且作为阻尼阀装置1的一部分形成用于节流部位37的阀体。阀元件35与缸体11的内壁形成节流部位37，其中，内壁39为导流面。原则上，在与牵拉止挡件无关的阀座中也可实施本发明。

如同在图2和图3中放大地示出的那样，在盖子侧，阀元件35承载复位弹簧41。在内壁39与阀元件35的外侧面43之间存在可变的节流横截面45，该节流横截面产生附加的阻尼力。

当活塞杆速度处于第一运行范围中、例如小于1m/s时，节流部位37完全打开。于是阻尼力仅由与阀盘21、23相连接的贯穿通道17、19产生。当阀盘21、23受到来流冲击时，阀盘21、23从其阀座面47、49上抬起。该抬起运动分别由支撑盘51、53限定。

在活塞杆速度的第二运行范围中，这时活塞杆速度大于第一运行范围的极限速度，即大于示例性地给出的1m/s，阀元件35过渡到节流姿态中并且在此朝向导流面39执行关闭运动。由于阻尼介质在形式为环形间隙的节流部位37中的高流动速度而形成了负压，该负压导致了阀元件35的径向扩宽。然而，为了决不会发生节流部位37的阻塞，由复位弹簧41来维持所限定的最小通流横截面。替代地，阀元件可以具有侧面的轮廓或者阀座29具有用于阀元件35的机械止挡件。

图2示出了根据图1所示的阻尼阀装置1的放大图，所述阻尼阀装置以不同的技术紧固在活塞杆9上。在该放大图中可看出，环形槽33以阀元件35的内侧面55和环形槽侧面57、59以及环形槽底面61形成压力腔63，该压力腔63通过流入开口65和流出开口67与减振器3的工作腔13连接。所述压力腔63经由内侧面55产生径向向外指向的、使阀元件35扩宽的分力，该分力支持在节流部位37中产生的负压情况。

结合图2和图3可以清楚地看出，环形槽构造为具有两个流动方向的压力腔。尺寸确定规则在于，有效的流入开口65相比于有效的流出开口67具有更大的横截面。由于阻尼阀装置的变化的穿流方向进而也由于压力腔的变化的流动方向，开口也改变其功能，也即对于某一穿流方向来说，其中一开口形成流入开口并且在另一环形槽侧壁中的开口形成流出开口。对于相反的流动方向来说，参见流动箭头，功能发生改变。针对这种运行特性，阻尼阀装置1具有阀装置69，通过该阀装置控制针对流出所述压力腔的阻尼介质的出口横截面71。开口65、67能够具有不同的直径或者构造在阀座29上的不同节圆上，以便与阀装置69的阀体73一起在开口处产期望的横截面尺寸。

为此，阻尼阀装置1具有优选结构形式为换向阀69的两个止回阀69A、69B。开口65、67分别与阀体73形成一止回阀。在此，换向阀69由与节流部位37的阀元件35分隔开的阀体73形成，该阀体执行限制在由两个环形槽侧面57、59限定的端部区域中的轴向的切换运动。阀体73可以由简单的环形件构成，该环形件浮动地支承在环形槽3内部。如果阀体73在环形槽底面61处定心或由该环形槽底面引导，则还可以提高功能可靠性。在阀体73和阀元件35的内侧面55之间优选始终保持间隙，从而使得内侧面55上的受压面的尺寸保持恒定。

通过图4至图6可以清楚地看出，有利的是，阀装置69具有至少部分弹性的阀体73。这一方面避免了止挡噪音。在图4中简化地示出了，通过如下方式使阀体具有限定的变形方向，即例如因为阀体73完全在内径处受到引导并且弹性造成阀体73的径向扩宽，由此出口横截面71额外地减小，从而使得阀体73从限定的载荷开始在一变形区域内超出比例地减小出口横截面71。如果阻尼阀装置内部的流动速度由于减振器的过大载荷而急剧增大，则不仅阻尼阀装置1本身接通，而且阻尼阀装置1的阻尼力分量由于流出横截面71减小以及与此相关的阀元件35上的更大的扩宽力也附加地增大。为此例如可以适配力求获得的阻尼阀装置的阀体73的弹性特征值。

然而，也存在相反的可行方案，即阀体73具有过压阀功能，该过压阀功能从压力腔63内部的限定的压力开始造成阀体73打开运动，如图5和6所示。图5示出了具有接片区域75的阀体73，该接片区域可朝向基体77变形。在接片区域75和环形槽底面61之间存在自由空间79。如果载荷超过限定的级别，则接片区域75可以被挤入到自由空间79中，由此接片区域75运动离开与流出开口67的径向重叠区域，由此流出横截面71的尺寸再次增大并且压力级别由于流入横截面/流出横截面的横截面比例的减小而降低。因此，压力腔63中的压力级别进而作用在阀元件上的扩张力也下降。

在图7中，阻尼阀装置1具有阀元件35，该阀元件具有形成相应止回阀的阀体的弹性区段81。在该示例性的图示中，弹性区段从阀元件35的盖子侧开始朝向环形槽底面61延伸。与阀座29的环形槽侧面57、59中的开口65、67重叠的节流开口83构造在弹性区段81内部。如果弹性区段81从压力腔63开始受到来流冲击，则阀元件的该区域被压靠在相邻的槽侧面上，从而节流开口83确定流出横截面。在该区段81经由环形槽侧面中的开口65、67受到来流冲击时，该区段81从相应的环形槽侧面57、59上抬起并且释放开口65、67的完整横截面。

图8旨在示出阻尼阀装置1的最简单的结构形式，该阻尼阀装置配备有唯一一个止回阀69，该止回阀造成沿阻尼介质从压力腔63排出的方向的横截面减小。这种结构形式例如可应用于如下情况，即针对阻尼介质的流动方向的流入开口65的横截面D大于流出开口67的横截面d并且止回阀69将用于相反流动方向的流出横截面减小至小于始终打开的流入开口的横截面尺寸，也即D>d>出口横截面71。该结构形式所提供的优点是，针对流入压力腔63的流动方向的流入横截面仅取决于关于开口的制造误差。在根据图2至图7所示的止回阀中，阀体73的直径尺寸与阀座中的开口65、67的尺寸的组合始终彼此影响。

附图标记列表：

1 阻尼阀装置

3 减振器

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

15 远离活塞杆的工作腔

17 贯穿通道

19 贯穿通道

21 阀盘

23 阀盘

25 牵拉止挡件

27 活塞杆引导件

29 阀座

31 弹性体元件

33 环形槽

35 阀元件

37 节流部位

39 内壁

41 复位弹簧

43 侧面

45 节流横截面

47 阀座面

49 阀座面

51 支撑盘

53 支撑盘

55 内侧面

57 环形槽侧面

59 环形槽侧面

61 环形槽底面

63 压力腔

65 流入开口

67 流出开口

69 阀装置

69A 止回阀

69B 止回阀

71 出口横截面

73 阀体

74 变形区域

75 接片区域

77 基体

79 自由空间

81 弹性区段

83 节流开口

Claims (10)

1.一种用于减振器(3)的阻尼阀装置(1)，所述阻尼阀装置包括与阀元件(35)连接的节流部位(37)，所述阀元件根据所述节流部位(37)内部的阻尼介质的流动速度能够从通流姿态转变为节流姿态，其中，所述阀元件(35)作为直径可变的环形元件随着阀座(29)的环形槽(33)内部的阻尼介质的流动速度的增大而沿关闭方向运动，其特征在于，所述环形槽(33)构造为具有两个穿流方向的压力腔(63)，所述压力腔具有至少一个流入开口(65)和至少一个流出开口(67)，其中，有效的流入开口相比于有效的流出开口具有更大的横截面，并且通过阀装置(69)控制针对流出所述压力腔(63)的阻尼介质的出口横截面(71)。

2.根据权利要求1所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述阻尼阀装置(1)配备有至少一个止回阀(69A、69B)，所述止回阀造成沿流出所述压力腔(63)的阻尼介质的排出方向的横截面减小。

3.根据权利要求1或2所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述阻尼阀装置(1)具有结构形式为换向阀的的两个止回阀(69A、69B)。

4.根据权利要求3所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述换向阀(69)由与所述节流部位(37)的阀元件(35)分隔开的阀体(73)形成。

5.根据权利要求1至4中至少一项所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述阀装置(69)具有至少部分弹性的阀体(73)。

6.根据权利要求5所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述阀体(73)具有限定的变形方向。

7.根据权利要求6所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述阀体(73)从限定的载荷开始在一变形区域内超出比例地减小所述出口横截面(71)。

8.根据权利要求6所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述阀体(73)具有过压阀功能，所述过压阀功能从所述压力腔(63)的内部的限定压力开始引起所述阀体(73)的打开运动。

9.根据权利要求5至8中至少一项所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述阀体(73)具有可朝向基体(77)变形的接片区域(75)。

10.根据权利要求2所述的阻尼阀装置，其特征在于，所述阀元件(35)具有弹性区段(81)，该区段形成所述止回阀(69A、69B)的阀体。