CN113958644A - 具有递增的阻尼力特征曲线的阻尼阀装置 - Google Patents

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CN113958644A CN202110819473.4A CN202110819473A CN113958644A CN 113958644 A CN113958644 A CN 113958644A CN 202110819473 A CN202110819473 A CN 202110819473A CN 113958644 A CN113958644 A CN 113958644A
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Abstract

一种具有阻尼阀装置的振动阻尼器，振动阻尼器包括与阀体连接的节流点，阀体取决于节流点内的流动速度从通流位置出发转变到节流位置，其中阀体随着阻尼介质的流动速度增加朝向闭合方向运动，其方式为：阀体被实施为直径可变化的环形元件，环形元件在导流面的方向上实施径向闭合运动，其中保持限定的最小通流截面，其中至少一个影响节流点的阻尼力的部件取决于振动阻尼器的行程位置而改变。

Description

具有递增的阻尼力特征曲线的阻尼阀装置
技术领域
本发明涉及一种具有递增的阻尼力特征曲线的阻尼阀装置。
背景技术
从DE 10 2016 210 790 A1已知一种具有阻尼阀装置的振动阻尼器，该阻尼阀装置具有递增的阻尼力特征曲线。在此利用环形元件的径向扩张运动，以便与导流面一起构成可改变的节流点。利用如下效果，节流点的截面减少、阻尼介质在节流点内的流动速度增加，并且因此使阻尼力过比例地增大。
就行程位置而言，活塞杆的轴向速度在中间行程范围中最大。在终端位置中，车辆悬架弹簧的力在压缩运动中具有较大的作用，并且因此对激发力加以补偿。在回弹运动中，悬架弹簧越来越长，由此弹簧力减小。
另一方面，在压缩方向或回弹方向上对应激发较大时，当活塞杆在其终端位置有过高的能量输入时产生可能的损伤。
从现有技术中已知推拉止动器，这些推拉止动器以机械的方式和/或以液压的方式对活塞杆运动施加反作用力。这些推拉止动器是专门针对在终端位置处对活塞杆加阻尼而设计的。
原则上可能考虑的是，将行程限位器和具有递增的阻尼力特征曲线的阻尼阀装置在振动阻尼器中组合。然而问题在于，用于行程限位器的结构空间是阻尼阀装置已经所需要的。此外，具有行程限位器和阻尼阀装置的振动阻尼器是相对昂贵的。
发明内容
本发明的目的在于，解决现有技术中已知的问题。
该目的如下实现，至少一个影响所述节流点的阻尼力的部件取决于所述振动阻尼器的行程位置而改变。
借助这种构造原理有效防止了活塞撞击活塞杆引导件或底部阀。由于节流点是取决于行程位置的阻尼功能的组成部分，可以省去传统的行程限位器，该行程限位器由于其结构方式还可能造成行程长度损失。
在一个实施方式中，导流面的有效直径取决于振动阻尼器的行程位置而改变。由此，节流点的应用点在较低的激活速度的方向上偏移。此外，可达到的阻尼力水平也增加。
实施这种设计的一个简单方式在于，所述导流面由所述振动阻尼器的缸体的内壁构成，其中所述缸体在所述行程路径的终端位置的区域中具有直径减小部。
替代性地，所述环形元件可以保持在载体上，所述载体具有用于容纳所述环形元件的环形凹槽，其中所述环形凹槽和所述环形元件构成压力室，所述压力室具有至少一条通向所述振动阻尼器的工作腔的流动通道，其中所述流动通道就其截面而言取决于所述振动阻尼器的行程位置而被控制。在此，例如可以增加用于取决于行程将阻尼介质供应给环形空间的流动通道，或者减少用于使阻尼介质从环形空间流出的流动通道，以便增加环形空间中的压力水平，使得能够在速度和扩张程度方面增加环形元件的径向扩张运动。
在另一个实施方式中，弹簧元件控制流动通道。
即，弹簧元件可以随着预紧力增加而具有用于流动通道的变大的闭合面，例如其方式为：弹簧元件由弹性体弹簧元件构成，或者螺旋弹簧的端部线圈径向扩张。
针对用于控制流动截面的切换运动的实施方式提出，所述环形元件的载体在一定范围内可轴向运动地支承。基于这个基本功能，弹簧元件可以藉由载体或多或少地被预紧，并且由此操控闭合面。
替代性地，流动通道可以指配有旁路，该旁路可以取决于行程切换。
特别简单的解决方案的突出之处在于，载体取决于振动阻尼器的行程位置与可轴向运动的节流盘共同作用，该节流盘与导流面构成节流截面。在这个解决方案中，使用特别简单并且低负载的构件，可以任选地使用这些构件。因此可以为节流点设置标准组件，该标准组件可以与可轴向运动的节流盘组合。
节流点作为组件在其结构上是简单并且稳定的。利用这些优点在另一个实施方式中简单地组合两个节流点，其方式为：带有所述缸体和其中可轴向运动的活塞杆的所述振动阻尼器具有两个能够相对于彼此运动的部件，其中第一节流点相对于所述两个部件中的一个部件位置固定地布置，并且取决于行程位置在流动速度增加时使用节流截面减小的第二节流点。
针对明显的阻尼力增加，第二节流点在相同的流动速度时具有比第一节流点更小的节流截面。
第二节流点的应用点以如下方式简单确定，其方式为：所述第二节流点抵抗止挡弹簧可轴向运动地支承。
本发明应借助以下附图说明来详细阐述。
附图说明
在附图中：
图1示出穿过具有截面减小的缸体的振动阻尼器的截面图示。
图2示出根据图1的具有可轴向运动的节流盘的阻尼阀装置。
图3示出具有两个取决于速度的节流点的阻尼阀装置。
图4示出具有可径向扩张的控制元件的阻尼阀装置。
图5示出具有从节流点的压力室受控制的流出的阻尼阀装置。
图6示出具有从节流点的压力室受控制的流入的阻尼阀装置。
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腔和远离活塞杆的工作腔13；15，这两个工作腔都填充有阻尼介质。在阻尼阀体7中，用于各自的通流方向的穿通通道17；19被实施在不同的节圆上。穿通通道的设计方案仅被视为示例性的。穿通通道17；19的出口侧至少部分地被至少一个阀盘21；23覆盖。
额外地，振动阻尼器具有第二阻尼阀25，该第二阻尼阀在空间上在活塞7与活塞杆之间通过形状配合连接直接固定在活塞杆9上。
带有盘状的基体31的第二阻尼阀25的载体29具有环绕的环形凹槽33，直径可改变的环形元件35在该环形凹槽中被引导。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39构成节流点37，其中内壁39形成导流面。
环形元件在外侧携带有限位环41(例如以固定环的实施方式)。限位环41可以界定环形元件的最大扩张运动，然而还提供用于环形元件35的复位力。环绕的环形凹槽33藉由用于供应阻尼介质的流动通道43和流出通道45与活塞杆侧的工作腔13相连接，以使液压扩张力作用在环形元件35上。环绕的环形凹槽33的区域在环形元件的径向内部构成用于液压扩张力的压力室47。
当活塞杆速度在第一操作范围(例如小于2m/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2m/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径向扩张。完全封堵节流点是通过构造措施来防止的，其方式为：例如环形元件具有外部轮廓或者限位环41来用作止挡件。
除了节流点37对流动速度的依赖性，提出的是至少一个影响节流点37的阻尼力的部件取决于振动阻尼器3的行程位置而改变。在这个实施例中，导流面39的有效直径取决于振动阻尼器3的行程位置，其方式为：导流面39由振动阻尼器的缸体的内壁构成，其中缸体在行程路径的终端位置的区域57中具有直径减小部59。原则上，直径减小部59还可能通过装入缸体的缩径套筒实现，然而为了安全操作，这种缩径套筒的壁厚相对较小。由此，损坏缩径套筒的风险相对较高。
在振动阻尼器3的正常位置的区域中(即在区域57之外的中间行程位置)，节流点37具有较宽的节流截面。由此，节流点在较高的流动速度时才起作用并且具有较平缓的阻尼力特征曲线。
当环形元件35进入具有直径59减小的区域中时，节流截面减小。因此可以在流动速度较低时实现较大的阻尼力。
在根据图2的实施方式中，利用与图1相同的液压效果。不同之处在于，环形元件35的载体29取决于振动阻尼器3的行程位置而与可轴向运动的节流盘61共同作用，该节流盘与导流面39构成朝向节流点37的与载体29相比减小的流入截面63。节流盘61实现在可径向扩张的环形元件35的区域中较高的流动速度。节流盘61通过止挡弹簧(该止挡弹簧例如轴向支撑在活塞杆引导件27上)压向载体29的盖面67。为此仅需要较小的预紧力。在进一步的伸出运动中，节流盘61和载体29同步运动。在活塞杆缩回运动时，即当止挡弹簧65再次松开时，节流盘在端部处从盖面67抬升其有效区域，并且第二阻尼阀25再次跟随取决于速度的具有较平缓的斜率的阻尼力特征曲线。实现限定的行程位置57由此与使得第二阻尼阀在两条阻尼力特征曲线之间调整的切换功能相对应。
在根据图3的实施方式中，带有缸体11和其中可轴向运动的活塞杆9的振动阻尼器3具有两个可相对于彼此运动的部件，其中第一节流点37相对于这两个部件中的一个部件(即活塞杆9)位置固定地布置，并且取决于行程位置在流动速度增加时使用节流截面减小的第二节流点69。振动阻尼器3具有两个载体29；71和两个可径向扩张的环形元件35；73。第二节流点在构造上的基本结构上与第一节流点37相同。具有第二节流点39的第二载体71可轴向运动地支承在止挡弹簧65上，该止挡弹簧进而支撑在活塞杆引导件27上。一旦第一载体29贴靠第二载体71，则这两个节流点37；69的阻尼力相加。优选地，第二节流点69在相同的流动速度时具有比第一节流点37更小的节流截面，因此阻尼力显著增加。同样如图3所述，当载体29在活塞杆9的缩回运动时不再与第二载体71的接触时，第二节流点69的作用停止。
在根据图4的变体中，第二阻尼阀25的环形元件35保持在载体29上，该载体的环绕的环形凹槽33与环形元件35构成压力室47，该压力室具有至少一个朝向振动阻尼器3的工作腔15的流动通道43。藉由对环形元件35的内表面75的压力可以辅助环形元件取决于速度的扩张运动。为此，压力室47具有流动通道45，该流动通道用于阻尼介质从活塞杆引导件27与载体29之间的阻尼介质容积流入。流出通道45使控制体积从压力室47中流出。针对性地控制通过压力室47的体积流量，其方式为：流动通道或流出通道，在这种情况下为流出通道45，取决于振动阻尼器3的行程位置控制其截面。
支承在支撑环77上的弹簧元件79用作用于流出通道45的控制元件，并且弹簧元件79的外密封直径用作控制参数。在此利用的是，弹簧元件79随着预紧力的增大而具有用于流出通道45的变大的闭合面。弹簧元件79由弹性体构成。
弹簧元件79的预紧运动基于如下事实：环形元件35的载体29在一定范围内相对于弹簧元件79可轴向运动地支承。固定环81限定载体29的初始位置并且因此限定弹簧元件79的初始直径，该初始直径可以与流出通道45径向重叠。从限定的行程位置57开始，止挡弹簧65在活塞杆引导件27与载体29之间负责弹性体的轴向压缩运动，该弹性体随后部分地封闭流出通道45。由此从压力室47流入和流出的比值如下改变：压力室47中的压力水平一直增大，并且因此在环形元件上作用越来越大的径向扩张力。
在图5中，第二阻尼阀25具有图4的工作原理。不同之处在于，提升弹簧83和节流盘承担图4中弹性体的功能，支撑环77作为位置固定的节流盘承担弹性体的功能。同样，在此流出通道45藉由载体29相对于紧固在活塞杆9上的支撑环77的相对运动被控制。
图6应示出，在第二阻尼阀25中还可能的是，在流入压力室47的方向上改变流动通道43的有效截面。为此，流动通道43指配有旁路85，该旁路可以取决于行程切换。旁路85从工作腔13开始同样通入压力室47。被隔离的第一盘形弹簧87布置在载体29的盖面67与夹紧盘89之间。这个第一盘形弹簧87在内直径和外直径上各自具有朝向盖面65和朝向夹紧盘89的密封边缘。盘形弹簧支承在段状的环形倾斜边缘91上。
第二盘形弹簧93径向支撑在节圆内侧，旁路通道85的流入开口布置在该节圆上，并且同样以其外直径和其内直径密封抵靠夹紧盘89和载体29的盖面67。由此，这个两个盘形弹簧87；93和夹紧盘89界定环形空间95。当从限定的行程位置57开始，夹紧盘89与止挡弹簧65产生接触，随后在活塞杆的继续运动中，这两个盘形弹簧87；93夹紧，并且至少第一盘形弹簧87藉由倾斜边缘91实施倾斜运动，由此释放进入环形空间并且因此进入旁路85的流入开口。由此，流入压力室47的体积流量与流出通道45的流出截面的比值大幅增加，这实现作用在环形元件35上的最大的扩张力。
附图标记清单
1 阻尼阀装置
3 振动阻尼器
5 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 穿通通道
19 穿通通道
21 阀盘
23 阀盘
25 第二阻尼阀
27 活塞杆引导件
29 载体
31 盘状的基体
33 环形凹槽
35 环形元件
37 节流点
39 导流面
41 限位环
43 流动通道
45 流出通道
47 压力室
49 阀座面
51 阀座面
53 支撑盘
55 支撑盘
57 终端位置的区域
59 直径减小部
61 节流盘
63 流入截面
65 止挡弹簧
67 盖面
69 第二节流点
71 第二载体
73 第二环形元件
75 表面
77 支撑环
79 弹簧元件
81 固定环
83 提升弹簧
85 旁路
87 第一盘形弹簧
89 夹紧盘
91 倾斜边缘
93 第二盘形弹簧
95 环形空间
97
99
101
103
105
107
109
111
113
115
117
119

Claims (12)

1.一种具有阻尼阀装置(1)的振动阻尼器(3)，所述振动阻尼器包括与阀体(35)连接的节流点(37)，所述阀体取决于所述节流点(37)内的流动速度而从通流位置出发转变到节流位置，其中阀体(35)随着所述阻尼介质的流动速度增加朝向闭合方向运动，其方式为：所述阀体(35)被实施为直径可变化的环形元件，所述环形元件在导流面(39)的方向上实施径向闭合运动，其中保持限定的最小通流截面，其特征在于，至少一个影响所述节流点(37)的阻尼力的部件取决于所述振动阻尼器(3)的行程位置而改变。
2.根据权利要求1所述的振动阻尼器，其特征在于，所述导流面(39)的有效直径(59)取决于所述振动阻尼器(3)的行程位置而改变。
3.根据权利要求2所述的振动阻尼器，其特征在于，所述导流面(39)由所述振动阻尼器(3)的缸体(11)的内壁构成，其中所述缸体(11)在所述行程路径的终端位置(57)的区域中具有直径减小部(59)。
4.根据权利要求1所述的振动阻尼器，其特征在于，所述环形元件保持在载体(29)上，所述载体具有用于容纳所述环形元件(35)的环形凹槽(33)，其中所述环形凹槽(33)和所述环形元件(35)构成压力室(47)，所述压力室具有至少一条通向所述振动阻尼器的工作腔(13)的流动通道(43；45)，其中所述流动通道(43；45)就其截面而言取决于所述振动阻尼器(3)的行程位置而被控制。
5.根据权利要求4所述的振动阻尼器，其特征在于，弹簧元件(79；87；93)操控所述流动通道(43；45)。
6.根据权利要求5所述的振动阻尼器，其特征在于，所述弹簧元件(79)随着预紧力的增大而具有用于所述流动通道(45)的变大的闭合面。
7.根据权利要求5所述的振动阻尼器，其特征在于，所述环形元件(35)的载体(29)在一定范围内可轴向运动地支承。
8.根据权利要求5所述的振动阻尼器，其特征在于，所述流动通道(43)指配有旁路(85)，所述旁路能够取决于行程切换。
9.根据权利要求1所述的振动阻尼器，其特征在于，所述环形元件(35)的载体(29)取决于所述振动阻尼器(3)的行程位置而与可轴向运动的节流盘(61)共同作用，所述节流盘与所述导流面(39)构成流入截面(63)。
10.根据权利要求1所述的振动阻尼器，其特征在于，所述振动阻尼器(3)带有缸体(11)和其中可轴向运动的活塞杆(9)，所述振动阻尼器(3)具有两个能够相对于彼此运动的部件，其中第一节流点(37)相对于所述两个部件(9)中的一个部件位置固定地布置，并且取决于行程位置在流动速度增加时使用节流截面减小的第二节流点(69)。
11.根据权利要求10所述的振动阻尼器，其特征在于，所述第二节流点(69)在相同的流动速度时具有比所述第一节流点(37)更小的节流截面。
12.根据权利要求10所述的振动阻尼器，其特征在于，所述第二节流点(69)抵抗止挡弹簧(65)可轴向运动地支承。
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