专利名称：弹簧行程调整装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种弹簧和/或阻尼装置，特别用于双轮车，包括至少 一个活塞-缸装置，其中通过活塞彼此界定的工作空间构成为活塞空间 和活塞杆空间，它们填充弹簧介质或阻尼介质，其中活塞连接于活塞 杆，后者密封地贯穿活塞杆空间的一个端壁。
背景技术：
弹簧和阻尼装置向来在车轮悬挂装置的4页域内用作为车辆或其车 轮对因地面不平度引起的沖击和碰撞的响应。在此期间该技术也已引 进通过体力操作的车辆中，例如自行车，由于借此一方面显著地改善 总的行驶舒适性，另一方面特别是车辆用作为体育器械时，为了克服 较复杂的地形，弹簧和阻尼装置是不可放弃的。
除传统的螺旋弹簧作为弹簧装置使用外还总是采用常见的气动的
弹簧，如其例如由DE 197 37 293 Al已知的。它们呈现一良好的弹簧 舒适性并且相对于传统的弹簧部分地显著降4氐汽车的总重。所述的弹 簧装置对此经常设有活塞-缸装置，其中通过活塞彼此相对界定装置的 两个工作空间，如其例如由DE 199 56 321A1已知的。
上述的弹簧装置为压缩和伸张过程提供一确定的通过系统压力预 定的弹簧行程，其在100mm的数量级内移动，但对于特殊的使用也 可以明显超出，对于一设有一这样的弹簧装置的车辆的使用者来说在 某些情况下可能需要和值得追求的是，尽快地改变其在车辆上通过弹 簧装置预定的位置，以便例如可以更好地克月艮地形的斜坡。
发明内容
因此本发明的目的在于，进一步构成一种开头所述型式的弹簧和/
或阻尼装置，使其允许使用者以简单的方式不需要借助辅助的工具并 在必要时不必离开其基本的驾驶位置就可以改变其相对于车辆的相对 位置。
该目的这样达到，即各工作空间的连通可通过一外部的操纵元件 控制并且设置一连接装置用于在活塞移动一预定的弹簧行程以后自动 地分离各工作空间。
在一具有可压缩的介质的弹簧装置中，可从提供正常的弹簧行程 的伸张的位置开始这样借助于在外部在弹簧装置上设置的操纵元件连 通弹簧装置的各工作空间，借此在弹簧装置用使用者的至少一部分体 重加载时压缩弹簧装置。在活塞移动至少一个预定的弹簧行程以后然 后自动地分离各工作空间，从而此时缩短弹簧行程并且通过操纵元件 的重新的操纵保持在其压缩的位置和与之相联系的各工作空间的主动 的分离。按这种方式缩短弹簧装置的弹簧行程，同时位于车轮和弹簧 装置的上方的车辆部分连同使用者的身体部分，因此例如导向杆连同 使用者的臂和上身，改变其相对位置并处于一更接近地面的位置。操 纵元件的紧接着的重新的操纵在弹簧装置卸载的情况下可使其返回到 伸张的最初的状态。
有利地为了在活塞杆的两侧建立一加大的工作容积，在装置的一 进一步构成中，活塞杆设有一内腔，该内腔与活塞杆空间经由一在活 塞杆的侧壁中设置的通孔连通，从而介质在活塞杆的内腔与活塞杆空 间之间可以穿过该通孔并且两空间构成相应的工作空间。
为了确保两工作空间的可靠的连通，在另一有利的装置的实施形 式中，连接装置具有一在活塞空间内连接于缸的一端部区域的固定端 和一嵌入活塞杆空间内的自由端。为了在发生的弹簧过程中可以可靠 地引导连接装置的自由端，在一进一步构成中可以符合目的地设定， 在活塞杆的内腔中设置一限制管，在其端面的孔中密封地嵌入连接装 置的自由端。
可特别好地制造的和可靠的连接装置在一优选的装置的实施形式 中这样实现，即将连接装置构成为平行于、特别同轴于缸纵轴线的在
活塞中密封地导向的连接管。为了可以相互连通各工作空间的容积， 在一特别优选的装置的实施形式中，连接装置在其位于活塞杆空间中 的区段中在连接装置的壁上具有至少一个用于介质的通孔，从而在打 开相应的闭锁元件时在注满介质的各工作空间之间经由连接装置可以 发生压力平衡。为了实现弹簧行程的不同的调整，在连接装置上也可 以设置多个可分别关闭的通孔。
在构成各工作空间之间的连通时在用介质注满弹簧装置以后，将 该连通分离并且弹簧装置是准备好工作的。在一通过沖击引起的弹簧 过程中压缩弹簧装置，亦即在为活塞空间配置的工作空间中压力增大， 而压力在为活塞杆空间配置的工作空间中减小。由此引起的力反作用 于引起的冲击并在各工作空间重新建立平衡。如果现在由于上述原因 要减小弹簧行程，则经由外部的操纵元件建立各工作空间的容积的连 通，通过弹簧装置例如用使用者体重的紧接着的加载，经由连接装置 的连接管发生两容积的容积变换，直到连接装置的通孔(该连接装置 的自由端当然在限制管中导向)越过该限制管的密封件并且按这种方 式自动地分离两个容积。弹簧装置的继续压缩此时并不导致继续的压 力平衡并且连接管的较小的容积(其在打开的各工作空间之间的连通 时为活塞空间的容积配置)对压力关系实际上没有影响。借助操纵元 件对各容积的主动分离导致，由于在活塞面和活塞杆面上的不同的面 积调整另一力平衡，其中弹簧叉伸张。与最初的弹簧行程相比现在如 期望的那样减小提供的弹簧行程。
为了在以后的时刻可重新提供全部的弹簧行程，在弹簧装置的同
时的卸栽下重新操纵操纵元件并借此重新连通各工作空间。通过在活 塞面和活塞杆面上的不同的面积以及作用到弹簧装置上的车轮的重 量，弹簧装置重新完全伸张，借此在外部的操纵元件的重新的操纵以 及与之联系的各工作空间的分离以后，重新提供弹簧装置的全部的弹 簧行程。
为了对弹簧装置的使用者可还要舒适地形成压缩和/或伸张过程， 在另一实施形式中可以设定，在活塞与一个缸端壁之间设置至少一个
另外的支持弹簧装置的压缩和/或伸张的弹簧元件，从而弹簧装置或在 各容积连通时对弹簧行程的期望的缩短或加长较迅速地作出反应，或 还在总体上达到弹簧装置在承受沖击时的较敏感的响应。
为了确保各工作空间的可靠的连通和分离并且达到连接装置在弹 簧装置内的可靠的布置，符合目的地在本发明的进一步构成中，缸在 其为活塞空间配置的端部区域中具有一容纳装置，其容纳操纵元件和 连接装置的固定端并且将它们相互连接。
为了两工作空间的容积可以可靠地相互连通和再次彼此分离，在 本发明的弹簧装置的另 一 实施形式中设定，操纵元件具有 一 闭锁元件， 其连通或分离各工作空间。其可以例如由阀构成，该阀通过一i殳有一 密封件的转销开放或关闭将各容积连通的孔。此外在另一实施形式中 建议，操纵元件同时作为用于用介质注满各容积的进口，因此为此操 纵元件可以设有 一从外部可接近的阀，用于用介质注满各工作空间。
为了由使用者可靠地触发总是期望的控制过程，在另一实施形式 中，操纵元件具有至少一个在缸的外端面上设置的控制元件。操纵元 件在该结置中对于使用者来说是可很好和可靠地达到的，而他不必离 开其在一双轮车上的位置，从而即使在行驶过程中弹簧行程的改变也 是可能的。
一合理的进一步构成可以在于，将控制元件构成为冠状的、优选 设有接合辅助装置的旋钮或按钮。 一这样的在缸的外端壁上设置的冠 状的钮对于使用者来说是可很好地达到和操纵的，因为为了实施一期 望的操纵他只必须旋转或按压该钮。以槽或凹口的方式在钮上的支持 控制元件运动的接合辅助装置附加地便于操作。 一附加的操作辅助装 置(其构成另一舒适性改进，因为使用者在这种情况下不必再向在缸 端壁上的位置探身)在一合理的弹簧装置的进一步构成中构成一操纵 元件，其具有至少一个另外的与缸间隔开设置的控制元件。该控制元 件可以是一例如在一双轮车的导向杆上或在其悬臂上设置的钮或一旋 转环，其如同在缸上设置的控制元件那样同样可靠地实施操纵元件的 功能。在导向杆或悬臂上设置的控制元件中涉及一所谓远距调整。
关于弹簧装置的简单的可操作性和为了可以简单地适应使用者的 愿望和需要，有利的是，在一弹簧装置的构成中，介质优选由氮气或 空气构成，因为二者之一是不太难获得的惰性气体，而另一介质，亦 即空气，对于使用者通过一经常随带的泵装置的应用自主地和随时允 许各工作空间的压力关系和从而弹簧特性适应他的要求。
为了平衡待由弹簧装置承受的沖击力，在简单的制造和成批生产 的目的上已证明符合目的的是，弹簧装置的一实施形式构成有一具有 基本上圆形横截面的缸，但此外例如如果必须承受异常的横向力，或 也由于审美的原因，也可设想弹簧装置的一些实施形式，它们具有一 与此不同的例如椭圆的或多边形的横截面。
由于弹簧装置与阻尼装置在一在车轮上设置的单元中提供的组
合，弹簧装置的一种构成是特别优选的，其中弹簧装置是一特别为一 双轮车设置的用于支承车轮的弹簧叉的叉腿的一部分，并且其中为了 减振在该弹簧叉的另 一叉腿上设置一优选构成为气体减振器的减振 器。按这种方式可以使弹簧装置的使用者(由于他自己使用简单的辅 助工具能够影响弹簧装置和阻尼装置的特性)保证用其车辆的最好的 舒适性，其实际上可随时适应于相应的环境条件。
以下对一个实施例借助附图更详细地说明本发明。其中部分地以 示意图示出。
图1 一本发明的弹簧装置的一实施例的側视图，包括可调的弹
簧行程在两工作空间的连接关闭时处于伸张的状态；
图2 图1中的弹簧装置在两工作空间的连接打开时处于压缩的
状态的侧视图3 弹簧装置处于图2的状态的一部分的详图4 弹簧装置作为一为双轮车设置的弹簧叉的叉腿的一部分的
部分剖开的俯视图。
具体实施例方式
图1至4可见，作为实施例一整体，用l标记的气动的弹簧装置 用以限制车轮的冲击响应。首先参照图1，其中示出弹簧装置1处于 其完全伸张的状态并且未连通工作空间8、 8'，弹簧装置1具有一活塞 -缸装置2，其设有一在设有基本圆形横截面的缸4的内腔5中可轴向 移动地支承的活塞3。缸4在其相互远离的端部区域上通过一彼此以 固定的间距设置的端壁6封闭，其中活塞3与一贯穿一个端壁6的并 在该端壁中密封地导向的活塞杆7相连接。在活塞3的两侧通过活塞 3彼此界定的工作空间或工作容积8、 8'构成为活塞空间8和活塞杆空 间8'，它们填充一可压缩的介质。工作空间8、 8'可通过一连接装置 IO相互连通。为了弹簧装置1的弹簧行程的舒适的调整和随其出现的 在这里示出的活塞3和缸4的不同相对位置的调整可通过一外部的操 纵元件20控制工作空间8、 8'的连接，并且连接装置10在活塞3移动 至少一个预定的弹簧行程以后自动地分离工作空间8、 8'。
此外由图1和2可看出，活塞杆7设有一内腔9，其与活塞杆空 间8'经由 一在活塞杆7的侧壁中设置的通孔11连通，从而两空间共同 构成工作空间8'并且介质经由通孔11注满整个工作空间8'。在活塞杆 7的内腔9内设有一沿活塞杆的长度的较大部分延伸的、又同轴线于 缸4和活塞杆7的纵轴线的限制管17，该限制管在其面向活塞3的一 端具有孔18,在该孔中密封地嵌入连接装置10的自由端13。
连接装置10构成为平行于、同轴于缸4的纵轴线的、在活塞3 中密封导向的连接管10。连接管IO具有一在活塞空间8内连接于缸4 的端部区域的固定端和一嵌入活塞杆空间8'内的自由端13。连接装置 10在其位于活塞杆空间中的区段中在该区段的壁上具有介质的通孔 14。为了连接装置10在缸4中的固定及其在操纵装置20上的连接， 弹簧装置l设有一容纳装置15。其构成为同轴于缸4的纵轴线的圆柱 形连接件16并且在一未更详细示出的面向活塞3的孔内安装由连接管 10构成的连接装置10的固定端。在远离活塞3的一端上i殳有操纵元 件20，其通过一阀型式的闭锁元件21与一在缸4的外端面上设置的
控制元件22的连接能够控制两工作空间8、 8'并从而控制两工作空间 的容积的连通。
虽然图1示出处于伸张的状态的弹簧装置1,但可看出弹簧装置 在图2中处于压缩的状态。在未操纵的位置，图1中，闭锁元件21 闭锁通孔19，该通孔建立工作空间8与连接管10之间的连通。同时 通过通孔11和14使活塞杆7的内腔9和活塞杆空间9向工作空间8' 连通，同时在该状态下连接管10的容积同样为该工作空间8'配置。操 纵元件20的通过控制元件22的手工的调整实现的操纵，如在图2中 可看出的，开放通孔19并且连通两工作空间8、 8'，从而在它们之间 可以发生压力平衡。在弹簧装置l从操纵元件20的方向同时加载时， 活塞3通过一未再示出的支持装置更深地插入缸4中。在这种情况下 连接管的自由端13进一步移进限制管17的内部，而且直到在该运动 中连接管IO的通孔14越过限制管17的密封关闭的孔18并由此自动 地分离工作空间的连通。到该时刻连接管的容积由于在操纵元件20 上开放的连接为工作空间8配置。结果通过该过程弹簧装置1的弹簧 行程被减d、一预定的值，例如减小总弹簧行程的四分之一。在这里按 照装置的结构， 一个或多个其他的减小值也是可能的。
紧接着的对操纵元件20的操纵导致工作空间8、 8'的主动的分离， 从而此后弹簧装置停留在压缩的、只提供有限的弹簧行程的位置。只 在借助操纵元件20重新打开闭锁元件21时才允许弹簧装置1通过卸 栽而返回伸张的状态。
图3示出图2中所示的弹簧装置1的状态的一部分，从而对该图 也参阅上述描述。在该图中可更好地看出，活塞3以其在一圓周槽23 中设置的密封件24在缸4内密封的导向、连接管10以一密封件25 在活塞中的密封的导向以及连接管IO的自由端13在限制管17的孔 18内借助在那里的密封件26同样密封的导向。此外图3中更详细示 出操纵元件20的功能方式。控制元件22作为冠状旋钮设置在端壁6 的外侧上，未示出另一与缸隔开间距设置的控制元件22'。操纵元件 20借助控制元件22的操纵使其凸缘状的盖继续从端壁6的外侧上升，
同时盖的销状的容纳于容纳装置15中的端头继续离开容纳装置15， 此时一密封件29保证内腔的气密的限定。 一贯穿控制元件22的供给 通道30设有未再示出的阀，从而从外部可以注满弹簧装置1的工作空 间8、 8'。此外控制元件22连接于构成为阀销的闭锁元件21，其又由 一导销27通过，导销27在一弯曲的滑槽28中滑动，从而强制引导地 发生操纵元件的可再现的运动。操纵元件20用于释放工作空间8、 8' 之间的连通的上述操纵此时允许导销在滑槽28中向上移动，借此使闭 锁元件21的面向活塞3的一端从其重新通过一密封件密封的闭锁座中 上升到连接管的固定端12的进口区域32并且这样建立弹簧装置1的 工作空间8、 8'的连通并允许介质在工作空间8、 8'之间的交换。
图4最后为更好的概况起见示出弹簧装置l作为一特别为双轮车 设置的弹簧叉50的叉腿51的一部分，该弹簧叉50用于支承涉及的在 这里未示出的车轮，该车轮以其轮毂利用 一同样未示出的轮毂安装装 置支承在弹簧叉50上。为了减振，在该弹簧叉50的另一叉腿52上设 置一未再示出的优选构成为气体减振器、摩擦减振器、油减振器等的 减振器。此外弹簧叉50具有一连接叉腿51、 52的叉梁53和由叉梁伸 出的筒管54，该筒管建立与一双轮车的车架的连接。为了稳定可以在 叉腿51、 52之间附加设置优选至少一个成弧形弯曲的稳定器55。可 清楚地看出，每一叉腿51、 52分别设有一个插管56，在其中插入一 所谓的竖管。在本发明的弹簧装置1的情况下，该竖管由活塞-缸装置 2的缸4构成。在一弹簧过程中，竖管插入到插管56中，同时其为此 支承在设置于管之间的滑动轴承57上。此外由图4可看出，活塞杆7 的底面，活塞杆与限制管17具有共同的底面，在缸插入到插管56中 时可以支承在插管56的底面58上。
据此上述发明因此涉及一种弹簧和/或阻尼装置，其在实施例中构 成为气动的弹簧装置1。其用于限制一车轮的沖击响应，其包括至少 一个活塞-缸装置，该活塞-缸装置具有一在缸4的内腔5中可轴向移 动地支承的活塞3，其中缸4在其相互远离的两端部区域通过彼此以 固定的间距设置的端壁6封闭，其中活塞3与一贯穿一个端壁6的并
在该端壁中密封导向的活塞杆7相连接，其中在活塞3的两侧通过活 塞3彼此界定的工作空间8、 8'构成为活塞空间8和活塞杆空间8'，它 们填充一可压缩的介质并且工作空间8、 8'可通过一连接装置10相互 连通。使所述弹簧装置1的使用者通过弹簧装置1的弹簧行程的改变 这样允许车辆部分、特别是具有导向杆的悬臂的适应地形状况的舒适 的和预定的位置变化，即工作空间8、 8'的连通通过一外部的操纵元件 20是可控制的并且连接装置10在活塞3移动至少一个预定的弹簧行 程以后自动地分离工作空间8、 8'。
在实施例中示出本发明借助一传统的伸缩式弹簧叉的应用。或者 本发明也可以用于所谓颠倒的伸缩式弹簧叉中。但本发明并不只限于 在伸缩式弹簧叉中的应用，而也可设想弹簧和/或阻尼元件的任何结构 形式，亦即按照本发明配备弹簧叉、阻尼器、弹簧腿等。
权利要求
1.弹簧和/或阻尼装置(1)，特别用于双轮车，包括至少一个活塞-缸装置(2)，其中通过活塞(3)彼此界定的工作空间(8、8′)构成为填充弹簧介质或阻尼介质的活塞空间(8)和活塞杆空间(8′)，其中活塞(3)连接于活塞杆(7)，该活塞杆密封地贯穿活塞杆空间(8′)的端壁(6)；其特征在于，工作空间(8、8′)的连通可通过一个外部的操纵元件(20)控制，并且设置一连接装置(10)，用于在活塞(3)移动预定的弹簧行程以后自动地分离工作空间(8、8′)。
2. 按照权利要求1所述的弹簧装置，其特征在于，活塞杆(7) 设有内腔(9)，该内腔与活塞杆空间(8')经由一个在活塞杆(7)的 侧壁中设置的通孔(11)连通。
3. 按照权利要求1或2所述的弹簧装置，其特征在于，连接装置 (IO)具有一个在活塞空间(8)内与缸的一个端部区域连接的固定端和一个嵌入活塞杆空间(8')内的自由端(13)。
4. 按照权利要求3所述的弹簧装置，其特征在于，在活塞杆(7) 的内腔(9)中设置一个限制管(17),在该限制管的端面的孔(18) 中密封地嵌入连接装置(10)的自由端(13)。
5. 按照上述权利要求之一项所述的弹簧装置，其特征在于，连接 装置(10)构成为平行于、特别同轴于缸(4)的纵轴线的、在活塞(3) 中密封导向的连接管。
6. 按照上述权利要求之一项所述的弹簧装置，其特征在于，连接 装置(10)在其位于活塞杆空间(8')中的区段中在连接装置的壁上 具有至少一个用于介质的通孔(14)。
7. 按照上述权利要求之一项所述的弹簧装置，其特征在于，在活 塞(3)与缸(4)的一个端壁(6)之间设置至少一个另外的支持弹簧 装置的压缩和/或伸张的弹簧元件。
8. 按照上述权利要求之一项所述的弹簧装置，其特征在于，缸(4) 在其为活塞空间(8)配置的端部区域具有一个容纳装置(15)，该容纳装置容纳操纵元件(20)和连接装置(10)的固定端(12)并且将 操纵元件和连接装置的固定端相互连接。
9. 按照上述权利要求之一项所述的弹簧装置，其特征在于，操纵 元件(20)具有闭锁元件(21),该闭锁元件连通或分离工作空间(8、 8')。
10. 按照上述权利要求之一项所述的弹簧装置，其特征在于，操 纵元件(20)设有从外部可接近的阀，用于用介质填充工作空间(8、 8')。
11. 按照上述权利要求之一项所述的弹簧装置，其特征在于，操 纵元件(20 )具有至少一个在缸(4 )的外端面上设置的控制元件(22 )。
12. 按照权利要求11所述的弹簧装置，其特征在于，控制元件(22 ) 构成为冠状的、优选设有接合辅助件的旋钮或按钮。
13. 按照权利要求11或12所述的弹簧装置，其特征在于，操纵 元件(20 )具有至少 一个另外的与缸(4 )间隔开设置的控制元件(22')。
14. 按照上述权利要求之一项所述的弹簧装置，其特征在于，起 弹簧和/或阻尼作用的介质优选由氮气或空气构成。
15. 按照上述权利要求之一项所述的弹簧装置，其特征在于，缸 (4)具有基本上圆形横截面。
16. 按照上述权利要求之一项所述的弹簧装置，其特征在于，弹 簧装置是特别为双轮车设置的用于支承车轮的弹簧叉(50 )的叉腿(51) 的一部分，并且为了减振在该弹簧叉(50)的另一叉腿(52)上设置 一个优选构成为气体减振器、油减振器或摩擦减振器的减振器。
全文摘要
本发明涉及一种气动的弹簧装置(1)，用以限制车轮的冲击响应，包括至少一个活塞-缸装置(2)，其具有一在缸(4)的内腔(5)中可轴向移动支承的活塞(3)，缸(4)在其相互远离的端部区域通过彼此以固定的间距设置的端壁(6)封闭，活塞(3)与贯穿端壁(6)的并在其中密封导向的活塞杆(7)相连接，在活塞(3)的两侧通过活塞(3)彼此界定的工作空间(8、8′)构成为活塞空间(8)和活塞杆空间(8′)，它们填充可压缩的介质并且工作空间(8、8′)可通过一连接装置(10)相互连通。为了使用者以简单的方式不需要借助辅助的工具并在必要时不必离开其基本的驾驶位置就可以改变其相对于车辆的相对位置，建议将弹簧装置构成使工作空间(8、8′)的连通可通过一外部的操纵元件(20)控制并且连接装置(10)在活塞(3)移动预定的弹簧行程以后自动地分离工作空间(8、8′)。
文档编号B62K25/08GK101370705SQ200780002248
公开日2009年2月18日 申请日期2007年2月23日 优先权日2006年3月2日
发明者D·吕德, J·拜尔 申请人:古斯塔夫·马根韦尔斯有限及两合公司