可控减振器的制作方法

本发明涉及一种可控减振器，其特别用于机动车辆底盘。

背景技术：

尚未公开的德国专利申请102014115577.7公开了一种用于机动车辆底盘的可控减振器。可以经由阀组件有针对性地设定用于通过磁致动器加载阀板的先导控制压力。这里，在压缩阶段和回弹阶段这两个阶段，先导控制压力借助于阀体来设定。在正常操作期间，经由第一溢流路径引导经由先导控制阀流出的流体，第一溢流路径中设置有具有较软特性的溢流阀。对于磁致动器失效并且先导控制阀的致动因此失效的情形，流体通过第二溢流路径传导，第二溢流路径中布置有具有较硬特性的故障保护阀，并且通过该故障保护阀设定紧急运行性能。溢流路径的切换通过阀体本身进行；如果磁致动器失效，则阀体自动地运动到其使第一溢流路径的入口关闭的位置。

如果减振器的阻尼特性能够在尽可能地独立于相应其他阶段的各个阶段(压缩阶段，活塞在远离活塞杆的工作空间的方向上的运动；以及回弹阶段，活塞在活塞杆侧工作空间的方向上的运动)被设定，则这种类型的减振器基本上是优选的。

在de102011000566b3中公开了这种单独设定能力的一个特别可能性。这里描述了一种具有可控先导控制装置的减振器，在该减振器中，先导控制阀上的有效面针对这两个阶段构造成不同。因此，在各个阶段期间产生了不同的阀体加载。然而，迄今为止它还不能应用于这种类型的阀体，通过该阀体也将实现两个溢流部件之间的切换。这是因为在压缩阶段，阀体通过远离活塞杆的工作空间中的工作压力直接加载。在一定的活塞速度以上，阀体完全打开并变换到其上止动位置。但是，如果阀体同时也要切换到失效保护功能，则常规(第一)溢流路径同时也通过止动位置关闭，且(第二)溢流路径经由故障保护阀生效。

技术实现要素：

由此出发，本发明的目的在于发展一种改进的可控减振器，并且在这个过程中，特别在于为各个阶段的阻尼特性的单独设定能力提供改进的和普遍适用的可能性。

本发明所基于的目的通过权利要求1所述的可控减振器来实现；从属权利要求和以下描述给出了优选的改进方案。

因此，根据本发明，提出了一种可控减振器，其特别用于机动车辆底盘。这种类型的减振器包括缸筒，其具有以密封的方式容纳在缸筒中的液压流体；活塞，其能够在缸筒内沿着缸筒轴线轴向地运动并且将缸筒划分为两个工作空间；以及活塞杆，其平行于缸筒轴线取向并且在一端连接到活塞。在活塞中设置有至少两个流体引导通孔，一个工作空间通过流体引导通孔与另一个工作空间连接，第一流体引导通孔处布置有用于阻尼第一致动方向上的活塞运动的第一阀组件，并且第二流体引导通孔处布置有用于阻尼第二致动方向上的活塞运动的第二阀组件，每个阀组件具有至少一个阀板，该阀板在闭阀位置位于阀座上并且在开阀位置至少部分地与阀座分开。每个阀组件包括先导控制腔，相应的阀板能够通过先导控制腔的压力加载而被预压到闭阀位置，相应的先导控制腔中的压力能够通过至少一个(特别是一个正好的)先导控制阀来设定，先导控制阀包括阀体，阀体能够以限定的方式在闭合位置和打开位置之间运动，由此能够有针对性地设定先导控制腔和工作空间之间的溢流横截面。

阀体在溢流侧与第一溢流路径和第二溢流路径邻接，当用于对阀体的位置进行致动的致动器失效时，第一溢流路径是闭合的。然后，第一溢流路径在故障保护状态(例如致动器的电源故障)下由阀体闭合。然后，流体大部分被迫通过第二溢流路径流出。然后，可以在第二溢流路径中布置故障保护阀，通过该故障保护阀，可以在先导控制阀不工作的情形下有针对性地建立先导控制压力。

根据本发明的减振器，其特征在于，设置用于使得第一溢流路径闭合的闭合元件，闭合元件相对于阀体单独构造。

首先，通过该布置实现先导控制压力的设定与两个溢流路径之间的切换之间的功能分离。这里，首次可以针对某些应用选择并致动不同的溢流路径，而这与先导控制阀的使流体从先导控制阀流出的位置无关。

本发明可以特别用于这种类型的减振器中，该减振器的阀体至少具有两个有效面。如果该有效面在操作期间由流体加压，则该有效面转而将阀体加载到其开阀位置。有效面可以附装在阀体本身上，但是也可以布置在与阀体对应结合的独立部件上。在两个致动方向中的一者(特别是第二致动方向)上的活塞运动期间利用压力所加载的有效面的总和小于在两个致动方向中的另一者(特别是第一致动方向)上的活塞运动期间利用压力所加载的有效面的总和。

换言之，在一个阶段期间，先导控制压力仅仅作用在总体上较小的有效面上，并且在另一阶段期间，先导控制压力作用在总体上较大的面上。这对力产生了直接的影响，阀体通过该力加载到其打开位置。

特别地，如果阀体在两个阶段中的一者(特别是压缩阶段)通过相应的加压工作空间(特别是远离活塞杆的工作空间)中的操作压力直接加载，则可以使用本发明。

通过在两个阶段中的一者对阀体增加负载，阀体可以轻松地进入将第一溢流路径关闭的打开止动位置，而不必由于故障闭合该第一溢流路径。由于上述功能分离，即使当阀体处于其打开位置的止动点时，第一溢流路径也能保持打开，因为假设该位置不再自动引起两个溢流路径之间的切换。

此外，本发明特别可以用在这样的减振器中，该减振器正好包括用于设定两个先导控制腔中的先导控制压力的一个阀体，并且阀体的位置在操作期间借助于执行器而被有针对性地设定。

闭合元件可以有针对性地特别在闭合位置和打开位置之间运动，在闭合位置，闭合元件闭合第一溢流路径的入口，在打开位置，闭合元件释放入口。这里，术语“闭合”不应该被解释得太狭窄；不需要产生绝对密封的闭合。

在致动器失效的情形下，磁闭合元件可以优选通过在第二溢流路径中普遍存在的压力加载到其闭合位置。这可以特别通过合适的孔等来实现，压力通过该孔从第二溢流路径传导到磁性闭合元件的后侧。因此，先导控制阀的区域中的任何压力峰值倾向于对闭合元件具有闭合效果而不是打开效果。

闭合元件优选是可磁性致动的。闭合元件本身可以是磁性的或者可以固定地连接到磁体。闭合元件可以是盘形的。

闭合元件优选相对于磁性元件(特别是衔铁)直接相邻地布置在磁通量中，一旦磁性元件本身被磁性地加载，该磁性元件就将阀体加载到其闭合位置。这里，可以省去单独的磁极管部，这可以实现部件的减少。闭合元件可以具有在磁性元件的方向上延伸的套筒延伸部，因此，磁通量可以进入闭合元件中。

优选设置用于使阀元件和闭合元件复位的共用复位元件(特别是复位弹簧)。该共用复位元件可以布置在上述磁元件和闭合元件之间。特别地，其用于将阀体加载到其打开位置并且将闭合元件加载到其闭合位置，在闭合位置，其闭合第一溢流路径。这也可以实现部件的减少，因为可以省去用于阀元件和闭合元件的单独的复位元件。

优选设置用于将闭合元件加载到打开位置的致动器。该致动器与对阀体的位置进行致动的致动器是同一致动器。如果该致动器能够致动阀体的位置，则它是有效的。通过该致动器产生的磁通量可以同时用于将闭合元件保持在其打开位置。如果该致动器不再能够致动阀体的位置，则它是失效的并且不产生任何磁通量；然后，闭合元件通过合适的复位装置或流体加载到闭合位置。

本发明可以特别用于这种类型的减振器中，阀体特别在第一溢流路径中或者以位于第一溢流路径的下游的方式在溢流侧配设溢流阀，通过该溢流阀可以在溢流侧建立作用在阀体上的背压。

附图说明

以下将更详细地说明形成本发明的其他方式和参照附图对本发明的优选示例性实施例所做的说明，在附图中：

图1示出减振器的比较例的横截面，

图2示出根据本发明的第一减振器处于第一操作状态的横截面，

图3示出根据图2的第一减振器处于第二操作状态的横截面，

图4示出根据本发明的第二减振器处于第一操作状态的横截面，

图5示出根据图4的第二减振器处于第二操作状态的横截面。

具体实施方式

作为比较例，图1示出未要求保护的减振器1。

减振器1包括缸筒10，活塞2保持在该缸筒10中使得活塞2能够沿着缸筒轴线a运动。活塞2包括在其外周上的环形密封件或活塞带28，因此，活塞2以密封的方式将缸筒10分隔成(远离活塞杆的)第一工作空间11和(活塞杆侧的)第二工作空间21。活塞2紧固到紧固销42，紧固销42转而固定地连接到活塞杆3。当朝向第一工作空间11在第一致动方向r1(也称为“压缩方向”)上致动活塞杆3时，第一工作空间11中的压力增加。然后，第一工作空间11中存在的流体流动经过活塞2中的第一流体引导通孔12进入第二工作空间21。这里，流体流动经过第一流体引导通孔12并且经过具有限压阀14的第一阀组件13。例如，限压阀14可以由一个或多个柔性的阀板14形成。当第一工作空间11中达到最小流体压力时，第一限压阀14(其在预压力的作用下位于第一阀座15上)至少部分地从第一阀座15上释放。因此，阀板14从闭合位置变换到打开位置，在打开位置阀板抬离阀座。由此，在第一工作空间11和第二工作空间21之间建立液压连接。这里，第一限压阀14与第一阀座15结合产生阻尼力。

通过在第一先导控制腔16中普遍存在的压力(以下称为“先导控制压力”)在阀座15的方向上加载限压阀14。可以在操作期间以预定的方式设定第一先导控制腔16中的该先导控制压力。应当清楚，限压阀14的开启压力越高，第一先导控制腔16中的先导控制压力就越高。因此，先导控制压力影响pv图中阻尼力的特性曲线。为了实现绕过阀板14的旁路体积流，设置旁路管道29。

此外，减振器1包括第二阀组件23，该第二阀组件23相对于第一阀组件13具有类似的构造。设置第二阀组件23使得当活塞2在第二致动方向r2(也称为“回弹方向”)上运动时阻碍流体流动。在这种情形下，流体从第二工作空间21经由第二流体引导通孔22流入第一工作空间11。通过在第二先导控制腔26中普遍存在的先导控制压力在阀座25的方向上加载第二阀板24。第二阀板24和第二阀座25相对于第一阀组件13的相应部件具有类似的构造。

两个先导控制腔16、26经由连接引导通孔9彼此液压连接。连接引导通孔9经由径向孔44连接到环形腔49。环形腔49通往先导控制阀31的先导控制阀腔50，这将在下文进行更详细地阐释。通过连接引导通孔9进行的液压连接总是导致在两个先导控制腔16和26中普遍存在的压力基本相同。如果活塞2接着在第一致动方向r1上运动，则第一工作空间11中的压力增加并且阻尼流体通过第一工作空间11和第二先导控制腔26之间的流体引导通孔27从第一工作空间11流入第二先导控制腔26中，因此，第二先导控制腔26中的先导控制压力增加。在第二先导控制腔26中建立的先导控制压力通过连接引导通孔9也传输进入第一先导控制腔16。因此，在第一先导控制腔16中产生了影响第一阀组件13的阻尼性能的先导控制压力。相同的情形适用于在第二致动方向r2上的致动。在这种情形下，流体从第二工作空间21通过第二工作空间21和第一先导控制腔16之间的流体引导通孔17流入第一先导控制腔16中。由此在第一先导控制腔16中产生的先导控制压力转而通过连接引导通孔9传输进入第二先导控制腔26。为了使流体不能通过流体引导通孔17、27从第一先导控制腔16直接流入第二工作空间21中或者从第二先导控制腔26直接流入第一工作空间11中，在流体引导通孔17和27中分别安装有一个单向阀20(例如，构造成止回阀)。

两个先导控制腔16和26中的先导控制压力能够被调节。为此设置已经提到的先导控制阀31，该先导控制阀31包括阀体32。阀体32保持为能够沿着缸筒轴线a运动并且能够位于(相对于紧固销)固定的阀座33上。当阀体32位于阀座33上时，先导控制阀31防止从先导控制腔16和26通过环形腔49流入先导控制阀腔50中的大部分流体流动离开。当阀体32从阀座33上释放时，流体能够通过先导控制阀31流动离开连接引导通孔9和环形腔49。先导控制压力能够借助于阀体32的位置来设定。这里，通过磁致动器40朝向阀座33(即，在第一致动方向r1上)加载阀体32。设置弹簧30以复位并且远离阀座33(即，在第二致动方向r2上)加载阀体32。此外，通过先导控制压力远离阀座33加载阀体32。然后，根据因磁致动器40、弹簧30和先导控制压力而产生的受力平衡，实现阀体32相对于阀座33的定位。

当在方向r1上致动活塞杆(压缩阶段，第一工作空间11中的压力增加)时，通过先导控制阀31流动离开的流体流动通过第二溢流通路34流入第二工作空间21。在第二溢流通路34中布置单向阀36。在这种情形下，单向阀36防止流体能够在先导控制腔16、26的方向上经过先导控制阀31从第二工作空间21流出。

当在方向r2上致动活塞杆3(回弹阶段，第二工作空间21中的压力增加)时，通过先导阀31流动离开的流体通过第一溢流通路38流入第一工作空间11。在第一溢流通路38中设置单向阀39。第一溢流通路38由紧固销42中的轴向孔形成。溢流通路38中的单向阀39防止流体能够在先导控制腔16、26的方向上经过先导控制阀31从第二工作空间21流出。另外，两个单向阀36、39防止两个工作空间11、21经由溢流通路34、38直接连接。

设置两个可能的溢流路径18、19以使流动经过阀体32和阀座33之间的流体流出。

第一溢流路径18设置为常规操作。可以在该第一溢流路径18的端部设置溢流阀7，通过溢流阀7可以设定第一溢流路径18中的压力平衡。除了或代替如左半部分所示的节流阀，这种类型的溢流阀7还可以具有限压阀(其可以与节流阀并联连接)，该限压阀以示例的方式图示在右半部分(未标记)。

在磁致动器40出现故障的情形下，该磁致动器40对阀体32的加载被消除。因此，阀体32仅通过弹簧30和先导控制压力加载，并因此向上运动。然后，阀体32关闭第一溢流路径18的入口41。然后，流体通过第二溢流路径19流出，第二溢流路径19布置有故障保护阀8。除了或代替如左半部分所示的节流阀，这种类型的故障保护阀8也可以具有限压阀(其可以与节流阀并联连接)，该限压阀通过示例的方式图示在右半部分(未标记)。减振器的紧急运行性能可借助于该故障保护阀8来设定。

在迄今为止已知的实施例(例如，尚未公开的德国专利申请102014115577.7)中，阀体32具有用于回弹阶段和压缩阶段两者的共用有效面。相反，在本减振器的情形下，在用于回弹阶段和压缩阶段两者的共用阀体32上设置有至少局部不同的有效面。

因此，为回弹阶段和压缩阶段两者加载的有效面分别具有不同的量级。在这种情形下，一共设置两个有效面45、46，第一有效面45布置在阀体32本身上并且通过压缩阶段和回弹阶段两者的先导控制压力加载。第二有效面46布置在与阀体32一体化构造的柱塞47上。第二有效面46布置为使得来自第一工作空间11的压力仅在压缩阶段期间直接作用在第二有效面46上。这导致在各个阶段期间加载的有效面的面部差异。相应地，即使通过致动器40在回弹阶段和压缩阶段设定相同的闭合力，阀体32上的力的平衡也会改变。

柱塞47布置在具有通往第一工作空间11的入口的孔43中。因此，柱塞47的第二有效面46仅在压缩阶段通过在第一工作空间11中普遍存在的操作压力加载。径向孔44直接通入环形腔49中。柱塞47被引导通过环形腔49。

可以在压缩阶段通过在第一工作空间中普遍存在的压力额外地加载阀体来为两个阶段独立地定位相关pv图中的降低点的位置。因此，可以在回弹阶段设定较硬的特性并且在压缩阶段设定较软的特性。细节参考关于de102011000566b3的图3a和图3b的描述。

然而，通过这种方式并不能令人满意地实现根据图1的改进方案。这是因为第一工作空间11中普遍存在的操作压力在压缩阶段将第二有效面加载到使得阀体32能够运动到其上止动位置并且在该过程中关闭入口41的显著程度。然后，由于设定了失效保护特性，流体只能通过第二溢流路径19流出。然而，这是不期望的。

在图2和图3中，此时将描述根据图1的减振器的根据本发明的进展。根据图2和图3的减振器与图1的减振器在很大程度上对应；就此而言，参考了图1的先前描述。以下仅描述不同之处。

尽管根据图2的阀体32具有与根据图1的阀体32几乎相同的构造，但是图2中的阀体32不再设置成必要时密封对第一溢流路径18的入口41。此时额外地设置闭合元件37以在两个溢流路径18、19之间进行“切换”。在这种情形下，该闭合元件37是磁盘37并且通过致动器40致动。

图2示出了处于打开位置的磁盘37，因为磁体40是有效的并且产生了磁通量m；流体此时可以通过入口41和第一溢流路径18流出。这里，磁通量m从将阀体32加载到其闭合位置的衔铁51经由磁极管部50流入磁盘37。

图3示出了当磁通在致动器有故障的情形下被消除时处于闭合位置的磁盘37。磁盘37此时覆盖入口41。流体通过第二溢流路径19流出。

当该致动器40是有效的并且设定阀体32的位置时，致动器40的磁力足以将磁盘37变换到打开位置并将磁盘37保持在打开位置。如果该致动器的该力被消除时(例如在故障状态的情形下)，磁盘37通过复位弹簧48加载到闭合位置。磁盘37在内侧上具有径向的孔54，通过孔54可以在第二溢流路径19和盘37的后侧之间显著地产生压力平衡。这使得盘37通过两个溢流路径18、19之间的压力差加载到其闭合位置。

在该改进方案中，为了将闭合元件(这里是磁盘37)保持在其打开位置，致动器40必须加载有一定的最小负载(例如，至少0.4a的电流负载)。然而，在该最小载荷的情形下，阀体32将始终加载到其闭合位置。因此，减振器可能不再以柔软的特性操作。此时，弹簧30为致动器40的最小负载提供反作用力，因此，阀体32即使在最小负载期间也处于力平衡状态(除了通过来自管道9的流体进行加载之外)，并且因此，减振器的柔软特性能够被设定。

图4和5示出了另外的减振器，其与根据图2和3的减振器在很大程度上对应；就此而言，以下仅描述不同之处。

上述改进方案(图2和图3)的磁极管部50在该改进方案中不存在。此时，磁通量m从衔铁51直接传递到磁盘37上，因为后者相对于衔铁51直接相邻地布置，其间可以布置有小的气隙。为此，磁盘37具有套筒延续部52，套筒延续部52至少部分地径向地布置在衔铁51内。此外，可以省去两个单独的复位弹簧30、48(图2和图3)。这是因为共用复位弹簧53此时足以复位阀体32和磁盘37两者；该共用复位弹簧53夹持在衔铁51和磁盘37之间。因此，与上述改进方案相比，节省了部件的数量。

图5中省去了磁通。弹簧53将磁盘37加载到其闭合位置。

附图标记列表

1减振器

2活塞

3活塞杆

6尺寸固定的可动盖

7溢流阀

8故障保护阀

9两个先导控制腔之间的连接引导通孔

10缸筒

11第一工作空间(远离活塞杆)

12第一流体引导通孔

13第一阀组件

14第一阀板

15第一阀座

16第一先导控制腔

17第二工作空间21和第一先导控制腔16之间的流体引导通孔

18第一溢流路径

19第二溢流路径

20单向阀

21第二(活塞杆侧)工作空间

22第二流体引导通孔

23第二阀组件

24第二阀板

25第二阀座

26第二先导控制腔

27第一工作空间11和第二先导控制腔26之间的流体引导通孔

28环形密封件

29旁路管道

30复位弹簧

31先导控制阀

32阀体

33阀座

34通往第二工作空间的第二溢流通路

35销/绿松石用于重新分配的附图标记

36单向阀

37磁盘

38通往第一工作空间的第一溢流通路

39单向阀

40磁致动器

41第一溢流路径的入口

42紧固销

43第一工作空间和环形腔之间的轴向连接孔

44径向孔

45第一有效面

46第二有效面

47柱塞

48复位弹簧

49环形腔

50磁极管部

51衔铁

52套筒延续部52

53共用复位弹簧

54孔

r1压缩方向

r2回弹方向

a缸筒轴线

r致动方向

p背压

m磁通量