液压减震器，其具有在减震器的压缩行程期间操作的液压止动构件以及具有用于根据车辆负载来调节液压止动构件的性能的调节装置的制作方法

本发明总体上涉及一种液压减震器，并且更具体地涉及一种双管液压减震器，该双管式液压减震器设置有液压止动构件，该液压止动构件设计成在减震器的压缩行程期间操作以当减震器在压缩中接近其行程终点位置时产生液压阻尼力的增加。

即使已经参考本发明在车辆悬架上的应用对本发明进行了设计并且将在本文中进行描述和说明，但是应当理解的是，本发明不限于该特定应用，而是可以在其他技术领域中使用。

背景技术：

如已知的那样，双管液压减震器包括：外部圆柱形管；与该外部圆柱形管同轴并与其一起限定环形腔室的内部圆柱形管，该环形腔室在其上部部分中填充有可压缩流体(气体)；布置为与两个圆柱形管同轴并且部分地从这两个圆柱形管的上端突出的杆；以及可滑动地安装在内部圆柱形管中并固定在杆的下端的活塞。活塞将内部圆柱形管的内部容积分为回弹腔室和压缩腔室，在回弹腔室和压缩腔室中包含不可压缩的阻尼流体(油)。活塞设置有第一对单向阀，即补偿阀和回弹阀，该补偿阀在减震器的压缩行程期间控制阻尼流体从压缩腔室到回弹腔室的流动，而该回弹阀在减震器的回弹行程期间控制阻尼流体从回弹腔室到压缩腔室的流动。在减震器的底部上提供有阀组合件，并且该阀组合件包括第二对单向阀，即压缩阀和吸入阀，该压缩阀在压缩行程期间控制阻尼流体从压缩腔室到环形腔室的流动，而该吸入阀在回弹行程期间控制阻尼流体从环形腔室到压缩腔室的流动。

具有独立权利要求1前序部分中指定的特征的液压减震器从以申请人名义的国际专利申请wo2016/146660a1已知。

根据该已知的解决方案，减震器设置有在减震器的压缩行程期间操作的液压止动构件，该液压止动构件包括杯形主体，该杯形主体安装在减震器的压缩腔室中并与减震器的压缩腔室同轴；以及辅助活塞，该辅助活塞安装在固定到减震器的杆的圆柱形体的下端处并与圆柱形体同轴，并相对于减震器的活塞在杆的相对侧上延伸，即朝向减震器的底部延伸。辅助活塞配置成在减震器的压缩行程的终端阶段期间，即当减震器的活塞在压缩行程期间接近行程终点位置时在杯形主体内部密封地滑动。杯形主体包括侧壁和底壁，该侧壁与减震器的内部圆柱形管分开。杯形主体的侧壁和底壁与辅助活塞一起限定工作腔室，在该处当辅助活塞在工作腔室中朝向杯形主体的底壁滑动时，阻尼流体被辅助活塞压缩。轴向通道设置在杯形主体侧壁的内表面上，以便当辅助活塞在工作腔室中朝向杯形主体的底壁滑动时允许阻尼流体轴向流出工作腔室。轴向通道具有横截面，该横截面具有的面积沿着该轴线朝向杯形主体的底壁连续减小，从而当辅助活塞在工作腔室中朝向杯形主体的底壁滑动时，在减震器的压缩行程期间由液压止动构件在减震器的杆上产生的阻尼作用不断增加。

在这种已知的减震器中，随着车辆的静态载荷条件的变化，液压止动构件的液压通路的面积以及因此液压止动构件的阻尼特性曲线不会以任何方式发生变化。例如当减震器在车辆的后悬架中使用时，其中当从车辆的空载状态切换到满载状态时，悬架上的静态载荷显著改变，则液压止动构件的液压通路的面积以及因此液压止动构件的阻尼特性曲线不会以任何方式发生变化可能是不利的。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种上述类型的液压减震器，该液压减震器允许根据作用在悬架上的静态载荷来调节液压止动构件的阻尼特性曲线。

根据本发明，该目的和其他目的通过具有在所附独立权利要求1中限定的特征的液压减震器来完全实现。

本发明的有利实施例在从属权利要求中指定，从属权利要求的主题应被理解为构成以下描述的不可或缺的部分。

简而言之，本发明基于提供上面所指定类型的液压减震器的构思，其中安装有辅助活塞的圆柱形体是中空主体并且在辅助活塞上方具有至少一个通路，该通路以如此的方式延伸穿过该圆柱形体的侧壁以将液压止动构件的工作腔室置于与减震器的压缩腔室流体连通，并且其中减震器还包括滑动构件，该滑动构件被可滑动地容纳在圆柱形体内，以便沿着该圆柱形体的轴线滑动以打开或关闭该圆柱形体的所述至少一个通路，以及减震器还包括弹性装置和阻尼装置，弹性装置和阻尼装置与滑动构件配合以便取决于作用在悬架上的静态载荷、以及因此取决于减震器的活塞以及与之相关的圆柱形体在第一位置(低载荷)和第二位置(高载荷)之间的平均位置使得后者(即滑动构件)移动，其中在第一位置中滑动构件使所述至少一个通路打开，从而允许油从液压止动构件的工作腔室流动到减震器的压缩腔室，而在第二位置中滑动构件关闭所述至少一个通路。

由于取决于减震器活塞的平均位置、以及因此取决于作用在悬架上的静态载荷，使得滑动构件打开或关闭圆柱形体的一个(或多个)通路的事实，液压止动构件将取决于作用在悬架上的静态载荷而具有不同的阻尼特性曲线。

附图说明

从下面的详细描述中，本发明的进一步的特征和优点将变得更加显而易见，下面的详细描述纯粹通过非限制性示例的方式参考附图提供，其中：

图1和图2是根据本发明的第一实施例的分别处于作用在悬架上的低静态载荷(空载车辆)的状态和处于作用在悬架上高静态载荷(满载车辆)的状态下的用于车辆的双管液压减震器的一部分的示意性截面图；

图3示出在处于减震器的低载荷状态下和处于高载荷状态下两者的图1和图2的减震器的液压止动构件的液压限制件的流通面积随减震器的活塞的压缩行程的变化；

图4示出图1和图2的减震器在给定时间内将阶跃变化(特别是在一秒钟内变化了30毫米)施加到减震器活塞位置的动态性能；

图5示出图1和图2的减震器将正弦变化(特别是具有80毫米的幅度和1赫兹的频率)施加到减震器活塞位置的情况下的动态性能；

图6示出图1和图2的减震器在三种不同状态下的动态性能，在这种情况下，从减震器活塞的对应于作用在悬架上的三个不同的静态载荷的三个不同的静态位置开始将正弦变化(特别是具有30毫米的幅度和1赫兹的频率)施加到减震器活塞位置；

图7和图8是根据本发明第二实施例的分别处于作用在悬架上的低静态载荷(空载车辆)的状态下和处于作用在悬架上的高静态载荷(满载车辆)的状态下的用于车辆的双管液压减震器的一部分的示意性截面图；以及

图9示出在处于悬架的低静态载荷状态下和处于高静态载荷状态下两者的图7和图8的减震器的液压止动构件的液压限制件的流通面积随减震器的活塞的压缩行程的变化。

具体实施方式

首先参考图1和图2，用于车辆悬架的双管液压减震器总体上用10指示，并且以本身已知的方式包括：外部圆柱形管(未示出)；内部圆柱形管12，该内部圆柱形管12与外部圆柱形管同轴布置并与外部圆柱形管一起限定环形腔室(未示出)，该环形腔室在其上部部分中填充有可压缩流体(气体)；杆14，该杆14与内部圆柱形管12(以及因此也与外部圆柱形管)同轴地布置并部分地从内部圆柱形管的上端突出；以及活塞16(以下被称为主活塞)，其可滑动地安装在内部圆柱形管12中并固定到杆14的下端。在此使用的术语“上部”和“下部”是指附图中所示的减震器的布置，其中杆从两个圆柱形管向上突出，但是明显的是，也可以布置减震器，其杆从两个圆柱形管向下突出。

减震器10的纵向轴线用z指示。

主活塞16将内部圆柱形管12的内部容积分隔成上部腔室18或回弹腔腔室，以及下部腔室20或压缩腔室，在上述腔室中容纳有不可压缩的阻尼流体。油通常用作阻尼流体，并且因此为了简单起见，词语“油”在下文中将用于标识阻尼流体。然而明显的是，本发明不限于使用油作为阻尼流体，因为可以使用任何其他不可压缩的流体作为替代。

主活塞16以本身已知的方式设置有第一阀组合件，该第一阀组合件包括一对单向阀22和24，即所谓的补偿阀22以及所谓的回弹阀24，补偿阀22在减震器的压缩行程期间控制从压缩腔室20到回弹腔室18的油流，而回弹阀24在减震器的回弹行程期间控制从回弹腔室18到压缩腔室20的油流。

在减震器10的底部上，即在内部圆柱形管12的底部上，以本身已知的方式设置有第二阀组合件，该第二阀组合件包括一对单向阀26和28，即所谓的压缩阀26以及所谓的吸入阀28，压缩阀26在压缩行程期间控制从压缩腔室20到环形腔室的油流，而吸入阀28在回弹行程期间控制从环形腔室到压缩腔室20的油流。

减震器10还包括液压止动构件，该液压止动构件布置成在减震器的压缩行程期间、更精确地是在减震器的压缩行程的终端阶段期间操作，以在压缩中在行程终点位置附近时增加液压制动力。

液压止动构件主要包括安装在压缩腔室20内的杯形主体30和布置成在减震器的压缩行程的最后阶段中在杯形主体30中轴向地滑动的活塞32(下文被称为辅助活塞)。

辅助活塞32连接至减震器的杆14，以便与杆14一起沿着纵向轴线z一体地移动。更具体地，辅助活塞32安装在圆柱形体34的下端部处，该圆柱形体34连接到杆14并且在杆14的相对侧上相对于主活塞16与杆14同轴地延伸，即朝向内部圆柱形管12的底部延伸。

杯形主体30在顶部处即朝向杆14和主活塞16敞开，并且包括底壁38和与内部圆柱形管12同轴延伸的侧壁36。杯形主体30作为单独的部件与内部圆柱形管12分开制成，并刚性连接(例如通过压配合)到内部圆柱形管12。

根据图示的实施例，杯形主体30的侧壁36包括面对相反于底壁38的那侧的上壁部分36a和面对底壁38的下壁部分36b。

下壁部分36b具有大体上圆柱形的形状，其外径小于内部圆柱形管12的内径。因此，在杯形主体30的下壁部分36b和内部圆柱形管12之间存在环形通路40，该环形通路40与压缩腔室20的在杯形主体30的底壁38下方的部分流体连通。

上壁部分36a具有喇叭形形状，其最大外径基本上等于内部圆柱形管12的内径。此外，上壁部分36a具有多个开口42，其布置成将压缩腔室20的在杯形主体30上方的部分与压缩腔室20的在杯形主体30下方的部分连通，并且因此通过环形通路40与位于内部圆柱形管12底部处的阀组合件(单向阀26和28)连通。

如例如从上述专利申请wo2016/146660已知的那样，在杯形主体30的侧壁36的内表面上，特别是在下壁部分36b的内表面上，设置有多个轴向通道(未示出)，所述多个轴向通道布置成当辅助活塞32在杯形主体30内朝向其底壁38移动时，允许油从由下壁部分36b包围并包括在辅助活塞32和底壁38之间的腔室(在下文中称为工作腔室44)流出。这些轴向通道具有的横截面优选具有朝向底壁38连续减小的面积。更具体地，这些轴向通道具有的宽度(即，周向方向上的尺寸)优选地朝向底壁38连续地例如线性地减小。轴向通道的深度(即，径向方向上的尺寸)也可以朝向底壁38连续地例如线性地减小。因此当辅助活塞32在杯形主体30内部朝向底壁38移动时，流动横截面面积(通过流动横截面积，油可以从工作腔室44流出)连续地减小。流动横截面面积的减小导致在辅助活塞32上以及因此在辅助活塞32附接到其上的杆14上产生的阻尼力逐渐增加。

轴向通道可以由校准孔代替，或者备选地与校准孔组合，校准孔适于将尺寸定制为以便获得阻尼力随杯形主体30中的辅助活塞32的行程而变化的给定变化规律。

此外，在杯形主体30的底壁38上可以设置单向阀，以允许油从工作腔室44流到压缩腔室20的布置在杯形主体30下方的部分，如在以申请人的名义的国际专利申请wo2019/167006中提出的那样。

根据本发明，减震器10还包括调节装置，如从下面的描述中将显而易见到的那样，该调节装置是完全被动的装置，其与液压止动构件相关联，当减震器用在车辆悬架中时，根据作用在悬架上的静态载荷、即根据车辆载荷来调节液压止动构件的性能。

调节装置包括滑动构件46，该滑动构件46布置成以如此的方式在圆柱形体34的空腔48内部轴向地滑动，使得取决于其相对于圆柱形体34并且因此相对于杆14的轴向位置而打开或关闭一个或多个通路或孔口50(在图1和图2中仅示出其中之一)，一个或多个通路或孔口50延伸穿过圆柱形体34的侧壁(以34a指示)并且布置在辅助活塞32的上方。

在所示的实施例中，滑动构件46包括上部圆柱形部分46a和下部圆柱形部分46b，两者均沿着圆柱形体34的空腔48的内部圆柱形表面密封地滑动，以及滑动构件46包括中间圆柱形部分46c，该中间圆柱形部分46c具有小于上部圆柱形部分46a和下部圆柱形部分46b的直径的更小直径并具有多个径向通路51。滑动构件46还具有轴向通道52，该轴向通道52通过下部圆柱形部分46b和中间圆柱形部分46c而相对于滑动构件46同轴地延伸，通向滑动构件46的下端部，并且当滑动构件46沿着空腔48定位使得其中间圆柱形部分46c面对一个(或多个)通路50时具有将杯形主体30的工作腔室44与减震器10的压缩腔室20流体连通的功能。

滑动构件46与圆柱形体34的侧壁34a和上壁34b一起限定上部压力腔室54，上部压力腔室54容纳复位弹簧56。上部压力腔室54通过校准孔58与滑动构件46的轴向通道52流体连通，并因此与杯形主体30的工作腔室44流体连通，该校准孔58轴向地延伸穿过上部圆柱形部分46a并且其尺寸定制成对在工作腔室44和上部压力腔室54之间流动的油产生高水平的阻尼。

调节装置还包括下部弹簧60，该下部弹簧60在其下端部处永久性地连接至液压止动构件的杯形主体30的底壁38，并且当后者(即滑动构件46)的位置足够接近减震器的底部时在下部弹簧60的上端部处自由地与滑动构件46接触。备选地，下部弹簧60也可以固定到滑动构件46的底部，并在滑动构件46的位置足够接近减震器的底部时与液压止动构件的杯形主体30的底壁38接触。

上述调节装置如下操作。

如图1中所示，当作用在悬架(其上安装减震器10)上的静态载荷较小时(即在车辆空载状态下，在减震器在车辆悬架中使用的情况下)，则主活塞16将具有远离压缩行程终点位置的平均位置(静态位置)。因此，在这种情况下，调节装置的滑动构件46将从圆柱形体34轴向向下突出，由复位弹簧56推抵由圆柱形体34所承载的合适的抵接元件(未示出)，并且至少在主活塞16的静态位置中，滑动构件46不会与下部弹簧60接触(甚至至少在纯粹的理论水平上，它甚至可能会与该弹簧接触，而不会影响调节装置的操作)。在该位置中，滑动构件46的中间圆柱形部分46c将位于一个(或多个)通路50处，并且因此将允许油不仅通过杯形主体30的侧壁36的内表面上的轴向通道、而且还通过滑动构件46的轴向通道52和圆柱形体34的一个或多个通路50从杯形主体30的工作腔室44流动到压缩腔室20。这导致液压止动部件内部的低水平阻尼。

通过适当地定制弹性元件(即复位弹簧56和下部弹簧60，两者都必须具有低的刚度，其中复位弹簧56的刚度甚至比下部弹簧60的刚性小)的尺寸，以及阻尼元件(校准孔58，为了产生高水平的阻尼，校准孔58必须很小)的尺寸，当杆由于悬架的移动而以相对高的频率(实际上是在高于0.3-0.5hz的频率下)移动时，其将有可能显著地减缓(damp)减震器的在滑动构件46和杆14之间的相对移动。当杆在压缩移动期间非常接近压缩行程终点位置时，减震器的滑动构件46和杆14之间的相对移动的这种高水平的阻尼也将是可能的，从而致动液压止动构件，并且因此滑动构件46与下部弹簧60接触并压缩下部弹簧60。

在减震器的杆14以相对高的频率移动期间，由于悬架的移动，当杆静止时，滑动构件46和杆14之间的相对位置因此将保持与在静态状态(如图1中所示)下的大致相同，并且因此用于油的附加通路(通过圆柱形体34的侧壁34a的一个(或多个)通路50)将保持打开，从而继续确保液压止动构件内部的低水平阻尼。因此，在实践中，滑动构件46像低通滤波器一样工作，滑动构件46仅在杆14以低于某个阈值的频率移动时才改变其相对于杆14的相对位置，并且在杆14以高于所述阈值的频率移动时强烈地衰减相对移动。

另一方面，当悬架上的静态负载较高时(例如，在满载车辆的状态下，在减震器在车辆悬架中使用的情况下)，则减震器的主活塞16将具有如图2中所示的更接近压缩行程终点位置的平均位置(静态位置)。因此，在主活塞16的静态位置中，调节装置的滑动构件46将与下部弹簧60接触，压缩下部弹簧60，以及然后将确保相对于圆柱形体34的相对位置，以便关闭穿过圆柱形体34的侧壁34a的一个或多个通路50，并且从而导致液压止动构件内部的阻尼水平的增加。

如上所示，通过适当定制调节装置的弹性元件和阻尼元件的尺寸，当杆以相对高的频率(实际上，在高于0.3-0.5hz的频率下)移动时，减震器的滑动构件46和杆14之间的相对移动将被大大地衰减。在减震器的杆14以高频移动期间，由于悬架移动，滑动构件46和杆14之间的相对位置因此将保持与杆静止时的静态状态下的大致相同，并且因此，额外的油通路将保持关闭，从而继续确保液压止动构件内部的高阻尼水平。

图3示出在车辆的两种状态即空载状态(虚线)和满载状态(实线)下，在根据图1和图2的实施例的液压减震器中的液压止动构件的流通面积随减震器的主活塞的压缩行程而变化的趋势。

图4至图6以减震器的主活塞16的位置以及滑动构件46和杆14之间的相对位置表示调节装置的动态性能，特别是图4中的低频(即以低于0.3-0.5hz的频率)时的性能，和图5和图6中的高频(即以高于0.3-0.5hz的频率)时的性能。

通过使用根据上述实施例的液压减震器，当车辆没有被重载时，在液压止动构件内部获得低水平阻尼，而当车辆满载时，阻尼水平增加。

在图7和8中示出根据本发明的液压减震器的另一实施例，其中相同的附图标记被分配给与图1和图2的那些相同或对应的部件和元件。

减震器的该另一实施例的特征在于调节装置的不同构造，其被设计为避免上述实施例的可能的缺点，即当车辆满载时，减震器的主活塞的平均位置更靠近液压止动构件的嘴口部，结果是液压止动构件比车辆的低载荷状态更早地开始工作。

根据图7和图8的实施例，液压止动构件包括第二辅助活塞62，该第二辅助活塞62布置成沿着杯形主体30的侧壁36密封地滑动。第二辅助活塞62安装在圆柱形体34上，第二辅助活塞62在辅助活塞32(下文被称为第一辅助活塞)的上方并与之相距适当距离，从而使一个(或多个)通路50位于第一辅助活塞32与第二辅助活塞62之间。优选地，第二辅助活塞62与第一辅助活塞32相同。

此外，除了在两个辅助活塞32和62之间的一个(或多个)通路50之外，圆柱形体34的侧壁34a在第二辅助活塞62的上方还具有一个或多个附加通路64。

为了允许还通过一个(或多个)通路64调节油流，取决于沿着圆柱形体34的空腔48的轴向位置来关闭或打开这些通路，滑动构件46包括第二中间圆柱形部分46d，该第二中间圆柱形部分46d的直径小于空腔48的内径，轴向插置在上部圆柱形部分46a和中间圆柱形部分(下文被称为第一中间圆柱形部分)46c之间。第二中间圆柱形部分46d具有一个或多个径向通路66，当具有一个(或多个)径向通路66的第二中间圆柱形部分46d位于圆柱形体34的一个(或多个)通路64处(如图7中所示)时，一个或多个径向通路66用于允许油通过轴向通道52和一个(或多个)通路64在工作腔室44和压缩腔室20之间流动。第一和第二中间圆柱形部分46c和46d通过第三中间圆柱形部分46e彼此分开，该第三中间圆柱形部分46e布置成沿着圆柱形体34的轴向空腔48密封地滑动。

除此之外，上面参考图1和图2的实施例提供的描述仍然适用。

通过适当地定制两个辅助活塞32和62之间的距离以及穿过圆柱形体34的侧壁34a的通路50和64之间的距离的尺寸，可以实现以下性能。

如图7中所示，在悬架上的静态载荷较低的状态下，只有圆柱形体34的通路64(上部通路)穿过一个径向通路(或多个径向通路)66与轴向通道52连通，而圆柱形体34的通路50(下部通路)被封闭。因此，调节装置的操作与以上结合图1和图2的实施例示出的操作相同。

另一方面，如图8中所示，当较高的静态载荷作用在悬架上时，在主活塞16的静态位置中，滑动构件46与下部弹簧60接触，压缩下部弹簧60，并且因此使其在轴向上相对于圆柱形体34移动，抵抗复位弹簧56的作用而在圆柱形体34中更多地穿入，从而关闭(上部)通路64并打开(下部)通路50。在杆14的压缩移动期间，从该静态位置开始，圆柱形体34的(下部)通路50将相对于压缩腔室20保持打开，直到不仅第一辅助活塞32、而且第二辅助活塞62都进入液压止动构件的杯形主体30，从而在液压止动构件内实现低阻尼水平。

一旦第二辅助活塞62也进入液压止动构件的杯形主体30，(下部)通路50也将相对于压缩腔室20关闭。因此，从该状态开始，圆柱形体34的通路50和通路64两者将被关闭，从而导致由液压止动构件产生的阻尼水平增加。

因此，在满载状态下产生的阻尼水平要比低载荷状态下高，但是这种高水平的阻尼发生在主活塞更靠近压缩行程终点位置的位置。实际上，在压缩行程期间液压止动构件的干预被延迟。

这种性能在图9中被很好地示出，其涉及特定情况，其中(下部)通路50的面积大于(上部)通路64的面积。该图示出在根据图7和图8的实施例的减震器中，在低载荷(虚线)和满载(实线)状态下，液压止动构件的液压限制件的流通横截面面积随主活塞压缩行程变化的趋势。

当然，本发明的原理保持不变，实施例和构造细节可以从纯粹通过非限制性示例的方式描述和说明的那些实施例和构造细节广泛地变化，但不会由此脱离如所附权利要求所限定的本发明的范围。