阻尼器的制造方法
【专利说明】阻尼器
[0001]本发明涉及一种用于阻尼第一构件相对于第二构件的运动的阻尼器以及一种方法。第一和第二构件能与阻尼器相连。尤其是，其它结构单元或部件与第一和第二构件相连。可行的是这样的阻尼器至少部分地或尤其实际上完全设置在一管系统内，在管系统内作为第一和第二构件设有一个管(如立管)和可相对于该管运动的且尤其可伸缩的第二管(如伸缩管)。
[0002]在现有技术中已知各种阻尼器。还已知具有场敏流体的阻尼器。磁流变流体(MRF)尤其适合作为场敏流体用在阻尼器上。可以通过磁场来调节出有效的阻尼作用。
[0003]作为阻尼流体，在磁流变流体中大多采用含有细密分散的铁磁性颗粒的油基阻尼介质。磁流变流体流过一个或多个存在磁场的阻尼间隙以实现阻尼。因为有不同的阻尼流道和各种不同的阻尼阀，因此阻尼器大多很复杂地构成。在用于肌肉驱动型结构单元、构件、运输工具尤其是自行车或假肢的阻尼器中的一个突出问题是结构体积。另一个重要因素是重量，重量尤其对于假肢且特别对于用于竞赛(如运动，如残疾人运动会)和高端业余领域的阻尼器来说是很重要的。还有利的是该阻尼器的至少一些部分具有这样的尺寸，即，它们能被用在其它阻尼器上。任何情况下都要可靠遵守安装尺寸。另一个重要标准是可能有的弹簧变形量。
[0004]一个特别重要的标准是阻尼器的基本摩擦或者说由此导致的所谓“响应特性”。根据现有技术的包含磁流变液体(MR液体)的阻尼器例如BWI集团的MagneRide阻尼器具有借助分隔活塞和处于压力下的气体体积或空气体积的活塞杆平衡。因此，该压力作用于阻尼器内的磁流变液体(MRF)体积。由此导致活塞或活塞杆的移出力，因为在拉伸侧的活塞面积被减小了活塞杆面积。另外，阻尼器内的压力作用于密封或如活塞杆密封的密封唇，这造成较大的摩擦。移出力和较大摩擦削弱了阻尼器的响应特性，这尤其在运动(冲击)总体小时产生不利的影响，该运动随即未被减缓地传递至待阻尼物体。
[0005]另外，活塞杆的平衡空间尤其在高压力作用时保持退让。完全不可挠曲的压缩级无法利用这样的阻尼器来实现。
[0006]因此，本发明的任务是提供一种构造简单的阻尼器，其满足了上述要求中的至少一些要求并且尤其不具有响应特性中的缺点。
[0007]该任务将通过具有权利要求1的特征的阻尼器完成。本发明的优选改进方案是从属权利要求的主题。从实施例和概述中得到了本发明的其它优点和特征。
[0008]该阻尼器尤其用于阻尼在第一构件和可相对于第一构件运动的第二构件之间的运动。第一构件和第二构件可构成一个伸缩式管系统。这样的管系统可具有立管和可相对于立管运动的伸缩管。第一构件和第二构件可以是阻尼器的一部分。
[0009]该阻尼器具备至少一个阻尼器腔和可控的节流阀。该阻尼器腔借助于与活塞杆相连的活动的活塞而被分为第一腔和第二腔。第一腔借助于回流通道和节流阀与第二腔相连接。
[0010]设有至少一个电子控制装置。节流阀配属有至少一个由电子控制装置来控制的磁场源，以便至少部分地对流过该节流阀的至少一个阻尼流道的磁流变阻尼介质施加磁场并同时加以阻尼。该磁场源能被称为磁体机构并且优选包括至少一个导电线圈。
[0011]设有至少一个平衡腔，该平衡腔具有承受预压的平衡空间。这例如可借助分隔活塞或隔膜来实现。平衡空间与节流阀和第二腔相连。节流阀和磁场源以及平衡腔设置在外部且因而布置在阻尼器腔外。节流阀和导电线圈外设且因而布置在第一腔和第二腔外。
[0012]针对磁流变阻尼介质，基本上设置一个单向循环回路，在单向循环回路中设有至少两个单向阀，从而不仅在活塞杆浸没在阻尼器腔中时，而且在活塞杆移出或伸出阻尼器腔时，阻尼介质均在相同的循环方向上环流。在活塞上设置所述单向阀中的第一单向阀，其允许阻尼介质从第二腔流入第一腔。
[0013]在节流阀和第二腔之间设有第二单向阀，其允许阻尼介质从节流阀流入第二腔。
[0014]根据本发明的阻尼器有许多优点。本发明的阻尼器的一个显著优点在于由磁流变流体的单向循环回路所得到的简单结构。在活塞进一步伸入阻尼器腔时，磁流变阻尼介质在阻尼器压缩时(压缩级)从第二腔经活塞内的单向阀流入第一腔。通过回流通道，阻尼介质经节流阀或许又到达第二腔中。
[0015]节流阀优选借助于连接通道与第二腔相连。在连接通道上优选设有所述第二单向阀。
[0016]单向阀优选不仅可以在相应的主体上设置在外部，也可与之间隔设置，只要它们直接与之连接。用语“在...上”在本发明的意义上也包含“在...内”，因而单向阀也可设置在活塞内或者在节流阀和第二腔之间的连接通道内或上。
[0017]磁场源优选总体布置在第一腔和第二腔之外，尤其也在整个阻尼器腔、活塞和活塞杆之外。磁场源优选总是从同一侧迎来流体。磁流变阻尼介质在活塞/筒腔内只在一个方向上在单向循环回路中流动。
[0018]还尤其有利的是磁流变阻尼介质因该单向循环回路而总是被混合均匀。
[0019]磁流变阻尼介质可以包含至少一种磁流变流体。尤其是，阻尼介质以磁流变流体(MRF)形式构成。节流阀是以可控方式构成的并包括至少一个磁场源或者说磁体机构来作为磁场发生装置，以便在节流阀的至少一个阻尼流道中产生磁场。
[0020]节流阀尤其优选在轴向上与阻尼器腔相邻布置。还尤其优选的是该平衡腔在轴向上与活塞间隔布置。尤其是，平衡腔在轴向上设置在阻尼器腔外，优选在轴向上与阻尼器腔相邻且优选在轴向上布置在第二腔旁边。
[0021]平衡空间与节流阀和第二腔相连。该平衡空间尤其借助于连接通道与第二腔相连。尤其通过第一单向阀，可以总是将平衡腔和平衡空间切换到低压范围中，即，节流阀后面。由此，只需以低压来预加载该平衡空间，而即使在高阻尼作用时也获得一个刚性系统，其没有做功到平衡空间中。另外，该平衡空间因此只造成作用于活塞的小移出力，这显著改善了响应特性。
[0022]这样的实施方式有显著优点。在阻尼器压缩(压缩级)和伸张(拉伸级)时，至少一部分的阻尼介质流过该节流阀。当阻尼器压缩时，活塞杆进一步进入阻尼器腔，从而使得阻尼介质必然经活塞内的第一单向阀而转流至第一阻尼器腔中。经第二单向阀向外离开第二阻尼器腔的路径被封闭，这是因为它只允许阻尼介质经连接通道流入第二阻尼腔。该单向阀在反方向上闭锁。
[0023]该活塞在没入时排挤出一定的流体体积，该流体体积与活塞横截面积成比例。但在第一弹性腔内只空出这样的体积，该体积与活塞横截面积减去活塞杆横截面积成比例。因而，部分阻尼介质必然在活塞没入时经回流通道流向节流阀。在节流阀中发生相应的节流。这部分阻尼介质随后流入平衡腔。
[0024]活塞杆在伸张时从阻尼器腔伸出，并且在第二阻尼器腔内必然补充与阻尼器横截面积成比例的阻尼介质体积。因为活塞内的第一单向阀只允许阻尼流体从第二阻尼器腔流向第一阻尼器腔而闭锁反向流动，因此阻尼介质一定会通过连接通道经现在打开的第二单向阀流入第二阻尼器腔。同时，被排挤出的阻尼介质从第一阻尼器腔流出，其经由回流通道到达节流机构。因为在第二阻尼器腔内需要比在第一阻尼腔内更大的流体体积流过，因此必然由平衡腔交付出对应于活塞杆横截面的流体量。为此，在回流通道以及连接通道中，在阻尼器压缩和伸张时都存在沿相同循环方向的流动。
[0025]这是有利的，因为通过唯一的节流阀既可以阻尼拉伸级，也可以阻尼压缩级。这明显简化了这种阻尼器的结构。也可以减轻重量，并且持续稳定的流动导致磁流变液体更好地混合。这样的解决方案的一个优点是体积平衡总是布置在低压区内。就是说，从流向上看，体积平衡总是接在节流阀或多个节流阀后面。平衡空间内的预压优选小于5巴。该预压也可以等于2巴或3巴。
[0026]在特别优选的实施方式中，阻尼器腔如此布置和/或如此连接，即，拉伸级配属有比压缩级更多的实际起效的活塞面。就是说，在行程一定的情况下在拉伸级中有比在压缩级中在相同行程下更多的阻尼介质体积流过节流阀。术语“实际起效的活塞面”在此是指与流过节流阀的体积流的关系。
[0027]在大多数结构中，在压缩级中的实际起效的活塞面较大。这尤其涉及以下解决方案，在这里，实际起效的节流阀布置在活塞本身中。
[0028]但通常期望这样的阻尼状况，其在拉伸级中产生较强的阻尼效果。在这里，能够结构有利地获得这样的解决方案。可以简单地实现具有较陡的特征曲线的拉伸级。
[0029]在优选实施方式中可能的是，节流阀借助于第一止回阀与平衡腔相连。此时，第一止回阀只允许阻尼介质从节流阀流入平衡腔中。
[0030]优选地，平衡腔借助于第二止回阀与第一腔相连。此时，第二止回阀只允许阻尼介质从平衡腔流入第二腔中。
[0031]尤其优选的是，所述单向阀和/或止回阀中的至少一者是可调的，以实现在压缩级和/或拉伸级内的可调流阻。在这样的实施方式中可行的是，该平衡腔借助于两个单独的平衡通道与连接通道相连。其中的一个平衡通道配设有所述第一止回阀，而另一个平衡通道配设有所述第二止回阀。
[0032]在这些实施方式中尤其可行的是，在阻尼器上可从外面调节该止回阀，以便例如在机械止回阀的情况下改变特征曲线。因此，该止回阀以具有止回机构的可调的节流阀的形式构成。如果在这样的实施方式中采用机械节流阀，则利用该节流阀例如调节基础特征曲线，而通过两个可调的止回阀例如使基础特征曲线适配于拉伸级情况下的期望特征曲线和压缩级情况下的期望特征曲线。
[0033]至少一个单向阀和/或至少一个止回阀能够是可调校的。例如一个这样的阀可以被设计成以机械方式来调校以实现基本调节。
[0034]尤其可行的是该节流阀是以可控方式构成的并且在至少一个节流