专利名称：用于可调阻尼减震器尤其是用于车辆悬架的具有四个流量控制被动阀且具有分流螺线管 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于可调阻尼减震器(尤其是用于车辆悬架)的活塞。更具体而言，本发明涉及用于可调阻尼减震器的活塞，其布置成可滑动地安装到减震器的缸体内，以便将该减震器分成下部腔室和上部腔室，所述活塞包括:
第一对流量控制被动阀，用于经由第一流动路径控制阻尼流体在下部腔室和上部腔室之间的流动，所述第一对流量控制被动阀包括补偿阀和回弹阀，上述补偿阀和回弹阀制成止回阀，其布置成分别控制阻尼流体的从下部腔室到上部腔室(压缩阶段)以及从上部腔室到下部腔室(回弹阶段)的流动；
第二对流量控制被动阀，用于经由独立于第一流动路径的第二流动路径控制阻尼流体在下部腔室和上部腔室之间的流动，所述第二对流量控制被动阀包括补偿阀和回弹阀，上述补偿阀和回弹阀制成止回阀，其布置成分别控制阻尼流体从下部腔室到上部腔室(压缩阶段)以及从上部腔室到下部腔室(回弹阶段)的流动；以及
分流螺线管阀，其可在第一操作位置和第二操作位置之间移动，在第一操作位置中，其允许阻尼流体经由第一对流量控制阀和经由第二对流量控制阀两者(即经由第一流动路径和经由第二流动路径两者)来在上部腔室和下部腔室之间流动，以及在第二操作位置中，其允许阻尼流体仅仅经由第二对流量控制阀(即仅仅经由第二流动路径)来在上部腔室和下部腔室之间流动，其中每个流量控制被动阀制成被动阀，其包括适于(adapt)保持所述阀常闭的弹性装置；以及
其中与形成所述第一对流量控制阀的补偿阀和回弹阀相关联的弹性装置所具有的刚度低于与对应地形成所述第二对流量控制被动阀的补偿阀和回弹阀相关联的弹性装置所具有的刚度，这样当分流螺线管阀处于第一操作位置时，阻尼流体可以经由较低刚性的弹性装置与其相关联的所述第一对流量控制被动阀(以下简称为最小曲线流量控制被动阀)在上部腔室和下部腔室之间流动，因此，减震器产生较低的阻尼力，而当分流螺线管阀处于第二操作位置时，阻尼流体可以经由较高刚性的弹性装置与其相关联的所述第二对流量控制被动阀(以下简称为最大曲线流量控制被动阀)在上部腔室和下部腔室之间流动，因此，减震器产生较高的阻尼力。发明内容
本发明的一个目的是提供用于上述特定类型可调阻尼减震器的活塞，其允许将所消耗的能量降低到最小。
本发明的再一个目的是提供用于上述特定类型可调阻尼减震器的活塞，其允许彼此独立地调节减震器的操作特性(利用开放的螺线管阀进行压缩，利用开放的螺线管阀进行回弹，利用闭合的螺线管阀进行压缩以及利用闭合的螺线管阀进行回弹)，且其允许获得所谓“递减式”的压力-流速率操作特性(或等价的力-速度操作特性)，即其在紧接第一上升段(低流速率或低速)之后包括第二恒定段或至少不上升段(高流速率或高速)。
此外本发明的再一个目的是提供用于上述特定类型可调阻尼减震器的活塞，其具有简单的结构和可靠的操作。
根据本发明，通过具有所附独立权利要求1所述特征的用于可调阻尼减震器的活塞完全能够实现这些和其它目的。
在从属权利要求中阐明了本发明的有利实施例，这些从属权利要求的内容应被认为是下述说明书的整体和组成部分。
简而言之，本发明基于提供用于上述特定类型的可调阻尼减震器的活塞的构思，其中分流螺线管阀制成常开螺线管阀，由此在螺线管的非接通状态下，阻尼流体可经由一对最小曲线流量控制被动阀而在减震器的上部腔室和下部腔室之间流动，由此减震器产生较低的阻尼力。因此，在需要悬架的平稳反应以确保驾驶舒适性的正常驾驶条件下，可调阻尼减震器的分流螺线管阀的螺线管可保持在非接通状态，因此不会造成车辆的能量消耗增加。
流量控制被动阀有利地制成与形成以申请人名义提交的意大利专利申请N0.T02009A000681(或相应的国际专利申请N0.W02011/027314)的主题为相同类型的阀。优选地，至少两个最大曲线流量控制被动阀(补偿阀和回弹阀)以及最小曲线回弹阀制成上述类型的阀。流量控制被动阀的这种结构允许获得“递减式”减震器的压力-流速率(或力-速度)操作特性。减震器的压力-流速率(或力-速度)操作特性也可以通过作用于流量控制被动阀的调节盘的数量和几何结构以及弹性元件而彼此独立地被调节。
从下面仅仅通过参照附图的非限制性实例的方式而进行的详细描述中，本发明的进一步特征和优点将更加明显地体现出来，其中:
图1是根据本发明优选实施例的用于可调阻尼减震器的活塞的轴向截面图2是以放大比例示出图1所示活塞的底端部的轴向截面图，该活塞具有两对流量控制被动阀，也就是说，分别为一对最小曲线的流量控制被动阀和一对最大曲线的流量控制被动阀；
图3是以放大比例示出图1所示活塞的分流螺线管阀的轴向截面图；以及
图4是示出操作特性实例的压力-流速率曲线图，根据本发明其可由包括活塞的可调阻尼减震器来获得。
具体实施方式
在下面的描述和权利要求书中，诸如“上或上部”和“下或下部”的术语意为指代减震器安装于车辆上的正常(normal)安装状态，其中所述活塞的阀组件(流量控制被动阀)位于所述活塞的底端部。
首先参照图1，用于可调阻尼减震器(特别是适用于车辆悬架)的活塞通常由标号10表示，且基本上包括杆12，分流螺线管阀14(下文简称为螺线管阀)安装于其内部；阀组件16，其安装于所述活塞的底端处并包括一对最小曲线的流量控制被动阀18和20 (即最小曲线的补偿阀18和最小曲线的回弹阀20)和一对最大曲线的流量控制被动阀22和24( SP最大曲线的补偿阀22和最大曲线的回弹阀24);以及轴向设置于杆12和阀组件16之间的连接体26。与补偿阀18和回弹阀20相关联的表述“最小曲线”意味着这些阀确定减震器的最小压力-流速率(或力-速度)特性曲线，即其中压力(或力)最小值以及因此由减震器产生的制动力的最小值与流速率(或速度)的相同值相关联的特性曲线。另一方面，与补偿阀22和回弹阀24相关联的表述“最大曲线”意味着这些阀确定减震器的最大压力-流速率(或力-速度)特性曲线，即其中压力(或力)最大值以及因此由减震器产生的制动力的最大值与流速率(或速度)的相同值相关联的特性曲线。
此外参照图3，连接体26 —体地形成上部圆柱形部分28和下部圆柱形部分30，且固定到杆12，例如通过螺纹连接而固定到杆12。上部圆柱形部分28与其同轴地延伸到杆12的内部。下部圆柱形部分30依次一体地形成上部板34，中间部36和下部板38。上部板34延伸到杆12的内部，并在其外侧圆柱形表面上具有外螺纹32，所述外螺纹32与杆12的相应内螺纹配合以便提供上述的螺纹连接，而中间部36和下部板38从杆12向下突出。中央轴向孔40通过上部板34且通过中间部36两者。中间部36还具有多个径向孔42，所述径向孔42使得中央轴向孔40与活塞的外部流体连通。下部板38还具有多个倾斜孔44，所述倾斜孔44向下和向外延伸，并使得中央轴向孔40与阀组件16流体连通。
螺线管阀14基本上包括提升阀46，弹簧48和螺线管50。提升阀46安装成可在连接体26的中央轴向孔40内在上部行进终端位置或开放位置(图1和图3中示出)和下部行进终端位置或闭合位置(附图中未示出)之间轴向滑动，在上部行进终端位置或开放位置使得径向孔42开放，而在下部行进终端位置或闭合位置使得径向孔42闭合。弹簧48将弹性力施加到提升阀46上以便趋于将其保持在开放位置。在图示的实施例中，弹簧48制成圆柱形螺旋弹簧，其轴向设置于连接体26的上部板34和提升阀46的凸缘52之间，但其也可为不同类型的弹簧。螺线管50被接纳于杆12的内部，且可由电子控制单元(图中未示出)操控，以便将电磁排斥力施加到提升阀46上，其趋于通过克服由弹簧48施加的偏置弹性力而使得提升阀46移动到闭合位置。因此，螺线管阀14是常开型的，即在该状态下，螺线管50未接通，提升阀46处于开放位置，在该位置，其允许阻尼流体经由最小曲线流量控制阀(补偿阀18和回弹阀20)而在减震器的下部腔室和上部腔室之间流动。在通常需要减震器平稳响应的正常驾驶条件下，从而螺线管阀14的螺线管50保持在非接通状态，因此不会造成车辆的能量消耗增加。螺线管50仅在需要的由减震器所产生的制动力增加的情况下被接通。螺线管阀14可具有分立的操作方式，即只可移动到两个开放和闭合位置；或可具有连续的操作方式，即可在两个开放和闭合位置之间连续移动。在第一种情况下，减震器将只具有以下四种操作特性:利用开放的螺线管阀(最小曲线)进行回弹，利用闭合的螺线管阀(最大曲线)进行回弹，利用开放的螺线管阀(最小曲线)进行压缩以及利用闭合的螺线管阀(最大曲线)进行压缩。在图4的压力-流速率曲线图中示出根据本发明可由设有活塞的减震器来获得的操作特性的一个实例。在第二种情况下，减震器的操作特性曲线每次可被连续调节，都是在回弹阶段和压缩阶段，在最小曲线(开放的螺线管阀)和最大曲线(闭合的螺线管阀)之间连续调节。
现在特别参照图2，除了上述阀18，20，22和24之外，阀组件16包括内侧主体54、外侧主体56和端盖58。
内侧主体54 —体地形成中空圆柱体上部60，中空圆柱体下部62和连接上部60和下部62的中空截头圆锥形(frusto-conical)中间部64。上部60固定到连接体26且封闭腔室66，最小曲线补偿阀18和最小曲线回弹阀20被接纳于该腔室66内，且连接体26的倾斜孔44通过出口通到该腔室66。下部62具有中央轴向孔68，所述中央轴向孔68在其底部通到减震器的下部腔室内。因此，当螺线管阀14处于开放位置时，阻尼流体可从减震器的下部腔室流动到上部腔室，以便通过阀组件16内侧主体54的下部62的中央轴向孔68，通过阀组件16内侧主体54的腔室66中的最小曲线补偿阀18，以及通过连接体26的倾斜孔44，中央轴向孔40和径向孔42，且在相反方向上，也就是说，从减震器的上部腔室流动到下部腔室内，以便通过连接体26的径向孔44，中央轴向孔40和倾斜孔44，通过阀组件16内侧主体54的腔室66中的最小曲线回弹阀20，以及通过阀组件16内侧主体54的下部62的中央轴向孔68。
分隔板70被接纳于内侧主体54的腔室66内，且具有沿较大直径的第一圆周定位的一系列第一轴向通孔72(在图2的截面图中只可以看出其中之一)和沿较小直径的第二圆周定位的一系列第二轴向通孔74(在图2的截面图中只可以看出其中之一)，所述第一轴向通孔72和第二轴向通孔74使得腔室66的上部与腔室66的下部流体连通，其中腔室66上部与减震器上部腔室处于相同压力下，而腔室66下部与减震器下部腔室处于相同压力下。最小曲线补偿阀18与第一轴向通孔72相关联，而最小曲线回弹阀20与第二轴向通孔74相关联。
最小曲线补偿阀18为单向阀，其包括闭合元件76和弹簧78。闭合元件76为圆形形状的薄盘，其安装成可在闭合位置(如图2所示)和开放位置(图中未示出)之间沿轴向移动；在闭合位置，闭合元件76与分隔板70的顶表面相接触，并闭合轴向通孔72，从而防止阻尼流体从减震器的上部腔室流到下部腔室；而在开放位置，闭合元件76相对于分隔板70的顶表面上升且使得轴向通孔72开放，从而允许阻尼流体从减震器的下部腔室流动到上部腔室(压缩阶段)。弹簧78作用于闭合元件76上，以便将趋于使后者保持在闭合位置的弹性力施加到其上。在图示的实例中，弹簧78为锥形螺旋弹簧，该弹簧在其顶部抵靠连接体26下部圆柱形部分30的下部板38以及在其底部抵靠闭合元件76。
最小曲线回弹阀20为单向阀，其与形成上述意大利专利申请N0.T02009A000681主题的单向阀类型相同，且基本上包括可动元件80，弹簧82和多个调节盘84。可动元件80被接纳于内侧主体54的腔室66内，以便在活塞的轴向方向上滑动，并且制成杯形元件，该杯形元件一体地形成面向分隔板70的底部壁86和沿着导向元件90的圆柱形侧表面进行导向的圆柱形侧壁88，该导向元件被接纳于腔室66内并在活塞的轴向方向上延伸。弹簧82在轴向上设置于抵接表面92 (其由内侧主体54形成)和可动元件80之间，以便在可动元件80上施加朝向上方且趋于使其向分隔板70推动的弹性力，在图示的实例中，弹簧82为圆柱形螺旋弹簧，但其也可为不同类型的弹簧(或多个弹簧)。分隔板70在其底表面上形成径向内侧环形突起94和径向外侧环形突起96，上述径向内侧环形突起94和径向外侧环形突起96在径向上界定出第二轴向通孔74。分隔板70在其底表面上还具有环形腔98，其向下开放，且在径向上界定于导向元件90圆柱形侧表面和径向内侧环形突起94之间。由调节盘84彼此堆叠而形成的组件在轴向上设置于分隔板70和可动元件80之间，且能够沿导向元件90的圆柱形侧表面在轴向上滑动。在阀20的闭合状态(图2中所示的状态)下，由调节盘84所形成的组件搁置于分隔板70底表面的环形突起94和96上。弹簧82经由可动元件80作用于调节盘84上，趋于将阀20保持在该状态。至少一个径向开口 100设置于调节盘84内(或更好的，至少设置于顶部的调节盘内，即在阀20的闭合状态下设置于与环形突起94和96直接接触的调节盘内)，且横跨径向外侧环形突起96而延伸，以便允许通过第二轴向通孔74从减震器上部腔室流出的阻尼流体越过径向外侧环形突起96而流向减震器的下部腔室，甚至在阀20的闭合状态下也允许。此外，有利地，调节盘84所具有的内径稍微大于导向元件90的圆柱形侧表面的内径，以便与该后者限定节流器102(也就是说，具有减小的横截面的通道)，其适于阻尼流体从环形腔98流动到减震器的下部腔室。此外，在可动元件80的圆柱形侧壁88和底部壁86之间的连接区域中设有一个或多个开口104，其以如此的方式形成以至于使得环形腔98通过节流器102与减震器的下部腔室流体连通。因此，开口 104具有允许收集于环形腔98中的阻尼流体由于可动元件80移动远离分隔板70而流向减震器下部腔室的功能。
总体而言，可以说最小曲线回弹阀20具有:
第一可变节流器(在该情况下由径向外侧环形突起96和调节盘84的组之间的通道形成)，其节流量取决于可动元件80的位置，且减震器的上部腔室通过其与减震器的下部腔室流体连通；
第二可变节流器(在该情况下由径向内侧环形突起94和调节盘84的组之间的通道形成)，其节流量取决于可动元件80的位置，且减震器的上部腔室通过其与阀的辅助腔室(在该情况下由环形腔98形成)流体连通；
第一固定节流器(在该情况下由调节盘84和导向元件90的圆柱形侧表面之间的通道102形成)，阀的辅助腔室通过其以如此的方式与减震器的下部腔室流体连通:阀的辅助腔室98内的压力值连同阀的开启力(其对抗由弹簧82所产生的弹性力)随着阀打开(开放)量的增加而增加；以及
平行于第一可变节流器的第二固定节流器(在该情况下由至少设置于顶部调节盘84内的径向开口 100形成)，减震器的上部腔室通过其与减震器的下部腔室流体连通。
也可以省略上述第二固定节流器。
阀组件16的外侧主体56包括分隔板106和圆柱形套筒108，优选制成单件。分隔板106固定到内侧主体54，即固定到内侧主体54的中空圆柱形下部62，且具有沿较大直径的第一圆周定位的一系列第一轴向通孔110(在图2的截面图中只可以看出其中之一)和沿较小直径的第二圆周定位的一系列第二轴向通孔112(在图2的截面图中只可以看出其中之一)，所述第一轴向通孔110和第二轴向通孔112使得减震器的上部腔室与下部腔室流体连通。最大曲线补偿阀22与第一轴向通孔110相关联，而最大曲线回弹阀24与第二轴向通孔112相关联。圆柱形套筒108配置成使其外侧表面能够紧密地沿减震器的圆柱形内表面滑动，且包括从分隔板106向上延伸的上部套筒部分114和从分隔板106向下延伸的下部套筒部分116。在外侧主体56的上部套筒部分114和内侧主体54的中空圆柱体上部60之间限定通道118，通过其从减震器的下部腔室流动通过最大曲线补偿阀22的阻尼流体可到达减震器的上部腔室，且反之亦然，从减震器的上部腔室流出的阻尼流体可到达第二轴向通孔112，并在最大曲线回弹阀24的控制下从此处流入减震器的下部腔室。类似地，在外侧主体56的下部套筒部分116和端盖58之间限定通道120，通过其从减震器的下部腔室流出的阻尼流体可到达第一轴向通孔110，并在最大曲线补偿阀22的控制下从此处流入减震器的上部腔室，且反之亦然，从减震器的上部腔室流动通过最大曲线回弹阀24的阻尼流体可流入减震器的下部腔室。分隔板106在其顶表面上形成径向内侧环形突起122和径向外侧环形突起124，上述突起在径向上界定出第一轴向通孔110。分隔板106在其顶表面上还具有环形腔126，其向上开放，且在径向上界定于上部套筒部分114的内侧圆柱形侧表面和径向外侧环形突起124之间。分隔板106在其底表面上形成径向内侧环形突起128和径向外侧环形突起130，上述突起在径向上界定出第二轴向通孔112。分隔板106在其底表面上还具有环形腔132，其向下开放，且在径向上界定于内侧主体54中空圆柱体下部62的外侧圆柱形侧表面和径向内侧环形突起128之间。
最大曲线补偿阀22与最小曲线回弹阀20类似，也为单向阀，其与形成上述意大利专利申请N0.T02009A000681主题的单向阀类型相同，且基本上包括可动元件134，弹簧136和多个调节盘138。可动元件134可滑动地安装在活塞的轴向方向上，并且制成杯形元件，该杯形元件一体地形成面向分隔板106的底部壁140和沿着上部套筒114的内侧圆柱形侧表面进行导向的圆柱形侧壁142。弹簧136在轴向上设置于抵接表面144(其由内侧主体54形成)和可动元件134之间，以便向可动元件134施加向下且趋于将其朝向分隔板106推动的弹性力。在图示的实例中，弹簧136为圆柱形螺旋弹簧，但其也可为不同类型的弹簧(或多个弹簧)。由调节盘138彼此堆叠而形成的组件在轴向上设置于分隔板106和可动元件134之间，且能够沿上部套筒部分114的内侧圆柱形侧表面在轴向上滑动。在阀22的闭合状态(图2中所示的状态)下，调节盘138的组搁置于分隔板106顶表面上的环形突起122和124上。弹簧136通过可动元件134作用于调节盘138上，趋于将阀22保持在该状态。至少一个径向开口 146设置于调节盘138内(或更好的，设置于至少底部的调节盘内，即在阀22的闭合状态下设置于与环形突起122和124直接接触的调节盘内)，且横跨径向外侧环形突起124延伸，以便允许经由第一轴向通孔110从减震器下部腔室流出的阻尼流体越过径向外侧环形突起124而流向减震器的上部腔室，甚至在阀22的闭合状态下也允许。此外，有利地，调节盘138所具有的外径稍微小于上部套筒部分114的内侧圆柱形侧表面的外径，以便与该后者限定节流器148 (也就是说，具有减小横截面的通道)，其适于阻尼流体从环形腔126流动到减震器的上部腔室。此外，在可动元件134的圆柱形侧壁142和底部壁140之间的连接区域中设有一个或多个开口 150，其以如此的方式形成:使得环形腔126通过节流器148与减震器的上部腔室流体连通。因此，开口 150具有允许收集于环形腔126中的阻尼流体由于可动元件134远离分隔板106移动而流向减震器上部腔室的功能。
总体而言，可以说最大曲线补偿阀22具有:
第一可变节流器(在该情况下由径向内侧环形突起146和调节盘138的组之间的通道形成)，其节流量取决于可动元件134的位置，且减震器的下部腔室通过其与减震器的上部腔室流体连通；
第二可变节流器(在该情况下由径向外侧环形突起124和调节盘138的组之间的通道形成)，其节流量取决于可动元件134的位置，且减震器的下部腔室通过其与阀的辅助腔室(在该情况下由环形腔126形成)流体连通；
第一固定节流器(在该情况下由调节盘138和外侧主体56的上部套筒部分114的内侧圆柱形侧表面之间的通道148形成)，阀的辅助腔室通过其以如此的方式与减震器的上部腔室流体连通:阀的辅助腔室126内的压力值连同阀的开启力(对抗由弹簧136所产生的弹性力)随阀的打开量的增加而增加；以及
平行于第一可变节流器的第二固定节流器(在该情况下由至少设置于底部调节盘138内的径向开口 146形成)，减震器的下部腔室通过其与减震器的上部腔室流体连通。
也可以省略上述第二固定节流器。
最大曲线回弹阀24与最小曲线回弹阀20和最大曲线补偿阀22类似，也为单向阀，其与形成上述意大利专利申请N0.T02009A000681主题的单向阀类型相同，且基本上包括可动元件152，弹簧154和多个调节盘156。可动元件152可滑动地安装在活塞的轴向方向上，并且制成杯形元件，该杯形元件一体地形成面向分隔板106的底部壁158和沿着内侧主体54的中空圆柱体下部62的外侧圆柱形侧表面进行导向的圆柱形侧壁160。弹簧154在轴向上设置于抵接表面162(其由端盖58形成)和可动元件152之间，以便在可动元件152上施加朝向上方且趋于将其朝向分隔板106推动的弹性力，在图示的实例中，弹簧154为圆柱形螺旋弹簧，但其也可为不同类型的弹簧(或多个弹簧)。彼此堆叠的调节盘156组在轴向上设置于分隔板106和可动元件152之间，且能够沿内侧主体54的中空圆柱体下部62的外侧圆柱形侧表面在轴向上滑动。在阀24的闭合状态(图2中所示的状态)下，调节盘156的组抵靠在分隔板106底表面上的环形突起128和130。通过可动元件152作用于调节盘156上的弹簧154趋于将阀24保持在该状态。至少一个径向开口 164设置于调节盘156内(或更好的，至少设置于顶部的调节盘内，即在阀24的闭合状态下设置于与环形突起128和130直接接触的调节盘内)，且横跨径向外侧环形突起130延伸，以便允许经由第二轴向通孔112从减震器上部腔室流出的阻尼流体越过径向外侧环形突起130而流向减震器的下部腔室，甚至在阀24的闭合状态下也允许。此外，有利地，调节盘156所具有的内径稍微大于内侧主体54的中空圆柱体下部62的外侧圆柱形侧表面的内径，以便与该后者限定节流器166 (也就是说，具有减小横截面的通道)，其用于阻尼流体从环形腔132流动到减震器的下部腔室。此外，在可动元件152的圆柱形侧壁160和底部壁158之间的连接区域中设有一个或多个开口 168，其以如此的方式形成:使得环形腔132通过节流器166与减震器的下部腔室流体连通。因此，开口 168具有允许收集于环形腔132中的阻尼流体由于可动元件152移动远离分隔板106而流向减震器下部腔室的功能。
总体而言，可以说最大曲线回弹阀24具有:
第一可变节流器(在该情况下由径向外侧环形突起130和调节盘156的组之间的通道形成)，其节流量取决于可动元件152的位置，且减震器的上部腔室通过其与减震器的下部腔室流体连通；
第二可变节流器(在该情况下由径向内侧环形突起128和调节盘156的组之间的通道形成)，其节流量取决于可动元件152的位置，且减震器的上部腔室通过其与阀的辅助腔室(在该情况下由环形腔132形成)流体连通；
第一固定节流器(在该情况下由内侧主体54的中空圆柱体下部62的外侧圆柱形侧表面和调节盘156之间的通道166形成)，阀的辅助腔室通过其以如此的方式与减震器的下部腔室流体连通:阀的辅助腔室132内的压力值连同阀的开启力(反作用于由弹簧154所产生的弹性力)随阀的打开量的增加而增加；以及
平行于第一可变节流器的第二固定节流器(在该情况下由至少设置于顶部调节盘156内的径向开口 164形成)，减震器的上部腔室通过其与减震器的下部腔室流体连通。
也可以省略上述第二固定节流器。
每个最小曲线阀的弹簧(或弹簧组件)具有的刚性低于相应最大曲线阀的弹簧(或弹簧组件)的刚性。因此最小曲线补偿阀18的弹簧78具有的刚性低于最大曲线补偿阀22的弹簧136的刚性，以及类似的，最小曲线回弹阀20的弹簧82具有的刚性低于最大曲线回弹阀24的弹簧154的刚性。因此，当螺线管阀14处于正常开放(螺线管50处于非接通状态)状态时，在最小曲线补偿阀18和最小曲线回弹阀20的控制下阻尼流体通过阀组件16的内侧主体54的轴向孔72和74而在减震器的上部和下部腔室之间进行流动，而当螺线管阀14处于闭合(螺线管50处于接通状态)状态时，在最大曲线补偿阀22和最大曲线回弹阀24的控制下阻尼流体通过阀组件16外侧主体56的轴向孔110和112而在减震器的上部和下部腔室之间进行流动。
现在将通过实例的方式来描述最小曲线回弹阀20的操作，应该清楚关于该阀所述的那些同样适用于最大曲线补偿阀22和最大曲线回弹阀24。
在阀20的闭合状态下，可动元件80受到弹簧82的弹性力和由包含于减震器上部腔室内的阻尼流体的压力(该压力高于减震器下部腔室的压力)所施加的力，弹簧82的弹性力趋于推动该元件连同调节盘84抵靠环形突起94和96，即以便将阀保持闭合。在该状态下，至少设置于顶部调节盘84内的一个径向开口(或多个径向开口)100允许流体(虽然以非常小的量)从减震器的上部腔室流动到下部腔室。环形腔98通过节流器102与减震器的下部腔室流体连通，从而在该腔室中的压力值接近于减震器下部腔室中的压力值。当减震器上部腔室中的流体压力为可克服弹簧82弹性力的值，可动元件80远离分隔板70的突起94和96移动，从而也允许调节盘84远离这些突起移动。包含于减震器上部腔室中的阻尼流体现在不仅可以直接通过顶部调节盘84和径向外侧环形突起96之间限定的通道而且可间接地通过设置于可动元件80内的开口 104、通过节流器102和通过环形腔98而流向减震器的下部腔室。由于在顶部调节盘84和径向内侧环形突起94之间限定的节流器的压力损失导致环形腔98内的压力低于减震器上部腔室内的压力，其中这两个压力之间的差异随着阀打开量的增加而逐步减少，直到其接近于零。因此，减震器上部腔室的压力作用于其上的面积有效值从等于第二轴向通孔74面积的最小值变到趋于等于第二轴向通孔74和环形腔98面积总和的最大值。
由对抗弹簧弹性反应的阻尼流体压力所施加的力的这种放大效应允许在螺线管阀打开的回弹阶段内获得减震器的压力-流速率(或力-速度)特性曲线的第二“递减”段。无论是在压缩阶段还是在回弹阶段中，在最大曲线补偿阀和最大曲线回弹阀的控制下，可由处于闭合状态的螺线管阀来分别获得如图4曲线图中所示的类似递减类型的压力-流速率(或力-速度)特性。
在所提出的实例中为传统类型的最小曲线补偿阀18也可制成与形成上述意大利专利申请N0.T02009A000681主题的单向阀类型相同的单向阀。在该方面，阀组件16内侧主体54的分隔板70在其顶表面上形成径向内侧环形突起170和径向外侧环形突起172，上述突起在径向上界定出第一轴向通孔72。分隔板70在其顶表面上还具有环形腔174，其向上开放，且在径向上界定于径向外侧环形突起172和内侧主体54的中空圆柱体上部60的内侧圆柱形侧表面之间。因此，可以用可动元件和调节盘的组(诸如参照其它三种流量控制被动阀20，22和24的上述那些)来代替图2中所示的阀18的闭合元件76。
鉴于上述，由根据本发明的用于可调阻尼减震器的活塞所获得的优势是显而易见的。
首先，结合四个流量控制被动阀使用分流螺线管阀，无论是在压缩阶段还是在回弹阶段中都允许获得分别对应于螺线管阀闭合状态和开放状态的一对极限特性曲线。
其次，使用常开型螺线管阀无论是在压缩阶段还是在回弹阶段中都允许获得减震器的平稳响应，无需接通螺线管阀的螺线管，因此不会增加其上安装有减震器的车辆的能源消耗。
此外，通过改变弹簧的刚性特性，以及在使用与形成意大利专利申请N0.T02009A000681主题的阀类型相同的阀的情况下通过改变调节盘的数量和几何形状，可彼此独立地调节四个流量控制被动阀，其允许彼此独立地调节减震器的四种极限特性曲线。
最后，将与形成意大利专利申请N0.T02009A000681主题的阀类型相同的阀用作流量控制被动阀允许获得具有“递减式”轮廓的减震器压力-流速率(或力-速度)特性曲线。
当然，由于本发明的原理保持不变，由此在不脱离所附权利要求所限定的本发明范围的情况下，可根据纯粹通过非限制性实例的方式来描述和说明的那些来对实施例和构造细节进行广泛的变化。
权利要求
1.用于可调阻尼减震器的活塞(10)，所述活塞布置成可滑动地安装到减震器的缸体内，以便将该缸体分成下部腔室和上部腔室，所述活塞(10)包括: 第一对流量控制被动阀(18，20)，用于控制阻尼流体的经由第一流动路径(42，40，44，72,74,68)在下部腔室和上部腔室之间的流动，所述第一对流量控制被动阀(18，20)包括第一补偿阀(18)和第一回弹阀(20)，所述第一补偿阀(18)制成止回阀，其布置成控制阻尼流体的从减震器的下部腔室到上部腔室的流动，而所述第一回弹阀(20)制成止回阀，其布置成控制阻尼流体的从减震器的上部腔室到下部腔室的流动；其中所述第一补偿阀(18)包括适于保持所述阀常闭的第一弹性装置(78)，以及其中第一回弹阀(20)包括适于保持所述阀常闭的第二弹性装置(82)； 第二对流量控制被动阀(22，24)，用于控制阻尼流体的经由与第一流动路径(42，40，44，72，74，68)分离的第二流动路径(118，110，112，120)在下部腔室和上部腔室之间的流动，所述第二对流量控制被动阀(22，24)包括第二补偿阀(22)和第二回弹阀(24)，所述第二补偿阀(22)制成止回阀，其布置成控制阻尼流体的从减震器的下部腔室到上部腔室的流动，而所述第二回弹阀(24)制成止回阀，其布置成控制阻尼流体的从减震器的上部腔室到下部腔室的流动；其中所述第二补偿阀(22)包括适于保持所述阀常闭的第三弹性装置(136)，以及其中所述第二回弹阀(24)包括适于保持所述阀常闭的第四弹性装置(154);以及 分流螺线管阀(14)，其可在 第一操作位置和第二操作位置之间移动，在第一操作位置中，其允许阻尼流体经由第一对流量控制被动阀(18，20)和经由第二对流量控制被动阀(22，24)两者，即经由第一流动路径(42，40，44，72，74，68)和经由第二流动路径(118，110，112，120)两者来在减震器的上部腔室和下部腔室之间流动；而在第二操作位置中，其允许阻尼流体仅仅经由第二对流量控制被动阀(22，24)，即仅仅经由第二流动路径(118，110，112，120)来在减震器的上部腔室和下部腔室之间流动，其中所述螺线管阀(14)是常开型的，也就是说，其通常被保持在所述第一操作位置。
2.根据权利要求1所述的活塞，其包括杆(12)、阀组件(16)和轴向设置于所述杆(12)和所述阀组件(16)之间且固定到所述杆(12)和所述阀组件(16)的连接体(26)，其中所述阀组件(16)和连接体(26)在减震器的上部腔室和下部腔室之间限定第一流动路径(42，40，44，72，74，68)和第二流动通路径(118，110，112，120)，且其中所述螺线管阀(14)包括螺线管(50)和提升阀(46)，所述螺线管(50)固定于杆(12)内，所述提升阀(46)布置于连接体(26)内部，以便在螺线管(50)的控制下在开放位置和闭合位置之间移动；所述开放位置对应于螺线管阀(14)的第一操作位置，在该第一操作位置内所述螺线管阀使得所述第一流动通路(42，40，44，72，74，68)开放；而所述闭合位置对应于螺线管阀(14)的第二操作位置，在第二操作位置所述螺线管阀(14)使得第一流动路径(42，40，44，72，74，68)闭合。
3.根据权利要求2所述的活塞，其中所述第一流动路径(42，40，44，72，74，68)包括多个径向孔(42)，其设置于连接体(26)的中间部(36)内，所述连接体(26)从所述杆(12)突出，以便通到减震器的上部腔室内，以及其中所述螺线管阀(14)的所述提升阀(46)可在活塞的轴向方向上滑动，以便控制所述径向孔(42)的开放。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的活塞，其中所述阀组件(16)包括中空内侧主体(54)和中空外侧主体(56)，所述中空内侧主体(54)连同所述连接体(26) —起限定第一流动路径(42，40，44，72，74，68)，所述中空外侧主体(56)设置为与内侧主体(54)同轴，连同所述内侧主体(54) —起限定第二流动路径(118，110，112，120)，其中所述第一对流量控制被动阀(18，20)位于所述内侧主体(54)内，以及其中所述第二对流量控制被动阀(22，24)位于所述内侧主体(54)和所述外侧主体(56)之间。
5.根据权利要求4所述的活塞，其中所述阀组件(16)还包括第一分隔板(70)，其容纳于所述内侧主体(54)的腔室￠6)内以便将该腔室￠6)分成上部腔室部分和下部腔室部分，且其具有适于使得这些腔室部分彼此流体连通的第一通孔和第二通孔(72，74)，第一通孔(72)布置于第二通孔(74)的径向外侧，以及其中所述第一补偿阀(18)和第一回弹阀(20)分别位于所述上部腔室部分和下部腔室部分内。
6.根据权利要求5所述的活塞，其中所述第一分隔板(70)在下部腔室部分一侧上限定辅助腔室(98)，其中所述第一回弹阀(20)包括可动元件(80)和至少一个调节盘(84)，所述第二弹性装置(82)作用于所述可动元件(80)上，所述调节盘(84)设置于该可动元件(80)和第一分隔板(70)之间且与所述第二通孔(74)配合，并且其中所述第一回弹阀(20)配置为具有: 第一可变节流器(96，84)，其节流量取决于所述可动元件(80)的位置，且上部腔室部分通过其与下部腔室部分流体连通； 第二可变节流器(94，84)，其节流量取决于所述可动元件(80)的位置，且上部腔室部分通过其与辅助腔室(98)流体连通；以及 第一固定节流器(102)，所述辅助腔室(98)通过其与下部腔室部分流体连通； 由此作为可动元件(80)和第一分隔板(70)之间距离增加的结果，辅助腔室(98)内的压力值以及作用于可动元件(80)上的对抗由第二弹性装置(82)所产生弹性力的开启力也增加。
7.根据权利要求6所述的活塞，其中所述第一分隔板(70)在朝向下部腔室部分的一侧上形成第一环形突起(94)和第二环形 突起(96)，所述第一环形突起(94)和第二环形突起(96)在径向上界定出第二通孔(74)，其中所述辅助腔室(98)由第一分隔板(70)的环形腔形成，所述环形腔沿径向在与活塞同轴的圆柱形导向元件(90)和第一环形突起(94)之间延伸，其中所述第一可变节流器(96，94)由第二环形突起(96)和所述至少一个调节盘(84)之间的通道形成，其中所述第二可变节流器(94，84)由第一环形突起(94)和所述至少一个调节盘(84)之间的通道形成，以及其中所述第一固定节流器(102)由所述至少一个调节盘(84)的内缘与圆柱形导向元件(90)的外部侧表面之间的半径差所限定。
8.根据权利要求4至7任一项所述的活塞，其中所述阀组件(16)的所述外侧主体(56)包括圆柱形套筒(108)和第二分隔板(106)，所述圆柱形套筒(108)趋于布置成沿着减震器的内部圆柱形表面可紧密地滑动，而所述第二分隔板(106)在圆柱形套筒(108)和所述内侧主体(54)之间延伸以便将减震器的上部腔室与减震器的下部腔室分开，且其具有适于将减震器的上部和下部腔室彼此流体连通的第一通孔和第二通孔(110，112)，第一通孔(110)布置到第二通孔(112)的径向外侧，其中所述第二补偿阀(22)位于第二分隔板(106)的面向减震器上部腔室的一侧上且控制第一通孔(110)的开放，且其中所述第二回弹阀(24)位于第二分隔板(106)的面向减震器下部腔室的一侧上且控制第二通孔(112)的开放。
9.根据权利要求8所述的活塞，其中所述第二分隔板(106)在减震器上部腔室的一侧上限定第一辅助腔室(126)，其中所述第二补偿阀(22)包括可动元件(134)和至少一个调节盘(138)，第三弹性装置(136)作用于所述可动元件(134)上，所述调节盘(138)设置于可动元件(134)和第二分隔板(106)之间且与第二分隔板(106)的所述第一通孔(110)配合，并且其中所述第二补偿阀(22)配置为具有: 第一可变节流器(122，138)，其节流量取决于所述可动元件(134)的位置，且减震器的下部腔室通过其与减震器的上部腔室流体连通； 第二可变节流器(124，138)，其节流量取决于所述可动元件(134)的位置，且减震器的下部腔室通过其与第二分隔板(106)的第一辅助腔室(126)流体连通；以及 第一固定节流器(148)，所述第二分隔板(106)的第一辅助腔室(126)通过其与减震器的上部腔室流体连通； 由此作为可动元件(134)和第二分隔板(106)之间距离增加的结果，所述第二分隔板(106)的第一辅助腔室(126)内的压力值以及作用于可动元件(134)上的对抗由第三弹性装置(136)所产生弹性力的开启力增加。
10.根据权利要求9所述的活塞，其中所述第二分隔板(106)在朝向减震器上部腔室的一侧上形成第一环形突起(122)和第二环形突起(124)，所述第一环形突起(122)和第二环形突起(124)在径向上界定出第二分隔板(106)的第一轴向通孔(110)，其中所述第二分隔板(106)的所述第一辅助腔室(126)由第二分隔板(106)的环形腔形成，所述环形腔沿径向在外侧主体(56)的圆柱形套筒(108)和第二分隔板(106)的第二环形突起(124)之间延伸，其中所述第二补偿阀(22)的第一可变节流器(122，138)由第二分隔板(106)的第一环形突起(122)和所述至少一个调节盘(138)之间的通道形成，其中所述第二补偿阀(22)的所述第二可变节流器(124，138)由第二分隔板(106)的第二环形突起(124)和所述至少一个调节盘(138)之间的通道形成，以及其中所述第二补偿阀(22)的所述第一固定节流器(148)由所述至少一个调节盘(138)的外缘与外侧主体(56)的圆柱形套筒(108)的内部侧表面之间的半径差所限定。
11.根据权利要求8至10任一项所述的活塞，其中所述第二分隔板(106)在减震器下部腔室的一侧上限定第二辅助腔室(132)，其中所述第二回弹阀(24)包括可动元件(152)和至少一个调节盘(156)，第四弹性装置(154)作用于所述可动元件(152)上，所述调节盘(156)设置于可动元件(152)和第二分隔板(106)之间且与第二分隔板(106)的第二通孔(112)配合，并且其中所述第二回弹阀(24)配置为具有: 第一可变节流器(130，156)，其节流量取决于所述可动元件(152)的位置，且减震器的上部腔室通过其与减震器的下部腔室流体连通； 第二可变节流器(128，156)，其节流量取决于所述可动元件(152)的位置，且减震器的上部腔室通过其与第二分隔板(106)的第二辅助腔室(132)流体连通；以及 第一固定节流器(166)，所述第二分隔板(106)的第二辅助腔室(132)通过其与减震器的下部腔室流体连通； 由此作为可动元件(152)和第二分隔板(106)之间距离增加的结果，所述第二分隔板(106)的第二辅助腔室(132 )内的压力值以及作用于可动元件(152)上的对抗由第四弹性装置(154)所产生弹性力的开启力增加。
12.根据权利要求11所述的活塞，其中所述第二分隔板(106)在朝向减震器下部腔室的一侧上形成第三环形突起(130)和第四环形突起(128)，所述第三环形突起(130)和第四环形突起(128)在径向上界定出第二分隔板(106)的第二轴向通孔(112)，其中所述第二分隔板(106)的所述第二辅助腔室(132)由第二分隔板(106)的环形腔形成，所述环形腔沿径向在内侧主体(54)的圆柱形表面￠2)和第二分隔板(106)的第四环形突起(128)之间延伸，其中所述第二回弹阀(24)的第一可变节流器(130，156)由第二分隔板(106)的第三环形突起(130)和所述至少一个调节盘(156)之间的通道形成，其中所述第二回弹阀(24)的所述第二可变节流器(128，156)由第二分隔板(106)的第四环形突起(128)和所述至少一个调节盘(156)之间的通道形成，以及其中所述第二回弹阀(24)的所述第一固定节流器(166)由所述至少一个调节盘(156)的内缘与内侧主体(54)的圆柱形表面(62)之间的半径差所限定。
13.根据权利要求6，9和12任一项所述的活塞，其中所述第二补偿阀(22)，第二回弹阀(24)以及第一回弹阀(20)的可动元件(134，152，80)中的每个具有至少一个开口(150，168，104)，其适于经由相应的固定节流器(148，166，102)将相应的辅助腔室(126，132，98)与减震器的相应腔室流体连通。
14.根据任何权利要求6，9，12和13任一项所述的活塞，其中第二补偿阀(22)、第二回弹阀(24)和第一回弹阀(20)的可动元件(134，152，80)中的每个形成底部壁(140，158，86)和圆柱形侧壁(142，160，88)，以及其中第二补偿阀(22)、第二回弹阀(24)和第一回弹阀(20)的可动元件(134，152，80)中的每个的至少一个开(150，168，104)设置于相应可动元件的底部壁(140，158，86)和圆柱形侧壁(142，160，88)之间的连接区域内。
15. 一种可调阻尼减震器，尤其用于车辆悬架，其包括根据任一项前述权利要求的活塞(10)和缸体，其中所述活塞(10)在轴向上可滑动地安装于缸体内，以便将该缸体分成下部腔室和上部腔室。
全文摘要
活塞(10)包括第一对流量控制被动阀(18，20)，即第一补偿阀(18)和第一回弹阀(20)；第二对流量控制被动阀(22，24)，即第二补偿阀(22)和第二回弹阀(24)；以及可在第一操作位置和第二操作位置之间可移动的分流螺线管阀(14)，在第一操作位置中，其允许阻尼流体经由第一对流量控制被动阀(18，20)和经由第二对流量控制被动阀(22，24)两者来在减震器的上部腔室和下部腔室之间流动，以及在第二操作位置中，其允许阻尼流体仅仅通过第二对流量控制被动阀(22，24)来在减震器的上部腔室和下部腔室之间流动。所述螺线管阀(14)是常开型的，即，其通常被保持在所述第一操作位置。
文档编号F16F9/46GK103154561SQ201180048380
公开日2013年6月12日 申请日期2011年8月4日 优先权日2010年8月4日
发明者詹弗兰科·德利洛, 马西莫·特林切拉, 沃尔特·布鲁诺 申请人:悬挂系统股份有限公司