包括液壓減振器的車輛車輪懸架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種車輛車輪懸架，包括與分擔(dān)支撐車身的支承彈簧并聯(lián)的液壓減振器（1），在該減振器中設(shè)有優(yōu)選并且通常在彈跳行程較大時才起作用的拉力限動彈簧（5），該拉力限動彈簧相對于減振器殼體（1a）的支撐點能夠借助設(shè)置在減振器殼體中的彈簧支撐活塞（6）進(jìn)行移動，所述彈簧支撐活塞通過從外部借助泵（15）以壓力供應(yīng)的流體而能夠移動。在此，所述泵（15）與用于該流體的蓄壓器（16）相連接并且將流體從該蓄壓器（16）輸送到減振器殼體（1a）中或從減振器殼體（1a）輸送回蓄壓器（16）中，其中，所述蓄壓器（16）的彈簧常數(shù)的量值至少處于或大于所配置的（各）支承彈簧的彈簧常數(shù)的數(shù)量級。
【專利說明】包括液壓減振器的車輛車輪懸架
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛車輪懸架，包括與分擔(dān)支撐車身的支承彈簧并聯(lián)的液壓減振器，在該減振器中設(shè)有優(yōu)選并且通常在彈跳行程較大時才起作用的拉力限動彈簧，該拉力限動彈簧相對于減振器殼體的支撐點能夠借助設(shè)置在減振器殼體中的彈簧支撐活塞進(jìn)行移動，所述彈簧支撐活塞通過從外部借助泵以壓力供應(yīng)的流體而能夠移動。關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)，除 DE102004019991A1 外，尤其是還可參考 DE10121918B4。
【背景技術(shù)】
[0002]在上面提到的第一個文獻(xiàn)中描述了一種帶有由彈性體材料制成的附加彈簧的車輪懸架減振器，該附加彈簧與常用的支承彈簧并聯(lián)連接并且該附加彈簧相對于車身的支撐可以通過一個可控的活塞裝置相對于減振器活塞桿(其在此又被稱為減振器桿)的縱軸線進(jìn)行調(diào)整。這種調(diào)整以液壓方式在借助馬達(dá)驅(qū)動的泵輸送液壓介質(zhì)的情況下進(jìn)行，所述泵尤其是可輔助液壓蓄壓器形成高的系統(tǒng)動力。借助對附加彈簧的這種調(diào)整可實現(xiàn)水平調(diào)節(jié)干預(yù)，即可根據(jù)需要升高或降低車身。
[0003]在開頭所提及的第二個同類文獻(xiàn)DE10121918B4中描述了一種具有彈性止擋的彈簧一減振器系統(tǒng)，其中，不僅用作壓縮階段止擋的、由彈性體所構(gòu)成的附加彈簧而且用于減振器拉伸階段的拉力限動彈簧可借助所謂的限動活塞來進(jìn)行控制或者具體而言在減振器殼體內(nèi)部沿著減振器桿進(jìn)行移動，從而反作用于轉(zhuǎn)彎行駛時車身相對于車輪的搖動傾向。
[0004]在當(dāng)前已經(jīng)認(rèn)識到:至少在與減振器并聯(lián)的支承彈簧構(gòu)造成常見的機(jī)械式螺旋彈簧或類似物的形式時，僅上述文獻(xiàn)中所公開的拉力限動彈簧的可移動性就能有針對性地降低車身(所述拉力限動彈簧在車身較強(qiáng)地相對于車輪彈跳時、即在車身較大程度地遠(yuǎn)離車道時起作用)，而為此無需如DE10121918B4中所述的那樣改造在該文獻(xiàn)中構(gòu)造為空氣彈簧的支承彈簧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，現(xiàn)在應(yīng)該針對(這種)根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的車輛車輪懸架指出:如何能夠?qū)⒈糜糜诟淖冘嚿碓谲嚨郎系母叨任恢盟璧哪芰勘３肿钚?，或者在能量需求最小化并非首要目?biāo)時如何在車輛停車方面特別可靠地設(shè)計這種車輪懸架(本發(fā)明的任務(wù))。該任務(wù)的解決方案的特征在于，所述泵與用于所述流體的蓄壓器相連接并且將流體從該蓄壓器輸送到減振器殼體中或從所述減振器殼體輸送回蓄壓器中，其中，所述蓄壓器的彈簧常數(shù)的量值至少處于或大于所配置的支承彈簧的彈簧常數(shù)的數(shù)量級，或者在一個蓄壓器配置多個支承彈簧及相配的減振器的情況下至少處于或大于這些支承彈簧的彈簧常數(shù)的數(shù)量級。
[0006]若規(guī)定蓄壓器是用于由泵以過壓向減振器殼體中輸送的流體以便彈簧支撐活塞按希望移動，泵從其中抽出已經(jīng)處于過壓下的流體，則用于該流體輸送的能量需求當(dāng)然要少于泵從“無壓的”收集容器中抽吸流體時的能量需求。雖然為了實現(xiàn)蓄壓器中的壓力建立也需要能量，但為此可以在合理的控制下使用一部分在車身彈跳運動時進(jìn)入拉力限動彈簧的并且在此以一定程度釋放的功率。此外，時間因素是這種蓄壓器的顯著優(yōu)點，因為借助其所存儲的能量可以在相對較短的時間段內(nèi)實現(xiàn)彈簧支撐活塞的希望的移動，而蓄壓器中再次的壓力建立則可以在時間上進(jìn)一步延長，從而所需的泵輸送功率可保持相對較低。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，蓄壓器的彈簧常數(shù)的量值至少處于或大于所配置的支承彈簧的彈簧常數(shù)的數(shù)量級。用于流體的蓄壓器始終具有廣義上的彈簧元件，該彈簧元件在蓄壓器被加載處于壓力下的流體時進(jìn)一步被張緊。所述彈簧元件例如可以是一個支撐于限定蓄壓器壓力室邊界的可移動的活塞上的螺旋壓簧元件，或者也可以是一定的氣體彈簧體積。當(dāng)然，蓄壓器的這種彈簧元件具有確定的彈簧常數(shù)(又稱為彈簧系數(shù)或彈簧剛度)。若現(xiàn)在該彈簧常數(shù)的量值等于配置給該蓄壓器的支承彈簧的彈簧系數(shù)一車身通過該支承彈簧分擔(dān)支撐在車輛的相應(yīng)車輪上，則至少理論上對于設(shè)置在相應(yīng)減振器中的彈簧支撐活塞在張緊設(shè)置于其中的拉力限動彈簧的意義下的移動不需要泵功率。然而實際上還要克服摩擦損耗，對于該摩擦損耗當(dāng)然需要小的泵功率，但這是相對較低的。
[0008]在前段的解釋中，假設(shè)為一個根據(jù)本發(fā)明的蓄壓器配置唯一一個帶有彈簧支撐活塞的減振器，為該減振器配置唯一一個支承彈簧，即，以上解釋是涉及唯一一個車輪的車輪懸架中的彈簧-減振器單元。然而事實上這也同樣適用于在結(jié)構(gòu)費用方面優(yōu)化的設(shè)置方式，其中，為所有車輪(在轎車中這是指兩個前輪和兩個后輪)配置唯一一個根據(jù)本發(fā)明的蓄壓器。因此，雖然例如四個支承彈簧彼此并聯(lián)設(shè)置地起作用，但同時也存在四個根據(jù)本發(fā)明的分別帶有一個彈簧支撐活塞的減振器，所述減振器也彼此并聯(lián)地起作用。當(dāng)所有支承彈簧的彈簧常數(shù)也都相同時，則這些支承彈簧與相應(yīng)配置的減振器的這種并聯(lián)相對于一個唯一配置的蓄壓器來說并不產(chǎn)生任何影響，也就是說上一段中所述的關(guān)系對此保持不變。出于該原因，在獨立權(quán)利要求的特征部分中提到:在一個蓄壓器配置多個支承彈簧及相配的減振器的情況下，蓄壓器的彈簧常數(shù)的量值至少處于或大于這些支承彈簧的彈簧常數(shù)的數(shù)量級。在此所說明的這種關(guān)系也適用于多個支承彈簧的彈簧常數(shù)僅稍稍彼此不同的情況。但如果在車輛一個軸上安裝的支承彈簧明顯硬于(或軟于)(也就是說該支承彈簧具有明顯更高或更低的彈簧常數(shù))在車輛另一軸上安裝的支承彈簧，則可優(yōu)選為車輛的每個軸配置一個自身的根據(jù)本發(fā)明的蓄壓器。
[0009]到目前為止僅說明了當(dāng)蓄壓器的彈簧常數(shù)和所配置的(各)支承彈簧的彈簧常數(shù)的量值基本相同時產(chǎn)生的優(yōu)點。當(dāng)蓄壓器的彈簧常數(shù)的量值大于配置給該蓄壓器的(各)支承彈簧的彈簧常數(shù)時一這一點也在本發(fā)明中要求保護(hù)，則提供了一種安全功能，借助該安全功能，可以在適當(dāng)接通設(shè)置在蓄壓器和設(shè)置于減振器殼體中并且由彈簧支撐活塞限定邊界的空間(所謂的支撐空間)之間的液壓(或者概括為流體)連接中的閥的情況下，確保:車身隨著車輛停下而到達(dá)其完全下降的位置中并且保持該位置直至車輛被重新啟動運行，這一點例如在較低的車庫中或具有較小空間高度的渡船甲板上可能是必要的。在此只需打開所提到的閥以及保持并因此允許蓄壓器和減振器殼體中所述支撐空間之間的流體連接，這一點例如可借助無電流打開的電磁閥(或任何雙穩(wěn)態(tài)閥)簡單且無需能量地實現(xiàn)。
[0010]按照一種有利的擴(kuò)展方案，可在減振器殼體中移動的所述彈簧支撐活塞限定出一個能以所述流體填充的支撐空間，可通過優(yōu)選支撐在拉力限動彈簧上的彈簧元件而保持在使得具有大致為環(huán)境壓力的支撐空間的體積最小的初始位置中。雖然必須借助該彈簧支撐活塞的特意的移動和所述支撐空間中為此所需的過壓來克服所述彈簧元件的力，但如果選擇盡可能小的彈簧元件彈力，則可以為此保持相對較小的能量需求。
[0011]另外，大體上作為運行方法，針對根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架提出:當(dāng)車身的高度位置不應(yīng)通過拉力限動彈簧的有針對性的預(yù)緊被改變時，便通過借助泵將流體輸送回蓄壓器中而使減振器殼體中的能以流體(明確地說除液壓介質(zhì)外也可使用氣態(tài)介質(zhì)并優(yōu)選空氣作為該流體)填充的支撐空間(彈簧支撐活塞支撐在該支撐空間上)基本上沒有過壓。由此保持使減振器中的摩擦損耗盡可能地小。但在此應(yīng)該確保在支撐空間中不產(chǎn)生負(fù)壓，以便尤其是在使用液壓介質(zhì)作為流體時避免空氣通過活塞密封裝置或類似物進(jìn)入或者說被吸入。為此尤其是可以在從支撐空間到泵抽吸側(cè)的管道中設(shè)置一個相應(yīng)的閥，該閥在支撐空間中存在環(huán)境壓力時阻斷所述管路并且同時阻斷泵的抽吸運行。作為替換方案，也可以為此設(shè)置所謂的補償體積，該補償體積同樣可防止在支撐空間排空時環(huán)境空氣被吸進(jìn)減振器中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]所附原理圖示出了本發(fā)明的一種實施例，其中，除了以剖面圖顯示的根據(jù)本發(fā)明的減振器外，還抽象示出了配置給該減振器或者說其所謂的支撐空間的泵以及蓄壓器和閥。在此所有詳細(xì)說明的特征都可能是具備創(chuàng)造性價值的。
【具體實施方式】
[0013]用附圖標(biāo)記I表示車輛(如轎車)車輪懸架的減振器，該減振器與一個未示出的支承彈簧并聯(lián)，車身通過所述支承彈簧分擔(dān)支撐在該車輪上。在減振器殼體Ia內(nèi)部設(shè)有本來的減振器缸體2，在減振器缸體內(nèi)部如常見方式那樣可移動地導(dǎo)引一減振器活塞3，該減振器活塞由減振器桿4支承。減振器殼體Ia以其在圖中的下端部固定在車輪懸架的引導(dǎo)車輪的元件上，而減振器桿4的上自由端部固定在車身上。就此所描述的減振器I的作用原理是技術(shù)人員已知的，因此不需要進(jìn)一步說明。
[0014]如同原則上已知的那樣，在該減振器I中設(shè)置一個拉力限動彈簧(或說拉伸限動彈簧)5，該拉力限動彈簧在車輪和車身之間有較大彈跳運動時、即當(dāng)減振器桿4 (在所謂的拉伸階段中)以較大程度從減振器缸體2中或從減振器殼體Ia中移出時起作用。當(dāng)然，當(dāng)前所說的減振器I也可包含壓力限動彈簧，該壓力限動彈簧可以在所謂的壓縮階段中起作用，但為清楚起見這里并未示出壓力限動彈簧。
[0015]構(gòu)造為螺旋壓簧的拉力限動彈簧5以其在圖中的下端部固定和支撐在減振器活塞3上。在拉力限動彈簧5的相對置的在圖中的上端部上支撐著另一構(gòu)造為螺旋壓簧的彈簧元件7，一個所謂的彈簧支撐活塞6靠置在所述彈簧元件的另一端部上，該彈簧支撐活塞在減振器缸體2中可移動地導(dǎo)引。關(guān)于這個并非必需的彈簧元件7的功能還將在后面簡短說明。
[0016]在彈簧支撐活塞6的背離所述彈簧元件7和拉力限動彈簧5的一側(cè)上，在按附圖所示向上封閉的減振器缸體2中設(shè)有一個所謂的支撐空間8，該支撐空間可通過貫穿減振器缸體2的以及減振器殼體Ia的壁的流體管路11被填充流體、尤其是液壓介質(zhì)。根據(jù)支撐空間8中存在的流體壓力，彈簧支撐活塞6便可相對于減振器桿4并且沿減振器桿的縱軸線方向按附圖所示向下移動，同時，借助支撐空間8中相應(yīng)高的流體壓力，拉力限動彈簧5還可相對于圖中所示的狀態(tài)被壓縮。在其它邊緣條件未改變的情況下當(dāng)拉力限動彈簧5被如此壓縮時，則有一個力被導(dǎo)入車輛的車輪懸架中，該力使得減振器活塞3和減振器桿4按附圖所示向下進(jìn)一步往減振器缸體2中推移，從而使車身朝向車道方向降低。
[0017]現(xiàn)在進(jìn)一步說明與支撐空間8相連接的流體管路11和其內(nèi)包含的或者說與其耦合的元件:從支撐空間8出發(fā)，在該流體管路11中首先設(shè)置并非必須的限壓閥12，關(guān)于該限壓閥的功能在后面還將簡短說明。這之后在流體管路11中設(shè)置無電流打開的(或雙穩(wěn)態(tài))的電磁閥形式的兩位兩通閥11，該閥也可被稱為簡單的黑白閥或者說開關(guān)閥并且以附圖標(biāo)記13表示。此閥的功能也可由任意其它可以切換操控的閥來承擔(dān)。在該閥13和由電動馬達(dá)14驅(qū)動的輸送方向可反轉(zhuǎn)的泵15之間設(shè)置有一個分支通往其它車輛車輪的未示出的結(jié)構(gòu)相同的別的減振器，在這些減振器上游分別設(shè)置相同的閥12、13。流體管路11以其就泵15而言與減振器I的支撐空間8相對置的端部最終通入用于流體或液壓介質(zhì)的蓄壓器16中，該蓄壓器如常見的蓄壓器那樣包括一個預(yù)緊的彈簧元件16a，該彈簧元件在當(dāng)前支撐于一個限定蓄壓器16流體壓力室邊界的并且可在缸體中移動的蓄壓器活塞16b上(代替這種具有彈簧元件16a的蓄壓器，也可使用具有氣體彈簧的蓄壓器)。
[0018]如在【專利附圖】

【附圖說明】之前所闡釋的那樣，當(dāng)借助泵15從蓄壓器16中在黑白閥13打開時經(jīng)過限壓閥12將足夠量的流體(優(yōu)選液壓介質(zhì))在足夠的壓力下輸送到支撐空間8中時，配有根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架的車輛的車身可以向車道方向降低。通過將液壓流體從支撐空間8輸送回蓄壓器16(同樣也通過泵15)，車身在由此卸壓的拉力限動彈簧5的作用下再次抬起。如在【專利附圖】

【附圖說明】之前詳細(xì)闡釋的那樣，蓄壓器16的彈簧元件16a的彈簧常數(shù)的量值(簡稱蓄壓器16的彈簧常數(shù))大小至少近似等于車輛車輪的支承彈簧的彈簧常數(shù)。
[0019]在此，限壓閥12是這樣設(shè)計的:使得在通過泵15從支撐空間8中抽吸液壓介質(zhì)時不會在支撐空間8中產(chǎn)生明顯的負(fù)壓。如果在從支撐空間8中抽取液壓流體的過程中在支撐空間8中存在形成負(fù)壓(相對于環(huán)境壓力)的危險，則該限壓閥12自動關(guān)閉。
[0020]對于夾緊在拉力限動彈簧5的背離減振器活塞3的端部和彈簧支撐活塞6之間的壓力彈簧元件7，其用于在支撐空間8中存在大致為環(huán)境壓力時(并且因此先前被輸送到該支撐空間中的液壓流體已被或正被抽走)使彈簧支撐活塞6往確定的初始位置中回移，在該位置，支撐空間8的體積為最小。
[0021]此外，按本實施例，減振器I的位于減振器殼體Ia之內(nèi)和減振器缸體2之外的油存儲體積Ib通過一個卸壓管路17與蓄壓器16的無壓側(cè)相連接，但這一點以及許多其它細(xì)節(jié)、尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計方式完全可與上述說明不同地構(gòu)造，而并不脫離權(quán)利要求的內(nèi)容。尤其是應(yīng)指出:在當(dāng)前實施例中，減振器活塞3是在減振器缸體2中導(dǎo)引，彈簧支撐活塞6也其中導(dǎo)引，因而支撐空間8至少部分位于減振器缸體2內(nèi)，但作為替換方案，無論如何彈簧支撐活塞6也可以直接就在減振器殼體Ia中可移動地導(dǎo)引，所以，在此情況下不只是說該彈簧支撐活塞6或支撐在其上的拉力限動彈簧5通過支撐空間8最終支撐在減振器殼體Ia上，而且還要說到的是:通過泵15供應(yīng)給支撐空間8的液壓流體被輸送到所述減振器殼體Ia之中。
【權(quán)利要求】
1.車輛車輪懸架，包括與分擔(dān)支撐車身的支承彈簧并聯(lián)的液壓減振器(I)，在該減振器中設(shè)有優(yōu)選并且通常在彈跳行程較大時才起作用的拉力限動彈簧(5)，該拉力限動彈簧相對于減振器殼體(Ia)的支撐點能夠借助設(shè)置在該減振器殼體中的彈簧支撐活塞(6)進(jìn)行移動，所述彈簧支撐活塞通過從外部借助泵(15)以壓力供應(yīng)的流體而能夠移動，其特征在于，所述泵(15)與用于所述流體的蓄壓器(16)相連接并且將流體從該蓄壓器(16)輸送到所述減振器殼體(Ia)中或從所述減振器殼體(Ia)輸送回蓄壓器(16)中，其中，所述蓄壓器(16)的彈簧常數(shù)的量值至少處于或大于所配置的支承彈簧的彈簧常數(shù)的數(shù)量級，或者在一個蓄壓器(16)配置多個支承彈簧的情況下至少處于或大于這些支承彈簧的彈簧常數(shù)的數(shù)量級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛車輪懸架，其特征在于，所述彈簧支撐活塞(6)限定出能以所述流體填充的支撐空間(8)，該支撐空間通過優(yōu)選支撐在所述拉力限動彈簧(5)上的彈簧元件(7)而保持在使大致具有環(huán)境壓力的支撐空間(8)體積最小的初始位置中。
3.用于根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛車輪懸架的運行方法，其特征在于，所述彈簧支撐活塞(6)支撐在所述減振器殼體(Ia)內(nèi)的能以所述流體填充的支撐空間(8)上，當(dāng)車身的高度位置不應(yīng)通過所述拉力限動彈簧(5)的有針對性的預(yù)緊被改變時，便借助所述泵(15)將流體輸送回所述蓄壓器(16)中而使所述支撐空間基本上沒有過壓和負(fù)壓。
【文檔編號】B60G17/027GK103857544SQ201280049004
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月6日
【發(fā)明者】R·施密特, S·沃斯, H·克萊因 申請人:寶馬股份公司