能夠回收能量的流體減振器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能夠回收能量的減振器，該減振器包括缸體，在該缸體中排擠器在工作腔室中實(shí)施受限的操作運(yùn)動(dòng)，由此壓力流體被輸送給流體馬達(dá)，該流體馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，其中平衡腔室均衡壓力流體的體積變化，其中，除了平衡腔室以外還設(shè)有蓄壓器，該蓄壓器與流體馬達(dá)連接并且并聯(lián)。
【專利說明】能夠回收能量的流體減振器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的能夠回收能量的流體減振器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 例如應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車輛中的傳統(tǒng)減振器根據(jù)這種原理工作：基于外部激勵(lì)的動(dòng)能通 過排擠緩沖流體穿過節(jié)流閥轉(zhuǎn)變成熱量。然后，該熱量通過減振器的壁必要時(shí)通過利用迎 面風(fēng)而被排走。這種結(jié)構(gòu)原理的很大優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)化減振器并且在生產(chǎn)技術(shù)上具有多年經(jīng) 驗(yàn)。
[0003] 然而，這種結(jié)構(gòu)原理也具有缺點(diǎn)，所產(chǎn)生的能量未被利用就被排走。因此，多年來 都力求要充分利用通過減振器的激勵(lì)而產(chǎn)生的能量。W0 2009/060296A2描述了一種減振 器，在該減振器中流體流驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，該液壓馬達(dá)與發(fā)電機(jī)連接。由此提供由激勵(lì)所產(chǎn)生 的、以電流形式的能量。
[0004] 此外，W0 2009/060296A2公開了一種應(yīng)急運(yùn)行功能。如果通到液壓馬達(dá)的流體 管路中的壓力提高，那么并聯(lián)的壓力截止閥打開。
[0005] 這種工作原理具有缺點(diǎn)，活塞桿速度的較大變化同樣也影響電能的產(chǎn)生。此外已 顯示，對(duì)于液壓馬達(dá)中的過多漏損的問題沒有解決方案。在這種漏損情況下，在活塞桿運(yùn)動(dòng) 時(shí)流體可以在兩個(gè)工作腔室中幾乎無節(jié)流地循環(huán)泵送，從而沒有足夠的減振力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是使現(xiàn)有技術(shù)中已知的問題最小化。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明，除平衡腔室以外還提供蓄壓器，該蓄壓器與流體馬達(dá)連接并且并聯(lián)， 由此實(shí)現(xiàn)了一部分目的。
[0008] 附加的蓄壓器容納在激勵(lì)突然變化時(shí)出現(xiàn)的壓力波動(dòng)并由此為流體馬達(dá)提供更 均勻的驅(qū)動(dòng)。由此也降低了流體馬達(dá)的機(jī)械負(fù)荷。
[0009] 根據(jù)一個(gè)有利的從屬權(quán)利要求，通過至少一個(gè)止回閥阻斷壓力流體從蓄壓器直接 流出到工作腔室中。對(duì)此優(yōu)點(diǎn)在于，蓄壓器沒有排空并且例如對(duì)應(yīng)于附加的彈簧力提升汽 車車身。
[0010] 此外規(guī)定，在附加的蓄壓器中的靜態(tài)壓力大于在最大利用平衡腔室情況下的工作 壓力。通過這種措施能夠?qū)崿F(xiàn)，附加的蓄壓器不需要作為用于在減振器上的所有激勵(lì)的平 衡腔室，而僅需要平衡壓力峰值。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施方式中規(guī)定，至流體馬達(dá)的每個(gè)流入方向都連接單獨(dú)的附加的蓄壓 器。由此存在這種可行性方案：附加的蓄壓器彼此獨(dú)立地協(xié)調(diào)需求。
[0012] 考慮到減振器的節(jié)省結(jié)構(gòu)空間的構(gòu)造，由活塞-活塞桿組件構(gòu)成排擠器，其中附 加的蓄壓器布置在該組件的內(nèi)部。
[0013] 對(duì)此可以規(guī)定，活塞桿實(shí)施為管狀并且附加的蓄壓器布置在活塞桿的內(nèi)部。該變 型方案實(shí)現(xiàn)了非常大的蓄壓器體積。
[0014] 替代地，蓄壓器也可以布置在活塞的內(nèi)部。該變型方案對(duì)提供用于流體馬達(dá)的連 接的結(jié)構(gòu)空間特別有利，因?yàn)檫@樣可以特別地通過空心的活塞桿敷設(shè)管路等。
[0015] 通過在流體馬達(dá)之前連接應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥，該應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥在存在應(yīng)急運(yùn)行時(shí) 將流體流輸送給減振閥（DSmpfventil)，由此實(shí)現(xiàn)了第二部分目的。減振閥能夠?qū)嵤?為具有閥盤的傳統(tǒng)閥，因此存在有匹配車輛的減振力特征曲線。
[0016] 于是，應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥由控制壓力操作，該控制壓力與對(duì)流體馬達(dá)的輸入壓力成 比例。
[0017] 此外，應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥由控制壓力操作，該控制壓力與流體馬達(dá)的輸出壓力成比 例。如果例如存在過大的漏損量，那么應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥朝減振閥的方向接通流體流。
[0018] 通過使兩個(gè)控制壓力進(jìn)行壓力比較能夠識(shí)別出在流體馬達(dá)處或者流體馬達(dá)中形 成的所有壓力偏差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 需要根據(jù)下面的【專利附圖】

【附圖說明】詳細(xì)闡述本發(fā)明。
[0020]其中：
[0021] 圖1示出了具有附加的蓄壓器的減振器；
[0022] 圖2示出了在每個(gè)工作方向上都具有附加的蓄壓器的減振器；
[0023] 圖3示出了具有應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥的減振器。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 圖1示出了減振器1的原理示意圖，該減振器具有缸體3,在該缸體中排擠器實(shí)施 軸向操作運(yùn)動(dòng)。然而本發(fā)明并不限定于這種結(jié)構(gòu)形式?；钊?活塞桿組件用作排擠器，其 中，活塞5牢固地與活塞桿7連接?；钊麑⒏左w分成活塞桿側(cè)的工作腔室9和遠(yuǎn)離活塞桿 側(cè)的工作腔室11，其中，在兩個(gè)工作腔室9、11中完全地填滿壓力流體，例如液壓油?；钊?封件13防止活塞5的側(cè)向環(huán)流。由活塞桿7排擠出的體積由平衡腔室15容納，該平衡腔 室根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀必要時(shí)將預(yù)壓應(yīng)力施加到工作腔室9、11上。在這個(gè)實(shí)施例中，分離活塞使 平衡腔室15與活塞桿側(cè)的工作腔室11分離，但是對(duì)此，其他的結(jié)構(gòu)形式9、11也是可以的。
[0025] 圖1示出了一個(gè)實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中，活塞5具有流體管路網(wǎng)17,在該流體 管路網(wǎng)中止回閥給流體馬達(dá)27提供壓力流體流的整流，該流體馬達(dá)又驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)29以產(chǎn) 生電能。流體管路網(wǎng)17通過兩個(gè)并聯(lián)的主管路將兩個(gè)工作腔室9、11連接。兩個(gè)主管路包 括輸入管路區(qū)段31、33和排出管路區(qū)段35、37。在輸入管路區(qū)段31、33中，止回閥19、21具 有對(duì)流體馬達(dá)27的打開功能。排出管路區(qū)段35、37具有止回閥23、25,該止回閥具有朝工 作腔室9、11方向的打開功能。在兩個(gè)主管路之間的連接管路39中接入流體馬達(dá)27。
[0026] 在兩個(gè)工作腔室9、11之間的并行連接中布置有壓力截止閥43,該壓力截止閥在 高于所限定的壓力級(jí)時(shí)打開并由此防止減振器1的過載。
[0027] 除了平衡腔室15以外還設(shè)有蓄壓器45,該蓄壓器一方面通過連接管路39與流體 馬達(dá)27連接并且與流體馬達(dá)27功能性地并聯(lián)。在流體馬達(dá)27的輸入側(cè)的壓力與蓄壓器 45中的壓力成比例。通過止回閥19、21和流體馬達(dá)27阻止壓力流體從蓄壓器45直接流出 到工作腔室9、11之一中。因此蓄壓器45不能在活塞桿7上施加移出力。例如蓄壓器45布 置在活塞-活塞桿組件的內(nèi)部。根據(jù)結(jié)構(gòu)空間比例和蓄壓器45的尺寸可以將活塞桿7實(shí) 施為管狀的并因此將蓄壓器45布置在活塞桿7的內(nèi)部。但是也有這種可行性方案，將蓄壓 器45直接安置在活塞5中。
[0028] 使附加的蓄壓器45中的壓力級(jí)與平衡腔室15中的壓力級(jí)相協(xié)調(diào)。于是在活塞桿 靜止時(shí)并且在平衡腔室15處于最大應(yīng)用、即最大壓縮的情況下在蓄壓器45中出現(xiàn)的靜態(tài) 壓力大于在該條件下在平衡腔室15中所存在的工作壓力。
[0029] 在活塞桿側(cè)的工作腔室9由于減振器1的外部激勵(lì)而壓縮時(shí)，壓力流體通過打開 的止回閥19被排擠到輸入管路區(qū)段31中。同時(shí)，在輸入管路區(qū)段33中的止回閥21關(guān)閉， 由此阻斷在兩個(gè)工作腔室9、11之間的直接連接。壓力流體從輸入管路區(qū)段33流到流體馬 達(dá)27和存儲(chǔ)器45。如果激勵(lì)引起大的體積流量，使得其超過流體馬達(dá)27的吸收能力的界 限，那么多余的體積流入到存儲(chǔ)器45中。如果由于活塞桿運(yùn)動(dòng)的減慢而使體積流量下降， 那么通過壓力流體從蓄壓器45輸送到流體馬達(dá)27并且經(jīng)由排出管路區(qū)段37流出到遠(yuǎn)離 活塞桿的工作腔室11中而使得在蓄壓器45中的壓力級(jí)又得以降低。
[0030] 在達(dá)到蓄壓器45的最大儲(chǔ)存容積并且盡管如此在流體管路網(wǎng)17中還仍然存在臨 界壓力時(shí)，那么并聯(lián)的壓力截止閥43打開并且開放并行連接41。借助蓄壓器45使得在流 體管路網(wǎng)內(nèi)部的壓力峰值變得平滑并由此實(shí)現(xiàn)流體馬達(dá)27的均勻運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0031] 圖2示出了圖1的變型方案，在該變型方案中，活塞5或者活塞桿7相對(duì)于具有發(fā) 電機(jī)29a、29b的流體馬達(dá)27a、27b的每個(gè)運(yùn)動(dòng)方向都連接單獨(dú)的蓄壓器45a、45b。在這種 情況下存在兩個(gè)完全分離的流體管路網(wǎng)17a、17b，這兩個(gè)流體管路網(wǎng)附加地具有單獨(dú)的壓 力截止閥43a、43b。對(duì)此，每個(gè)流體管路網(wǎng)17a、17b分別僅需要唯一的止回閥23、25。這種 結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)在于，實(shí)現(xiàn)了流體馬達(dá)27a、27b的與活塞桿5的運(yùn)動(dòng)方向相關(guān)的功能以及 由此實(shí)現(xiàn)了電能的產(chǎn)生。
[0032] 圖3示出了一種基于根據(jù)圖1的變型方案的實(shí)施方式。在流體管路網(wǎng)17中接入 為2位3通閥的結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47。應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47連接在流體馬達(dá)之前 并且在存在應(yīng)急運(yùn)行時(shí)將流體流輸送到減振閥49、51。作為減振閥49、51使用公知的與至 少一個(gè)閥盤連接的節(jié)流口。這種結(jié)構(gòu)形式即使在應(yīng)急運(yùn)行狀態(tài)下也實(shí)現(xiàn)了良好的減振力特 性。
[0033] 通過第一控制管路53以與到流體馬達(dá)27、即流體馬達(dá)27的輸入側(cè)的流體壓力Pl 成比例的控制壓力操控應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47。在流體馬達(dá)功能完好時(shí)，在流體馬達(dá)27處的輸 入側(cè)的壓力Pl始終大于流體馬達(dá)的輸出壓力P2。第二控制壓力與輸出壓力P2成比例并且 通過第二控制管路55在應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47處與第一控制壓力相反地作用。如圖3所示， 調(diào)整彈簧57使得應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47的正常工作位置1得到穩(wěn)定。
[0034] 在活塞朝活塞桿側(cè)的工作腔室9的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓力流體通過打開的止回閥19和 輸入管路區(qū)段31輸送到流體馬達(dá)27。因此，在流體馬達(dá)27處、在附加的蓄壓器45處并且 經(jīng)由第一控制管路53在應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47處具有輸入壓力 Pl。在流體馬達(dá)和附加的蓄壓 器按常規(guī)作用時(shí)，應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47就處于所述的正常工作位置1。從輸入管路區(qū)段31、 33到應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47的輸入連接部的旁通管路59與輸出連接部分離。由此被排擠的全 部壓力流體都通過流體馬達(dá)27必要時(shí)流入附加的蓄壓器45中。減振器由此將動(dòng)能通過流 體馬達(dá)27并結(jié)合發(fā)電機(jī)29轉(zhuǎn)化為電能。
[0035] 如果發(fā)生例如流體馬達(dá)27被阻斷的情況，那么輸入側(cè)的壓力Pl升高超過對(duì)輸出 側(cè)的壓力P2所限定的等級(jí)。壓差Pl減P2至少成比例地作用在應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47上，該應(yīng) 急運(yùn)行識(shí)別閥處于接通位置2并且打開從應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47到減振閥49的第一排出管路 61。另一個(gè)止回閥63打開并因此建立在兩個(gè)工作腔室9 ;11之間的流動(dòng)連接。在應(yīng)急運(yùn)行 識(shí)別閥47的該接通位置上，減振器1如同傳統(tǒng)的流體減振器一樣地起作用。
[0036] 在流體馬達(dá)27內(nèi)部有漏損的情況時(shí)，流體馬達(dá)27中的壓力降明顯小于正常工作 時(shí)。因此，輸出側(cè)的壓力p2比正常工作時(shí)相對(duì)更大。在流體馬達(dá)27的輸出側(cè)和兩個(gè)排出管 路區(qū)段35、37之間布置有關(guān)閉閥65,該關(guān)閉閥同樣由壓差Pl減p2控制，以避免由漏損量所 決定的壓力流體從流體馬達(dá)27排出。較小的壓差Pl減p2使應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47運(yùn)動(dòng)到接 通位置3上。關(guān)閉閥65由于小的壓差 ？1減巧而處于閉鎖位置。因此禁止通過止回閥25 排出。壓力流體這時(shí)同樣流過減振閥49。
[0037] 在遠(yuǎn)離活塞桿的工作腔室11被壓縮時(shí)達(dá)到了相同的作用。作為補(bǔ)充應(yīng)當(dāng)注意，參 照應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47的輸出側(cè)的第二排出管路67導(dǎo)引至第二減振閥51。壓力流體在減振 器作功運(yùn)動(dòng)時(shí)通過止回閥21流入流體管路網(wǎng)17中并且位于流體馬達(dá)27的輸入側(cè)。在流 體馬達(dá)按常規(guī)工作并且壓差Pl減&為限定的大小時(shí)，應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47以及關(guān)閉閥65處 于所示的接通位置。在流體馬達(dá)27被流體封鎖或者機(jī)械封鎖時(shí)，流體馬達(dá)27處的輸入壓 力Pl比輸出壓力p2大得多。因此應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47過渡到接通位置2中。關(guān)閉閥65維 持其打開的接通位置。整個(gè)壓力流體經(jīng)由旁通管路59通過應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47和第二排出 管路67流到第二減振閥51。
[0038] 在流體馬達(dá)27中發(fā)生漏損情況下，應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47過渡到接通位置3并且關(guān) 閉閥65過渡到鎖閉位置。然后同樣地，全部壓力流體通過應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥47并且經(jīng)由第 二排出管路67繼續(xù)通過第二減振閥51經(jīng)由止回閥69流入活塞桿側(cè)的工作腔室9中。
[0039] 附圖標(biāo)記列表
[0040] 1減振器
[0041] 3 缸體
[0042] 5 活塞
[0043]7活塞桿
[0044] 9活塞桿側(cè)的工作腔室
[0045]11遠(yuǎn)離活塞桿的工作腔室
[0046] 13活塞密封件
[0047] 15平衡腔室
[0048]17流體管路網(wǎng)
[0049] 19止回閥
[0050] 21止回閥
[0051] 23止回閥
[0052] 25止回閥
[0053]27流體馬達(dá)
[0054]29發(fā)電機(jī)
[0055] 31輸入管路區(qū)段
[0056] 33輸入管路區(qū)段
[0057] 35排出管路區(qū)段
[0058] 37排出管路區(qū)段
[0059] 39連接管路
[0060] 41并行連接
[0061] 43壓力截止閥
[0062] 45附加的蓄壓器
[0063] 47應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥
[0064] 49減振閥
[0065] 51減振閥
[0066] 53第一控制管路
[0067] 55第二控制管路
[0068]57調(diào)整彈簧
[0069] 59旁通管路
[0070] 61第一排出管路
[0071] 63止回閥
[0072] 65關(guān)閉閥
[0073] 67第二排出管路
[0074] 69止回閥
【權(quán)利要求】
1. 一種能夠回收能量的流體減振器（1)，所述流體減振器包括缸體（3)，在所述缸體中 排擠器（5、7)在工作腔室（9、11)中實(shí)施受限的操作運(yùn)動(dòng)，由此壓力流體被輸送給流體馬達(dá) (27)，所述流體馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，其中平衡腔室（15)均衡壓力流體的體積變化，其特征在 于，除了所述平衡腔室（15)以外還設(shè)有蓄壓器（45)，所述蓄壓器與所述流體馬達(dá)（27)連接 并且并聯(lián)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠回收能量的流體減振器，其特征在于，通過至少一個(gè)止 回閥（19-21)阻斷壓力流體從所述蓄壓器（45)直接流出到所述工作腔室（9、11)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠回收能量的流體減振器，其特征在于，在附加的蓄壓器 (45)中的靜態(tài)壓力大于在最大利用所述平衡腔室（15)情況下的工作壓力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠回收能量的流體減振器，其特征在于，至所述流體馬達(dá) (27)的每個(gè)流入方向都連接單獨(dú)的附加的蓄壓器（45a、45b)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠回收能量的流體減振器，其特征在于，由活塞-活塞桿組 件構(gòu)成所述排擠器（5、7)，其中所述附加的蓄壓器（45)布置在所述組件的內(nèi)部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠回收能量的流體減振器，其特征在于，所述活塞桿實(shí)施 為管狀并且附加的蓄壓器（45)布置在所述活塞桿（7)的內(nèi)部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求的前序部分所述的能夠回收能量的流體減振器，其特征在于，在所述 流體馬達(dá)（27)之前連接應(yīng)急運(yùn)行識(shí)別閥（47)，其中，在存在應(yīng)急運(yùn)行時(shí)流體流被輸送給減 振閥（49、51)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的能夠回收能量的流體減振器，其特征在于，所述應(yīng)急運(yùn)行識(shí) 別閥（47)由控制壓力操作，所述控制壓力與對(duì)所述流體馬達(dá)（27)的輸入壓力（Pl)成比例。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的能夠回收能量的流體減振器，其特征在于，所述應(yīng)急運(yùn)行識(shí) 別閥（47)由控制壓力操作，所述控制壓力與所述流體馬達(dá)（27)的輸出壓力（p2)成比例。
【文檔編號(hào)】B60G13/14GK104411519SQ201380036239
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月9日
【發(fā)明者】M·特里貝爾, A·托梅, H·巴爾曼, W-H·布洛克斯, O·里希特萊恩, S·赫因, A·福斯特, J·加耶克, R·普拉德爾, A·松內(nèi)曼 申請(qǐng)人:Zf腓特烈斯哈芬股份公司