带泵的摇摆阻尼器 【技术领域】
本发明涉及一种用于阻尼两个车辆部件之间的摇摆运动的摇摆阻尼器。
背景技术
这种类型的摇摆阻尼器——其通常水平地使用——优选地在两个转向架之间使用或者在转向架和车辆部件(尤其是轨道车辆)之间使用。从而防止轮对脱轨。
这种类型的摇摆阻尼器通常在铁道工程中使用，在该阻尼器中的连接线路(这些连接线路可决定阻尼特性)或者装在活塞部件的活塞中或者被构造为缸筒部件内的支路。不言自明地，两种构造的结合也是可能的。
随着铁道上的行驶速度增加，对于摇摆阻尼器的要求也更高。具体而言，要求“更硬的”构造。这可以通过将所述摇摆阻尼器的各种构件构造得具有更大的壁厚和更大的尺寸而实现。也可利用气体主压力或类似物为被活塞部件的活塞所分隔的腔选择更高的初始压力，从而产生永久的预张力。然而，这样的构造使得摇摆阻尼器沉重且复杂，并且工作可靠性下降。这样的缺点在铁道工程中尤其不利。此外，对于一些应用，期望该阻尼器的硬度依赖于行驶速度。
DE 19836487公开了一种所谓的全自动行车高度控制系统(Nivomat)，其装在车辆的车轮悬架中，借助于Nivomat则车辆相对于路面的高度保持恒定。出于该目的，活塞杆为中空构造，且一个销在该活塞杆中运动，所述销从缸筒底部延伸并设有连接至一个储液室的孔。当车辆接近地平面时，该销在该活塞的孔中形成一个密封塞，使得一旦彼此位移，可经由出于此目的装配的止回阀获得泵注作用。一旦活塞部件和缸筒部件分开，在所述销中的凹槽连通其中一个腔，由此所述销不再以紧密封闭的布置方式处于活塞部件的孔中，由于液体漏出，泵装置不再起作用。如果达到期望的高度，那么这就会发生。
所述活塞部件以常规方式设有决定阻尼特性的阀，以及一个恒定量，其在低位移速度或所述活塞部件相对于缸筒部件停止的情况下提供被活塞部件分隔的所述两个腔的压力均匀化。这种阻尼器不适于作为摇摆阻尼器用于铁道应用。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种具有简单构造的摇摆阻尼器，该摇摆阻尼器在所期望的时刻足够硬，并且具有相对轻的重量。
该目的通过以下摇摆阻尼器实现，该摇摆阻尼器包括一个缸筒部件和一个活塞部件，所述缸筒部件设有一个至一个车辆部件的紧固件，所述活塞部件在该缸筒中可位移并设有一个至另一车辆部件的紧固件，其中所述活塞部件包括一个活塞，该活塞将所述缸筒部件分为两个腔，其中在所述腔之间布置连接线路，所述连接线路具有容纳于其中的单向阀，所述具有单向阀的连接线路决定该活塞/缸筒的阻尼特性，其中设有一个可连接至其中一个所述腔的储液室，其特征在于，在该摇摆阻尼器中设有泵装置，该泵装置由所述活塞部件相对于所述缸筒部件的运动驱动，所述泵装置的进口连接至所述储液室并且出口经由止回阀连接至各个所述腔，所述泵装置持续有效，而不论所述活塞部件相对于所述缸筒部件的位置。
根据本发明，在该阻尼器中存在积极作用工作的泵装置。该泵装置的工作通过所述活塞部件和缸筒部件的往复运动产生。也就是说，如果存在大量摇摆运动，那么该泵将尤其积极作用，反之，在较少摇摆运动的情况下，该泵装置就不那么积极作用。通常在高速时出现大量摇摆运动，在低速时出现较少摇摆运动。通过借助所述泵装置使被所述活塞部件的活塞分隔的腔处于主压力下，可获得较大的阻尼器刚度。这一主压力在行驶过程中产生，无论在之后的工作中该主压力是否将再次消失也不会产生问题。因此不需要特别高地要求在所述摇摆阻尼器中所使用的密封件。优选地，所述泵装置这样构造，使得两个腔压力增加相同程度。因为被活塞部件的活塞限定的腔具有相同地压力，压力的增加理论上不会影响所述阻尼特性。最终，所述阻尼特性由所述缸筒部件中的活塞位移以及由此遭遇的阻力决定，所述阻力通过在两个腔之间设有连接线路而减小。
与DE 19836487 A1相对比，所述泵装置在活塞部件和缸筒部件相对于彼此的任意相对位置、在彼此位移的过程中都积极作用。也就是说，本发明作为完全不同的申请，不存在DE 19836487中所用的、一旦达到期望高度则所述泵装置有意泄漏的情况。从所述活塞部件相对于所述缸筒部件的任意位置开始，当所述活塞部件和缸筒部件更靠近到一起运动(向内行程)时，总能通过所述泵装置使得液体的压力增大，该液体传送到两个腔。
更具体而言，为以下情况，无论在其相对位移x过程中该活塞部件和缸筒部件的位置，所述泵装置总是经由出口向每个腔排出一定量并且为相同量的阻尼液体y(给定在所述腔中其它条件相同)。
根据本发明的一个具体实施方案，所述泵装置是一个活塞/缸筒泵。该活塞有利地通过为所述缸筒部件提供一个作为活塞的(中央)销来限定。在这样的变体中，所述活塞部件设有一个中空的活塞销，该销——其从所述缸筒部件突出——可在这个空腔中往复运动。这种柱塞泵可以尤其简单的方式实现，通过各种横截面表面的合适实施方案可获得期望的泵流量。
根据本发明的一个具体实施方案，一个或两个腔设有到所述储液室的永久连接。该连接这样实现，使得在其中一个腔过压的情况下，发生液体泄漏到一个中央储液室。所述液体泄漏是这样小量级的，使得由此并不负面地影响该缸筒阻尼器的阻尼特性。然而，该泄漏会导致由根据本发明的泵装置产生的压力逐渐降低。在“平均”行驶速度，因为所述泵装置的液体传送大于通过上述连接的排出量，所以将产生泵注加压作用。然而，在较低速度时，排出量较大，由此该阻尼器变得较软。也就是说，在较低行使速度时，将由该构造得到相对软的阻尼器，反之，在较高速度时，存在相对硬的阻尼器。
根据本发明的另一具体实施方案，每个腔与所述泵装置的出口的连接基本相同地实现。也就是说，由所述泵装置产生的压力等量地提供到两个腔，更具体而言，总是直接提供到两个腔。这里在出口中——在所述出口和每个所述腔之间——可设有止回阀，并且依赖于所述缸筒部件和所述活塞部件的相对位移，其中一个腔中的压力可自然地高于另一腔中的压力，由此，当压力被所述泵装置增大时，液体到每个所述腔的流动也是不同的。
本发明的其它特定实施方案由以下内容得出。
优选地，所述泵装置的所述出口以及至所述腔的连接这样实现，使得这些基本达到相同压力。
优选地，在每个腔和所述储液室之间存在一个液体连接，这可在一个腔相对于储液室过压的情况下实现液体流动，其中所述液体连接的尺寸使得在所述腔之间压力差的情况下，流经所述流体连接的液体量不超过流经连接线路的液体量的10％。
优选地，所述液体连接的尺寸使得在至少2-4Hz的泵频下，被所述泵装置泵注的液体量大于通过所述连接线路排出的液体量。
优选地，所述泵装置包括一个活塞/缸筒组件，其中所述活塞/缸筒中的一个连接至所述活塞部件，所述活塞/缸筒中的另一个连接至所述缸筒部件。
优选地，所述活塞包括一个连接至所述缸筒部件的销。
优选地，所述缸筒包括一个设在所述活塞部件的杆中的空腔。
优选地，所述销设有一个放大端部，该放大端部与所述空腔一起限定一个腔。
优选地，在所述放大端部和所述空腔之间置有一个另外的腔。
优选地，所述另外的腔连接至所述腔。
【附图说明】
下文将参照附图中所表现的示例性实施方案更详细地阐释本发明。这里仅有的附图示出了一个铁道阻尼器。
【具体实施方式】
图1中，根据本发明的铁道阻尼器整体用1表示。这优选地表示为水平装配。该阻尼器是一个所谓的摇摆阻尼器，并紧固在一个轮对和轨道车架的车厢的位于上方的部件之间。该阻尼器用于阻尼在所述轮对和所述车架之间的摇摆运动。
该阻尼器1包括一个活塞部件2和一个缸筒部件3。这两者都设有紧固吊环(示意性示出)，而所述紧固可容易地通过本领域中公知的任意方式实现。所述活塞部件2设有一个活塞杆5，该活塞杆5连结至活塞4。该活塞4可沿缸筒24往复运动，在该活塞4上设有密封件25以提供与该缸筒24的彼此密封。该活塞4在任一侧分别被腔5和6限定。所述腔5在另一侧被端面板8限定，所述端面板8为活塞杆15设有密封件9。所述腔6在另一侧被固定装配的边界部7限定，该固定装配的边界部同样设有密封件9用于密封所述活塞杆15和/或该活塞杆15的延伸部分16。在该边界部7中，设置带有节流部14的单向阀43。活塞4设有单向阀10和11以及节流部27和28。所述节流部通过活塞4在缸筒24中往复运动、经由液体在腔5和6之间的流动而确定所述阻尼作用。
在端面板8中，节流部13具有止回阀44，其暴露于腔12中，腔12与储液室26连通。节流部13和14的尺寸远小于节流部27和28的尺寸。也就是说，活塞在腔5和6之间的往复运动主要受节流部28和27的大小的影响，而不受节流部13和14的影响、或其影响可忽略。
如已经指出的，活塞杆15延伸带有一个部分16。该部分是中空的构造，以在其内部容纳一个连接至所述缸筒部件3的底部17的销18。该销18具有活塞21。一个具有单向阀20的液体线路30通过该销18从空间31延伸至腔26。在活塞21和中空的活塞杆15之间，限定一个带有单向阀41和单向阀42的环形腔40。经由线路32，这些单向阀42暴露于腔5和6。也就是说，空间31经由所述单向阀41且同样地经由基本相同的单向阀42与腔5和腔6连通。所述单向阀这样连接，使得仅在空间40中过压的情况下液体可流入腔5和6中的一个或两个。所述单向阀41这样构造，使得仅可传送来自腔31的液体(源自空间26)。该传送在相同的流动方向上实现，也就是说活塞21左边的液体仅可朝空间31方向抽出，而朝相反的方向不能抽出。该活塞左边的液体经由孔35与储液室26接触。
上述设备工作如下：
由于活塞4以及腔5和6的存在，所述阻尼器用作标准摇摆阻尼器。然而，一旦所述活塞部件和缸筒部件往复运动，所述活塞21和中空的活塞杆15将同样发生往复运动。随着所述活塞部件和缸筒部件运动更靠近到一起，空间31中的容积减小，通过止回阀20的阻塞，该空间31中的液体压力增大。这一增大的压力仅可经由单向阀41和空间40流出。经由该空间40和单向阀42，液体进入空间5和6。也就是说，由于活塞部件2和缸筒部件3相对于彼此的往复运动，腔5和6被等量“泵注增压”。腔5和6中的压力的增加——其因所述两个单向阀42的同样的实施方案而等量发生——不影响活塞4在这些腔之间的往复运动。最终，所述节流部27和28以及止回阀10、11保持完全起作用的状态。然而，由于腔5和6中的液体压力增大，该阻尼器变得“更硬”。由于腔5和6中的更高的液体压力，相对于较低压力而言，其中的液体——通常为液压油——将更接近线性(理想)液体的特性。
由于节流部13和14(如上所述，其特别小)的存在，一旦所述活塞部件和缸筒部件的往复运动终止，该累积增大的压力降经由腔12到储液室26缓慢降低。
这意味着，如果在活塞部件2和缸筒部件之间存在许多往复运动，那么该阻尼器相对硬，如果在活塞部件和缸筒部件之间存在较少运动，则该阻尼器“较软”。
这与一个用于铁道车架的摇摆阻尼器的期望的阻尼特性相一致。在高速时，该阻尼器的活塞部件和缸筒部件将以高频率相对于彼此运动，该阻尼器将是硬的。在相对低速时，由于存在节流部13、14，上述“泵注增压”效果将较少发生，该阻尼器将较软。
在以上描述之后，本领域技术人员将立刻得到一些变体的启示。例如，可将根据本发明的泵装置置于该阻尼器外侧、或置于其它非中央位置。此外，这些泵装置可由不同于柱塞泵的泵实现。同样地，在腔和储液室之间的连接可以不同方式实现。例如，可将特别的接头直接安装在缸筒部件的壁中。这同样适用于所述泵装置的出口。同样地，上述腔5和6可以不同方式连通。