本发明涉及一种减振器装置(或称为消减器装置，tilgereinrichtung)，所述减振器装置用于消减作用到减振器装置上的力，其中，减振器装置具有：包围内部空间的减振器壳体，所述减振器壳体带有布置在内部空间中的液压介质；和减振器活塞杆，所述减振器活塞杆带有布置在所述减振器活塞杆处的减振器活塞，其中，减振器活塞杆布置成相对于减振器壳体沿着轴向方向伸入到内部空间中，其中，减振器活塞布置在内部空间中并且将所述内部空间划分为第一腔室和第二腔室，并且其中，减振器装置具有弹簧装置，用于将减振器活塞相对于准静态构件以弹簧弹性的方式支承，从而当以大于弹簧装置的弹簧力的力沿轴向方向力作用到减振器活塞杆上时，实现减振器活塞杆相对于减振器壳体沿轴向方向的移位，其中，在减振器活塞杆移位时，减振器活塞移位，并且第二腔室的液压介质被减振器活塞加载以压力，并且压力经由将第二腔室与第一腔室连接的导引液压介质的压力补偿装置补偿。
背景技术：
1、减振器装置在设备和系统中的技术领域中得到广泛应用。在由于冲击和振动可发生损伤、生产损失直至构件失效的任何地方都能借助适当设计的减振器装置来减小这些不期望的振动，其中，可以预防损坏或通过减小振动才实现构件的有意义的功能。
2、例如，减振器装置在汽车工业中的机动车中的能振动的构件中得到使用。在此，它们尤其是在以振动技术优化以及减小车辆车身相对于车轮的振动时被使用，以便尽可能地将车辆车身与车轮在振动技术上隔离开来。在驶过不平坦处时，汽车的悬架吸收作用的冲击，发生变形，并且然后在释放能量的情况下再次放松。由于这些过程在时间上快速接连发生，产生不期望的振动。这些振动应由减振器装置减小，以便振动不进一步导引到车辆车身处并且最终进一步导引到乘员处。除了该舒适性技术上的优势，这还通过改善的道路附着稳定性来提高汽车的安全性。
3、减小这些振动的一种可行方案在于，使出现的能量转移，以便抵抗能振动的构件(例如车轮或车辆车身的非簧载质量)在固有频率下的共振。减振器装置在此在实践中由弹簧装置-质量系统组成。减振器装置的也称为惯性的惯性质量在此通过弹簧装置与能振动的构件连结，并且减振器装置被调谐到能振动的构件的固有频率或要消除的共振频率。在减振器的固有频率范围内，惯性质量逆着能振动的构件的激励产生振动，由此出现力或在此刚度的过高。因此，在此频率下，在使用调谐于此的减振器装置时，发生较小的由振动触发的运动，其中，减振器装置的振动产生从能振动的构件中抽走能量。由于必要的且有时耗费的调谐，减振器装置通常仅在如下情形下使用，在所述情形下框架条件准确已知，例如在批量生产中或在耗费且成本高昂的单个定制生产的情况下。
4、在机动车中，减小振动是一种在低速时消减振动以使车身稳定以及在高速时减小由冲击类激励引起的振动的折衷。在低速时过强的减小虽然导致对车辆车身的改善的控制，但在较高速时可能导致行驶生硬。由实践已知三种如何可以减小发生的振动的基本可行方案。
5、一方面已知被动减振器装置，如已经提到的由经由弹簧装置联接到能振动的构件处的惯性构成的组合。例如，被动减振器装置还包括所谓的惯性装置，所述惯性装置在术语“j-damper”下进入汽车设计中(m.chen、c.papageorgiou、f.scheibe、f.-c.wang、m.smith，《the missingmechanicalcircuitelement》，2009，ieeecircuits syst.mag.9，10-26)。另一方面，半主动减振器装置是已知的，在所述半主动减振器装置中，孔径可以调整，以便可以适配消减，其中然而需要耗费的能源供应以及调节技术。此外，振动的减小也可与频率有关地进行，其中，惯性用于根据频率来接通或切断阻尼。由实践已知的主动减振器装置以及还有半主动减振器装置附加地需要耗费的调节技术，并且因此在制造方面是耗费的并且与被动系统相比成本更高昂。
6、视应用或根据能振动的系统的要消减的共振频率而定，可能需要重的且因此大的惯性。然而，尤其是在轻量化应用中(如在汽车工业中使用的轻量化应用中)一定要避免这个，以便使汽车设计得尽可能轻，并且在此由于随之而来的较小的汽油或柴油消耗而尽可能环保地设计。通过将已知的弹簧装置-质量系统与液压传动部耦联，可以减小该重量问题。由于液压传动部，质量可以实施得较轻。质量或者说惯性可以通过以下方式来增大，即，将液压介质从带有较大横截面的腔室经由带有较小横截面的压力补偿装置压到另一个腔室中。通过对这两个腔室和压力补偿装置进行尺寸设计，可以预设惯性。对此的前提是，减振器装置除了与能振动的构件的连结以外，附加地具有与准静态构件的连结。在汽车的情况下，能振动的构件例如可以是车轮之一，而准静态构件可以是车辆车身。然而不利的是，这种实施变型方案实现底盘的仅仅小的弹性缩入深度，但弹性缩入深度是为了底盘在不平坦地面的情况下能够弹性缩入以实现平稳且舒适的行驶所必需的。此外，由于经由弹簧装置连结，这种实施方案几乎不能吸收横向力，如例如在转弯行驶时可能出现的横向力(n.p.f.pelz,bayesian uncentainty quantification in the development of anew vibration absorber technology,in z.ma(ed.),model validation anduncertainty quantification,volume 3,springer international publishing,cham,2020,19-26)。
7、由现有技术已知由液压传动部以及弹簧装置构成的组合，液压传动部以及弹簧装置沿着轴向方向依次串联并且在此可以吸收横向力。为此，减振器装置具有包围内部空间的减振器壳体，其中，在内部空间中布置有减振器活塞以及与减振器活塞连接的减振器活塞杆。减振器活塞杆从内部空间伸出并且与弹簧装置连接。在这种实施方案中，减振器活塞杆可与准静态构件连接，并且减振器壳体可与能振动的构件连接。当力沿着轴向方向作用到减振器活塞杆上时，减振器活塞杆可相对于减振器壳体沿着轴向方向实现移位(n.p.hedrich,p.f.pelz，integrated fluid dynamic vibration absorber formobile applications,in:11th international fluid power conference(11th ifk),aachen,2018,14–25)。虽然由于液压连结，用于相应任务所需的质量可以设计得尽可能轻，但由于弹簧装置和液压传动部的依次串联，这种实施方案需要大的空间需求、尤其在轴向方向上的空间需求。
技术实现思路
1、因此被视作为任务的是，提供一种带有液压传动部的减振器装置，该减振器装置尽可能节省空间且紧凑地构造。
2、该任务通过以下来解决：弹簧装置具有第一弹簧和第二弹簧，减振器活塞可轴向移位地支承在减振器活塞杆处，并且弹簧装置的第一弹簧和第二弹簧布置在减振器活塞的相对置的侧面上并且分别将减振器活塞杆与减振器活塞以弹簧弹性的方式连接，从而弹簧装置抵抗减振器活塞在轴向方向上相对于减振器活塞杆的移位。
3、根据本发明构思，减振器装置可以尽可能节省空间且紧凑地构造。为此，可将减振器装置的弹簧装置(其在现有技术中布置在液压传动部的轴向延长部中)布置到液压传动部中并且在此布置在减振器壳体的填充有液压介质的内部空间中，其中，减振器装置可以尤其是在轴向方向上节省空间地构造。
4、为了能有效减小能振动的构件的振动，减振器活塞不是刚性地、而是可移位地布置在减振器活塞杆处，从而两个构件可以相对彼此进行相对运动。在此，减振器活塞杆可安置在减振器活塞的留空部中，其中，该减振器活塞除了将第一腔室与第二腔室分隔开以外还具有引导减振器活塞杆的任务。除了减振器活塞杆在减振器活塞处的支承以外，减振器活塞杆还可以支承在减振器壳体处的开口中。
5、减振器活塞杆在此优选经由弹簧装置的第一弹簧和第二弹簧布置在减振器活塞处的相对置的侧面上，其中，减振器活塞以弹簧弹性的方式支承在减振器活塞杆处。从减振器壳体伸出的减振器活塞杆在此可与能振动的构件连接，而减振器装置的壳体则与准静态构件连接。沿着轴向方向作用到减振器活塞杆上的力在此可以由减振器装置减小，转化为摩擦并最终转化为热量。
6、弹簧装置吸收作用到活塞杆上的力并且在此发生变形。减振器活塞杆在此首先可以(视弹簧装置的设计而定)在不触发减振器活塞的运动的情况下相对于减振器壳体发生移位并且弹性缩入到减振器壳体中。弹簧装置可以避开作用到该弹簧装置上的该力并且在此使减振器活塞平行于减振器活塞杆和所作用的力在内部空间中移位。在此，减振器壳体的第二腔室中的液压介质被减振器活塞加载以压力，其中，液压介质可经由导引液压介质的压力补偿装置从第二腔室流动到第一腔室中。以这种方式可以补偿压力，并且通过液压介质在减振器壳体处或在压力补偿装置处的摩擦，将经由减振器活塞杆作用到液压介质上的力转化为热量。
7、内部空间在此可以如此设计，使得即使在减振器活塞杆被完全弹性缩入时第二腔室中仍存在有足够的液压介质，以有效地对作用到减振器活塞杆上的力产生阻尼。通过布置在内部空间中的弹簧装置对液压介质的排挤可以通过内部空间的相应的尺寸设计来补偿，其中，为此与在内部空间之外布置弹簧装置相比仅须执行减振器壳体的小的尺寸变化。
8、根据本发明构思的一种有利的实现方案设置成，第一弹簧和/或第二弹簧是螺旋弹簧，其中，减振器活塞杆经由在面向第一腔室的第一减振器活塞侧处的第一弹簧并且以在与第一减振器活塞侧相对置的面向第二腔室的第二减振器活塞侧处的第二弹簧以弹簧弹性的方式支承在减振器活塞处。通过在两侧经由各一个螺旋弹簧将减振器活塞杆支承在减振器活塞处，在能振动的系统振动时可在两个轴向方向上实现有效的阻尼。
9、除了弹簧装置的第一弹簧和第二弹簧作为螺旋弹簧的设计方案以外，第一弹簧和/或第二弹簧还可以设计为具有不同弹簧特征线的碟形弹簧、渐开线弹簧或环形弹簧。视所期望的应用而定，第一弹簧和第二弹簧的设计方案可以彼此不同，其中，两个弹簧可以具有相同或不同的弹簧特征线。
10、有利地根据本发明可选地设置成，第一弹簧和第二弹簧相对彼此反向地布置在减振器活塞处。以这种方式，在减振器活塞杆每次偏转时两个弹簧中的一个弹簧承受拉力，并且两个弹簧中的另一个弹簧承受压力，从而对于在两个方向上的偏转，通过相应的弹簧特征线的叠加产生的总弹簧特征线可以相同地预设。
11、尤其是在汽车领域中，例如在转弯行驶时，横向力可在横向于轴向方向的横向方向上作用到所使用的减振器装置上。因此，根据本发明构思的有利的设计方案据此设置成，减振器活塞杆可轴向移位地支承在两个在轴向方向上相对彼此间隔开地布置的减振器活塞杆支承区域处，从而减振器活塞杆能够吸收在横向方向上作用到减振器活塞杆上的横向力。为了能够吸收这些横向力，减振器活塞杆能够可轴向移位地支承在两个相对彼此间隔开地布置的减振器活塞杆支承区域处。减振器活塞杆在此可以支承在减振器壳体的壳体壁的开口处并且支承在减振器活塞的留空部中或者也可以支承在减振器壳体的彼此相对置的侧面上的两个开口处。两种实施变型方案通过支承在两个减振器活塞杆支承区域处提供能有效吸收出现的横向力的可能性。
12、也可行的是且根据本发明可选地设置成，减振器装置具有递减的弹簧特征线。递减的弹簧特征线在减振器活塞杆的弹性缩入过程中引起：减振器活塞杆弹性缩入越多，对于进一步弹性缩入而言所必须施加的力更少。由此，当大的力在轴向方向上作用到减振器活塞杆上时，实现：减振器活塞杆尽可能深且快地弹性缩入，以便减小在不平坦处上行驶时的撞击或冲击，而不使其进一步导引到车辆车身或汽车乘员处。
13、除了弹簧装置的弹簧作为螺旋弹簧的设计方案以外，弹簧装置也可以设计为碟形弹簧。碟形弹簧实现弹簧装置的递减的弹簧特征线。
14、优选地设置成，减振器活塞具有密封装置，其中，密封装置以流体密封方式将减振器活塞相对于减振器壳体和/或相对于减振器活塞杆密封。为了实现有效减小作用到减振器活塞杆上的力，两个布置在内部空间中的且由减振器壳体和减振器活塞构成的腔室彼此尽可能严密地分隔开。优选地，压力补偿在此仅经由压力补偿装置来实现，该压力补偿装置将第一腔室和第二腔室以流体引导的方式相互连接。为此，密封装置可以由弹性体密封件构造成，并且例如能以覆盖内面的方式布置在内部空间的内面处，从而减振器活塞流体密封地，但仍可移位地贴靠在内面处。附加地，可以在减振器活塞的周面处固定有另外的弹性体密封件。此外，减振器装置可以具有为减振器活塞的留空部形成衬层的弹性体密封件，以便将减振器活塞相对于减振器活塞杆密封。
15、此外，可行的是且根据本发明可选地设置成，导引液压介质的压力补偿装置具有将第一腔室与第二腔室连接的管区段，其中，第一腔室和第二腔室的直径大于管区段的直径。液压传动部实现：质量在重量方面能够尽可能轻地构造。转变比α是在活塞表面和管区段表面之间的商。只有液压介质的平移在此才导致质量的惯性增加，其在活塞质量可忽略不计的情况下处于α-2的数量级。在其他方面尺寸设计相同的系统中，从第二腔室通过管区段可流动到第一腔室中的液压介质量越少，惯性就越高。振动的能量在此通过液压介质的抵抗振动的惯性质量、通过液压损失和转化为热量而耗散。
16、管区段可以分别布置在减振器壳体的与减振器活塞的上侧或下侧平行的端侧处，其中，管区段分别以管区段端部通入到第一腔室和第二腔室中并且将它们以导引液压介质的方式连接。除了这种设计方案以外，管区段也可以布置在与减振器活塞杆平行的内壁处，其中，减振器装置如此设计，使得减振器活塞在内部空间中移位时不划过管区段端部，并且在此可能阻塞压力补偿装置。管区段也可以布置在减振器活塞中，其中，一个或多个管区段以导引液压介质的方式将减振器活塞的上侧与下侧连接。
17、在本发明的一种有利的设计方案中，液压介质是矿物油。除了使用基于矿物油的液压介质以外，所使用的液压介质也可以是硅油或酸酯。
18、本发明还涉及一种阻尼器装置，所述阻尼器装置用于对作用到阻尼器装置上的力产生阻尼，其中，阻尼器装置具有：包围内部空间的阻尼器壳体，所述阻尼器壳体带有液压介质；和阻尼器活塞杆，所述阻尼器活塞杆带有固定在阻尼器活塞杆处的阻尼器活塞，其中，阻尼器活塞布置在内部空间中并且将所述内部空间划分为第一腔室和第二腔室，其中，阻尼器活塞杆能够在轴向方向上相对于阻尼器壳体移位，从而在力作用到阻尼器活塞杆上时实现阻尼器活塞杆沿着轴向方向相对于阻尼器壳体的移位，其中，在阻尼器活塞杆移位时，阻尼器活塞发生移位，并且第二腔室的液压介质被阻尼器活塞加载以压力，并且所述压力经由将第二腔室与第一腔室连接的导引液压介质的阻尼器压力补偿装置来补偿。
19、为了减小能振动的构件的振动，一方面可以使用减振器装置并且另一方面可以使用阻尼器装置。减振器装置设立成用于转移出现的能量，以便抵抗固有频率下的共振。与减振器装置不同(减振器装置在与能振动的构件连结的情况下用于通过将减振器装置的固有频率调谐到能振动的系统的要消除的共振频率来减小振动)，阻尼器系统则用于与频率无关地对振动产生阻尼，并且耗散在此吸收的能量。
20、从实践中已知单管阻尼器装置和双管阻尼器装置。两种实施方案的共同点是，当阻尼器活塞相对于阻尼器壳体发生移位时，液压介质被加载以压力，液压介质在此从一个腔室流动到另一个腔室中，并且在此通过液压介质在阻尼器壳体处的摩擦，从阻尼器活塞的移位中抽走能量。
21、为了能够将与频率有关的减振器装置和与频率无关的阻尼器装置的优点结合起来，从实践中已知如下实施变型方案，其中，阻尼器装置和减振器装置平行地沿着轴向方向依次串联。然而，因一方面减振器装置和另一方面阻尼器装置的彼此挨着排列，对空间需求、尤其是在轴向方向上的空间需求提出大的要求。
22、被视作为本发明任务的是，以尽可能节省空间的方式将阻尼器装置和减振器装置相组合。
23、该任务通过以下来解决，即，阻尼器活塞杆至少部分区段是中空的，并且带有上述特征的减振器装置布置在中空的阻尼器活塞杆中。减振器装置在此可以节省空间地布置在中空设计的阻尼器活塞杆中，而不必像传统的阻尼器-减振器组合那样设计为阻尼器装置和减振器装置在轴向方向上依次布置的布置结构。因此减振器装置可以通过移位到阻尼器活塞杆内的迄今未被使用的区域中而与阻尼器装置连接，其中，该减振器装置可作为一个单元置入到阻尼器活塞杆中。这实现阻尼器-减振器组合的节省空间且紧凑的结构形式。消减效果、即两个构件相对于彼此的振动减小在此可以设计成与频率无关但或者设计成与频率有关。阻尼器活塞杆可以布置在能振动的构件处而减振器活塞杆可以布置在准静态构件处，但或者可以反过来布置。
24、也可行的是且根据本发明可选地设置成，减振器装置经由减振器活塞杆固定在阻尼器装置壳体处。这实现：阻尼器装置通过减振器活塞杆联接在能振动的构件处，从而可将作用到阻尼器壳体上的力直接传递到减振器装置上。
25、优选地设置成，压力补偿装置布置在减振器壳体和阻尼器活塞杆之间。压力补偿装置在此可设计为在减振器壳体的外侧和阻尼器活塞杆的内侧之间伸延的间隙。
26、在本发明的一种备选的设计方案中，压力补偿装置是螺旋形地构造在减振器壳体的外侧处的槽。在此，在减振器装置布置在阻尼器活塞杆处时形成螺旋形通道。由于压力补偿装置的螺旋形设计方案，穿流螺旋形通道的液压介质的能量可以藉由摩擦迅速且高效地转化为热量。这种带有放入到外侧中的槽的设计方案此外可容易且成本适宜地实现，其中，减振器壳体可以用市面上常见的圆钢加工而成。
1.一种减振器装置(1)，所述减振器装置用于消减作用到所述减振器装置(1)上的力，其中，所述减振器装置(1)具有：包围内部空间(4)的减振器壳体(5)，所述减振器壳体带有布置在所述内部空间(4)中的液压介质(6)；和减振器活塞杆(10)，所述减振器活塞杆带有布置在所述减振器活塞杆处的减振器活塞(7)，其中，所述减振器活塞杆(10)布置成相对于所述减振器壳体(5)沿着轴向方向伸入到所述内部空间(4)中，其中，所述减振器活塞(7)布置在所述内部空间(4)中并且将所述内部空间划分为第一腔室(8)和第二腔室(9)，其中，所述减振器装置(1)具有弹簧装置(11)，用于将所述减振器活塞(7)相对于准静态构件(2)以弹簧弹性的方式支承，并且其中，在所述减振器活塞杆(10)移位时，所述减振器活塞(7)移位，并且所述第二腔室(9)的液压介质(6)被所述减振器活塞(7)加载以压力，并且所述压力经由将所述第二腔室(9)与所述第一腔室(8)连接的导引液压介质的压力补偿装置(12)补偿，其特征在于，所述弹簧装置(11)具有第一弹簧(14)和第二弹簧(15)，所述减振器活塞(7)可轴向移位地支承在所述减振器活塞杆(10)处，并且所述弹簧装置(11)的第一弹簧(14)和第二弹簧(15)布置在所述减振器活塞(7)的相对置的侧面上并且分别将所述减振器活塞杆(10)与所述减振器活塞(7)以弹簧弹性的方式连接，从而所述弹簧装置(11)抵抗所述减振器活塞(7)在轴向方向上相对于所述减振器活塞杆(10)的移位。
2.根据权利要求1所述的减振器装置(1)，其特征在于，所述第一弹簧(14)和/或所述第二弹簧(15)是螺旋弹簧，其中，所述减振器活塞杆(10)经由在面向所述第一腔室(8)的第一减振器活塞侧(16)处的所述第一弹簧(14)并且以在与所述第一减振器活塞侧(16)相对置的面向所述第二腔室(9)的第二减振器活塞侧(17)处的所述第二弹簧(15)以弹簧弹性的方式支承在所述减振器活塞(7)处。
3.根据权利要求1或2所述的减振器装置(1)，其特征在于，所述第一弹簧(14)和所述第二弹簧(15)相对彼此反向地布置在所述减振器活塞(7)处。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的减振器装置(1)，其特征在于，所述减振器活塞杆(9)可轴向移位地支承在两个在轴向方向上相对彼此间隔开地布置的减振器活塞杆支承区域(13)处，从而所述减振器活塞杆(10)能够吸收在横向方向上作用到所述减振器活塞杆(10)上的横向力。
5.根据前述权利要求中任一项所述的减振器装置(1)，其特征在于，所述减振器装置(1)具有递减的弹簧特征线。
6.根据前述权利要求中任一项所述的减振器装置(1)，其特征在于，所述减振器活塞(7)具有密封装置(18)，其中，所述密封装置(18)以流体密封方式将所述减振器活塞(7)相对于所述减振器壳体(5)和/或相对于所述减振器活塞杆(10)密封。
7.根据前述权利要求中任一项所述的减振器装置(1)，其特征在于，所述导引液压介质的压力补偿装置(12)具有将所述第一腔室(8)与所述第二腔室(9)连接的管区段，其中，所述第一腔室(8)和所述第二腔室(9)的直径大于所述管区段的直径。
8.根据前述权利要求中任一项所述的减振器装置(1)，其特征在于，所述液压介质(6)是矿物油。
9.一种阻尼器装置(19)，所述阻尼器装置用于对作用到所述阻尼器装置(19)上的力产生阻尼，其中，所述阻尼器装置(19)具有：包围内部空间(20)的阻尼器壳体(21)，所述阻尼器壳体带有布置在所述内部空间(20)中的液压介质(22)；和阻尼器活塞杆(23)，所述阻尼器活塞杆带有固定在所述阻尼器活塞杆处的阻尼器活塞(22)，其中，所述阻尼器活塞(22)布置在所述内部空间(20)中并且将所述内部空间划分为第一腔室(25)和第二腔室(26)，其中，所述阻尼器活塞杆(23)能够在轴向方向上相对于所述阻尼器壳体(21)移位，从而在力作用到所述阻尼器活塞杆(23)上时实现所述阻尼器活塞杆(23)沿着轴向方向相对于所述阻尼器壳体(21)的移位，其中，在所述阻尼器活塞杆(23)移位时，所述阻尼器活塞(24)发生移位，并且所述第二腔室(26)的液压介质(22)被所述阻尼器活塞(24)加载以压力，并且所述压力经由将所述第二腔室(26)与所述第一腔室(25)连接的导引液压介质的阻尼器压力补偿装置来补偿，其特征在于，所述阻尼器活塞杆(23)至少部分区段是中空的，并且根据权利要求1至8中任一项所述的减振器装置(1)布置在中空的所述阻尼器活塞杆(23)中。
10.根据权利要求9所述的阻尼器装置(19)，其特征在于，所述减振器装置(1)经由所述减振器活塞杆(10)固定在所述阻尼器壳体(21)处。
11.根据权利要求9或10所述的阻尼器装置(19)，其特征在于，所述压力补偿装置(12)布置在所述减振器壳体(5)和所述阻尼器活塞杆(23)之间。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的阻尼器装置(19)，其特征在于，所述压力补偿装置(12)是螺旋形地构造在所述减振器壳体(5)的外侧处的槽。
