專利名稱：轉(zhuǎn)向柱中的用于振動(dòng)衰減的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在安裝在轉(zhuǎn)向主軸上的車輛方向盤中的用于使振動(dòng)衰減的裝置，轉(zhuǎn)向主軸通過(guò)轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置連接到一對(duì)轉(zhuǎn)向輪。
背景技術(shù)：
先前從GB2274263中已知一種類型的振動(dòng)阻尼器，其中描述了轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置中的阻尼橡膠襯套，該阻尼橡膠襯套用于衰減來(lái)自路面和車輛轉(zhuǎn)向輪中的不平衡的振動(dòng)。這種類型的振動(dòng)阻尼器的缺點(diǎn)是當(dāng)橡膠襯套老化和變干時(shí)，橡膠襯套會(huì)失去其彈性，結(jié)果導(dǎo)致形成裂紋和使阻尼作用變?nèi)酢?br> 從EP442570中已知另一種類型的阻尼器，其描述了具有液體阻尼器的轉(zhuǎn)向柱，轉(zhuǎn)向柱和包圍轉(zhuǎn)向柱的外殼的內(nèi)表面具有大量在彼此之間徑向延伸的盤狀件或板狀件，盤狀件之間的間隔填充有液體，如果在轉(zhuǎn)向柱中出現(xiàn)振動(dòng)，則該液體使盤狀件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)衰減。該解決方案的缺點(diǎn)是它包括大量密封件，這些密封件遭受來(lái)自車輪和轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置的振動(dòng)，且還在轉(zhuǎn)向柱的旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生時(shí)遭受徑向負(fù)荷，因而，經(jīng)常有阻尼液泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，阻尼液泄漏又將導(dǎo)致范圍廣泛的故障查尋和復(fù)雜的修理。
上面表明的例子的公共特征還在于，它們主要打算用來(lái)衰減低頻振動(dòng)。它們打算衰減的最高頻率是由一個(gè)或多個(gè)車輪中的不平衡引起的振動(dòng)。
本發(fā)明目的在于通過(guò)生產(chǎn)一種簡(jiǎn)單、不需維護(hù)的振動(dòng)阻尼器來(lái)解決上述問題，本發(fā)明的另一個(gè)目的是生產(chǎn)一種簡(jiǎn)單的阻尼器，其能衰減各種頻率的振動(dòng)，特別是高頻振動(dòng)，例如由車輛發(fā)動(dòng)機(jī)或由其驅(qū)動(dòng)的輔助設(shè)備引起的振動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用來(lái)產(chǎn)生簡(jiǎn)單、不需維護(hù)的振動(dòng)阻尼器的裝置，如果需要，其也能適合不同頻率。該解決方案由涉及使振動(dòng)衰減的裝置的專利權(quán)利要求1中的特征描述。
本發(fā)明涉及一種在安裝在轉(zhuǎn)向主軸上的車輛方向盤中的用于使振動(dòng)衰減的裝置，轉(zhuǎn)向主軸通過(guò)轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置連接到一對(duì)轉(zhuǎn)向輪。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，轉(zhuǎn)向主軸包括沿著其縱向軸線的空心部，該空心部填充有預(yù)定高度的粒狀材料，該高度與空心部的形狀和橫截面積以及待衰減振動(dòng)的頻率范圍成比例。通過(guò)測(cè)量空心部的尺寸，能計(jì)算具有規(guī)定密度的預(yù)定材料的體積，該體積是必需的以便使處于施加到車輛的頻率范圍中的振動(dòng)衰減。
優(yōu)選地，該裝置裝置成使高頻振動(dòng)衰減，高頻振動(dòng)能從車輛發(fā)動(dòng)機(jī)或由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔助設(shè)備通過(guò)車輛的底盤或轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置傳遞。振動(dòng)的頻率能根據(jù)車輛類型、發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸和發(fā)動(dòng)機(jī)型式而變化，對(duì)于同樣類型的轉(zhuǎn)向主軸，通過(guò)選擇材料、顆粒尺寸和部分的填充高度，能衰減不同的頻率或頻率范圍。
使振動(dòng)衰減的裝置布置成使頻率超過(guò)30Hz的振動(dòng)衰減，30Hz基本上對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最低怠速轉(zhuǎn)數(shù)。然而，該裝置用來(lái)使諧振衰減，該諧振的頻率處于與車輛的整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)，例如20-150Hz，用于卡車的轉(zhuǎn)速表可以是500-3000rpm，而私人汽車的對(duì)應(yīng)數(shù)字可以是800-7000rpm。
優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向主軸的空心部具有圓形或環(huán)形的橫截面，雖然其它的橫截面也是可能的。圓形部能由管狀轉(zhuǎn)向主軸的分隔部組成，而環(huán)形部能由位于實(shí)心或空心的轉(zhuǎn)向主軸周圍且固定到其上的圓柱形或圓錐形部組成。在該連接中，空心部可以在其上端和下端被關(guān)閉，且具有至少一個(gè)可關(guān)閉的開口，用來(lái)填充、騰空或交換粒狀材料。
優(yōu)選地，粒狀材料由耐磨材料組成，該耐磨材料的平均直徑可以在0.1到5mm的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選地在0.5到1mm的范圍內(nèi)選擇。該材料可以或多或少地由球形顆?；蚯驙罴M成，球形顆?；蚯驙罴设F磁材料如鋼或陶瓷材料制成。球形顆?；蚯驙罴梢允菃钨|(zhì)的或燒結(jié)的，其它類型的材料如硅/玻璃或上述材料的混合物也是可能的。建議粒狀材料應(yīng)該具有超過(guò)3000kg/m3的密度。


下面將參考在附圖中表示的例證性的實(shí)施方式更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1表示具有本發(fā)明的轉(zhuǎn)向主軸的車輛的示意圖；圖2A表示本發(fā)明的振動(dòng)阻尼器，其位于轉(zhuǎn)向主軸中央；圖2B表示本發(fā)明的振動(dòng)阻尼器，其位于轉(zhuǎn)向主軸周圍；圖2C表示具有圓錐基本形狀的振動(dòng)阻尼器，其位于轉(zhuǎn)向主軸周圍；圖2D表示本發(fā)明的振動(dòng)阻尼器，其可拆卸地位于轉(zhuǎn)向主軸中央。
具體實(shí)施例方式
圖1概略地表示具有駕駛室1的車輛，其中安裝著用于使車輛轉(zhuǎn)向的方向盤2。方向盤2連接到轉(zhuǎn)向主軸3，轉(zhuǎn)向主軸3包括一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選地連接到一個(gè)或多個(gè)萬(wàn)象節(jié)4的部分3a、3b。轉(zhuǎn)向主軸3連接到轉(zhuǎn)向裝置5，轉(zhuǎn)向裝置5能通過(guò)轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置6對(duì)一對(duì)車輪7起作用以便使車輛轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向主軸能在支承件8中延伸，支承件8的上部具有安裝在車輛駕駛室或儀表板上的附件9，支承件8的下部固定到駕駛室的地板10。
轉(zhuǎn)向主軸3的上部3a具有振動(dòng)阻尼器11，其可以位于轉(zhuǎn)向主軸中或轉(zhuǎn)向主軸周圍，如能從圖2A-D看到的。
圖2A表示具有圓形橫截面和沿著其縱向軸線X具有圓柱形基本形狀的轉(zhuǎn)向主軸3。上圓板和下圓板12、13在轉(zhuǎn)向主軸3中限定了內(nèi)腔14，該腔填充有預(yù)定高度的粒狀材料15。關(guān)于具有規(guī)定密度的預(yù)定材料的體積來(lái)計(jì)算板之間的距離Y1，該體積是必需的以便使處于施加到車輛的頻率范圍中的振動(dòng)衰減。板12、13可以靠著轉(zhuǎn)向主軸的內(nèi)表面中的肩部或凹入部地安裝或借助于焊接、錫焊、粘結(jié)或另外的合適方法固定，關(guān)于轉(zhuǎn)向主軸的內(nèi)部尺寸、材料厚度和材料確定安裝方法。通過(guò)接近上板12的轉(zhuǎn)向主軸3的壁中的開口16來(lái)填充粒狀材料，優(yōu)選地，開口由帶螺紋的插塞17封閉，但也能由被牢固地粘結(jié)、錫焊或焊接在開口16中的插塞永久地封閉，也能使用具有可拆卸安裝或永久安裝的按扣功能的插塞。
圖2B表示具有圓形橫截面和沿著其縱向軸線X具有圓柱形基本形狀的轉(zhuǎn)向主軸3。該轉(zhuǎn)向主軸3具有外套管18，外套管18具有相同的基本形狀但具有更大的直徑。套管18的上端和下端由環(huán)形板19、20組成，環(huán)形板19、20的內(nèi)表面支靠在轉(zhuǎn)向主軸的外表面上，因而，套管18、19、20限定了沿著轉(zhuǎn)向主軸3的外周的腔21，該腔填充有預(yù)定高度的粒狀材料22。腔的容積由環(huán)形板之間的距離Y2和轉(zhuǎn)向主軸3的外徑r與套管的內(nèi)徑R之間的差確定。借助于這些尺寸，能計(jì)算具有規(guī)定密度的預(yù)定材料的體積，該體積是必需的以便使處于施加到車輛的頻率范圍中的振動(dòng)衰減。
通過(guò)套管18的壁的上部中的第一開口23來(lái)填充粒狀材料，優(yōu)選地，開口由帶螺紋的插塞24封閉，但也可以由彈簧鎖插塞封閉。為了能騰空或交換粒狀材料，套管具有其下部中的第二開口25，開口25由另外的、第二插塞26封閉。
如果材料的騰空是不恰當(dāng)?shù)?，則套管具有上部開口，該上部開口由被牢固地扣合、粘結(jié)、錫焊或焊接在開口中的插塞永久地封閉。
圖2C表示根據(jù)上面的圖2B的阻尼器的一種替換實(shí)施方式。根據(jù)該實(shí)施方式，轉(zhuǎn)向主軸3具有圓錐形基本形狀的外套管26。如能從圖中看到的，圓錐形套管26在其下端直接毗連轉(zhuǎn)向主軸3的外周，而其上端具有毗連轉(zhuǎn)向主軸的環(huán)形板27以便形成內(nèi)腔28。腔28填充有預(yù)定高度的粒狀材料29，通過(guò)套管26的壁的上部中的第一開口30來(lái)填充粒狀材料，優(yōu)選地，開口由帶螺紋的插塞31封閉，或也可以由彈簧鎖插塞封閉。如上所述，永久封閉也是可能的。
圖2D表示具有可拆卸阻尼器32的實(shí)施方式，可拆卸阻尼器32位于空心的轉(zhuǎn)向主軸3之內(nèi)。阻尼器32包括在兩端被一對(duì)板34、35封閉的圓筒33，貫穿螺釘36貫穿所述板34、35中的中央切口，螺釘?shù)念^部37支靠在上板34上，其帶螺紋的端部38貫穿固定到下板35的螺母39。以如上所述相同的方式，套管具有用來(lái)填充粒狀材料41的插塞40。根據(jù)該實(shí)施方式，在安裝到轉(zhuǎn)向主軸3中之前，圓筒的內(nèi)腔填充有如上述計(jì)算的材料體積。圓筒33的外徑以這樣一種方式適合轉(zhuǎn)向主軸3的內(nèi)徑，即圓筒33滑動(dòng)配合地在主軸3中延伸。當(dāng)阻尼器32已經(jīng)位于沿著轉(zhuǎn)向主軸的縱向軸線X的正確位置中時(shí)，例如，靠著止動(dòng)件42，就能將螺釘36上緊。由螺釘36引起的夾緊力向外擠壓圓筒的壁并相對(duì)于轉(zhuǎn)向主軸3鎖定阻尼器。
上面的腔能形成合適尺寸以便精確地符合計(jì)算的體積，但也能設(shè)計(jì)成稍大的以便便于填充。上面簡(jiǎn)述的實(shí)施方式涉及橫截面基本上為圓形的轉(zhuǎn)向主軸，但它當(dāng)然能使用其它的橫截面，例如正方形橫截面。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，粒狀材料由球形顆?；蚯驙罴M成，球形顆?；蚯驙罴设F磁材料制成，優(yōu)選地由鋼制成。鋼球可以是單質(zhì)的或燒結(jié)的。優(yōu)選地，鋼球用來(lái)衰減在550-1300rpm范圍內(nèi)的速度，該速度范圍對(duì)應(yīng)頻率范圍25-65Hz。
不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明局限于上述例證性的實(shí)施方式，而是在下面的專利權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可想到大量另外的改變和變化。
權(quán)利要求
1.一種在安裝在轉(zhuǎn)向主軸上的車輛方向盤中的用于使振動(dòng)衰減的裝置，所述轉(zhuǎn)向主軸通過(guò)轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置連接到一對(duì)轉(zhuǎn)向輪，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸包括沿著其縱向軸線的空心部，該空心部填充有預(yù)定高度的粒狀材料。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述高度與所述空心部的橫截面積和振動(dòng)的頻率范圍成比例，能計(jì)算具有規(guī)定密度的粒狀材料的體積，該體積是必需的以便使處于施加到車輛的頻率范圍中的振動(dòng)衰減。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述空心部填充有預(yù)定高度的具有規(guī)定顆粒尺寸和規(guī)定密度的材料，所述空心部裝置成使頻率超過(guò)20Hz的振動(dòng)衰減。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述空心部填充有預(yù)定高度的具有規(guī)定顆粒尺寸和規(guī)定密度的材料，所述空心部裝置成使頻率在20-150Hz范圍內(nèi)的振動(dòng)衰減。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述空心部填充有預(yù)定高度的具有規(guī)定顆粒尺寸和規(guī)定密度的材料，所述空心部裝置成使諧振衰減，該諧振的頻率處于與車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表(speed register)對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸的空心部具有圓形的橫截面。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸的空心部具有環(huán)形的橫截面。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸的空心部具有圓柱形的基本形狀。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸的空心部具有圓錐形的基本形狀。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸的空心部包括可拆卸地安裝在轉(zhuǎn)向主軸中的封閉圓筒。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料的是耐磨的。(10)
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料具有在0.1-5mm范圍內(nèi)的平均直徑。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料具有超過(guò)3000kg/m3的密度。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料由球形的金屬球組成。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料由鋼球組成。
16.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料由陶瓷材料組成。
17.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料由硅或玻璃組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在安裝在轉(zhuǎn)向主軸上的車輛方向盤中的用于使振動(dòng)衰減的裝置，轉(zhuǎn)向主軸通過(guò)轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置連接到一對(duì)轉(zhuǎn)向輪。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，轉(zhuǎn)向主軸包括沿著其縱向軸線的內(nèi)或外空心部，該空心部填充有預(yù)定高度的粒狀材料，該高度與空心部的形狀和橫截面積以及待衰減振動(dòng)的頻率范圍成比例。通過(guò)測(cè)量空心部的尺寸，能計(jì)算具有規(guī)定密度的預(yù)定材料的體積，該體積是必需的以便使處于施加到車輛的頻率范圍中的振動(dòng)衰減。
文檔編號(hào)B62D1/19GK1771159SQ200480009619
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2004年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者J－O·博丁 申請(qǐng)人:沃爾沃·拉斯特韋格納公司