本發(fā)明涉及一種用于軸向緊固的具有徑向作用的液壓阻尼的減振器(vibrationabsorber,吸振器)。
背景技術(shù):
利用通常被設(shè)計為阻尼彈簧/質(zhì)量系統(tǒng)的減振器來衰減例如機動車輛中的結(jié)構(gòu)和部件的共振。但是,當(dāng)使用這種減振器時,在共振頻率之下和之上會出現(xiàn)過度增加(邊頻帶),并且必須通過相應(yīng)設(shè)計的阻尼來減小該過度增加。
已知的徑向作用的減振器通過彈性體混合物中的填料提供這種阻尼。但是,填充的彈性體具有以不同剛性對不同激勵振幅作出反應(yīng)的性質(zhì)。這種效應(yīng)(也稱為“佩恩(payne)效應(yīng)”)要求常規(guī)徑向減振器僅在窄激勵帶中具有令人滿意的作用。
此外,軸向作用的液壓減振器也是已知的,然而由于它們的結(jié)構(gòu)設(shè)計,它們僅允許非常低的制造公差。這些減振器不在徑向方向上作用。
此外,從現(xiàn)有技術(shù)中還已知徑向作用的減振器,所述徑向作用的減振器在偏轉(zhuǎn)的情況下通過環(huán)形間隙中的液體而具有阻尼效果。以往,不可能提供在阻尼特性的可調(diào)節(jié)性、可生產(chǎn)性以及使用壽命方面具有令人滿意的性能的、具有徑向作用的液壓阻尼的減振器。特別是,阻尼特性的可調(diào)節(jié)性構(gòu)成了一種挑戰(zhàn),減振器的生產(chǎn)和使用壽命也是如此。
因此,本發(fā)明的目的在于提供一種徑向作用的減振器,其具有改進(jìn)的性能,特別是在不同振幅下的阻尼特性的可調(diào)節(jié)性和一致性、良好的可生產(chǎn)性和長使用壽命方面。
該目的通過獨立權(quán)利要求的主題來實現(xiàn)。優(yōu)選實施例由從屬權(quán)利要求公開。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種具有徑向作用的液壓阻尼的減振器,所述減振器包括:(i)軸承芯;(ii)徑向圍繞所述軸承芯的軸承罩;(iii)將所述軸承芯和所述軸承罩彈性地連接的彈性體主體;以及(iv)徑向圍繞所述彈性體主體以用于連接至減振器質(zhì)量塊的外套筒;其中在所述彈性體主體中形成有填充有流體或待填充有流體的至少兩個工作腔室,并且其中通過尺寸穩(wěn)定的流體管道將所述工作腔室彼此流體連接。
通過尺寸穩(wěn)定的流體管道的位置和設(shè)計,可以有利地實現(xiàn)減振器的阻尼特性的精確調(diào)節(jié)。特別地,流體管道即使在高壓下也不變形。此外,有利的是,減振器易于制造并且具有長的使用壽命。
減振器可以是用在車輛中的減振器,例如用于裝配到后橋(rearaxle后軸)傳動裝置、后橋支撐件、副車架或底盤部件。特別地,減振器是單質(zhì)量塊減振器。減振器不是將部件相連接且應(yīng)允許部件相對于彼此進(jìn)行有限運動學(xué)運動的軸承(例如底盤襯套)。減振器被設(shè)計為用于連接至自由振動的減振器質(zhì)量塊或包括這樣的質(zhì)量塊,其中,減振器經(jīng)由接口(通常是軸承芯)牢固地連接至待阻尼的結(jié)構(gòu)。“徑向作用的液壓阻尼”是指,減振器被設(shè)計成使得減振器質(zhì)量塊相對于軸承芯橫向地(即沿徑向方向)偏轉(zhuǎn)并且振動,并且伴隨該徑向振動運動,在減振器中產(chǎn)生液壓阻尼。例如通過螺釘連接將軸承芯剛性地連接至待阻尼的結(jié)構(gòu)。
軸承芯相對于軸承罩、外套筒和減振器質(zhì)量塊同心地布置。軸承芯優(yōu)選地大致為圓柱形并且優(yōu)選地由固體材料(solidmaterial,實心材料)形成,例如金屬(諸如鋼或鋁)或塑料。軸承芯可以具有居中布置的軸向孔或凹部,用于安裝減振器。除了軸向孔之外,軸承芯還可以具有相對于其同心地布置的軸向凹部,以容納安裝螺釘?shù)穆葆旑^,從而可以減小減振器所需的安裝空間。
軸承罩的外輪廓同樣優(yōu)選地大致為圓柱形。軸承罩可以在其每個軸向端部處具有環(huán)形部分,其中兩個環(huán)形部分通過腹板(web)彼此連接。腹板可以形成流體管道支撐件和/或抵接節(jié)段支撐件,這將在下面描述。軸承罩優(yōu)選地由固體材料(諸如鋁、鋼或塑料)制成。特別優(yōu)選地,軸承罩由壓鑄鋁制成。軸承罩優(yōu)選地在其每個軸向端部處具有沿徑向方向突出的周向密封唇,以便確保與外套筒的密封得以改進(jìn)。密封唇可以與彈性體主體形成為一體或者可以形成彈性體主體的一部分。軸承罩、彈性體主體和外套筒可以具有基本上相同的軸向長度范圍。彈性體主體和軸承罩優(yōu)選通過硫化彼此連接。
由于液壓地提供阻尼,因此彈性體主體可以由具有低填料含量(即具有低阻尼)的彈性體制成。彈性體主體主要僅提供減振器的彈簧力。具有低填料含量的彈性體混合物有利地具有低的佩恩效應(yīng),即,低振幅依賴性剛度變化。優(yōu)選地選擇這樣的彈性體混合物,其中沒有液壓阻尼的減振器的損耗角小于8°。此外,彈性體混合物優(yōu)選地具有低的動態(tài)硬化,例如低于1.8的硬化因數(shù)kdyn/kstat。軸承芯和軸承罩優(yōu)選地嵌入彈性體主體中。特別優(yōu)選地,彈性體主體圍繞軸承芯和軸承罩包覆成型(overmold,二次成型)。軸承罩優(yōu)選完全嵌入彈性體主體中。特別地,軸承罩的徑向外表面完全由彈性體主體的彈性材料覆蓋。特別地,軸承罩的徑向外表面同樣可以完全被彈性體主體的彈性體材料覆蓋。但是,軸承芯的軸向端面可以至少部分地不含彈性體材料。
彈性體主體在軸承芯與軸承罩之間形成彈性體彈簧,該彈簧可以吸收徑向力和軸向力。此外,在彈性體主體中形成有待填充有阻尼流體并且特別是流體密封的至少兩個工作腔室。阻尼流體可以構(gòu)成所要求保護(hù)的減振器的一部分。阻尼流體可以例如是乙二醇。在軸向方向上,工作腔室由軸向偏移的膜封閉,該膜為彈性體主體的部分。膜同樣構(gòu)成彈性體彈簧的部分。膜可以以大致s形或弓形的截面從軸承芯延伸到軸承罩。通過膜的s形構(gòu)造可以減小減振器的徑向剛度。與s形構(gòu)造相比,膜的弓形構(gòu)造增加了減振器的徑向剛度。
流體管道尺寸穩(wěn)定這個事實意味著,其被設(shè)計為基本上是剛性的并且即使在相當(dāng)大的內(nèi)部壓力的情況下也不會變形。流體管道的尺寸穩(wěn)定性可以例如通過材料的合適選擇來實現(xiàn)。流體管道可以形成在軸承罩中、彈性體主體中和/或軸承芯中。流體管道可以以任何截面形狀制造。
此外,減振器優(yōu)選地包括支撐流體管道的流體管道節(jié)段支撐件。
流體管道節(jié)段支撐件可以在相對于工作腔室之間的流體管道的流動方向橫向的一個方向或多個方向上支撐流體管道。特別地,流體管道節(jié)段支撐件可以在徑向方向上向內(nèi)和/或向外支撐流體管道。在這種情況下,“支撐”是指阻礙由于力的作用引起的流體管道的變形。此外,流體管道節(jié)段支撐件還可以在一個或兩個軸向方向上支撐流體管道。流體管道節(jié)段支撐件由比彈性體主體的材料更剛性并且更堅固的材料制成。流體管道節(jié)段支撐件可以覆蓋有彈性體主體的材料。流體管道節(jié)段支撐件可以形成在軸承罩中或軸承罩上和/或軸承芯中或軸承芯上。流體管道節(jié)段支撐件還可以作為獨立的部件嵌入彈性體主體中。
優(yōu)選地,兩個工作腔室各自具有至少一個徑向腔室開口,其中,通過外套筒在徑向方向上向外限定這兩個腔室開口,其中流體管道節(jié)段支撐件形成在軸承罩上或軸承罩中,并且其中流體管道節(jié)段支撐件至少在徑向方向上支撐流體管道。
換句話說,在徑向方向上,每個工作腔室具有至少一個腔室開口,在減振器的安裝狀態(tài)下,該腔室開口由外套筒封閉或限定。工作腔室形成在軸承芯的相對的徑向側(cè)上,使得通過軸承芯相對于軸承罩的位移,一個工作腔室的體積減小,另一個工作腔室的體積增大。彈性體主體優(yōu)選地以這種方式形成:對于軸承芯相對于軸承罩的特定位移方向,彈簧剛度具有最小值。該方向構(gòu)成減振器的優(yōu)選方向。該優(yōu)選方向被選擇為使得軸承芯在該優(yōu)選方向上相對于軸承罩的位移帶來工作腔室中最大可能的體積變化。彈性體主體優(yōu)選地相對于工作腔室鏡像對稱地形成。因此,該優(yōu)選方向優(yōu)選地垂直于兩個工作腔室之間的對稱平面。由于軸承芯和軸承罩或軸承芯和減振器相對于彼此進(jìn)行振動運動,因此“位移方向”是指部件優(yōu)選地以振蕩方式運動(即相對于彼此前后運動)所沿的運動軸線。
流體管道可以徑向地形成在軸承罩或彈性體主體外部上,并且可以在兩個工作腔室之間(即在各個工作腔室的腔室開口之間)沿周向方向延伸。換句話說,各個工作腔室的腔室開口可以通過流體管道彼此流體連接??梢酝ㄟ^外套筒在徑向方向上向外限定流體管道。重要的是,流體管道是尺寸穩(wěn)定的或剛性的,即其體積不會在阻尼流體的壓力下或由于彈性體主體的運動而改變。阻尼流體在周向方向上從一個工作腔室的腔室開口沿著軸承罩的徑向外表面或彈性體主體的徑向外表面流動或流淌到另一工作腔室的腔室開口。因此,流體管道可以沿著其長度方向彎曲。還可以想到,流體管道作為凹部或孔延伸穿過彈性體主體或沿著軸承芯的外表面延伸。當(dāng)阻尼流體經(jīng)由流體管道從一個工作腔室流入另一個工作腔室時,產(chǎn)生阻尼。因此,流體管道也可以被稱為阻尼管道。流體管道優(yōu)選地布置在軸承罩或彈性體主體上的周向位置上,該周向位置優(yōu)選地相對于減振器的優(yōu)選方向偏移約90°。
流體管道優(yōu)選地形成為平臺式(plateau,高原式)管道,也就是說其是平坦的,寬且短的,以使得減振器的所需阻尼特性可被調(diào)節(jié),即實現(xiàn)比減振器的工作范圍更高的液壓系統(tǒng)的固有頻率。包括減振器的共振頻率(該頻率取決于減振器質(zhì)量塊以及取決于彈性體主體的剛度)的頻率范圍被定義為減振器的工作范圍。特別地,流體管道可以形成得沒有偏轉(zhuǎn)等。例如,流體管道可以具有大約1mm至大約3mm、例如大約2mm的高度(即在徑向方向上的大小)。流體管道可以具有大約10mm至大約30mm、例如大約20mm的寬度(即在軸向方向上的大小)。流體管道的長度(即在周向方向上的大小)可以是大約10mm至大約30mm,例如大約20mm。軸承罩可以具有大約50mm至大約90mm、例如大約70mm的直徑。軸承罩的軸向長度可以是大約20mm至大約40mm,例如大約30mm。圍繞軸承罩注射成型的彈性體主體的尺寸僅略微大于軸承罩的尺寸。在軸承罩的外表面上的彈性體主體的材料厚度可以是大約1.0mm。外套筒的軸向長度大致對應(yīng)于彈性體主體的軸向長度。外套筒可以由固體材料(諸如鋼、鋁或塑料)制成,并且可以具有大約0.5mm至4mm的材料厚度。軸承芯可以具有大約30mm至大約50mm、例如大約40mm的直徑。軸承芯的軸向長度可以是大約17mm至大約37mm,例如大約27mm。
流動元件可以布置或形成在流體管道中,以便調(diào)節(jié)阻尼流體的流動性能,并從而調(diào)節(jié)減振器的阻尼特性。流動管道可以設(shè)計為凹槽、通道和/或凸起,其形成在彈性體主體中和/或軸承罩的流體管道節(jié)段支撐件中,并且在彈性體主體或軸承罩的周向方向和/或軸向方向上延伸。
外套筒可以連接至減振器質(zhì)量塊。外套筒可以由金屬(例如鋼或鋁)或者由塑料制成。外套筒可以被推到彈性體主體上以在軸向方向上連接至彈性體主體。為了將外套筒固定至彈性體主體并且為了流體密封,可以將外套筒卷繞、卷邊或折邊。為了調(diào)節(jié)閉合的減振器中的內(nèi)部壓力,可以在安裝期間校準(zhǔn)外套筒的外徑和/或軸向長度。為了將外套筒連接至減振器質(zhì)量塊,可以將外套筒壓入到減振器質(zhì)量塊中相應(yīng)成形的、優(yōu)選為圓柱形的容納凹部中。外套筒還可以被膠合、卷邊、夾緊或焊接在減振器質(zhì)量塊的容納凹部中。容納凹部可以僅在一側(cè)開口,其中,具有減小的直徑的另一個居中布置的安裝孔或安裝凹部軸向貫穿容納凹部,以便能夠通過螺釘將減振器安裝在待阻尼的結(jié)構(gòu)上。外套筒和減振器質(zhì)量塊也可以形成為一體或者可以制造在部件中。換句話說,可以省去作為單獨部件的外套筒,并且減振器質(zhì)量塊的容納凹部可以承擔(dān)外套筒的功能。減振器質(zhì)量塊可以是減振器的一部分。例如可以使用能自由振蕩的現(xiàn)有部件或者由金屬(例如鋼)制成的附加材料部件作為減振器質(zhì)量塊。
流體管道節(jié)段支撐件優(yōu)選地沿徑向方向向內(nèi)支撐流體管道,即,流體管道節(jié)段支撐件支撐流體管道的徑向內(nèi)部管道基部。因此確保了尺寸穩(wěn)定或剛性的流體管道??梢酝ㄟ^外套筒徑向向外地限定流體管道,使得可以通過外套筒來確保徑向向外的流體管道的尺寸穩(wěn)定性。流體管道節(jié)段支撐件的寬度和長度大致對應(yīng)于流體管道的寬度和長度。流體管道節(jié)段支撐件可以具有大約10mm至大約30mm、例如大約20mm的寬度(即,在軸向方向上的大小)。流體管道節(jié)段支撐件的長度(即,在周向方向上的大小)可以是大約10mm至大約30mm,例如大約20mm。在軸向方向上,流體管道可以由軸承罩的環(huán)形部分的內(nèi)表面支撐??商鎿Q地或附加地,可以通過帶珠(beaded,卷邊)外套筒在軸向方向上支撐流體管道。
流體管道節(jié)段支撐件可以連續(xù)地形成,但也可以具有開口,諸如孔和槽。例如,流體管道節(jié)段支撐件可以具有在軸承罩中沿軸向方向延伸的多個支柱,它們一起形成流體管道節(jié)段支撐件。流體管道節(jié)段支撐件的徑向外表面優(yōu)選地覆蓋有彈性體主體的彈性體材料。但是,在流體管道節(jié)段支撐件的區(qū)域中,彈性體材料的材料厚度優(yōu)選地是薄的或形成為類似皮膚狀。這樣,即使在高壓下也可以防止流體管道變形,以便可以特別好地設(shè)置流動特性或阻尼特性。在流體管道節(jié)段支撐件的區(qū)域中,彈性體材料的厚度可以小于約3mm。但是,在流體管道或流體管道節(jié)段支撐件的區(qū)域中,軸承罩的徑向外表面也可以基本上不含彈性體材料。相反,通過在流體管道節(jié)段支撐件的區(qū)域中的彈性體材料的具體設(shè)定的厚度和形狀,可以在高壓下發(fā)生特定的變形,以便例如打破脈沖壓力峰值。
優(yōu)選地,兩個工作腔室各自具有兩個徑向腔室開口,并且減振器具有兩個流體管道,其中工作腔室通過這兩個流體管道彼此流體連接,其中軸承罩具有兩個流體管道節(jié)段支撐件,所述流體管道節(jié)段支撐件分別在徑向方向上支撐流體管道中之一,并且其中流體管道優(yōu)選地沿直徑方向布置。
關(guān)于腔室開口、流體管道和流體管道節(jié)段支撐件的上述說明相應(yīng)地適用于兩個流體管道和兩個流體管道節(jié)段支撐件。在這種情況下,“沿直徑方向布置”是指流體管道在軸承罩或彈性體主體的外圓周上偏移大約180°。因此,流體管道節(jié)段支撐件也優(yōu)選地沿直徑方向布置。
軸承罩優(yōu)選地具有兩個沿直徑方向布置的抵接節(jié)段支撐件,所述抵接節(jié)段支撐件各自將彈性體主體的抵接區(qū)域支撐在外套筒支撐件上,其中抵接節(jié)段支撐件被布置成相對于流體管道節(jié)段支撐件偏移大約90°,并且其中流體管道節(jié)段支撐件優(yōu)選地被布置成相對于抵接節(jié)段支撐件徑向向內(nèi)偏移。
特別地,抵接節(jié)段支撐件可以被布置成相對于兩個流體管道節(jié)段支撐件偏移大約90°,并且兩個流體管道節(jié)段支撐件可以被布置成相對于抵靠節(jié)段支撐件徑向向內(nèi)偏移。
在抵接區(qū)域中,彈性體主體基本上抵接外套筒的內(nèi)表面,使得力可以特別好地從軸承芯通過彈性體主體和軸承罩傳遞到外套筒和減振器質(zhì)量塊,反之亦然。彈性體主體的抵接區(qū)域可以各自布置在工作腔室的兩個腔室開口之間。減振器的優(yōu)選方向優(yōu)選地分別居中地延伸穿過抵接區(qū)域或抵接節(jié)段支撐件。抵接節(jié)段支撐件在軸承罩或彈性體主體的周向方向上的長度范圍(longitudinalextent,縱向大小)可以分別大致對應(yīng)于抵接區(qū)域的長度范圍,或者可以稍微更短。抵接節(jié)段支撐件可以連續(xù)地形成,但是也可以具有開口,諸如孔和槽。例如,抵接節(jié)段支撐件可以分別具有在軸承罩中沿軸向方向延伸的多個連接元件,例如條形或桿形支柱,它們一起形成抵接節(jié)段支撐件。
在抵接節(jié)段支撐件的區(qū)域中,彈性體主體的彈性體材料的材料厚度優(yōu)選地是薄的或形成為類似皮膚狀。因此,力可以特別好地從軸承芯通過彈性體主體和軸承罩傳遞到外套筒和減振器質(zhì)量塊,反之亦然。因此,可以通過連接件的彈簧剛度來設(shè)定減振器的振動特性。在抵接節(jié)段支撐件的區(qū)域中,彈性體材料的厚度可以是大約0.2mm至大約2mm,優(yōu)選大約0.5mm。可以將流體管道節(jié)段支撐件的區(qū)域中和抵接節(jié)段支撐件的區(qū)域中的彈性體材料的材料厚度設(shè)置為基本上相等。在這種情況下,流體管道節(jié)段支撐件可以徑向向內(nèi)偏移大致流體管道的高度?!皬较蛳騼?nèi)偏移”是指與抵接節(jié)段支撐件相比,流體管道節(jié)段支撐件沿徑向方向進(jìn)一步向內(nèi)布置。
流體管道優(yōu)選地具有大約1:20至大約1:5、優(yōu)選大約1:10的高寬比。
流體管道優(yōu)選地沿著大約20°至大約45°、優(yōu)選大約35°的角度范圍延伸。
流體系統(tǒng)(即液壓阻尼系統(tǒng))的共振優(yōu)選地設(shè)定為超過減振器的固有頻率的1.5倍。
流體系統(tǒng)或液壓阻尼系統(tǒng)的共振(即,由流體管道中或多個流體管道中的阻尼流體產(chǎn)生最強阻尼的頻率)可以通過以下來設(shè)定:流體管道的配置、所使用的阻尼流體的類型和/或通過對外套筒的校準(zhǔn)而永久設(shè)定的阻尼流體的靜態(tài)內(nèi)部壓力。特別地,流體管道的配置對于流體系統(tǒng)的共振是決定性的,其中可以通過平坦、寬且短的流體管道在高頻范圍內(nèi)特別簡單且精確地設(shè)定流體系統(tǒng)的共振。減振器的固有頻率具體由彈性體主體的彈簧剛度和振動質(zhì)量塊(特別是減振器質(zhì)量塊)來確定。
因此,減振器優(yōu)選地被設(shè)置為使得絕對阻尼最大值的頻率至少超過減振器的固有頻率的1.5倍。減振器的固有頻率是振動系統(tǒng)的固有頻率,其由減振器質(zhì)量塊和彈性體主體的剛度產(chǎn)生。因此,在減振器的工作范圍內(nèi),在預(yù)漸進(jìn)范圍(pre-progressiverange)內(nèi)使用阻尼,這對于減振器的協(xié)調(diào)是有利的。示例性減振器的振動和阻尼特性顯示在圖11中。圖11示出了一個曲線圖,圖中一方面示出了動態(tài)剛度cdyn且另一方面示出了損耗角θ作為激勵頻率的函數(shù)。減振器的工作范圍落在預(yù)漸進(jìn)范圍內(nèi)。這里,減振器與液壓底盤襯套形式的底盤軸承基本不同,該液壓底盤襯套被精確地適配,以便利用通道共振處的阻尼最大值,并且其中尋求低的動態(tài)剛度。為此目的,與本減振器的流體管道相反,在液壓底盤襯套中,管道被配置為盡可能長(例如大約200mm),并且具有窄且深的橫截面(例如4mm×4mm)。常規(guī)液壓底盤襯套的振動和阻尼特性顯示在圖12中。與圖11類似,圖12示出了一個曲線圖,圖中一方面示出了動態(tài)剛度cdyn且另一方面示出了損耗角θ作為激勵頻率的函數(shù)。底盤襯套的工作范圍落在漸進(jìn)范圍內(nèi)。
軸承芯和/或軸承罩具有止動凸起,該止動凸起限制了軸承芯和軸承罩至少在徑向方向上相對于彼此的位移量。
有利地,由于應(yīng)變振幅被最小化,通過止動凸起可以以簡單的方式增加減振器的使用壽命。此外,因此可以減少用于減振器所需的安裝空間。止動凸起從軸承芯徑向向外突出和/或從軸承罩徑向向內(nèi)突出。止動凸起可以配置為塊形式,并且其可以與軸承芯和/或軸承罩形成為一體。如果止動凸起形成在軸承芯上,則其可以沿著軸承芯的圓周至少部分連續(xù)地或周向地形成。軸承芯的止動凸起可以是止動盤。隨著軸承芯相對于軸承罩在徑向方向上的一定量的位移,止動凸起碰撞在配對件的相應(yīng)徑向止動表面上,從而限制軸承芯和軸承罩至少在徑向上的相對運動。
優(yōu)選地,軸承芯和軸承罩都具有止動凸起,其中,各個止動凸起被布置為相對于彼此軸向偏移,以便限制軸承芯和軸承罩在軸向上的相對位移量。
有利地,可以通過兩個止動凸起進(jìn)一步增加減振器的使用壽命,并且還可以進(jìn)一步減小用于減振器所需的安裝空間。當(dāng)從軸向方向觀察時,軸承芯和軸承罩的止動凸起至少部分地重疊。隨著軸承芯相對于軸承罩在軸向方向上的一定量的位移,止動凸起的軸向止動表面在軸向方向上彼此碰撞,從而附加地限制軸承芯和軸承罩在軸向上的相對運動。關(guān)于止動凸起的上述描述相應(yīng)地適用于軸承芯和軸承罩的兩個止動凸起。因此,通過止動凸起中的至少一個還限制了軸承芯和軸承罩在徑向方向上的相對運動。特別優(yōu)選地,軸承芯具有兩個止動凸起,并且軸承罩具有一個止動凸起,或者軸承芯具有一個止動凸起,并且軸承罩具有兩個止動凸起,單個止動凸起沿軸向方向布置在另外兩個止動凸起之間。因此,可以在兩個軸向方向上(即向前和向后)限制軸承芯相對于軸承罩的相對運動。止動件還限制了減振器質(zhì)量塊的萬向偏轉(zhuǎn)。
減振器優(yōu)選地包括連接至外套筒的減振器質(zhì)量塊。
減振器質(zhì)量塊具有軸向安裝孔,該軸向安裝孔的直徑小于軸承芯的直徑。
除了用于容納外套筒的容納凹部之外,還特別地設(shè)置有軸向安裝孔或凹部。安裝孔優(yōu)選地在容納凹部中居中地并且相對于該容納凹部同心地形成,并且能夠通過螺釘將減振器安裝(特別是螺接)在部件上。特別地,安裝孔使得螺釘能夠插入穿過軸承芯和減振器質(zhì)量塊。由于軸承芯不穿過安裝孔,通過軸承芯和減振器質(zhì)量塊的構(gòu)造(即,軸承芯和安裝孔的直徑),提供了牢固的緊固。換句話說,如果軸承芯從彈性體主體上分離或者彈性體主體裂開,則螺接至部件的軸承芯不會完全從減振器的其余部分(特別是減振器質(zhì)量塊)上分離。此外,通過軸承芯和減振器質(zhì)量塊的構(gòu)造,可以形成軸向止動件,其限制軸承芯相對于減振器質(zhì)量塊且從而也相對于軸承芯在軸向方向上的相對運動。軸承芯的周向區(qū)域中的軸承芯的軸向端面和安裝孔的周向區(qū)域中的減振器質(zhì)量塊的軸向端面可以形成軸向止動表面。
包括減振器質(zhì)量塊在內(nèi)的減振器的重心優(yōu)選基本上布置在彈性體主體的幾何中心上。
有利地,通過將整個減振器的重心布置在彈性體主體的幾何中心上,有效地最小化或甚至避免了減振器且特別是減振器質(zhì)量塊的翻滾運動。這樣,可以避免由于減振器質(zhì)量塊的不受控運動對部件的損壞,并且可以優(yōu)化減振器質(zhì)量塊在優(yōu)選方向上運動期間的阻尼效應(yīng)。
通過軸承芯、軸承罩、彈性體主體、阻尼流體和減振器質(zhì)量塊來確定減振器的重心。在對稱的彈性體主體中,彈性體主體的幾何中心位于彈性體主體的中心軸線上并且位于彈性體主體的軸向方向上的中間高度處。
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明不限于這些優(yōu)選實施例,并且實施例的各個特征和配置可以自由組合以產(chǎn)生另外的實施例。
附圖說明
圖1示出了根據(jù)第一實施例的減振器的軸承芯和軸承罩的立體圖。
圖2示出了根據(jù)圖1的軸承芯和軸承罩的立體圖,其中這兩者嵌入彈性體主體中。
圖3示出了根據(jù)圖2的軸承芯、軸承罩和彈性體主體的立體圖,其中外套筒布置在彈性體主體中。
圖4示出了沿著軸承芯的中心縱向軸線取得的第一實施例的減振器的截面圖。
圖5示出了相對于軸承芯的縱向軸線橫向取得的第一實施例的減振器的截面圖。
圖6示出了第一實施例的減振器的立體圖,其中,減振器的一半被隱去。
圖7示出了根據(jù)第二實施例的減振器的軸承芯和軸承罩的立體圖。
圖8示出了根據(jù)圖7的軸承芯和軸承罩的立體圖,其中這兩者嵌入彈性體主體中。
圖9示出了沿著軸承芯的中心縱向軸線取得的第二實施例的減振器的截面圖。
圖10以側(cè)視圖示出了流體管道的兩個變型。
圖11示出了描繪減振器實例的振動和阻尼特性的曲線圖。
圖12示出了描繪常規(guī)液壓底盤襯套的振動和阻尼特性的曲線圖。
具體實施方式
參考圖1至圖6更詳細(xì)地描述減振器1的第一實施例。
圖1示出了第一實施例的減振器1的軸承芯2和軸承罩4。軸承芯2和軸承罩4同心地布置。軸承芯2大致為圓柱形的并且具有貫穿該軸承芯以供安裝螺釘通過的軸向孔6。此外,軸承芯2在一個軸向端部上具有圓柱形凹部8,該圓柱形凹部相對于軸向孔同軸并且可以容納安裝螺釘?shù)穆葆旑^,以便節(jié)省安裝空間和重量。
軸承罩4在其每個軸向端部處具有環(huán)形部分10,這些環(huán)形部分通過偏移90°的四個腹板彼此連接。這些腹板形成節(jié)段支撐件。沿直徑偏移(即偏移180°)布置的兩個腹板形成流體管道節(jié)段支撐件12。另外兩個沿直徑方向布置的腹板形成抵接節(jié)段支撐件14,該抵接節(jié)段支撐件相對于流體管道節(jié)段支撐件12偏移90°。抵接節(jié)段支撐件14在其各自的內(nèi)表面上具有居中布置的徑向向內(nèi)突出的止動凸起16。甚至在彈性體主體18二次成型之后,止動凸起16也徑向向內(nèi)突出,但是覆蓋有彈性體層。如圖4至圖6中可見,在軸承芯2的側(cè)面上,通過彈性體主體18分別在止動凸起16的徑向內(nèi)部形成基本上平坦的止動表面20。通過止動凸起16和止動表面20,限制軸承芯2相對于軸承罩4在抵接節(jié)段支撐件14的方向上的徑向位移。
抵接節(jié)段支撐件14被布置成使得它們的徑向外表面終止于環(huán)形部分10的徑向外邊緣。與抵接節(jié)段支撐件14相比,流體管道節(jié)段支撐件12被布置成徑向向內(nèi)偏移。這樣,在環(huán)形部分10之間的相應(yīng)的流體管道節(jié)段支撐件12的徑向外表面上形成通道22,并且該通道甚至在用彈性體主體18包二次成型之后仍然存在,但是然后被彈性體層覆蓋。通道22與外套筒24結(jié)合,形成流體管道26。
在軸承芯2與軸承罩4之間,彈性體主體18形成填充有阻尼流體的兩個相對的工作腔室28。在軸向方向上,工作腔室28由彈性體主體18的膜30限定,該膜在橫截面中彎曲成s形(參見圖4),以便獲得低徑向剛度。在徑向方向上,兩個工作腔室28各自具有兩個腔室開口32。腔室開口32分別形成在抵接節(jié)段支撐件14與流體管道節(jié)段支撐件12之間。換句話說,通道22或流體管道26分別布置在兩個工作腔室28各自的兩個腔室開口32中之一之間。止動凸起16沿徑向方向延伸到工作腔室28中。
軸承芯2與流體管道節(jié)段支撐件12之間的空間基本上完全被彈性體主體18的彈性體材料填充。因此,一方面,這兩個工作腔室28彼此流體分離,另一方面,提供了彈性體主體18的大部分彈簧力。但是,在軸承芯2與流體管道節(jié)段支撐件12之間的區(qū)域中,分別形成與彈性體主體18的中心軸線平行的固定孔或凹部33,以便能夠在填充過程中將彈性體主體18固定(參見圖4)。此外,可以通過固定孔33的構(gòu)造來設(shè)定軸向方向上以及特別是徑向方向上的彈簧剛度。在填充過程之后可以將固定孔33封閉。
外套筒24圍繞彈性體主體18布置或圍繞彈性體主體18連同嵌入的軸承芯2布置,并且軸承罩4被壓入外套筒24中。在這種情況下,外套筒24以流體密封方式密封工作腔室28(特別是其腔室開口32)以及流體管道26。為了改善密封,在彈性體主體18的軸向端部處或軸承罩4的軸向端部處布置有由彈性體材料制成的徑向向外突出的周向密封唇34,所述周向密封唇與彈性體主體18形成為一體。抵接節(jié)段支撐件14朝向外套筒24支撐彈性體主體18的抵接區(qū)域35。密封唇34沿著彈性體主體18的整個圓周分別在軸向端部上周向接觸外套筒24的內(nèi)表面。另一方面,在抵接區(qū)域35中,彈性體主體18基本上完全倚靠在外套筒24的內(nèi)表面上,或者抵接區(qū)域35與外套筒24的內(nèi)表面之間的間隙小到使得在軸承芯2相對于軸承罩4在抵接節(jié)段支撐件14的方向上發(fā)生微小位移的情況下,該間隙被橋接,然后抵接區(qū)域35基本上完全倚靠在外套筒24的內(nèi)表面上。在每種情況中抵接區(qū)域35均由相應(yīng)的抵接節(jié)段支撐件14沿徑向方向從內(nèi)部基本上在整個長度或角度范圍上支撐,以便保證在彈性體主體18與外套筒24之間的特別好的力傳遞。
彈性體主體18被設(shè)計成使得軸承芯2優(yōu)選地在抵接節(jié)段支撐件14的方向上徑向位移。在這個方向(也可以被稱為“優(yōu)選方向”vr)上,彈性體主體18具有最小的彈簧剛度。由于軸承芯2相對于軸承罩4的徑向位移(特別是在優(yōu)選方向vr上),工作腔室28中之一的體積減小且另一個工作腔室的體積增大,使得阻尼流體從一個工作腔室28經(jīng)由流體管道26流動到另一個工作腔室28,并且在這種情況下引起阻尼。流體管道26形成為類似板的管道,即為平坦的、較寬、較短并且沿著軸承罩4的外周或流體管道節(jié)段支撐件12的外周延伸,以便獲得所需阻尼性能的較好可調(diào)節(jié)性。在每種情況中,流體管道26在其徑向內(nèi)部基部上(特別是在彈性體主體18中)具有兩個流動元件36,該流動元件沿圓周方向以槽或通道的形式延伸,以便影響阻尼流體的流動性能并且獲得減振器1的所期望的阻尼性能。流體管道26由流體管道節(jié)段支撐件12徑向向內(nèi)支撐,使得在高壓下也能防止流體管道26的變形,并且保證阻尼性能的改善的可調(diào)節(jié)性以及減振器1的更長使用壽命。
外套筒24布置在減振器質(zhì)量塊(absorbermass)40中為此設(shè)置的容納凹部38中并且固定在那里或被壓入容納凹部38中。減振器質(zhì)量塊40具有相對于容納凹部38同心布置的軸向安裝孔42。安裝孔42使得安裝螺釘能夠穿過軸承芯2和減振器質(zhì)量塊40,用于將減振器1安裝在部件上。安裝孔42的直徑小于軸承芯2的直徑,以便提供牢固的緊固。此外,該配置提供了軸向止動,這是因為在軸承芯2相對于減振器質(zhì)量塊40(從而也相對于軸承罩4和外套筒24)在一個方向上發(fā)生軸向位移時,軸承芯2的軸向端面44抵接安裝孔的邊緣46(參見圖4)。軸承芯2的軸向端面44的止動表面被彈性體主體18的彈性體材料覆蓋。
減振器1被設(shè)計成使得重心sp位于彈性體主體18的幾何中心中(參見圖4和圖5)。這樣,可以使得減振器1(特別是減振器質(zhì)量塊40)的翻滾運動最小化。
參考圖7至9更詳細(xì)地描述了減振器7的第二實施例。在以下對第二實施例的描述中,強調(diào)了與第一實施例不同的特征。因此,在沒有任何相反描述的情況下,可以假定上文對第一實施例給出的說明也相應(yīng)地適用于第二實施例。
第二實施例與第一實施例的區(qū)別首先在于軸承芯2和軸承罩4的構(gòu)造。特別是,軸承罩4的兩個抵接節(jié)段支撐件14各自具有兩個軸向偏移的徑向向內(nèi)突出的止動凸起16,并且軸承芯2具有兩個沿直徑方向布置的止動凸起16,在每種情況下該止動凸起在抵接節(jié)段支撐件14中之一的兩個止動凸起16之間沿軸向方向徑向向外突出。在從軸向方向觀察時,軸承罩4的止動凸起16與軸承芯2的止動凸起16重疊,使得軸承芯2相對于軸承罩4的位移不僅在徑向方向上受到限制,而且在兩個軸向方向上受到限制。軸承芯2的止動凸起16也可以被配置為連續(xù)的周向止動盤。
作為與第一實施例的另一個區(qū)別,軸承芯2在軸向方向上比軸承罩4更長,并且在軸承罩的端部處在一側(cè)或兩側(cè)上突出。盡管安裝孔42形成為大于軸承芯2的圓柱形部分,但其小于軸承芯2在軸承芯2的止動凸起16的區(qū)域中的直徑。這樣,同樣形成了牢固的緊固。此外,軸承芯2的端部可以延伸穿過安裝孔42。軸承芯2的端部的直徑與安裝孔42的直徑比率被選擇為:使得因此在軸承芯2的徑向外表面與安裝孔42的徑向內(nèi)表面之間形成端部止動件48,該端部止動件限制軸承芯2相對于減振器質(zhì)量塊40的運動。特別地,通過端部止動件48不僅能夠有效防止軸承芯2相對于減振器質(zhì)量塊40在徑向上的相對運動,而且能夠有效防止軸承芯相對于減振器質(zhì)量塊的扭轉(zhuǎn)。
最后,第二實施例的減振器1的彈性體主體18與第一實施例的區(qū)別在于:界定工作腔室28的膜30具有弓形構(gòu)造(參見圖9)。由于該弓形構(gòu)造,與s形構(gòu)造相比,可以增加彈簧剛度。應(yīng)當(dāng)理解,減振器的第一實施例也可以與弓形彈簧(取代s形構(gòu)造)結(jié)合。
圖10a和圖10b示出了根據(jù)圖9的減振器的流體管道26的變型。圖10a和圖10b中的流體管道26在每種情況中在其徑向內(nèi)部基部上(特別是在彈性體主體18中)具有兩個流動元件36,所述流動元件影響阻尼流體的流動性能并且可以確保減振器1所期望的阻尼性能。圖10a中的流動元件36是沿周向方向延伸的單個的、居中布置的凸起部分的形式。圖10b中的流動元件36被配置為圓形凸起部分。流動元件36中的四個布置在流體管道26的四個角落區(qū)域中,并且一個流動元件36居中地布置在流體管道26中。各個流動元件36的直徑和高度可以單獨地改變,并且流動元件36的數(shù)量和布置也可以改變,以便獲得阻尼流體的期望流動性能。
附圖標(biāo)記列表
1減振器
2軸承芯
4軸承罩
6軸向孔
8凹部
10環(huán)形部分
12流體管道節(jié)段支撐件
14抵接節(jié)段支撐件
16止動凸起
18彈性體主體
20止動表面
22通道
24外套筒
26流體管道
28工作腔室
30膜
32腔室開口
33固定孔
34密封唇
35抵接區(qū)域
36流動元件
38容納凹部
40減振器質(zhì)量塊
42安裝孔
44軸承芯的軸向端面
46安裝孔的邊緣
48端部止動件
vr優(yōu)選方向
sp減振器的重心