CN100445592C - 弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明属于弹簧，本发明在弹簧本体上设置了对弹簧的运动产生阻尼作用的含有液体高阻尼材料的阻尼结构。本发明由于在弹簧本身上设置了阻尼结构，当弹簧受力发生振动或变形时，阻尼材料随之产生变形，阻尼材料内会产生很大的内摩擦，消耗部分能量，使得变形受到阻碍、振动得以衰减；由于噪声也是振动造成的，因此噪声也大大减轻。本发明由于采用了高粘度液体阻尼材料，提供了较高的阻尼比，对多数机械设备及车辆结构的减振能够提供足够的阻尼比，即使在需要的阻尼比很高的场合，所需的额外阻尼也会小的多。在一般情况下就不再需要另外配合阻尼装置，从而简化了结构。另外，本发明还有效地消除了弹簧本身在固有频率下的共振。

Description

弹簧

技术领域

本发明属于弹簧。

背景技术

普通的弹簧一般由纯弹性材料制作而成，其阻尼很小，尤其是金属弹簧。在实践中，为了增大其阻尼，有时采用将弹簧外面套一层橡胶管或在弹簧表面硫化普通橡胶的做法，但是普通橡胶从根本上说是一种低阻尼、高弹性的粘弹性材料，在高频作用条件下，如对声频范围的振动和噪声，会有一定的阻尼效果，对大多数机械振动来说，其阻尼比只有1-3％，与弹簧并联使用时阻尼比更小，在大多数情况下阻尼比远远不够，例如对于一般车辆、设备的减振和隔振，要求阻尼比在10％-30％之间，这时必须配合额外的阻尼装置使用，使得结构复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种本身带有阻尼的弹簧。

为达到上述目的，本发明在弹簧本体上设置了对弹簧的运动产生阻尼作用的含有液体阻尼材料的阻尼结构。

本发明所说的弹簧，可以是任意弹簧，但主要是螺旋弹簧或碟簧，它至少部分地浸入液体阻尼材料中，弹簧至少为一个，也可以是多个串联或并联。

本发明所说的阻尼材料，包括任何具有较高材料阻尼比、能够提供足够阻尼的液体阻尼材料，为性能稳定、不易挥发、耐老化的高粘度液体，例如硅油、以及工作温度下呈粘滞状态的改良沥青等。

为了使弹簧本体及弹簧容易对中，在弹簧本体的上端或下端设置对中件结构，对中件是为了防止弹簧相对于工作位置的横向滑移，一般采用带外圆或内圆的金属板。对中件可见其它功能。

对于多片碟簧串联，还要设置导向件或利用强度较高的弹性材料如橡胶将碟簧约束为一体，以防止碟簧横向相互错位，导向件优先采用耐磨的金属管或棒。全密封时，导向件处采用密封圈联结密封。

弹簧中的液体阻尼材料优先采用全封闭结构以方便运输。

上述方案可以是以下具体方案：

1)簧丝或簧片浸入液体阻尼材料中，液体阻尼材料位于内外两个密封保护层之间的夹层内，夹层的上端和下端采用金属环密封；内密封层采用弹性材料或固体阻隔尼材料。

2)簧丝部分嵌入由弹性或粘弹性材料构成的管状体中，管状体内在簧丝之间有与簧丝延伸一致的空腔，空腔内灌满液体阻尼材料；管状体的空心内填充液体阻尼材料，管内壁有增大运动阻力的机构。

3)簧丝或簧片嵌入由弹性或粘弹性材料构成的管状体中，管状体内有环行的空腔，空腔内灌满液体阻尼材料。

4)螺旋弹簧的簧丝表面附有密封保护层，密封保护层与簧丝表面之间的夹层内灌注液体阻尼材料。

5)多个弹簧并列嵌入由弹性材料或固体阻尼材料构成的柱形体中，柱形体弹簧中心或弹簧之间设置空腔，空腔内灌充液体阻尼材料，设有增大弹簧本体运动阻力的机构。

上述方案中的弹簧本体数量可以是若干个，可以串联或并联。

本发明由于在弹簧本身上设置了阻尼结构，当弹簧受力发生振动或变形时，阻尼材料随之产生变形，阻尼材料内会产生很大的内摩擦，消耗部分能量。使得变形受到阻碍、振动得以衰减；由于噪声也是振动造成的，因此噪声也大大减轻。本发明由于采用了高粘度液体阻尼材料，提供了较高的阻尼比，对多数机械设备及车辆结构的减振能够提供足够的阻尼比，即使在需要的阻尼比很高的场合，所需的额外阻尼也会小的多。在一般情况下就不再需要另外配合阻尼装置，从而简化了结构。另外，本发明还有效地消除了弹簧本身在固有频率下的共振。由于弹簧处于阻尼液体或弹性、年弹性材料之中，还可防止弹簧氧化锈蚀。

附图说明

图1是本发明实施例1整体结构示意图；

图2是本发明实施例2整体结构示意图；

图3是本发明实施例3整体结构示意图；

图4是本发明实施例4整体结构示意图；

图5是本发明实施例5整体结构示意图；

图6是本发明实施例6整体结构示意图；

图7是本发明实施例7整体结构示意图；

图8是本发明实施例8整体结构示意图；

图9是本发明实施例9整体结构示意图；

图10是本发明实施例10整体结构示意图；

图11是本发明实施例11整体结构示意图；

图12是本发明实施例12整体结构示意图；

图13是本发明实施例13整体结构示意图；

图14是图13的剖视图；

图15是本发明实施例14整体结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

本发明实施例1的整体结构如图1所示，它包括螺旋弹簧1a和阻尼材料2，螺旋弹簧1a部分地浸入液体阻尼材料2中。液体阻尼材料2外有管状的密封保护层4，以及同时起密封和对中作用的上下端板6。为了增加阻尼剪切面积，在上下端板6上分别设置伸向液体内部的内、外阻尼筒7、8，螺旋弹簧1a受力产生变形时，弹簧本体和内外阻尼筒7、8会使液体阻尼材料2内产生相对剪切运动，并与螺旋弹簧1a及密封保护层4摩擦，由于液体阻尼材料2具有较大的内摩擦，它会产生始终与运动方向相反的阻尼力，以阻碍螺旋弹簧1a的变形。这种结构的弹簧由于变形受到较大限制，具有较大的阻尼比。

为了便于安装，对中件上下端板6为中心带凹孔的金属板，它能防止弹簧本体与金属板相对移动。

实施例2：

如图2所示，螺旋弹簧1a的簧丝部分浸入液体阻尼材料2中，液体阻尼材料2位于大小两个密封保护层4之间的夹层内，夹层的上端和下端采用金属环6密封对中

实施例3：

如图3所示，螺旋弹簧1a的簧丝部分浸入液体阻尼材料2中，液体阻尼材料2位于外周密封保护层4与中心的高阻尼橡胶柱5之间的夹层内，夹层上下端用金属环6密封对中。由于中心的高阻隔尼橡胶柱提供了额外阻尼，本实施例具有较大的阻尼。

实施例4：

如图4所示，长度基本相同、直径不同的两个螺旋弹簧1a同心套起来，它们的簧丝嵌入密封保护层中，密封保护层4是厚壁橡胶管，管中心的空腔内灌充液体阻尼材料2，上下用与橡胶管4一体的橡胶材料密封。与实施例2相比较，这种结构的刚度和承载能力更大。为增大阻尼，也可以增高实施例1中的带阻尼筒的上下端板6

实施例5：

如图5所示，螺旋弹簧1a的簧丝部分嵌入同时具有密封保护作用的弹性胶管4中，弹性胶管4内在簧丝之间有与簧丝延伸一致的全密封空腔，空腔内灌满液体阻尼材料2。为增大阻尼，弹性胶管4采用高阻尼聚胺酯材料。

实施例6：

图6所示，与实施例2相比较，密封保护层4呈波纹状，材料全部为橡胶。

实施例7：

图7所示的实施例7中，弹簧本体是碟簧1b，密封保护层4是金属，它同时能起到使蝶簧的对中、导向作用，为了全封闭，不影响弹簧变形，局部采用橡胶密封圈，其它与实施例子1相同。

实施例8：

图8所示的实施例8中，弹簧本体是碟簧1b，内层的导向管兼密封保护层4是金属的，其它与实施例2相同。本例未全封闭，实践中以全封闭为优选。

实施例9：

在图9所示的实施例9中，弹簧本体是碟簧1b，其它与实施例3相同

实施例10：

图10所示的实施例10中，弹簧本体是碟簧1b，其它与实施例4相同

实施例11：

图11所示的实施例11中，与实施例5相比较，蝶簧1b嵌入作为密封保护层的橡胶管4中，橡胶管4内设置有环行的全封闭空腔，空腔内灌满液体阻尼材料2，其它与实施例5相同

实施例12：

图12所示的实施例12中，与实施例6相比较，弹簧本体是蝶簧1b，内层密封保护层4是金属的，同时对蝶簧起到对中和导向作用，夹层上下两端的密封是金属环，其它与实施例6相同。

实施例13：

如图13、14所示，螺旋弹簧1a的簧丝表面附有密封保护层4，密封保护层4与簧丝表面之间的夹层内灌注液体阻尼材料2。这种结构的阻尼比较小，但线形非常好，并且完全能够起到抑制弹簧本身共振的作用。本结构适合弹簧阻尼比较小或变形较大的场合

实施例14：

如图15所示，多个弹簧1b并列嵌入由高阻尼橡胶构成的柱形体中，柱形体弹簧中心处设置空腔，空腔内灌充液体阻尼材料2，并设有实施例1中的上下端板和阻尼筒。由于多个弹簧并联，成本低，承载力大，设有阻尼结构，阻尼比较大；通过高阻尼橡胶集成为一体，易于安装和搬运、运输，同时还可防止弹簧锈蚀。

Claims (4)

1.一种弹簧，包括弹簧本体，还包括对弹簧本体的运动产生粘滞阻尼作用的含有液体阻尼材料的阻尼结构，液体阻尼材料外设置密封保护层，弹簧本体至少部分地浸入液体阻尼材料中或位于液体阻尼材料周围，在弹簧本体中心空腔内的液体阻尼材料中设置增大弹簧与液体阻尼材料之间相对运动阻力的结构，其特征在于所述增大弹簧与液体阻尼材料之间相对运动阻力的结构是指在管状的密封保护层的上下端板上分别设置伸向液体内部的内、外阻尼筒，弹簧本体受力产生变形时，弹簧本体和内外阻尼筒会与液体阻尼材料产生相对剪切运动，液体阻尼材料与弹簧本体及密封保护层摩擦。

2.根据权利要求1所述的弹簧，其特征在于所述弹簧本体是螺旋弹簧或蝶簧。

3.根据权利要求2所述的弹簧，其特征在于弹簧本体嵌入由弹性材料构成的管状体中，管状体的空心内填充液体阻尼材料，管内壁有增大运动阻力的机构。

4.根据权利要求2所述的弹簧，其特征在于多个弹簧并列嵌入由弹性材料构成的柱形体中，柱形体中在弹簧中心或弹簧之间设置空腔，空腔内灌充液体阻尼材料。

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