CN101012862A - 液压防振支撑装置及其制造方法 - Google Patents

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CN101012862A CNA2007100075328A CN200710007532A CN101012862A CN 101012862 A CN101012862 A CN 101012862A CN A2007100075328 A CNA2007100075328 A CN A2007100075328A CN 200710007532 A CN200710007532 A CN 200710007532A CN 101012862 A CN101012862 A CN 101012862A
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帕斯卡·尔珀蒂
弗兰克·罗比诺
埃尔韦·维加热
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    • F16F13/08—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper
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Abstract

一种液压防振支撑装置，包括通过弹性体本体(4)互连的第一刚性框体(2)和第二刚性框体(3)，所述弹性体本体(4)部分地限定出填充有液体的工作室(A)，所述第二框体(3)固定于弹性的弹性体壁(15)，所述弹性体壁(15)部分地限定出补偿室(B)，所述补偿室(B)经由受限的通道(C)与所述工作室(A)相通，所述工作室(A)和所述补偿室(B)通过固定于所述第二框体(3)的刚性分割物(16)而彼此隔开，所述第二框体(3)包括由塑料材料制成的第一部分(7)和第二部分(8)，所述第一部分(7)和所述第二部分(8)通过旋转摩擦焊接而组装在一起，并且分别固定于所述弹性体本体和所述弹性的弹性体壁。

Description

液压防振支撑装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及液压防振支撑装置及其制造方法。
更具体地说，本发明涉及一种液压防振支撑装置，其包括通过弹性体本体互连的第一刚性框体和第二刚性框体，所述弹性体本体部分地限定出填充有液体的工作室，所述第二框体固定于弹性的弹性体壁，所述弹性体壁部分地限定出补偿室，所述补偿室经由受限的通道与所述工作室相通，所述工作室和所述补偿室通过固定于所述第二框体的刚性分割物而彼此隔开，
背景技术
EP-A-0346227描述了一种完全令人满意的防振支撑装置。在该防振支撑装置中，第一和第二框体是由金属制成的，并且通过将金属部分夹紧在第二框体上而使液压室密封。
发明内容
本发明的目的在于对这类防振支撑装置提供进一步的改进，特别是为了改进与下面几个方面中的至少之一有关的性能：
-改善密封；
-降低生产成本；
-降低重量；
-更易于弹性体的粘合；
-简化制造过程；
-限制防振支撑装置的总体尺寸；以及
-限制或消除防振支撑装置所产生的寄生噪声。
为了这一目的，本发明提出了一种用于制造液压防振支撑装置的方法，所述防振支撑装置包括通过弹性体本体互连的第一刚性框体和第二刚性框体，所述弹性体本体部分地限定出填充有液体的工作室，所述第二框体固定于弹性的弹性体壁，所述弹性体壁部分地限定出补偿室，所述补偿室经由受限的通道与所述工作室相通，所述工作室和所述补偿室通过固定于所述第二框体的刚性分割物而彼此隔开，所述第二框体包括由塑料材料制成的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分通过焊接而组装在一起，并且分别固定于所述弹性体本体和所述弹性的弹性体壁；由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分在焊接区域彼此接触，从而围绕中心轴线形成对称的旋转面；所述方法包括焊接步骤，其中由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分焊接在一起，以形成所述第二框体，从而使所述工作室和所述补偿室密封。
由于这些配置，因而不必夹紧金属部分而使液压室密封，并从而提高了这种密封的可靠性。
此外，简化了制造防振支撑装置的方法(摩擦焊接设备比冲压机或注铝液压机更容于并入弹性体组件的生产线，并且总的来说降低了其生产成本(由于制造过程简化，并且与金属相比塑料材料的成本较低)。
与现有技术的防振支撑装置相比，总的来说减小了防振支撑装置的总体尺寸和重量。
此外，如果所使用的弹性体和塑料材料彼此兼容(特别是如果所使用的弹性体或至少弹性体之一为热塑性弹性体)，那么将方便弹性体与第二框体的粘合。
最后，由于第二框体由塑料材料制成，因此其动态振动模式显著地受到抑制，采用这种方式来限制或消除通常可能由金属框体产生的寄生噪声。这是因为金属框体的动态振动模式几乎不会受到抑制，并且这些动态模式也是难于控制的，因为它们会由于防振支撑装置的不同而不同，并且取决于通过组装而引入到材料中的约束。
在根据本发明的方法的不同实施方案中，如果需要的话，也可以采用以下配置中的一种配置和/或另一种配置：
-由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分中的每一个在所述焊接区域都至少包括第一圆形肩部和第二圆形肩部，由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分的所述第一肩部彼此相对，并平行于所述中心轴线，而由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分的所述第二肩部彼此相对，并平行于所述中心轴线，所述第一肩部和所述第二肩部被设置成，在所述焊接过程开始当由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分相互挤压时，仅所述第一肩部彼此接触，而在所述焊接过程中所述第一肩部熔化，从而允许由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分朝向彼此移动，直到所述第二肩部也彼此形成接触并接下来熔化为止；
-由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分在所述焊接过程中以600至800r.p.m的速度相对于彼此转动。
本发明还提出了一种采用如上所述的方法制作的支撑装置，所述防振支撑装置包括通过弹性体本体互连的第一刚性框体和第二刚性框体，所述弹性体本体部分地限定出填充有液体的工作室，所述第二框体固定于弹性的弹性体壁，所述弹性体壁部分地限定出补偿室，所述补偿室经由受限的通道与所述工作室相通，所述工作室和所述补偿室通过固定于所述第二框体的刚性分割物而彼此隔开，所述第二框体包括由塑料材料制成的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分通过焊接而组装在一起，并且分别固定于所述弹性体本体和所述弹性的弹性体壁；由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分在焊接区域彼此接触，从而围绕中心轴线形成对称的旋转面。
在根据本发明的防振支撑装置的不同的实施方案中，如果需要的话，也可以采用以下配置中的一种配置和/或另一种配置：
由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分在焊接区域彼此接触，从而形成对称的旋转面，其中由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分焊接在一起；
所述分割物以相对于所述第二框体转动的方式固定；
所述弹性的弹性体壁由弹性体热塑性塑料制成，并且被覆盖注塑在由塑料材料制成的所述第二部分上；
所述第一框体为金属制的，并且其大部分被覆盖注塑有所述弹性体本体；
所述第二框体固定于具有U形截面的移动限制部件，所述移动限制部件覆盖所述第一框体和所述弹性体本体，所述弹性体本体具有适于对所述限制部件施加压力的凸起；
所述限制部件由塑料材料制成。
所述限制部件包括位于两个相对的侧向边缘之间的以下部分：
·覆盖所述第一框体(2)的上部腹板(21)；
·两个侧翼(22)，每个侧翼(22)都在所述腹板(21)的不同侧面延伸到自由端；
·连接部件，用于将位于所述侧向边缘之一的所述两个侧翼的自由端互连，并且所述第二框体被安装到通常为U形的沟槽中，其中所述沟槽形成于所述侧翼的自由端和所述连接部件中；
所述第二框体具有将外部与内部空间相连的填充孔，其中所述内部空间包括工作室、补偿室和受限的通道，所述填充孔被阻塞。
所述第一部分和所述第二部分由增强的玻璃纤维聚酰胺制成。
所述玻璃纤维的重量不超过所述玻璃材料重量的35％。
附图说明
本发明的其它特征和优点将通过以下参照附图对示例的非限制性实施方案的描述而变得清楚，其中：
图1是根据本发明的一个实施方案的防振支撑装置的透视图；
图2是在另一个方向上观察的图1的防振支撑装置的透视图；
图3是图1和图2的防振支撑装置的正视图；
图4和图5是图1至3的防振支撑装置的垂直剖面图，其中图4示出了沿着图5中的线IV-IV剖开的截面，而图5示出了沿着图4中的线V-V剖开的截面；
图6是沿着图5中的线VI-VI剖开的截面的详细图；以及
图7是与图4类似的截面图，其中示出了在将由塑料材料制成的两个部分组装起来以形成第二框体之前的防振支撑装置。
具体实施方式
在不同的附图中，相同的附图标记表示相同或相似的组件。
图1至5示出了液压防振支撑装置1，其中液压防振支撑装置1例如预期将机动车辆的动力单元与车辆的本体相连。液压防振支撑装置1具有通过弹性体本体4互连的第一刚性框体2和第二刚性框体3。
在本文所考虑的实施例中，所述弹性体本体具有基本上切去顶端的圆锥形状，并且在以下两个部分之间沿着通常垂直的中心轴线Z延伸：
-环形基座5，其被再注塑成型并被焊接到第二框体3的一部分上；
-顶部6，其被再注塑成型并被焊接到第一框体2的一部分上(参见图4和图5)。
第一框体2，其可以例如预期与车辆的动力单元相连，并且特别可以采取薄片状轧制件的形式，以便沿着垂直于轴线Z的横向轴线Y形成开放的套筒。所述第一框体通常(并且完全优选)与弹性体本体一起再注塑成型，以便抑制由所述薄片状轧制件的动态振动模式引起的所有寄生振动。
第二框体3包括由塑料材料制成的第一部分7和第二部分8，其中第一部分7和第二部分8通过焊接而组装在一起。两个部分7、8由相同的塑料材料制成，或者由可以焊接在一起的不同的塑料材料制成。
例如，部分7、8可以均由具有玻璃纤维填料的聚酰胺66制成，其中玻璃纤维填料占小于35％的重量(例如，约30％)。
在这种情况下，由塑料材料制成的第一部分7采取垂直于轴线Z延伸的环形板的形式，其中其内部圆形轮廓以轴线Z为中心，弹性体本体的基座5被再注塑成型并被焊接到该内部圆形轮廓上，并且第一部分7具有基本为矩形的外部轮廓。由塑料材料制成的第一部分7还具有上表面和下表面，其中所述上表面例如可以覆盖有与弹性体本体的基座5一体形成的弹性体层，而所述下表面设有以轴线Z为中心且向下开口的圆形槽10(参见图4、5和7)。
由塑料材料制成的第二部分8为管状，其圆形截面以轴线Z为中心，并且在安装和焊接到槽10中的第一端11和自由的第二端12之间沿着所述轴线Z延伸。
此外，在第一端11附近，由塑料材料制成的第二部分8具有外凸缘13，外凸缘13具有与由塑料材料制成的第一部分7的外部轮廓相同的形状，并且被设置成与所述外部轮廓对准。由塑料材料制成的第二部分8还具有限制部分，所述限制部分在外凸缘13和第二端12之间形成朝上的肩部14。
薄膜形式的挠性弹性体壁15也在由塑料材料制成的第二部分8的内部再注塑成型，并且优选在由塑料材料制成的所述第二部分的肩部14和第二端12之间再注塑成型。该挠性壁15可以有利地由弹性体热塑性塑料制成，例如Hutchinson Group上市的Vegaprene。在这种情况下，弹性的弹性体壁15仅通过再注塑成型便可以粘附到由塑料材料制成的第二部分8上，而无需在弹性体与由塑料材料制成的第二部分之间增加粘合剂。有利地，挠性壁15的弹性体沿着弹性体本体4的方向与肩部14划界(line)。
如图4、5和7所示，防振支撑装置1还具有刚性分隔物16，在示出的实施例中，刚性分割物16包括两个由塑料材料制成的成阶层的栅格(grid)17、18，成阶层的栅格17、18以清除的程度围绕中央的隔离阀19，并且在它们之间限定出包围隔离阀19的环形受限的通道C。
弹性体本体4、第二框体3和弹性的弹性体壁15从而限定出密封的内部空间，该内部空间中充满液体并且被分割物16分割成紧邻弹性体本体4的工作室A和紧邻弹性的弹性体壁15的补偿室B。工作室A通过受限的通道C而与补偿室B相通。
此外，如图1至3所示，第二框体3被固定于由塑料材料制成的移动限制部件20，其中移动限制部件20例如由具有玻璃纤维填料的聚酰胺66或其它材料构成。
移动限制部件20覆盖第一框体2和弹性体本体4，并且通常具有U形截面，以及具有：
-覆盖第一框体2的基本水平的上部腹板(web)21；以及
-两个侧翼22，其中每个侧翼22都从上部腹板21的不同侧面向下延伸到自由端23。每个侧翼22还在自由端23附近具有外凸缘24，并且外凸缘24设有固定孔25，用于固定限制部件1，从而将第二框体3固定于车辆的本体。
所述限制部件沿着侧向边缘26、27之间的前述的轴线Y延伸。在侧向边缘27处，所述限制部件的两个侧翼的自由端23通过连接部件28互连。连接部件28和两个侧翼的自由端23在它们之间限定出通常为U形的沟槽29，在沟槽29中由塑料材料制成的第一部分7和由塑料材料制成的第二部分的外凸缘13紧密配合。弹性体层9方便了沟槽29中的紧密组合，其中弹性体层9覆盖由塑料材料制成的第一部分7的上表面，并且在由塑料材料制成的第一部分7的上表面和沟槽29的相对表面之间被垂直压缩。
限制部件20借助于在所述第一框体上形成的弹性体本体的凸起30、31来限制第一框体2的移动。凸起30适于在垂直于前述方向Y和Z的横向X对限制部件的侧翼22施加压力，而凸起31则适于在轴线Z的方向上对限制部件的腹板21施加压力。
最后，如果需要的话，所述防振支撑装置可以具有填充孔32，其中填充孔32形成于第二框体的由塑料材料制成的第二部分8中。填充孔32允许所述防振支撑装置的内部空间A、B和C与外部相通。在所述防振支撑装置的内部空间排出液体和填充液体之后，该填充孔32例如被强力配合到其中的球体33或者被任何其它的阻塞装置阻塞(参见图5)。
如图7所示，在制造所述防振支撑装置时，首先制作下面的两个子组件：
-第一子组件，其包括在第一框体2上再注塑成型的弹性体本体4和由塑料材料制成的第一部分7；以及
-第二子组件，其包括由塑料材料制成的第二部分8，在其中再注塑成型弹性的弹性体壁15，并且在其中安装刚性分割物16。
有利地，在上述两个部分不可能围绕轴线Z发生相对转动的情况下，将刚性分割物1 6安装到由塑料材料制成的第二部分8中。例如，如图6所示，由塑料材料制成的第二部分8可以在局部设有垂直的肋，该垂直的肋渗透到形成于刚性分割物的栅格17的外部的相应沟槽17a中。
在制作了这两个子组件之后，通过例如超声焊接、热刀片焊接(hotblade welding)、激光焊接或摩擦焊接的任何公知的焊接方法，将由塑料材料制成的第一部分7和第二部分8安装并焊接在一起。在本文所考虑的实施例中，可以利用例如摩擦焊接，通过使由塑料材料制成的第二部分8和刚性分割物16围绕轴线Z转动，而同时保持由塑料材料制成的第一部分7固定，以及同时采用一定程度的压力将由塑料材料制成的第二部分8的第一端11结合到由塑料材料制成的第一部分7的圆形沟槽10中。对于防振支撑装置的通常尺寸来说，由塑料材料制成的第二部分8的转速例如可以约为每分钟600至800转。
有利地，由塑料材料制成的第一部分7的圆形沟槽10和由塑料材料制成的第二部分8的第一端11呈阶梯状，以便于塑料材料的摩擦熔化。
特别地，在所考虑的实施例中，沟槽10从外到内具有肩部34、较深的肩部35以及更深的槽36，并且槽36本身朝向内部跟随有比肩部34浅的肩部37。
由塑料材料制成的第二部分8的第一端11从外到内具有：
-肩部38；
-肩部39，其位于比肩部38高的平面上；
-肩部40，其由第一端11的端面形成；以及
-肩部41，其位于比肩部38低的平面上。
在摩擦焊接过程中，肩部40首先与肩部35形成接触，这样导致这两个肩部熔化，并且使得由塑料材料制成的第一部分7和第二部分8彼此靠近。肩部39然后与肩部34形成接触，从而导致这两个肩部熔化，直到由塑料材料制成的第二部分8的第一端11被完全安装到由塑料材料制成的第一部分7的沟槽10中为止。在焊接过程结束时，在凸缘13与由塑料材料制成的第一部分7的外部轮廓形成几何匹配的标有刻度的(indexed)位置，使由塑料材料制成的第二部分8停止转动。
在焊接过程之后，通过前述的填充孔32来填充防振支撑装置的内部空间。
上面描述的防振支撑装置按照如下的传统方式工作：
-当第一框体2和第二框体3经受沿着轴线Z的、相对较大幅度(例如大于1毫米)和相对较小频率(例如小于20Hz)的相对的振动移动时，这些移动在阻尼作用下使得液体在工作室A和补偿室B之间经由受限的通道C传输；以及
-当第一框体2和第二框体3经受相对较小幅度(例如小于1毫米)和相对较大频率(例如大于20Hz)的相对的振动移动时，这些移动本质上导致隔离阀19在两个栅格17、18之间产生较小幅度的移动，从而使得所述振动被过滤，并防止所述振动从一个框体传递到另一个框体。

Claims (13)

1.一种用于制造液压防振支撑装置的方法，所述防振支撑装置包括通过弹性体本体(4)互连的第一刚性框体(2)和第二刚性框体(3)，所述弹性体本体(4)部分地限定出填充有液体的工作室(A)，所述第二框体(3)固定于弹性的弹性体壁(15)，所述弹性体壁(15)部分地限定出补偿室(B)，所述补偿室(B)经由受限的通道(C)与所述工作室(A)相通，所述工作室(A)和所述补偿室(B)通过固定于所述第二框体(3)的刚性分割物(16)而彼此隔开，所述第二框体(3)包括由塑料材料制成的第一部分(7)和第二部分(8)，所述第一部分(7)和所述第二部分(8)通过焊接而组装在一起，并且分别固定于所述弹性体本体(4)和所述弹性的弹性体壁(15)；
由塑料材料制成的所述第一部分(7)和所述第二部分(8)在焊接区域彼此接触，从而围绕中心轴线(Z)形成对称的旋转面；
所述方法包括焊接过程，其中由塑料材料制成的所述第一部分(7)和所述第二部分(8)焊接在一起，以形成所述第二框体(3)，从而使所述工作室(A)和所述补偿室(B)密封；并且
在所述焊接过程中，由塑料材料制成的所述第一部分(7)和所述第二部分(8)围绕所述中心轴线(Z)相对于彼此转动，同时由塑料材料制成的所述第一部分(7)和所述第二部分(8)在所述焊接区域相互挤压，从而形成摩擦焊接。
2.如权利要求1所述的方法，其中由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分((7、8)中的每一个都至少包括在所述焊接区域的第一圆形肩部和第二圆形肩部((35、40；34、39)，由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分的所述第一肩部(35，40)彼此相对，并平行于所述中心轴线(Z)，而由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分的所述第二肩部(34，39)彼此相对，并平行于所述中心轴线(Z)，所述第一肩部和所述第二肩部被设置成，在所述焊接过程开始当由塑料材料制成的所述第一部分(7)和所述第二部分(8)相互挤压时，仅所述第一肩部(35，40)彼此接触，而在所述焊接过程中所述第一肩部(35，40)熔化，从而允许由塑料材料制成的所述第一部分和所述第二部分朝向彼此移动，直到所述第二肩部(34，39)也彼此形成接触并接下来熔化为止。
3.如权利要求1和2中的任意一项所述的方法，其中由塑料材料制成的所述第一部分(7)和所述第二部分(8)在所述焊接过程中以600至800r.p.m的速度相对于彼此转动。
4.一种采用如权利要求1至3中的任意一项所述的方法制成的防振支撑装置，包括通过弹性体本体(4)互连的第一刚性框体(2)和第二刚性框体(3)，所述弹性体本体(4)部分地限定出填充有液体的工作室(A)，所述第二框体(3)固定于弹性的弹性体壁(15)，所述弹性体壁(15)部分地限定出补偿室(B)，所述补偿室(B)经由受限的通道(C)与所述工作室(A)相通，所述工作室(A)和所述补偿室(B)通过固定于所述第二框体(3)的刚性分割物(16)而彼此隔开，所述第二框体(3)包括由塑料材料制成的第一部分(7)和第二部分(8)，所述第一部分(7)和所述第二部分(8)通过焊接而组装在一起，并且分别固定于所述弹性体本体(4)和所述弹性的弹性体壁(15)，由塑料材料制成的所述第一部分(7)和所述第二部分(8)在焊接区域彼此接触，从而围绕中心轴线(Z)形成对称的旋转面。
5.如权利要求4所述的防振支撑装置，其中所述分割物(16)以相对于所述第二框体(3)转动的方式固定。
6.如权利要求4和5中的任意一项所述的防振支撑装置，其中所述弹性的弹性体壁(15)由弹性体热塑性塑料制成，并且被覆盖注塑在由塑料材料制成的所述第二部分上。
7.如权利要求4至6中的任意一项所述的防振支撑装置，其中所述第一框体(2)为金属制的，并且其大部分被覆盖注塑有所述弹性体本体(4)。
8.如权利要求4至7中的任意一项所述的防振支撑装置，其中所述第二框体(3)固定于具有U形截面的移动限制部件(20)，所述移动限制部件(20)覆盖所述第一框体(2)和所述弹性体本体(4)，所述弹性体本体(4)具有适于对所述限制部件(20)施加压力的凸起(30，31)。
9.如权利要求4至8中的任意一项所述的防振支撑装置，其中所述限制部件(20)由塑料材料制成。
10.如权利要求4至9中的任意一项所述的防振支撑装置，其中所述限制部件(20)包括位于两个相对的侧向边缘(26，27)之间的以下部分：
-覆盖所述第一框体(2)的上部腹板(21)；
-两个侧翼(22)，其中各个所述侧翼(22)都从所述上部腹板(21)的不同侧面延伸到自由端(23)；以及
-连接部件(28)，用于将位于所述侧向边缘之一的所述两个侧翼的自由端(23)互连；并且
所述第二框体(3)被安装到通常为U形的沟槽(29)中，其中所述沟槽(29)形成于所述侧翼的自由端(23)和所述连接部件(28)中。
11.如权利要求4至10中的任意一项所述的防振支撑装置，其中所述第二框体(3)具有将外部与内部空间相连的填充孔(32)，其中所述内部空间包括工作室(A)、补偿室(B)和受限的通道(C)，所述填充孔被阻塞。
12.如权利要求4至11中的任意一项所述的防振支撑装置，其中所述第一部分(7)和所述第二部分(8)由增强的玻璃纤维聚酰胺制成。
13.如权利要求12所述的防振支撑装置，其中所述玻璃纤维的重量不超过所述玻璃材料重量的35％。
CNA2007100075328A 2006-02-01 2007-02-01 液压防振支撑装置及其制造方法 Pending CN101012862A (zh)

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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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