CN102007316B - 带有填料的阻尼振动部件的插入件 - Google Patents

Abstract

一种插入件，具有主体，该主体限定腔室，该腔室中保持有填料。当插入件被承载于部件中并且当部件振动时，该主体和该填料之间的相对运动帮助阻尼部件中的振动。

Description

带有填料的阻尼振动部件的插入件

技术领域

发明公开的领域总体上涉及包括用于帮助阻尼部件中的振动的产品和方法，以及用于与部件共同来帮助阻尼部件中的振动的插入件。

背景技术

某些部件在使用时遭受各种振动或其他的摆动。这些振动可能有不好的效果，例如尤其是产生噪音、具有增加的频率振幅，或具有延长的振动方式周期。在这些部件中可以使用插入件来帮助阻尼或以其他方式消除振动。

发明内容

一个代表性的实施例可以包含一种产品，该产品可包含插入件，插入件具有可限定腔室的主体。该腔室可从第一端延伸到第二端。第一端可以闭合，第二端也可以闭合。填料可以保持在腔室中。其中当插入件被部件承载时，并且如果当部件振动或以其他方式摆动时，该主体和该填料之间的相对运动可帮助阻尼部件中的振动或其他摆动。

另一个代表性的实施例可以包含一种产品，该产品可包含部件和至少一个插入件。该部件可以通过铸造方法制造。该至少一插入件可以至少部分地承载于部件中。该至少一个插入件可以具有主体，主体可限定腔室，并且填料可以被保持在腔室中。如果当部件遭受振动或其他摆动时，该至少一个插入件可帮助阻尼部件中的振动和其他的摆动。

另一个代表性的实施例可以包含一种制造产品的方法。该方法可包括提供中空且至少部分地填充有填料的主体。该方法还可以包括闭合主体的端部以限定腔室，从而将该填料捕集在主体中；并且还可以包括把该主体至少部分地插入该部件中。

另一个代表性的实施例可以包含一种产品，该产品可包括制动器转子。制动器转子可包括颊板部分、毂部分和插入件。毂部分可从该颊板部分延伸。颊板部分可以通过铸造在插入件上而形成，使得插入件在所有侧都被颊板部分限制。该插入件可具有从闭合的第一端延伸到闭合的第二端的主体。在第一端和第二端之间可限定腔室，填料可保持于该腔室中，以帮助阻尼制动器转子中的振动或其他的摆动。该填料可由第一材料组成，并且该主体可由第二材料组成，该第一材料可以比该第二材料具有更低的熔化温度。

另一个代表性的实施例可以包含一种方法，该方法包括：提供独立阻尼部件，并且在独立阻尼部件的至少部分的上面或周围使材料固化，以提供固化主体部分。在可选的代表性实施例中，该固化主体部分包括金属、合金、或任何合适材料中的至少一种。

本发明的其他代表性的实施例将通过下面提供的详细描述变得更清楚。可以理解，详细描述和具体实例虽然揭示了本发明的代表性实施例，但是仅用于说明本发明，而不是限制本发明的范围。

附图说明

本发明代表性的实施例从这些详细说明和附图中将得到更全面的理解。其中：

附图1是铸造有插入件的部件的一个实施例的截面图。

附图2是制造带有插入件的部件的方法的一个实施例的示意图。

具体实施方式

实施例的下列描述实质上仅仅是代表性的(示意性的)，并且决不意味着限制本发明、其应用或使用。

附图揭示出一种部件，例如汽车部件，其具有插入件10以帮助阻尼或以其他方式消除部件中的振动或其他的摆动。该汽车部件可能是会受到振动的汽车中的任何部件，例如制动器转子12、电动马达、变速箱壳体、排气歧管、汽缸盖、支架等等。其他的部件可包含非汽车应用，包含但不限于运动设备、机架器具、制造设备，例如车床、铣床/磨床/钻床或其他遭受振动的部件。这些部件可通过多种不同的制造方法来制造，这些方法包括但不局限于铸造、机械加工、喷射模制或其他任何合适的方法。在所示的实施例中，，当一对衬垫通过卡钳压向制动器转子以产生减缓或停止相关联的汽车的摩擦时，制动器转子12可能遭受振动。

制动器转子12可以是如附图所示的固体型的，可以是具有多个叶片的开口型的(没有示出)，或者可以是其他类型。如附图1所示，制动器转子12可以包含颊板部分14，和从颊板部分延伸的毂部分16。颊板部分14可以包含第一颊板表面18和相对的第二颊板表面20，它们每个或一起构成制动器转子12的制动面或摩擦面。在本实施例中，颊板部分14还可以具有第一内表面22和相对的第二内表面24。所有的表面18、20、22和24可以沿着制动器转子12的圆周连续延伸。毂部分16可以从颊板部分14轴向地延伸，并且可以限定中心孔26且可以限定多个螺栓孔27。

制动器转子12可以通过铸造方法制造，以制造整体式制动器转子。在可选的代表性实施例中，制动器转子12可以由铁，钛，铝，镁，钢或多种其他合金或金属基体复合材料中的任一种制成。本领域的技术人员知道，所使用的精确铸造方法，包括步骤的个数，步骤的顺序，每个步骤中的参数等等在具体部件之间可能不同。例如，铸造方法可能是竖直的或水平的方法，并且可能是砂型铸造方法。作为一个实例，铸造模制机可以包含第一半模28和第二半模30，当闭合时，形成限定制动器转子12的形状的腔室。简单来说，熔融材料通过通道32进入该腔室，然后固化形成制动器转子12。

当部件振动或以其他方式摆动时，插入件10可同部件一起使用来帮助阻尼部件中的振动和其他的摆动。例如，插入件10可以通过能量吸收来帮助消除部件中的振动、摆动和其他相关影响。当部件振动时，在插入件10的主体34和填料36之间形成的界面处的相对滑动或其他运动吸收能量，例如振动，因此阻尼振动。在填料36是固体的情况下，能量通过主体34和填料之间的相对滑动和其他运动产生摩擦来吸收，因此可以阻尼振动。替代性地，插入件10可以是独立的阻尼装置，就是说，插入件10自身吸收能量并且阻尼振动，与其所插入的具体部件无关。在这个例子中，插入件10可以自身阻尼，不需要与装置的其余部分协作，或者插入件可以与装置的其余部分协作，使得插入件相对于装置的其余部分的运动产生阻尼，并且插入件自身阻尼。

除了附图所示的，插入件10可以有多种形状、尺寸和数量，以适应不同的部件。例如，多个矩形的插入件可以插入到部件中的分隔的位置以阻尼这些位置处的振动。插入件10可以连接到产品的主体部分或颊板部分14，或者可以自由运动。在可选的实施例中，连接可通过例如金属铸造、焊接、胶接、紧固、或喷射模制来完成。附图2示出了用于制动器转子12的一个实例，其中插入件10具有大体上管状或圆柱状的形状，其最后形成为具有大体上椭圆截面轮廓的开口环形状。当使用时，插入件10可以完全位于具体的汽车部件内部并且与该部件连接，如示例性制动器转子12中所示。在其他例子中，插入件10可以部分地位于汽车部件中，或以其他方式暴露在汽车部件的外部，并且仍然阻尼振动。那就是说，插入件10的外表面可以暴露且可以与部件的外表面齐平，其中插入件将是嵌体。

主体34可以形成插入件10的外部结构，并且可以包住填料36。在所示的实中，主体34可以完全裹住填料36。主体34可以由不同的材料组成，包括铸铁，灰铸铁，铝，镁，钢，不锈钢，和任意其他的各种合金或金属基体复合材料。主体34可以限定具有内表面40的腔室38，以在其中保持填料36。腔室38可以从第一端42延伸到第二端46，第一端限定了第一开口44，第二端限定了第二开口(没有示出)。第一和第二开口可以通过包括冲压、堵塞、焊接等等的各种技术被闭合以密封腔室38中的填料36。

在一些实施例中，内表面40可以被涂敷，以方便在主体34和填料36之间的能量吸收，并且因此帮助阻尼振动。合适的涂层可以包含多个微粒，微粒可以通过无机粘接剂、有机粘接剂或其他合适的连接材料彼此连接和/或连接到内表面40，或连接到填料36的外表面(在固体填料的情况下)。合适的粘接剂可以包括环氧树脂、磷酸粘接剂、铝酸钙、硅酸钠、木粉或粘土。在一个实施例中，涂层可以作为硅酸铝基的有机连接难熔混合料的液态散布的混合物而沉积在内表面40上或沉积到填料36的外表面。在其他实施例中，涂层可以包含氧化铝或硅石微粒中的至少一种，其与木质素磺酸盐粘接剂、方晶石(SiO₂)、石英、或钙木质素磺酸盐相混合。该钙木质素磺酸盐可以作为一种粘接剂。在一种实施例中，涂层可以包含在涂层浇铸桶或容器中使用的任意类型的涂层，例如IronKote或Ladlekote型涂层。在一种实施例中，液体涂层可以沉积在内表面40的部分上或填料36的外表面上，并且可以包含高温Ladlekote310B。在另一种实施例中，涂层可以包含粘土、Al₂O₃、SiO₂、石墨和粘土的混合物、碳化硅、硅氮化物、堇青石(镁-铁-铝硅酸盐)、莫来石(铝硅酸盐)、氧化锆(锆氧化物)、或页硅酸盐中的至少一种。在一个实施例中，涂层可以包含纤维，例如陶瓷或矿物纤维。

涂层的精确厚度可以不同并且可以尤其由主体34或填料36或两者所使用的材料以及所希望达到的阻尼振动的程度所规定。厚度示例的范围可以在约1-400微米，10-400微米，30-300微米，30-40微米，40-100微米，100-120微米，120-200微米，200-300微米，200-550微米，或是这些范围的变化。

在一个实施例中，涂层可以沉积在插入件10的至少一个外表面上。

填料36可以提供反作用物质，当具体部件振动时，其抵靠主体34的内表面40运动或以其他方式接触该内表面。填料36可以完全填充腔室38或者可以仅仅部分地填充腔室。填料36可以由吸收主体34的能量的物质组成，并且可以由金属、金属合金、聚合体、陶瓷、塑料或粉末材料组成；或者可以是固体，例如镓、石蜡等，其能在热量作用下转化成液体；或者可以是液体，其能在磁场作用下转化成固体，例如磁流变(MR)流体，或在电场的作用下转化成固体，例如电流变(ER)流体。

在至少一个实施例中，填料36可以由第一材料组成，而主体34可以由第二材料组成，第二材料比第一材料的熔化温度高，并且汽车部件可以由第三材料组成，第三材料比第二材料的熔化温度低。这种关系使得填料36能够由比其中使用插入件10的部件的物质具有更低熔化温度的物质组成。在某些情况下，这种物质同其它具有较高熔化温度的物质相比可以展现出更好的阻尼特性，并且当部件被铸造时，较低熔化温度的物质将熔化。例如，填料可以由磁流变流体组成，该部件例如制动器转子12可以由铸铁组成，该铸铁的熔化温度在大约2700°F(1482℃)，并且主体34可以由钢组成，其具有比制动器转子12更高的熔化温度。这意味着熔化的铸铁可以灌注到钢主体上而不会使主体熔化且因而不会使磁流变填料熔化。通过这种方式，主体34保护了填料36。

附图2揭示了一种方法的实例，该方法可以用于制造插入件10，并且把它插入制动器转子12。本领域的技术人员可以理解，包含步骤的个数、步骤的顺序、每个步骤的参数等等的精确方法可能不同，并且可以由例如使用的材料、插入件的尺寸和形状、以及部件的尺寸和形状这些因素来规定。在这个实例中，方法可包括多个步骤。在步骤50中，主体34以伸长的中空主体的形式来提供，其可以通过铸造、机加工等形成。在步骤52中，主体34和腔室38可以被填料36填充，并且第一和第二开口可以被闭合。这里，主体34可以完全或部分地填充填料36。在步骤54中，主体34可以弯曲成期望的形状，例如这里图中所示的开口环形状；在一些实施例中，可以不需要这一步骤。本领域的技术人员知道合适的弯曲方法例如滚动型弯曲方法。在步骤56中，主体34可以至少部分地变平，使得主体将装配进部件中。这里，主体34可以变平成具有椭圆形的截面轮廓，使得插入件10能装配进制动器转子12的颊板部分14；在一些实施例中，这个步骤可以不需要。本领域的技术人员知道合适的变平方法包括冲压方法、挤压方法等。在步骤58中，主体34插入部件中。这里，插入件10可以完全现场浇注进制动器转子12的颊板部分14中并完全被颊板部分14限制。这种现场浇注方法可以通过使用定位销、夹子、磁铁等完成，从而把插入件10悬挂和定位在颊板部分14中。

插入件10和制造插入件且把插入件插入部件的方法的其他实施例没有被图示或描述。例如，如所提到的，插入件10可以是直的形状或不弯曲的形状，其中不需要执行弯曲步骤54。还有，如所提到的，插入件10可以有比图示更小的形状，其中多于一个的插入件可以在可能遭受振动的各个位置处插入具体部件。在另一个实施例中，插入件10可以被焊接成插入部件中。以制动器转子12为例，制动器转子可以有第一半部，其被铸造成暴露第一内表面22，并且可以有第二半部，其被铸造成暴露第二内表面24。插入件10可以位于内表面22、24之间，并且第一和第二半部可以焊接或以其他方式固定在一起，以便包封插入件10。

本发明实施例的如上描述仅仅是其本质的示例性描述，因此，本发明的各种变形不能被认为脱离本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种制造用于阻尼部件中的振动的产品的方法，该方法包括：

提供具有主体的插入件，该主体限定从第一端延伸到第二端的腔室；

用填料至少部分地填充所述腔室；

闭合第一端和第二端以限定所述腔室，并且将该填料捕集在主体中；和

将该主体至少部分地插入该部件中；

其中当插入件被部件承载并且部件振动时，该主体和该填料之间的相对运动帮助阻尼部件中的振动。

2.如权利要求1所述的方法，其中该填料由第一材料组成，并且该主体由第二材料组成，该第一材料比该第二材料具有更低的熔化温度。

3.如权利要求1所述的方法，其中该填料由第一材料组成，并且该部件由第三材料组成，该第一材料比该第三材料具有更低的熔化温度。

4.如权利要求1所述的方法，其中该填料完全填充该腔室。

5.如权利要求1所述的的方法，其中通过铸造方法制造所述部件。

6.如权利要求5所述的方法，其中该插入件在所有侧都被该部件限制。

7.如权利要求6所述的方法，其中该主体具有大体上椭圆形的截面轮廓，并且该主体从闭合的第一端延伸至闭合的第二端，该主体具有大体上开口的环形，并且该腔室被该主体完全限制在第一端和第二端之间。

8.如权利要求5所述的方法，其中该插入件至少部分地焊接在部件中。

9.如权利要求5所述的方法，其中该部件是制动器转子，其包含颊板部分和从颊板部分延伸的毂部分，该插入件是单个的插入件，其至少部分地承载于该颊板部分中。

10.如权利要求5所述的方法，其中该插入件包含多个间隔开的并且至少部分地承载于该部件中的插入件。

11.一种制造用于阻尼部件中的振动的产品的方法，该方法包括：

提供位于第一端和第二端之间的中空的主体；

用填料至少部分地填充该主体；

闭合第一端和第二端以限定腔室，并且将该填料捕集在主体中；

将该主体至少部分地插入该部件中；和

提供由第一材料组成的填料，和提供由第二材料组成的该主体，该第一材料比该第二材料具有更低的熔化温度。

12.如权利要求11所述的方法，还包括：

弯曲该主体以形成大体上开口的环形；和

使该主体变平以形成大体上椭圆形的截面轮廓。

13.如权利要求11所述的方法，其中该插入还包括在主体上铸造该部件，从而该主体在所有侧都被该部件限制。

14.如权利要求11所述的方法，其中该插入还包括在汽车部件中焊接该主体。

15.如权利要求11所述的方法，还包括提供由第三材料组成的该部件，该第一材料比该第三材料具有更低的熔化温度。

16.如权利要求11所述的方法，其中该填充还包括用填料完全填充该主体。

17.如权利要求11所述的方法，包括：

在部件的主体中提供独立阻尼装置；和

将该独立阻尼装置插入该主体中以阻尼该部件。

18.如权利要求17所述的方法，其中该独立阻尼装置在主体中能够自由运动，使得在主体中的所述运动也阻尼该部件。

19.如权利要求17所述的方法，其中该独立阻尼装置连接到该主体。