CN103328852B - 多频率流体弹性垫块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压垫块（1），其包括：容器（3）以及全部并联连接至容器（3）的多个流体弹性单元（4a、4d），所述容器的对其限界的壁（17）是可变形的，每个流体弹性单元（4a、4d）包括：腔室（5a、5d）以及使所述腔室（5a、5d）与容器（3）连接的管道，所述腔室的对其限界的壁是可变形的，所述垫块（1）包括至少两组流体弹性单元（4a、4d），同一组流体弹性单元（4a、4d）具有该组固有的一致的共振频率。根据本发明，限界所述容器（3）的可变形壁（17）具有的刚度是限界腔室（5a、5d）的可变形壁的刚度的三十分之一以下。

Description

多频率流体弹性垫块

技术领域

本发明涉及一种液压垫块，即这样一种液压垫块，其包括：容器，限界所述容器的壁是可变形的；腔室，限界所述腔室的壁是可变形的；以及将腔室连接至容器的管道。

背景技术

这类垫块，其连接两个元件，其中一个元件经受振动，这类垫块允许过滤振动和限制振动传递至第二元件。液压垫块的运行原理是基于Helmholtz共振器：容纳在容器内的流体、管道以及腔室是封闭的，以及容纳在管道中的流体部分具有一定惯性并由于腔室的变形发出鸣响。

该系统在频率降低的范围上是性能好的，但在相邻的频率领域中产生干扰鸣响。

为了提高频率范围，已设计具有两腔室的垫块，每个腔室有固有频率。

如此，可知一种液压垫块，其包括：容器和多个全部并联连接至容器的流体弹性单元，所述容器的对其限界的壁是可变形的，每个流体弹性单元包括腔室和使所述腔室与容器连接的管道，所述腔室的对其限界的壁是可变形的，垫块包括至少两组流体弹性单元，同一组的流体弹性单元有该组所固有的相同的共振频率。

专利申请文献FR2617930揭示一种垫块，其中，容器的可变形壁由相对刚性的弹性体制成的整体实施，容器并联联接两个腔室（每组仅包括一个单元），每个腔室被特别柔性的、呈多层折叠形的壁限界。但是，频率的减幅改进是很小的。

发明内容

本发明旨在实施一种垫块，其允许在较大频率范围内明显地减弱频率。

本发明因此涉及一种液压垫块，其包括：容器以及全部并联连接至容器的多个流体弹性单元，所述容器的对其限界的壁是可变形的，每个流体弹性单元包括：腔室以及使所述腔室与容器连接的管道，所述腔室的对其限界的壁是可变形的，所述垫块包括至少两组流体弹性单元，同一组流体弹性单元具有该组固有的一致的共振频率，其特征在于，限界所述容器的可变形壁具有的刚度是限界腔室的可变形壁的刚度的三十分之一以下。

该刚度的比允许具有这种刚度比的垫块能够非常明显地减弱具有的频率接近流体弹性单元的共振频率的振动。

优选地，根据液压垫块经受的振动频率分配流体弹性单元的频率。

仍优选地，限界所述腔室的可变形壁垂直于轴线地限界所述腔室并且可垂直于所述轴线变形，由垫块形成的活塞沿所述轴线延伸。

在一个变型中，液压垫块包括与容器隔开的凹口，所述凹口布置在所述腔室之间以允许限界所述腔室的可变形壁的弹性变形。

在另一变型中，液压垫块包括由弹性材料制成的整体结构件，所述整体结构件侧向地限界腔室和凹口的组合。

在一个变型中，每个管道被不可变形的壁垂直于轴线限界，垫块形成的活塞沿所述轴线延伸。

在另一变型中，每个流体弹性单元的管道基本沿与轴线平行的纵向方向延伸，垫块形成的活塞沿所述轴线延伸。

优选地，每个管道是圆柱体形状的，圆柱体的轴线限定对应流体弹性单元的纵向方向。

仍优选地，每个管道是螺旋形的，螺旋的轴线限定对应流体弹性单元的纵向方向。

在一个变型中，垫块包括不可变形并且与轴线正交的板，所述板轴向地限界所述腔室和所述凹口，并且在所述板中形成有管道。

附图说明

通过下文参照附图进行的作为示意性和非限制性的描述，本发明的其它特点和优点更加清楚地显示，附图中：

-图1示出符合本发明第一实施方式的垫块的透视图；

-图2沿同样的透视视线示出图1的垫块，没有图1的正面上可见的框架；

-图3沿同样的透视视线示出图1和2的垫块，没有图2的正面上可见的膜；

-图4沿同样的透视视线示出图1至3的垫块，没有图3的正面上可见的板；

-图5沿同样的透视视线示出图1至4的垫块，没有图4的正面上可见的整体结构件；

-图6沿通过其轴线的剖面示出图1至5的垫块；以及

-图7示出在符合本发明第二实施方式的垫块中使用的板。

具体实施方式

图1示出符合本发明的液压垫块1。这类垫块1允许在两个元件之间实现两个元件的连接同时限制振动从一个元件向另一个元件传递。垫块1形成沿轴线2延伸的活塞。

垫块1包括：容器3，所述容器的对其限界的壁17是可变形的；以及并联连接至填充有液体的容器3的多个流体弹性单元4a、4b、4c、4d。每个单元4a、4b、4c、4d包括：可侧向弹性变形的腔室5a、5b、5c、5d；以及使对应的腔室5a、5b、5c、5d与容器3连接的管道6a、6b、6c、6d。如此，每个腔室5a、5b、5c、5d被可变形的壁13、14限界。

如活塞一样起作用的垫块1在振动的作用下沿轴向方向2压缩和膨胀，将这些振动转化为被施加给所有流体弹性单元4a、4b、4c、4d的唯一液压流量，所述流体弹性单元的腔室侧向地变形。每个单元4a、4b、4c、4d类似于阻尼动力缓冲器。

如图6所示，对于每个流体弹性单元4a、4b、4c、4d，管道6a、6b、6c、6d基本沿与垫块的轴线2平行的纵向方向7延伸，而腔室5a、5b、5c、5d沿该纵向方向延长管道6a、6b、6c、6d。这里，所有管道6a、6b、6c、6d布置在容器3的同一侧。

垫块1包括至少两组流体弹性单元4a、4b、4c、4d，每组有其固有的共振频率（在第一实施方式中，垫块1包括四组流体弹性单元4a、4b、4c、4d）。根据液压垫块经受的振动频率分配流体弹性单元4a、4b、4c、4d的频率。

频率的分配由流体弹性单元4a、4b、4c、4d（更确切地说，由其腔室5a、5b、5c、5d和管道6a、6b、6c、6d）的几何尺寸限定，而壁的挠性限界腔室5a、5b、5c、5d。通过运用梳形缓冲器（batteursdetypepeigne）理论，对振动的过滤性能可以被优化。

为了获得振动的有效减弱，限界容器3的可变形壁17具有的刚度是限界腔室5a、5b、5c、5d的可变形壁13、14的刚度的三十分之一以下。优选地，该比例为一百分之一以下。如此，在本示例中，容器3的可变形壁17的柔度（刚度的倒数）是2.6*10^-9m⁵N^-1，而限界腔室5a、5b、5c、5d的可变形壁13、14的柔度是3.1*10^-11m⁵N^-1。

流体弹性单元4a、4b、4c、4d的细长布置允许数量较多的流体弹性单元集成到垫块1中，例如超过10个（在第一实施方式中，每个单元组包括四个单元4a、4b、4c、4d，即十六个单元集成于垫块1中）。该布置还允许有小尺寸的单元（毫米数量级或几毫米）。单元数目的增多允许组的数目的增加并因此提高过滤器的质量。

每个管道6a、6b、6c、6d由第一直截面8和与第一直截面8相对的第二直截面9纵向限界，所述第一直截面使管道与容器3连接，第二直截面使管道与对应的腔室5a、5b、5c、5d连接。同样，每个腔室5a、5b、5c、5d由位于与对应管道6a、6b、6c、6d的第二直截面9同一平面中的第一直截面10和与第一直截面10相对的第二直截面11纵向限界。在本示例中，这些不同的直截面8、9、10、11被纵向方向7穿过。

为了允许腔室5a、5b、5c、5d侧向变形，垫块1包括侧向地布置在腔室5a、5b、5c、5d之间的凹口12a、12b、12c、12d、12e，所述凹口与容器3隔开。

在本示例中，为了构型简化的原因，所有腔室5a、5b、5c、5d都是相同长度的。同样，所有管道6a、6b、6c、6d也是相同长度的。由此，在本实施方式中，流体弹性单元4a、4b、4c、4d的共振频率的变化是基于腔室5a、5b、5c、5d和管道6a、6b、6c、6d的直截面的变化。

出于构型简化的原因，在本实施方式中，所有凹口12a、12b、12c、12d、12e是相同长度的，并具有与腔室5a、5b、5c、5d相同的长度。

在本示例中，限界腔室5a、5b、5c、5d和凹口12a、12b、12c、12d、12e的垫块1的弹性结构件由弹性材料制成的整体结构件形成。该整体结构件侧向地限界腔室5a、5b、5c、5d和凹口12a、12b、12c、12d、12e的组合。

整体结构件包括径向壁13和环形壁14，所述径向壁以活塞的轴线2为中心，环形壁也以轴线2为中心。

整体结构件包括形成腔室或者形成凹口的凹腔。除了一个凹腔，所有凹腔都由邻近的两个径向壁和邻近的两个环形壁限界；例外的凹腔是环形凹腔，其形成凹口，该凹口在360°上环形地延伸并且径向地分开在两个凹腔上径向延伸的两个凹腔组。

整体结构件还包括轴向壁15，其形成腔室5a、5b、5c、5d和凹口12a、12b、12c、12d、12e的轴向端部（因此其承载不同腔室5a、5b、5c、5d的第二直截面11）。

在本示例中，限界管道6a、6b、6c、6d的结构件由不可变形的、平坦的并与活塞的轴线2正交的板16形成。板16轴向限界腔室5a、5b、5c、5d和凹口12a、12b、12c、12d、12e（因此承载不同腔室5a、5b、5c、5d的第一直截面10）。

每个管道6a、6b、6c、6d由穿过板16的孔形成并因此被不可变形的壁侧向地限界。

在第一实施方式中，每个管道6a、6b、6c、6d是圆柱体形状的，其轴线限定对应单元的纵向方向7。在第二实施方式中，如图7所示，每个管道6'是螺旋形的，其螺旋轴线限定对应单元的纵向方向7'。

孔在板16中的位置区别于凹口12a、12b、12c、12d、12e和腔室5a、5b、5c、5d。

容器3一方面由板16和另一方面由可变形的壁17轴向地限界，所述可变形的壁这里固定至板16。

此外，为了允许与两个零件的联接，垫块1包括两个框架18、19（在所述两个框架之间布置：限界腔室5a、5b、5c、5d和凹口12a、12b、12c、12d、12e的整体结构件、限界管道6a、6b、6c、6d的不可变形的壁16、以及可变形的壁17）。

第一框架18由不可变形的盘形成，不可变形的盘与活塞的轴线2正交地延伸并且整体结构件的轴向壁15固定至该盘。第二框架19由包括圆柱形壁20和底壁21的不可变形的圆柱体形成。圆柱形壁围绕板16、容器3、壁17和空的空间22，所述空的空间轴向的一侧由壁17并且另一侧由底壁21限界，如图6所示。

最后，垫块1包括可弹性变形的环形环箍23，其围绕整体结构件并且其从两个框架18、19的一个向另一个轴向地延伸。

Claims (8)

1.一种液压垫块(1)，包括：容器(3)以及全部并联连接至容器(3)的多个流体弹性单元(4a、4b、4c、4d)，所述容器的对其限界的壁(17)是可变形的，每个流体弹性单元(4a、4b、4c、4d)包括：腔室(5a、5b、5c、5d)以及使所述腔室(5a、5b、5c、5d)与容器(3)连接的管道(6a、6b、6c、6d)，所述腔室的对其限界的壁(13、14)是可变形的，所述垫块(1)包括至少两组流体弹性单元(4a、4b、4c、4d)，同一组流体弹性单元(4a、4b、4c、4d)具有该组固有的一致的共振频率，其中，限界所述容器(3)的可变形壁(17)具有的刚度是限界腔室(5a、5b、5c、5d)的可变形壁(13、14)的刚度的三十分之一以下；限界所述腔室(5a、5b、5c、5d)的可变形壁(13、14)垂直于轴线(2)地限界所述腔室并且可垂直于所述轴线(2)变形，由垫块(1)形成的活塞沿所述轴线延伸；所述液压垫块包括与容器(3)隔开的凹口(12a、12b、12c、12d、12e)，所述凹口布置在所述腔室(5a、5b、5c、5d)之间以允许限界所述腔室的可变形壁(13、14)的弹性变形。

2.根据权利要求1所述的液压垫块(1)，其特征在于，根据液压垫块(1)经受的振动频率分配流体弹性单元(4a、4b、4c、4d)的频率。

3.根据权利要求1所述的液压垫块(1)，其特征在于，其包括由弹性材料制成的整体结构件，所述整体结构件侧向地限界腔室(5a、5b、5c、5d)和凹口(12a、12b、12c、12d、12e)的组合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压垫块(1)，其特征在于，每个管道(6a、6b、6c、6d)被不可变形的壁垂直于轴线(2)限界，垫块(1)形成的活塞沿所述轴线延伸。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的液压垫块(1)，其特征在于，每个流体弹性单元(4a、4b、4c、4d)的管道(6a、6b、6c、6d)基本沿与轴线(2)平行的纵向方向(7)延伸，垫块(1)形成的活塞沿所述轴线延伸。

6.根据权利要求5所述的液压垫块(1)，其特征在于，每个管道(6a、6b、6c、6d)是圆柱体形状的，圆柱体的轴线限定对应流体弹性单元的纵向方向(7)。

7.根据权利要求5所述的液压垫块(1)，其特征在于，每个管道(6')是螺旋形的，螺旋的轴线(7')限定对应流体弹性单元的纵向方向(7)。

8.根据权利要求4所述的液压垫块(1)，其特征在于，其包括不可变形并且与轴线(2)正交的板(16)，所述板轴向地限界所述腔室(5a、5b、5c、5d)和所述凹口(12a、12b、12c、12d、12e)，并且在所述板中形成有管道(6a、6b、6c、6d)。