CN103534110A - 旋转减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的旋转减振器（1），包括至少一个减振器元件（2），所述减振器元件用于对轮悬架侧布置的第一质量和车身侧布置的第二质量之间的相对运动进行衰减。减振器元件（2）具有至少一个能转动的减振部分，通过一杆件（5）能使所述减振部分进行转动运动，所述杆件与所述减振部分机械地运动耦合并能由于质量运动而运动，其中，在杆件（5）与能转动的减振部分之间的机械的运动耦合结构中内置有至少一个弹簧减振件（6）。

Description

旋转减振器
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的旋转减振器，包括至少一个用于对轮悬架侧布置的第一质量和车身侧布置的第二质量之间的相对运动进行衰减的减振器元件/减振单元。
背景技术
在许多技术领域都要求对能振动的机械系统的两个部件之间的相对运动进行衰减。一种例子是在车身在行驶机构上的悬架区域中在机动车车身上的减振器。例如，为此使用液压的线性减振器。在相应的线性减振器中，沿力方向在车身上或轮悬架上的连接点被配设有弹性体支承件，从而实现了振动去耦以及进而实现了在机动车的运行中使例如由于车轮在路面上的滚动产生的振动被降低。
旋转减振器是前述伸缩式减振器的备选且很大程度上是已知的。旋转减振器的作用方式原则上是以布置在轮悬架侧的、在相对的质量运动中可运动的杆件为基础，该杆件直接地或间接地与配属于旋转减振器的减振器元件的、可旋转地支承的减振部分运动耦合，由此可使相应的减振部分进行转动运动。
在旋转减振器中不可能像在前述的线性减振器中一样借助于相应的弹性体支承件进行振动去耦，因为在此出现了从线性起作用的力向与该力垂直的力或转矩的力转向。因此，尤其与线性减振器相比，针对在机动车的运行中产生的振动，常见的旋转减振器的吸收性能减小。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种针对在机动车的运行中产生的振动具有改进的吸收能力的旋转减振器。
根据本发明通过前述类型的旋转减振器解决该问题，该旋转减振器的突出的特点在于，减振器元件具有至少一个能转动的减振部分，通过一杆件能使该减振部分进行转动运动，该杆件与所述减振部分机械地运动耦合并能由于质量运动而运动，其中，在杆件与能转动的减振部分之间的机械的运动耦合结构中内置有至少一个弹簧减振件。
本发明基于这样的构思：在机械的运动耦合结构中设置至少一个弹簧减振件，以便因此实现车身和轮悬架之间的至少一个去耦级。因此，使这样在机动车和/或旋转减振器工作时产生的振动得到降低或衰减，由此尤其减小了声学上可察觉的且因此降低行驶舒适度的振动。
因此，所述至少一个弹簧减振件是旋转减振器的直接的组成部件，这尤其实现了在相应的振动传播到乘员厢中之前就使该振动得到衰减，在该乘员厢中该振动通常被察觉为是干扰性的。该弹簧减振件以振动去耦地串联在杆件与能转动的减振部分之间的连接件的形式设置在杆件与能转动的减振部分之间，该弹簧减振件允许从杆件向能转动的减振部分传递力或转矩。
此外，通过把弹簧减振件内置到在杆件与配属于减振器元件的能转动减振部分之间的机械运动耦合结构中，使根据本发明的原理节省了空间并且考虑了在接纳相应旋转减振器的轮罩内部的已知的有限的空间条件。
根据本发明使用的弹簧减振件可以具有随后仍将描述的实施方案并且因此个性化地且按照需要根据振动的相应频谱而被设定，从而尤其能够有针对性地衰减高频的或低频的振动。尤其可以衰减小振幅的声学上可察觉的高频振动。仅作为例子可以利用相应设计的弹簧减振件来衰减在1kHz至30kHz范围内的振动。
在本发明的改进方案中也可能的是：弹簧减振件至少局部地布置于在杆件与能转动的减振部分之间延伸的容纳空间中或者布置于在杆件与一同能转动的减振部分以不能相对转动方式连接的部件之间延伸的容纳空间中。在此，弹簧减振件的形状和尺寸通常与容纳空间的形状和尺寸匹配，从而得到弹簧减振件在容纳空间中稳定、优选不会丢失的布置。
容纳空间和必要时弹簧减振件可以设计为环状或者环段状/圆弧状。相应优选的是，弹簧减振件同样设计为环状，从而该弹簧减振件插入容纳空间中并完全填满容纳空间。弹簧减振件同样也可以仅设计为相应的环段，从而当该弹簧减振件插入时其仅部分地沿周向填充容纳空间。在环状的容纳空间的未被填满的区域中可以插入至少一个另外的截环状的弹簧减振件。也就是说，弹簧减振件也可以实施为沿周向是多件式的且包括相应数量的弹簧减振件部段。也可以设想把弹簧减振件实施为多个沿周向分散布置的径向接片的形式，所述径向接片作为单个的弹簧减振件部段沿径向穿过环状的容纳空间延伸。类似情况当然也适用于仅实施为环段状的容纳空间。
除了所述的环状或环段状的容纳空间实施方案外，还可以设想容纳空间的几何结构方面的其它实施方案，以及按照该实施方案可以设想弹簧减振件和相应的弹簧减振件部段的相应设计方案。其中例如可以设计矩形或多边形——也就是说例如设计为六边形或八边形——的容纳空间。
弹簧减振件在相应的容纳空间内部的布置例如可以通过把弹簧减振件压置或夹置在能转动的减振部分上或者压置或夹置在与该能转动的减振部分以不能相对转动方式连接的部件上来实现。此外，根据为杆件、弹簧减振件、能转动的减振部分或必要时与能转动的减振部分以不能相对转动方式连接的部件选择使用的材料也可以设想利用粘接、焊接或钎焊连接来把弹簧减振件布置在相应的容纳空间中。也可以或者在弹簧减振件侧或者在杆件侧设置径向伸出的力锁合元件和/或形锁合元件，所述力锁合/形锁合元件接合到相应地近似相同地设计的、设置在杆件侧或者弹簧减振件侧的接纳部段中。同样情况适用于在弹簧减振件与同能转动的减振部分以不能相对转动方式连接的部件之间的相应连接。
此外可设想，所述弹簧减振件具有至少两个弹簧减振件部段，所述弹簧减振件部段通过连接件（彼此）机械地运动耦合。因此，在该实施方案中可以在杆件与能转动的减振部分之间的机械的运动耦合结构中内置至少一个连接件，弹簧减振件部段布置在该连接件上，其中例如至少一个弹簧减振件部段与杆件接触且至少另一个弹簧减振件部段与能转动的减振部分接触。在相应的弹簧减振件部段之间布置有必要时设计为同心环的、与弹簧减振件部段连接的连接件。相应地，径向外部的弹簧减振件部段的转动运动通过连接件传递至径向内部的弹簧减振件部段并且进一步传递至能转动的减振部分。通过弹簧减振件的多件式实施方案，即划分为多个相应的径向间隔开的、通过至少一个支承在弹簧减振件部段之间的连接件分开的弹簧减振件部段而得到了多级去耦的可能方案，由此可以进一步提高针对相应振动的旋转减振器吸收能力。
弹簧减振件有利地由弹性体材料形成。弹性体材料可理解为所有的天然弹性体以及能人工合成地制造的弹性体。作为例子仅提到了基于聚丁二烯的橡胶，其中可通过不同的硫化度或交联度来调节出针对相应的振动的吸收特性。相应的、可通过注塑工艺加工的热塑性弹性体（TPE）也可以用于形成弹簧减振件。
为了进一步调节根据本发明的弹簧减振件的吸收性能，可以在弹性体材料中内置至少一个金属的支架，该支架尤其被弹性体材料包围或者注塑包覆。因此，这样地可以尽可能地通过弹性体材料产生的粘性材料特性以及尽可能地通过金属支架产生的弹性的材料特性实现确定的吸收谱。补充地或替代地，弹簧减振件的组成部分也可以包括产生摩擦阻尼的部件，从而其减振作用原则上基于弹簧减振和/或粘性减振和/或摩擦减振的原理。
此外可设想，在杆件和减振器元件之间布置有传动机构，其中至少一个第一传动机构元件与杆件运动耦合，通过该杆件能使该至少一个第一传动机构元件进行转动运动，至少一个与第一传动机构元件直接或间接地变速/转化地（uebersetzt）耦合的第二传动机构元件与能转动的减振部分运动耦合成：实现能转动的减振部分的转动运动。中间连接传动机构允许了对杆件运动进行变速/转化，从而杆件的相对微小的运动或偏转引起减振器元件的第二减振部分的相对大的转角（Umdrehnungen）或转速。相应地可以增强减振器元件的减振作用。
例如，传动机构的形式可以设计为行星传动机构、谐波传动机构（Spannungswellengetriebe）、摆线传动机构/偏心体传动机构（Zykloidgetriebe）或者圆柱齿轮传动机构。当然同样可设想其它传动机构结构形式。
旋转减振器可以设计为具有至少一个液压的减振器元件的液压旋转减振器或者设计为具有至少一个电减振器元件的电旋转减振器。在第一种情况下，减振器元件的减振作用基于容纳在配属于减振器元件的体积中的流体——例如合适的液压油等——的循环。在后一种情况中，可以通过减振器元件把机械能转化为电能。在这种设计方案中，旋转减振器包括通过质量运动驱动的发电机以及有利地包括一与发电机耦合的传动机构，所述发电机具有固定的定子和相对于定子能转动的转子。电减振器的作用原理基于发电机与传动机构的耦合，其中传动机构的输出元件把通过直接与传动机构输入元件耦合的杆件引入的转动运动传递至转子。被引入转子的转动运动通过发电机而引起减振并且使最初由质量运动产生的机械的阻尼能被回收或者转化成在发电机侧产生的电流。
附图说明
由下面描述的实施例以及根据附图得到本发明的其它优点、特征和细节。附图示出:
图1是根据第一示例性实施方案的旋转减振器的原理图示；
图2是根据第二示例性实施方案的旋转减振器的原理图示；
图3是根据第三示例性实施方案的旋转减振器的原理图示；以及
图4是机动车桥的范围内旋转减振器的可能的结构形式的原理图示。
具体实施方式
图1是根据第一示例性实施方案的旋转减振器1的原理图示。旋转减振器1布置在机动车的轮罩（未示出）内部且包括减振器元件2，该减振器元件用于对轮悬架侧布置的第一质量和车身侧布置的第二质量之间的相对运动进行衰减。例如，减振器元件2可以设计为电的减振器。
减振器元件2在空心圆柱状的壳体3内部具有固定的（未示出的）第一减振部分和第二减振部分（未示出），该第二减振部分以能在形成阻尼力的情况下相对于第一减振部分转动的方式支承。第二减振部分通过转向支承件4与杆件5（铰接杆）连接，该杆件能在质量运动的作用下进行运动或摆动（参见双箭头5'）并且与第一质量相连接。杆件5在质量运动时把转动运动或转矩（参见双箭头4'）传递至转向支承件4以及与该转向支承件运动耦合的第二减振部分。在此，会产生在声学上可察觉的振动，该振动在进入用于乘客的乘员厢时通常使人觉得不舒服。
为了降低或衰减相应的振动，在杆件5与转向支承件4或能转动的减振部分之间的机械的运动耦合中，也就是说在杆件5和转向支承件4的传递路径中内置有弹簧减振件6。因此，弹簧减振件6用于轮悬架与车身之间的振动去耦。
弹簧减振件6设计为环状且布置在相应地同样为环状的容纳空间9中，该容纳空间9在杆件5的环状缺口7与环状部件8的外周之间延伸，该部件8与转向支承件4、进而间接地与能转动的减振部分以不能相对转动方式连接。弹簧减振件6在容纳空间9内部的稳定的布置例如通过粘接来确保。
弹簧减振件6作为封闭的弹性体环由弹性体材料形成，也就是说，例如由人造橡胶，像苯乙烯-丁二烯-橡胶（SBR）形成。弹簧减振件6如图所示地可以具有沟状的表面结构。可以额外地把金属支架内置在弹性体材料中，该支架影响了弹簧减振件6的吸收谱，从而弹簧减振件6可以有针对性地用于对确定的频率进行衰减。同样还可以设想，弹簧减振件6分为多个布置在容纳空间9内部的弹簧减振件部段，从而在容纳空间9内部存在沿圆周分布地或者在单个的层中重叠布置的环段状/圆弧状或环状的弹簧减振件部段，这些弹簧减振件部段完全地或部分地填充容纳空间9。原则上弹簧减振件6的减振基于弹簧减振和/或粘性减振和/或摩擦减振的原理。
同样可设想，弹簧减振件6直接地布置在转向支承件4的外周上，从而在此理论上能放弃与转向支承件4以不能相对转动方式连接的部件8.
图2是根据第二示例性实施方案的旋转减振器1的原理图示。与图1中示出的实施方案的主要区别在于：杆件5的形状或者配属于该杆件5的容纳弹簧减振件8的缺口7的形状，在此该缺口仅设计为环段状，从而杆件5总体为爪形。优选环段状的缺口7包绕一大于180°的角度，从而在此同样地，然而却不是强制性地设计为环段状的弹簧减振件8以及转向支承件4同样也通过形锁合保持在缺口7中。
图3是根据第三示例性实施方案的旋转减振器1的原理图示。在此示出了轮悬架和车身之间的多级的振动去耦的可能性，其中弹簧减振件6具有两个弹簧减振件部段6a、6b，这两个弹簧减振件部段通过环状的连接件10机械地运动耦合。在此，占据径向外部位置的弹簧减振件部段6a基本上对应于图1中示出的弹簧减振件6。占据相对地径向内部位置的弹簧减振件部段6b在该实施方案中直接地放在转向支承件4的外周上。然而，当然在此也可以设置与转向支承件4以不能相对转动方式连接的部件8，弹簧减振件部段6b以运动耦合的方式连接在所述部件8的外周上。图3中示出的原理当然也可以转用到包括多于两个弹簧减振件部段6a、6b、6i的弹簧减振件6上。在这种情况下当然可以设置相应数量的连接件10。
虽然在图1至图3示出的实施方案中未示出，然而还可以在杆件5和减振器元件2之间布置传动机构。在此，至少一个第一传动机构元件与杆件5运动耦合且能通过该杆件5而相应地进行转动运动。第二传动机构元件如此与转向支承件4或与转向支承件4以不能相对转动方式连接的可转动减振部分运动耦合：从而实现可转动减振部分的转动运动，所述第二传动机构元件与第一传动机构元件直接地或间接地在转换/变速情况下耦合。
传动机构例如可以设计为行星传动机构、谐波传动机构、摆线传动机构或者圆柱齿轮传动机构。
最后，图4示出了机动车桥的范围内旋转减振器1的可能的结构形式的原理图示。示出了作为机动车的一部分的车轮11连同轮毂托架12，推杆13布置在轮毂托架12上，该推杆13与杆件5连接。杆件5围绕旋转轴14摆动支承，其中根据本发明的旋转减振器1位于旋转轴14中。
也可以设想，旋转减振器1直接内置在至少一个横拉杆15的转动悬架中。如果车轮11弹入或弹出，则杆件5通过推杆13而运动并围绕旋转轴14摆动，由此根据本发明的旋转减振器1运行。

Claims (11)

1.一种用于机动车的旋转减振器，包括至少一个减振器元件，所述减振器元件用于对轮悬架侧布置的第一质量和车身侧布置的第二质量之间的相对运动进行衰减，其特征在于，减振器元件（2）具有至少一个能转动的减振部分，通过一杆件（5）能使所述减振部分进行转动运动，所述杆件与所述减振部分机械地运动耦合并能由于质量运动而运动，其中，在杆件（5）与能转动的减振部分之间的机械的运动耦合结构中内置有至少一个弹簧减振件（6）。
2.根据权利要求1所述的旋转减振器，其特征在于，弹簧减振件（6）至少局部地布置于在杆件（5）与能转动的减振部分之间延伸的容纳空间（9）中或者布置于在杆件（5）与一同能转动的减振部分以不能相对转动方式连接的部件（8）之间延伸的容纳空间（9）中。
3.根据权利要求2所述的旋转减振器，其特征在于，所述容纳空间（9）和必要时弹簧减振件（6）设计为环状或者环段状。
4.根据前述权利要求中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，所述弹簧减振件（6）具有至少两个弹簧减振件部段（6a、6b），所述弹簧减振件部段通过连接件（10）机械地运动耦合。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，所述弹簧减振件（6）通过压置或夹置或通过粘合布置在相应的容纳空间（9）中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，所述弹簧减振件（6）的减振作用基于弹簧减振和/或粘性减振和/或摩擦减振的原理。
7.根据前述权利要求中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，所述弹簧减振件（6）由弹性体材料制成。
8.根据权利要求7所述的旋转减振器，其特征在于，在所述弹性体材料中内置有至少一个金属的支架，该支架尤其被所述弹性体材料包围。
9.根据前述权利要求中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，在杆件（5）和减振器元件之间布置有传动机构，其中至少一个第一传动机构元件与杆件（5）运动耦合，通过该杆件能使该至少一个第一传动机构元件进行转动运动，至少一个与第一传动机构元件直接或间接地变速耦合的第二传动机构元件与能转动的减振部分运动耦合成：实现能转动的减振部分的转动运动。
10.根据权利要求9所述的旋转减振器，其特征在于，所述传动机构设计为行星传动机构、谐波传动机构、摆线传动机构或者圆柱齿轮传动机构。
11.根据前述权利要求中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，所述旋转减振器设计为具有至少一个液压的减振器元件的液压减振器或者设计为具有至少一个电减振器元件的电旋转减振器。
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