CN104279266A - 扭振减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扭振减振器，带有减振器壳体(1)，该减振器壳体带有被减振介质(3)填充的环形管道状的工作腔(2)，其中，在所述工作腔(2)中沿周向(4)布置有可自由活动的飞轮环(5)，并且其中，所述飞轮环(5)通过至少一个滑动轴承(6)支承在工作腔(2)中，其中，所述滑动轴承(6)由飞轮环(5)的第一涂层(7)构成，所述第一涂层至少部分覆盖飞轮环的表面(8)。

Description

扭振减振器
技术领域
本发明涉及一种减振扭振减振器，包括减振器壳体，所述减振器壳体带有环形管道状的工作腔，所述工作腔被粘性减振介质填充，其中，在工作腔内沿周向布置有可自由活动的飞轮环，并且其中，所述飞轮环通过至少一个滑动轴承支承在工作腔中。
技术背景
这种扭振减振器是周所周知的，例如在文献EP0503424B1中有所描述。这种已知的扭振减振器与带轮共同使用，其中，所述减振器壳体由带轮和封闭工作腔的盖子构成。飞轮环在径向上从内侧和外侧以及在端侧上从两侧分别通过一个滑动轴承被支承在由粘性减振介质填充的工作腔上，其中，所述滑动轴承由塑料制成，并具有较低的摩擦阻力。
滑动轴承被分别独立制造并组装。
这在制造、组装和物流方面需要较高的成本。
发明内容
本发明的目的在于，对上述类型的扭振减振器进一步改进，从而使这种扭振减振器具有简单且部件数量少的结构，并且能被简单且成本低廉地制造。
根据本发明，所述目的通过权利要求1的特征部分完成。从属权利要求还给出了有利的配置方式。
为了完成所述目的规定，滑动轴承由飞轮环的第一涂层构成，所述涂层至少部分覆盖飞轮环的表面。
在此有利的是，构成滑动轴承的第一涂层与飞轮环构成可预组装的单元，从而可以通过一个工序将所述可预组装的单元安装在减振器壳体中。
液压式减振的扭振减振器通过剪切布置在工作腔减振介质发挥作用。在符合规定地使用扭振减振器的过程中，飞轮环可自由活动地且与减振器
壳体相对转动地在工作腔中运动。由此形成了对粘性减振介质的循环剪切，所述循环剪切具有减振作用。通过这种方式将机械能转化为热量，通过包绕飞轮环的减振器壳体将热量导出。
根据有利的实施方式可以规定，第一涂层至少在径向上从内侧并且在轴向上从两侧大体夹状地包围飞轮环。在此情况下，第一涂层沿径向在内侧上被设计为径向轴承，并且沿轴向在两侧上被分别设计为轴向轴承。两个轴向轴承可以例如从径向轴承开始一直延伸到大约飞轮环的三分之一径向高度处。通过这种设计，一方面确保了将飞轮环沿径向和轴向良好地支承在工作腔内，另一方面在工作腔与飞轮环之间提供了足够大的减振间隙为扭振减振器所用。
径向轴承和轴向轴承可以被设计成一体式相互过渡且材料一致。由此简化了对扭振减振器的制造，从而将仅只一种的用于制成径向轴承和轴向轴承的材料通过一道工序与飞轮环的表面相连。这种连接可以例如通过喷塑完成。
鉴于例如明显不同的机械负载，多种材料对于径向轴承和轴向轴承是有意义的，在这种应用情况下，径向轴承和轴向轴承也可以由相互不同的材料制成。
第一涂层的径向轴承和/或轴向轴承可以分别具有至少一个润滑油槽。径向轴承和轴向轴承优选分别具有多个沿周向均匀分散布置的润滑油槽，所述润滑油槽沿轴向在第一涂层的整个轴向宽度上延伸。被填充到润滑油槽中的润滑油由位于工作腔中的减振介质构成。通过位于润滑油槽中的润滑油减低了第一涂层与减振壳体之间的摩擦，同样还降低了由摩擦所导致的在支承位置上不被期望的高的升温。
根据当前相应的应用情况，径向轴承可以具有例如八个或十二个沿周向均匀分散布置的润滑油槽。通过大量的润滑油槽并通过在第一涂层的整个轴向宽度上相同的延伸，使得摩擦极低。由此在运行过程中仅导致了扭振减振器实际上并不明显的温度升高，并且在较长的使用过程中有始终良好的使用性能。
减振介质优选由硅油构成。硅油在应用于液压减振式的扭振减振器时具有这样的优点，硅油在化学性质上是惰性的，并且由此与潜在反应物不会或仅发生极低程度的反应。此外，硅油在加大的温度范围内是稳定的，同时还保持高润滑性能。此外，硅油可以抗老化。
未被第一涂层覆盖的表面可以由第二涂层覆盖。在根据现有技术的扭振减振器中，通常因温度而不利地出现刚性下降。尤其在减振介质为硅油时，减振介质的粘性随温度发生剧烈变化，这会导致扭振减振器的使用性能发生不被期望的改变。
通过不被第一涂层覆盖的飞轮环表面上涂的第二涂层可以消除上述不期望的效果，因为与构成飞轮环的材料相比，第二涂层的体积以更为剧烈的程度随温度变化。
第一和第二涂层像全部为第一涂层一样，可以共同构成飞轮环的完整外包层。滑动轴承和用于温度补偿的第二涂层由此被设计为相互转化的。通过飞轮环的完整外包层可以轻易地调整并进而改善温度补偿的量。
未被第一涂层覆盖的表面或第二涂层与限定出工作腔减振器壳体的内壁限定了由减振介质所填充的减振间隙。基本上，随温度变化的减振介质粘度和减振间隙的尺寸对扭振减振器的使用新能产生影响。因为在符合规定的使用过程中，通过合理的建设性费用实际上并不能避免在扭振减振器的工作腔中的温度变化，由此必然会导致减振介质的粘性的相应变化。
当使用第二涂层时，减振间隙的尺寸因其与温度有关的体积变化而自动调整。
第一涂层和第二涂层可以设计为一体式相互转化且材料一致。扭振减振器由此具有零件数少的结构，并且可以被简单且成本低廉地制造。
第一涂层和第二涂层可以由聚合材料制成。优选制成涂层的材料例如可以是PA66(聚酰胺66或者说尼龙66)、PTFE(聚四氟乙烯)或POM(聚甲醛)。所述材料具有良好的滑动性能和较低的磨损，这在较长的使用过程中对径向轴承和轴向轴承的正常功能方面特别有利。
第二涂层可以由合成橡胶材料制成。
第二涂层以合成橡胶为基的，第二涂层也可以是唯一的涂层。在此，合成橡胶应该是抗硅油的，并且对于油具有低的膨胀特性。
利用这种涂层可以实现极其可变的层厚，所述层厚可以通过涂层的热膨胀以合适的方式改变粘性减振器中的间隙。可变间隙可以被用作测量仪器。
例如AEM橡胶(乙烯丙烯酸酯橡胶)、HNBR橡胶(氢化丁腈橡胶)、FFKM橡胶(全氟橡胶)或FKM橡胶(氟橡胶)可以作为材料被使用。
之前所述的材料实现了良好的温度补偿，在接触减振器壳体内壁时具有良好的滑动性能和良好的减振性。此外，所述材料还耐高温和/或耐低温。
第一涂层和/或第二涂层可以直接紧贴地包绕飞轮环。这例如是这样实现的，即制成第一涂层和/或第二涂层的材料直接喷塑在飞轮环的表面上。由此简化了对扭振减振器的制造。
为了将具有滑动性能的材料连接在飞轮环的表面上可以规定，第一涂层和/或第二涂层借助粘结剂与飞轮环相连接。
飞轮环优选由金属材料制成。鉴于飞轮环的尺寸，这种飞轮环具有较高的飞轮质量。
飞轮环可以与第一涂层和/或第二涂层材料接合和/或形状配合地连接。这种材料接合的连接是通过例如前述将涂层直接喷塑在飞轮环上或借助粘结剂实现的。形状配合的连接可以例如通过特殊聚合物的流化床涂覆完成。
在工作腔中可以布置减振介质容器，其中，减振介质室通过内壁和未被第一涂层覆盖的飞轮环表面被限定出来，或通过内壁和第二涂层限定。原则上，所需的室和润滑油槽可以被独立设计和放置。然而所述室必须与减振器间隙流体连通地连接。
减振介质容器的作用在于，能够消除工作腔中的填充物的波动。此外，由此确保最小填充体积和由温度导致的膨胀(表现为无效体积)。
减振介质、第二涂层和减振间隙构成共同的温度补偿装置，用以在不论任何温度下都实现扭振减振器始终不变的使用性能，其中，所述温度补偿装置被这样设计，即减振介质具有粘性，第二涂层具有热膨胀系数而减振间隙具有一定的体积，其中，所述粘性、热膨胀系数和体积相应地调整为不依赖于温度实现扭振减振器始终不变的使用性能。尤其当减振介质为硅油时，减振介质显示出随温度升高所发生的剧烈刚度下降，通过这种配置大体上避免了温度对于扭振减振器的使用性能的影响。针对减振介质的粘性下降，并且减振介质的刚性下降，第二涂层随着温度升高发生一定程度的膨胀。减振介质的刚性损失是这样被弥补的，即减小减振间隙的体积。
由此抵消了温度变化对扭振减振器的使用性能的影响。
附图说明
以下根据图1至6对根据本发明的扭振减振器的五个实施例进行更详尽的阐述，其中带有设计互不相同的飞轮环。
图1至图6分别以示意图示出了：
图1为不带温度补偿装置而带有特别简单的第一涂层的第一实施例；
图2为带有第一涂层的第二实施例，所述第一涂层完全覆盖飞轮环的表面；
图3为根据本发明的扭振减振器的第三实施例，其中带有呈两部分涂层形式的温度补偿装置；
图4为与图1的实施例类似的第四实施例，其中，第一涂层沿径向在内侧具有润滑油槽；
图5为带有根据图4的第一涂层的飞轮环的立体图；
图6为带有根据图4的第一涂层的第五实施例的飞轮环的立体图，第一涂层带有设计为楔形的润滑油槽。
具体实施方式
在图1中示出了扭振减振器的一种实施例。飞轮环5沿径向在内侧被第一涂层7夹状包绕，其中，所述第一涂层7通过喷塑在飞轮环5的表面8上的聚合材料构成。飞轮环5通过径向轴承9和两个轴向轴承10、11自由地且相对于减振器壳体1可相对旋转地支承在工作腔2内，所述轴向轴承在端侧上布置在飞轮环5的两侧。在此处所示的实施例中，减振间隙16被飞轮环5的表面8和工作腔2的内壁15限制。
在图2中示出了扭振减振器的一种实施例，其中带有类似于图1但具有均匀层厚的第一涂层7。这种扭振减振器的功能与根据图1的扭振减振器的功能并无区别。
在图3中示出了根据本发明的扭振减振器的特别优选的实施方式。所述扭振减振器包括减振器壳体1，从截面图方向观察，该减振器壳体被设计为在其外周侧区域内大致上呈C形地沿轴向敞开。减振器壳体1沿轴向敞开的一侧被盖子18液密地封闭，其中，所述盖子18在减振介质室17的区域内具有被堵头19液密封闭的通孔20，用以利用减振介质3填充工作腔2。环形管道状的工作腔2被粘性的减振介质3填充，所述减振介质在此处所示出的实施例中由硅油构成。飞轮环5沿周向4可自由活动地布置在工作腔2中，并且通过构成滑动轴承6的第一涂层7相对于减振器壳体1支承在工作腔2中。
第一涂层7仅在径向内侧大体夹状地包绕飞轮环5的表面，并由此在径向内侧构成径向轴承9，并沿轴向在两侧构成轴向轴承10、11。
径向轴承9在内周侧上带有十二个沿周向4均匀分散布置的润滑油槽12.1......12.12，所述润滑油槽沿周向从飞轮环5的一个端侧向飞轮环的另一端侧延伸。
由此构成了例如根据图3的第三实施例的径向轴承9。
扭振减振器具有温度补偿装置。所述温度补偿装置由减振介质3、第二涂层13和减振间隙16构成，其中，所述温度补偿装置的上述特征以相反产生影响，从而使扭振减振器具有不依赖温度的始终不变的使用性能。
如果在符合规定地使用扭振减振器的过程中减振介质3的温度不断升高，则减振介质的粘度降低；减振介质3随着温度的升高而产生更高的流动性。
由此，当第二涂层13不随温度升高而膨胀且因此减振间隙16的体积变小，就会改变扭振减振器的使用性能。减振介质3不断减小的粘性和由温度导致的第二涂层13的膨胀与因此而降低的减振间隙16的体积相结合，使得根据本发明的扭振减振器不依赖于温度地具有始终不变的使用性能。
在此处所示出的实施例中，第二涂层13覆盖了未被第一涂层7覆盖的飞轮环5的表面8，从而使第一涂层7和第二涂层13共同构成飞轮环5的完整包覆层14。
在此处所示出的实施例中，第一涂层7和第二涂层13由具有滑动性能的聚合材料、例如PTFE、PA66或POM构成，并且被设计为一体式相互过渡的。减振间隙16在第二涂层13与相邻的工作腔2内壁15之间延伸。
在图4中示出了扭振减振器的另一种实施例，该实施例与根据图1的扭振减振器的实施例的区别在于，第一涂层7的径向轴承9和轴向轴承10、11具有十二个沿周向均匀分散布置的润滑油槽12.1......12.12，所述润滑油槽袋从飞轮环5的一个端侧向飞轮环的另一端侧延伸。润滑油槽12.1......12.12被减振介质3填充，从而降低了在轴承点区域内的摩擦和不期望的较大升温。
在图5中以立体图方式示出了根据图3的第三实施例的设有第一涂层7的飞轮环5。在此示出了径向轴承9和轴向轴承10、11的润滑油槽12.1......12.12。
在图6中示出了另一实施例的飞轮环5的立体图，其中带有根据图4的第一涂层7，具有被设计为楔形的润滑油槽12.1......12.12。
附图标记21示出了飞轮环5的带有第一涂层7的完整包覆层。
附图标记22表示在周向4斜切的滑动面，所述滑动面在运行状态下起到了自动定中的作用。

Claims (17)

1.一种扭振减振器，带有减振器壳体(1)，该减振器壳体带有被减振介质(3)填充的环形管道状的工作腔(2)，其中，在所述工作腔(2)中沿周向(4)布置有可自由活动的飞轮环(5)，并且所述飞轮环(5)通过至少一个滑动轴承(6)支承在工作腔(2)中，其特征在于，所述滑动轴承(6)由飞轮环(5)的第一涂层(7)构成，所述第一涂层至少部分覆盖飞轮环的表面(8)。
2.根据权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于，所述第一涂层(7)至少在径向上从内侧并在轴向上从两侧大体呈夹状地包绕飞轮环(5)。
3.根据权利要求1或2所述的扭振减振器，其特征在于，所述第一涂层(7)沿径向在内侧被设计为径向轴承，并且沿轴向在两侧被分别设计为轴向轴承(10、11)。
4.根据权利要求3所述的扭振减振器，其特征在于，所述径向轴承(9)和轴向轴承(10、11)被设计为一体式相互转化且材料一致的。
5.根据权利要求3或4所述的扭振减振器，其特征在于，所述第一涂层(7)的径向轴承(9)和/或轴向轴承(10、11)分别具有至少一个润滑油槽(12.1......)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述径向轴承(9)和/或轴向轴承(10、11)分别具有多个沿周向(4)均匀分散布置的润滑油槽(12.1、12.2、12.3......)，所述润滑油槽沿轴向在第一涂层(7)的整个径向宽度延伸。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，未被第一涂层(7)覆盖的表面(8)被第二涂层(13)覆盖。
8.根据权利要求7所述的扭振减振器，其特征在于，所述第一涂层(7)和第二涂层(13)共同构成飞轮环(5)的完整包覆层(14)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，未被第一涂层(7)覆盖的表面(8)或第二涂层(13)与减振器壳体(1)限定出工作腔(2)的内壁(15)限定了被减振介质(3)填充的减振间隙(16)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述第一涂层(7)和第二涂层(13)被设计为一体式相互转化且材料一致。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述第一涂层(7)和第二涂层(13)由聚合材料制成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述第一涂层(7)和/或第二涂层(13)直接紧贴地包绕飞轮环(5)。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述第一涂层(7)和/或第二涂层(13)借助粘结剂与飞轮环(5)相互连接。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述飞轮环(5)有金属材料制成。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述飞轮环(5)与所述第一涂层(7)和/或第二涂层(13)材料接合地和/或形状配合地相互连接。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，在工作腔(2)中布置有减振介质室(17)，并且所述减振介质室(17)通过内壁(15)和飞轮环(5)的未被第一涂层(7)覆盖的表面(8)来限定，或通过内壁(15)和第二涂层(13)来限定。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述减振介质(3)、第二涂层(13)和减振间隙(16)共同构成了温度补偿装置，用以与温度无关地实现扭振减振器的始终不变的使用性能，并且所述温度补偿装置被这样设计，即减振介质(3)具有粘性，第二涂层(13)具有热膨胀系数，并且减振间隙(16)具有一定体积，并且所述粘性、热膨胀系数和体积相应地相互制约为不依赖于温度地实现扭振减振器的始终不变的使用性能。
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