CN104696414A - 扭转键合套筒流体缓冲器 - Google Patents

扭转键合套筒流体缓冲器 Download PDF

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Abstract

一种用于旋转轴的缓冲组件，包括沿纵向轴线延伸的外套筒和内套筒。外套筒相对于纵向轴线径向地设置在内套筒以外。内套筒可相对于外套筒绕纵向轴线旋转。缓冲流体设置在内套筒和外套筒之间。至少一个内套筒和外套筒包括缓冲结构部，例如鳍片、叶片、通道等，其与缓冲流体接合。缓冲结构部和缓冲流体之间的接合抵制内套筒相对于外套筒的旋转，以衰减传递到内套筒的扭转振动干扰。

Description

扭转键合套筒流体缓冲器
技术领域
本发明通常涉及用于旋转轴的流体缓冲组件。
背景技术
旋转轴的扭转振动是沿旋转轴的旋转轴线的角振动。扭转振动是使用旋转轴的功率传递系统中存在的问题。例如，发动机和/或变速器操作可以产生扭转振动，其可以在车辆的传动轴中传递。经历扭转振动的旋转轴通常包括缓冲组件，用于衰减扭转振动。
发明内容
提供一种用于旋转轴的缓冲组件。缓冲组件包括沿纵向轴线延伸的内套筒。外套筒沿纵向轴线延伸，且相对于纵向轴线径向地设置在内套筒以外。内套筒可相对于外套筒绕纵向轴线旋转。缓冲流体设置在内套筒和外套筒之间。内套筒和外套筒至少一个包括缓冲结构部，其接合缓冲流体。缓冲结构部和缓冲流体之间的接合抵制内套筒相对于外套筒的旋转，以衰减传递到内套筒的扭转振动干扰。
还提供一种流体缓冲器。流体缓冲器包括内套筒和外套筒。内套筒沿纵向轴线延伸，且配置为用于附接到旋转轴且与旋转轴一起旋转。至少一个内鳍片附接到内套筒。至少一个内鳍片从内套筒相对于纵向轴线径向地向外延伸。外套筒沿纵向轴线延伸，且相对于纵向轴线径向地设置在内套筒以外，即外套筒绕内套筒设置。内套筒可相对于外套筒绕纵向轴线旋转。至少一个外鳍片附接到外套筒。至少一个外鳍片从外套筒相对于纵向轴线径向地向内延伸。缓冲流体设置在内套筒和外套筒之间。至少一个内鳍片和至少一个外鳍片的每一个接合缓冲流体，以抵制内套筒相对于外套筒的旋转，和衰减从旋转轴传递到内套筒的扭转振动干扰。
因而，流体缓冲组件的内套筒附接到旋转轴，从而流体缓冲组件可以消散旋转轴中的扭转振动。在内套筒相对于外套筒随旋转轴旋转时，缓冲结构部(例如内鳍片和外鳍片)接合缓冲流体，例如硅树脂。内套筒相对于外套筒旋转使得内鳍片相对于外鳍片运动，这使得缓冲流体绕内鳍片和外鳍片且在它们之间运动。流体缓冲组件的质量以及绕缓冲结构部和在其间的缓冲流体的流体性运动，吸收扭转振动的能量，将吸收的能量转换为热量，其通过缓冲流体有效地散发。
另一方面，本公开提供了一种用于旋转轴的缓冲组件，所述缓冲组件包括:
内套筒，沿纵向轴线延伸；
外套筒，沿纵向轴线延伸且相对于纵向轴线径向地设置在内套筒之外，其中内套筒可相对于外套筒绕纵向轴线旋转；和
缓冲流体，设置在内套筒和外套筒之间；
其中内套筒和外套筒中的至少一个包括与缓冲流体接合的缓冲结构部，其中缓冲结构部和缓冲流体之间的接合抵制内套筒相对于外套筒的旋转，以衰减传递到内套筒的扭转振动干扰。
优选地，缓冲结构部包括至少一个内鳍片，所述至少一个内鳍片附接到内套筒，且相对于纵向轴线从内套筒径向地向外延伸。
优选地，缓冲结构部包括至少一个外鳍片，所述至少一个外鳍片附接到外套筒，且相对于纵向轴线从外套筒径向地向内延伸。
优选地，所述至少一个内鳍片和所述至少一个外鳍片沿纵向轴线彼此轴向间隔开。
优选地，所述至少一个内鳍片和所述至少一个外鳍片相对于纵向轴线彼此径向地重叠。
优选地，所述至少一个内鳍片包括相对于纵向轴线的15mm和35mm之间的内径向长度，且其中所述至少一个外鳍片包括相对于纵向轴线的15mm和35mm之间的外径向长度。
优选地，所述至少一个内鳍片和所述至少一个外鳍片限定沿纵向轴线测量的在它们之间的轴向分离距离，其中轴向分离距离在0.5mm和5.0mm之间。
优选地，所述至少一个内鳍片的每一个和外套筒限定在它们之间的内径向分离距离，其中内径向分离距离在0.5mm和5mm之间。
优选地，所述至少一个外鳍片的每一个和内套筒限定在它们之间的外径向分离距离，其中外径向分离距离在0.5mm和5mm之间。
优选地，所述至少一个内鳍片包括多个内鳍片，所述多个内鳍片布置为限定绕纵向轴线环形设置的内鳍片的多个环形排，且其中所述至少一个外鳍片包括多个外鳍片，所述多个外鳍片布置为限定绕纵向轴线环形设置的外鳍片的多个环形排。
优选地，内鳍片的环形排和外鳍片的环形排沿纵向轴线以交替关系布置。
优选地，缓冲流体包括在50cSt和1000cSt之间的粘性。
优选地，缓冲流体为硅树脂。
优选地，内套筒包括金属且用金属制造，且其中外套筒包括金属且用金属制造。
优选地，缓冲组件进一步包括第一端盖，设置在内套筒和外套筒的第一轴向端部处；和第二端盖，设置内套筒和外套筒的第二轴向端部，其中第一端盖和第二端盖联接到内套筒和外套筒每一个，以相对于外套筒以它们之间间隔开的关系可旋转地支撑内套筒，且密封内套筒和外套筒之间的缓冲流体。
另一方面，本公开提供了一种流体缓冲器，包括:
内套筒，沿纵向轴线延伸，且配置为用于附接到旋转轴且与旋转轴一起旋转；
至少一个内鳍片，附接到内套筒，且从内套筒相对于纵向轴线径向地向外延伸；
外套筒，沿纵向轴线延伸且相对于纵向轴线径向地设置在内套筒之外，其中内套筒可相对于外套筒绕纵向轴线旋转；
至少一个外鳍片，附接到外套筒，且从外套筒相对于纵向轴线径向地向内延伸；和
缓冲流体，设置在内套筒和外套筒之间；
其中所述至少一个内鳍片和所述至少一个外鳍片的每一个接合缓冲流体，以抵抗内套筒相对于外套筒的旋转和衰减从旋转轴传递到内套筒的扭转振动干扰。
优选地，所述至少一个内鳍片和所述至少一个外鳍片沿纵向轴线彼此轴向间隔开，以限定在它们之间的轴向分离距离，其中轴向分离距离在0.5mm和5.0mm之间。
优选地，所述至少一个内鳍片和所述至少一个外鳍片相对于纵向轴线彼此径向地重叠。
优选地，缓冲流体为硅树脂。
优选地，流体缓冲器进一步包括第一端盖，设置在内套筒和外套筒的第一轴向端部处；和第二端盖，设置内套筒和外套筒的第二轴向端部，其中第一端盖和第二端盖联接到内套筒和外套筒的每一个，以相对于外套筒以它们之间间隔开的关系可旋转地支撑内套筒，且密封内套筒和外套筒之间的缓冲流体。
在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
附图说明
图1是附接到旋转轴的流体缓冲组件的示意性透视图。
图2是显示了多个内鳍片的流体缓冲组件的示意性横截面视图。
图3是显示了多个内鳍片和多个外鳍片的流体缓冲组件的示意性横截面视图。
图4是沿旋转轴的纵向轴线截取的流体缓冲组件的示意性横截面视图。
具体实施方式
本领域技术人员应理解例如“上”、“下”、“向上、“向下”、“顶”、“底”等是用于描述附图，而不代表对本发明范围的限制，本发明的范围通过所附权利要求限定。进而，在本文在可以以功能和/或逻辑模块部件和/或各种处理步骤的方式来描述本发明。应该理解，这种模块部件可以包括任何数量的硬件、软件和/或固件部件(其配置为执行具体功能)实现。
参见附图，其中相同的附标记在几幅图中指示相同的部件，流体缓冲组件大体在20处示出。参见图1，流体缓冲组件20附接到旋转轴22，例如但不限于车辆的传动轴。流体缓冲组件20减少旋转轴22中的扭转振动。
参见图1到4，缓冲组件20包括内套筒24和外套筒26，其每一个沿纵向轴线28延伸。内套筒24径向地设置在外套筒26内。因而，外套筒26相对于纵向轴线28径向地设置在内套筒24以外。外套筒26与内套筒24径向地间隔开，以在它们之间限定内部区域30。内套筒24和外套筒26彼此同中心且同中心地绕纵向轴线28定位。内套筒24配置为用于附接到旋转轴22。内套筒24可以以任何合适的方式附接到旋转轴22，例如但不限于压配合连接，其中内套筒24在旋转轴22上压配合。在附接到旋转轴22时，内套筒24随旋转轴22绕纵向轴线28旋转。内套筒24相对于外套筒26绕纵向轴线28旋转。优选地，内套筒24包括金属且用金属制造，例如但不限于铝。类似地，外套筒26包括金属和用金属制造，例如但不限于铝。
最佳如图2到4所示，缓冲流体32设置在内部区域30中，在内套筒24和外套筒26之间。缓冲流体32可以具有在50cSt到1000cSt范围的粘性。优选地，缓冲流体32可以包括硅树脂。然而，应理解缓冲流体32可以包括未在本文列出的并非硅树脂的流体。
参见图4，缓冲组件包括第一端盖34和第二端盖36。第一端盖34设置在外套筒26和内套筒24的第一轴向端部38处。第二端盖36设置在外套筒26和内套筒24的第二轴向端部40处。因而，第一端盖34和第二端盖36沿纵向轴线28设置在外套筒26和内套筒24的相对轴向端部处。第一端盖34和第二端盖36以在它们之间间隔开的关系支撑内套筒24和外套筒26。第一端盖34和第二端盖36联接到内套筒24和外套筒26每一个，以使得内套筒24相对于外套筒26可旋转地支撑。因而，第一端盖34和第二端盖36可以包括轴承和/或座圈，用于可旋转地支撑内套筒24和/或外套筒26中之一或两者，从而内套筒24和外套筒26相对彼此绕纵向轴线28自由地旋转。第一端盖34和第二端盖36可操作为使得内套筒24和外套筒26之间的缓冲流体32密封在它们之间所限定的内部区域30中。因而，第一端盖34和第二端盖36可以包括一个或多个密封件，用于接合内套筒24和外套筒26，以防止缓冲流体32泄漏到内部区域30以外。
至少一个内套筒24和外套筒26包括缓冲结构部42，用于与缓冲流体32接合和相互作用。缓冲结构部42和缓冲流体32之间的接合抵制内套筒24相对于外套筒26的旋转，以衰减传递到内套筒24的扭转振动扰动。缓冲结构部42可以包括但不限于并入到内套筒24的外表面60或外套筒26的内表面52的任何表面设计结构部，例如但不限于键槽、通道、叶片、鳍片、桨状物，等。
例如，且如附图所示，缓冲结构部42可以包括附接到内套筒24的至少一个内鳍片44和附接到外套筒26的至少一个外鳍片46。如图所示，至少一个内鳍片44包括多个鳍片，且至少一个外鳍片46包括多个鳍片。如图1和4所示，多个内鳍片44布置为限定内鳍片44的多个环形排(annular row)48。内鳍片44的每一排环绕纵向轴线28设置。多个外鳍片46布置为限定外鳍片46的多个环形排50。外鳍片46的每一排环绕纵向轴线28设置。内鳍片44的环形排48和外鳍片46的环形排50沿纵向轴线28布置为交替关系。因而，内鳍片44的每一个环形排与外鳍片46的至少一个环形排相邻，且外鳍片46的每一个环形排与内鳍片44的至少一个环形排相邻。
参见图2，内鳍片44从内套筒24相对于纵向轴线28径向地向外延伸。每一个内鳍片44和外套筒26的内表面52限定在它们之间的内径向分离距离54。优选地，内径向分离距离54为0.5mm到5mm的范围。更优选，内径向分离距离54大约等于1.0mm。内鳍片44包括相对于纵向轴线28径向地测量的内径向长度56。内径向长度56是从内套筒24径向地向外测量到内鳍片44的远端边缘58的长度。优选地，内鳍片44的内径向长度56为15mm到35mm的范围。更优选，内鳍片44的内径向长度56大约等于25mm。
参见图3，外鳍片46从外套筒26相对于纵向轴线28径向地向内延伸。每一个外鳍片46和内套筒24的外表面60限定在它们之间的外径向分离距离62。优选地，外径向分离距离62为0.5mm到5mm的范围。更优选，外径向分离距离62大约等于1.0mm。外鳍片46包括径向地相对于纵向轴线28测量的外径向长度64。外径向长度64是从外套筒26径向向内测量到外鳍片46的远端边缘66的长度。优选地，外鳍片46的外径向长度64为15mm到35mm的范围。更优选，外鳍片46的外径向长度64大约等于25mm。
参见图4，内鳍片44和外鳍片46沿纵向轴线28彼此轴向间隔开。从而内鳍片44和外鳍片46限定在它们之间的轴向分离距离68。轴向分离距离68是沿纵向轴线28测量的，且是分离内鳍片44和外鳍片46的相邻对、在两者之间的距离。优选地，轴向分离距离68为0.5mm到5mm的范围。更优选，轴向分离距离68大约等于1.0mm。另外，且如所示的，内鳍片44和外鳍片46相对于纵向轴线28彼此径向地重叠。因而，内鳍片44的远端边缘58径向地向外延伸超过外鳍片46的远端边缘66，且外鳍片46的远端边缘66径向地向内延伸超过内鳍片44的远端边缘58。
如上所述，内套筒24与旋转轴22绕纵向轴线28旋转。内套筒24还能相对于外套筒26旋转。在内套筒24旋转时，多个内鳍片44接合缓冲流体32，使得缓冲流体32在限定于内套筒24和外套筒26之间的内部区域30中运动。缓冲流体32(其还与外鳍片46接合)的运动使得外套筒26旋转。应理解，外套筒26可以不以与内套筒24相同的速度旋转，即外套筒26和内套筒24可以相对于彼此旋转。外套筒26和内套筒24之间的相对旋转差异使得缓冲流体32在外鳍片46和内鳍片44之间且绕其运动。参见图2到4，缓冲流体32的运动大体通过运动箭头70示出。内套筒24和外套筒26的旋转运动和内鳍片44与缓冲流体32之间的以及外鳍片46与缓冲流体32之间的相互作用从旋转轴22吸收能量，其衰减旋转轴22中的扭转振动。
附图中的详细的描述和显示是对本发明的支持和描述，而本发明的范围仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于旋转轴的缓冲组件，所述缓冲组件包括:
内套筒，沿纵向轴线延伸；
外套筒，沿纵向轴线延伸且相对于纵向轴线径向地设置在内套筒之外，其中内套筒可相对于外套筒绕纵向轴线旋转；和
缓冲流体，设置在内套筒和外套筒之间；
其中内套筒和外套筒中的至少一个包括与缓冲流体接合的缓冲结构部，其中缓冲结构部和缓冲流体之间的接合抵制内套筒相对于外套筒的旋转，以衰减传递到内套筒的扭转振动干扰。
2.如权利要求1所述的缓冲组件，其中缓冲结构部包括至少一个内鳍片，所述至少一个内鳍片附接到内套筒，且相对于纵向轴线从内套筒径向地向外延伸。
3.如权利要求2所述的缓冲组件，其中缓冲结构部包括至少一个外鳍片，所述至少一个外鳍片附接到外套筒，且相对于纵向轴线从外套筒径向地向内延伸。
4.如权利要求3所述的缓冲组件，其中所述至少一个内鳍片和所述至少一个外鳍片沿纵向轴线彼此轴向间隔开。
5.如权利要求4所述的缓冲组件，其中所述至少一个内鳍片和所述至少一个外鳍片相对于纵向轴线彼此径向地重叠。
6.如权利要求3所述的缓冲组件，其中所述至少一个内鳍片包括多个内鳍片，所述多个内鳍片布置为限定绕纵向轴线环形设置的内鳍片的多个环形排，且其中所述至少一个外鳍片包括多个外鳍片，所述多个外鳍片布置为限定绕纵向轴线环形设置的外鳍片的多个环形排。
7.如权利要求6所述的缓冲组件，其中内鳍片的环形排和外鳍片的环形排沿纵向轴线以交替关系布置。
8.如权利要求1所述的缓冲组件，其中缓冲流体包括在50cSt和1000cSt之间的粘性。
9.如权利要求1所述的缓冲组件，其中缓冲流体为硅树脂。
10.如权利要求1所述的缓冲组件，进一步包括第一端盖，设置在内套筒和外套筒的第一轴向端部处；和第二端盖，设置在内套筒和外套筒的第二轴向端部处，其中第一端盖和第二端盖联接到内套筒和外套筒每一个，从而相对于外套筒以外套筒和内套筒之间间隔开的关系可旋转地支撑内套筒，且将缓冲流体密封在内套筒和外套筒之间。
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