CN105051406B - 支承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种支承装置(1)，该支承装置包括芯(2)和包围该芯的外壳(3)，其中，芯(2)通过至少一个弹性体(4、5)或多个弹性体(4、5)相对于外壳(3)支撑，其中，在芯(2)和外壳(3)之间构造至少两个包含工作流体的功能室(6、11)，并且其中，所述功能室(6、11)至少部分地通过一个或多个弹性体(4、5)界定，鉴于如下任务：这样构造一种支承装置，使得在低温时该支承装置的刚度扰动变得尽可能小，其特征在于，设置有至少一个用于平衡流体的平衡室(7)，平衡流体从所述平衡室可导入功能室(6、11)中，其中，平衡室(7)中的平衡流体通过可运动的或弹性的分隔元件(8、21)与一个充气空间(9)或多个充气空间分隔开。

Description

支承装置
技术领域
本发明涉及一种支承装置。
背景技术
已经由现有技术已知支承装置，该支承装置包括芯和包围该芯的外壳。在此，芯通过至少一个弹性体或多个弹性体相对于外壳支撑。
在芯和外壳之间设置一个或多个功能室，在这些功能室中容纳工作流体。功能室经常在其轴向端部上通过将芯连接到外壳上的弹性体界定。
这样的支承装置称为液压的支承装置并且通常具有两个封闭的且相互连接的功能室，在这两个功能室中分别容纳工作流体。
只要液压的支承装置被冷却，芯的、外壳的以及弹性体的和工作流体的不同的膨胀系数就发挥它们的作用。
功能室中的工作流体通常示出比围绕的、基本上硬的界定材料高得多的膨胀系数。这些界定材料通常由金属或弹性体制成。
通过工作流体的冷却，在功能室中产生必须被平衡的空腔或者说空心体积。空心体积的形成导致整个支承系统中的压力下降。
只要在填充功能室之后在功能室中存在剩余空气，剩余空气就由于下降的压力而膨胀并且用于相应的体积平衡。
容纳在功能室中的剩余空气越多，支承装置中的压力降越小。但是，所产生的气泡总是基本上与工作流体的体积损耗一样大。
在上述背景下应注意，只要在功能室中不包含剩余空气，功能室中的压力就降低到工作流体的蒸汽压力之下。工作流体蒸发并且填充所产生的凹腔或者说所产生的空心体积，于是系统压力相应于工作流体的蒸汽压力。
当非常不同量的空气容纳在两个功能室中时，上面描述的情况增加复杂性。因此，得出非对称的刚度曲线。
在任何情况下，在芯相对于外壳偏转时，在功能室中出现显著的压力上升之前，与偏转的频率或速度无关地首先必须平衡所产生的空心体积。到目前为止，支承装置仅具有小的承重弹簧刚度，在此之后更高的膨胀弹簧刚度才开始起作用。
发明内容
因此，本发明的任务在于，这样构造和扩展一种文首提及类型的支承装置，使得在低温时支承装置的刚度扰动(Steifigkeitseinbruch)变得尽可能小。
本发明通过支承装置解决上面提及的任务，该支承装置是一个套管并且包括芯和包围该芯的外壳，其中，芯通过至少一个弹性体或多个弹性体相对于外壳支撑，其中，在芯和外壳之间构造至少两个包含工作流体的功能室，并且所述功能室至少部分地通过所述一个或多个弹性体界定，其特征在于，设置有至少一个用于平衡流体的平衡室，平衡流体从所述平衡室可导入功能室中，其中，平衡室中的平衡流体能通过可运动的或弹性的分隔元件而与一个充气空间或多个充气空间分隔开，所述平衡室通过通道和止回阀与所述功能室的连接通道引导流体地连接，其中，所述止回阀仅允许少量回流流体进入到所述平衡室中。
根据本发明认识到，在低温时的刚度扰动可以避免，其方式是，由于不同的膨胀系数出现的空心体积通过平衡流体取代。
根据本发明具体认识到，所述平衡流体必须储存在本来的功能室的外部。通过供应平衡流体用以填充空心体积，可以阻止在高频和/或高速时失去液压加固的功能。
特别是根据本发明认识到，在生产技术上始终在功能室中留下一定的剩余空气量。在此，根据本发明保证，在支承装置内部的压力仅降低很小程度。另外，膨胀的剩余空气量会导致功能限制。
根据本发明，所有这些问题通过用于平衡流体的平衡室应对，平衡流体从该平衡室可导入所述功能室中。在此，所述平衡室中的平衡流体通过可运动的或弹性的分隔元件与充气空间分隔开。通过可运动的或弹性的分隔元件可毫无问题地对所供应的平衡流体的量进行配量。
就这点而言，这样构造一种支承装置，使得在低温时支承装置的刚度扰动变得尽可能小。
因此，文首提及的任务得以解决。
所述平衡室可以通过通道和止回阀与所述功能室的连接通道可引导流体地连接。为了支承装置的功能性，平衡室中的压力必须与静态的系统压力一样高，该系统压力在支承装置的静止状态中在功能室和平衡体积之间出现。由在动态加载支承装置时功能室中的压力曲线能够确定，所述静态的系统压力作为连接通道的中心的压力曲线的最小值得出。如果平衡体积通过止回阀这样与连接通道的中心连接，使得当在连接通道的中心达到压力最小值时，平衡体积中的可能存在的超压通过该止回阀降低，在平衡体积中自动地并且无外部干预地出现未动态受载的支承装置的上述静态的系统压力。
所述平衡室可以通过细的通道与所述连接通道可引导流体地连接。功能室中的(例如通过加热支承装置)上升的静态的系统压力可以通过附加的通道在平衡体积和连接通道或其中一个所述功能室之间平衡。在通道中的或在其中一个所述功能室中的每个压力峰值时，通过非常细地构造的通道可以以高度配量的方式总是仅供应非常少量的流体给平衡体积。
所述止回阀可以允许少量回流流体进入到所述平衡室中。备选于附加的细的通道，止回阀也可以这样设计，使得在连接通道中的压力峰值时能实现非常少量的回流到平衡体积中。
在所述通道的内部可以设置有节流器或过滤器。在通道的内部可以设置有节流器。优选地，所述通道这样确定尺寸，使得在频率或速度与在支承装置中存在的压力功能相关的情况下实际上没有体积流量产生并且支承装置的全部的动态刚度可供使用。尽管如此，通道应这样确定尺寸，使得在整个支承装置温度变化时确保体积平衡，该体积平衡可能持续几分钟或几小时。
在上述背景下，所述节流器可以具有无纺织物或纺织物，该无纺织物或纺织物多层状地容纳在两个设有贯通部的盘之间。因此，可以应对如下危险，即，在平衡流体中悬浮的颗粒混入通道或止回阀。此外，通过纺织物或无纺织物可以在通道的内部调节流动阻力。
流动阻力可以通过固定的并且密封包装的无纺织物或纺织物的层进行调节。无纺织物或纺织物克服出现的压差通过包括贯通部的盘防翻转或防偏转地支撑。
充气空间有利地这样大地选择，使得体积平衡无显著压力降地进行。充气空间的大小与在充注功能室之后功能室中的剩余空气量、待期待的温度范围(在该温度范围内必须平衡)和支承装置的特征曲线的允许偏差有关。优选地，充气空间大约是在冷却时必须平衡的体积的一倍至三倍。
所述分隔元件可以构造为可运动的活塞。在功能室和平衡室的各部分之间的分隔必须是气密的。另外，不期望的气体可能到达功能室中。因此，优选使用密封的且沿轴向可运动的活塞。
在上述背景下也可设想的是，所述分隔元件构造为轧制隔膜(Rollmembran)。由优选设有纺织物增强部的弹性体制成的轧制隔膜的特征在于高弹性。此外，由弹性体制成的轧制隔膜可非常容易地这样夹在通道的内部，使得不产生不密封的部位。
所述分隔元件可以构造为海绵橡胶。在这里，平衡流体由大量封闭的充气空间、亦即囊状物或单元分开，这些空间嵌入橡胶基质中。海绵橡胶构成用于可运动的平衡流体柱的皱褶区(Knautschzone)。
温度上升也可以具有对支承装置的特性的显著作用。通过加热工作流体可以出现额外的体积。
额外的体积导致通常容纳在功能室中的剩余空气的压缩并且导致弹性体的膨胀，这些弹性体相对于外壳支撑所述芯。
因此，提高在支承装置中或者说在具有这样的支承装置的系统中的压力。通过平衡室可以补偿附加的、通过加热产生的体积，在所述平衡室中设置有平衡流体，其中，平衡室中的平衡流体通过可运动的或弹性的分隔元件与充气空间隔开。
通过附加的体积产生的附加的压力将工作流体输送到平衡室中，其中，充气空间中的气体得以压缩。因此，支承装置中的压力上升变得小很多。工作流体和平衡流体优选是材料相同的。
附图说明
在附图中：
图1示出一个支承装置，该支承装置具有包括充气空间的平衡室，其中，细的通道在宽的通道中结束，
图2示出一个支承装置，该支承装置具有包括充气空间的平衡室，其中，细的通道在功能室中结束，
图3示出一个支承装置，该支承装置具有包括充气空间的平衡室，其中，流体和气体的分隔通过分隔活塞进行，
图4示出一个支承装置，该支承装置具有包括充气空间的平衡室并且该支承装置配备有用于充注/控制在平衡室的充气空间中的压力的阀，
图5示出一个支承装置，该支承装置具有包括充气空间的平衡室并且该支承装置配备有附加的大的外部的存储装置，以便增大充气空间的体积，
图6示出一个支承装置，在该支承装置中完全一般地示出确定界限的充气空间，
图7示出一个曲线图，该曲线图示出包括少量剩余空气的支承装置在室温时的力-位移曲线，
图8示出一个曲线图，该曲线图示出在功能室中的压力的曲线，其中，示出在室温时、不受载地1bar绝对值、在2mm振幅时的曲线，
图9示出一个曲线图，该曲线图示出包括功能室中的少量剩余空气的支承装置在零下20℃时的力-位移曲线，
图10示出一个曲线图，该曲线图示出功能室中的压力在零下20℃时、不受载地1bar绝对值、在2mm振幅时的曲线，
图11示出包括平衡室的支承装置在零下20℃时的力-位移曲线，其中，平衡体积大约平衡双倍的温度损耗，
图12示出一个曲线图，该曲线图示出功能室中的压力在零下20℃时的曲线，其中，平衡室的平衡体积可以大约补偿双倍的温度损耗，以及
图13示出一个支承装置，在该支承装置中构造包括海绵橡胶的平衡室。
具体实施方式
图1示出支承装置1，该支承装置包括芯2和包围该芯的外壳3，其中，芯2通过至少一个弹性体4、5或多个弹性体4、5相对于外壳3支撑，其中，在芯2和外壳3之间构造至少两个包含工作流体的功能室6和11，并且其中，所述功能室6和11至少部分地通过一个或多个弹性体4、5界定。所述至少两个功能室6和11通过连接通道14引导流体地连接。
设置有至少一个用于平衡流体的平衡室7，平衡流体从所述平衡室可导入功能室6和11中，其中，平衡室7中的平衡流体通过可运动的或弹性的分隔元件8与充气空间9分隔开。
平衡室7通过通道10与两个功能室6、11的连接通道14引导流体地连接。在通道10的内部设置有止回阀15。
在通道10的内部设置有节流器17。节流器17可以具有无纺织物或纺织物，该无纺织物或纺织物多层状地容纳在设有贯通部的盘之间。
附加地，平衡室7利用非常细的通道16引导流体地与通道10和/或连接通道14和/或一个或多个功能室6、11如在图2中示出的那样引导流体地连接。
图3示出，分隔元件8构造为可运动的活塞。分隔元件8也可以构造为轧制隔膜。
在支承装置1的具体示出的实施例中设置有两个功能室6、11，这两个功能室以工作流体充注。在功能室6、11中容纳剩余空气量12、13，所述剩余空气量在以工作流体充注功能室6、11时产生。
在功能室6、11通过沿x方向的运动受载时，在功能室6中提高压力，在功能室11中降低压力。在此，两个压力变化同方向地作为相对运动方向x的相反力起作用。
功能室6中的压力在理论上可以上升到任意高度，然而在功能室11中原则上不会降低到工作流体的蒸汽压力之下。通过支承系统中的高的预压力可以提高总刚度。
因此可能的是，支承装置1的动态刚度主动地或被动地通过经由在图4中示出的阀19调节充气空间9中的压力来控制。
在上述背景下，可设想的是用于温度平衡的大量被动的调节装置。可以使用双金属弹簧，该双金属弹簧作用到蓄压器上。可以使用用于补偿体积变化的膨胀体。所述膨胀体必须具有负的膨胀系数。
在图5中设置有存储装置20，该存储装置被接入并且被定期地填注。这也许可以通过支承系统本身中的动态过程进行。可以实现压力下降。可以朝存储装置那边打开过压阀，以便重新提高压力。在压力上升时可以设置通向另一个存储装置、特别是通向周围环境的过压阀，该过压阀释放压力。
在纯被动的构造方案中，包括非常大的体积的非常大的存储装置可以用于几乎恒定的压力。在适当地设计相对于功能室中的体积差大的存储装置的体积时，压力下降恰好可以在温度下降时平衡弹性体的硬化。同样可设想的是在温度上升时对弹性体的模量下降的补偿。
支承装置可以用作液压的支承装置、特别是用作液压的悬架臂支承装置。支承装置可以在轨道车辆中用作液压的悬架臂支承装置。
此外可能的是，液压支承装置配备有确定的预压力，以便在不提高感温性的情况下影响特征曲线。
功能室中的剩余空气量可以有针对性地显著地提高。因此，剩余空气量的寄生效应可以用作用于设计特征曲线的措施。
图6示出支承装置1，在该支承装置中完全一般地确定充气空间9的界限。这可以通过波纹管、弹性的囊状物或类似物实现。
图13示出支承装置1，该支承装置包括芯2和包围该芯的外壳3，其中，芯2通过至少一个弹性体4、5或多个弹性体4、5相对于外壳3支撑，其中，在芯2和外壳3之间构造至少两个包含工作流体的功能室6和11，并且其中，所述功能室6和11至少部分地通过一个或多个弹性体4、5界定。所述至少两个功能室6和11通过连接通道14引导流体地连接。
设置有至少一个用于平衡流体的平衡室7，平衡流体从所述平衡室可导入功能室(6、11)中，其中，平衡室7中的平衡流体通过弹性的分隔元件21与多个充气空间分隔开。
具体地，分隔元件21构造为海绵橡胶。在这里，平衡流体与大量封闭的充气空间、亦即囊状物或单元分开，这些空间嵌入橡胶基质中。

Claims (7)

1.支承装置(1)，该支承装置包括芯(2)和包围该芯的外壳(3)，其中，芯(2)通过一个或多个弹性体(4、5)相对于外壳(3)支撑，其中，在芯(2)和外壳(3)之间构造至少两个包含工作流体的功能室(6、11)，并且所述功能室(6、11)至少部分地通过所述一个或多个弹性体(4、5)界定，其特征在于，设置有至少一个用于平衡流体的平衡室(7)，平衡流体从所述平衡室可导入功能室(6、11)中，其中，平衡室(7)中的平衡流体通过可运动的或弹性的分隔元件(8、21)与一个充气空间(9)或多个充气空间分隔开，所述平衡室(7)能通过第一通道(10)和止回阀(15)而与所述功能室(6、11)的连接通道(14)引导流体地连接，其中，所述止回阀(15)仅允许少量回流流体进入到所述平衡室(7)中。
2.根据权利要求1所述的支承装置，其特征在于，所述平衡室(7)能通过细的第二通道(16)而与所述连接通道(14)引导流体地连接。
3.根据权利要求1或2所述的支承装置，其特征在于，在所述第一通道(10)的内部设置有节流器(17)或过滤器。
4.根据权利要求3所述的支承装置，其特征在于，所述节流器(17)具有无纺织物或纺织物，该无纺织物或纺织物多层状地容纳在设有贯通部的盘之间。
5.根据权利要求1或2所述的支承装置，其特征在于，所述分隔元件构造为可运动的活塞。
6.根据权利要求1或2所述的支承装置，其特征在于，所述分隔元件构造为轧制隔膜。
7.根据权利要求1或2所述的支承装置，其特征在于，所述分隔元件构造为海绵橡胶。
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