CN108571247A - 一种含自限幅振动质量块的吸振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于减小结构件振动的吸振器(2)，该吸振器(2)包含：提供吸振质量块(10)的刚性固体(13)；和两个弹性元件(11)，用于将吸振质量块(10)弹性耦接到该结构件。弹性元件设置在吸振质量块(10)的相反两端处，并且两个弹性元件(11)每个都包含由弹性材料(11)制成的管状段(15)，该管状段紧密连接到刚性固体(13)并且在远离刚性固体(13)的方向延伸直至其外圆周处的固定轮廓(16)。每个固定轮廓(16)均用于定位且都被配置在该结构件安装基座(3)的开口(8)中。布置于每个管状段(15)内腔里的销状限辐结构(20)属于刚性固体(13)的一部分，该销状限辐结构可以限制吸振质量块(10)相对于该结构件的偏转振幅。

Description

一种含自限幅振动质量块的吸振器

技术领域

本发明涉及一种用于减小结构件振动的吸振器，该吸振器包含吸振质量块和布置于吸振质量块两相反端的两弹性元件，所述两弹性元件被配置用于将所述吸振质量块耦接到安装支架。进一步地，本发明涉及一种包括上述吸振器的吸振装置。

背景技术

吸振器能够用于减小不同结构件的振动。在机动车中可以找到很多吸振器。这里，例如，吸振器可以减小门体和盖体的振动。这些振动具有例如少于100Hz的相对低的频率。为了将吸振器调谐至如此低的振动频率，吸振质量块的物理质量就必须相对高，并且吸振质量块与结构件的弹性耦接的刚度必须相对低。所以，吸振器对发生在用力关闭门体或盖体中的冲击载荷变得敏感。当门体或盖体达到关闭位置，其结构件快速减速。然而，吸振质量块也会沿着门体或盖体的关闭方向继续移动，直到通过其弹性耦接减速。这里，存在弹性元件过度伸长和吸振质量块以不受控制的方式撞到该结构件的危险。当该结构件已经被拉紧的弹性元件在与相应门体或盖体的闭合方向相反的方向上相对于该结构件加速，然后被弹性元件再次减速时，同样的危险再一次发生。

德国专利申请公开DE102011008339A1公开了一种用于机动车的车体部分的吸振器，该吸振器特别适用于像行李舱盖或发动机罩的车身部分。这种已知吸振器包含矩形的吸振质量块，该吸振质量块由金属制成并且具有两个凹口区。弹性部分的两个弹性单元分别设置在两个凹口区中，其同时被吸振质量块的圆形定位元件所包裹。每个弹性元件一方面连接到压入吸振质量块的外钣金套，另一方面连接到与安装板相连的内套。弹性单元的弹性材料在外钣金套朝向安装板一侧形成凸起，该凸起作为吸振质量块在朝向安装板方向上移动的缓冲止停结构。进一步地，弹性单元的弹性材料形成了一个环形弹性止停结构，该止停结构在远离由固持元件限制的安装板的方向上缓冲吸振质量块的振动运动。该定位固持元件为杯状且在吸振质量块远离安装板的一侧的方向上折弯成唇边。吸振质量块的弹性制动结构布置于吸振质量块的两凹口区域内。一旦弹性单元故障，整个固持元件能避免吸振质量块自由通过车辆结构件并产生使驾驶员受到惊吓的敲打声音或者破坏车辆的其他部件。进一步地，这也防止弹性单元的过载。在相反的空间方向上，通过吸振质量块由安装板上的弹性体凸起进行缓冲，避免弹性体单元的过载。这种已知吸振器具有复杂的多部件构造且因此相当昂贵。

欧洲专利说明书EP1303710B1公开了一种吸振器，该吸振器包含几个由弹性材料制成的弹性元件和吸振质量块。该弹性元件具有用于卡装安装基座的第一个夹紧单元和用于卡装吸振质量块的第二个卡装单元。第一个和第二个卡装单元都具有凹槽，该凹槽具有用于传递振动的夹紧表面。每个弹性元件都具有腔洞，该腔洞指向内部并且在各弹性元件的底部形成开口。这个腔洞内插有调谐芯。该调谐芯完全或不完全填满该腔洞，并且其具有适当的刚度，以影响由于吸振质量块振动的弹性元件形变。该调谐芯可以比弹性元件更硬或更软。由于吸振质量块为方形板的形式，在该方形的每个角设置一个弹性元件。每个弹性元件以其第一个卡装单元固定在吸振质量块中的钻孔内，该钻孔垂直贯穿该板体。各弹性元件以其第二个卡装单元被固定在安装基座中的对准钻孔中。这种已知吸振器的弹性元件可与吸振质量块分开制造。作为一种替代方式，包括将调谐芯安装到每个弹性元件腔洞内的吸振器的安装方式是非常费力的。进一步地，这种已知吸振器并不特别适合于减小通常发生在垂直于门体或盖体主延伸方向上的门体或盖体的振动。

德国专利申请公开DE3632418A1公开了一种用于机动车空心传动轴减振的装置。传动轴包含了由弹性材料制成的呈镜像对称分布且分体构成的弹性变形体，比如硬橡胶。拉杆延伸穿过弹性形变体，该拉杆包含两端分别设有螺钉的螺纹孔。螺钉头部作用于覆盖弹性形变体端部的挡片上。通过拧紧螺钉，挡片压缩弹性形变体，接着弹性形变体直径增大，从而使其压靠传动轴内壁。拉杆圆柱状的中段直径增大。由于这种增大直径，该吸振质量块的阻尼体的物理质量增加。

US2006/0012090A1公开了一种多维调谐吸振器，其中环形吸振质量块围绕螺栓延伸，并且其中该螺栓和吸振质量块之间设有弹性体衬套，该弹性体衬套与吸振质量块和螺栓均化学连接。

德国专利申请公开DE3038711A1公开了一种用于吸收动能的装置，该装置包含两个同轴布置的本体和两个本体之间的连接机构。在外本体和内本体的相对侧壁上设有凹口，并且在凹口内设置有由可压缩固体材料制成的辊体。该辊体的可压缩固体材料为弹性材料。

目前仍然需要一种吸振器，其特别适合于门体和盖体的减振，同时可以低成本制造。

发明内容

本发明涉及一种用于减小结构件振动的吸振器，该吸振器包含提供吸振质量块的刚性固体和两个弹性元件，两个弹性元件配置为将吸振质量块弹性耦接到该结构件。两弹性元件设置在吸振质量块两相反端，并且两弹性元件每个都包含由弹性材料制成的管状段，该管状段与刚性固体紧密连接并且其向远离刚性固体的方向延伸直至其外周的固定轮廓。该固定轮廓用于定位且布置在该结构件安装基座的开口中。在两个管状段中均设有销状限幅结构，该销状限幅结构配置用于限制吸振质量块相对于该结构件的偏转振幅，并且两个销状限幅结构都属于刚性固体的一部分。

进一步地，本发明涉及一种吸振装置，该吸振装置包含：安装基座，包括成型金属支架；和吸振器，包括提供吸振质量块的刚性固体和设置在吸振质量块两相反端的两弹性元件。成型金属支架具有两个平行区域。两个平行区域都有一个开口。两个弹性元件每个都包含有弹性材料制成的管状段，该管状段与刚性固体紧密连接并且其向远离刚性固体的方向延伸至其外周的固定轮廓。每个固定轮廓固定在安装基座两个开口的一个中。在两个管状段每个中均设有销状限幅结构，该销状限幅结构配置用于限制吸振质量块相对于该结构件的偏转振幅。两个销状限幅结构都属于刚性固体的一部分。

通过研究下列附图和详细描述，本发明的其它特征和优点对于本领域的技术人员来说会显而易见。这旨在将如权利要求所限制的所有附加特征和优点包含在本发明保护范围内。

附图说明

参照以下附图，本发明能够更好地理解。附图中的组件不需要按比例绘制，重点放在清楚说明本发明的原理。在附图中，贯穿几个视图，相同的参考数字指示相应的部件。

图1示出根据本发明的吸振装置的透视图。

图2是根据图1的吸振装置的平面图。

图3是沿着根据图1和图2的吸振装置的主轴(沿图2中所示的相交线A-A)的剖面图。

具体实施方式

根据本发明用于减少结构件振动的吸振器包含吸振质量块和两个弹性元件，两个弹性元件分别设置在吸振质量块两端用于将吸振质量块弹性耦接到该结构件。两个弹性元件每个都包含由弹性材料制成的管状段，该管状段在远离吸振质量块的方向上延伸至直其外圆周处的固定轮廓，该固定轮廓用于定位且布置在该结构件安装基座的开口中。两个管状段的每个中都设有销状限幅结构。两个限幅结构限制吸振质量块相对于该结构件的偏转振幅。根据本发明，由弹性材料制成的两管状段与吸振质量块紧密联结，并且两个销状限幅结构是提供吸振质量块的刚性固体的一部分。例如，刚性固体提供吸振质量块并包括销状限幅结构，该刚性固体可能通过金属铸造和去除铸造体材料的可选机加方法制成；并且用于形成两个管状段的弹性材料可通过硫化的方式硫化到刚性固体上，成型后其分布在销状结构的四周。

在吸振质量块相对于该结构件振动的情况下，弹性元件的管状段发生变形。这些随着吸振质量块的振动振幅而增加的形变被刚性限幅结构限制。典型地，限幅结构延伸至管状段内，在所有径向方向都与管状段内壁间隔间隙，在吸振质量块振动幅度很小时，限幅结构不会影响弹性元件的刚度，然而，吸振质量块相对于安装基座具有更大的振动振幅时，销状限幅结构就会紧贴或撞击管状段的内壁，此时销状限幅结构在增大弹性连接部分刚度的作用意义上就变的十分有效，并因此限制吸振质量块相对于安装基座的偏转振幅。当销状限幅结构撞到弹性元件的管状段的内壁时，吸振质量块与安装基座的弹性耦接的刚度增加特别急剧，因为销状限幅结构是吸振质量块的刚性部件。由于销状限幅结构不是独立部件，根据本发明的吸振器的部件总数很少。

该限幅结构在管状段中的径向间隙可以相等，即在所有径向方向上是一致的。作为一种设计选择，该径向间隙可以具有围绕销状限幅结构的预定分布，使得销状限幅结构的功能取决于吸振质量块相对于安装基座的偏转方向。为了这个目的，销状限幅结构和/或该管状段的内部可以具有非圆柱形结构。

通常，除了固定轮廓，该管状段基本上是环形柱面。作为一种设计选择，例如，管状段可以具有椭圆形横截面或者侧壁厚度在圆周方向上变化。在管状段非圆形设计时，固定轮廓和安装基座的相关联开口也不是圆形的，而是反映出管状段的非圆形截面。

销状限幅结构可在弹性元件管状段的整个轴线长度上延伸，并且原则上也延伸直至安装基座的开口中。然而，这不是必须的。甚至长度更短的限幅结构也满足功能要求。因此，销状限幅结构可以终止于在管状段的外圆周形成的固定轮廓的轴向距离处。然而，根据销状限幅结构的长度，其也可以具有辅助功能，即弹性元件中的一个或两个出现失效，其也可将吸振质量块托架到安装基座上而不会直接掉落。

如果两弹性元件的两个管状段和其中设置的销状限幅结构关于主轴同轴设置，那么根据本发明的吸振器特别适用于减小门体或盖体垂直于其主延伸平面的振动。如果吸振质量块在两端间延主轴延长，那么也特别适用。

该弹性元件的弹性材料可以覆盖包含吸振质量块的刚性固体在两个弹性元件之间的部分。因此，一方面，其为刚固性体提供了防腐涂层，另一方面，在振动质量块和安装基座之间产生剧烈变形时其可以为振动质量块提供全方位的缓冲。

位于管状段外圆周的固定轮廓均包含固定凸缘，该固定凸缘具有指向吸振质量块的支撑表面。通常地，固定轮廓也可以具有另一个固定凸缘，该固定凸缘具有背向吸振质量块的支撑表面，使得在两个支撑表面之间形成用于将各弹性元件固定到安装基座的固定凹口。这两个固定凸缘都无需围绕整个管状段的圆周方向形成环形结构。

特别是两个弹性元件在吸振质量块两相反端同轴布置，固定到安装基座的弹性元件将承受一定的拉伸预紧力，该预紧力保持各支撑表面与安装基座直接接触，以便不再需要相反定向的支撑表面。这也使得弹性元件与安装基座的固定更容易，因为足以使弹性元件进入各开口，以至于固定凸缘落在安装基座的相应相对表面后面。无需注意安装基座与各固定轮廓的环形凹口接合。

为了使得弹性元件更容易固定到安装基座上，每个管状段都可以变为两个平行且周向分离的由弹性材料制成的辅助安装结构。这些紧固元件可以被拉穿过安装基座的各开口，直到固定轮廓将弹性元件固定到安装基座。这两个紧固元件可被拼压在一起，进而容易地被手或工具一起抓握。

在包含安装基座和根据本发明的吸振器的吸振装置中，用弹性元件管状段的固定轮廓将吸振器固定在安装基座开口中。开口在成型金属支架中形成。这个成型金属支架可以是待减小振动的结构件的一部分，或者可以与其刚性耦接，例如螺钉耦接。

在根据本发明的吸振装置的优选实施例中，成型金属支架的挡片在一部分管状段的上方远离开口边缘延伸。特别地，从管状段的角度看，挡片设置在吸振质量块两个相反的主工作方向上。销状限幅结构撞到这些挡片，二者之间设置有管状段的弹性材料。如果该挡片仅在管状段上方在吸振质量块的两个相反主要工作方向上延伸，这将不会过多影响弹性元件与安装基座间的固定定位。然而，在吸振质量块的两个相反主工作方向上，一旦吸振质量块相对于安装基座变形移动量超出某一最小值，支撑片和弹性单元接触后可以增大弹性连接的刚度或其可以为吸振体质量块提供制动。

特别地，振动质量块两反向的主变形方向可能是车门或车盖的关闭和打开方向，本发明涉及的吸振器就是用来减小此类车门或车盖所含机构的振动的。支撑片只需要沿着弹性单元管形结构区域的轴线方向延伸一部分就足够了。支撑片可以在安装基座开口成型时通过弯曲成型金属支架而形成。

现在更详细地参考附图，根据图1-3的吸振装置1包括用于减少结构件振动的吸振器2，该吸振器2特别是减少机动车的门体和盖体。安装基座3被刚性耦接到这种结构件，该结构件在本文中未详细描述。作为一种设计选择，安装基座3可以集成到该结构件中。无论哪种情况，安装基座3都会与该结构件一起振动。安装基座3为成型金属支架4，其具有含至少一个安装孔6的底面区域5。两个平行区域7在远离底面区域5的方向上延伸。在每个平行区域7中，提供开口8，开口8在吸振装置1的本实施例中为圆形。根据图3的描述，上下水平挡片9沿着圆形开口8的圆周边缘朝着偏离各自对应的区域7方向延伸。吸振质量块10在两个区域7之间被弹性支撑或耦连到安装基座3。为了这个目的，在拉长的吸振质量块10的两端分别设有一个由弹性材料12制成的弹性元件11。特别的，弹性材料12硫化到提供吸振质量块的刚性固体13上，弹性材料12也通过防腐层14在吸振质量块10两端之间覆盖刚性固体13。弹性元件11包括管状段15，该管状段15向上延伸到安装基座3的开口8远离吸振质量块10的侧面上。在这里，在管状段15的外周，形成固定轮廓16。固定轮廓16有着由弹性材料12制成的固定凸缘17一样的形状，其紧邻支撑面并从开口8的外边缘开始紧靠在区域7上。在开口8的后面，管状段15变为辅助安装结构18，弹性元件通过辅助安装结构18可以被拉穿过开口8，直到固定轮廓16在区域7后面用其固定凸缘17扣住，然后以在主轴19的方向上以有限的预紧力抵靠区域7。由于支撑片9仅出现在底部和顶部且留有侧向间隙，管形结构部分可通过侧向间隙引入，故在区域7之间安装带有弹性单元结构11的吸振质量块10是很容易的。

吸振质量块的刚性固体13包括销状限幅结构20，销状限幅结构20延伸至管状结构的内腔并与其内壁间隔间隙。在本实施例中，销状限幅结构20延伸进管状段中，仅延伸至挡片9的自由端。销状限幅结构20与将其包裹在内的管状段15关于主轴19同轴布置。在根据图3的两个竖直方向上，相应于将减振的盖体或门体的打开和关闭方向，销状限幅结构20与挡片9一起保证吸振质量块10相对于安装基座3的过度偏移，这些偏转可能另外在吸振器2低频调谐时发生，例如猛力关闭盖体或门体的情况下。然而，在吸振质量块10相对于安装基座3偏移或振幅小时，限幅结构和挡片9都不起作用。根据图1至图3所示的完整吸振装置主要包括安装基座3的成型金属支架4、吸振质量部分的刚固性体13(整体形成了限幅结构)和硫化到刚性体13上的由弹性材料制成的弹性结构部分(弹性单元11和辅助安装结构18)组成。

在基本不偏离本发明的设计精神和原理下，可以对本发明的优选实施例进行多种变化和修改。在由下列权利要求限定的本发明的保护范围内，本文中意图涵盖全部这些修改和变化。

Claims (19)

1.用于减小结构件振动的吸振器(2)，所述吸振器包含：

含有吸振质量块(10)的刚性固体(13)，和

两个弹性元件(11)，被配置用于将所述吸振质量块(10)弹性耦接到所述结构件，所述弹性元件被设置在所述吸振质量块(10)两相反端，

其中，所述两个弹性元件(11)每个都包含由弹性材料(12)制成的管状段(15)，所述管状段(15)紧密连接所述刚性固体(13)并且在远离所述刚性固体(13)的方向延伸直至其外圆周处的固定轮廓(16)，所述固定轮廓(16)均用于定位且被布置于所述结构件安装基座(3)的开口(8)中，

其中，在所述两个管状段(15)中都设有销状限幅结构(20)，销状限幅结构(20)被配置用于限制吸振质量块(10)相对于所述结构件的偏转振幅，

其中，所述两个销状限幅结构(20)属于所述刚性固体(13)的一部分。

2.根据权利要求1所述的吸振器(2)，其中所述销状限幅结构(20)延伸至所述管状段(15)中，所述销状限幅结构(20)与所述管状段(15)之间在全部径向方向上间隔间隙。

3.根据权利要求1或2所述的吸振器(2)，其中，所述销状限幅结构(20)在所述固定轮廓(16)的轴向距离处终止。

4.根据权利要求1或2所述的吸振器(2)，其中，所述两个管状段(15)和设置于其中的所述销状限幅结构(20)相对于主轴(19)同轴设置。

5.根据权利要求1或2所述的吸振器(2)，其中，所述弹性材料(12)在所述两各弹性元件(11)之间覆盖刚性固体(13)。

6.根据权利要求1或2所述的吸振器(2)，其中，位于管状段(15)外部圆周处的所述固定轮廓(16)均包含固定凸缘(17)，所述固定凸缘(17)具有指向所述刚性固体(13)的支撑表面。

7.根据权利要求1或2所述的吸振器(2)，其中，所述管状段(15)在所述吸振质量块(10)远离所述刚性固体(13)的端部的所述固定轮廓(16)后面变为辅助安装结构(18)。

8.根据权利要求7所述的吸振器(2)，其中，两个所述管状段(15)每个都变为两个平行的辅助安装结构(18)，两个辅助安装结构(18)在圆周方向上彼此分离。

9.一种减振装置(1)，包含：

安装基座(3)，包括成型金属支架(4)，所述成型金属支架(4)具有两个相互平行区域(7)，所述两个平行区域(7)每个都设有开口(8)；和

吸振器(2)，包括提供吸振质量块(10)的刚性固体(13)和设置在所述吸振质量块(10)两相反端的两个弹性元件(11)，

其中，所述两个弹性元件(11)每个都包括由弹性材料(12)制成的管状段(15)，所述管状段(15)紧密连接到所述刚性固体(13)并且在远离所述刚性固体(13)的方向延伸直至其外部圆周处的固定轮廓(16)，所述固定轮廓(16)被固定在所述安装基座(3)的所述两个开口(8)的一个中，

其中，所述两个管状段(15)每个中都设有销状限幅结构(20)，销状限幅结构(20)被配置用于限制所述吸振质量块(10)关于所述安装基座(3)的偏转振幅，

其中，所述两个销状限幅结构(20)属于所述刚性固体(13)的一部分。

10.根据权利要求9所述的吸振装置(1)，其中，所述销状限幅结构延伸至所述管状段(15)中且在全部径向上与所述管状段(15)内壁间隔间隙。

11.根据权利要求9或10所述的吸振装置(1)，其中，所述销状限幅结构(20)在所述固定轮廓(16)的轴向距离处终止。

12.根据权利要求9或10所述的吸振装置(1)，其中，所述两个管状段(15)和设置于其中的所述销状限幅结构(20)相对于主轴(19)同轴设置。

13.根据权利要求9或10所述的吸振装置(1)，其中，所述弹性材料(12)在所述两个弹性元件(11)之间覆盖刚性固体(13)。

14.根据权利要求9或10所述的吸振装置(1)，其中，在管状段(15)外部圆周处的所述固定轮廓(16)均包含固定凸缘(17)，所述固定凸缘(17)具有支撑表面，所述支撑表面指向所述刚性固体(13)并且紧靠所述两个平行区域(7)的相应一个。

15.根据权利要求9或10所述的吸振装置(1)，其中，所述管状段(15)在所述两个平行区域(7)远离所述刚性固体(13)的端部的所述固定轮廓(16)后面变为辅助安装结构(18)。

16.根据权利要求15所述的吸振装置(1)，其中，两个所述管状段(15)每个都变为两个平行的辅助安装结构(18)，两个辅助安装结构(18)在圆周方向上彼此分离。

17.根据权利要求9或10所述的吸振装置(1)，其中，所述成型金属支架(4)包括挡片(9)，所述挡片(9)在所述平行区域(7)中的开口(8)的边缘延展形成且其分布在所述管状段(15)的外圆周面上。

18.根据权利要求9或10所述的吸振装置(1)，其中，从所述管状段(15)的角度，所述挡片(9)设置在所述吸振质量块(10)的两个相反主偏转变形方向上。

19.根据权利要求9或10所述的吸振装置(1)，其中，所述成型金属支架(4)包括底面区域(5)，所述底面区域(5)连接所述两个平行区域(7)并且设有至少一个安装孔(6)。