CN109578505A - 衰减振动的系统、减振装置和在构件上安装减振装置的方法 - Google Patents

衰减振动的系统、减振装置和在构件上安装减振装置的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于衰减振动的系统，该系统具有减振装置，该减振装置包括能紧固在构件(10)上的固定锚。该固定锚具有棒状插入元件(14；114)和轴向固定元件(16a、16b；16)，该轴向固定元件从插入元件上径向突出。减振装置还具有弹性全金属垫(28)，该全金属垫具有开口(37)。该开口的尺寸在未展开的状态下确定为，使得轴向固定元件不能穿过开口插入。安装辅助件(18)是系统的一部分，安装辅助件能可拆松地固定在固定锚上。安装辅助件如此形成，即当安装辅助件固定在固定锚上且全金属垫被推到安装辅助件上时，所述安装辅助件使全金属垫的开口沿径向如此展开，使得轴向固定元件在被推动时经过全金属垫的开口且全金属垫在轴向固定元件后方锁定。

Description

衰减振动的系统、减振装置和在构件上安装减振装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于衰减构件之间的振动的系统，其中，所述振动是由全金属垫引起的。本发明还涉及一种具有全金属垫的减振装置以及一种用于把这种减振装置安装在构件上的方法。
背景技术
机械振动会在彼此接触或彼此固定连接的构件之间传递。这通常是不被期望的，因为振动会损害构件的功能和使用寿命，并导致产生干扰噪音。
为了减少构件之间的振动传递，在本技术领域使用了布置在构件之间的减振装置。减振装置通常包含弹性体，该弹性体在压力和拉力负荷下弹性变形，然而随后恢复其原始的未变形的形状。例如，可以通过对天然橡胶或硅橡胶进行硫化来获得合适的弹性体。在最简单的情况下，这种减振装置由弹性体片组成，所述弹性体片这样布置在构件之间，使得构件会在抵抗弹性体的阻力的情况下相对彼此运动。由弹性体施加的阻力在此产生期望的减振；同时振动能量的一部分由弹性体吸收且转化为热。
更高效的减振装置具有较复杂的结构。例如，由EP 2980437A1已知一种减振装置，其中使用小的全金属垫替代了弹性体。全金属垫理解为由金属丝编织物形成的成形件，所述成形件能够弹性变形。当全金属垫被预加应力时，也就是说在通过振动产生负荷之前已经被一定程度地压缩时，得到全金属垫的最佳减振效果。
这种全金属垫相对于弹性体的优点首先在于特别好的机械鲁棒性以及对油、脂肪、溶剂、酸、液体或灰尘的耐腐蚀性。全金属垫在极长的时间段内保持其弹性特性几乎不变。因此，装配有该全金属垫的减振装置因此通常用在会出现极高的动态、热和化学负荷的场所处，例如用作机动车的发动机舱中。
由前述的EP 2 980 437A1已知的减振装置包括一中心套筒，其被引导通过壳体部件的法兰中的一孔。在套筒的从法兰上伸出的两个端部上分别套设了环状的减振元件，所述减振元件包含全金属垫。随后，引导一螺钉经过该套管并与第二构件螺旋连接，所述第二构件抵靠在两个全金属垫之一上。螺钉的头部在此支承在另一个减振元件上。第一构件的法兰能够通过这种方式相对于第二构件沿着由套筒预定的轴向进行振动，该振动被两个全金属垫衰减。由此获得了两个构件之间的振动衰减的连接。
已知的固定系统的缺点在于，两个环形的减振元件仅仅松动地套设在从法兰伸出的套筒端部上。随后的螺旋连接才确保了，减振元件不会从套筒松脱。在安装固定系统时，这种设计会是不利的，因为对安装工人来说通常难以使两个减振元件保持不从套筒滑下直至完成螺旋连接。
发明内容
因此本发明的目的在于，简化减振装置在构件上的安装。
该目的通过用于衰减振动的系统实现，该用于衰减振动的系统具有减振装置，所述减振装置包括能紧固在构件上的固定锚。所述固定锚具有棒状插入元件以及轴向固定元件，所述轴向固定元件从插入元件上径向突出。减振装置还具有弹性全金属垫，该全金属垫具有开口，所述开口的尺寸在未展开的状态下被这样确定，使得轴向固定元件不能穿过所述开口插入。此外，该系统还包括安装辅助件，所述安装辅助件能插在固定锚上或能以其它方式可拆松地固定在固定锚上。该安装辅助件如此形成，即当安装辅助件固定在固定锚上且全金属垫被推到安装辅助件上时，所述安装辅助件使全金属垫的开口沿径向如此展开，使得轴向固定元件在被推动时经过全金属垫中的开口且全金属垫在轴向固定元件后方锁定。
轴向固定元件确保了，全金属垫在锁定之后轴向固定且因此不会再无意地从固定锚松脱。由此显著方便了减振装置在构件上的安装，因为减振装置不再必须手动紧固，直至其位于其最终的安装位置中。
轴向固定元件优选如此布置在插入元件上，即全金属垫在锁定之后已经在轴向上被预加应力。如果在小的振动幅度时已经需要保持良好的减振效果，那么轴向预应力是有利的。
为了使全金属垫方便地展开，仅短时固定在固定锚上的安装辅助件通常在展开之后再次从固定锚拆下且能够再次使用。
在一实施例中，轴向固定元件由插入元件的周面上的突出部形成。该突出部可以是全环绕的，然而也可以是在一个或多个位置处中断的。尤其有利的是，这种突出部位于插入元件的端部上且由此形成了(必要时一次或多次中断的)凸缘。则在锁定之后，插入元件不从全金属垫突出。凸缘尤其可以和全金属垫一起形成接触面，螺栓头或其它构件能抵靠在该接触面上。
根据本发明类型的减振装置通常如此使用，即全金属垫位于插入元件的任一端部上，在其间布置有构件。因此有利的是，轴向固定元件在插入元件的任一端部上沿径向突出。
特别简单的是，轴向固定元件一件式地形成在插入元件上。然而轴向固定元件可以设计为单独的、固定在插入元件上的构件。因此，轴向固定元件例如可以设计为锁紧涨圈，该锁紧涨圈锁定在插入元件的外表面上的环绕的环形槽中。同样可以考虑，通过短销钉形成轴向固定元件，该短销钉被压入插入元件的径向孔中。
在一实施例中，插入元件是套筒，其横截面优选是圆形，然而这不是必须的。当安装辅助件具有圆柱形部段时，套筒状的插入元件是有利的，为了可拆松地把安装辅助件固定在固定锚上，该圆柱形部段能以具有略微过尺寸的过渡配合插入到套筒中。安装辅助件通过这种方式可以特别容易地手动或者利用钳子固定在固定锚上并在推动了全金属垫之后再次取下。
当系统还包括螺栓或其它固定元件时，则固定元件也能被穿过套筒并能固定在另外的构件上，像在现有技术中已知的那样。
对非套筒状的插入元件来说，可以在端侧设置凹部，安装辅助件能够插入该凹部中。
在一实施例中，安装辅助件为了使全金属垫的开口展开而具有一部段，该部段具有沿安装辅助件的纵向扩大的横截面。当推动全金属垫经过该部段时，开口由于伸入开口中的安装辅助件的扩大的横截面而以期望的方式展开。该部段尤其是锥形的，然而在个别情况下也可以有利地与锥形形状不同。
在一实施例中，全金属垫被至少一个托架元件包围，该托架元件部分地在周围接合该全金属垫。这种托架元件保护全金属垫不受外界因素影响，有助于全金属垫的形状保持并且还使得力越过全金属垫的轴面更好地分布。
为了能够沿轴向压缩全金属垫，有利的是，全金属垫被第一和第二托架元件包围，所述托架元件沿轴向彼此间隔开且分别沿径向以及从上方或者从下方接合全金属垫，像本身在现有技术中已知的那样。
在一实施例中，全金属垫具有旋转体的形状，该旋转体由一个面围绕一轴线的旋转得到，该轴线位于所述面的平面中，然而不切割该平面。所述面尤其可以是近似矩形。当孔在构件——插入元件被插入该构件中——中不具有圆形，而是具有其它横截面(例如正方形)时，则会有利的是，使安装辅助件和全金属垫具有与孔的横截面匹配的形状。
本发明的主题还在于一种减振装置，该减振装置是前述系统的一部分。所述减振装置包括能紧固在构件上的固定锚，所述固定锚具有棒状插入元件以及轴向固定元件，所述轴向固定元件从插入元件上径向突出。减振装置还包括弹性全金属垫，该弹性全金属垫具有开口，所述开口的尺寸在未展开的状态下被这样确定，使得轴向固定元件不能穿过所述开口插入。借助于安装辅助件能使全金属垫的开口沿径向如此展开，使得轴向固定元件在被推动时经过全金属垫中的开口且全金属垫在轴向固定元件后方锁定。
前述目的还通过用于在构件上安装减振装置的方法实现，所述方法包括如下步骤：
a)提供减振装置，其包括弹性全金属垫和固定锚，所述弹性全金属垫具有开口，所述固定锚具有棒状插入元件以及轴向固定元件，所述轴向固定元件从所述棒状插入元件上径向突出；
b)把安装辅助件可拆松地固定在固定锚的第一端部上；
c)将全金属垫的开口推到安装辅助件上，由此使全金属垫的开口沿径向如此展开，使得轴向固定元件经过开口且全金属垫在轴向固定元件后方锁定；
d)在步骤a)之后的任意时间点，把插入元件插入到构件中的孔中，所述孔的直径小于全金属垫的外直径。
如上所述，轴向固定元件——全金属垫可以锁定在该轴向固定元件上——方便了减振装置的安装。
构件中的孔优选是贯通孔，所述贯通孔的长度小于插入元件的长度。在步骤d)之后，在使用另外的弹性全金属垫的情况下可以在固定锚的另一个端部上重复步骤b)和c)，由此通过两个全金属垫包围第一构件。
在此还有利的是，插入元件是套筒。则可以使螺栓或其它固定元件穿过该套筒并固定在第二构件上。
附图说明
下面根据附图进一步描述本发明的实施例。附图示出：
图1至10以轴向剖面根据第一实施例示出当减振装置固定在两个构件之间时不同的阶段期间根据本发明的减振装置；
图11以透视图示出在图1至图10中示出的减振装置和安装辅助件；
图12以轴向剖面根据第二实施例示出根据本发明的减振装置；
图13示出处于安装状态中的在图12中示出的减振装置。
具体实施方式
1.第一实施例
图1以轴向剖视图示出法兰10的一部分，该法兰属于第一构件，该第一构件应该以减振的方式与第二构件连接。法兰10配设有圆柱形的贯通孔12，该贯通孔具有直径DB。在示出的实施例中，插入元件是圆柱形套筒14，所述圆柱形套筒在其对置的端部上分别具有环绕的凸缘16a或16b。凸缘16a、16b沿径向从套筒14的圆柱形外表面突出且具有外直径DK，该外直径小于贯通孔12的直径DB。因此能够引导插入元件完全经过该贯通孔12，像在图1中能看出的那样。
在图2中在套筒14上方能看到安装辅助件18，在示出的实施例中，该安装辅助件具有锥形部段20、第一圆柱形部段22和第二圆柱形部段24。在示出的实施例中，第一圆柱形部段22的直径和凸缘16a的外直径DK一样大。第二圆柱形部段24的直径小于第一圆柱形部段22的直径且略微小于在图1中绘出的套筒14的内直径Di。因此，安装辅助件18能够沿以箭头示出的方向以其第二圆柱形部段24插入套筒14的上端部中。在此，第二圆柱形部段24的直径如此和套筒14的内直径Di一致，即安装辅助件18能以具有略微过尺寸的过渡配合插入套筒中。因此理想地，可以手动地把安装辅助件18的第二部段24插入套筒14中，可靠地保持在那里并且随后同样可以手动地通过拉动安装辅助件18再次从套筒14中拆出。
图3示出当安装辅助件固定在套筒14的上端部之后的安装辅助件18。形成在安装辅助件18的两个圆柱形部段22、24之间的、环绕的凸肩25在此平坦地贴靠在套筒14的环绕的凸缘16a上，从而安装辅助件不能完全插入套筒中，而是以其锥形部段20和第一圆柱形部段22从套筒14伸出。第一圆柱形部段22和凸缘16a的外表面齐平。
在下一个步骤中，像在图4中示出的那样，减振元件26被推到安装辅助件18上。减振元件26具有全金属垫28，该全金属垫在示出的实施例中基本上是环形的。像在图8的放大的局部A中可看出的，全金属垫28具有旋转体的形状，通过矩形面围绕对称轴30旋转得到该旋转体，该对称轴处于所述矩形面的平面中却不切割该平面。全金属垫28从上方和从下方被第一或第二盘状托架元件32、34包围，所述托架元件沿轴向彼此间隔开。两个托架元件32、34分别沿径向以及从上方或从下方接合全金属垫28。像在图8的放大图中最清楚地看出的那样，第一托架元件32基本上是环状的且弯曲一次。第二托架元件34同样是环状的，然而弯曲两次。基于在托架元件32、34之间的环形的间隙36，可以沿轴向压缩布置在其间的全金属垫28，同时托架元件32、34在其环绕的弯曲的端部处彼此不碰撞。托架元件32、34通过点焊不可拆松地与全金属垫28连接且与其形成了一单元，在安装时可方便地操作该单元。
托架元件32、34中的中央开口具有略微大于凸缘16a、16b的外直径的直径。然而这不适用于全金属垫28。全金属垫的开口37在未展开的状态下具有内直径DG，该内直径在示出的实施例中和套筒14的外直径一样大，而略微小于凸缘16a的外直径DK。因此，能够容易地通过套筒14的凸缘16a推动减振元件26连同全金属垫28。
然而像图5中示出的那样，当在使用安装辅助件18的情况下扩张了开口37时，能够通过凸缘16a推动减振元件26。当朝着安装辅助件18推动减振元件26时，全金属垫28在锥形部段20的区域中接触安装辅助件18，而像图5中示出的那样，则在继续推动时，全金属垫28由锥形部段20沿径向压缩并同时使开口37展开。因此，由于小的压力，减振元件26可以反作用于沿径向压缩的全金属垫28的阻力被安装辅助件18的锥形部段20推动，直至减振元件26位于安装辅助件18的第一圆柱形部段22上，像图6中示出的那样。此时开口37最大程度地展开。
此时全金属垫28继续通过第一圆柱形部段22和上凸缘16a被向下推动，直至全金属垫28锁定在环绕的凸缘16a的后方，像在图7中和根据图8的放大的局部A示出的那样。全金属垫28的上部轴面的狭窄环形区域在此抵靠在宽度b的环绕的突出部40上，该突出部由凸缘16a形成。减振元件26此时由于锁定不再会容易地被向上取下。
减振元件26此时位于法兰10和套筒14的凸缘16a之间且可以在那里在需要时被预加应力。
在下个步骤中，安装辅助件18优选从套筒14取下。
上文所述过程在此利用第二减振元件26'在套筒14的向下指向的侧面上重复。图9示出在安装辅助件18向下取下之前，当安装了第二减振元件26'之后上文所述的布置。在法兰10上现在固定了由套筒14和两个减振元件26、26'组成的减振装置41，借助于该减振装置能使第一构件的法兰10与第二构件连接。
图10示出了这种连接。螺栓42被引导通过减振装置41的套筒14，该螺栓的螺纹部段44旋入第二构件48的螺纹孔46中。第一构件的法兰10在此能够沿轴向在第二构件48和螺栓42的头部50之间执行振动，该振动被减振元件26、26'衰减。同时通过螺旋连接对两个减振元件26、26'的全金属垫28预加应力。
图11以透视图示出在安装辅助件18取出之后不具有法兰10的减振装置41。
上文参考图1至8已经描述了，首先套筒14被插入法兰10的贯通孔12中，接着在使用安装辅助件18的情况下通过套筒14的凸缘16a推动减振元件26。此外，作为备选，也能够以相反的顺序进行。在这种情况下，首先把减振元件26安装到套筒14上，且随后从对置的侧面开始把套筒14插入贯通孔12中。在两种情况下，得到在图7中示出的布置。
2.第二实施例
图12和图13以轴向剖面示出在安装到两个构件10、48之前或之后根据第二实施例的根据本发明的减振装置141。
与根据第一实施例的减振装置41不同，在图12中示出的减振装置141不具有套筒作为插入元件，而是具有阶梯销钉114，该阶梯销钉在其向上指向的侧面上设有盲孔52，安装辅助件18的第二圆柱形部段24能够借助于具有略微过尺寸的过渡配合推入该盲孔中。
具有放大横截面的部段54位于阶梯销钉114的对置的侧面上，该部段在端侧被较宽的法兰56界定。像在图13中可以看出的那样，部段54的外直径的尺寸如此确定，即该部段能够借助于具有略微过尺寸的过渡配合从下方插入法兰10的贯通孔12中，直至阶梯销钉114的法兰56抵靠在第一构件的法兰10上。
以和之前所述的减振元件26类似的方式构造减振元件126。然而与第一实施例的托架元件32相比，上部盘状托架元件132在其正面上两次向外弯曲。由此形成了用于第二构件48的宽的环形接触面58，该接触面越过阶梯销钉114的端面60沿轴向向外突出。由此可以压缩全金属垫28以用于衰减振动，同时第二构件48不需抵靠在阶梯销钉114的端面上。
此外，在该实施例中，全金属垫28的开口37具有内直径DG，该内直径不仅小于凸缘16的外直径DK，而且也略微小于套筒14的外直径。由此在锁定之后也保持全金属垫沿径向压缩。
以和上文结合根据图1至图8的第一实施例所述相同的方式把减振元件126固定在阶梯销钉114上。在该实施例中未设置第二减振元件。
第二构件48不与第一构件旋接，而是仅仅基于其自重支承在减振元件126上，该减振元件在此用作支座。第一或第二构件48的轴向振动由此仅以被衰减的方式传递到相应另一个构件上。

Claims (12)

1.一种用于衰减振动的系统，所述系统具有：
a)减振装置(41；141)，所述减振装置包括
-能紧固在构件(10)上的固定锚，所述固定锚具有棒状插入元件(14；114)以及轴向固定元件(16a、16b；16)，所述轴向固定元件从插入元件(14；114)上径向突出，
-弹性全金属垫(28)，所述弹性全金属垫具有开口(37)，所述开口的尺寸在未展开的状态下被这样确定，使得轴向固定元件(16a、16b；16)不能穿过所述开口插入，
b)安装辅助件(18)，所述安装辅助件能可拆松地固定在固定锚上，其中，所述安装辅助件(18)如此形成，即当安装辅助件固定在固定锚上且全金属垫(28)被推到安装辅助件(18)上时，所述安装辅助件使全金属垫(28)的开口(37)沿径向如此展开，使得轴向固定元件(16a、16b；16)在被推动时经过全金属垫(28)的开口(37)且全金属垫(28)在轴向固定元件(16a、16b；16)后方锁定。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述轴向固定元件(16a、16b；16)由插入元件(14；114)的周面上的突出部(40)形成。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述突出部(40)位于插入元件的端部上且由此形成凸缘(16a、16b；16)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，插入元件是套筒(14)。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述安装辅助件(18)具有圆柱形部段(24)，为了可拆松地把所述安装辅助件(18)固定在固定锚上，所述圆柱形部段能以具有略微过尺寸的过渡配合插入到套筒(14)中。
6.根据权利要求4或5所述的系统，所述系统具有固定元件(42)，所述固定元件能穿过所述套筒(14)并能固定在另外的构件(48)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述安装辅助件(18)为了使全金属垫(28)的开口(37)展开而具有一部段(20)，所述部段具有沿安装辅助件(18)的纵向扩大的横截面。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，在所述插入元件(14)的任一端部上，轴向固定元件(16a、16b)沿径向突出。
9.一种用于衰减振动的减振装置(41；141)，所述减振装置具有：
a)能紧固在构件(10)上的固定锚，所述固定锚具有棒状插入元件(14；114)以及轴向固定元件(16a、16b；16)，所述轴向固定元件从插入元件(14；114)上径向突出，
b)弹性全金属垫(28)，所述弹性全金属垫具有开口(37)，所述开口的尺寸在未展开的状态下被这样确定，使得轴向固定元件(16a、16b；16)不能穿过所述开口插入，
其中，借助于安装辅助件(18)使全金属垫(28)的开口(37)能够沿径向如此展开，使得轴向固定元件(16a、16b；16)在被推动时经过全金属垫(28)中的开口(37)且全金属垫(28)在轴向固定元件(16a、16b；16)后方锁定。
10.一种用于在构件(10)上安装减振装置(41；141)的方法，所述方法包括如下步骤：
a)提供减振装置(41；141)，所述减振装置包括弹性全金属垫(28)和固定锚，所述弹性全金属垫具有开口(37)，所述固定锚具有棒状插入元件(14；114)以及轴向固定元件(16a、16b；16)，所述轴向固定元件从所述棒状插入元件(14；114)上径向突出；
b)把安装辅助件(18)可拆松地固定在固定锚的第一端部上；
c)将全金属垫(28)的开口(37)推到安装辅助件(18)上，由此使全金属垫(28)的开口(37)沿径向如此展开，使得轴向固定元件(16a、16b；16)经过开口(37)且全金属垫(28)在轴向固定元件(16a、16b；16)后方锁定；
d)在步骤a)之后的任意时间点，把插入元件(14；114)插入到构件(10)中的孔(12)中，所述孔的直径小于全金属垫(28)的外直径。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述孔是贯通孔(12)，所述贯通孔的长度小于所述插入元件(14；114)的长度，以及其中，在步骤d)之后，在使用另外的弹性全金属垫(28)的情况下在固定锚的、与第一端部对置的第二端部上重复步骤b)和c)，由此通过两个全金属垫(28)包围构件(10)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，插入元件是套筒(14)，以及其中，使固定元件(42)穿过所述套筒(14)并固定在另外的构件(48)上。
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