CN111412348B - 悬架组件 - Google Patents

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Abstract

一种悬架组件包括悬架框架和支撑框架，所述悬架框架可运动地联接到所述支撑框架，其中，所述悬架组件还包括将所述悬架框架连接到所述支撑框架的至少一个挠曲件，其中，所述悬架组件包括至少一个止动件，用以限制所述支撑框架和所述悬架框架相对于彼此的运动。

Description

悬架组件
技术领域
本发明涉及悬架组件，更特别地，涉及用于振动能量收集器(vibration energyharvester)的悬架组件。
背景技术
越来越多的机械部件被监测以确定机械部件的状况。通常使用一个或多个传感器进行监测，以测量一个或多个物理参数并且将这些物理参数转换为电信号，该电信号可能是经过信号处理的。为了将作为原数据、预处理数据或仅仅为指示机械部件的状况的指示的这些信号放到合适的位置(诸如，控制室等)，将具有某种通信单元。在大多数情况下，通信单元将无线地传输信息。在期望执行状况监测的许多位置，没有容易可用的电源。于是，电池成为必须的，或者如果期望长期免维护的传感器单元，则某种类型的能量收集器成为必须的。
可以以许多不同的方式进行能量收集。由于期望监测的机器部件很可能在封闭的空间(诸如，建筑物)中，因此太阳能电池在许多情况下将无法工作。振动能量收集器将可以在任何环境下工作，无论是亮的还是黑暗的，只要存在可用的振动即可。由于通常在诸如轴和轴承的旋转机械部件上进行状况监测，因此振动是可用的。US2015/0180374和WO2017/086785描述了振动能量收集器。理论上，只要有振动，振动能量收集器就会产生能量，然而振动能量收集器包括运动部件，并且这些运动部件在振动高达100g的非常恶劣的环境中会迅速劣化，诸如以对货车轴承和车轴的状况监测为例。同时，期望的是，状况监测设备不需要比其监测的机器部件需要的维护更经常的维护。仍有改进的空间。
发明内容
本发明的目的在于限定一种悬架组件以及包括这种悬架组件的能量收集器，用于存在高重力的恶劣环境。
上述目的通过根据方案1的包括挠曲件的悬架组件和包括这种悬架组件的振动能量收集器来实现。在从属方案中描述了有利的实施方式。
悬架组件包括悬架框架，所述悬架框架以如下方式可运动地联接到支撑框架：悬架框架相对于支撑框架可在主运动方向上运动。悬架框架通过至少一个挠曲件或弹簧(在下文中将术语挠曲件和弹簧用作同义词)可运动地联接到支撑框架，例如，在该实施方式中，至少一个挠曲件或弹簧为一个或多个正交平面弹簧。为了限制(一个或多个)弹簧可能承受的应力的量，悬架框架包括一个或多个止动件，在使用期间，所述一个或多个止动件与所述支撑框架包括的一个或多个止动件配合。因此，通过以下方式设计悬架框架和支撑框架上的配合的止动件：在正常振动条件下，可以使悬架框架相对于支撑框架进行限定的运动，但是在过度振动条件、极端振动条件和/或冲击载荷类振动条件下限制这种运动，以避免挠曲件过度应力。因此，仅有一种可能性，配合的止动件形成为使得在使用期间，当悬架框架相对于支撑框架在主运动方向上不受干扰地运动时(即，在正常振动条件下)，配合的止动件之间的距离保持近似相同。包括挠曲件的悬架组件和包括这种悬架组件的振动能量收集器适合于在恶劣的振动环境中长期使用。
根据本发明，上述目的还通过一种包括悬架框架和支撑框架的悬架组件来实现。悬架框架以如下方式可运动地联接到支撑框架：悬架框架相对于支撑框架可运动。根据本发明，悬架组件还包括至少一个正交平面弹簧，并且悬架框架通过至少一个正交平面弹簧可运动地联接到支撑框架。所述支撑框架包括至少一个止动件，并且所述悬架框架包括至少一个止动件，并且在使用期间，在所述支撑框架与所述悬架框架之间的相对运动的操作范围，所述至少一个悬架框架止动件与所述至少一个支撑框架止动件配合，并且配合的止动件设计为使得在操作范围的正常振动条件下，使悬架框架相对于支撑框架能够进行限定的运动，但是在过度振动条件、极端振动条件和/或冲击载荷类振动条件的情况下限制这种运动。这是为了当悬架组件受到破坏性加速度时限制在至少一个正交平面弹簧中引起(induced)的应力。
适当地，悬架框架的至少一个止动件是较大的表面、一个或多个接触点、一个或多个接触面(其中，每个接触面小于较大的表面的面积)或一个或多个接触线段。支撑框架的至少一个止动件适当地是较大的表面、一个或多个接触点、一个或多个接触面(其中，每个接触面小于较大的表面的面积)或一个或多个接触线段。每个止动件的类型最好选择为与其他止动件最匹配。表面容易与所有匹配。
在一些实施方式中，支撑框架的至少一个止动件和悬架框架的至少一个止动件是表面。适当地，止动件的表面是倾斜表面。作为一种选择，止动件的表面是弯曲表面。仅在一个可能的实施方式中，它们是成角度的或弯曲的，使得在使用期间，在支撑框架与悬架框架之间的相对运动的操作范围，每对配合的弯曲表面之间的距离基本上保持相同。然而，当遭受强烈冲击和剧烈振动时，配合的止动件将发生碰撞，并且悬架组件将立即停止操作。然而，由于配合的止动件之间的操作距离因其设计而非常小，大小为0.1mm，因此弹簧/挠曲件仅承受有限量的应力。
在一些实施方式中，一个或多个正交平面弹簧具有厚度、宽度和长度，厚度比长度或宽度小至少一个数量级，弹簧的长度大于弹簧的宽度。弹簧还具有跨过其长度的第一端和第二端。所述第一端和所述第二端沿着弹簧的长度位于相对两端，其中，弹簧包括三个区域。第一连接区域处于弹簧的第一端处，所述第一连接区域横跨弹簧的宽度并且沿着所述弹簧的从所述弹簧的第一端起的长度的一部分。第二连接区域处于弹簧的第二端处，所述第二连接区域横跨弹簧的宽度并且沿着所述弹簧的从所述弹簧的第二端起的长度的一部分。弹簧区域是大致矩形的，所述弹簧区域跨过弹簧的宽度并且沿着弹簧的在所述第一连接区域与所述第二连接区域之间的长度。弹簧区域包括具有第一端点和第二端点的至少一个狭槽(/槽)(slot)。至少一个狭槽沿着弹簧中的每个弹簧的长度延伸，使得弹簧中的每个弹簧为一体件。
适当地，第一端点进入第一连接区域中，和/或第二端点进入第二连接区域。有利地，至少一个狭槽中的至少一个至少在弹簧区域内是直的。优选地，至少一个狭槽中的至少一个的宽度至少在弹簧区域内是恒定的。适当地，弹簧的宽度至少在弹簧区域内是恒定的。
在本发明的一些实施方式中，正交平面弹簧由金属材料制成。
根据本发明的悬架组件的不同的额外改进可以以任何期望的形式进行组合，只要不组合冲突特征即可。
根据本发明，上述目的还通过一种振动能量收集器来实现，所述振动能量收集器包括悬架组件，所述悬架组件具有线圈，所述线圈将在使用中由于所述悬架组件受到的振动而相对于磁场运动。所述收集器还包括电子单元，所述电子单元联接到所述线圈并且包括用于调节并储存通过所述线圈在所述磁场中运动而产生的能量的部件。适当地，所述电子单元包括用于保护所述线圈和所述电子单元的保护电路部件。所述收集器还包括用于将能量从所述能量收集器供应到能量消耗器的输出部件。根据本发明，所述悬架组件是根据上述悬架组件中的任一种的悬架组件。此外，存在定位为相对于所述悬架组件的支撑框架固定的磁体。
本发明的主要目的是提供一种具有一个或多个挠曲件的悬架组件以及包括这种悬架组件的能量收集器，即使在恶劣的环境下，其也具有长的预期寿命。这通过使用正交平面弹簧、挠曲件来实现，正交平面弹簧、挠曲件是一体件，能够容易地安装并且在受到剪切力时仍具有低应力水平。这通过增设一个或多个狭槽来形成平行弹簧(/并列弹簧)(parallel spring)而得到。为了限制挠曲件承受的应力的量，悬架框架包括一个或多个止动件，在使用期间，所述一个或多个止动件与所述支撑框架包括的一个或多个止动件配合。通过详细的描述，本发明的其他优点将变得明显。
附图说明
现在将出于说明且非限制意义的目的来参照以下附图更详细地描述本发明，其中，
图1示出了悬架组件的等轴测图，其中，根据本发明的挠曲件/弹簧被适当地安装为悬架弹簧，
图2示出了挠曲件/弹簧的等轴测图，
图3示出了根据本发明的挠曲件/弹簧的等轴测图，
图4示出了根据本发明的另一方面的悬架组件的侧视图，
图5示出了示出倾斜的止动件表面对悬架框架相对于支撑框架的运动的影响的曲线图，
图6A和图6B示出了根据本发明的包括止动件的悬架组件的另一实施方式的侧视图，
图7示出了根据本发明的包括止动件的悬架组件的又一实施方式的示意性侧视图，
图8示出了根据本发明的悬架组件的另一实施方式的示意性侧视图。
图1示出了悬架组件的等轴测图，其中，根据本发明的另一方面的挠曲件/弹簧被适当地安装为悬架弹簧：
100 悬架组件，
102 支撑框架，
104 悬架框架，
112 第一悬架弹簧，
114 第二悬架弹簧，
122 上止动件，
124 下止动件，
142 竖直方向，
144 纵向方向，
146 横向方向，
150 悬架框架运动的方向，
199 重力
图2示出了挠曲件/弹簧的等轴测图：
212 挠曲件/弹簧，
232 悬架框架的连接/夹紧区域，
234 挠曲件/弹簧区域，
238 支撑框架的连接/夹紧区域，
244 纵向方向，
250 挠曲件/弹簧和连接的悬架框架在使用时的运动方向，
262 挠曲件/弹簧的厚度，
264 挠曲件/弹簧区域的长度，
265 挠曲件/弹簧区域的宽度，
272 挠曲件/弹簧区域与悬架框架的连接/夹紧区域的边界，
278 挠曲件/弹簧区域与支撑框架的连接/夹紧区域的边界。
图3示出了根据本发明的另一方面的挠曲件/弹簧的等轴测图：
315 根据本发明的挠曲件/弹簧，
317 第一狭槽，
318 第二狭槽，
332 悬架框架的连接/夹紧区域，
335 第一挠曲件/弹簧区域，
336 第二挠曲件/弹簧区域，
337 第三挠曲件/弹簧区域，
338 支撑框架的连接/夹紧区域，
344 纵向方向，
350 挠曲件/弹簧和连接的悬架框架在使用时的运动方向，
362 挠曲件/弹簧的厚度，
364 挠曲件/弹簧区域的长度，
366 第一挠曲件/弹簧区域的宽度，
367 第二挠曲件/弹簧区域的宽度，
368 第三挠曲件/弹簧区域的宽度，
369 挠曲件/弹簧区域之间的狭缝的宽度，
372 挠曲件/弹簧区域与悬架框架的连接/夹紧区域的边界，
378 挠曲件/弹簧区域与支撑框架的连接/夹紧区域的边界。
图4示出了根据本发明的悬架组件的第一实施方式的侧视图：
400 悬架组件，
402 支撑框架，
404 悬架框架，
412 第一悬架弹簧，
414 第二悬架弹簧，
422 上止动件，
424 下止动件，
446 横向方向，
450 挠曲件/弹簧和连接的悬架框架在使用时的运动方向，
481 悬架框架上的第一倾斜的止动件表面，
483 支撑框架上的第一倾斜的止动件表面，与悬架框架上的第一倾斜的止动件表面配合，
485 悬架框架上的第二倾斜的止动件表面，
487 支撑框架上的第二倾斜的止动件表面，与悬架框架上的第二倾斜的止动件表面配合，
499 重力。
图5示出了示出倾斜的止动件表面对悬架框架相对于支撑框架的运动的影响的曲线图：
511 支撑框架与悬架框架之间的偏移横向距离，
513 支撑框架与悬架框架之间的偏移竖向距离，
520 悬架框架的工作范围，
521 工作范围的中点，
525 悬架框架上的倾斜的止动件表面与支撑框架的倾斜的止动件表面之间的间隙距离，
531 工作范围极限，
539 下止动件的合适距离/位置，
541 悬架框架的寄生运动，
551 倾斜表面的坡度。
图6A和图6B示出了根据本发明的包括止动件的悬架组件的另一实施方式的侧视图：
603 支撑框架，
605 悬架框架，
616 处于松弛状态的第一悬架弹簧，
618 处于屈曲状态(buckled state)的第一悬架弹簧，
650 悬架框架运动的方向，
646 悬架框架上的力的方向，悬架框架的未受干扰的运动方向的横向方向，
655 当悬架框架不受干扰地运动时，悬架框架的止动件表面的行进路径，
682 悬架框架的第一止动件和止动件界面，
684 支撑框架的第一止动件界面表面，
686 悬架框架的第二止动件和止动件界面，
688 支撑框架的第二止动件界面表面。
图7示出了根据本发明的包括止动件的悬架组件的又一实施方式的示意性侧视图：
703 支撑框架，
705 悬架框架，
716 处于松弛状态的第一悬架弹簧，
717 处于松弛状态的第二悬架弹簧，
750 悬架框架运动的方向，
756 当悬架框架不受干扰地运动时，悬架框架的止动件界面的行进路径，
757 当悬架框架不受干扰地运动时，悬架框架的止动件界面的行进路径，
782 悬架框架的第一止动件和止动件界面，
784 支撑框架的第一止动件界面表面，
786 悬架框架的第二止动件和止动件界面，
788 支撑框架的第二止动件界面表面。
图8示出了根据本发明的悬架组件的另一实施方式的示意性侧视图：
803 支撑框架，
805 悬架框架
816 处于松弛状态的第一悬架弹簧，
817 处于松弛状态的第二悬架弹簧，
851 悬架框架运动的方向，
855 当悬架框架不受干扰地运动时，悬架框架的止动件界面的行进路径，
880 悬架框架的可选的止动件和止动件界面，
882 悬架框架的第一止动件和止动件界面，
884 支撑框架的第一止动件界面表面，
886 悬架框架的第二止动件和止动件界面，
888 支撑框架的第二止动件界面表面，
889 支撑框架的可选的止动件界面表面。
具体实施方式
为了阐明根据本发明的方法和装置，现在将结合图1至图5描述其使用的一些示例。
图1示出了悬架组件100的等轴测图，其中，根据本发明的挠曲件(flexure)/弹簧被适当地安装为悬架弹簧112、114。悬架组件100包括支撑框架(supporting frame)102和悬架框架(suspension frame)104。悬架框架104通过一个或多个悬架弹簧/挠曲件112、114悬挂在支撑框架102中。适当地，存在至少两个正交平面(ortho-planar)弹簧112、114，以尽可能大地限制悬架框架102在竖直方向142上的运动150。示出的悬架组件100用于用在振动能量收集器(vibration energy harvester)中，于是，该振动能量收集器还包括在悬架框架中的绕制线圈(缠绕线圈)和在支撑框架102的任一侧的磁体，在磁场中建立运动150的线圈。当在使用中时，支撑框架102与重力199对齐，使得当在竖直方向142上存在振动时，悬架框架104可以相对于支撑框架102运动150。在优选的情况下，悬架弹簧112、114相对于具有线圈的悬架框架104的总重量的特性是使得在静止时悬架框架104达到中立位置，使得悬架框架104可以在两个止动件122、124的限制下运动150。当支撑框架102受到竖直方向142上的振动时，具有磁体的支撑框架102将随着振动而运动，并且由于悬架弹簧112、114的特性，悬架框架104将对所述振动做出动态地反应，在线圈与磁体之间产生相对运动。当然，在此示出为悬架框架104的一部分或附接到悬架框架104的止动件122、124也可以全部地或部分地为支撑框架102的一部分或者全部地或部分地附接到支撑框架102。当在竖直方向142上的振动或冲击波变得很大以致于悬架弹簧112、114将遭受破坏性应力时，止动件122、124用于限制悬架框架104相对于支撑框架102的竖向142运动150。在该实施方式中，止动件具有作为悬架弹簧112、114到悬架框架104上的连接点/夹紧点的第二用途。
理想情况下，振动将仅在竖直方向142上出现。然而，振动和冲击波也可能会在纵向方向144和横向方向146上出现，尤其是在恶劣的环境下，诸如安装在货运铁路轴承上。悬架框架104将在某种程度上限制自身在纵向方向144上的运动，但是在限制纵向方向144上的运动与在线圈和磁体之间需要游隙以不限制竖直方向142上的运动150之间必须存在平衡。悬架框架104与支撑框架102之间的纵向方向144的相对运动在悬架弹簧112、114上产生极其有害的剪切力，引起高应力水平，从而导致材料疲劳。在高应力水平下的大量循环将降低悬架弹簧112、114的性能，并最终导致它们断裂。横向方向146上的任何振动或冲击波均仅受支撑框架102与悬架框架104之间存在的游隙限制。即使游隙可能是小的，但如果横向方向146上的冲击波和振动是大的且频繁的，则由于悬架弹簧112、114承受了高应力水平，它们可能对悬架弹簧112、114造成严重损坏。
图2示出了正交平面的挠曲件/弹簧212的等轴测图。挠曲件212是平坦件，其被分成由两条线272、278划分的三个区域。存在第一连接/夹紧区域232、弹簧区域234和第二连接/夹紧区域238。仅弹簧区域234用作弹簧，并且其特性取决于长度264、宽度265、厚度262以及制造弹簧所用的材料。该材料最通常是金属、诸如弹簧钢。两个连接/夹紧区域232、238用于连接，并且为了该图示而假设它们跨过挠曲件212的宽度265、在直到每个相应的线272、278的连接点处被刚性夹紧。在使用中，在根据图1的悬架组件中，两个悬架弹簧112、114中的每个将使用一个挠曲件212。为了便于该描述，对于每个挠曲件212选择的是，将连接/夹紧区域238夹紧到支撑框架102中，并将连接/夹紧区域232夹紧到悬架框架104中。可以是另一种方式，因为挠曲件相对于两侧是相同的。每个挠曲件212的夹紧到支撑框架102的端部将相对于支撑框架102固定。每个挠曲件212的夹紧到悬架框架104的端部将与悬架框架104一起运动250。
如上所述，在纵向方向244上的振动和冲击波可能会引起问题，尤其是在诸如火车应用的恶劣环境中，可能会出现高达100g的冲击波，从而在挠曲件212上产生巨大的剪切应力。这会导致挠曲件212疲劳，从而导致挠曲件112的使用寿命有限，由此导致悬架组件100和包括这些组件的振动能量收集器的使用寿命有限。
图3示出了根据本发明的正交平面挠曲件/弹簧315的等轴测图。根据本发明的挠曲件315包括一个或多个平行的直的狭槽，在示出的实施方式中，存在均匀分布的两个平行的直的狭槽317、318。在其他实施方式中，一个或多个槽可以是非直线的，诸如波浪形或弯曲的。在其他实施方式中，一个或多个狭槽不是均匀分布的，从而给每个弹簧赋予不同的特性。
在该实施方式中，挠曲件315被划分为五个不同的区域，如通过两条线372、378和两个狭槽317、318划分为五个不同的区域。这五个区域包括第一连接/夹紧区域332、三个弹簧区域335、336、337和第二连接/夹紧区域338。直的狭槽317、318将与两条线372、378相交并进入连接/夹紧区域332、338。在使用中时，直的狭槽317、318的端部将不可见，并且在该实施方式中，看起来像有三个独立的正交平面挠曲件/弹簧。在其他实施方式中，一个或多个狭槽将不与两条线372、378中的一条或两条交叉，从而形成串联和并联弹簧的组合。仅弹簧315区域335、336、337用作弹簧，并且它们的特性取决于长度364，每个相应弹簧的宽度366、367、368、厚度362以及由制造弹簧所用的材料。每个狭槽的宽度可以是恒定的或变化的。该材料最通常是金属，诸如弹簧钢。
三个弹簧区域335、336、337用作三个平行弹簧(/并列弹簧)(parallel spring)的组。平行弹簧的数量可以只有两个，并且只有一个狭槽，或者通过引入更多的直的狭槽可以有更多的平行弹簧。通过具有平行的弹簧，与如图2所示的正交平面挠曲件/弹簧相比，在弹簧中的每个弹簧上将具有减小的应力。当在挠曲件315的剪切方向344上存在振动或冲击波时，存在显著减小的应力，这是由于在该方向上的应力随着截面惯性矩(the secondmoments of area)显著减小。与根据图2的挠曲件相比，这将使挠曲件的预期寿命更长。一种在运动方向350上获得与图2的挠曲件相同的特性的方式，厚度362相同，然后弹簧区域也应该是相同的，也就是说，挠曲件315可以例如通过所有狭槽317、318的增大的宽度369而较宽。
还有一个很大的优点是挠曲件仍然是单件，这使得组装可以作为单个挠曲件完成，但是在组装之后它作为多个平行弹簧的组起作用。
两个连接/夹紧区域332、338用于连接，并且在该图示中假定它们跨过挠曲件315的宽度、直至每个相应的线372、378的连接点处被刚性夹紧，从而形成三个独立的平行弹簧。在使用中，在根据图1的悬架组件中，挠曲件315将用于两个悬架弹簧112、114中的每个。
对于该实施方式，对于每个挠曲件315选择的是，连接/夹紧区域338被夹紧到支撑框架102中，并且连接/夹紧区域332被夹紧到悬架框架104中。可以是另一种方式，因为挠曲件从任一侧看都是相同的。每个挠曲件315的夹紧到支撑框架102的端部将相对于支撑框架102固定。每个挠曲件315的夹紧到悬架框架104的端部将与悬架框架104一起运动350。
图4示出了根据本发明的另一方面的悬架组件400的侧视图，悬架组件400尤其能够处理不期望的横向446振动和冲击波。悬架组件400包括支撑框架402和悬架框架404。悬架框架404通过一个或多个悬架弹簧412、414被悬挂在支撑框架402中。当支撑框架402与重力499对齐时，悬架框架404可以相对于支撑框架402运动450。适当地，悬架框架404具有在两个止动件422、424的限制内的中立位置(neutral position)。
理想情况下，振动将仅在竖直方向上出现。然而，振动和冲击波也可能会在横向方向446上出现，尤其是在恶劣的环境下，诸如安装在货运铁路轴承(freight railwaybearing)上。横向方向446上的任何振动或冲击波均受到支撑框架402与悬架框架404之间存在的间距的限制。挠曲件412、414的弯曲应力将一直增大，直到悬架框架404在挠曲件侧撞击支撑框架402为止。
即使该距离可能不是很大，但是如果横向方向446上的冲击波和振动大且频繁，则由于悬架弹簧412、414受到大的弯曲应力，它们会对悬架弹簧412、414造成严重损坏。本发明的目的是通过在悬架框架404和支撑框架402两者上的止动件限制由于冲击波而引起的机械运动，来防止挠曲件或其他等同机构的过应力，在悬架框架404和支撑框架402两者上的止动件形成为使得在悬架框架404相对于支撑框架402的操作范围运动450下、以可控的方式使悬架框架404与支撑框架402之间的距离非常小。止动件将至少沿着悬架框架404与支撑框架402之间的相对运动路径配合。如在根据图4的实施方式中，止动件可以是两个配合的表面。作为一种选择，悬架框架404或支撑框架402上的止动件可以是表面，另一个框架上的配合止动件可以是一个或多个接触点、一个或多个接触面(每个接触面小于配合的止动件表面的面积)或一个或多个接触线段。接触点、接触面(contact areas)和接触线段是突起。还可能具有一个或多个接触线段作为两个配合的止动件，或者接触线段作为一个止动件，并且一个或多个较小的接触面作为另一个止动件，或者多个较小的接触面作为止动件两者，或者接触点作为一个止动件，小接触面作为另一个止动件。只要在操作范围运动450上，可以以许多不同的方式布置，在悬架框架404和支撑框架402两者上的止动件布置为使得一直有可用的配合表面、配合点或配合线段。
在该实施方式中为倾斜的止动件表面的止动件表面481、483、485、487也用于在将悬架框架404组装在支撑框架402中的过程中。利用组装工具来完成组装作为悬架框架404与支撑框架402之间的连接点的悬架弹簧/挠曲件412、414、315。在组装期间，挠曲件412、414、315处于直的位置。
组装工具约束悬架框架404，使得悬架框架404相对于支撑框架402仅可以在横向方向446上运动。适当地，在配合的倾斜的止动件表面481、483、485、487之间使用垫片(shim)，以能够在使用时在配合的倾斜的表面481、483、485、487之间达到期望的小距离。利用位于配合的倾斜的止动件表面481、483、485、487之间的垫片，悬架框架404在横向方向446上朝向支撑框架402的倾斜的止动件表面483、487运动。于是，悬架弹簧/挠曲件412、414、315被紧固到支撑框架402和悬架框架404。
图5示出了示出倾斜的止动件表面对悬架框架相对于支撑框架的运动的影响的曲线图。一个或多个挠曲件(根据图4的实施方式的两个挠曲件)允许悬架框架相对于支撑框架运动并且指示运动学。运动学描述了悬架框架相对于支撑框架将遵循的并且由一个或多个挠曲部规定的运动路径。
参照图4和图5，负y轴513表示悬架框架404在具有悬架框架404的指示合适平衡位置521的其操作范围520上的偏移竖向运动450。负x轴511表示悬架框架404与支撑框架402之间的偏移横向446距离。
当悬架框架404上下运动450时，悬架框架404不是沿直线运动，而是沿稍微弯曲的线541运动。这是由于挠曲件412、414弯曲引起的所谓的寄生运动的结果。挠曲件412、414与悬架框架404的连接点将遵循为稍微弯曲的曲线的运动路径，见图5中的541。这将导致悬架框架404与支撑框架402之间的间隙变化。根据本发明的另一方面，在悬架框架404与支撑框架402之间的彼此最靠近的表面481、483、485、487在两侧具有线性匹配斜率(/斜度)551。线性斜率使得在悬架框架的操作范围520上，悬架框架404的配合表面481、485与支撑框架402的配合表面483、487之间的间隙525相当恒定，变化很小。
这带来几个优点。配合表面481、483、485、487之间的间隙距离可以被适当地控制并且使其非常小。当在横向方向446上存在振动或冲击波时，这导致挠曲件412、414的应力较低。这将赋予挠曲件412、414较长的寿命。
图6A示出了根据本发明的具有一个挠曲件616并且包括止动件682、684、686、688的处于松弛状态的悬架组件的另一实施方式的侧视图。支撑框架603经由一个挠曲件616联接到悬架框架605。在不受干扰的运动650期间，悬架框架605的止动件682、686的接触点遵循运动路径655，在操作范围的运动650上在不受干扰的运动期间，运动路径655原则上与支撑框架603的弯曲止动件684、688等距。运动范围在大多数实施方式中也由止动件(未示出)限定/限制。
图6B示出了图6A的悬架组件的侧视图，但是处于悬架框架的不受干扰的运动方向650受到例如横向方向646上的冲击波的影响的状态。可以清楚地看到，挠曲件618是处于屈曲状态并且配合的止动件682、684、686、688接触(/触碰)。这将挠曲件的屈曲限制到图示的那样。
图7示出了根据本发明的包括两个挠曲件716、717和止动件782、784、786、788的悬架组件的又一实施方式的示意性侧视图。在该实施方式中，挠曲件716、717放置在悬架框架705的每侧，挠曲件相对于彼此移位。仅示意性地示出了支撑框架703及其弯曲的止动件表面784、788。支撑框架703的止动件表面弯曲为使得与悬架框架705的止动件782、786的接触点的不受干扰的运动路径等距。悬架框架的运动750即使在未受干扰的情况下也不会为直线，而是根据挠曲件的运动学而在静止位置周围倾斜，形成行进路径756和757的组合。
图8示出了根据本发明的悬架组件的另一实施方式的示意性侧视图，该悬架组件的基本形式也包括两个挠曲件816、817。这些挠曲件816、817以彼此成90度的方式联接到悬架框架805，产生基本上为圆形的运动851。如图8所示，仅示意性地示出了支撑框架803及其弯曲的止动件表面884、886、889。支撑框架803的止动件表面弯曲为与悬架框架805的止动件880、882、888的接触点的未受干扰的运动路径855等距。悬架框架的运动851将不仅是旋转的，即使未受干扰，也还将略微移位。
如上所述，止动件可以采用许多不同的形式。止动件可以是两个配合表面、倾斜的或弯曲的。作为一种选择，配合的止动件可以分别取自较大的表面、一个或多个接触点，一个或多个接触面(其中，每个接触面小于较大的表面的面积)或一个或多个接触线段。如果两个配合面都使用它们，则可能最需要注意的是接触点的分布和数量。接触点、面和线段是突起。
本发明基于这样的基本发明构思：在悬架框架和支撑框架两者上均包括一个或多个止动件，使得它们成对配合，并且它们设置为使得在操作范围的正常振动条件下使悬架框架相对于支撑框架进行限定的运动，而在过度条件、极端条件和/或振动载荷等振动条件的情况下限制这种运动。本发明不限于上述实施方式，而是可以在所附权利要求的范围内变化。

Claims (14)

1.一种悬架组件，包括悬架框架和支撑框架，所述悬架框架可运动地联接到所述支撑框架，其中，所述悬架组件还包括将所述悬架框架连接到所述支撑框架的至少一个挠曲件，其特征在于，所述悬架组件包括至少一个止动件，用以限制所述支撑框架和所述悬架框架相对于彼此的运动，
所述至少一个挠曲件包括位于所述悬架框架两侧的第一挠曲件和第二挠曲件，所述至少一个止动件包括位于所述第一挠曲件与所述第二挠曲件之间且彼此面对的第一倾斜止动件表面和第二倾斜止动件表面，所述第一倾斜止动件表面形成于所述悬架框架的侧部，所述第二倾斜止动件表面形成于所述支撑框架。
2.根据权利要求1所述的悬架组件，其特征在于，在静止时，在所述支撑框架与所述悬架框架之间存在游隙，以使所述支撑框架和所述悬架框架能够相对于彼此进行相对运动。
3.根据权利要求1或2所述的悬架组件，其特征在于，所述至少一个挠曲件是在相对两侧分别连接到所述支撑框架和所述悬架框架的弹簧。
4.根据权利要求1或2所述的悬架组件，其特征在于，所述至少一个挠曲件包括在所述挠曲件的纵向方向上的至少一个狭槽。
5.根据权利要求4所述的悬架组件，其特征在于，所述至少一个挠曲件包括在所述挠曲件的纵向方向上的两个或更多个平行的狭槽。
6.根据权利要求1或2所述的悬架组件，其特征在于，所述至少一个止动件包括分别设置在所述支撑框架和所述悬架框架上的配合表面。
7.根据权利要求6所述的悬架组件，其特征在于，所述配合表面具有匹配的坡度或倾斜率。
8.根据权利要求1或2所述的悬架组件，其特征在于，
其中，所述挠曲件是正交平面弹簧，
其中，所述支撑框架包括至少一个止动件，所述悬架框架包括与所述支撑框架的止动件配合的至少一个止动件，
其中，所述悬架框架和/或所述支撑框架的至少一个止动件是直表面、非直表面或弯曲表面，并且包括一个或多个接触点、一个或多个接触面或者一个或多个接触线段，和/或，
其中，所述止动件的表面是倾斜表面并且具有角度，使得在使用期间，在所述支撑框架与所述悬架框架之间的相对运动的操作范围，每对配合的倾斜表面之间的距离保持大致相同，或者
其中，所述止动件的表面是弯曲表面并且弯曲为，使得在使用期间，在所述支撑框架与所述悬架框架之间的相对运动的操作范围，每对配合的弯曲表面之间的距离保持大致相同。
9.根据权利要求1或2所述的悬架组件，其特征在于，所述至少一个正交平面弹簧具有厚度、宽度和长度，所述厚度比所述长度或所述宽度小至少一个数量级，所述弹簧的长度大于所述弹簧的宽度，所述弹簧还跨过其长度具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端沿着所述弹簧的长度位于相对两端，其中，所述弹簧包括三个区域：
-第一连接区域，位于所述弹簧的所述第一端处，所述第一连接区域横跨所述弹簧的宽度并沿着所述弹簧的从所述弹簧的第一端起的长度的一部分，
-第二连接区域，位于所述弹簧的所述第二端处，所述第二连接区域横跨所述弹簧的宽度并沿着所述弹簧的从所述第二端起的长度的一部分，
-弹簧区域，为大致矩形的，所述弹簧区域横跨所述弹簧的宽度并沿着所述弹簧的在所述第一连接区域与所述第二连接区域之间的长度，
所述弹簧区域包括具有第一端点和第二端点的至少一个狭槽，所述至少一个狭槽以所述弹簧为一体件的方式沿着所述弹簧的长度延伸；并且/或者
所述至少一个狭槽中的至少一个至少在所述弹簧区域内是直的，并且所述至少一个狭槽中的至少一个的宽度至少在所述弹簧区域内是恒定的，并且所述弹簧的宽度至少在所述弹簧区域内是恒定的。
10.根据权利要求8所述的悬架组件，其特征在于，所述正交平面弹簧由金属材料制成。
11.根据权利要求9所述的悬架组件，其特征在于，所述第一端点进入所述第一连接区域中。
12.根据权利要求9所述的悬架组件，其特征在于，所述第二端点进入所述第二连接区域中。
13.根据权利要求9所述的悬架组件，其特征在于，所述第一端点进入所述第一连接区域中，且所述第二端点进入所述第二连接区域中。
14.一种振动能量收集器，包括悬架组件，所述悬架组件具有线圈，所述线圈将在使用中由于所述悬架组件受到的振动而相对于磁场运动，所述收集器还包括电子单元，所述电子单元联接到所述线圈并且包括用于调节并储存通过所述线圈在所述磁场中运动而产生的能量的部件、用于保护所述线圈和所述电子单元的保护电路部件以及输出部件，由此能够将能量从所述能量收集器供应到能量消耗器，其特征在于，所述悬架组件是根据权利要求1至13中的任一项所述的悬架组件，并且磁体定位为相对于所述悬架组件的支撑框架固定。
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