CN116608227A - 耐高温、高扭矩聚合物旋转阻尼器 - Google Patents
耐高温、高扭矩聚合物旋转阻尼器 Download PDFInfo
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Abstract
本公开内容提供了一种旋转弹簧阻尼器,该旋转弹簧阻尼器包括:具有穿其而过的开口的芯杆、具有第一组凸出结构的第一固体部件、具有第二组凸出结构的第二固体部件、以及定位在该第一固体部件与该第二固体部件之间的拉伸构件。该拉伸构件由固体硅聚合物构成。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年2月17日提交的美国临时专利申请号63/311,306以及于2022年2月24日提交的美国临时专利申请号63/313,510的优先权,这些临时专利申请的全部内容通过援引并入本文。
技术领域
本公开内容的实施例提供了一种具有压缩限制器、第一盘、和第二盘的旋转弹簧阻尼器。该第一盘布置在该压缩限制器的第一端部处,并且该第二盘布置在该压缩限制器的第二端部处,其中,该第二端部与该第一端部相对。该旋转弹簧阻尼器还具有拉伸构件。该拉伸构件连接到该第一盘和该第二盘。该拉伸构件由固体硅聚合物构成。
背景技术
比如导管和管等多种不同的部件可以通过布线夹组件固定到比如壁、车顶等表面。例如,圆柱形管可以通过布线夹组件固定到壁,该布线夹组件具有管保持通道,该管保持通道可卡扣地、可闩锁地或以其他方式固定管的一部分。然后,布线夹自身通过可以与布线夹一体形成的比如松树形紧固件或螺栓等锚固构件固定在物体中的孔口内。可选地,布线夹可能不包含一体锚固构件和可以用于将布线夹组件锚固到车辆部件上的另一部件。
旋转弹簧可以用于各种各样的应用中。对于一些应用,期望将旋转弹簧与阻尼器结合。阻尼器可以减小加载的旋转弹簧在释放之后的释放速度。一些阻尼器与特定类型的旋转弹簧相结合可能尤其有用。例如,常见的硅酮阻尼器仅提供少量的阻力矩、并且可能仅适合于与低扭矩旋转弹簧一起使用而不适合于与高扭矩弹簧一起使用。另外,某些阻尼器可能并不适合在所有情形下、例如在极端温度下使用。
发明内容
本公开内容提供了一种具有压缩限制器、第一盘、和第二盘的旋转弹簧阻尼器。该第一盘布置在该压缩限制器的第一端部处,并且该第二盘布置在该压缩限制器的第二端部处,其中,该第二端部与该第一端部相对。该旋转弹簧阻尼器还具有拉伸构件。该拉伸构件连接到该第一盘和该第二盘。该拉伸构件由固体硅聚合物构成。
在一些实施例中,旋转弹簧阻尼器包括芯杆、第一固体部件、第二固体部件、以及拉伸构件。芯杆包括穿其而过的开口。第一固体部件包括第一组凸出结构,并且第二固体部件包括第二组凸出结构。拉伸构件被设置在第一固体部件与第二固体部件之间,并且包括固体硅聚合物。
在一些实施例中,旋转弹簧阻尼器组件包括帽盖、基板、以及阻尼器。帽盖包括帽盖开口,并且基板包括基板开口。阻尼器布置在帽盖与基板之间,并且阻尼器包括第一盘、第二盘、拉伸构件、以及孔。第一盘和第二盘分别设置在压缩限制器的第一端部和第二端部。拉伸构件在第一盘与第二盘之间延伸,并且拉伸构件围绕纵向轴线缠绕在压缩限制器周围。帽盖开口、阻尼器的孔和基板开口是关于纵向轴线同心的。
在另一个实施例中,旋转弹簧阻尼器组件包括第一固体部件、第二固体部件、拉伸构件、以及至少一个纵向帽盖。第一固体部件包括多个固体模块化子部件,固体模块化部件包括多个第一凸出结构和中心孔口。第二固体部件包括本体和从该本体的外表面向外延伸的多个第二凸出结构。拉伸构件包括设置在多个带之间的多个空腔。该至少一个纵向帽盖设置在拉伸构件的端部。该多个第二凸出结构被拉伸构件的该多个空腔接纳以形成第一子组件,并且第一子组件通过第一固体部件的中心孔口插入。
附图说明
当考虑以下详细描述时,将更好地理解本发明,并且除了以上阐述的特征、方面和优点之外的特征、方面和优点将变得显而易见。这样的详细描述参考以下附图。
图1A是阻尼器的基本实施例的在预加载的本位位置的俯视、前视且右视立体图;
图1B是图1A的阻尼器在30度旋转施加位置的俯视、前视且右视立体图;
图1C是图1A的阻尼器在240度旋转施加位置的俯视、前视且右视立体图;
图2A是阻尼器的优选实施例的在预加载的静止/本位位置的横截面视图;
图2B是图2A的阻尼器的优选实施例在施加轻微旋转之后的位置的前视横截面视图;
图2C是图2A的阻尼器的优选实施例在施加较大旋转之后的位置的前视横截面视图;
图3A是图2A所示的阻尼器的拉伸构件的前视平面图;
图3B是与图3A所示的拉伸构件类似的替代性拉伸构件的外部部分的前视平面图;
图3C是图2A-2C的优选实施例阻尼器的特写前视横截面视图;
图4A是具有零度接近角的替代性实施例阻尼器的前视立体图;
图4B是具有20度接近角的图4A的阻尼器的前视立体图;
图5是针对低模量硅酮聚合物计算出的应力-应变曲线;
图6A是与图2A中所示的阻尼器类似并具有第一深度的实施例阻尼器的俯视、前视且右视立体图;
图6B是与图6A类似但具有更大深度的实施例阻尼器的俯视、前视且右视立体图;
图6C是与图6B类似但具有更大深度的实施例阻尼器的俯视、前视且右视立体图;
图7是拉伸构件的外部部分的特写前视平面图;
图8A是与图2A至图2C所示的阻尼器类似的阻尼器组件的完全分解等距视图;
图8B是图8A的阻尼器组件的等距视图,其中筒状件已插入壳体中;
图8C是图8B的阻尼器组件的等距视图,其中拉伸构件被定位在筒状件上;
图8D是图8C的阻尼器组件的等距视图,其中盘部件被定位在壳体上;
图9A是与独立的2A-2C和8A-8D的阻尼器类似的阻尼器的俯视、前视、左视立体图;
图9B是设置在组件的未组装零件之间的阻尼器的俯视、前视、左视立体图;
图9C是设置在组件的未组装零件之间的阻尼器的俯视、前视立体图;
图9D是组装后设置在组件内的阻尼器的俯视、前视立体图;
图10A是阻尼器组件的第一固体部件的分解图;
图10B是处于组装好的状态的阻尼器组件的第一固体部件的前视、右视立体图;
图10C是阻尼器组件的第二固体部件的前视、右视立体图;
图10D是安装在第二固体部件上的拉伸构件的前视、右视立体图;
图10E是彼此分离的第一固体部件和第二固体部件两者的前视、右视立体图;
图10F是处于组装好的状态的阻尼器组件的第一固体部件、第二固体部件和拉伸构件的前视、右视立体图;
图11是其中部署了阻尼器的一个实施例的汽车座椅侧挡板的右视立体图;
图12A是具有旋转弹簧阻尼器的汽车座椅的旋转弹簧驱动的运动的图示;
图12B是不具有旋转弹簧阻尼器的汽车座椅的旋转弹簧驱动的运动的图示;
图13A是实施例阻尼器的潜在应用的运动的图示,该运动在针对图13C至图13F执行的测试中给出模拟;
图13B是在加载和卸载条件下的“扭矩相对于旋转角度”的代表性图表;
图13C是某些示例阻尼器的“扭矩相对于旋转角度”的测试数据的标绘图;
图13D是某些示例阻尼器的“扭矩相对于旋转角度”的测试数据的标绘图;
图13E是某些示例阻尼器的“扭矩相对于旋转角度”的测试数据的标绘图;
图13F是某些示例阻尼器的“扭矩相对于旋转角度”的测试数据的标绘图;以及
图14是展示出制造实施例阻尼器的方法的流程图。
在详细说明本公开内容的实施例之前,应理解的是,本公开内容的应用并不局限于以下描述中阐述的或在附图中图示出的部件的构造和布置的细节。本公开内容能够具有其他实施例并且能够以多种不同的方式来实践或实施。应理解的是,本文使用的措辞和术语是出于说明的目的,而不应被视为限制性的。使用“包含”和“包括”及其变体旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目及其等同物。
具体实施方式
本公开内容提供了一种可以与旋转弹簧相组合以提高弹簧的性能的阻尼器。如本文描述的,术语“旋转弹簧”可与术语“扭转弹簧”互换。扭转弹簧通常与阻尼器联接,使得弹簧可以驱动朝顺时针或逆时针方向的机械运动,同时被施加阻尼以控制弹簧的旋转速度和/或共振回弹。这样的弹簧通常是金属盘簧弹簧或表簧。
对于一些应用,金属弹簧可以足够地提供低质量且低扭矩要求。然而,当在高扭矩要求的应用中使用金属弹簧时,规范通常需要使用粗规格的弹簧丝以获得期望的扭矩。这增加了产品质量和大小/体积,而这通常是不期望的。例如,在一些应用中,扭转弹簧和阻尼器的包装结构必须小,以装配在所提供的存储空间内并且提供审美方面的满足条件,同时随着时间的推移始终如一地运行,承受温度变化,并且安静地运行。另外,对于一些应用,某些材料可以不适合于在阻尼器中使用。例如,在高热量应用(比如高于140°F的温度)下,某些聚合物材料可能变得过度顺应(例如,熔化或表现出柔韧性增加),这可能导致聚合物材料发生不期望的变形(例如,退火或屈曲)。本文讨论的本公开内容的实施例解决了这些缺陷中的一些缺陷。
已知用于重型车辆部件(例如车门、座椅、后栏板、行李箱和舱背门闭合件(hatchback closure))的铰链旋转的一些现有阻尼器装置可以包括:(1)线性移动的气体填充滑柱(strut);(2)硅酮凝胶粘度阻尼器;(3)钢制表簧/盘簧;(4)摩擦阻尼器,例如利用表面与表面摩擦产生动能吸收的摩擦阻尼器(例如Reell摩擦阻尼器);以及(5)钢制扭力杆阻尼器,其通常配置为具有在粘性材料内扭曲的钢杆的粘性阻尼器。然而,这些现有的阻尼器装置具有若干问题和局限性。
例如,当前的气体滑柱解决方案典型地使用容纳高压气体的金属管气缸和活塞来制作和设计。活塞的运动控制限于线性运动(例如,直线)和/或非旋转/枢转运动。气体结构还可以包括线性滑柱,该线性滑柱通常有利于单独的简单铰链,例如但不限于四连杆铰链等。此外,气体滑柱和滑柱解决方案所需的设计包装结构通常比许多应用(例如,车辆座椅)中所能适应的尺寸更大。而且,活塞和气缸设计中使用的密封件随着时间的推移容易发生泄漏,从而导致气体压力损失。压力损失可能导致气体滑柱解决方案失败或在短时间内显著降低气体滑柱的性能。此外,气体滑柱由于其设计和制造的复杂性而往往具有高成本。
硅酮凝胶或粘度阻尼器依赖于液体或凝胶硅酮的相对高粘度来提供用于阻尼的流体摩擦(例如,阻力)。当硅酮流体壳体以热塑性构造生产时,旋转运动的阻尼通常被限制到低于1Nm,这在业内广为人知。当需要超过1Nm的扭矩值时,通常需要使用金属壳体来容纳由此产生的压力。硅酮凝胶或粘度阻尼器进一步需要流体密封件,流体密封件被定位成使得凝胶不会随着时间的推移和在循环过程中泄漏。问题是,金属壳体通常由压铸铝或锌形成,这会显著增加解决方案的质量,使其不适用于许多应用。此外,高扭矩应用(例如车辆座椅、舱背门和门)可能需要使用多个硅酮凝胶或粘度阻尼器来为所有位置提供必要的阻尼效果。因此,如果在这些应用中使用硅酮凝胶或粘度阻尼器,与硅酮凝胶或粘度阻尼器相关的质量增加问题将成倍增加,因此此类阻尼器是特别不合适的。此外,当前旋转阻尼器中使用的硅酮凝胶与温度的相关性很高。特别是,硅酮凝胶的阻力矩是在极端温度下测量的,这会影响硅酮凝胶阻尼器在这些温度下的性能。例如,在低温(例如低于-40°F)下,硅酮凝胶的粘度显著增加,而在高温(例如高于185°F)下,硅酮凝胶的粘度大大降低。
作为已知阻尼装置的缺点的另一个示例,钢弹簧有时被用来抵消作用在沉重的闭合件或座椅靠背上的运动引起的弹簧力或重力。可以调整反作用弹簧以在应用的部分运动过程中作用于移动的应用,在应用上施加负力以减慢其速度或旋转惯性(例如,惯性矩)。虽然这是流行的解决方案,但它有明显的缺点。这种阻尼弹簧因随着时间推移的疲劳循环而表现不佳。相关地,钢弹簧的硬化使钢材料随时间的推移而硬化,增加了钢材料的脆性,这可能导致钢弹簧失效。与其他不合适的阻尼器一样,使用金属部件通常导致包装结构比许多应用(例如车辆座椅)中所能适应的尺寸更大,并且导致装置比许多应用中所能适应的重量更重。此外,钢弹簧必定是金属的,其在车辆内部中使用时可能产生噪声并产生嗡嗡声、吱吱声和嘎嘎声(BSR)问题。
作为已知阻尼装置的缺点的又一个示例,摩擦阻尼器通常使用垂直于相对表面施加的力,使得当阻尼器旋转或线性移动时产生摩擦。施加的力通常由金属螺旋弹簧引起。取决于用于形成摩擦表面的材料,内部零件上的应力和磨损可能是这些阻尼器中的主要问题。当对摩擦表面使用较不致密材料(例如,粘弹性和/或可压缩橡胶类材料)时尤其如此。可替代地,如果使用较致密的材料,增加的重量可能导致阻尼装置相比许多应用可以适应的重量更重。此外,难以将摩擦阻尼器配置成具有“自由行程式阻尼”(如下所述),并且任何此类配置都可能导致过大的尺寸、复杂性和成本。摩擦阻尼器通常在至少一个方向(通常逆时针方向)上提供较小的甚至不提供扭矩,并且可能在另一个方向(通常顺时针方向)上提供不充分的扭矩(例如0.2Nm的扭矩阻尼)。进一步,摩擦阻尼器提供较小的甚至不提供弹簧阻尼或扭矩辅助。此外,当暴露于多个加热/冷却循环时,摩擦阻尼器的接合部件往往随着时间的推移而失去扭矩,从而使阻尼器在暴露于显著温度波动的应用中完全无法使用。这种磨损还缩短了这些阻尼器的寿命,通常会缩短到不可接受的程度。摩擦阻尼器的另一个问题是,用于摩擦阻尼的树脂往往随着时间的推移而韧化和蠕变,结果是,阻尼器的初始摩擦阻力会丧失。还已知摩擦阻尼器在使用时产生噪声,尤其是吱吱声,并且因此不希望在车辆内部使用。
本文讨论的本公开内容的阻尼器解决了这些缺陷中的一些。阻尼器通过以下方式来缓解这些缺陷:(1)提供完全由聚合材料组成(即不包含任何金属部件)的旋转阻尼装置;(2)提供能够利用形成它的聚合物材料的粘弹性/摩擦的旋转阻尼装置;(3)提供能够在极端温度(例如低于-40°F和高于185°F)下反复承受100%的旋转扭转载荷至少1000小时的旋转阻尼装置;(4)提供足以用于车辆座椅的低质量的旋转阻尼装置;(5)提供足够小以用于车辆座椅的3D空间体积和包装尺寸的旋转阻尼装置;(6)提供在操作期间静到足以用于车辆内部的旋转阻尼装置;(7)提供对于运输和微调水平组装(trim level assembly)来说是充分独立的旋转阻尼装置;(8)提供具有非常高的扩展性的旋转阻尼装置,从而可以适用于特别高扭矩的应用(例如,车辆座椅、车辆舱背门和/或车门);(9)提供能够沿顺时针方向和逆时针方向两个方向转动并对应用的移动产生阻尼的旋转阻尼装置;(10)提供可以容易地配置成包括“自由行程”或“丧失运动”特征的旋转阻尼装置;(11)提供在操作后能够反复地返回其本位位置(或“零点位置”)的旋转阻尼装置;以及(12)提供可以容易地配置成用作“升降辅助”装置的旋转阻尼装置。
图1A至图1C示出了阻尼器的基本实施例,展示了本文中使用的基本构思。图2A至图2C示出了阻尼器的优选实施例。图10A至图10F示出了阻尼器的另一个优选实施例。阻尼器的其他优选实施例也是可能的。
图1A至图1C展示了阻尼器100的基本实施例和本文使用的阻尼器的基本构思。阻尼器100包括固体芯杆110,该固体芯杆也可以称为压缩限制器110。阻尼器100还包括第一盘120和第二盘130,该第一盘布置在压缩限制器110的第一端部112处,该第二盘布置在压缩限制器110的第二端部114处。以压缩限制器110的轴向长度AL为参考,第二端部114与第一端部112相对。阻尼器100还具有拉伸构件140。
进一步,压缩限制器110被设置在第一盘120与第二盘130之间,使得通过压缩限制器110来防止第一盘120和第二盘130彼此接触。压缩限制器110可以是圆柱形的,如图1A至图1C所示。然而,压缩限制器110可以替代性地以其他形状形成,比如矩形棱柱、六角棱柱、八角棱柱等。压缩限制器110可以是长形的,使得轴向方向AD上的轴向长度AL大于压缩限制器110的直径D1。然而,压缩限制器110可以替代性地具有宽形形状,使得直径D大于轴向方向AD上的轴向长度AL。在一个实施例中,压缩限制器110可以是筒状件。压缩限制器110可以由适合于将第一盘120和第二盘130分开的任何材料构成。在特定的实施例中,压缩限制器110由硬质聚合物材料制成,比如聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE)、氟塑料(比如特氟龙)、聚酰胺(比如尼龙,尤其是尼龙6、尼龙66、尼龙12、尼龙13和尼龙11)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、或聚甲醛(POM)。压缩限制器110由这样的材料构成可能是有利的,因为它具有相对低的质量、制造成本低、并且还可以在压缩限制器110与拉伸构件140之间产生的摩擦量方面提供优点。
第一盘120和第二盘130可以以任何形状形成,只要适合于它们所部署在其中的应用。例如,如图1A所展示的,第一盘120和第二盘130的形状都是圆形。在一些实施例中,盘120、130可以是矩形、六边形、八边形等。盘120、130可以以适用于应用的任何尺寸形成。在一些实施例中,第一盘120和第二盘130的直径D2可以大于压缩限制器110的直径D1。在替代性实施例中,盘120、130的直径D2可以等于或小于压缩限制器110的直径D1。盘120、130可以由硬质聚合物材料制成,比如聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE)、氟塑料(比如特氟龙)、聚酰胺(比如尼龙,尤其是尼龙6、尼龙66、尼龙12、尼龙13和尼龙11)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚甲醛(POM)或其他合适的材料。进一步,还设想到,第一盘120可以由与第二盘130不同的材料构成。再进一步,设想到,盘120、130可以由与压缩限制器110相同的材料构成。在一些实施例中,可以有利的是,盘120、130由与拉伸构件140相同的材料构成。在这样的实施例中,拉伸构件140和盘120、130可以一体地形成为单一部件。
仍然参考图1A,拉伸构件140围绕中心轴线CA连接到第一盘120和第二盘130。拉伸构件140可以是一个带或多个带。例如,拉伸构件140可以被配置成具有三个带、五个带、十个带或更多个带。在一些实施例中,拉伸构件140的该多个带可以围绕中心轴线CA等距间隔开。在一些实施例中,拉伸构件140可以是条带。在一些实施例中,拉伸构件140绕中心轴线CA绞扭,使得拉伸构件140弹性变形并且对第一盘120和第二盘130施加压缩力,使得盘120、130分别在第一端部112和第二端部114处接合压缩限制器110。除了通过拉伸构件140的弹性变形和压缩来提供的阻尼效果之外,在拉伸构件140与压缩限制器110的外轴向表面142和/或盘120、130之间可以产生摩擦或阻力。
适用于拉伸构件140的材料必须能够在极端温度(例如,低于-40°F和高于185°F)反复承受(从100%一直到600%的)旋转扭转载荷至少1000小时。此外,合适的材料必须满足某些材料特性限制条件,才能获得轻便、紧凑的旋转阻尼器。适用于拉伸构件140的材料的非限制性示例包括热固性硅弹性体、热固性含氟弹性体及其混合物。在一些实施例中,拉伸构件140可以由固体硅酮聚合物构成。
如本文所使用的,术语“固体硅酮聚合物”可以指主要由比如硅氧烷等含硅酮的单体单元构成的聚合物。因此,固体硅酮聚合物也可以称为固体聚硅氧烷。在一些实施例中,固体硅酮聚合物可仅由含硅酮的单体单元形成。在一些实施例中,固体硅酮聚合物可以是由一种或多种含硅酮的单体单元和一种或多种其他共聚单体单元形成的共聚物(即固体硅酮共聚物)。在一些实施例中,固体硅酮聚合物可以是内部交联的。在一些实施例中,固体硅酮聚合物可以是热固性聚合物。如本文所使用的,固体硅酮聚合物经受弹性变形而不是粘性流动。具体地,使用固体硅酮聚合物形成的拉伸构件140可以具有至少100、或至少200、或至少500、或至少1000的聚合度。在一些实施例中,已用含氟官能团聚合嫁接和/或与含氟共聚单体共聚的固体硅酮聚合物可能特别适用于某些阻尼器。
拉伸构件140可以由固体硅聚合物、已用含氟官能团嫁接的固体硅聚合物、共混物或它们的其他组合构成。在一些实施例中,固体硅聚合物可以是高稠度硅酮聚合物,例如通常为厚凝胶的高稠度橡胶(“HCR”)。由于HCR硅酮呈凝胶形式,因此硅聚合物的分子量高很重要。例如,与两部分“手工混合”硅酮树脂或液体硅酮树脂相比,HCR硅酮聚合物即使在交联之前也具有非常高的分子量。通过高温硫化(HTV)而热固化的橡胶或HCR包含具有高分子量和长聚合物链的聚合物。HCR硅酮具有许多重要的材料特性,例如高粘度、弹性、伸长或压缩后的恢复性、对极端温度条件的耐受性、电气特性、以及类似于油灰的一致粘度。
固体硅酮聚合物可以与某些添加剂组合以改变其物理特性。固体硅酮聚合物可以与任何适用于特定应用的添加剂组合。例如,固体硅酮聚合物可以与某些添加剂组合以增加/降低其弹性、拉伸强度、耐热性、抗蠕变性、润滑性、和/或其他目标特性。适用于某些应用的添加剂的非限制性示例包括氟弹性体(例如PTFE或特氟龙)和硅氧烷油。在一些实施例中,拉伸构件140可以由包含固体硅酮聚合物和一种或多种添加剂的树脂构成。在一些实施例中,添加剂可以在聚合物已经聚合并冷却为涂层之后添加到固体硅酮聚合物中。树脂可以被配置为固体硅酮聚合物和所述(多种)添加剂的熔融共混物。
不希望受任何特定理论的限制,据信交联的HCR硅酮聚合物的极高分子量可以抵抗至少1000小时的连续扭弯应变(从400%到1200%的扭弯应变),其中树脂是在1000小时的连续应变的整个持续时间内连续暴露在85℃下,而不经受不可接受水平的蠕变或退火。考虑到汽车内部中存在的严格条件,该特性对于阻尼器可接受地发挥作用是非常重要的。
拉伸构件140中使用的固体硅酮聚合物的根据ASTM D638测量出的屈服强度可以为约1MPa至约15MPa、或约2MPa至约12MPa、或约5MPa至约9MPa、或约7MPa。拉伸构件140中使用的固体硅酮聚合物的根据ASTM D638测量出的断裂伸长率可以为约100%至约2000%、或约200%至约1800%、或约300%至约1500%、或约400%至约1200%。拉伸构件140中使用的固体硅酮聚合物的断裂伸长率当在-40℃下测量时可以为至少200%,或当在-40℃下测量时为至少300%,或当在-40℃下测量时为至少400%。拉伸构件140中使用的固体硅酮聚合物在85℃下在连续和/或重复负载下也可以呈现出良好的抗蠕变性。呈现出良好的抗蠕变性的固体硅酮聚合物在100%的峰值荷载下在140°F暴露200个小时之后可能表现出小于30%的性能损失。
由固体硅酮聚合物构成的拉伸构件140与由其他材料尤其是金属材料构成的拉伸构件140相比可以具有许多优点。固体硅酮聚合物提供高抗扭量同时保持低质量,并且能够在其自身与阻尼器100的其他部件(例如压缩限制器和/或盘)之间产生大量摩擦。此外,由固体硅酮聚合物构成的拉伸构件140可以适用于高热量情形(即,在超过140°F的温度下)。不希望受到任何特定理论的限制,HCR硅酮聚合物的化学结构可以允许固体硅酮聚合物避免在高热量情形下变得过度顺应,并且因此可以允许固体硅酮聚合物避免在这种高热量条件下的不希望的韧化。此外,由固体硅酮聚合物制成的拉伸构件140的生产和制造成本可以较低。这些优点可以允许具有由固体硅酮聚合物构成的拉伸构件140的阻尼器100更小、更轻、具有更好的多功能性、更不惹眼、并且更实惠,同时还能够提供更大的抗扭强度,这可以使阻尼器100特别适用于某些应用。
拉伸构件140可以以任何合适的方式连接到第一盘120和第二盘130。例如,拉伸构件140可以机械紧固或粘附到盘120、130。在一些实施例中,拉伸构件140和盘120、130可以一体地形成为由单一材料构成的整体件。例如,拉伸构件140和盘120、130可以通过单次注射模制或单次注射模制工艺被同时包覆模制到压缩限制器110上。具体地,固体硅酮聚合物可以在模具本身内聚合。可替代地,固体硅酮聚合物可以在挤出机的筒状件中聚合并且被挤出到模具上。
仍然参考图1A至图1C,阻尼器100可以围绕中心轴线CA扭曲。在一些实施例中,使阻尼器100绕中心轴线CA扭曲的力可以由已与阻尼器组合在一起的单独的扭转弹簧产生。当阻尼器100被扭曲时,拉伸构件140被加载并且伸长,从而缠绕在压缩限制器110周围,如图1B和图1C所示。当拉伸构件140缠绕在压缩限制器110周围时,拉伸构件140相对于由第一盘120限定的内平面146限定了角度144。拉伸构件140可以被配置和定位成使得,由拉伸构件140和第一盘120限定的角度144具有小于90°的任何值。例如,由拉伸构件140和第一盘120限定的角度144可以具有大于0°至小于90°、或10°至80°、或20°至70°、或30°至60的值。在实施例中,由拉伸构件140和第一盘120限定的角度144可以具有约45°的值。另外,随着拉伸构件140继续缠绕在压缩限制器110周围,由拉伸构件140和第一盘120限定的角度144可以继续改变。具体地,随着拉伸构件140继续缠绕在压缩限制器110周围,由拉伸构件140和第一盘120限定的角度144可以继续减小(朝向接近0°的角度)。当阻尼器100被扭曲时,拉伸构件140还对第一盘120和第二盘130施加压缩力,从而将这些盘120、130朝向彼此拉动,并且将第一盘120朝向压缩限制器110的第一端部112拉动并且将第二盘130朝向压缩限制器110的第二端部114拉动。在一些实施例中,拉伸构件140的伸长(和最终松弛)可以耗散能量并降低旋转速度。在一些实施例中,压缩力可以产生摩擦,这可以耗散能量并降低旋转速度。
在一些实施例中,压缩限制器110、第一盘120、第二盘130、以及拉伸构件140各自的一部分可以彼此接触并产生摩擦。压缩限制器110与拉伸构件140之间的摩擦起作用来减慢由阻尼器100、以及与其组合的任何扭转弹簧(未示出)提供的旋转运动。还可以增加额外的摩擦来进一步控制扭转弹簧复位的旋转速度。此摩擦/干涉可以部分地由拉伸构件140、盘120、130、以及压缩限制器110的设计和组成来控制。拉伸构件140提供被转化为旋转运动阻力的拉伸阻力。在许多应用(例如,部署在汽车座椅或闭合门中的扭转弹簧)中,需要旋转阻尼功能来补救扭转弹簧的极快(slapping)或突然的高速移动。可替代地,拉伸构件140可以被配置成提供扭转力矩并由此用作扭转弹簧,其在本文中也可以被称为升降辅助特征或升降辅助装置。
可以在几个方向和位置提供减缓旋转速度的摩擦力。一种是在轴向方向上,在拉伸构件140与压缩限制器110和/或其他固体部件的轴向面之间。第二种是在拉伸构件140与压缩限制器110或芯杆(未示出)的径向表面之间。另一种是在拉伸构件140的多个部分之间,尤其是在拉伸构件140变形时可以相互接触的该多个带之间。许多因素可以控制或改变对阻尼器100和可以与之组合的任何旋转弹簧的旋转速度产生阻尼的摩擦量。
阻尼器100的部件的特征(比如大小、形状、设计和间距)可能影响所产生的阻尼效果的量。例如,盘120、130的直径D2相对于压缩限制器110的直径D1、以及存在或不存在增加盘120、130的表面积或压缩限制器110的轴向面的特征(比如起伏、凹槽或波纹)也影响所产生的阻尼效果的量。类似地,拉伸构件140的横截面积影响所产生的阻尼效果的量,因为较大的拉伸构件140宽度将增大拉伸构件140与压缩限制器110之间的接触面积,由此提高阻尼效果。另外,用于形成压缩限制器110或拉伸构件140的模制空腔的抛光或表面条件并且因此这些部件的平滑度影响所产生的阻尼效果的量。为压缩限制器110选择的材料/树脂可能影响阻尼效果。此外,压缩限制器110的轴向长度AL可能影响阻尼效果。例如,越长的压缩限制器110可能产生越大的阻尼效果。拉伸构件140的径向间距(可以松开或增大与压缩限制器110的干涉)也影响阻尼效果。
另外,固体硅酮聚合物和包含固体硅酮聚合物的任何树脂的组成和特性也影响所产生的阻尼效果的量。例如,拉伸构件140中使用的固体硅酮聚合物的硬度可能影响所产生的阻尼效果的量。具有一定的希望邵氏A硬度的固体硅酮聚合物将提供理想的粘性。例如,聚合物越粘,所产生的阻尼效果就将越大。此外,包含固体硅酮聚合物的树脂的最终组成(包括或不包括改变摩擦的添加剂,例如硅氧烷、聚四氟乙烯、作为TeflonTM的衍生物的碳氟化合物、和/或其他基于氟的树脂)可能影响所产生的摩擦和阻尼效果的量。相关地,拉伸构件140的固体硅酮聚合物树脂与压缩限制器110中使用的材料之间的摩擦系数影响所产生的摩擦量,这影响装置的扭矩输出。而且,用于拉伸构件140中的树脂的取向百分比影响拉伸构件140的弹性模量和所产生的阻尼效果的量。值得注意的是,固体硅酮聚合物树脂的阻尼效果是指由固体硅酮聚合物构成的拉伸构件140的伸长应力和应力解除以及拉伸构件140的返回本位位置的速率,这可以通过包含添加剂加以控制,这些添加剂降低聚合物的硬度并且从而影响阻尼器100提供的阻尼。在一些实施例中,可以有利的是,将拉伸构件140的硅酮聚合物配置成具有10至90、或20至80、或30至70、或40至60、或40至50的以邵氏A硬度测量的硬度。如本文所使用的,术语“低模量硅酮聚合物”可以指具有约30至约45的邵氏A硬度的固体硅酮聚合物,术语“中等模量硅酮聚合物”可以指具有约46至约60的邵氏A硬度的固体硅酮聚合物,并且术语“高模量硅酮聚合物”可以指具有约61至约75的邵氏A硬度的固体硅酮聚合物。固体硅酮聚合物树脂的应力-应变曲线的取向也很重要,因为弯曲形状的应力-应变曲线有助于能量耗散。
压缩限制器110上轴向方向AD上的线性弹簧负载量、阻尼器100上相对于本位位置(参见图2A)的预加载旋转圈数、与阻尼器100上相对于本位位置的旋转圈数相关的扭矩、以及受应力聚合物树脂的返回速度也影响所产生的阻尼量。
可以对固体硅酮聚合物进行改性以调节其伸长率或屈服点。改性的非限制性示例包括改变用于固化固体硅酮聚合物的方法(例如,改变用于在固体硅酮聚合物中引发交联的方法)。固体硅酮聚合物可以使用过氧化物(比如varox过氧化物)固化和/或交联,或者用催化剂(比如铂)催化交联。还可以通过在固化/交联之前改变固体硅酮聚合物的分子量(然后固化所述固体硅酮聚合物)来控制固体硅酮聚合物的伸长强度。固化/交联前具有高分子量(因此粘度低)的固体硅酮聚合物在交联后可以具有较低的模量,这与固化前具有低分子量(因此粘度高)的固体硅酮聚合物相反,其在交联后可以具有高模量。
对固体硅酮聚合物进行的降低伸长的改性趋于提高屈服点,这又趋于增加阻尼器100的旋转刚度。改性降低拉伸构件140与压缩限制器110之间(或拉伸构件本身的移动零件之间)的摩擦系数,并且可以改善阻尼器100的磨损特性。进一步,较硬的聚合物树脂将减少压缩限制器110与拉伸构件140(例如,多个带)之间的摩擦,从而降低阻尼效果,由此增大速度。
固体硅酮聚合物的塑性变形可以通过能量损失来充当阻尼介质。可以通过由加载和卸载由固体硅酮聚合物构成的拉伸构件140所引起的能量损失来对运动产生阻尼。在一些实施例中,拉伸构件140的塑性变形可以是由阻尼器100提供的主要阻尼力,这可以提供比阻尼器100可能产生的任何摩擦更大的阻尼效果。在一些实施例中,摩擦可以被最小化,使得拉伸构件140的塑性变形基本上是阻尼器100提供的唯一阻尼效果。阻尼器100可以通过用润滑剂(例如油脂或油)涂覆拉伸构件140来使内部摩擦最小化。附加地或可替代地,阻尼器100的其他固体部件可以涂覆有润滑剂以使摩擦最小化。
有利地,具有由固体硅酮聚合物构成的拉伸构件140的阻尼器可以与具有宽范围扭矩的拉伸弹簧结合使用。常见的液体硅阻尼器可以仅提供至多70Ncm的阻力矩,并且高扭矩阻尼器可以提供至多2000Ncm的阻力。然而,本公开内容的阻尼器100包括由固体硅酮聚合物构成的拉伸构件140,这可以提供2000Ncm与10000Ncm之间的高抗扭强度值。重要的是,本公开内容的阻尼器100由于使用固体硅酮聚合物而不使用重金属部件,而提供了此高抗扭强度,同时还维持低重量和/或质量和小体积。例如,本公开内容的阻尼器100可以有利地不含金属。此外,本公开内容的阻尼器100可以有利地不含流体、比如硅酮流体。通常,金属部件和液体硅酮部件增大阻尼器100的重量/质量和体积。具有高抗扭强度且具有低质量和小体积的上述阻尼器100非常适合于多种应用,包括在汽车座椅、门以及尾门中使用。
与硅酮聚合物在某些机械应用中的使用相关联的挑战涉及硅酮聚合物的润滑性。具体地,硅酮聚合物非常滑,以至于通常用于将弹性体零件附接到结构部件的传统方法(例如,传统塑料设计中使用的燕尾榫、卡扣特征、倒钩或箭头状物)可能不适合与一些硅酮聚合物一起使用。结果是,需要替代性结构来将一些固体硅酮聚合物结合到某些应用中。参考图2A,本文公开的优选实施例阻尼器200解决了这些问题。
图2A至图2C示出了一个优选实施例阻尼器200,其能够包括由HCR硅酮聚合物树脂形成的至少一个拉伸构件。阻尼器200具有芯杆或筒状件210,中央开口212穿过该芯杆或筒状件设置。阻尼器200还具有可以是第一固体部件(图2中未示出,但在图8A至图8D中示出为220)的一部分的第一组凸出结构222(其中每个凸出结构为第一凸出结构222)、以及可以是第二固体部件(图2中未示出,但在图8A至图8D中示出为230)的一部分的第二组凸出结构232(其中每个凸出结构是第二凸出结构232)。如图2A至图2C所示,第一组凸出结构222被配置为围绕芯杆210的较小环或第一直径224,并且第二组凸出结构232被配置为围绕第一组凸出结构222的较大环或第二直径234。例如,如图2A所展示的,第一组凸出结构222可以与中心开口212的中心236间隔第一距离224并且呈圆形地围绕芯杆210。另外,第二组凸出结构232可以与中心开口212的中心236间隔第二距离234并且呈圆形地围绕芯杆210。阻尼器200还具有拉伸构件240。拉伸构件240具有带242和内部空腔244,以及内部部分246和外部部分248。拉伸构件240、第一组凸出结构222和第二组凸出结构232被配置和定位成使得至少一个第一凸出结构222和至少一个第二凸出结构232通过拉伸构件240的至少一个空腔244定位。在图2A至图2C所示的实施例中,在拉伸构件240的每个空腔244内定位有一个第一凸出结构222和一个第二凸出结构232。带242沿着每个空腔244的侧向侧将空腔244彼此分开。带242还在拉伸构件240的内部部分246与外部部分248之间延伸。在一些实施例中,带242在第一圆224与第二圆234之间切向延伸。
在图2A至图2C所示的实施例中,第一凸出结构222被配置成具有基本上圆柱形的形状和基本上平坦的顶部远侧表面。第一凸出结构222可以具有约2mm至约12mm、或约3mm至约10mm的第一直径224。在特定实施例中,第一凸出结构222可以具有约3mm至约8mm或约4mm的直径。在图2A至图2C所示的实施例中,第二凸出结构232也被配置成具有基本上圆柱形的形状和基本上平坦的顶部远侧表面。第二凸出结构232可以具有约2mm至约12mm、或约3mm至约10mm的第二直径234。在特定实施例中,第二凸出结构232可以具有约3mm至约8mm或约4mm的直径。在图2A至图2C所示的实施例中,第一直径224不同于第二直径234。然而,在替代性实施例中,第一直径224可以与第二直径234相同。在另一个实施例中,第一直径224可以大于第二直径234。
如图2A至图2C所示,第一凸出结构222被配置成围绕芯杆体210的内圆排设置。每个第一凸出结构222都联接至被称为第一固体部件(未示出,但在图9A至图9D中示出为220)的共享零件。第一固体部件可以是设置在第一凸出结构222的远端上的板。在实施例中,第一凸出结构222可以与第一固体部件形成单个的、一体的整体件。例如,第一固体部件可以是包括第一凸出结构222的更大的部件。在实施例中,第一固体部件(包括第一凸出结构222)可以由聚合物材料模制而成。第一固体部件(包括第一凸出结构222)可以由任何聚合物材料、合适的聚合物材料形成。合适的聚合物材料的非限制性示例包括:PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、尼龙、聚丙烯酸酯、以及聚碳酸酯。在图9A至图9D中可以看到具有包括第一凸出结构的第一固体部件的阻尼器200的替代性实施例的示例。
类似地,每个第二凸出结构232都联系到被称为第二固体部件的共享零件(未示出,但在图9A至图9D中示出为230)。第二固体部件是与第一固体部件不同的零件。第二固体部件可以是设置在第二凸出结构232的远端上的板。在实施例中,第二凸出结构232可以与第二固体部件形成单个的、一体的整体件。例如,第二固体部件可以是包括第二凸出结构232的更大的部件。在实施例中,第二固体部件(包括第二凸出结构232)可以由聚合物材料模制而成。第二固体部件(包括第二凸出结构232)可以由任何聚合物材料、合适的聚合物材料形成。合适的聚合物材料的非限制性示例包括:PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、尼龙、聚丙烯酸酯、以及聚碳酸酯。在实施例中,第二固体部件可以由与第一固体部件不同的聚合材料形成。在图9A至图9D中可以看到具有第二固体部件的实施例阻尼器的示例,该第二固体部件包括第二凸出结构。
现在参考图2A至图2C中所示的拉伸构件240,拉伸构件240被配置为具有圆柱形形状的板状部件,其横截面直径(沿径向方向R测量)大于其深度(沿轴向方向测量,该轴向方向正交于径向方向R延伸穿过芯杆210的开口212)。图2A至图2C所示的拉伸构件240的三维形状可以描述为圆柱形盘。
如图3A和图3B所示,阻尼器200的拉伸构件240具有当带处于静止/本位位置时围绕拉伸构件240的外部部分248的最外圆周测量的整体直径OD(或最外直径)。拉伸构件240可以具有适用于特定应用的任何整体直径OD。在一些实施例中,拉伸构件240可以具有约10mm至约200mm、或约20mm至约200mm、或约25mm至约150mm的整体直径OD。在特定实施例中,拉伸构件240可以具有约30mm至约100mm或约30mm至约80mm的整体直径OD。另外,拉伸构件240的外边缘241(即拉伸构件240的外部部分248的外边缘)可以被配置成具有各种各样的不同形状。例如,如图3A所示,拉伸构件240的外边缘可以被配置为圆。可替代地,如图3B所示,拉伸构件240的外部部分248可以被配置成具有扇贝形状(即,与一系列正弦波的形状基本相似的形状)或被配置成具有大致桁架形状。有利地,具有外部部分248的拉伸构件240(其外边缘241具有根据图3B的形状)可以需要更少的材料来形成并且因此外部部分248中包含的质量更小,这在节省成本方面可以是有利的并且有利于具有重量限制的应用。图3A和图3B仅展示了拉伸构件240的外部部分248的外边缘的两种可能的形状,并且在顺序实施例中,所述外边缘可以具有适用于特定应用的任何形状。
阻尼器200的拉伸构件240具有当带处于静止/本位位置时围绕拉伸构件240的内部部分246的最外圆周测量的内直径ID。拉伸构件240可以具有约1mm至约100mm、或约5mm至约50mm的内直径ID。在特定实施例中,拉伸构件240可以具有约10mm至约25mm或约20mm的内直径ID。
阻尼器200的拉伸构件240具有多个带242。在实施例中,单个拉伸构件240可以具有1个至75个带、或1个至60个带、或2个至50个带、或5个至约50个带、或约10个至约45个带、或约15个至约40个带、或20个至35个带。在特定实施例中,单个拉伸构件240可以具有20个至30个带或约25个带。在实施例中,拉伸构件240可以具有大致相同数量的带242和空腔244。一些实施例的阻尼器可以包括两个或更多个拉伸构件140。在一些实施例的阻尼器中,两个或更多个拉伸构件140可以一个叠在另一个之上,以通过将低硬度盘与高模量硅酮盘联接来增加扭矩和/或改变弹簧系数。
阻尼器200的拉伸构件240具有多个空腔244。在实施例中,拉伸构件240可以具有约2个至约500个空腔、或约2个至约251个空腔、或约2个至约100个空腔、或约2个至约50个空腔、或约5个至约50个空腔、或约10个至约50个空腔、或约20个至约50个空腔。在特定实施例中,拉伸构件240可以具有约20个至约30个空腔或约25个空腔。在实施例中,拉伸构件240可以具有大致相同数量的空腔244和带242。
再次参考图2A至图2C,阻尼器200具有包括多个带242和多个空腔244的拉伸构件240,其中一组第一凸出结构222和一组第二凸出结构232被配置成使得在拉伸构件240的每个空腔244中都就位有一个第一凸出结构222和一个第二凸出结构232。关于阻尼器200和拉伸构件240的功能,拉伸构件240(尤其是带242)以与阻尼器100的拉伸构件140类似的方式起作用,如上所述。具体地,图2A示出了处于静止位置或本位位置的阻尼器200。图2B示出了就径向度数而言在经过相对较小的旋转后的同一阻尼器200。图2C示出了就径向度数而言在经过相对较大的旋转后的同一阻尼器200。如图2B和图2C所示,随着阻尼器200旋转,拉伸构件240的带242被拉长和/或变形。拉长带242所需的力至少部分地有助于使阻尼器200旋转所需的扭矩(即有助于阻尼器200的阻尼效果)。另外,如图2C所示,阻尼器200的足够大的旋转导致带242被拉长/变形,使得每个带242直接接触一个或多个其他带242。除了拉长带242所需的力之外,彼此接触的带242还产生摩擦力和压缩力,这也有助于使阻尼器200旋转所需的扭矩并且因此有助于阻尼器200的阻尼效果。
现在参考图3C,拉伸构件240的带242被示出为具有沙漏或地峡形状,然而,在其他实施例中,带可以被配置成具有任何合适的形状。带242被配置成具有下部部分242A(即,带242的与拉伸构件240的内部部分246靠近的部分)。如图3C所展示的,带242的下部部分242A是大致楔形的或大致三角形的。类似地,带242被配置成具有上部部分242C(即,带242与拉伸构件240的外部部分248靠近的部分),该上部部分也可以是大致楔形的或大致三角形的。在其他实施例中,凸出结构222、232和空腔244可以被配置成使得下部部分242A和上部部分242C可以具有任何合适的形状。在下部部分242A与上部部分242C之间,带被配置成具有中心部分242B(其也可以称为带242的腿部242B)。在图2A至图2C和图3A至图3C所示的实施例中,带242的中心部分242B被配置成是大致矩形的,如图3C中可以最清楚看到的。
如图3A和图3C中可以看到的,拉伸构件240的带242具有带厚度BT和带长度BL。带厚度BT是当带处于静止/本位位置时在带242的中心部分242B的中点处测量出的厚度。拉伸构件240的带242可以具有适用于特定应用的任何厚度。在一些实施例中,拉伸构件240的带242可以具有约0.5mm至约20mm、或约1mm至约15mm、或约1.5至约12mm的带厚度BT。在特定实施例中,拉伸构件240的带242可以具有约2.5mm至约4mm或约3mm的带厚度。带长度BL是当带242处于静止/本位位置时从带242的中心部分242B的最上边缘、即中心部分242B的最靠近带242的上部部分242C但仍具有一致带厚度BT(即带的侧向边缘在该点处基本上不是弧形的)的边缘到带242的中心部分242B的仍具有一致的带厚度BT的(即带的侧向边缘在该点处基本上不是弧形的)最底部部分(即带242的中心部分242B的最靠近下部部分242A的边缘)测量出的。拉伸构件240的带242可以具有适用于特定应用的任何带长度BL。在一些实施例中,拉伸构件240的带242可以具有约1mm至约100mm、或约1mm至约50mm、或约2mm至约25mm、或约3mm至约20mm、或约4mm至约15mm的带长度BL。在特定实施例中,拉伸构件240的带242可以具有约3mm至约8mm或约5mm的带长度。
如图2A中可以看到的,拉伸构件240被配置成使得带242相对于芯杆210成角度设置。然而,如图4A和图4B所展示的,拉伸构件的替代性配置可以被配置成使得带242相对于芯杆210如图4A所示不成角度(或与芯杆成0°角)、或如图2A和图4B所示成角度。例如,如图4A所展示的,第一凸出结构222的中心和第二凸出结构232的中心可以沿着从中心开口212的中心C延伸的假想线IL对准。带242的接近角可以改变拉伸构件的性能,从而改变阻尼器的性能。例如,被配置成使得带242以零度角布置的拉伸构件240可能要求通过阻尼器200的顺时针旋转和通过阻尼器200的逆时针旋转以基本相等的扭矩来拉长/伸长其带。
参考图5,示出了用于实施例阻尼器的拉伸构件中的硅酮聚合物的应力-应变曲线。如可以看到的,应力-应变曲线的前50%相对平坦。这样,按照曲线的该部分拉长/伸长拉伸构件需要相对小的力,并且因此在所述拉长期间向实施例阻尼器提供相对小的扭矩/阻尼效果。具有拉伸构件的实施例阻尼器被配置成使得带在阻尼器旋转期间按照应力-应变曲线的该部分的大部分拉长/变形,这可以有益于最初允许旋转运动而对于弹簧/应用的旋转的早期阶段的阻尼较少,然后在弹簧/应用接近其行程终点时提供增强的阻尼效果。
可替代地,实施例阻尼器可以配置有拉伸构件240,该拉伸构件具有相对于芯杆成角度设置的带。例如,拉伸构件240可以具有相对于芯杆210成约0°至约85°或约0°至约75°的角度设置的带242。在图4B所示的实施例中,拉伸构件240具有相对于芯杆成约20度的角度配置的带。这样,图4B示出了预加载的拉伸构件240。预加载的拉伸构件240可以有益于旨在对仅沿一个方向上的旋转运动产生阻尼(即仅逆时针产生阻尼或仅顺时针产生阻尼)的实施例阻尼器中。带的接近角越大,带在旋转过程中受载的速度就越快,这是由于硅酮应力-应变曲线在较高加载位置具有更大的斜率,如图5所示。可替代地,拉伸构件240可以具有弯曲的带242,而不是图2A至图2C、图3A至图3C和图4A至图4B中所示的直线带。弯曲的带在阻尼器的移动的早期部分期间经受低扭矩,因为拉直弯曲的带将提供接近零的扭矩,并且因此阻尼器不会经受显著的扭矩,直到阻尼器旋转得足够远以使带变直。带弯曲和随之而来的零扭矩旋转是“自由行程旋转”或“自由行程特征”的示例,这将在下文进一步描述。
参考图6A至图6C,示出了用于实施例阻尼器中的拉伸构件的附加三维形状。图6A示出了具有三维形状的拉伸构件,该拉伸构件类似于图2A至图2C中所示的实施例阻尼器200。图6B示出了具有三维形状的拉伸构件,该拉伸构件的深度(在轴向方向A上测量)大于图6A中所示的拉伸构件的深度。图6C示出了具有三维形状的拉伸构件,该拉伸构件的深度(在轴向方向A上测量)比图6B中所示的拉伸构件的深度更大。重要的是,当阻尼器旋转时,拉伸构件的深度与使拉伸构件(尤其是拉伸构件的带)变形/加强所需的扭矩总量正相关。这样,随着拉伸构件的深度增加,实施例阻尼器的扭矩总量(例如总阻尼效果)也增加。
参考图7,拉伸构件240的空腔244被配置成具有泪珠形状(例如,两个圆和两条外切线)。然而,在其他实施例中,空腔244可以具有任何合适的形状。例如,空腔244可以具有大致椭圆形或大致矩形的形状。另外,如图7中可以看到的,拉伸构件240的空腔244的空腔长度是当带处于静止/本位位置时从定位在空腔244内的第一凸出结构222的中心点到定位在空腔244内的第二凸出结构232的中心点测量的。该距离也可以称为第一凸出结构222和第二凸出结构232的模制长度。空腔244的模制长度可以为约1mm至约75mm、或约2mm至约60mm、或约3mm至约50mm、或约3mm至约25mm、约5mm至约15mm、或约8mm至约12mm。
现在参考图8A至图8D,示出了阻尼器组件250的实施例,该阻尼器组件包括与图2A至图2C和图3A至图3C的阻尼器类似的阻尼器。图8A示出了阻尼器组件250的完全分解图。阻尼器组件250包括阻尼器200,该阻尼器由具有第一组凸出结构222的第一固体部件220、具有第二组凸出结构232的第二固体部件230构成,第一固体部件220和第二固体部件230被配置成使得第一组凸出结构222的侧面朝向第二固体部件230延伸并且第二组凸出结构232朝向第一固体部件220延伸。如图8A所示,包括阻尼器200的阻尼器组件250还具有定位在第一固体部件220与第二固体部件230之间的拉伸构件240。图8B示出了图8A的阻尼器组件250,其中第一固体部件220被定位在壳体251上。
图8C示出了图8A和图8B的阻尼器组件250,其中拉伸构件240被定位在第一固体部件220上,该第一固体部件本身被定位在壳体251上。拉伸构件240被配置和定位成使得第一组凸出结构222中的每个凸出结构延伸穿过拉伸构件240的空腔244并且由此通过拉伸构件240的至少一个带242与第一组凸出结构222中的每个间隔的一个凸出结构分开。
图8D示出了图8A至图8C的阻尼器组件250,其中第二固体部件230连同拉伸构件240和第一固体部件220一起被定位在壳体251上。第二固体部件230被配置和定位成使得第二组凸出结构232中的每个凸出结构延伸穿过拉伸构件240的空腔244并且由此通过拉伸构件240的至少一个带242与第二组凸出结构232中的每个间隔的一个凸出结构分开。在图8D中所示的实施例阻尼器组件250中,一个第一凸出结构222和一个第二凸出结构232延伸穿过拉伸构件240中的每个空腔244。可替代地,在一些实施例中,一个或多个空腔244可以没有第一凸出结构222和/或第二凸出结构232从其延伸穿过。在组装好之后,阻尼器组件250被紧固关闭。在图8D所示的实施例中,阻尼器组件250通过经由壳体251上的固定开口254和第二固体部件230上的互补固定开口234将第二固体部件230固定到壳体251来紧固关闭。阻尼器组件250可以然后通过安装特征256安装到应用上,例如安装到车辆座椅或车辆闭合件上。
现在参考图9A至图9D,示出了与图8A至图8D的阻尼器类似的阻尼器组件的替代性实施例,然而,图9A至图9D示出的阻尼器200被配置成包括“自由行程”或“空动”特征。首先参考图9A,阻尼器900具有压缩限制器(从图9A中所示的角度不可见,但在图9B中示出为910)。阻尼器900也具有分别布置在压缩限制器的第一端部和第二端部处的第一盘920和第二盘930、以及拉伸构件(从此角度不可见)。阻尼器900的拉伸构件与图8A至图8C中所示的阻尼器100的拉伸构件基本上相同。具体地,阻尼器900的拉伸构件连接到第一盘920和第二盘930。类似于阻尼器200的拉伸构件240,阻尼器900的拉伸构件被配置成使得其可以在阻尼器900绕纵向轴线LA扭曲时缠绕在压缩限制器周围。以此方式,阻尼器900的拉伸构件为阻尼器900提供与拉伸构件240为阻尼器200提供的基本上相同的益处。阻尼器900具有孔916,该孔为六边形。该孔916被配置成接收紧固机构(例如,螺栓),该紧固机构可以用于将阻尼器900安装到应用(比如汽车座椅)上。当该应用作用/移动时,孔916可以被该应用旋转。例如,当汽车座椅铰接地折叠/展开时,孔916可以被汽车座椅旋转。在另一实施例中,孔916可以具有不同的形状。
接下来参考图9B,由仰视图示出了被定位为阻尼器组件940的一部分的阻尼器900。具体地,阻尼器900被定位在帽盖950与基板960之间。阻尼器900、帽盖950、以及基板960共同形成阻尼器组件940。帽盖950具有帽盖开口956,该帽盖开口大致设置在帽盖950的中心,并且第一盘920的一部分和阻尼器900的整个孔916通过该帽盖开口可见和可触及。帽盖开口956在图9B中被示出为圆形。然而,帽盖开口956可以替代性地形成任何合适的形状,包括但不限于椭圆形、方形、矩形、六边形或八边形。帽盖950还具有围绕帽盖950的周缘沿圆周设置的多个帽盖周缘开口(从该角度不可见,参见图9C,用954来表示)。基板960具有基板开口966,该基板开口大致设置在基板260的中心,并且阻尼器900的孔916的至少一部分通过该基板开口可见和可触及。孔916的至少一部分可以同时与帽盖开口956和基板开口966两者关于纵向轴线LA对准,使得物体和/或紧固机构(比如螺栓)可以同时延伸穿过孔916、帽盖开口956、和基板开口966中的每一个。基板960还具有围绕基板960的周缘沿周向设置的多个基板周缘开口964。帽盖周缘开口954可以与基板周缘开口964对准,使得物体(比如螺钉)可以同时延伸穿过每对的帽盖周缘开口954和基板周缘开口964,从而帽盖950可以由此固定到基板960。帽盖950和/或基板960的形状被确定成使得当帽盖950经由多对帽盖周缘开口954和基板周缘开口964固定到基板960时(即,当组件处于组装好的状态时),整个阻尼器900可以被包围在帽盖950与基板960之间。例如,在图9B至图9D所示的实施例中,帽盖950具有空腔958,当阻尼器组件940处于组装好的状态时,整个阻尼器900可以被包围在该空腔中。
另外,阻尼器900具有布置在第二盘930的底表面上的多个固定构件932。固定构件932背离第二盘930的底表面突出。在图9B所示的实施例中,固定构件932是大致T形或十字形。在其他实施例中,固定构件932可以具有任何合适的形状,包括方形、矩形、六边形或八边形。
现在参考图9C,图9B的阻尼器组件940由俯视图示出。值得注意的是,在基板960的顶表面上可见地设置了多个固定开口962。固定开口962具有与固定构件932基本上相同的形状和大小。固定开口962可以延伸穿过基板960的整个厚度,并且由此在基板960中形成多个孔。可替代地,固定开口962可以延伸穿过基板960的仅一部分厚度,并且由此在基板960中形成多个凹口/凹部。固定开口962可以与固定构件932对准,使得固定构件932可以被定位在固定开口962内。
参考图9D,示出了处于组装好的状态下的阻尼器组件940(即,阻尼器900、帽盖950和基板960)。阻尼器900的固定构件932被定位在基板960的固定开口962内,并且阻尼器900的第二盘930由此被基板960固定/保持在固定位置(即,在阻尼器900被扭曲时,防止了第二盘930旋转)。这样,当阻尼器900被应用、比如汽车座椅驱动(即,绕其纵向轴线扭曲)时,第一盘920和/或压缩限制器910的至少一部分可以相对于第二盘930移动。这种运动使拉伸构件伸展并致使拉伸构件接触并缠绕在压缩限制器910周围,这有助于实现阻尼器900的至少一部分阻尼效果。
再次参考图9A和图9C,第一盘920具有槽缝922,并且压缩限制器910具有柱942。如图9A所示,压缩限制器910包括柱942,这些柱被布置成使得它们与第一盘的槽缝922配对并从其穿过。当阻尼器900绕其纵向轴线LA扭曲而使得柱942沿着槽缝922行进时,阻尼器900不被加载,直至其已经扭曲到足以致使柱942碰到槽缝922的相对端(即,柱942最先遇到的物体/阻挡结构是槽缝922的边缘)。被阻尼器900扭曲的这个未加载部分在此被称为“自由行程”。在自由行程期间,未对阻尼器900以及其可以与之组合的任何扭转弹簧的旋转速度产生阻尼。一旦阻尼器900已经充分扭曲而使得柱942碰到槽缝922的端部,则阻尼器900的任何进一步扭曲开始以与上文参见图8A至图8C描述的类似的方式来加载阻尼器900。可以通过改变槽缝922的长度来调整自由行程的长度,其中槽缝长度越长,允许的自由行程量越大。在一些实施例中,阻尼器900可以具有任何对数的柱942和槽缝922。这由阻尼器900例示,该阻尼器在图9A中被示出为具有两对柱942和槽缝922,而阻尼器900在图9C中被示出为具有三对柱942和槽缝922,这两种配置都是阻尼器900的有效配置。还设想到了,阻尼器900可以具有任何对数的柱942和槽缝922,比如1对、或4对、或5对或更多对。有利的是,这使阻尼器900能够在对扭转弹簧的移动产生阻尼效果之前允许扭转弹簧具有一定的运动长度的自由行程。
现在参考图10A至图10F,示出了阻尼器1000的替代性实施例。首先参考图10A和图10B,示出了阻尼器1000的第一固体部件1020。第一固体部件1020被配置为空心圆柱形结构或管。第一固体部件1020具有从其外圆柱壁1024向内(即,在垂直于轴向方向AD的任何径向方向R上朝向第一固体部件1020的径向中心)延伸的多个第一凸出结构1022。
第一固体部件1020由多个第一固体模块化子部件(1022A、102B、102C、1022D、1022E和1022F)形成。每个第一固体模块化子部件1022A-1022F被配置为圆柱形环,其具有与更大的第一固体部件1020基本上相同的形状,除了在轴向方向AD上具有更短的长度。每个第一固体模块化子部件1022A-1022F包含多个第一凸出结构1022。每个第一固体模块化子部件1022A-1022F还包含联系特征1026和接纳特征1028,用于将每个第一固体模块化子部件(比如1022A)联接到另一个第一固体模块化子部件(例如1022B),以形成更大和/或更长的第一固体部件1020。
在图10A至图10F所示的实施例中,每个第一固体模块化子部件1022A-1022F彼此基本上相同。在一些实施例中,每个第一固体模块化子部件1022A-1022F可以以基本上相同的方式(比如使用相同的模具)形成。第一固体模块化子部件1022A-1022F的这种模块化的一个益处是可以形成几乎任何长度的更大的第一固体部件1020,而无需改变用于形成第一固体模块化子部件1022A-1022F的制造工艺。
具体参考图10A,第一固体部件1020被示出为大部分的第一固体模块化子部件(1022C、1022D、1022E和1022F)彼此分开。然而,第一固体模块化子部件1022A和1022B被示出为经由第一固体模块化子部件1022B的联系特征1026和第一固体模块化子部件1022A的接纳特征1028相互连接。而在图10B中,所有第一固体模块化子部件(1022A、1022B、1022C、1022D、1022E、1022F)都被示出为经由它们的联系特征1026和接纳特征1028相互连接。
接下来参考图10C,示出了阻尼器1000的第二固体部件1030。类似于第一固体部件1020,第二固体部件1030包括被配置为空心圆柱形结构或管的本体1031。第二固体部件1030具有从其外圆柱壁1024向外(在任何径向方向R上远离第二固体部件1030的径向中心)延伸的多个第二凸出结构1032。在图10C所示的实施例中,第二组凸出结构1032被配置成使得第二凸出结构1032布置成在轴向方向AD上沿着第二固体部件1030的长度延伸的多排。第二固体部件1030还包括开口1034,该开口沿轴向方向AD纵向延伸通过第二固体部件1030的长度。
现在转到图10D,示出了拉伸构件1040和第二固体部件1030。拉伸构件1040与第二固体部件1030联接。拉伸构件1040具有带1042,这些带在轴向方向AD上沿着第二固体部件1030的长度延伸。每排第二凸出结构1032在右侧由至少一个带1042支撑和/或在左侧由至少一个带1042支撑。在图10C所示的实施例中,每排第二凸出结构1032在右侧由一个带1042支撑并且在左侧由一个带1042支撑。这样,在图10C所示的实施例中,针对第二组凸出结构中的每排凸出结构1032,拉伸构件1040包括两个带1042。
拉伸构件1040还可以包括一个或多个纵向帽盖1046。拉伸构件1040的带1042联系到纵向帽盖1046。在一些实施例中,拉伸构件1040是单个的、一体的整体件,并且因此带1042与纵向帽盖1046是一体的。在替代性实施例中,带1042可附接到纵向帽盖1046。在没有纵向帽盖1046的实施例中,拉伸构件1040可以使用任何合适的附接方法来直接附接到第一固体部件1020和/或第二固体部件1030。图10C所示的实施例拉伸构件1040具有被定位在第二固体部件1030的各个纵向端部上的两个纵向帽盖1046,其中多个带1042在纵向帽盖1046之间延伸。拉伸构件1040被配置为单个的、一体的整体件,包括带1042和设置在带1042的各个端部处的纵向帽盖1046。
拉伸构件1040具有在带1042之间的多个空腔1044。第二固体部件1030和拉伸构件1040被配置成使得这些排的第二凸出结构1032被定位在拉伸构件的一些空腔1044内。在图10D所示的实施例中,并非所有空腔1044都有从其延伸穿过的第二凸出结构1032。然而,在替代性实施例中,每个空腔1044可以都有从其延伸穿过的第二凸出结构1032。
现在参考图10E和图10F,第一固体部件1020、第二固体部件1030和拉伸构件1040都被示出。在图10E中,其上安装有拉伸构件1040的第二固体部件1030被示出为沿纵向定位在第一固体部件1020的后面并与其对齐。在图10F中,其上安装有拉伸构件1040的第二固体部件1030被示出为定位在第一固体部件1020内。如图10F所示,第一固体部件1020的第一凸出结构1022朝向第二固体部件1030径向向内延伸,而第二固体部件1030的第二凸出结构1032朝向第一固体部件1020径向向外延伸。拉伸构件1040被定位在第二固体部件1030与第一固体部件之间。第一固体部件1020和第二固体部件1030被配置和定位成使得第一固体部件1020的第一凸出结构1022延伸到拉伸构件1040的至少一些空腔1044中。第一固体部件1020的第一凸出结构1022可以延伸到拉伸构件1040的至少一些空腔1044中,在这些空腔中没有第二固体部件1030的第二凸出结构1032从中延伸穿过。在图10F所示的实施例中,第一固体部件1020的第一凸出结构1022延伸到拉伸构件1040的没有第二固体部件的第二凸出结构1032从其延伸穿过的所有空腔1044中。然而,在一些实施例中,阻尼器1000可以具有延伸到拉伸构件1040的每个空腔1044中的多个第一凸出结构1022和多个第二凸出结构1032。
转到图11,示出了用于汽车座椅的侧挡板1100。阻尼器1110部署在侧挡板中。阻尼器1110可以用于减慢汽车座椅的移动速度,其中汽车座椅的移动由旋转弹簧驱动。图12A至图12B示出了具有和没有拉伸弹簧阻尼器两种情况下的汽车座椅的移动。图12A展示了本公开内容的阻尼器可以减慢汽车座椅的旋转运动速度,以有益地产生更安全、更平稳、且更具奢华感的移动。图12B展示了没有拉伸弹簧阻尼器情况下的汽车座椅,其中汽车座椅的旋转运动速度快,这可能会产生颠簸移动。
参考图13A至图13F,示出了某些示例阻尼器的“扭矩与旋转角度”的测试数据的描述和图表。在测试示例中,实施例阻尼器的某些参数是变化的,并且使用了如本文所述的不同硅酮聚合物。图13A示出了阻尼器的潜在应用的不同运动的图示,这些运动在针对图13C至图13F执行的测试中重复。例如,图13A展示了汽车座椅从初始位置到折叠位置再回到初始位置。
图13B示出了低模量HCR硅聚合物的示例性“扭矩相对于旋转角度”曲线,用于展示通过使用硅酮聚合物实现的能量耗散(例如阻尼)的理念。图13B中所示的示例性曲线类似于图13C至图13F中所示的低模量HCR硅聚合物的实际计算出的曲线。由于该曲线的应力应变模量部分是弯曲形的(不是笔直的),因此固体硅共聚物通过塑性变形而耗散能量。此耗散的能量用曲线之间的有色区域表示。因此,阻尼器可以被设计为利用该曲线的缓慢斜率(低模量)部分或曲线的陡峭(高模量)部分。结果是每单位的取向量具有不同的弹簧系数。图13B的曲线展示了加载方向上的扭矩与卸载方向上如何不同,这可以在图2A至图2C和图3A至图3C所示的阻尼器中得到佐证。因此,卸载拉伸构件要做的总功(W=FD)小于加载拉伸构件要做的功。来自塑性变形的做功差产生能量损失、或动能衰减。另外,拉伸构件对转子(可以是旋转弹簧)的法向力产生摩擦力,这增大了总阻尼系数。
图13C示出了包含在具有约8毫米模制长度的实施例阻尼器中的低硬度硅酮聚合物的扭矩相对于旋转角度的曲线。部分由于硅酮聚合物的低硬度,当在每三个不同温度(-40℃、23℃和85℃)下测量时,该曲线具有26-30Nm的峰值扭矩。阻尼器在暴露于每个温度的同时以1RPM的速度连续旋转。测量所得扭矩并对其绘制图表。从图表中可以看到的,即使在极端温度之间,性能(即扭矩)之间的偏差也极小。这种温度独立性对于旋转弹簧阻尼领域来说是新事物,并且在阻尼器在工作期间可能暴露于各种温度的许多应用(例如,在汽车座椅、汽车门、汽车舱背门闭合件等)中是有益的。
图13D示出了包含在具有约8毫米模制长度的实施例阻尼器中的中等硬度硅酮聚合物的扭矩相对于旋转角度的曲线。部分由于硅酮聚合物的硬度略有增加,当在每三个不同温度(-40℃、23℃和85℃)下测量时,该曲线具有32-45Nm的更高峰值扭矩。图13C的曲线也示出了聚合物在极端温度下的性能之间的极小偏差,除了图13C示出在行程结束时的偏差略大。不希望受任何特定理论的限制,这可能涉及与较低硬度的硅酮相比,较高硬度的硅酮表现出更多塑性行为和更少弹性行为的趋势。结果是,较高硬度硅酮的性能在高温和较高扭矩下可能会变得有些不符合牛顿学说,因为高温材料通常具有较低的拉伸强度。摩擦系数也可能影响这种现象。
图13E示出了包含在具有约12毫米模制长度的实施例阻尼器中的低硬度硅酮聚合物的扭矩相对于旋转角度的曲线。部分由于硅酮聚合物的中等硬度和更长的12mm模制长度,当在每三个不同温度(-40℃、23℃和85℃)下测量时,该曲线具有10-11Nm的峰值扭矩。阻尼器在暴露于每个温度的同时以1RPM的速度连续旋转。测量所得扭矩并对其绘制图表。从图表中可以看到的,即使在极端温度之间,性能(即扭矩)之间的偏差也极小。不希望受任何特定理论的束缚,更长的模制长度(12mm)和在旋转过程中在树脂上产生的应变百分比可以有助于中等硬度硅酮的这种改进的温度独立性。
图13F示出了包含在具有约12毫米模制长度的实施例阻尼器中的中等硬度硅酮聚合物的扭矩相对于旋转角度的曲线。部分由于硅酮聚合物的低硬度和更长的12mm模制长度,当在每三个不同温度(-40℃、23℃和85℃)下测量时,该曲线具有15-18Nm的峰值扭矩。阻尼器在暴露于每个温度的同时以1RPM的速度连续旋转。测量所得扭矩并对其绘制图表。从图表中可以看到的,即使在极端温度之间,性能(即扭矩)之间的偏差也极小。不希望受任何特定理论的束缚,图13F中绘制图表的测试中使用的低硬度材料具有最高的摩擦系数,这可能与曲线的张紧和松弛侧(例如“X标度间隙”)有关并且可以描述为摩擦阻尼。更长的模制长度(12mm)和在旋转过程中在树脂上产生的应变百分比可以有助于中等硬度硅酮的这种改进的温度独立性。
参考图14,示出了制造实施例阻尼器的潜在方法1400的一个非限制性示例。如图14所示,拉伸构件可以模制到阻尼器的一个或多个其他部件上。同样如图14所示,一个或多个固体部件可以与拉伸构件分开形成,其中拉伸构件被包覆模制到这些部件中的一个或多个上。拉伸构件的硅酮聚合物可以在最初包覆模制或挤出到阻尼器的固体部件上之后交联或以其他方式固化。
仍然参考图14,可以使用不同类型的聚合物来制造图9A至图9D或图10A至图10F中所示的阻尼器组件的不同部件。例如,第一步骤1410可以包括制备不同的聚合物材料并且在被挤出到模具中之前在筒状件中预混合。第二步骤1420可以包括模制阻尼器组件的不同部件。第三步骤1430可以包括组装不同的部件以形成阻尼器组件。第四步骤1440可以包括检查阻尼器组件的期望扭矩。
本领域的技术人员将理解,虽然前面已经结合具体的实施例和实例描述了本发明,但是本发明不一定局限于此,并且很多其他的实施例、示例、用途、对实施例、示例和用途的修改和偏离都旨在由所附权利要求涵盖。本文引用的各个专利和出版物的全部公开内容通过援引并入,如同各个这样的专利或出版物通过援引单独地并入本文。在以下权利要求中阐述了本发明的多种不同的特征和优点。
虽然可以使用比如顶、底、下、中间、侧向、水平、竖直、前等多种不同的空间术语和方向术语来描述本公开内容的实施例,但应当理解,这种术语仅是相对于附图中示出的取向来使用的。这些取向可以颠倒、旋转或以其他方式改变,使得上部是下部,反之亦然,水平变为竖直等。
虽然本文公开的装置可以以许多不同形式实施,但是本文讨论了若干具体实施例,并且应理解的是,在本公开内容中描述的实施例仅被认为是本文描述的原理的范例,并且本公开内容并不局限于所展示的实施例。在整个公开内容中,术语“约”和“大约”是指每个术语前面的数字的正负5%。
前述内容的变型和修改在本公开内容的范围内。应当理解,本文所公开和限定的实施例扩展到文本和/或附图中所提及的或从文本和/或附图中显而易见的两个或更多个单独特征的所有替代性组合。所有这些不同的组合构成了本公开内容的多种不同的替代性实施例。权利要求应被解释为包含现有技术所允许的范围内的替代性实施例。
在以下权利要求中阐述了本公开内容的多种不同的特征。
Claims (20)
1.一种旋转弹簧阻尼器,包括:
芯杆,所述芯杆包括穿其而过的开口;
第一固体部件,所述第一固体部件包括第一组凸出结构;
第二固体部件,所述第二固体部件包括第二组凸出结构;以及
拉伸构件,所述拉伸构件被定位在所述第一固体部件与所述第二固体部件之间,并且
其中,所述拉伸构件包括固体硅聚合物。
2.如权利要求1所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述拉伸构件由固体硅聚合物构成。
3.如权利要求2所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述拉伸构件与所述第一固体部件分开并且不与所述第一固体部件连接,
其中,所述拉伸构件与所述第二固体部件分开并且不与所述第二固体部件连接,并且
其中,所述拉伸构件与所述第一固体部件和所述第二固体部件两者直接且同时接触。
4.如权利要求1所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述拉伸构件包括多个长形带。
5.如权利要求4所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述拉伸构件包括延伸穿其而过的多个空腔。
6.如权利要求5所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述第一固体部件被配置成使得所述第一组凸出结构中的至少一个凸出结构延伸穿过所述拉伸构件的至少一个空腔。
7.如权利要求5所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述第二固体部件被配置成使得所述第二组凸出结构中的至少一个凸出结构延伸穿过所述拉伸构件的至少一个空腔。
8.如权利要求5所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述第一固体部件被配置成使得所述第一组凸出结构中的至少一个凸出结构延伸穿过所述拉伸构件的至少一个空腔,并且
其中,所述第二固体部件被配置成使得所述第二组凸出结构中的至少一个凸出结构延伸穿过所述拉伸构件的与所述第一组凸出结构中的至少一个凸出结构延伸穿过的相同的空腔。
9.如权利要求8所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述第一固体部件被配置成使得所述第一组凸出结构中的每个凸出结构延伸穿过所述拉伸构件的空腔,并且
其中,所述第二固体部件被配置成使得所述第二组凸出结构中的每个凸出结构延伸穿过所述拉伸构件的所述第一组凸出结构中的每个凸出结构延伸穿过的相同的空腔。
10.如权利要求9所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述拉伸构件的每个空腔均具有从中延伸穿过的所述第一组凸出结构中的至少一个凸出结构和所述第二组凸出结构中的至少一个凸出结构。
11.如权利要求1所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述第一固体部件是包括所述第一组凸出结构中的每个凸出结构的单个整体件,并且
并且其中所述第二固体部件是包括所述第二组凸出结构中的每个凸出结构的单个整体件。
12.如权利要求1所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述第一固体部件和所述第二固体部件各自由聚合物材料构成,所述聚合物材料选自:聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE)、氟塑料、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、以及聚甲醛(POM)。
13.如权利要求1所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述旋转弹簧阻尼器的抗扭强度为2,000Ncm至10,000Ncm。
14.如权利要求1所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述固体硅酮聚合物具有根据ASTMD638测量出的约2MPa至约15MPa的屈服强度。
15.如权利要求1所述的旋转弹簧阻尼器,其中,所述固体硅酮聚合物具有根据ASTMD638测量出的约100%至约2000%的断裂伸长率。
16.如权利要求1所述的旋转弹簧阻尼器,进一步包括自由行程特征。
17.一种旋转弹簧阻尼器组件,包括:
帽盖,所述帽盖包括帽盖开口;
基板,所述基板包括基板开口;以及
阻尼器,所述阻尼器布置在所述帽盖与所述基板之间,所述阻尼器包括:
第一盘和第二盘,所述第一盘和所述第二盘分别设置在压缩限制器的第一端部和第二端部;
拉伸构件,所述拉伸构件在所述第一盘与所述第二盘之间延伸,所述拉伸构件围绕纵向轴线缠绕在所述压缩限制器周围;以及
孔,
其中,所述帽盖开口、所述孔和所述基板开口是关于纵向轴线同心的。
18.如权利要求17所述的旋转弹簧阻尼器组件,其中,所述基板包括多个固定开口,并且所述第二盘包括从所述第二盘向外突出的多个固定构件,其中,所述多个固定构件被所述多个固定开口接纳。
19.一种旋转弹簧阻尼器组件,包括:
第一固体部件,所述第一固体部件包括多个固体模块化子部件,所述固体模块化部件包括多个第一凸出结构和中心孔口;
第二固体部件,所述第二固体部件包括本体和从所述本体的外表面向外延伸的多个第二凸出结构;
拉伸构件,所述拉伸构件包括设置在多个带之间的多个空腔;以及
至少一个纵向帽盖,所述至少一个纵向帽盖设置在所述拉伸构件的端部,
其中,所述多个第二凸出结构被所述拉伸构件的所述多个空腔接纳以形成第一子组件,并且
其中,所述第一子组件通过所述第一固体部件的所述中心孔口插入。
20.如权利要求19所述的旋转弹簧阻尼器组件,其中,所述多个空腔接纳所述多个第一凸出结构中的至少一个。
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