CN1420970A

CN1420970A - 液压弹性接头

Info

Publication number: CN1420970A
Application number: CN01807379.4A
Authority: CN
Inventors: E·德丰特奈
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: ATE319948T1; DE60117773T2; WO2001075328A1; EP1272775A1; EP1272775B1; CN1205422C; US20030086750A1; AU2001254705A1; DE60117773D1; JP2003529730A

Abstract

液压弹性接头(1)包括在不同的负载方向上液压功能不同的平行的液压回路(5，5’，6，6’)。液压回路的数目和形状随着负载和接头性能的不同而不同。

Description

液压弹性接头

本发明涉及一般称为“液压弹性接头”的含有液体的弹性铰链，还涉及获得这种接头的方法。

这种接头又称为联轴节，套管接头或套筒，具体用在汽车悬挂系统中或将驱动机件与车体连接。

这种液压弹性接头一般有二个作用，它一般由基本上与一个外部芯子同轴的内部芯子构成，这二个芯子由至少一个具有双转子的可变形的零件互相连接。一方面，这种接头允许所连接的刚性零件之间有一定的自由度；另一方面，它们又可滤去一大部分的道路或发动机传递给车身的振动或冲击。为了改善阻尼性能，随着加在该接头上的变形的作用，液体通过工作腔之间的通道循环。所述液体的惯性产生反作用力，反作用力的特征随着所加负载的频率作用而变化。一般，反作用力的效果是用负载和反作用力的合力之间的相位偏移角度来测量的。另一个特性参数为接头的动态刚度变小时的频率。通过选择工作腔、通道和可变形基件的特性，可使液压弹性接头的响应适应给足的负载(频率、振幅、方向)。这与通常的不含液体的接头比较，可使阻尼性能明显改善。

然而，液压弹性接头一般受到几个方向的不同负荷的作用，因此希望有不同的响应(和根据负载方向的不同特性)。设计液压弹性接头的难点是使这些特定的特性彼此独立地存在。经常会有这种情况，在一个方向上一个具体设计的优点，当改变原先与不同方向的性能有关的参数时会丧失。从这里可看出，在不同方向上的非常不同的性质不一定是独立的。

同样，液压弹性接头经常受到在每一个方向上频率和振幅都随时间变化的负载作用，因此希望该接头的响应能适应最宽的负载范围。即，希望在该范围内能有几个工作点，不致于为了改善在另一个点上的性能而损害任何一个点上的性能。

因此，本发明的一个目的是要提供一种液压弹性接头，它根据负载方向和形式的不同，具有不同的性能，但同时这些不同的性能的相互依赖性受到限制。

本发明的这个目的是利用一个液压弹性接头达到的，该接头包括基本上同轴的内芯子和外芯子，所述芯子固定在弹性体的套筒上，沿着该套筒的轴线包括基本上平行的液压回路。

通过对结合附图进行的说明，可以更好地帮助理解本发明的各种原理和优选实施例。

图1为根据本发明的液压弹性接头的径向截面图；

图2为沿着根据本发明的液压弹性接头的轴线的截面图；

图3为根据本发明的液压弹性接头的径向截面图；

图4为沿着根据本发明的液压弹性接头的轴线的截面图；

图5为根据本发明的液压弹性接头的基本结构基体的透视图；

图6为沿着根据本发明的液压弹性接头的轴线的截面图；

图1为根据本发明的液压弹性接头(1)的径向截面图。内部芯子(3)和外部芯子(2)由弹性套筒(4)连接。因此，一个芯子可以相对于另一个芯子在径向和轴向运动。

图2为在A-A方向看的。沿图1中的液压接头(1)的折线ZOX的截面图。在这个例子中，液压弹性接头包括四个基本上互相平行，即并列的、沿着轴线OY分布的主要的独立液压回路(5，5’，6，6’)。“液压回路”是指包括至少二个腔和连接这些腔的至少一个通道的回路。这个示意图表示不同回路的横截面内变化。仅这个图可看出，在该接头两端的回路(5，5’)在OXY平面(图1中的水平面)内的横截面减少。这种横截面的缩小直接影响接头沿着OE轴线(图1中的垂直径向轴线)的振动性质。在这种情况下，位于接头中心的回路(6，6’)在OYE平面(图1中的垂直轴向平面)内横截面减少。这个横截面的减少直接影响接头沿着OX轴线(图1中的水平径向轴线)的振动性能。这样，本发明的液压弹性接头综合了沿着不同的负载轴线的不同性能，但这些性能是较独立的。

这里所示的液压回路形状完全是示意性的，轴线可以任意选择，以说明本发明的原理。特别是，弹性套筒(4)的环的突出部分可以为任何液压工作适合的和可以传递机械力(径向压缩、轴向扭转。锥形扭转等)的形状。本领域技术熟练人员知道、如何根据所希望的沿着给定方向和对于给足负载的响应的变化，设计各个腔和连接各腔的通道。所需要的回路数目可以变化的，并取决于负载的复杂性。

例如，如图2所示的本发明的接头，沿着OX的动态刚度，在大约为250Hz时最小(例如，可以限制轮胎振动传给车体)；另外，在大约为100Hz时，沿着OE方向的动态刚度也最小(例如，可以限制由悬挂系统组件产生的振动传给车体)。

根据本发明的液压弹性接头的另一个有兴趣的应用例子是使液压回路在基本上相同的方向上，具有不同的最小动态刚度，这样，通过将每一回路的不同响应叠加，可以得出接头的总响应，使得在大频率范围内，刚度基本上为最小。先前技术的接头不可能有这个结果。

根据本发明的接头可以综合大量的回路，和将上述的应用模式集成起来。这样，根据所希望的响应，每一个与相同的负载模式相适应的方向可以设置一个、二个或几个相同或不同的液压回路。

为了在圆形变形过程中影响液压工作(例如，芯子围绕轴线OX相对转动)，应该沿着外部芯子(2)，或通过穿过弹性套筒(4)的环形突出部分的导管，使通道将相邻回路连接起来。这样的连通便于用液体充满接头。

这里，液压回路表示为一个环，即它们围绕接头的轴线形成一个圆环，但不是仅限于这个形状。实际上，如果圆环中断，液压工作的原理也同样适用。另外，每个回路可以围绕接头的轴线绕少于一个圈或多于一圈。因此，液压流体通道可具有所希望的尺寸。在这种情况下，由于空间的限制或为了便于生产，所述回路可以稍微相对于接头轴线倾斜。

图3-6表示根据本发明的液压弹性接头(11，21)的优选实施例。为了清楚起见，图中没表示表示横截面的变化。这种结构在某些应用场合可用液压满意地工作，但显然，利用优选的制造方法也可使其截面变化。

图3和图4为与图1和图2相同的视图。弹性套筒(14)可以利用一个或多个工序，由一种材料或对于每个环形突出部分用不同的材料，模制或挤压在内部芯子(13)上。刚性园环(19，19’)，(另与图1和图2比较)，可用已知方法粘接在环形突出部分上。刚性园环(19，19’)可利用永久性的径向压缩密封在外部芯子(12)上(用已知的方法)。优选地是，密封(18)可保证液压回路不泄漏。这种密封可以在模制弹性套筒(14)的过程中形成。如图所示，弹性套筒(14)组件，内部芯子(13)和相应的刚性园环(19，19’)可以装配很长，或是连接的(无限长)，并切断成接头甩需要的长度，再用顶锻方法，将外部芯子(12)放入。液压回路(15)，可以通过在一个或另一个芯子上作出的孔吸入液体而充满；或在安装外部芯子的过程中，浸入液体中而充满。虽然，接头末端不泄漏是很重要的，但回路之间不泄漏并不很重要。因此，在另一种形式中，可省去这里所示的三个中心刚性园环(19’)。

图5和图6表示另一种制造方法。图5为基本零件(20)的透视图。图6为液压弹性接头(21)的轴向截面的一半视图，该接头由轴向邻近另一个零件的基本零件(20)构成，并且在基本零件之间形成独立的液压回路(25)。基本零件(20)具有内部副芯子(26)和外部副芯子(29)，它们用弹性套筒24连接。外部密封连接(28)和内部密封连接(27)固定在相应的副芯子上。基本零件(20)是由内部芯子(23)和外部芯子(22)装配形成的。如先前所述，连接可用模锻，压配合，粘接，磁化作用粘接或任何已知的方法进行。套筒(24)的轮廓在二个相邻或隔开的零件(20)之间形成液压回路(25)。很易理解，实现本发明的这个方法的优点是，可将数量变化不同的基本零件按自由选择的方向和间隔装配起来。

自然，可以使用各种不同轮廓、厚度、性质、刚度或高度的套筒(24)。因此，在设计阶段和小批量制造时，利用这种模件式结构很易达到优化结构的目的。在接头可以作为扭转弹簧的情况下(见先前)，这种配装的更大自由度，在适应扭转刚性的同时，对于在调试阶段，确定汽车的所有振动参数特别有用。

另一种方案是，如图1所示，每一个基本零件(20)可以在其套筒(24)的体积内，包括一个或多个液压回路。本发明的接头由多个基本零件构成，每一个基本零件有其自己的液压弹性功能，而当装配起来时，作为一个整体具有所希望的性能。这个结构可与以前所述的，每一个基本零件的液压回路和相邻的基本零件之间形成的空腔之间液压连通或不连通的结构综合起来。

优选的是，除了在开始所述的连接和阻尼作用之外，根据本发明的接头，还可在例如WO97/47486文件所述的轮臂悬挂系统中，作为扭转弹簧使用。因此，希望液压弹性接头在同一时刻，其围绕其轴线的扭转刚度非常高，轴向移动的刚能较高和径向移动的静刚度和动刚度非常低。这点可用附图所述的结构达到，在该结构中，受扭转的截面与整块式零件比较，只是略有减少，但由于在弹性套筒中有液压空腔，径向刚度降低很多。这些空腔可防止橡胶浸透饱和。

根据本发明的液压弹性接头的横截面不是仅限于图中所示的园形轮廓。虽然这种形状最普通，但是其他轮廓的接头也可起到本发明原理相同的作用。

Claims

1、一种液压弹性接头(1，11，21)，包括一个内部芯子(3，13，23)和一个基本上同轴的外部芯子(2，12，22)，所述的芯子固定在一个弹性套筒(4，14，24)上，所述弹性套筒具有沿着其轴线(OY)的基本上平行的液压回路(5，5’，6，6’，25)。

2、如权利要求1所述的液压弹性接头，其特征为，这可作为受到围绕其轴线(OY)的扭转负荷作用的悬挂弹簧。

3、如上述权利要求中任何一项所述的液压弹性接头，其特征在于，它由在内部芯子(23)和外部芯子(22)之间的，彼此轴向邻近的基本零件(20)构成，每一个基本零件包括固定在弹性套筒(24)上的一个外部副芯子(29)和内部副芯子(26)，在所述的基本零件(20)之间形成所述液压回路(25)。

4、如上述权利要求中任何一项所述的液压弹性接头，其特征在于，液压回路的形状应使在不同的负载方向上，动态刚度最小。

5、如权利要求1-3中任何一项所述的液压弹性接头，其特征在于，液压回路的形状应使沿着基本上共同的负载方向，不同的动态刚度最小。