CN107076241B - 止挡减震器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种止挡减震器,包含圆环形的支撑元件(2),支撑元件具有第一和第二轴向正面(21和22)以及在其间延伸的侧面(23、24),其中至少在第一正面(21)上安装至少一个由弹性材料制成的减震元件(3),减震元件在轴向方向上由正面(21)伸出。为了给出一种为减振器特性的设计提供更好的可能性的止挡减震器,根据本发明提出,减震元件(3)在支撑元件(2)的圆环形平面区域内至少具有一个轴向贯穿的通孔(5)。
Description
技术领域
本发明涉及一种止挡减震器,包含环形的支撑元件,该支承元件具有第一和第二轴向正面以及在其间延伸的侧面,其中至少在第一正面上安装至少一个由弹性材料制成的减震元件,该减震元件沿轴向由正面伸出。
上述种类的止挡减震器被用于车辆转向中,其中在转向机中轴向移动的元件,通常情况下是齿条,通过轴向球窝节在两个侧面上分别与转向横拉杆连接。转向器的最大可能的转向动作以这种方式限定,即当齿条相对于转向机最大限度地沿轴向移动时,所述轴向球窝节以轴向正面与转向机壳的相应的轴向相应接触面相撞。
背景技术
为了避免峰值力在转向器上造成的非预期的碰撞噪声以及损坏,该峰值力由转向机上可能出现的转向球头的剧烈碰撞产生,已知一种上文所述的机械式止挡减震器作为减震元件安装在彼此相对放置的轴向球窝节的和转向机的止动面之间。
上述种类的止挡减震器在现有技术中例如在公开文献WO 2009/094972 A1中已描述。由此已知的构造形式包含至少为橡胶弹性体的形式的弹性减震元件,该弹性体安装在环形或环形盘式的支承元件上。该支承元件与齿条的纵轴同轴地安装在轴向球窝节的面向转向机壳的正面,从而使弹性体在与转向机壳相对的方向上轴向地延伸。当到达最终位置时所述减震元件撞击在转向机壳的止动面上,并且轴向被压缩。由于减震元件明显软于转向机壳体,峰值力由于弹性和弹性材料的内部摩擦被吸收和抵消。此外,非预期的碰撞噪声将进一步被抑制。
由公开文献WO 2005/123484 A1中同样已知一种带环形的支撑元件的止挡减震器,在该止挡减震器上安装有轴向正面分割形成的弹性体的减震元件。
现有技术中已知的止挡减震器的缺点为,对于特定材料特性,如减震元件的弹性,硬度,复位特性和内部摩擦力,存在对减震特性的设计的局限的可能性。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题提出一种止挡减震器,该止挡减震器提供一个构成更好减震特性的可能性。
为了解决上述问题根据本发明设置为,减震元件在支撑元件的圆环形平面区域内至少具有一个轴向贯穿的通孔。
根据本发明至少一个弹性的,优选橡胶弹性减震元件,优选弹性体元件,设置有至少一个通孔,该通孔设置于支撑元件的圆环形或圆盘形的正面的平面区域内。通孔能够由在弹性体元件上的轴向贯穿开口实现,该开口形成到支撑元件正面的表面的贯穿。通过将弹性体元件轴向地固定在支撑元件的第一正面,此种开口通过其内沿环绕支撑元件轴向正面的开放区域。减震元件的通孔位于根据本发明的支撑元件的圆环形正面平面区域的内部,因此在圆环形的支撑元件的中央开口区域不延伸,该中央开口区域用于将支撑元件安装在转向横拉杆或轴向球窝节上。
本发明的优势在于,弹性体-减震元件的减震特性能够通过对尺寸、形状和必要情况下通孔数量的选择以比现有技术中更低的结构成本和进一步的限制地调节。在轴向碰撞时产生碰撞的减震元件的轴向压缩引起弹性体材料在径向和圆周方向上的挤压,也就是说运动分量向着弹性体元件的开放的边沿面移动。相比于在现有技术中已知的,连续的实心减震元件仅能够将弹性体材料传递到弹性体的外沿,在根据本发明的减震元件上进行轴向挤压时,弹性材料将被由内沿向根据本发明的通孔的开放式开口截面或通孔挤压。也就是说在给定的减震元件外形尺寸时能够通过通孔的大小、形状、布局以及数量对用来转移弹性体材料的边沿面进行进一步地调整,从而实现特定的减震特性。其中主要的是,根据本发明的通孔位于支撑元件的正面的内部,即环形支撑元件的中央贯通开口不处于根据本发明的通孔的内部。以此方式能够由给定的弹性材料最好地制造满足要求的减震元件。该方式特别有利于经济的生产,因为不需要或者至少很少需要加工具有不同材料特性的不同的弹性体材料。
减震元件的另一个根据本发明的优势性设计为,通过唯一的或只通过少量的减震元件就能够从加工技术上特别简单地实现不同的减震特性。
优选地在减震元件的圆周上设置均匀分布的多个通孔。这点能够通过在正面对称地布置开口来实现。由此在结构上和加工技术上简单地实现设置一种单件式的减震元件,该减震元件在支撑元件的正面上延伸并且具有一个或多个根据本发明的通孔或开口。
一种特别优选的本发明的实施形式设置为,减震元件包含至少一个第一子元件,该子元件在第一圆周区域上延伸,并且包含至少一个第二子元件,该子元件在第二圆周区域上延伸并且与支撑元件的中轴同轴地、与第一子元件具有径向距离地设置。以此方式在第一和第二子元件间形成一个圆环形通孔。根据本发明的通孔由第一和第二子元件的互相面对的边沿区域限定,也就是说通孔由至少一个第一和一个第二子减震元件之间的开放区域形成。第一子元件能够例如作为环形的减震元件由弹性体材料制成,该子元件在支撑元件的第一正面的径向外侧放置的同轴的区域上延伸。第一子元件的内沿与支撑环的中轴间隔有第一半径。第二子元件同样能够以环扇形或环形构成,并且能够同轴地也就是同心地安装在由第一子元件包围的区域内的第一正面上。第二子元件的外沿与支撑环的中轴间隔有第二半径,其中第二半径小于前面所述的第一半径,也就是第一子元件的内半径。在第一和第二子元件之间形成根据本发明的通孔,该通孔为具有径向宽度的环扇形或环形并且,该宽度为第一半径和第二半径之间的差。当一个或两个子元件径向压缩时,弹性体材料能够分别向内沿和外沿径向地挤压,这意味着弹性体材料也向圆环形通孔区域转移。
第一和第二子元件优选地在整个圆周区域内延伸,分别形成一个封闭环。然而也能够设想为一种在圆周方向上分段的环扇形样式的子元件。
此外的优势性在于,一个子元件具有在轴向上比另一个子元件更大的尺寸。例如在支撑环的中轴的方向上观察,第一子元件具有比第二子元件更大的厚度,或者相反。其结果是,在止挡减震器受到碰撞时,较厚的子减震元件(子元件)首先接触转向机壳体并且被轴向压缩。其中,弹性体材料被挤压到径向边沿。通过形变实现对碰撞的第一次减震。在此之后才碰撞到相比于第一子元件更薄的第二子元件并且发挥第二子元件的减震效果,该减震效果与第一子元件的减震效果叠加。对第一子元件与第二子元件之间的厚度比例的设置能够实现分段差别的减震特性。
减震元件优选地具有比支撑元件更大的外直径。其中减震元件,优选地设置为由弹性体材料制成的径向向外通过支撑环的环形子元件。由此例如作用在转向机壳体的支撑开口的内壁上的、在径向方向上的止挡减震器的剧烈碰撞,同样能够通过弹性体材料吸收,从而有效抑制干扰噪声。
在优选的本发明实施例中第一子元件和第二子元件通过至少一个连接元件彼此相连,该连接元件在第三圆周区域内延伸,该圆周区域小于第一和第二圆周区域。连接元件优选地设计为细长的连接条,该连接条主要在径向上设置在第二子元件和以径向距离同轴包围的第一子元件之间。优选地设置多个连接元件均匀地,也就是在环形支撑元件圆周上间隔相同角度地分布。以此方式将分别通过两个相邻的连接元件、第一子元件的内侧边沿片段以及第二子元件的外侧边沿片段限定圆环分段形的通孔。在圆周上均匀分布的细长的连接元件基本上符合车轮辐条的设计,其中环形的第一子元件与轮胎相对应并且第二子元件与轮毂相对应。优势在于,一个或多个连接元件将子元件与唯一的相互关联的减震体彼此相连,其在整体上能够在加工技术上良好的与支撑件单件式地相连,例如能够将弹性体以压铸的方法压铸在支撑体上。
连接元件在轴向上优选地具有比第一和第二子元件更小的尺寸。由此一个或多个连接元件在轴向上具有更小的厚度,从而使碰撞时第一和第二子元件首先碰撞到转向机壳体的止动面上并且被轴向压缩。只有当压缩到连接元件的厚度时,连接元件才会同样地被轴向压缩。在实际情况中,连接元件的额外减震效果只有在以下情况下才会介入,由此实现更硬的减震。通过对第一和第二子元件以及连接元件的轴向尺寸的分段式的设计,能够实现止挡减震器的多段式减震特性。
减震元件在轴向正面上呈锥形是有优势的。其中,至少减震元件的一个子元件原则上至少具有呈局部圆锥形侧面成型的正面,正面由支撑元件看在支撑元件的中轴方向上呈漏斗形打开。
在碰撞时首先碰撞到对应面上的是位于轴向上最远的边沿区域,在接下来的过程中位于后面的内部区域将逐渐地轴向形变。由此减震效果在碰撞中能够柔和上升地提高。
优选地减震元件与支撑元件材料配合地相连。例如减震元件能够与支撑元件固定地粘合。特别优选的是将减震元件由合成橡胶制成,例如腈─丁二烯橡胶,该材料在关于减震特性和磨损上具有特别优势性的材料特性,并且减震元件能够在制造中材料结合地将其接触面烧结在支撑元件上。
发明的其他优势性实施例在于,将减震元件与外侧环绕的侧面相连和/或将减震元件与第二正面相连。由此能够使减震元件的弹性体形状结合地包围在支撑元件外沿的两个面上-第一正面和侧面-或三个面上-第一和第二正面以及侧面。与材料配合的连接方式相结合,例如硫化胶合法,能够实现一种即使在最不利的外界压力下也几乎无法打破的减震元件与支撑体之间的连接方式。
附图说明
在下文中,根据附图进一步说明了本发明的优选的实施例,其中:
图1示出了根据本发明的止挡减震器的径向剖面图,
图2示出了根据图1的止挡减震器在中间轴方向上的轴向俯视图,
图3示出了图1的剖面图的细节视图。
具体实施方式
在不同的附图中的相同的部件始终以相同的附图标记进行标注并且因此通常情况下相同的部件只会被标注或提及一次。
根据本发明的止挡减震器1以带有中轴M的圆环或圆盘型的基本形态构成。止挡减震器1包含支架2,该支架以环形盘式构成,带有第一正面21和与之相对的第二正面22以及在两者之间延伸的内侧和外侧侧面23和24。支架2优选地由耐弯曲的,耐用的金属或塑料材料制成。
在支架2的第一正面上安装有减震元件3,该减震元件优选地由弹性体材料,例如合成橡胶以及腈─丁二烯橡胶制成,该材料与支架2的材料相比更软。减震元件3与支架2材料结合地在减震元件的接触面上连接,例如粘贴或烧结。
减震元件3包含第一子元件31和第二子元件32。第一子元件31安装在第一正面21上并以同轴包围支撑体2的形式位于其轴向外侧区域,,其中第一子元件的内沿311与支撑环2的中轴M间隔有第一半径R。第二子元件32同样以环形构成并且同轴地设置在在第一子元件31的内侧、第一正面21上。第二子元件32的外沿321与支撑环2的中轴M间隔有第二半径r,其中第二半径r小于前文所述的第一半径R。
第一子元件31和第二子元件32通过多个径向连接元件4彼此相连,该连接元件设计为细长的连接条并且分别延伸通过整个圆周区域的小部分,其圆周区域因此小于由子元件31,32覆盖的整个圆周区域。在所示例子中总共十二个连接元件4以30°的相同的角距对称地设置在支撑元件的正面21上。
在第一子元件31和第二子元件32之间形成开放区域,该区域为具有径向宽度的环形,该宽度等于半径r,R之间的差(R-r)。该环形区域被连接元件4在圆周方向上分割,从而形成根据本发明的环形分割形态的通孔5。每个单独的通孔5通过相邻的连接元件4的在圆周方向上彼此相对放置的侧沿41和在连接元件4之间倾斜的子元件31的内沿311和子元件32的外沿的片段限定。由此通孔5分别是呈圆环盘的扇形。其中通孔5位于支撑元件2的第一正面21的平面区域,也就是说我们用支撑元件2轴向覆盖通孔5,更准确地说,支撑元件2的第一正面21在通孔5的区域内无遮挡。
通孔5的数量与连接元件4的数量一致。
由支撑元件2的第一正面21延中轴M方向向外看,第一子元件31具有厚度D,该厚度在图3中明显可见。第二子元件32具有厚度d,该厚度d小于厚度D。连接元件4具有厚度v,该厚度v又小于厚度d。因此有:D>d>v。
子元件31在中轴方向上、轴向距离支撑元件2最远的区域中具有圆锥形侧面成型的轴向正面33。因此根据本发明的减震元件2由支撑元件2向外看呈漏斗形扩大。其中子元件31通过其外沿径向突出于支撑元件2。
如图3中明显可见,子元件31不仅与第一正面21,还与外部侧面24和支撑元件2的第二正面22相连,优选地通过粘贴或烧结的方式相连。也就是说支撑元件2在外沿上由减震元件3形式配合地包围。
当转向器到达末端挡块时减震元件1在中轴M的方向上撞击在与第一正面21相对放置的,此处未示出的转向器壳的对应接触面上。首先第一子元件31通过其外沿与对应接触面接触,从而首先锥面区域33在轴向方向上变形。随后第一子元件31作为整体轴向压缩。其中弹性体材料由内沿311被挤入通孔4的区域。如果减震元件2在碰撞时继续沿轴向被压缩,在支撑元件2的正面21的距离d的位置上第二子元件32同样地与对应接触面接触,其中弹性体材料由外沿321被挤入通孔4的区域。由此减震逐层变强。如果碰撞的碰撞能量没有完全通过形变被第一和第二子元件31和32吸收,剩余能量能够通过连接元件4的变形被转化,其中弹性体材料同样能够被挤入通孔5中。
附图标记说明
1 止挡减震器
2 支撑元件
21 第一正面
22 第二正面
23 内侧侧面
24 外侧侧面
3 减震元件
31 第一子元件
311 内沿
32 第二子元件
321 外沿
33 圆锥形正面
4 连接元件
41 侧沿
5 通孔
M 中轴
R 半径
r 半径
D 厚度
d 厚度
v 厚度
Claims (12)
1.一种止挡减震器,包含圆环形的支撑元件(2),该支撑元件具有第一和第二轴向正面(21和22)以及在其间延伸的侧面(23、24),其中至少在所述第一轴向正面(21)上安装至少一个由弹性材料制成的减震元件(3),该减震元件在轴向方向上由所述轴向正面(21)伸出,
其特征在于,
所述减震元件(3)在支撑元件(2)的圆环形平面区域内至少具有一个轴向贯穿的通孔(5);
所述减震元件(3)包含至少一个第一子元件(31),该子元件在第一圆周区域内延伸,
和至少一个第二子元件(32),该子元件在第二圆周区域内延伸并且与所述支撑元件(2)的中轴(M)同轴地、与所述第一子元件(31)具有径向距离地设置。
2.根据权利要求1所述的止挡减震器,其特征在于,设置多个所述通孔(5)均匀地分布在所述减震元件(3)的圆周上。
3.根据权利要求1或2所述的止挡减震器,其特征在于,所述第一和第二子元件(31、32)中至少一个构成为环形。
4.根据权利要求1或2所述的止挡减震器,其特征在于,所述第一子元件(31)在轴向上具有比所述第二子元件(32)更大的尺寸(D)。
5.根据权利要求1或2所述的止挡减震器,其特征在于,所述减震元件(3)具有比所述支撑元件(2)更大的外直径。
6.根据权利要求1或2所述的止挡减震器,其特征在于,所述第一和第二子元件(31和32)通过至少一个连接元件(4)彼此相连,该连接元件在第三圆周区域内延伸,该第三圆周区域小于所述第一和所述第二圆周区域。
7.根据权利要求6所述的止挡减震器,其特征在于,设置多个所述连接元件(4)均匀地分布在所述支撑元件(2)的圆周上。
8.根据权利要求6所述的止挡减震器,其特征在于,所述连接元件(4)在轴向具有比所述第一和所述第二子元件(31、32)更小的尺寸(v)。
9.根据权利要求1所述的止挡减震器,其特征在于,所述减震元件(3)具有至少局部圆锥形构成的轴向正面(33)。
10.根据权利要求1所述的止挡减震器,其特征在于,所述减震元件(3)与所述支撑元件(2)材料配合地相连。
11.根据权利要求1所述的止挡减震器,其特征在于,所述减震元件(3)与外侧环绕的侧面相连。
12.根据权利要求1所述的止挡减震器,其特征在于,所述减震元件(3)与所述第二轴向正面(22)相连。
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