CN108374860B - 具有恒定摩擦系数的旋转阻尼器 - Google Patents

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Abstract

提供一种免受温度影响的旋转阻尼器(100)。壳体(108)和活塞102绕着彼此旋转，在壳体(108)与活塞(102)之间，粘稠液***于环形间隙(118、120)中。当温度降低时，利用粘稠液体的阻尼增大。这种效果通过减小构成制动作用的有效区域来抵消，或者通过增大环形间隙(118、120)的体积来抵消。作为驱动，使用具有高的膨胀系数的材料，该材料驱动活塞(132)。以该方式，旋转阻尼器(100)的阻尼大体上实际不受温度影响。

Description

具有恒定摩擦系数的旋转阻尼器
技术领域
本发明涉及一种旋转阻尼器，其补偿免受温度影响的旋转阻尼，使得即使温度改变阻尼也保持一致。
现有技术
车辆特别是机动汽车的内部变得越来越舒适。为了确保翼板、盖件或扶手的均匀运动，多个翼板和盖件以及折叠式扶手在各个铰链中配备有旋转阻尼器。特别是在高端车辆领域，即使在极端的温度波动下也期望维持该均匀运动。然而，通常地，当今的旋转阻尼器是温度相关的，即，当温度降低时旋转阻尼增加。这一负面方面尤其表现在气候室的车辆测试中。气候室可以冷至使得旋转阻尼器的阻尼变强，以致于不再能够确保缓慢的折叠，例如中央扶手的缓慢折叠，并且因此中央扶手保留在倾斜位置。
因此本发明的目的是定义一种旋转阻尼器，例如用于支承中央扶手，其中该旋转阻尼器免受温度影响。
发明内容
利用独立权利要求的主题实现上述目的。从从属权利要求、下文的说明以及附图得到本发明的有利实施例。
根据本发明的第一方面，提供一种用于补偿旋转阻尼的温度差的免受温度影响的旋转阻尼器。旋转阻尼器具有旋转固定的筒状中空活塞，其具有内侧、外侧以及延伸部，该延伸部在活塞的轴向上远离活塞的头部延伸。
第一壳体利用筒状内部围绕活塞的壁部，使得在第一壳体的第一内侧的一部分与活塞的外侧之间形成环形间隙。此外，在活塞的内侧与第一壳体的第二内侧之间形成第二环形间隙。在第一环形间隙与第二环形间隙之间，在壳体内，在腔体中，在第一环形间隙与第二环形间隙之间具有环形的流体连接部。
活塞的延伸部从第一壳体的开口突出，该开口与第一壳体的U形开口的相对。
第一密封件位于活塞的内侧与第一壳体的第二内侧之间，并且第二密封件位于活塞的外侧与第一壳体的第一内侧之间。
粘稠液体完全填充第一环形间隙、第二环形间隙和腔体。
延伸部突出到第二筒状壳体内，该第二筒状壳体与第一壳体相距固定的距离，并且该延伸部在第二筒状活塞处终止。此处，第二筒状壳体的作为背离延伸部的腔室的第一腔室完全由具有高热膨胀系数的材料填充。在第二筒状活塞的第二腔室中，弹簧在第二筒状活塞的轴向上位于第二筒状活塞与第二筒状壳体的内壁之间。随着温度降低，第二筒状活塞与延伸部一起在第二壳体的方向上被推向第二壳体中。随着温度升高，第二筒状活塞和延伸部一起被推向第一壳体的方向。
另外，旋转阻尼器在第一壳体中具有封闭的储液器。储液器部分由粘稠液体填充并且部分由气体填充。粘稠液体和气体通过隔膜互相分开。而且，储液器中的粘稠液体通过由粘稠液体完全填充的通道与腔体中的粘稠液体流体连接。
本发明的详细描述
在本公开中使用以下术语和表达式：
术语“旋转阻尼器”描述了在具有恒定扭矩的轴上与旋转运动相反的装置。这涉及持续的制动作用，使得在一端具有轴的臂部不会由于重力而简单地掉落，而是缓慢地滑落。
此处的术语“延伸部”描述了活塞的头部的在远离活塞的方向上的细长部。延伸部可以逐渐变细并且通向另一个活塞的另一个头部。
术语“具有高特膨胀系数的材料”描述了体积随着温度升高而膨胀的材料。其中，产生的力可以用于迫使进行平移运动。
这里提出的免受温度影响的旋转阻尼器的概念具有许多优点：
本旋转阻尼器在温度的宽范围内保持其阻尼特征基本恒定。通过改变反相转动的区域，第一壳体和第一活塞的连锁元件通过活塞的平移运动将粘性液体的可变粘度进一步补偿到第一壳体中，或稍微从第一壳体中移出。如果因此旋转阻尼器中的粘稠液体的粘度随着温度降低而降低，则作为形成实际阻尼的体积的粘稠液体的可用体积增加，从而相对阻尼降低。以该方式，补偿了降低的粘度的负面作用。具有高温度相关的膨胀系数的材料与弹簧一起形成了旋转阻尼器中的活塞的必要的平移驱动。
用于监测目的的电子元件以及液压泵可以完全省去。从而，本旋转液压器维修费用低。而且，其紧凑的设计使得其能够集成在现有的铰链中，例如车辆内部的翼板或盖件，特别是包括在中心扶手中。另外，能够以简单且低成本的方式制造旋转阻尼器。
此外，联系附图描述其他有利实施例。
应注意，已经参考本发明的不同主题描述了本发明的实施例。特别地，能够利用装置权利要求描述本发明的一些实施例，并且利用本发明的方法描述本发明的其它实施例。对于本领域技术人员而言，在阅读本申请时将立即清楚除非明确地另外说明，否则除了属于本发明的主题的一个类别的特征的组合，属于本发明的主题的不同类别的特征任何选择的组合也是可行的。
本发明的其他优点和特征从以下对当前优选实施例的示例性描述中显现出来。本申请附图中的各个图应被认为仅是示意性的、示例性的并且不是按比例绘制的。
附图说明
图1示出根据本发明的旋转阻尼器的截面图。
图2示出根据本发明的变型的旋转阻尼器的截面图。
图3示出储液器的详细视图的截面图。
参考符号列表
100 免受温度影响的旋转阻尼器
102 旋转固定的筒状中空活塞
104 延伸部
106 活塞的头部
108 第一壳体
110 第一壳体的筒状内部
112 活塞的壁部
114 壳体的第一内侧
116 壳体的第二内侧
118 第一环状间隙
120 第二环状间隙
122 腔体
124 第一密封件
125 壳体的开口
126 第二密封件
130 第二筒状壳体
132 第二筒状活塞
134 第一侧
136 弹簧
138 封闭储液器
140 储液器
142 粘稠液体
144 气体
146 隔膜
148 通道
202 部分
204 轴部
300 详细视图
302 基部
304 波节
306 接头
具体实施方式
应注意，将不同实施例的与根据本实施例的相应特征或构件相同或者至少功能相同的特征或构件设有相同的参考符号，或者设有仅在其第一数字中与(功能上)相应特征或(功能上)相应部件的参考符号不同的其他参考符号。为了避免不必要的重复，已经参考在先描述的实施例说明的特征或构件稍后将不再详细解释。
还应注意，下文描述的实施例仅代表本发明的可行的设计变型中的有限选择。特别地，能够将各个实施例的特征以合适的方式彼此组合，因此，对于本领域技术人员而言，可以认为在此明确表示的设计变型中，已经明显地公开了多个不同的实施例。
图1示出用于补偿阻尼旋转过程中的温度差的根据本发明的免受温度影响的旋转阻尼器100的截面图。旋转阻尼器100具有旋转固定的筒状中空第一活塞102，其具有内侧、外侧以及延伸部104，该延伸部在活塞102的轴向上远离第一活塞102的头部106延伸。
第一壳体108利用筒状内部110围绕第一活塞102的壁部112，使得在第一壳体108的第一内侧114的一部分与第一活塞102的外侧之间形成第一环形间隙118，并且使得第一活塞102的内侧与第一壳体108的第二内侧116之间形成第二环形间隙120。
在第一环形间隙118与第二环形间隙120之间，在壳体的内部，在筒状内部空间110的腔体122中，在第一环形间隙118与第二环形间隙120之间具有环形的流体连接部122。
活塞102的延伸部104从第一壳体108的开口125突出，该开口125与第一壳体108的U形的开口相对。
在第一活塞102的内侧与第一壳体108的第二内侧116之间的例如O形环形式的第一密封件124防止粘稠液体从第二环形间隙120逃出。
第一活塞102的外侧与第一壳体108的第一内侧114之间的第二密封件126防止粘稠液体从第一环形间隙118逃出。另外，也设计为O形环的第三密封件能够定位在延伸部104与开口125的区域之间。应注意，相互密封的元件可以相对彼此逆向旋转。在这方面，所讨论的密封件是适合旋转的密封件。
粘稠液体完全填充第一环形间隙118、第二环形间隙120和腔体122。
第二筒状壳体130与第一壳体108相隔固定的、预定的距离。这可以例如通过将第一壳体108和第二壳体130安装在共同的基座上实现，或者通过在第一壳体108与第二壳体130之间具有不同类型的刚性连接实现。这例如能够通过共同的刚性外壳实现。
延伸部104到达第二筒状壳体130内，需要时，该延伸部具有减小的直径，并且延伸部终止于第二筒状活塞132处，该第二筒状活塞能够沿着假想的中轴线在第二壳体130中移动。第二筒状活塞132的背离延伸部104的第一腔室134完全被具有高热膨胀系数的材料填充。
在第二筒状活塞132的第二腔室中，弹簧136在第二筒状活塞132的轴向上位于第二筒状活塞132与第二筒状壳体130的内壁或基部之间。
随着温度降低，第二筒状活塞132将延伸部104以及因此将第一活塞102从第一壳体108拉出。随着温度升高，筒状活塞132借助延伸部104将活塞102进一步推入到第一壳体108内。以该方式，增大了旋转阻尼器100对于粘稠液体的有效阻尼体积，使得由于与温度相关的较低粘度而存在的阻尼效应在较高的温度下得到补偿。
另外，旋转阻尼器100在第一壳体108中具有封闭的储液器140，其部分由粘稠液体142填充并且部分由气体144填充。粘稠液体142和气体144由隔膜146互相分开。而且，通过完全填充有粘稠液体142的通道148，粘稠液体142与腔体122流体连接。在另一说明性实施例中，可以省略通道148，并且储液器140直接与腔体122和隔膜146一体化。
根据一个说明性实施例，粘稠液体可以由硅油构成，而具有高热膨胀系数的材料134可由线性膨胀系数为100至200×10-6m/(mK)的聚丙烯(PP)构成。作为替代的材料134，可以考虑以下有机化合物：聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃纤维增强聚丙烯、聚苯乙烯(PS)、聚砜(PSO)和硬质聚氨酯(PU/PUR)。然而，除了具有高分子量的硬质聚氨酯(PU/PUR)之外，这些替代材料134具有相当低的热膨胀系数。在替代的说明性实施例中，可以省去材料134。这些功能可以由双金属弹簧136承担，该双金属弹簧136根据当前温度膨胀或收缩。
图2示出根据本发明的变型的旋转阻尼器100的截面图。在旋转阻尼器100中，活塞102的壁部112在活塞102的头部106的方向上锥形地变厚。根据活塞壁部的锥角，壳体108的第二内侧116沿着与内部呈锥状的锥形活塞102相对应的部分302也成锥形状。以该方式，如果延伸部104以及因此的第一活塞102被拉向第二壳体130的方向，则位于锥形部之间的第二环形间隙120的体积更快地变大。以该方式，能够实现旋转阻尼器100的低温灵敏度。反向旋转的部分之间以及因此的在环形间隙118、120中的较大体积的硅油的意味着较低的阻尼值(在相同的温度下)。
图3示出储液器140的详细视图300的截面图。储液器140的基部302能够通过例如螺栓连接、粘合等连接到壳体108的其余部分。在接头306处，能够将隔膜146压接在适当位置。隔膜146可以额外地具有波节状结构304，使得硅油能够更容易地通过通道148从腔室142到达腔体110中。另外，开口(未示出)可以位于基部302中，当隔膜146移动时，环境空气能够通过该开口续流到腔室144中或者从腔室144中流出
在图1和图2中，可以看到，根据有利的实施例，活塞102、延伸部104、壳体108和基部302具有共同的理论中轴线。
参考图2，还可以看到根据有利的说明性实施例的旋转阻尼器100在壳体108处准备在该壳体108的轴向上收纳轴部204，使得轴部与壳体108一起能够关于活塞102或者在活塞102中旋转。例如车辆的中央扶手可以紧固至固定连接到壳体108的轴部204。

Claims (10)

1.一种免受温度影响的旋转阻尼器(100)，该旋转阻尼器(100)用于补偿旋转阻尼的温度差，所述旋转阻尼器(100)具有：
旋转固定的筒状中空的第一活塞(102)，该第一活塞具有外侧、内侧以及延伸部(104)，所述延伸部在所述第一活塞(102)的轴向上远离所述第一活塞(102)的头部(106)延伸；
第一壳体(108)，该第一壳体具有围绕所述第一活塞(102)的壁部(112)的筒状内部(110)，使得在所述第一壳体(108)的第一内侧(114)的一部分与所述第一活塞(102)的外侧之间形成第一环形间隙(118)，并且在所述第一活塞(102)的内侧与所述第一壳体(108)的第二内侧(116)之间形成第二环形间隙(120)，
其中，所述第一活塞(102)的所述延伸部(104)从所述第一壳体(108)的与U形开口相对的开口伸出；
第一密封件(124)，该第一密封件在所述第一活塞(102)的所述内侧与所述第一壳体(108)的所述第二内侧(116)之间；
第二密封件(126)，该第二密封件在所述第一活塞(102)的所述外侧与所述第一壳体(108)的所述第一内侧(114)之间；
粘稠液体(142)，该粘稠液体完全填充所述第一环形间隙(118)、所述第二环形间隙(120)以及在所述第一环形间隙(118)与所述第二环形间隙(120)之间的腔体(122)；
第二筒状壳体(130)，该第二筒状壳体与所述第一壳体(108)相距固定的距离，其中，所述延伸部(104)进入到所述第二筒状壳体(130)内并且在第二筒状活塞(132)处终止，其中，所述第二筒状活塞(132)的背离所述延伸部(104)的第一侧(134)完全由体积随着温度升高而膨胀的材料填充，并且其中，在所述第二筒状活塞(132)的第二侧中，弹簧(136)在所述第二筒状活塞(132)的轴向上位于所述第二筒状活塞(132)与所述第二筒状壳体(130)的内壁之间，
所述第二筒状活塞(132)随着温度降低而将所述延伸部(104)从所述第一壳体(108)拉出，并且所述第二筒状活塞(132)随着温度升高而将所述延伸部(104)推入到所述第一壳体(108)内。
2.根据权利要求1所述的旋转阻尼器(100)，
其中，所述旋转阻尼器在所述第一壳体(108)中还具有封闭的储液器(140)，其中，所述储液器(140)部分由所述粘稠液体(142)填充并且部分由气体(144)填充，其中，所述粘稠液体(142)和所述气体(144)通过隔膜(146)互相分开，并且其中，所述粘稠液体(142)通过完全由所述粘稠液体(142)填充的通道(148)与所述腔体(122 )流体连接。
3.根据权利要求1所述的旋转阻尼器(100)，所述粘稠液体(142)是硅油。
4.根据权利要求2所述的旋转阻尼器(100)，所述粘稠液体(142)是硅油。
5.根据权利要求2所述的旋转阻尼器(100)，
其中，所述腔体(122)由两个环形的半壳形成，所述环形的半壳的第一半壳(302)由所述第一壳体(108)的一端形成，并且第二半壳由U形环(304)形成，其中，所述隔膜(146)固定在所述第一壳体(108)与所述U形环(304)之间的接头处。
6.根据权利要求1所述的旋转阻尼器(100)，在所述延伸部(104)与所述第一壳体(108)的所述开口(125 )之间具有第三密封件。
7.根据权利要求5所述的旋转阻尼器(100)，所述第一活塞(102)、所述延伸部(104)、所述第一壳体(108)和所述U形环(304)具有共同的理论中轴线。
8.根据权利要求1所述的旋转阻尼器(100)，所述第一壳体(108) 和所述第二筒状壳体(130)通过其各自的外侧互相固定地连接。
9.根据前述权利要求之一所述的旋转阻尼器(100)，所述第一壳体(108)被制备为在所述第一壳体(108)的轴向上收纳轴部(204)，使得所述轴部与所述第一壳体(108)一起能够关于所述第一活塞(102)旋转，或者在所述第一活塞(102)中旋转。
10.根据权利要求1至8的任意一项所述的旋转阻尼器(100)，所述体积随着温度升高而膨胀的材料从由聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃纤维增强聚丙烯、聚苯乙烯(PS)、聚砜(PSO)和硬质聚氨酯组成的组群中选择。
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