CN110050140A - 芯、包括该芯的支承以及该支承的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于校准弹性支承或液压阻尼支承(40)的弹性主体(20)的芯(10)，其具有第一芯部(11)和第二芯部(12)，其中所述第二芯部可扩张以将预应力引入所述弹性主体(20)中并且具有容纳开口(13)，所述第一芯部(11)可***所述容纳开口(13)中，并且所述第二芯部(12)具有完整闭合的轮廓。本发明还涉及包括芯(10)的弹性支承或液压阻尼支承(40)以及制造弹性支承(30)或液压阻尼支承的方法。

Description

芯、包括该芯的支承以及该支承的制造方法
技术领域
本发明涉及用于校准弹性支承的或液压阻尼支承的弹性主体的芯。本发明还涉及包括这种芯的弹性支承或液压阻尼支承以及该弹性支承或液压阻尼支承的制造方法。
背景技术
对弹性支承中的橡胶进行校准众所周知地是为了减小或完全消除在弹性件中由加工引起的拉伸应力。拉伸应力的产生与负荷相关，但也因为热膨胀系数而与制造相关，比如由硫化后的冷却造成。通常，通过减小外套管尺寸来完成校准。但在一些情况下人们也会扩大芯的孔，以便由此增大芯的外直径。这个过程被称作扩孔。
芯壁越厚，扩孔越难。同样，芯的不均匀壁厚(比如在矩形芯情况下)还使得通过扩孔来有目的地调整校准率变得困难许多。几乎难以通过扩孔实现仅在一个方向对芯直径进行有目的的校准。
另外，从外侧校准液压支承会损坏密封件或填充孔，或者***件如通道或止挡件会因校准过程而滑移或扭曲。如果没有填充孔用安装空间，则在液压支承情况下的外部校准是尤其关键的。因为校准在将外套管安装在支撑体之前进行以致因局部夹断而造成密封件损坏的风险很高，故分段的校准规钳直接作用于密封。而如果支承仅在外套管安装后被校准，则校准规钳夹住外套管，这防止密封件夹断，但在这种情况下校准的是已填充好的支承，这导致内压增大且通常对于部件使用寿命是不利的。因此，没有上述缺点地只能通过安装的外套管从外侧校准液压支承，只要支承尚未被填充。在这种情况下，填充过程必须只在安装支承被校准后才通过填充孔进行，从而校准过程不会影响到支承内压。
DE102006055128B4公开了一种用于弹性支承的芯，其被压入芯导向件之间。此时所出现的力将弹性体弹簧偏压预紧。
DE2406131A公开了一种内套管，其被压入弹性***件内。该套管可具有圆形、矩形或椭圆形的横截面。
发明内容
本发明基于如下任务，提供一种芯、一种具有改善的校准可能性的弹性支承或液压阻尼支承以及一种制造弹性支承或液压阻尼支承的方法。
该任务通过具有权利要求1的特征的芯、具有权利要求8的特征的弹性支承或液压阻尼支承或具有权利要求10的特征的方法来完成。
有利的实施方式是各自从属权利要求的主题。
根据一方面，一种用于校准弹性支承的或液压阻尼支承的弹性主体的芯具有第一芯部和第二芯部，该第二芯部可扩张以将预应力引入该弹性主体中并具有可供第一芯部***的容纳开口，其中第二芯部具有完整闭合的轮廓。
通过将第一芯部***第二芯部中，第二芯部被扩张并且将预应力引入弹性主体中。另外，第二芯部可在第一芯部***前被部分或完全扩张至最终尺寸。接着将具有相应较低阻力的第一芯部***第二芯部中。
因此，因为第一芯部扩张第二芯部，故弹性主体无需通过芯扩孔被校准。由此，由第一和第二芯部组合而成的芯可具有厚壁或者就像在芯为矩形的情况下那样具有不均匀的壁厚。
通过该芯，弹性支承和液压阻尼支承均可从内侧被校准。由此在支承内不会出现由校准引起的压力增大，同时防止校准损伤密封件。另外，借助内部校准，厚芯或具有非均匀形状的芯(如矩形或椭圆形横截面)也可用于校准。
第二芯部的完整闭合轮廓使得它不具有可供液体流出的间隙。因此，该芯也可被用于校准也可被称作液压支承的液压阻尼支承。所述完整闭合轮廓使得由校准引起的应变可在校准方向上均匀分布在第二芯部的周围。在液压支承中的靠近芯的流体腔因此将不会冒着在芯上由校准过程引起的扩张而造成破裂和进而出现泄漏的危险。而如果第二芯部不是完整闭合的轮廓，则整个拉伸发生在这个间隙或这些间隙中。在流体腔在间隙区域处邻近该芯的液压阻尼轴承中，跨越该间隙的橡胶仅在该区域中通过所述校准被局部显著拉伸，弹性体在此破裂且存在泄漏的风险远高于第二芯部具有完整闭合轮廓之时。
第二芯部的完整闭合轮廓可以让人们在安装前校准液压支承而无需将笼架的环形支撑结构压迫缩小。环形结构设置有密封件，其可能在外部校准过程中受损。
有利地，第一芯部相对于第二芯部在横向于芯的纵向延伸的x方向上以及在横向于芯的纵向L和x方向延伸的y方向上具有过大尺寸。所述x方向和y方向是限定出一个与芯的横截平面平行的平面的方向。z方向垂直于该横截平面且平行于芯的纵向延伸。
所述过大尺寸使得第一芯部在***第二芯部时扩张第二芯部，从而将预应力引入弹性主体中。第二芯部的壁此时被拉伸。由此在壁中产生拉伸应力。尤其在薄壁的第二芯部情况下，其外周侧表面的应变尤其精确地对应于由校准造成的容纳开口扩张。因此可实现大幅度扩张，其仅受到第二芯部材料的均匀伸展的限制。
第一芯部相对于第二芯部可仅在x方向或仅在y方向或在两个方向上都具有过大尺寸。由此，该支承的第二芯部的有目的的扩张仅在一个方向实现，这可通过第一芯部相对于第二芯部的对应尺寸设定来设计。
有利地，第一芯部的和/或第二芯部的横截面可具有椭圆形或矩形的轮廓。该轮廓允许更加精确地控制芯的校准方向。
有利地，第一芯部被设计为具有安装开口的实心体。第一芯部由此可照顾到所需的稳定性并可设有旋入面。由此赋予芯所需要的稳定性。
有利地，第二芯部被设计成可塑性变形的芯壳。因为设计成芯壳，故第二芯部具有小的壁厚。因为在这种情况下该容纳开口与第二芯部的外周缘具有类似的数量级，故可实现大幅度的扩张。这仅受到第二芯部材料的均匀伸展的限制。
有利地，第一芯部在其外表面具有凹口以方便接合和释放角部载荷。该凹口优选沿芯的纵向延伸。当第二芯部通过第一芯部扩张时，在角部避免了大的应力。
有利地，第一芯部和第二芯部由金属或塑料制成。这些材料在密度、强度和变形性方面具有尤其良好的性能。
根据第二方面，提出一种弹性支承或液压阻尼支承，其包括芯、形成间隙地围绕该芯的外套管和***件间隙内的弹性主体，该弹性主体将所述芯与外套管彼此连接。
在液压支承情况下，外套管例如可设计为笼架或笼架状结构和/或被外套筒包围。外套管例如可通过至少部分由一个或多个腹板连接的环形结构形成。
弹性支承和液压阻尼支承均可从内侧被校准。校准也可在缺乏填充孔所需空间的液压支承中完成，因为其可在加载过程之前完成并且没有在校准过程中损坏密封件的风险。
第二芯部的完整闭合轮廓使得第二芯部没有可供液体流出的间隙。另外，这种支承也扩张未填充有橡胶的间隙，在该间隙中因为由校准引起的所有应变集中而会在弹性体中快速出现裂纹。因此，该芯也可被用于校准液压阻尼支承的弹性主体。
第二芯部的完整闭合轮廓可以让人在安装前校准液压支承而无需将笼架的环形支撑结构压迫缩小。环形结构设置有密封件，其可能在外部校准过程中受到损坏。
虽然从原理上讲对于液压支承而言可想到在外套管组装后进行校准，但这带来密封件承受高载荷。这在液压阻尼支承中省掉了。另外可以避免在填充的液压支承中实施校准，其中液压支承的内压增大。该压力增大通常通过隔膜鼓起得到补偿。因此也可以避免因内压较高而牵扯到较高静载荷的隔膜使用寿命及液压轴承使用寿命受到不利影响。虽然这个缺点可通过填充孔来避免，但为此需要足够大的空间。
在支承中，第二芯部被扩张并在弹性主体中引入预应力。由此，与制造相关的拉伸应力在弹性主体中得到补偿。
有利地，弹性主体以材料接合方式联接至第二芯部。该材料接合联接例如通过在支承组装前将弹性主体硫化到第二芯部上来产生。这确保了弹性主体尤其稳固联接至芯。
根据另一方面，提出一种制造弹性支承或液压阻尼支承的方法，包括以下方法步骤：首先，提供外套管(在液压支承例子中例如为笼架)和具有第一芯部和第二芯部的芯，其中所述第二芯部可扩张以将预应力引入弹性主体中并且具有可供所述第一芯部***的容纳开口，其中所述第二芯部具有完整闭合的轮廓。接着，将弹性主体***所述外套管和第二芯部之间。最后，将所述第一芯部***所述第二芯部的容纳开口中。
在该方法中，弹性主体因此首先被置入外套管和第二芯部之间。例如弹性主体可被硫化至外套管和第二芯部。接着将第一芯部***第二芯部的容纳开口中。由此，第二芯部被扩张并将预应力引入弹性主体中。
有利地，在将第一芯部***第二芯部的容纳开口以将预应力引入弹性主体之前，第二芯部可已经被部分或者几乎全部扩张和/或变形至其校准后的最终尺寸。同样在此情况下，所引入的预应力补偿了在弹性主体中由制造引起的拉伸应力。在扩张和/或变形之后或之中，第一芯部***第二芯部的容纳开口中。先前的扩张和/或变形由此还可允许第一芯部更容易***。
在将第一芯部***第二芯部的容纳开口以将预应力引入弹性主体中时，第一芯部被有利地压入第二芯部的容纳开口中以扩张和/或变形第二芯部。
这在第一芯部沿x方向和/或沿y方向比第二芯部具有过大尺寸时是可行的。接着，第一芯部在压入后扩张和/或变形第二芯部，从而在弹性主体中引入预应力。由此，在弹性主体中由制造引起的拉伸应力得到补偿，或者有目的地调节出对弹性主体使用寿命有利的其它状态。例如弹性主体中的应变状态可通过校准来调节，这导致在弹性体关键区域中部件承受动态载荷时主要存在对使用寿命特别有利的、仅增强的压缩应力。
在将弹性主体置入外套管和第二芯部之间的过程中，弹性主体有利地材料接合联接至外套管和/或第二芯部。该材料接合联接尤其有利地借助硫化实现并确保弹性主体与外套管和/或第二芯部的尤其稳固连接。
附图说明
以下，借助如图示意所示的实施例来更详细描述芯、弹性支承、液压阻尼支承以及方法和其它优势和特征，在此示出：
图1示出根据第一实施例的芯的竖截面；
图2示出根据第二实施例的芯的竖截面；
图3示出根据第三实施例的芯的竖截面；
图4示出根据第四实施例的第一芯部的竖截面；
图5示出在将第一芯部***第二芯部前的根据第五实施例的弹性支承的横截面；
图6示出在将第一芯部***第二芯部后的图5的弹性支承的横截面；
图7示出根据第六实施例的液压阻尼支承的立体图；和
图8示出图7的液压阻尼支承的立体图，其中第一芯部***第二芯部的容纳开口中。
具体实施方式
在图1、图2和图3中分别示出了用于校准如图5和图6所示的弹性支承30的或如图7和图8所示的液压阻尼支承40的弹性主体20的芯10。
芯10包括第一芯部11和第二芯部12。第二芯部12总是具有完整闭合的轮廓、可扩张并具有容纳开口13，第一芯部11可***该容纳开口中。在图1、图2和图3中，第一芯部11和第二芯部12总是一次被单独示出，一次在第一芯部11被容置到第二芯部12的容纳开口13中以致第一芯部11和第二芯部12形成芯10的状态下被示出。
第一芯部11可被设计成为具有安装开口14的实心体。第一芯部11因此可以照顾到所需稳定性并可具有旋紧面。由此，使芯部10具备所需的稳定性。第一芯部11和第二芯部12尤其可以由金属或塑料制成。
如图1-3所示，第二芯部12可设计成芯壳，其可以塑性变形。在这种情况下，第二芯部12的厚度小。因为在这种情况下容纳开口13具有与第一芯部11的外周类似的数量级，故尤其可以实现大幅度扩张。
图1示出了芯10的第一实施例，其中，第一芯部11相对于第二芯部12在横向于芯10的纵向L延伸的x方向上以及在横向于芯10的纵向L和x方向延伸的y方向上具有过大尺寸。第一芯部11和第二芯部12均具有矩形轮廓，其中在本例子中，所述角部均被倒圆。
芯部11、12还可被设计成椭圆形或圆形或具有不同形状。因为芯部11、12不一定必须是圆形的，故第二芯部12的扩张可精确限定，从而也可以例如如图3所示地第二芯部12仅在y方向上扩张。替代地，第二芯部12还可以只在x方向上扩张，这可被如此表明，第一芯部11相比于第二芯部12只在x方向具有过大尺寸(未示出)。还可以想到第一芯部11相对于第二芯部12的在x方向上的过大尺寸不同于在y方向上的过大尺寸。
如图2所示，第一芯部11可相对于第二芯部12在y方向上具有过大尺寸。另外，第二芯部12在未受力状态下所具有的形状可不同于第二芯部12在第一芯部11***后所具有的形状。在所示例子中，第二芯部12的壁首先部分向内成型，从而它们形成略微下凹。第一芯部11在***第二芯部12的容纳开口13之后补偿所述下凹并使第二芯部12变形而产生校准效果。
如图4所示，第一芯部11在其外表面具有凹口15。凹口15优选沿第一芯部11的纵向L延伸并且尤其可以设置在第一芯部11的角部以便第一芯部11***第二芯部12并使角部不受力。否则当第二芯部12扩张时在角部会产生大的应力，因为必须彼此以很紧的公差来确定第一芯部11的和第二芯部12的几何形状。
图5和图6所示的弹性支承30或图7和图8所示的液压阻尼支承40包括具有第一芯部11和第二芯部12的芯10、形成间隙21地围绕芯10的外套管22以及***间隙21中且将芯10与外套管22彼此连接的弹性主体20。弹性主体20尤其可以材料接合方式联接至第二芯部12。材料接合连接尤其借助硫化来实现并且确保弹性主体20与外套管22和/或第二芯部12的极其稳固联接。
第二芯部12是可扩张的以在弹性主体20中引入预应力，如图5和图6所示。图5示出了第一芯部11***第二芯部12的容纳开口13之前的状态，图6示出了第一芯部11***第二芯部12的容纳开口13之后的状态。
在***之前，弹性主体20被***第二芯部21和外套管22之间的间隙21中。在图5的例子中，弹性主体20在其端部具有下凹23，下凹的出现可能是因为弹性体在硫化后冷却下来并同时收缩。图5还示出了第一芯部11在本例子中至少在x方向上相对于第二芯部12具有过大尺寸。
如图6所示，第一芯部11可被压入第二芯部12的容纳开口13中。通过过盈压入，第二芯部12被扩张，从而弹性主体20被压缩，由此预应力被引入弹性主体中，并且其之前设有下凹23的端部现在形成鼓起24。
图7示出了在安装具有过大尺寸的第一芯部11之前的具有阻尼通道43的液压阻尼支承40。首先，液压阻尼支承40应该在y方向上在弹性主体20的垫25上被校准，以在那里补偿拉伸应力。这是必需的，因为弹性主体20在第二芯部12和外部连接结构41之间被夹紧。如图所示，外套管22可形成外部连接结构41。外部连接结构41具有环形结构45，它们通过一个或多个腹板至少在局部相连接。外套管22由外套筒44包围。
而在x方向上没有校准或最多轻微校准是有利的，因为液压阻尼支承具有隔膜42，隔膜没有在第二芯部12和外部连接结构41之间紧密结合。因此，由加工引起的收缩所造成的拉伸应力可通过隔膜42的轻微变形已有所减小。
图8示出了在沿y方向校准之后以及在***第一芯部11之后的图7的液压阻尼支承40。通过沿y方向扩张第二芯部12，弹性主体20的垫25鼓起。但隔膜42的几何形状几乎未变。
代替压入地，第二芯部12在第一芯部11***第二芯部12的容纳开口13之前可被扩张和/或变形以将预应力引入弹性主体20中。在图2中，这例如在x方向上被示出。在这种情况下，弹性主体20中的由制造引起的拉伸应力通过所引入的预应力被补偿。在扩张和/或变形之后或之中，第一芯部11被***第二芯部12的容纳开口13中。之前的扩张和/或变形由此可允许简单***第一芯部11。
以下，将结合附图来描述一种制造弹性支承30或液压阻尼支承40的可能方法。
首先，提供外套管22和芯10。接着，将弹性主体20***外套管22和第二芯部12之间。最后，将第一芯部11***第二芯部12的容纳开口13中。
为了将预应力引入弹性主体20中，第二芯部12可被扩张和/或变形。由此，在弹性主体20中的由制造引起的拉伸应力通过所引入的预应力被补偿并且在将第一芯部11***第二芯部12的容纳开口13时的阻力降低。
另外，第一芯部11可被压入第二芯部12的容纳开口13中以将预应力引入弹性主体20中，以便扩张和/或变形第二芯部12。为了实现借助压入的扩张而需要第一芯部11沿x方向和/或沿y方向相对于第二芯部12具有过大尺寸。
弹性主体20能以材料接合方式联接至外套管22和/或第二芯部12。材料接合联接例如可通过硫化并在外套管22和第二芯部12上的胶粘剂的帮助下实现。
本文所述的芯部10、所述的支承以及制造该支承的方法所具有的共同之处在于，它们提供了弹性主体20的校准可能性，其中芯10可具有可变的几何形状而不一定为圆形，并具有厚而实心的设计结构。第二芯部12的完整闭合轮廓还允许液压阻尼支承的弹性主体20可被校准，而不仅仅是弹性支承的弹性主体被校准。
附图标记列表
10芯；11第一芯部；12第二芯部；13容纳开口；14安装开口；15凹口；20弹性主体；21间隙；22外套管；23下凹；24鼓起；25垫；30弹性支承；40液压阻尼支承；41外部连接结构；42隔膜；43阻尼通道；44外套筒；45环形结构；46腹板；L纵向。

Claims (13)

1.一种用于校准弹性支承(30)的或液压阻尼支承(40)的弹性主体(20)的芯(10)，其具有第一芯部(11)和第二芯部(12)，其中所述第二芯部(12)为了将预应力引入所述弹性主体(20)中而可扩张并具有容纳开口(13)，所述第一芯部(11)能被***所述容纳开口(13)，且所述第二芯部(12)具有完整闭合的轮廓。
2.根据权利要求1所述的芯(10)，其特征是，所述第一芯部(11)相对于所述第二芯部(12)在横向于所述芯(10)的纵向(L)延伸的x方向上和/或在横向于所述芯(10)的纵向L和x方向延伸的y方向上具有过大尺寸。
3.根据权利要求1或2所述的芯(10)，其特征是，所述第一芯部(11)和/或所述第二芯部(12)的横截面具有椭圆形或矩形的轮廓。
4.根据前述权利要求中任一项所述的芯(10)，其特征是，所述第一芯部(11)被设计成具有安装开口(14)的实心体。
5.根据前述权利要求中任一项所述的芯(10)，其特征是，所述第二芯部(12)被设计成可塑性变形的芯壳。
6.根据前述权利要求中任一项所述的芯(10)，其特征是，所述第一芯部(11)在其外表面具有凹口(15)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的芯(10)，其特征是，所述第一芯部(11)和/或所述第二芯部(12)由金属或塑料制成。
8.一种弹性支承(30)或液压阻尼支承(40)，包括根据权利要求1至7中任一项所述的芯(10)、形成间隙(21)地围绕所述芯(10)的外套管(22)以及***所述间隙(10)内并将所述芯(10)和所述外套管(22)彼此连接的弹性主体(20)。
9.根据权利要求8所述的弹性支承(30)或液压阻尼支承(40)，其特征是，所述弹性主体(20)和所述第二芯部(12)以材料接合方式连接。
10.一种制造弹性支承(30)或液压阻尼支承(40)的方法，包括以下方法步骤：
a)提供外套管(22)和具有第一芯部(11)和第二芯部(12)的芯(10)，其中所述第二芯部(12)为了将预应力引入弹性主体(20)中而可扩张并具有可供所述第一芯部(11)***的容纳开口(13)，其中所述第二芯部(12)具有完整闭合的轮廓；
b)将所述弹性主体(20)***所述外套管(22)和所述第二芯部(12)之间；和
c)将所述第一芯部(11)置入所述第二芯部(12)的容纳开口(13)中。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征是，在步骤c)之前，所述第二芯部(12)被扩张和/或变形以便将预应力引入所述弹性主体(20)中。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征是，在步骤c)中，所述第一芯部(11)被压入所述第二芯部(12)的所述容纳开口(13)中以将预应力引入所述弹性主体(20)中，以使所述第二芯部(12)扩张和/或变形。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征是，在步骤b)中，所述弹性主体(20)与所述外套管(22)和/或所述第二芯部(12)以材料接合方式连接。
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