振动质量减振支架的制作方法

专利名称：振动质量减振支架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种振动质量减振支架，它含有一个橡胶弹性支座，一个在支座上或里安置的用于连接支架与振动质量及壳体的连接件，而壳体非啮合地(Kraftschluessig)将支架支承在配置机构上。
这种支架用于很多要求保持小的振动也即抑制振幅的场合，同时要求该支架能隔绝和抑制通过振动质量产生的噪声向周围环境传递和辐射。
此种减振支架一个典型的使用场合为机动车制造，其中使用的舒适性越来越起着重要作用。
因而，这种支架常用作发动机支架，其中它既要承受静态荷载，又要承受动态荷载，将并其传导到车体上。
静荷载由发动机自重产生，而动荷载则由发动机振动时多种因素引发。因此在例如开动发动机或起动车辆由于路面不平整会产生一个带有大的干扰振幅的低频振动，而在发动机高速运行时则产生一个带小的干扰振幅的高频振动。
由于已提及的高的舒适性要求这种形式的支架在空间所有三个方向上都能衰减振幅，因此这种发动机支架的反应特性应尽可能在所有三个空间方向上相互独立地调整，但是该要求产生了一个目标冲突，因为通常支架上的橡胶弹性支座通过所支承的发动机质量静态预压紧，使其弹簧特性变硬，但随之带来的是明显丧失了声学方面的舒适性也即降低了声响的抑制和排除能力。
此外，支座将发动机水平地放进车体并通过挡块限制其在空间所有三个方向上可能的运动。可很清楚地得知，支座必须要满足多个功能，对此一方面要软一些的支承，另一方面一个太软的支承在静态预加载下就会变硬，从而导致一个不良声学特性，并且特别是在动态负载下会明显导致其机械耐用性的降低。
所有迄今已知的这种类型的带橡胶弹性支座减振支架都存在目标冲突问题，使得设置这种支架的支座时，只能在结构方面得到一折衷方案。
基于此用于消除所述的技术问题的本发明的目的是，提供一种振动质量的减振支架，使其在负载下在所有三个空间方向上的反应特性和声学特性可相互独立地调整。
权利要求1给出了用于实现该目的的方法。
从其它权利要求中可得出有益的结构设计。
该发明是基于此种思想支架设有一个支座，该支座不再承受会产生不希望的、硬化作用的、静态的预压紧，从而可适用于所有可想象到的负载情形，并能在所有三个空间方向产生减振用和具有一个改善的声学特性。
对此按本发明的减振支架设有一个橡胶弹性支座、一个置于支座里面和/或上面的用于连接支架和振动质量的连接件和一个固定支承支架的壳体，其中支架附加设有一个弹簧装置用于承受持续的垂直作用的负载。
换句话说，该支架设有一个橡胶弹性支承体，它不再用于承受振动质量由于其自重而产生的静态载荷，因为有附加的弹簧装置可以承受这种持续的、垂直作用的负载。这种持续的垂直作用的负载可理解为所有作用在重力加速度方向的和由于该加速度而产生负载。由此可以有益的方式得到一个支架，其橡胶弹性支座不再适用于承受持续垂直作用的负载，而用于承小得多的动态负载分量和径向负载并且为达到一个很好的声学特性设计为柔性的。
按本发明设置的弹簧装置与橡胶弹性支座分开但与该支承一起起作用，同时承受在所有三胀空间方向的负荷。弹簧装置既最初承受持续的垂直作用负荷，主要是静态分量，但它也承受动态载荷分量，而和垂直负荷方向正交的负荷则由橡胶弹性支座来承受，对此，该支座在必要时也只能局部地、对应于动态要求部分设计成柔性的。
这时弹簧装置和支座关于其反应特性可相互独立地调整和设计以承受在所有三个空间方向的负荷。
该支架设有一个支承弹簧装置的支承块用于将弹簧装置所承受的负载传入壳体之中，并且该支承块支承在其一侧的安装装置上。
对此弹簧装置以有益的方式置于在支座上或/和里面的垂直反力连接件和支承块之间，其中连接件和支承块最好由金属制成。
这就有可能，在连接件和壳体之间设置橡胶弹性支座并调整附加的弹簧装置，使得支座在静态负荷时不被压紧。该橡胶弹性支座有意识地通过一个直接的橡胶——金属连接和金属连接件及最好同样由金属制成的壳体相连。未预压紧的支座其弹簧特性值没有得到强化，因而能够柔性设置并且得到一个低的动态弹性系数和一个由此而形成的高的声学绝缘性能。
按本发明也可以，在必要时将橡胶弹性支座置于连接件和壳体之间的区域，使它在支架静态负载时能被预紧，当通过预期的动态负载希望得到支座预紧的补偿时，这是有利的。当在某个确定的空间方向预期有一个较大的动态负荷时，橡胶弹性支座被合乎目的地预压紧以承受或辅助承受动态负荷，这也特别有利。
本发明进一步的结构在于橡胶弹性支座在其与壳体连接区域至少部分制成薄壁形，从而使支座在该区域具有一个极其柔软的结构。当将弹簧装置按本发明设计的置于一个充满液压减振液的工作腔时，上述结构就特别有利，可使该弹性支座的薄壁区域在较小的动态负荷时也产生补偿变形。一个这种结构的支架即使在较小的动态负载范围也有一个总体上较软的特征曲线，并有一个由此导致的高的声学舒适性。
另外，本发明也有可能，将橡胶弹性支座置于连接件和壳体之间区域内距离壳该体有一定的距离的部分外圆上。也就是说，这种情况下该橡胶弹性支座具有星形或花键形结构，使得其外圆的一部分从安装装置到周围壳体延伸，而与其相连的外圆另一部分却例如通过一个橡胶——金属连接固定在连接件上，但它与壳体相距一定距离只通过所述的薄壁区域和壳体相连。在橡胶弹性支座和壳体的薄壁连接区域中可进行所述的液压通断(Entkopplung)，使得该薄壁部分在小的动态负载下会产生一个变形运动。
再则，如果弹簧装置置于一个液压减振支架的工作腔，而工作腔又通过一个流通装置与一个支架的平衡腔相连以进行流体交换，本发明就比较有利。由此提供一种和液压支架相似的结构，从而使在工作腔和平衡腔中具有流体交换的支架能进行液压减振。
对此流通装置为带有流量控制机构例如带阀的环状沟是有利的，环状沟做在支承弹簧装置的支承块中。这种方式得到的支架能有益地用于机动车中内燃机的减振支承。
按本发明的支架主要的特征为支座的支承作用通过或至少部分由按本发明中的弹簧装置来替代，从而有可能根据不同情况的径向减振，导向和限制功能来有目的地设置支座，这样便可使按本发明的支架与已知支架相比能通过提高吸油容量来显著提高液压减振效能；和已知支架相反，它不再要求根据垂直作用负荷、例如静态发动机负荷来设计支承弹簧，从而达到关于支座设置的大的结构上的设计自由度。用这种方法得到的支架其静态、动态刚性能调节用于各种不同的使用要求的场合，而且大部分情况下不需进行声学让步。
和已知液压支架中承担液压通断的和必要的附加构件相比该支座的局部可以做得比较薄，使其同时起液压减振功能，从而额外地降低了装配费用。
本发明范围内的弹簧装置原则上可为适用于机械和车辆制造中的各种弹簧，即可为标准弹簧、弹性体弹簧和膜盒。
作为标准弹簧可进行以下说明可为带圆形、矩形或扁平截面的弹簧；塑料或钢制弹簧；螺旋形、蝶形、杆状、片状、弓形、绳状、圆盘弹簧或者膜片弹簧；以及圆柱形、平面、鼓形、中间细的或者是锥形结构的弹簧，它们能被径向使用或滑动地放置。
和标准弹簧相反，弹性体弹簧能承受较高的压力荷载并具有较小的尺寸。通过连接有非弹性的中间层，即所谓的“成型薄钢片”，能使该弹性体弹簧得以增强，从而以已知方式再次显著提高其压力负荷承受能力。
在较大的径向变形时这种弹性体——压力弹簧就特别有利。
以下参照附图对本发明的实施例进行较为详尽的说明

图1为按本发明的支架第一种实施例的轴向剖面图。
图2为安本发明支架第二种实施例的轴向剖面图。
从图1中可看出，支架1在所述的实施例中主要由一个橡胶弹性支座2和一个壳体4组成，该支座2上置有一个用于连接支架1和机动车的马达或驱动装置(未示出)的连接件3，由壳体4将支架1支承在安装装置例如车体上。
在所述的实施例中支架1为回转对称的，因此连接件3为一个在其上侧带有螺纹孔5的圆盘，发动机(未画出)通过该孔5装在支架1上，连接件3在其外圆区域及在凸缘形式的顶盖下侧由一个经过硫化制成的橡胶——金属连接和支承体2相连。
在连接件3下侧螺纹孔5区域延伸出一台阶状的对中心结构，其中一面设有螺纹孔5，另一面螺旋弹簧形式的弹簧装置6支承在该结构上。由钢质螺旋弹簧6承受图中未示出的发动机形成的垂直荷载分量，而支座2则不承受荷载。力流的设置是这样的使得螺旋弹簧6支承在圆盘状的并置于支架1内部的支承块7上。
支承块7其边缘支承在一个横向径向向外张开的壳体4的圆柱体8上，使得力通过该圆柱体8导入一个位置固定的支架中，例如图中未示出的机动车车体中。
该支架1的另一个相宜的设计为将螺旋弹簧6设置在一个完满流体的工作腔9中，该腔通过连接件3和支座2向外对流体密封。在支承块7下面设有一个平衡腔10，使得可通过一个置于支承块7中的环状沟11在平衡腔10和工作腔9之间进行流体交换。
在所述的本发明第一个实施例中，支承块7设有一液压通断(Entkopplung)结构12，它的作用是在较小的动态负荷时没有液流通过环状沟压进，只有在具有相应的大容量运动和由此产生的液压减振作用的较大的干扰振幅时才能有液流压进，平衡腔10由置于支承件7下面的并在支承块7和U形体8之间固定的卷边膜板13构成。
图2为支架的第2种实施例，它设有一个类似于图1中壳体的壳体4，该壳体为两块罐状构型，在支承块7的支承区将壳体分成两个相对突起的部分，在支承块7下面设有一卷边膜板13用于构成平衡腔10。
支块7在第二种实施例中设有一个对着工作腔9的凹口14用于使置于该腔中的螺旋弹簧6的对中。螺旋弹簧6的上端顶在连接件3上，在连接件的上侧设有一个用于安装未出示的发动机的螺纹孔5。
连接件3下面设有与第一种实施例类似的凸台用于螺旋弹簧6的定心；在所述的第二种实施例中连接件3设有一个轴向截形，该截形带有一个在流体工作腔中螺旋弹簧的径向外侧轴向向下延伸的U形支腿，使得螺旋弹簧支承在这样构成的盲孔状的凹口中，在该凹口的外圆区域设置有和图1中相异构形的橡胶弹性支座2。
很容易看出，图2中右半部分的支座2与左半部分支座2的结构有区别。右半部分中支座2的设置使得它能完全填满在连接件3和壳体4之间的环形腔，而左半部分的设置使得在支座2和壳体4之间存在一个径向间距，也就是形成一个圆柱形的环形槽部分或者一个棱柱形的或圆柱形的凹口。右半部分所表示的支座2的实心的一段作为装在螺纹孔5中图中未示出的发动机径向轨道的扇形横隔板15，也即用于支架1中发动机的水平导向，在左侧半图中的止挡16交错地分布在壳体4中支座2的外圆上，使得其在一个横截面的俯视图上相当于一个花键套或花键轴断面，并带有径向完全向外延伸的横隔板和径向较短的止挡16。
在支座2的垂直承载端在止挡16的部分设有一个支座2的U形横截面的薄壁膨胀区17。该局部薄壁膨胀区在第二种实施例中用作液压通断装置，使得和图1所述的第一种实施例形式相比不再需要另外设置在支承块7上的液压通断装置。
动态荷载较小时在按图2的支架1的工作腔9和平衡腔10之间没有液体交换，而由局部薄壁区域进行微小变形。当动态荷载较大时，工作腔9和平衡腔10之间通过环状沟进行液体交换，从而可达到液压减振的目的。螺旋弹簧6在两个实施例中都承受持续的垂直作用的荷载，使得橡胶弹性支座2尽可能不受到加载。因此支座2承受多种例如由于曲轴的回转导致的发动机的倾侧或倾侧运动而引起的径向负荷，使得和已知支架相比，将支座额外增加的功能分成由螺旋弹簧6承受的持续垂直作用负荷和由支座2承受的持续的径向负荷，与已知的压液减振支架的支座相比，支座2刚性明显比较小，因而能得到一个较大的线性自由行程并带有由此而得到的显著改善的动态弹性系数和一个显著改善的声学绝缘性能。
较大的自由行程允许支架也能达到较高的吸油容量并由此得到较高的液压减振效果。该支架1能有目的地对其刚性进行调整并且以在该处最小的动态弹性系数起针对干扰敏感频率区精确调整的减振作用。
按本发明的支架1提供一个和支座成一体的液压通断(Entkop-plung)装置，使省去了平常所要求的附加构件和安装步骤。此外它还有一个与已知支架相比高的温度稳定性，在高温内燃机旁安置时这是有益的，另外该支架具有较小的安装空间，因此起保持稳定的声学特性的作用。
此外本发明的突出的未细述的特征可参照权利要求和附图。
权利要求
1.振动质量减振支架，它设有一个橡胶弹性支座(2)，一个在支座(2)上或里面安置的连接件(3)用于连接支架与振动质量及一个壳体(4)，壳体非啮合地将支架支承在安装装置上，其特征在于支架设有一个弹簧装置(6)用于承受主要是垂直作用的负载。
2.按权利要求1所述的支架，其特征在于弹簧装置(6)与橡胶弹性支座(2)设计为分开的，但却和支座(2)一起承受空间所有方向的负荷。
3.按权利要求1或2所述的支架，其特征在于支架设有一个支承块(7)，用于支承弹簧装置(6)，并将弹簧装置(6)所承受的负荷导进壳体(4)。
4.按权利要求1到3中任一项所述的支架，其特征在于弹簧装置(6)置于连接件(3)和支承块(7)之间，连接件和支承块特别是由金属制成。
5.按权利要求1到4中任一项所述的支架，其特征在于橡胶弹性支座(2)置于连接件(3)和壳体(4)之间区域。
6.按权利要求5所述的支架，其特征在于橡胶弹性支座(2)在支架静态负荷时没有被预压紧。
7.按权利要求1到6中任一项所述的支架，其特征在于橡胶弹性支座(2)在其靠近壳体(4)的区域至少部分设计成薄壁形。
8.按权利要求1到7中任一项所述的支架，其特征在于弹簧装置(6)为钢制螺旋弹簧或一个弹性体——叠板弹簧，其弹性体——弹簧带有一非弹性中间层，即所谓的“成型薄钢片”，使得所述的弹簧得以增强。
9.按权利要求1至8中任一项所述的支架，其特征在于弹簧装置(6)设置在一个液体减振支架的工作腔(9)中，其中工作腔(9)通过一个流通装置(2)和支架(10)的平衡腔(10)相连用于液体交换。
10.按权利要求9所述的支架，其特征在于流通装置为支承块(7)上带有流量控制装置的环状物(12)。
11.按上述权利要求之任一项所述的支架用于机动车内燃机减振支承。
全文摘要
一种振动质量减振机构的支架，它设有一个橡胶弹性支座(2)，一个装在支座上或里的连接装置(3)用于连接支架与振动质量和壳体(4)，壳体非啮合地将支架支承在安装装置上，其中支架设有一弹簧装置(6)用于承受持续的垂直作用负载。
文档编号F16F13/10GK1152507SQ95120880
公开日1997年6月25日 申请日期1995年12月20日 优先权日1995年12月20日
发明者弗兰兹·J·沃尔夫, 斯蒂芬·尼克斯 申请人:Woco弗兰兹-约瑟夫·沃尔夫公司