專利名稱：用于皮帶張緊系統(tǒng)的基于電流變/磁流變液體的減振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述類型的、用于皮帶張緊系統(tǒng)的、基于電流變/磁流變液體的減振器。
在汽車中，發(fā)動(dòng)機(jī)的附屬裝置由一個(gè)帶驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。為此，驅(qū)動(dòng)力由曲軸提供。通過皮帶和皮帶輪受到驅(qū)動(dòng)的附屬裝置還包括有發(fā)電機(jī)，水泵，空調(diào)裝置的壓縮機(jī)以及助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的液壓泵。
驅(qū)動(dòng)帶具有較高壽命的前提條件是，穩(wěn)定地保持合適的預(yù)應(yīng)力。已知保證驅(qū)動(dòng)帶預(yù)應(yīng)力的所謂皮帶張緊系統(tǒng)。其中，帶張力必須被這樣調(diào)節(jié)一方面不能過大，因?yàn)檫^大的張力將限制驅(qū)動(dòng)帶的壽命并且能夠?qū)е屡c之相連接的附屬裝置軸承的損壞；另一方面又不能過小，否則的話，在極端情況下導(dǎo)致皮帶打滑或者發(fā)出刺耳的噪音。
上述的已有皮帶張緊系統(tǒng)，已經(jīng)在近幾年的時(shí)間里一直由Mobea公司，(地址為郵政信箱107，D-67564嗒登)進(jìn)行批量生產(chǎn)，并且裝備到不同型號(hào)的載重汽車中。這種皮帶張緊系統(tǒng)另外還必須具有一個(gè)阻尼器，這是由于曲軸具有很大的不平衡的緣故。使用了帶有摩擦阻尼器的皮帶張緊系統(tǒng)或者帶有摩擦阻尼器以及附加的液壓阻尼器的皮帶張緊系統(tǒng)。這些皮帶張緊系統(tǒng)的組成中包括被安置于汽缸體上的靜止不動(dòng)的帶有一個(gè)圓錐形承接件的構(gòu)件，以及可以轉(zhuǎn)動(dòng)地被支承于該圓錐形承接件上的、帶有安置于其上的張緊輪的一個(gè)張緊輪彈簧裝置。圓錐形的承接件上設(shè)有摩擦襯。張緊輪通過與靜止不動(dòng)的構(gòu)件相連接起來的一個(gè)扭簧被繃緊于驅(qū)動(dòng)帶上。當(dāng)皮帶的預(yù)應(yīng)力改變時(shí)，張緊輪彈簧裝置在裝備有摩擦襯的圓錐形支承件內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。這種具有摩擦阻尼器的皮帶張緊系統(tǒng)，其恒定的阻尼效果僅能夠在曲軸轉(zhuǎn)速最高到大約2000U/min的范圍內(nèi)可調(diào)。
在帶有摩擦阻尼器以及附加的液壓阻尼器的皮帶張緊系統(tǒng)中，在固定不動(dòng)構(gòu)件上安置有一個(gè)液壓縱向缸體，由缸殼體中引出的活塞桿與可轉(zhuǎn)動(dòng)地安置的張緊輪彈簧裝置連接在一起。當(dāng)活塞桿縱向移動(dòng)時(shí)，與活塞桿相連接并將缸體分隔成兩個(gè)工作室的活塞(Verdraengerkolben)一起移動(dòng)，其中，液體受擠壓通過活塞上的通孔從一個(gè)工作室進(jìn)入另一個(gè)工作室中。這種實(shí)施方式需要很大的構(gòu)造空間。這里的阻尼狀態(tài)是不可改變的。
本發(fā)明的目的是，提供用于皮帶張緊系統(tǒng)的一種減振器，它能夠在全部的曲軸轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)達(dá)到可變化的阻尼作用，并且需要的構(gòu)造空間很小。
該目的是通過權(quán)利要求1特征部分中所給出的特征實(shí)現(xiàn)的。
電流變和磁流變液體受到均強(qiáng)或者交變電場或磁場影響時(shí)其粘度發(fā)生變化。在此，它們可以在幾個(gè)毫秒的時(shí)間內(nèi)使集合體狀態(tài)在液態(tài)與固態(tài)之間發(fā)生改變。這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)具有極高動(dòng)態(tài)速度的控制過程。這些液體能夠無級(jí)地改變其流變學(xué)特性。通過改變液體的粘度，阻尼力可以根據(jù)所發(fā)生的皮帶振動(dòng)狀況被調(diào)節(jié)。電流變液體或磁流變液體由一種懸浮于一種載體介質(zhì)中的固體顆粒組成，它們通過電場和/或者磁場的作用可發(fā)生極化。已知其用于液壓閥中，用于液壓缸、振動(dòng)器、粘性離合器、沖擊阻尼器或者電機(jī)支承件(綜述性文章見蘇聯(lián)的流體力學(xué)雜志，1979年第8卷第4期中的“電流變效應(yīng)在工程實(shí)際中的應(yīng)用”( “Applications of the electrorheological Effect in Engineeringpractice”，F(xiàn)luid Mechanics Soviet Research，Vol.8，No.4，July-August1979)。
通過本發(fā)明的構(gòu)造，可根據(jù)一個(gè)高壓信號(hào)改變環(huán)縫隙22中處于電容器極板面之間的電流變液體的粘度，因而通過相應(yīng)的粘度控制能夠?qū)⑺l(fā)生的皮帶振動(dòng)在檢測出來后衰減掉。
本發(fā)明的減振器能夠沒有大的耗費(fèi)地被裝備于已有的皮帶張緊系統(tǒng)中。
本發(fā)明的其他有利特征及功能在下面借助于附圖對(duì)實(shí)施例的說明給出。
圖示為

圖1具有通過法蘭連接上的本發(fā)明減振器的皮帶張緊系統(tǒng)的剖視圖，圖2具有減振器的皮帶張緊系統(tǒng)的俯視圖，圖3減振器的局部放大縱剖視圖，圖4圖3中減振器的橫截面。
在圖1中給出了一個(gè)具有摩擦阻尼器的皮帶張緊系統(tǒng)1的剖視圖，它具有通過法蘭連接上的本發(fā)明減振器2。皮帶張緊系統(tǒng)1由一個(gè)固定不動(dòng)的構(gòu)件3構(gòu)成，它帶有具有縱向軸線4的一個(gè)圓錐形承接件5。圓錐形承接件5上設(shè)置有一個(gè)摩擦襯6。一個(gè)張緊輪彈簧裝置7可繞縱向軸線4轉(zhuǎn)動(dòng)地被安置于該固定不動(dòng)的構(gòu)件上，并且主要由一個(gè)盤狀基件8和在中心安置的一個(gè)圓柱形套筒9組成，該套筒具有與圓錐形承接件5相匹配的一個(gè)圓錐形孔9’。
在本發(fā)明的另一個(gè)構(gòu)造中，圓錐形承接件5上也可以不設(shè)置摩擦襯6。
另外，張緊輪彈簧裝置7在盤狀元件8上還具有徑向向外伸展的、呈錐形收縮的一個(gè)支架臂10，它支撐著張緊輪11，該張緊輪貼靠在未示出的驅(qū)動(dòng)帶上。張緊輪彈簧裝置7通過一個(gè)扭簧12被支撐于固定構(gòu)件3上，因而張緊輪11反抗彈簧力而被張緊地貼靠在驅(qū)動(dòng)帶上。扭簧12的縱向軸線或者說旋轉(zhuǎn)軸線與圓錐形承接件5的縱向軸線4相一致。
作為扭轉(zhuǎn)振動(dòng)減振器構(gòu)造的減振器2被安置于盤狀基件8的背離圓柱形套筒9的一側(cè)上。減振器2由一個(gè)空心圓柱形殼體14構(gòu)成，它通過螺栓被擰接于盤狀的基件8上。在殼體14的中心，安置著一個(gè)圓柱形元件15，因而在圓柱形元件15和殼體內(nèi)壁14’之間形成一個(gè)室16。此外，該室16還被盤狀基件8和安置于殼體14上的蓋件17所限定。在圓柱形元件15上安置著一個(gè)旋轉(zhuǎn)活塞翼18，它伸入該室中、并一直延伸到殼體內(nèi)壁14’上。
圓柱形元件15還具有一個(gè)軸19，它穿過盤狀基件8的一個(gè)通孔20伸出，并且與固定不動(dòng)的構(gòu)件3固定連接起來。軸19的縱向軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)軸及縱向軸線4相重合。
圖2示出了具有減振器的皮帶張緊系統(tǒng)的俯視圖，其中沒示出殼體14的蓋件17，因而可以看到安裝于殼體中的帶有旋轉(zhuǎn)活塞翼18的圓柱形元件15。圖2中所示的、并在圖1中予以說明過的相同構(gòu)件以相同的參考標(biāo)號(hào)表示。關(guān)于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)減振器的構(gòu)造的其它說明，將借助于局部細(xì)節(jié)圖3和4隨后進(jìn)行，圖3和4中給出了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)減振器的縱向和橫向剖面。
在圖3中，以縱剖視圖示出了圓柱形殼體14和上、下蓋件17、17’，以及被安裝于殼體14的中心位置上的圓柱形元件15和軸19。如已經(jīng)對(duì)圖1和2進(jìn)行過的說明那樣，殼體14被螺栓擰固于盤狀基件8上，并且當(dāng)張緊輪彈簧裝置7繞旋轉(zhuǎn)軸線4(它與軸19的縱向軸線相一致)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這種轉(zhuǎn)動(dòng)在所示實(shí)施例中處于0至角度范圍。角度在圖4中示出，并且大致在0到90°之間。不過，該角度也可以選取任意的其它數(shù)值。與圓柱形元件15固定連接在一起的軸19，如上面已經(jīng)在圖1和2中描述過的那樣，被安置在皮帶張緊系統(tǒng)的固定不動(dòng)構(gòu)件3上，并因此不能轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖3和4中可見，在殼體內(nèi)壁14’和圓柱形元件15之間安置了一個(gè)套筒20，它被支承于上、下蓋件17、17’之中。
從套筒20上切下與最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度相對(duì)應(yīng)的一段。在套筒20與圓柱形元件15之間，設(shè)置了一個(gè)絕緣層21，在套筒20與殼體14之間，留有一條狹窄的環(huán)縫隙22。該環(huán)縫隙22以及與之相連接的室16被一種電流變液體填充。
被安置于圓柱形元件15上的旋轉(zhuǎn)活塞翼18將室16分隔成一個(gè)第一室和一個(gè)第二室16’、16”。
環(huán)縫隙22的由殼體內(nèi)壁14’和套筒20構(gòu)成的、球形的(sphaerisch)邊界面以已知的方式作為電容器極板面(Kondensatorflaechen)構(gòu)成。為此，套筒20與一個(gè)可調(diào)的高壓電源相連接。殼體接地。這些在附圖示中未示出。
現(xiàn)在，由于變化的皮帶預(yù)應(yīng)力，張緊輪彈簧裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，殼體14以及被安裝于蓋件17、17’中的套筒20和絕緣層21，相應(yīng)于張緊輪彈簧裝置的旋轉(zhuǎn)(通過箭頭B示出)，相對(duì)于圓柱形元件15和安置于其上的旋轉(zhuǎn)活塞翼18進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，電流變液體從沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向看的第一個(gè)室16”在旋轉(zhuǎn)活塞翼18前被排擠通過環(huán)縫隙22，并流入第二個(gè)室16’、到旋轉(zhuǎn)活塞翼18后面，第二個(gè)室的液體體積也相應(yīng)地增大。
依賴于一個(gè)高壓信號(hào)，在環(huán)縫隙22中的位于電容器極板面之間的電流變液體的粘度可以發(fā)生變化，因而通過相應(yīng)的粘度控制能夠使檢測到所發(fā)生的皮帶振動(dòng)衰減下來。
作為表征皮帶振動(dòng)的測量量，可以求得如回行段力(Trummkraft)或者回行段移動(dòng)(Trummbewegung)。該求得的測量量隨后作為輸入信號(hào)被輸送給一個(gè)控制裝置24(圖1)。該控制裝置24的輸出信號(hào)是一個(gè)高壓信號(hào)，它與該求得的測量量成比例。
另一個(gè)未示出的實(shí)施形式中，在套筒20和圓柱形元件15之間設(shè)置了另外的環(huán)縫隙，這樣，當(dāng)殼體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流變液體通過兩個(gè)同心設(shè)置的環(huán)縫隙被排擠。在此，環(huán)縫隙能夠并聯(lián)連接，或者串聯(lián)連接。
也可以用一種磁流變液體填充第一室和第二室以及環(huán)縫隙，并且在環(huán)縫隙區(qū)域中通過合適的裝置建立可控制的磁場。它同樣改變磁流變液體的粘度。如果填充一種既具有電流變特性、也具有磁流變特性的液體，可以組合使用電場和磁場來控制粘度。
權(quán)利要求
1.用于皮帶張緊系統(tǒng)的減振器，具有一個(gè)安裝于一個(gè)殼體中的活塞，它將殼體分成填充了一種液壓液體的一個(gè)第一室和一個(gè)第二室，其中，第一室和第二室通過一個(gè)節(jié)流點(diǎn)彼此連接起來，并且當(dāng)活塞相對(duì)于殼體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一室和第二室的體積比被改變，這樣，液壓液體被從一個(gè)室通過節(jié)流點(diǎn)排擠到另一個(gè)室中，其特征為所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)是一種轉(zhuǎn)動(dòng)，其中活塞作為安置于一個(gè)圓柱形元件(15)上的旋轉(zhuǎn)活塞翼(18)構(gòu)成，并且殼體(14)和圓柱形元件(15)具有共同的旋轉(zhuǎn)軸線，轉(zhuǎn)動(dòng)被限制在一個(gè)轉(zhuǎn)角(0-)上，而節(jié)流點(diǎn)作為至少一個(gè)環(huán)縫隙(22)構(gòu)成，其中，在第一室和第二室(16’，16”)中以及在至少一個(gè)環(huán)縫隙(22)中包含有一種電流變和/或者磁流變液體，并且為環(huán)縫隙(22)的邊界面(14’，20)配置有可電控制的電容器極板面和/或者線圈裝置，并且該控制是根據(jù)代表帶張力的測量量進(jìn)行的。
2.如權(quán)利要求1所述的用于皮帶張緊系統(tǒng)的減振器，其特征為設(shè)置了兩個(gè)環(huán)縫隙(22)，它們串聯(lián)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的用于皮帶張緊系統(tǒng)的減振器，其特征為設(shè)置了兩個(gè)環(huán)縫隙(22)，它們并聯(lián)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于皮帶張緊系統(tǒng)的減振器,具有一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地被安裝于一個(gè)殼體中的活塞,它將殼體分成由一種液壓液體填充的一個(gè)第一室和一個(gè)第二室。第一室和第二室通過一個(gè)節(jié)流點(diǎn)彼此連接起來,并且當(dāng)活塞相對(duì)于殼體移動(dòng)時(shí),第一室和第二室的體積比被改變。本發(fā)明的目的是提供一種減振器,在曲軸的全部速度范圍內(nèi),它具有可變化的衰減效果。最后,節(jié)流點(diǎn)作為至少一個(gè)環(huán)縫隙(22)構(gòu)成。其中,在第一室和第二室(16’,16’’)中以及在該至少一個(gè)環(huán)縫隙(22)中包含有一種電流變和/或者磁流變液體,并且為環(huán)縫隙(22)的球面(14’,20)配置有可電控制的電容器極板面和/或者線圈裝置。此外,根據(jù)所測得的代表帶張力的變量來進(jìn)行控制。
文檔編號(hào)F16H7/02GK1357084SQ99810493
公開日2002年7月3日 申請(qǐng)日期1999年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月2日
發(fā)明者霍斯特·羅森費(fèi)爾特, ?？斯亍の奶? 維爾納·赫斯 申請(qǐng)人:卡爾·申克股份公司, 拜爾股份公司, 穆爾－本德爾公司