柔性減震器的製作方法

2023-06-25 16:51:06 1

專利名稱：：柔性減震器的製作方法
技術領域：
：本發明涉及鏈條領域，尤其涉及用於消除鏈條束共振的減震器。相關技術的描述減震器是消除由鏈條束共振造成的鏈條束運動的裝置。減震器防止或限制鏈條振動。在1980年3月18日授權給Horner等人的美國專利No.4，193,314"定時鏈條減震器(TimingChainSnubber)"中，減震器接觸鏈條的內側表面以防止它向內運動。在1999年11月23日授權給Capucci的美國專利No.5,989，138"帶有可調減震器的張力器(TensionerwithAdjustableSnubber)"中，減震器與鏈條張緊器相結合，接觸鏈條的外側表面以防止向外運動。原先的減震器設計一般是由粘合到金屬支架上的彈性體表面形成。對於該金屬支架設計，已經發現有兩個主要問題。第一個問題是現有技術中減震器的性能受到安裝孔的位置公差的很大影響。這種影響很大以致於經常需要在組裝期間作某些形式的調整以獲得最佳效果。2003年4月29日授權給Young等人的美國6，554，"8號專利"無緊固件的鏈條減震器(FastenerlessChainSnubber)"闡述了該問題，該減震器無安裝孔。該減震器本體是塑料的但可以含有鋼板以便加固。該減震器有兩臂，憑藉這兩個臂該減震器安裝到鏈條殼形成的兩個連接槽中。對於現有技術的金屬支架設計，第二個問題是它沒有有效地將減震器與鏈系統的罩隔離開，鏈條束的振動被自由地傳給了車輛。在本領域，需要有一種柔性減震器，這種減震器在組裝過程中不需要調試並且有效地將鏈條振動與車輛的其餘部分隔離開。
發明內容本發明有關用於鏈條的柔性減震器。該減震器最好包括彈性體本體和金屬襯套。該柔性特徵使得該減震器以負間隙定位在鏈條的背面而不會引起可能導致減震器表面過度磨損的表面載荷，從而提高了減震器在應用中的有效性。該柔性減震器的另一個優點是減少了與減震器製造和將減震器組裝到鏈系統有關的成本。該用於鏈條的柔性減震器包括減震器本體和柔性腔，該減震器本體具有用於接觸鏈條的凸出接觸面，該柔性腔與該凸出接觸面相鄰並延伸穿過該減震器本體。該柔性腔最好是橢圓形。在本發明的一個實施例中，片簧位於該柔性腔中以便向接觸面的方向施加力。該減震器本體最好由彈性體製成。在某些實施例中，該減震器本體由第一彈性體製成而接觸面由第二彈性體製成，其中該第二彈性體比該第一彈性體硬。在一優選實施例中，該減震器還包括將減震器安裝到應用殼上的安裝部件。在另一個優選實施例中，安裝部件包括穿過該減震器本體的至少兩個孔，其中該柔性腔位於孔和接觸面之間。在本發明的另一個實施例中，該減震器本體由第一材料製成而該柔性腔填充有彈簧剛度比該第一材料低的第二材料。在又一個優選實施例中，該減震器還包括多個從減震器本體延伸到柔性腔中的相對的齒，這些齒最好沿柔性腔的長度形成並且偏移，從而該減震器具有可變的彈簧剛度。圖1是本發明第一實施例的側視圖；圖2是沿圖1的2-2線所取的截面圖；圖3是本發明的具有片簧的第二實施例的側視圖；圖4是沿著4-4線的圖3的實施例的截面圖；圖5是具有由第二彈性體製成的接觸面的本發明第三實施例的側視圖6是沿6-6線的圖5的實施例的截面圖7是具有帶齒的柔性腔的本發明第四實施例的側視圖；以及圖8是接觸圖7中減震器的鏈條。具體實施例方式本發明的減震器防止伴隨著共振情況的側向運動。本發明減震器的柔性接觸面使減震器在與鏈條背面保持理想零間隙狀況的同時被定位得不很精確。這是通過在鏈條增加張力時使鏈條容易地驅動接觸面來實現的。該特徵在其加入到鏈條系統期間通過增加安裝孔定位公差和減小調節操作來減少成本。該完全柔性的設計比現有技術中減震器吸收更多的鏈條系統引起的振動，因此改善了鏈條系統的噪音-震動-顛簸性能(noise-vibration-harshness(謹))。彈性體或彈性材料在本發明中被限定為具有彈性特性的聚合材料，因此它在拉伸力的作用下快速伸展，伸展時具有高的抗拉強度和模量，當應力釋放時它就快速收縮以便恢復其原來尺寸。減震器最好是接觸鏈條的外側表面或人們常說的鏈條的背面。減震器不能直接限制鏈條向相反方向的運動。減震器可以安裝在鏈條的內側，在這種情況下，它接觸鏈條的內側並限制在那個方向的鏈條運動。但是，因為無聲鏈上的齒會接觸該彈性體材料，減震器材料的損耗一般會增加。由於這個原因，減震器通常被安裝在鏈條的外側。本發明的設計將減震器與應用殼隔離得比現有技術的減震器的金屬支架要好。彈性體的損耗模量比通常製成金屬支架的鋁大，因此，實際上，進入本發明減震器的總能量的更小的部分被傳給了應用殼。總能量的其餘部分表現為熱能並耗散回到應用中。減震器的柔性特徵也吸收一些能量。具有彈簧剛度的柔性面需要一些能量加以驅動，這造成了更少的能量可以通過減震器本體傳到應用殼中。參見圖1，本發明的柔性減震器(11)具有一減震器本體(12)，該減震器本體(12)具有用於接觸鏈條的減震器接觸面(13)。在圖1中，該減震器通過帶有襯套(16)和(17)的安裝孔(l4)和(15)被安裝。該柔性減震器具有一位於接觸面(13)後面的柔性腔(18)。儘管如附圖所示該減震器通過安裝孔(14)和(15)安裝，但是對於本發明的任何實施例來說替代性的安裝機構也是可能的。例如，該減震器可以具有模製到其中的特徵，該特徵與應用殼中的類似特徵(如，燕尾榫)相聯繫，正如無支架減震器中的一樣。該特徵使得不需要安裝例如螺釘等五金件。該減震器本體最好是由彈性體材料製成。任何具有與減振裝置中使用的彈性體聚合物相類似的損耗模量的材料都是減震器本體(12)優選材料。這些材料包括但不限於丙烯腈-丁二烯(腈或NBR)，氫化丁腈(HNBR)，和乙烯-丙烯酸共聚物(EAR)。該減震器接觸面(13)的優選材料是羧酸腈(C0X-NBR),因為該材料具有比NBR材料更好的耐磨性。其它彈性體聚合物，例如Butyl(天然橡膠)的使用也是可能的。5但是選擇該材料的限定因素中的一個是該材料在高溫多油的環境下能夠工作的能力。該減震器材料的另一個關鍵特性是當其靠著鏈條運行時的耐磨性。接觸該減震器材料的鏈的表面會侵蝕該減震器材料，這就改變了鏈條和減震器之間的間隙，從而造成該減震器在控制鏈條運動方面的性能的下降。該接觸面U3)是柔性的，並且憑著由鏈條施加的一個力移動。該柔性表面允許在組裝過程中更大的公差並且允許該減震器具有相對於鏈條背面的負公差。該減震器的柔性被設計為足夠硬以抵禦鏈條共振但是還要足夠柔性以使接觸面上的力最小。在該實施例中，柔性由減震器本體(12)的材料的硬度以及位於減震器(11)的接觸面(13)後面的柔性腔(18)的大小和形狀控制。對於任何材料，用於使減震器的接觸面(13)發生位移的力隨著減震器的幾何結構而變化。例如，當接觸面(13)被製得較薄時，所產生的偏移就集中在這個較薄的區域。如果減震器的兩端比接觸面U3)還薄，就遠離接觸面(13)的一具體區域並朝向減震器的兩端進行偏移，從而造成整個減震器接觸面(13)的移動。所有這些設計都可能具有不同的彈簧剛度或偏移-力特性。同樣，對於任何既定的幾何結構，偏移-力特性都會通過改變材料硬度特性得到改變。腔(18)的形狀在很多方面是重要的。腔的重量決定設置到該設計中的柔性量。它也直接影響本設計所允許的側向鏈條運動。在腔兩端的形狀影響應力分布並最好被優化以最大化疲勞壽命。該腔的總形狀影響了彈簧剛度和變形的位置。這影響減震器減小鏈條束共振的效果以及影響減震器的多大接觸面與鏈條背面接觸。該腔最好為橢圓形。橢圓形在本發明中被限定為具有細長形狀使得一個尺寸比第二尺寸大很多。在另一個實施例中，該腔中被填充有一低彈簧剛度材料。低硬度(durometer)彈性體，例如在運動鞋或泡沫材料中發現的凝膠等材料是優選的。該材料必須與高溫和這些應用中使用的油相匹配。其它填充物如金屬或塑料支撐物也可以被用於增加接觸面彈簧剛度。優選用於填充該腔的一種材料是DupontHytrel,—種熱塑聚酯彈性體。這種材料提供良好的化學和溫度耐性並且可以被注塑到減震器腔中。它可在一個硬度範圍內，因此可以使用一個低硬度等級來吸收減震器腔內的能量。參見圖2，該圖示出了沿圖1中2-2線所取得的柔性減震器的橫截面。襯套(16)插入減震器本體(l2)的安裝孔(IO內用於安裝減震器。柔性腔(18)的橫截面也可以看到。在本發明的另一個實施例中，減震器在柔性腔內側具有一用於支撐接觸面的薄金屬片簧，這減少了重量，改善了包裝，增強了減震器的耐用性和促進了減震器的接觸面形狀的保持。其它材料例如塑料也可以用於支撐接觸面。其它類型的彈簧也可以使用。例如盤簧可以用於提供局部支持，而片簧則支持較大區域。參見圖3，本發明的柔性減震器(31)具有減震器本體(32),該減震器本體(32)具有用於接觸鏈條的減震器接觸面(33)。在圖3中，該減震器通過帶有襯套(36)和(37)的安裝孔(34)和(35)被安裝。該柔性減震器具有一位於接觸面(33)後面的柔性腔(38)。該接觸面(33)是柔性的，並且憑著鏈條施加的一個力移動。該柔性表面允許在組裝過程中更大的公差並且允許該減震器具有相對於鏈條背面的負公差。該減震器的柔性被設計為足夠硬以抵禦鏈條共振但是也要足夠柔性以使接觸面上的力最小。在該實施例中，柔性由減震器本體(32)材料的硬度、柔性腔(38)的大小和形狀以及位於減震器(n)接觸面(後面的片簧(")控制。參見圖4,該圖示出了沿圖3中4-4線所取得的柔性減震器的橫截面。襯套(36)插入減震器本體(32)的安裝孔(34)內用於安裝減震器。柔性腔(38)以及該柔性腔內的片簧(39)的橫截面也可以看到。在本發明的另一個實施例中，減震器由兩種不同的彈性體製成，每種彈性體具有不同的硬度計數值或硬度。參見圖5，本發明的柔性減震器(51)具有一減震器本體(52)，該減震器本體(52)具有用於接觸鏈條的減震器接觸面(53)。在圖5中，該減震器通過帶有襯套(56)和(57)的安裝孔(54)和(55)被安裝。該柔性減震器具有一位於接觸面(53)後面的柔性腔(58)。該接觸面(53)是柔性的，並且憑著鏈條施加的一個力移動。該柔性表面允許在組裝過程中更大的公差並且允許該減震器具有相對於鏈條背面的負公差。該減震器具有一條沿減震器接觸面(53)的第一彈性體材料。該減震器具有比第一材料硬度^f氐的構成減震器本體其餘部分的第二彈性體材料(60)。該減震器的柔性被設計為足夠硬以抵禦鏈條共振但是足夠柔以使接觸面上的力最小。在該實施例中，柔性由減震器本體(52)材料的硬度、柔性腔(58)的大小和形狀以及減震器(51)接觸面(53)的材料(59)的厚度和硬度控制。減震器本體的材料特性最好是使得阻尼效果最大化，而耐磨性較不重要。因此損耗模量應該高。本實施例中減震器本體的材料包括但不限於低硬度腈和EAR材料。接觸面材料特性應當優先是耐磨性高而阻尼特徵較不重要。本實施例中接觸面的材料包括但不限於高硬度NBR材料和HNBR材料以及COX-NBR材料。選擇材料的硬度使得接觸面一般是由較高硬度材料構成，以提供耐磨性，而減震器本體一般是由較低硬度材料構成從而具有高能量吸收性。在優選的實施例中，該高硬度彈性體延伸高達接觸面厚度的50%。參見圖6,該圖示出了沿圖5中6-6線所取得的柔性減震器的橫截面。襯套(61)插入減震器本體(52)的安裝孔(54)內用於安裝減震器。柔性腔(58)以及該第一彈性體材料(56)的橫截面也可以看到。本發明的另一個實施例包括片簧和減震器本體，該減震器本體包括兩種具有不同硬度的不同彈性體。該減震器具有一條沿減震器接觸面的第一彈性體材料。該減震器具有比第一材料硬度低的構成減震器本體其餘部分的第二彈性體材料。在一優選實施例中，該腔附帶有看似偏移齒的特徵。這些特徵用於將可變的彈簧剛度設計到該彈性特徵中。當該減震器受到擠壓所述齒彼此接觸。在一實施例中，齒具有直的側面並匯聚一點。在另一個實施例中，齒具有凸形的彎曲表面。齒會在被施加更多的力時以與初始程度不同的程度發生偏移。參見圖7，該圖示出了帶有齒的優選實施例。在該實施例中，柔性減震器(71)具有減震器本體(72)，該減震器本體(72)具有用於接觸鏈條的減震器接觸面(73)。在圖7中，該減震器通過帶有襯套(76)和(77)的安裝孔(74)和(75)被安裝。該柔性減震器具有位於接觸面(73)後面的柔性腔(78)。該接觸面(73)是柔性的，並且憑著鏈條施加的一個力移動。該柔性腔(78)具有齒(79)，該齒(79)在擠壓柔性腔時發生偏移。該柔性表面允許在組裝過程中更大的公差並且允許該減震器具有相對於鏈條背面的負公差。該減震器的柔性被設計為足夠硬以抵禦鏈條共振但是還要足夠柔性以使接觸面上的力最小。在該實施例中，柔性由減震器本體(72)的材料的硬度、柔性腔(78)的大小和形狀以及柔性腔中的齒(79)的大小、形狀、位置和數量控制。參見圖8，該圖示出了鏈條(81)的一部分接觸減震器(83)的接觸面(82)，該減震器具有延伸進柔性腔(85)的齒(84)。鏈條中的張力引起減震器變形使得接觸面的曲率減小。柔性腔變得緊湊，從而上下排齒形成接觸點(86)。隨著接觸面上的壓力增加超過了圖8所示的點，該兩排齒開始相互作用，上排齒漸進地支撐底排並抵抗接觸面的變形。因此，在來自鏈條的壓力使柔性腔變形超過齒對齒接觸的點時，該部件向該減震器提供逐漸增強的彈簧剛度，從而該減震器具有可變的彈簧剛度。因此，本文中描述的本發明的實施例淨皮理解為僅僅示出了本發明原理的應用。在本文中提及具體實施例的細節並非是想限定權利要求的範圍，而權利要求描述了被認為是本發明核心內容的特徵。權利要求1.一種用於鏈條的柔性減震器，該柔性減震器具有用於接觸鏈條的凸形接觸面並且包括一減震器本體，該減震器本體具有形成在所述減震器本體中的柔性腔，該柔性腔與凸形接觸面相鄰並延伸穿過該減震器本體，使得當鏈條施加一力時該接觸面就向該柔性腔偏移，從而擠壓該柔性腔；所述減震器本體由第一材料構成並且該柔性腔填充有具有低於第一材料的彈簧剛度的第二材料。2.如權利要求1所述的減震器，其特徵在於該柔性腔是橢圓形的。3.如權利要求1所述的減震器，還包括位於該柔性腔內並向接觸面方向施加力的片簧。4.如權利要求1所述的減震器，其特徵在於所述減震器本體是由彈性體製成。5.如權利要求1所述的減震器，其特徵在於所述減震器本體是由第一彈性體製成，所述接觸面是由第二彈性體製成。6.如權利要求5所述的減震器，其特徵在於所述第二彈性體比所述第一彈性體硬。7.如權利要求1所述的減震器，其特徵在於所述減震器還包括用於將減震器安裝到應用殼上的安裝特徵。8.如權利要求7所述的減震器，其特徵在於所述安裝特徵包括至少兩個穿過減震器本體的孔，其中所述柔性腔位於所述孔和接觸面之間。9.如權利要求1所述的減震器，其特徵在於所述減震器還包括多個從減震器本體延伸到柔性腔中的相對的齒。10.如權利要求1所述的減震器，其特徵在於所述齒沿柔性腔的長度形成，所述齒偏移使得該減震器具有可變的彈簧剛度。全文摘要本發明有關用於鏈條的柔性減震器。該減震器最好包括彈性體本體和金屬襯套。該柔性特徵使得該減震器以負間隙(negativeclearance)定位在鏈條的背面而不會引起會導致減震器表面過度磨損的表面過載，從而提高了減震器在應用中的有效性。該柔性減震器的另一個優點是減少了與減震器製造和將減震器組裝到鏈系統有關的成本。文檔編號F16H7/08GK101285516SQ20081010813公開日2008年10月15日申請日期2005年11月8日優先權日2004年11月9日發明者B·A·楚爾希爾,L·帕克斯,T·J·萊德維娜申請人:博格華納公司