具有一个插入式阻尼器的驱动轴.pdf

一种用于组装在机动车的管状驱动轴中的插入式阻尼器，包括一个管状管，一个螺旋形缠绕固定在所述管上并且可以弹性变形的刮拭部，以及一个固定在所述管上的波纹绕组。所述刮拭部包括一个呈拱形物形式的弓状卷边，其跨越相互间隔开的支撑件。这种插入式阻尼器被加工成装配在所述驱动轴的腔中，以便使得所述卷边与所述腔的表面摩擦配合，并且利用弹性压配合将所述插件固定在所述驱动轴内部的合适位置处。所述卷边朝向所述腔径向向外突伸至所述绕组的径向外表面之外。

1.  一种用于具有内表面的管状柱体的阻尼插件，包括：
一个具有一定长度和一外表面的管，所述外表面的尺寸配合在所述腔的内部；
一个沿着螺旋路径在通道内绕所述外表面缠绕的刮拭部，在所述通道之间外表面上形成有间隙，该刮拭部包括一个固定在所述管上的基部，从基部径向向外延伸的相互间隔支撑件，以及一个由弹性可变形的材料制成的拱形物，该拱形物跨越所述支撑件之间的开口并且从所述外表面径向向外伸出；以及
一个位于所述外表面上的间隙中的波纹绕组，所述波纹包括具有一个从所述外表面开始延伸的径向高度的波峰，以便使得在所述管被置于所述柱体内部时，所述刮拭部的拱形物径向延伸到该波峰的高度之外，并且与所述柱体的内表面加载接触，由此将该阻尼插件固定到所述柱体上。

2.  根据权利要求1中所述的阻尼插件，其特征在于：所述拱形物还包括一个卷边，该卷边具有一个沿着所述刮拭部进行延伸并且跨越所述开口的径向外凸表面。

3.  根据权利要求1中所述的阻尼插件，其特征在于：所述刮拭部和管均由纸制成。

4.  根据权利要求1中所述的阻尼插件，其特征在于：所述刮拭部由一种弹性体制成。

5.  根据权利要求1中所述的阻尼插件，其特征在于：所述刮拭部基本上在所述管的整个长度上延伸。

6.  根据权利要求1中所述的阻尼插件，其特征在于：所述刮拭部还包括一个径向突起，该径向突起位于所述拱形物的径向外表面上。

7.  根据权利要求1中所述的阻尼插件，其特征在于：所述管由纸制成，而所述绕组也由纸制成。

8.  根据权利要求1中所述的阻尼插件，还包括第一粘结部，用于将所述刮拭部固定到所述管上，和第二粘结部，用于将所述绕组固定到所述管上。

9.  一种用于传递旋转动力的组件，包括一根管状轴，该管状轴具有一个腔和一个设置于所述腔中如权利要求1中所述的阻尼器。

10.  一种用于传递旋转动力的组件，包括一根管状轴，该管状轴具有一个内表面和一个设置于该管状轴内部并且与所述内表面接合的如权利要求1中所述的阻尼器。

具有一个插入式阻尼器的驱动轴
技术领域
本发明涉及一种用于在机动车中传递动力的驱动轴组件。尤其是，本发明涉及一种在管状驱动轴中用于衰减振颤和噪音的阻尼器插件。
背景技术
动力传动系统被广泛用于将动力从一个旋转驱动源传递至一个可旋转的从动机构。例如，在机动车中，发动机/变速器总成会产生出旋转动能，该旋转动能通过一个驱动轴组件被从发动机/变速器总成的输出轴传递至车轴组件的输入轴，由所述车轴组件驱动车辆的轮子。为此，一般的驱动轴组件包括一个中空的圆柱形驱动轴管，具有一对固定在所述管前端部和后端部上的终端配件，比如一对管叉(tube yokes)。前端配件形成了一个前部万向接头的一部分，该前部万向接头将所述发动机/变速器总成的输出轴连接到所述驱动轴管的前端部上。类似地，后端配件形成了一个后部万向接头的一部分，该后部万向接头将所述驱动轴管的后端部连接到所述车轴组件的输入轴上。前部和后部万向接头提供了通过所述驱动轴管从发动机/变速器总成的输出轴至车轴组件的输入轴的旋转驱动连接。
通常，驱动轴组件在工作的同时会经受来自于多种来源的振颤。所希望的是，对这种振颤进行阻尼，来降低车辆中的噪音和振颤。任何机械主体均具有一个天然的谐振频率、组分、尺寸以及形状，其中谐振频率是机械主体的固有性能。谐振频率包括多个子频率，常常被称作谐波。随着一个中空物体的转速发生变化，其会经历其谐振频率中的谐波分量。当所述物体的转速经历这些谐波频率时，由于两个频率同步，所以振颤和噪音会被放大，并且所述物体的转动能量会被不希望地转化成振颤和噪音。
为了对中空物体在旋转过程中可能产生的所不希望噪音进行阻尼，已知存在有多种技术和装置。例如，在一种驱动轴组件中，一个圆柱形纸板插件被设置在管状驱动轴的内部，来对使用过程中产生的噪音进行阻尼。在许多情况下，所述纸板插件的外表面带有一个由弹性体材料制成的实心卷边(solid bead)，该实心卷边沿着所述管的长度方向螺旋延伸。实心的螺旋卷边被设置成利用一个弹性力来与所述管的内表面发生接合，以防止阻尼插件在工作过程中相对于所述管发生移动。随着所述管对动力进行传递，由于扭转载荷和挠曲载荷的作用，所述管的形状会发生变化。已经发现，所述实心螺旋卷边与管内表面的配合会导致所述插件与中空物体一同改变其形状。作为这种形状变化的结果，纸板插件的谐振频率也会发生变化，导致所不希望地降低其对噪音和振颤的阻尼能力。
除了在所述实心件中产生预加载力之外，由于与所述管的内表面发生接触还会对所述卷边进行压缩并且损害其与所述管一同发生弹性变形的能力。湿度的改变会导致纸质插件发生膨胀和收缩，这些会影响阻尼插件与管内表面之间的径向间隙。所述管本身在其壁厚防护和圆度方面存在变化。这些也会影响所述阻尼插件与管内表面之间的径向间隙的尺寸。
尽管这种插件阻尼器已经在吸收驱动轴振颤方面发挥了相当的作用，但是由于扭转和挠曲位移的反复施加和释放，它们趋于相对于驱动轴发生蠕变。温度和湿度的变化也会导致所述插件抵抗驱动轴横剖面发生振动所引起的变形的能力发生变化。
发明内容
为了解决这些缺陷，所述弹性刮拭部上的实心卷边由一个具有凸式外表面的弹性体制弓状卷边或者拱形物所取代。所述卷边包括一个固定于纸板插件上的基部和一个与管状轴内表面发生接合的柔性拱形部分。所述基部和拱形部分限定出一个中空的内部。如果需要，可以在所述螺旋卷边的柔性拱形部分上成形一个向外延伸的突边(nib)。当所述管的物理形状在工作过程中发生变化时，所述螺旋卷边的相对柔性拱形部分中的材料会发生弹性挠曲，以防止所述纸板插件的形状发生变化。因此，所述纸板插件的噪音和振颤阻尼特性基本上保持不变。
根据本发明的噪音和振颤阻尼插件将与具有内表面的管状柱体一同使用。这种阻尼器包括一个具有外表面的管(tube)，所述外表面的尺寸配合所述柱体的内部。一个刮拭部在所述外表面上被绕在螺旋路径上，在所述外表面上，螺旋路径上的连续通道(passes)之间存在间隙。所述刮拭部包括一个固定在所述管上的基部，从基部径向向外延伸的相互间隔支撑件，以及一个由可变形的弹性材料制成地拱形物，该拱形物跨越所述支撑件之间的开口并且从所述外表面径向向外伸出。一个位于所述外表面上的间隙中的波纹绕组(corrugated winding)，被制成带有波峰和波谷，波峰具有一个从所述外表面开始延伸的径向高度，以便使得所述拱形物径向延伸到该波峰之外，并且与所述柱体的内表面加载接触。这种预加载接触会使得所述拱形物发生变形，并且将所述阻尼插件固定到所述柱体上。
对于本技术领域中那些熟练技术人员来说，当结合附图进行阅读时，通过下面对优选实施例的详细描述，本发明的各种目的和优点将变得明了。
图1是一个安装有阻尼器的驱动轴管组件的视图，所述管以沿着其纵轴的剖视图形式示出，所述阻尼器以侧向正视图形式示出；
图2是图1中所示组件的侧向正视图；
图3是一个沿着图1中平面3-3处的放大横剖视图；
图4是一个替代性刮拭部沿着图1中平面3-3的横剖视图；
图5是一个沿着图1中平面5-5处的放大横剖视图；
图6是一个沿着图1中平面6-6处的横剖视图，示出了处于水平面中的波纹绕组和管。
下面参照附图，根据本发明的驱动轴组件10包括一个管状阻尼插件12，该阻尼插件12适合用在一个圆柱形管状驱动轴14中，驱动轴14用于在机动车的动力源、比如发动机或者电动机、与其从动车轮之间的车辆动力传动系统中传递旋转动能。所述轴具有一个圆柱形腔16。
插件12包括一个圆柱形管状芯体18，其由合适数目的纸板层或者其它纤维材料层形成，最好是三个或者四个仿牛皮回收纸板层。一个以螺旋方式缠绕在芯体18外表面上的刮拭部20，通过一个薄的粘结剂涂层被固定在芯体18上。该刮拭部20被以相对于横断平面大约成30度的螺旋角缠绕在所述芯体上。优选的是，所述刮拭部是一种EPDM橡胶的挤出物，所述橡胶的肖氏硬度为50至60，或者是一种弹性物质的挤出物，所述弹性物质的物理性能类似于橡胶，比如是弹性体。
刮拭部20包括一个平整基部22，一个较厚的中心区域24，以及两个法兰26、28，当如在图3和4中那些进行观看时，法兰26、28从区域24沿着相反的侧方向延伸。区域24被制成带有一个拱形物或者弓状卷边30，该拱形物或者弓状卷边30沿着该刮拭部的长度方向延伸，并且跨越位于相互间隔的支撑件34、36之间的开口32，其中支撑件34、36从所述基部的增厚区域24径向向外延伸。优选的是，所述卷边的外轮廓是凸形的。由于所述刮拭部上的卷边30与管14预加载接触、所述刮拭部中的材料的天然弹性性质以及跨越支撑件34、36的卷边薄壁提供的柔性，所以在工作过程中，卷边30与管14一同发生弹性挠曲和变形。与如果所述刮拭部为从芯体18的外表面延伸至管16内表面的实心突起相比，所述卷边与管一同发生挠曲和变形的能力更有效地阻尼了由组件10传递的噪音。
在图4中示出了刮拭部20上的拱形物替代形式30′的横剖视图。一个径向突起或者突边40沿着卷边30′的长度方向延伸，并且位于支撑件34、36之间，处于所述支撑件之间跨度的中心或者附近。该突边40提高了使得芯体12相对于管14发生移动所需的预载荷或者压力。
当将刮拭部20固定到芯体18上时，刮拭部最好保持处于均匀的张力下，来确保其在安装时具有均一的宽度和高度。用于将刮拭部20粘结到芯体18上的粘结剂被涂敷在刮拭部20的平整基部22上，这种粘结剂必须不能透过水分，并且能够将所述刮拭部牢固地粘结到所述芯体上。
在将刮拭部20粘结到芯体18上之后，一个由波纹纸42形成的绕组被以螺旋方式环绕芯体的表面进行缠绕，并且位于环绕所述芯体外表面的刮拭部上的相邻通道之间的螺旋间隙中。绕组42通过粘结剂被粘结在芯体18上。波纹纸43最好是单面的“B”槽型纸，并且以螺旋方式缠绕起来，以便使得波纹显露于阻尼插件12的外表面处。波纹纸绕组42叠置在刮拭部20的侧向法兰26、28上。在将波纹纸绕组42贴覆到芯体18上并且以螺旋方式将其缠绕在芯体18上的同时，支撑件34、36的侧向边缘44、46将绕组42的边缘引导至它们在芯体18上的正确位置。
将刮拭部20的侧向法兰26、28与波纹纸绕组42叠置起来对将刮拭部20粘结到芯体18上进行了补强。波纹绕组42的波峰和波谷48在所述刮拭补的各个螺旋回路之间延伸，如图1中所示。如图6中所示，当以剖视图形式进行观看时，所述波纹呈弓状半圆形形式。
插入式阻尼器12上的波纹纸绕组14的外径基本上对应于驱动轴管14的腔16的直径。卷边30径向突伸到绕组42的波峰外表面之外，足以使得该卷边在所述驱动轴的腔16处与驱动轴内表面以合适的弹力预加载地压配合。这种由于卷边30在管14上的压配合而产生的弹性预载荷会在刮拭部20与腔16的表面之间形成摩擦配合，足以将插入式阻尼器12保持在驱动轴管14中的预期轴向位置处。
位于卷边30′上的突边40类似地突伸到绕组42的径向外表面之外，来使得该突边以合适的弹力预加载地压配合在所述驱动轴的内表面上。与如果突边40延伸到刮拭部20的基部22所能够产生的力相比，由卷边30′对突边40的弹性支撑降低了在突边40中由于所述预加载而产生的压缩力。类似地，由于突边40在管14上的压配合而产生的弹性预载荷会在刮拭部20与腔16的表面之间形成摩擦配合，足以将插入式阻尼器12保持在驱动轴管14中的预期轴向位置处。
按照专利法规的规定，已经在本发明的优选实施例中对本发明的原理和工作方式进行了解释和图示。但是，必须明白的是，在不脱离本发明的精神实质或者保护范围的条件下，本发明可以以除已经具体解释和图示的方式之外的方式进行实施。