專利名稱：轉(zhuǎn)向柱中的用于振動衰減的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在安裝在轉(zhuǎn)向主軸上的車輛方向盤中的用于使振動衰減的裝置，轉(zhuǎn)向主軸通過轉(zhuǎn)向聯(lián)動裝置連接到一對轉(zhuǎn)向輪。
背景技術：
先前從GB2274263中已知一種類型的振動阻尼器，其中描述了轉(zhuǎn)向聯(lián)動裝置中的阻尼橡膠襯套，該阻尼橡膠襯套用于衰減來自路面和車輛轉(zhuǎn)向輪中的不平衡的振動。這種類型的振動阻尼器的缺點是當橡膠襯套老化和變干時，橡膠襯套會失去其彈性，結(jié)果導致形成裂紋和使阻尼作用變?nèi)酢?br> 從EP442570中已知另一種類型的阻尼器，其描述了具有液體阻尼器的轉(zhuǎn)向柱，轉(zhuǎn)向柱和包圍轉(zhuǎn)向柱的外殼的內(nèi)表面具有大量在彼此之間徑向延伸的盤狀件或板狀件，盤狀件之間的間隔填充有液體，如果在轉(zhuǎn)向柱中出現(xiàn)振動，則該液體使盤狀件之間的相對運動衰減。該解決方案的缺點是它包括大量密封件，這些密封件遭受來自車輪和轉(zhuǎn)向聯(lián)動裝置的振動，且還在轉(zhuǎn)向柱的旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動發(fā)生時遭受徑向負荷，因而，經(jīng)常有阻尼液泄漏的風險，阻尼液泄漏又將導致范圍廣泛的故障查尋和復雜的修理。
上面表明的例子的公共特征還在于，它們主要打算用來衰減低頻振動。它們打算衰減的最高頻率是由一個或多個車輪中的不平衡引起的振動。
本發(fā)明目的在于通過生產(chǎn)一種簡單、不需維護的振動阻尼器來解決上述問題，本發(fā)明的另一個目的是生產(chǎn)一種簡單的阻尼器，其能衰減各種頻率的振動，特別是高頻振動，例如由車輛發(fā)動機或由其驅(qū)動的輔助設備引起的振動。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目標是提供一種用來產(chǎn)生簡單、不需維護的振動阻尼器的裝置，如果需要，其也能適合不同頻率。該解決方案由涉及使振動衰減的裝置的專利權利要求1中的特征描述。
本發(fā)明涉及一種在安裝在轉(zhuǎn)向主軸上的車輛方向盤中的用于使振動衰減的裝置，轉(zhuǎn)向主軸通過轉(zhuǎn)向聯(lián)動裝置連接到一對轉(zhuǎn)向輪。根據(jù)優(yōu)選實施方式，轉(zhuǎn)向主軸包括沿著其縱向軸線的空心部，該空心部填充有預定高度的粒狀材料，該高度與空心部的形狀和橫截面積以及待衰減振動的頻率范圍成比例。通過測量空心部的尺寸，能計算具有規(guī)定密度的預定材料的體積，該體積是必需的以便使處于施加到車輛的頻率范圍中的振動衰減。
優(yōu)選地，該裝置裝置成使高頻振動衰減，高頻振動能從車輛發(fā)動機或由發(fā)動機驅(qū)動的輔助設備通過車輛的底盤或轉(zhuǎn)向聯(lián)動裝置傳遞。振動的頻率能根據(jù)車輛類型、發(fā)動機尺寸和發(fā)動機型式而變化，對于同樣類型的轉(zhuǎn)向主軸，通過選擇材料、顆粒尺寸和部分的填充高度，能衰減不同的頻率或頻率范圍。
使振動衰減的裝置布置成使頻率超過30Hz的振動衰減，30Hz基本上對應發(fā)動機的最低怠速轉(zhuǎn)數(shù)。然而，該裝置用來使諧振衰減，該諧振的頻率處于與車輛的整個發(fā)動機轉(zhuǎn)速表對應的范圍內(nèi)，例如20-150Hz，用于卡車的轉(zhuǎn)速表可以是500-3000rpm，而私人汽車的對應數(shù)字可以是800-7000rpm。
優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向主軸的空心部具有圓形或環(huán)形的橫截面，雖然其它的橫截面也是可能的。圓形部能由管狀轉(zhuǎn)向主軸的分隔部組成，而環(huán)形部能由位于實心或空心的轉(zhuǎn)向主軸周圍且固定到其上的圓柱形或圓錐形部組成。在該連接中，空心部可以在其上端和下端被關閉，且具有至少一個可關閉的開口，用來填充、騰空或交換粒狀材料。
優(yōu)選地，粒狀材料由耐磨材料組成，該耐磨材料的平均直徑可以在0.1到5mm的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選地在0.5到1mm的范圍內(nèi)選擇。該材料可以或多或少地由球形顆?；蚯驙罴M成，球形顆?；蚯驙罴设F磁材料如鋼或陶瓷材料制成。球形顆?；蚯驙罴梢允菃钨|(zhì)的或燒結(jié)的，其它類型的材料如硅/玻璃或上述材料的混合物也是可能的。建議粒狀材料應該具有超過3000kg/m3的密度。


下面將參考在附圖中表示的例證性的實施方式更詳細地描述本發(fā)明，其中圖1表示具有本發(fā)明的轉(zhuǎn)向主軸的車輛的示意圖；圖2A表示本發(fā)明的振動阻尼器，其位于轉(zhuǎn)向主軸中央；圖2B表示本發(fā)明的振動阻尼器，其位于轉(zhuǎn)向主軸周圍；圖2C表示具有圓錐基本形狀的振動阻尼器，其位于轉(zhuǎn)向主軸周圍；圖2D表示本發(fā)明的振動阻尼器，其可拆卸地位于轉(zhuǎn)向主軸中央。
具體實施例方式
圖1概略地表示具有駕駛室1的車輛，其中安裝著用于使車輛轉(zhuǎn)向的方向盤2。方向盤2連接到轉(zhuǎn)向主軸3，轉(zhuǎn)向主軸3包括一個或多個優(yōu)選地連接到一個或多個萬象節(jié)4的部分3a、3b。轉(zhuǎn)向主軸3連接到轉(zhuǎn)向裝置5，轉(zhuǎn)向裝置5能通過轉(zhuǎn)向聯(lián)動裝置6對一對車輪7起作用以便使車輛轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向主軸能在支承件8中延伸，支承件8的上部具有安裝在車輛駕駛室或儀表板上的附件9，支承件8的下部固定到駕駛室的地板10。
轉(zhuǎn)向主軸3的上部3a具有振動阻尼器11，其可以位于轉(zhuǎn)向主軸中或轉(zhuǎn)向主軸周圍，如能從圖2A-D看到的。
圖2A表示具有圓形橫截面和沿著其縱向軸線X具有圓柱形基本形狀的轉(zhuǎn)向主軸3。上圓板和下圓板12、13在轉(zhuǎn)向主軸3中限定了內(nèi)腔14，該腔填充有預定高度的粒狀材料15。關于具有規(guī)定密度的預定材料的體積來計算板之間的距離Y1，該體積是必需的以便使處于施加到車輛的頻率范圍中的振動衰減。板12、13可以靠著轉(zhuǎn)向主軸的內(nèi)表面中的肩部或凹入部地安裝或借助于焊接、錫焊、粘結(jié)或另外的合適方法固定，關于轉(zhuǎn)向主軸的內(nèi)部尺寸、材料厚度和材料確定安裝方法。通過接近上板12的轉(zhuǎn)向主軸3的壁中的開口16來填充粒狀材料，優(yōu)選地，開口由帶螺紋的插塞17封閉，但也能由被牢固地粘結(jié)、錫焊或焊接在開口16中的插塞永久地封閉，也能使用具有可拆卸安裝或永久安裝的按扣功能的插塞。
圖2B表示具有圓形橫截面和沿著其縱向軸線X具有圓柱形基本形狀的轉(zhuǎn)向主軸3。該轉(zhuǎn)向主軸3具有外套管18，外套管18具有相同的基本形狀但具有更大的直徑。套管18的上端和下端由環(huán)形板19、20組成，環(huán)形板19、20的內(nèi)表面支靠在轉(zhuǎn)向主軸的外表面上，因而，套管18、19、20限定了沿著轉(zhuǎn)向主軸3的外周的腔21，該腔填充有預定高度的粒狀材料22。腔的容積由環(huán)形板之間的距離Y2和轉(zhuǎn)向主軸3的外徑r與套管的內(nèi)徑R之間的差確定。借助于這些尺寸，能計算具有規(guī)定密度的預定材料的體積，該體積是必需的以便使處于施加到車輛的頻率范圍中的振動衰減。
通過套管18的壁的上部中的第一開口23來填充粒狀材料，優(yōu)選地，開口由帶螺紋的插塞24封閉，但也可以由彈簧鎖插塞封閉。為了能騰空或交換粒狀材料，套管具有其下部中的第二開口25，開口25由另外的、第二插塞26封閉。
如果材料的騰空是不恰當?shù)?，則套管具有上部開口，該上部開口由被牢固地扣合、粘結(jié)、錫焊或焊接在開口中的插塞永久地封閉。
圖2C表示根據(jù)上面的圖2B的阻尼器的一種替換實施方式。根據(jù)該實施方式，轉(zhuǎn)向主軸3具有圓錐形基本形狀的外套管26。如能從圖中看到的，圓錐形套管26在其下端直接毗連轉(zhuǎn)向主軸3的外周，而其上端具有毗連轉(zhuǎn)向主軸的環(huán)形板27以便形成內(nèi)腔28。腔28填充有預定高度的粒狀材料29，通過套管26的壁的上部中的第一開口30來填充粒狀材料，優(yōu)選地，開口由帶螺紋的插塞31封閉，或也可以由彈簧鎖插塞封閉。如上所述，永久封閉也是可能的。
圖2D表示具有可拆卸阻尼器32的實施方式，可拆卸阻尼器32位于空心的轉(zhuǎn)向主軸3之內(nèi)。阻尼器32包括在兩端被一對板34、35封閉的圓筒33，貫穿螺釘36貫穿所述板34、35中的中央切口，螺釘?shù)念^部37支靠在上板34上，其帶螺紋的端部38貫穿固定到下板35的螺母39。以如上所述相同的方式，套管具有用來填充粒狀材料41的插塞40。根據(jù)該實施方式，在安裝到轉(zhuǎn)向主軸3中之前，圓筒的內(nèi)腔填充有如上述計算的材料體積。圓筒33的外徑以這樣一種方式適合轉(zhuǎn)向主軸3的內(nèi)徑，即圓筒33滑動配合地在主軸3中延伸。當阻尼器32已經(jīng)位于沿著轉(zhuǎn)向主軸的縱向軸線X的正確位置中時，例如，靠著止動件42，就能將螺釘36上緊。由螺釘36引起的夾緊力向外擠壓圓筒的壁并相對于轉(zhuǎn)向主軸3鎖定阻尼器。
上面的腔能形成合適尺寸以便精確地符合計算的體積，但也能設計成稍大的以便便于填充。上面簡述的實施方式涉及橫截面基本上為圓形的轉(zhuǎn)向主軸，但它當然能使用其它的橫截面，例如正方形橫截面。
根據(jù)優(yōu)選實施方式，粒狀材料由球形顆粒或球狀件組成，球形顆?；蚯驙罴设F磁材料制成，優(yōu)選地由鋼制成。鋼球可以是單質(zhì)的或燒結(jié)的。優(yōu)選地，鋼球用來衰減在550-1300rpm范圍內(nèi)的速度，該速度范圍對應頻率范圍25-65Hz。
不應認為本發(fā)明局限于上述例證性的實施方式，而是在下面的專利權利要求的范圍內(nèi)，可想到大量另外的改變和變化。
權利要求
1.一種在安裝在轉(zhuǎn)向主軸上的車輛方向盤中的用于使振動衰減的裝置，所述轉(zhuǎn)向主軸通過轉(zhuǎn)向聯(lián)動裝置連接到一對轉(zhuǎn)向輪，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸包括沿著其縱向軸線的空心部，該空心部填充有預定高度的粒狀材料。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述高度與所述空心部的橫截面積和振動的頻率范圍成比例，能計算具有規(guī)定密度的粒狀材料的體積，該體積是必需的以便使處于施加到車輛的頻率范圍中的振動衰減。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于所述空心部填充有預定高度的具有規(guī)定顆粒尺寸和規(guī)定密度的材料，所述空心部裝置成使頻率超過20Hz的振動衰減。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于所述空心部填充有預定高度的具有規(guī)定顆粒尺寸和規(guī)定密度的材料，所述空心部裝置成使頻率在20-150Hz范圍內(nèi)的振動衰減。
5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于所述空心部填充有預定高度的具有規(guī)定顆粒尺寸和規(guī)定密度的材料，所述空心部裝置成使諧振衰減，該諧振的頻率處于與車輛的發(fā)動機轉(zhuǎn)速表(speed register)對應的范圍內(nèi)。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸的空心部具有圓形的橫截面。
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸的空心部具有環(huán)形的橫截面。
8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸的空心部具有圓柱形的基本形狀。
9.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸的空心部具有圓錐形的基本形狀。
10.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)向主軸的空心部包括可拆卸地安裝在轉(zhuǎn)向主軸中的封閉圓筒。
11.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料的是耐磨的。(10)
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料具有在0.1-5mm范圍內(nèi)的平均直徑。
13.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料具有超過3000kg/m3的密度。
14.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料由球形的金屬球組成。
15.如權利要求14所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料由鋼球組成。
16.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料由陶瓷材料組成。
17.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述粒狀材料由硅或玻璃組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在安裝在轉(zhuǎn)向主軸上的車輛方向盤中的用于使振動衰減的裝置，轉(zhuǎn)向主軸通過轉(zhuǎn)向聯(lián)動裝置連接到一對轉(zhuǎn)向輪。根據(jù)優(yōu)選實施方式，轉(zhuǎn)向主軸包括沿著其縱向軸線的內(nèi)或外空心部，該空心部填充有預定高度的粒狀材料，該高度與空心部的形狀和橫截面積以及待衰減振動的頻率范圍成比例。通過測量空心部的尺寸，能計算具有規(guī)定密度的預定材料的體積，該體積是必需的以便使處于施加到車輛的頻率范圍中的振動衰減。
文檔編號B62D1/19GK1771159SQ200480009619
公開日2006年5月10日 申請日期2004年2月27日 優(yōu)先權日2003年4月10日
發(fā)明者J－O·博丁 申請人:沃爾沃·拉斯特韋格納公司