專利名稱：摩擦阻尼支柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種支柱，更具體的，涉及一種彈簧加載的摩擦阻尼支柱，該支柱具有用于衰減運(yùn)動(dòng)且協(xié)同操作的楔形件發(fā)明背景在大量應(yīng)用中，利用減振器和減振支柱、特別是摩擦阻尼支柱來(lái)吸收和衰減振蕩運(yùn)動(dòng)。其應(yīng)用包括進(jìn)行重復(fù)性振蕩運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)的運(yùn)載工具及機(jī)械設(shè)備。通常，利用彈性裝置來(lái)吸收荷載，而利用各種協(xié)同操作部件的粘性或摩擦運(yùn)動(dòng)來(lái)吸收及衰減振動(dòng)。
現(xiàn)有技術(shù)的代表是Snyder的美國(guó)專利No.2,429,140(1947)，其公開(kāi)了一種具有摩擦單元的減振器，利用擴(kuò)展器來(lái)啟動(dòng)該摩擦單元。
現(xiàn)有技術(shù)的又一代表是Paton等的美國(guó)專利No.4,606,442(1986)，其公開(kāi)了一種具有減振靴的裝置，利用兩楔形圈引導(dǎo)該減振靴，且該減振靴橫向楔入兩楔形圈內(nèi)。
摩擦減振支柱組件可用在張緊裝置中。張緊裝置用于給發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)帶預(yù)加荷載，由此使操作效率達(dá)到最大、使帶操作過(guò)程中的噪音和振動(dòng)降至最小。
現(xiàn)有技術(shù)的代表是Simpson的美國(guó)專利No.5,951,423(1999)，其公開(kāi)了一種機(jī)械摩擦張緊裝置，該裝置具有彈簧加載的楔形塊和摩擦阻尼。該張緊裝置具有與彈簧加載的楔形塊相協(xié)作的一種楔形活塞。當(dāng)活塞向內(nèi)移動(dòng)時(shí)，就向外推動(dòng)楔形塊以提供摩擦阻尼。
現(xiàn)有阻尼支柱較復(fù)雜，且不能提供非對(duì)稱的阻尼。
因此，需要這樣一種阻尼支柱，其具有簡(jiǎn)化的協(xié)同操作楔形件。需要這樣一種阻尼支柱，其具有提供成比例摩擦阻尼的簡(jiǎn)化楔形件。需要一種提供非對(duì)稱阻尼的阻尼支柱。需要一種具有阻尼支柱的張緊裝置，該阻尼支柱具有簡(jiǎn)化的楔形件。本發(fā)明滿足這些需要。
發(fā)明概述本發(fā)明的主要方面是提供這樣一種阻尼支柱，其具有簡(jiǎn)化的協(xié)同操作楔形件。
本發(fā)明的另一方面是提供這樣一種阻尼支柱，其具有提供成比例摩擦阻尼的簡(jiǎn)化楔形件。
本發(fā)明的另一方面是一種提供非對(duì)稱阻尼的阻尼支柱。
本發(fā)明的另一方面是提供一種具有阻尼支柱的張緊裝置，該阻尼支柱具有簡(jiǎn)化的楔形件。
本發(fā)明的其它方面將在以下本發(fā)明說(shuō)明書及附圖中指出或由它們變得明顯。
本發(fā)明包括一種摩擦阻尼支柱。該支柱包括在外殼內(nèi)滑動(dòng)的內(nèi)圓筒。一彈簧使內(nèi)圓筒軸向偏離外殼。第一楔形件與第二楔形件協(xié)作接合。第一楔形件與內(nèi)圓筒摩擦接合，以當(dāng)內(nèi)圓筒被壓入外殼內(nèi)時(shí)，該第一楔形件給第二楔形件施加壓力，使得第一楔形件徑向擴(kuò)張，從而增大第一楔形件與內(nèi)圓筒之間的摩擦力。第二彈簧給第一楔形件預(yù)加朝向第二楔形件的荷載。帶張緊器可采用此阻尼支柱，以給帶預(yù)加荷載并衰減帶的振蕩。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明附圖及其說(shuō)明用以說(shuō)明本發(fā)明的原理，這些附圖納入本說(shuō)明書中且構(gòu)成該說(shuō)明書的一部分，它們表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


圖1是本發(fā)明支柱的橫截面示意圖。
圖2是本發(fā)明支柱的橫截面分解示意圖。
圖3表示本發(fā)明支柱用在帶張緊裝置上的俯視圖。
圖4是第一楔形件的俯視圖。
圖5是沿圖4中5-5線的第一楔形件的橫截面示意圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明圖1是本發(fā)明支柱的橫截面示意圖。支柱200包括圓筒形外殼201。襯墊206裝襯外殼201的內(nèi)表面。該襯墊206具有預(yù)定的摩擦系數(shù)，可改變此摩擦系數(shù)以增大或減小摩擦力。內(nèi)圓筒208與襯墊206滑動(dòng)接合。該圓筒208在襯墊206內(nèi)沿著軸A-A縱向移動(dòng)，從而在外殼201內(nèi)與其同軸地移動(dòng)。
圓筒208對(duì)第一偏壓件或彈簧202施加壓力，該第一偏壓件或彈簧202迫使圓筒208沿著軸A-A軸向離開(kāi)外殼201。彈簧202具有彈簧剛性系數(shù)k，基于操作過(guò)程中施加給支柱的荷載L選擇該系數(shù)k以確保正確操作。
管210與外殼201連接且在該外殼201內(nèi)與其同軸地延伸，同時(shí)管210與外殼201之間具有足夠的徑向間隙以允許將彈簧202放置在該管210與襯墊206之間。第二楔形件204形成在管210的一端。
第二偏壓件或彈簧207向滑動(dòng)件212和楔形件204施加壓力。滑動(dòng)件212與管210的內(nèi)表面滑動(dòng)接合。桿211與滑動(dòng)件212固定連接，從而把彈簧207限制在該滑動(dòng)件212與楔形件204之間。彈簧207壓迫位于桿211的一端222與楔形件204之間的楔形件209。桿211經(jīng)由楔形件204與一孔滑動(dòng)嚙合。
第一楔形件209還包括表面214，該表面214與圓筒208上的協(xié)作表面213摩擦接合，參見(jiàn)圖4和5，每幅圖都表示了該楔形件209的細(xì)節(jié)。與僅以圓筒狀或管狀表面213和214為基礎(chǔ)可能獲得的法向力相比，折疊式(pleated form)表面213和214允許更大的法向力作用于表面區(qū)域。特別的，摩擦力是表面摩擦系數(shù)、表面積以及作用給表面區(qū)域的力的函數(shù)?？赏ㄟ^(guò)提高法向力來(lái)增大摩擦力。依靠折疊狀表面213和214所獲得的傾斜接觸面，本發(fā)明支柱的法向力大于相同尺寸的現(xiàn)有支柱的法向力。對(duì)于彈簧207的每單位輸出而言，表面213和214產(chǎn)生更大的摩擦力，并因而產(chǎn)生更大的阻尼力，從而提供了一種在較小的物理包裝內(nèi)阻尼能力增大的創(chuàng)造性支柱。楔形件209還具有截頭圓錐形孔221。楔形件204與該孔221協(xié)作接合。
在操作時(shí)，響應(yīng)于荷載L，蓋205和圓筒208沿方向D1移動(dòng)。彈簧207的偏壓作用以及表面213與表面214之間的摩擦接合阻止圓筒208沿方向D1移動(dòng)。表面213與表面214之間的這種摩擦接合迫使楔形件209與楔形件204壓力接合。由于楔形件204的截頭圓錐形，當(dāng)楔形件209被推向楔形件204時(shí)，這種作用使得楔形件209徑向擴(kuò)張。楔形件209的這種徑向擴(kuò)張就增大了表面213和表面214上的垂直荷載，從而增大了該表面213與表面214之間的摩擦力。摩擦力增大就使得圓筒208沿方向D1移動(dòng)的阻力增大，從而衰減了該圓筒208的移動(dòng)。
圓筒208沿方向D2移動(dòng)使得楔形件209施加給該圓筒208的摩擦力減小。更特別的，楔形件209沿方向D2略微移動(dòng)就減小了作用給楔形件204的力。但是，由于彈簧207作用在與桿212連接的部件212上，該桿212反過(guò)來(lái)限制楔形件209的進(jìn)一步移動(dòng)，因此該楔形件209受到阻止其進(jìn)一步沿方向D2移動(dòng)的阻力。這可起到減小表面213上法向力的效果，從而減小該表面213與表面214之間的摩擦力。結(jié)果，圓筒208沿方向D1的移動(dòng)相對(duì)于沿方向D2的移動(dòng)是不對(duì)稱的，因?yàn)榕c方向D1相比，在方向D2上受到的摩擦力以及由此的阻尼力減小。
圖2是本發(fā)明支柱的橫截面分解示意圖。滑動(dòng)件212壓配合在桿211的一端上或者與該桿211的一端連接。彈簧207被限制在滑動(dòng)件212與楔形件204之間。由彈簧207施加的力將楔形件204壓向楔形件209的內(nèi)截頭圓錐形面。楔形件204相對(duì)于軸A-A表現(xiàn)出角度α。
襯墊206與外殼201的內(nèi)表面220接合。通過(guò)改變彈簧207的彈簧剛性系數(shù)k，可調(diào)節(jié)支柱的阻尼度。增大彈簧剛性系數(shù)將增大楔形件204作用給楔形件209的法向力，從而增大阻尼系數(shù)。反過(guò)來(lái)也成立，即，減小彈簧剛性系數(shù)將減小楔形件204作用給楔形件209的法向力，從而減小阻尼系數(shù)。也可通過(guò)改變對(duì)阻尼度產(chǎn)生直接影響的角度α來(lái)調(diào)節(jié)法向力。改變角度α將改變楔形件209對(duì)著圓筒208的擴(kuò)張范圍。
本領(lǐng)域技術(shù)人員都能認(rèn)識(shí)到，彈簧202的彈簧剛性系數(shù)決定了支柱能夠承受的荷載L大小。即，對(duì)于適當(dāng)應(yīng)用而言，L的大小將隨著彈簧202剛性系數(shù)的可能變化而增大或減小。
圖3表示用在帶張緊器上的本發(fā)明支柱的俯視圖。支柱200經(jīng)由與外殼201連接的附件231在樞軸600處與發(fā)動(dòng)機(jī)組可樞轉(zhuǎn)連接。支柱200的另一端具有與圓筒208連接的連接器230。該連接器230在樞軸700處與滑輪基座400可樞轉(zhuǎn)連接。滑輪300可轉(zhuǎn)動(dòng)地與該基座400連接。基座400在樞軸500處與發(fā)動(dòng)機(jī)組可樞轉(zhuǎn)連接。帶B串繞在發(fā)動(dòng)機(jī)前端輔助傳動(dòng)系統(tǒng)上的滑輪P1、P2以及P3之間。張緊器維持該帶內(nèi)具有適當(dāng)?shù)念A(yù)定張力，以防止帶噪音(belt noise)和帶打滑。如本說(shuō)明書中其它地方所描述的，帶張力以及反過(guò)來(lái)的支柱荷載是彈簧202的彈簧剛性系數(shù)的函數(shù)。較高的彈簧剛性系數(shù)允許支柱及張緊器承受較大的荷載。
圖4是第一楔形件的俯視圖。楔形件209包括在星形圖案中徑向延伸的突起251，但對(duì)于本發(fā)明目的而言任何平面圖案都是可接受的，只要表面213和表面214具有相互協(xié)作的形狀。突起251的表面214與協(xié)作表面213(未表示)接合。槽250部分軸向地延伸過(guò)楔形件209。槽250允許當(dāng)?shù)诙ㄐ渭?04施加壓力時(shí)，楔形件209部分地徑向向外擴(kuò)張。
圖5是沿圖4中5-5線的第一楔形件的橫截面示意圖。所示槽250部分軸向地延伸穿過(guò)楔形件209。桿211延伸穿過(guò)孔252。
盡管在此已描述了本發(fā)明的單獨(dú)一種形式，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，在不脫離這里所述本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可對(duì)部件構(gòu)造和關(guān)系作出變化。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)7.一種支柱，包括軸向接合的第一圓筒和第二圓筒；第一偏壓件，其與所述第一圓筒和第二圓筒接合；第一楔形件，其表面與所述第二圓筒的表面摩擦接合，所述第一楔形件可相對(duì)于所述第二圓筒移動(dòng)；第二楔形件，其相對(duì)于所述第一圓筒固定且可與所述第一楔形件接合，所述第一楔形件可由于其對(duì)著所述第二楔形件的移動(dòng)而擴(kuò)張，從而增大所述第一楔形件與所述第二圓筒之間的摩擦力。
8.如權(quán)利要求7所述的支柱，還包括第二偏壓件，其與所述第一楔形件接合，從而當(dāng)所述第一楔形件與所述第二楔形件之間的壓力減小時(shí)，所述第一楔形件的第一移動(dòng)被抵制。
9.如權(quán)利要求8所述的支柱，其特征在于當(dāng)所述第一楔形件與所述第二楔形件之間的壓力增大時(shí)，所述第二偏壓件促進(jìn)所述第一楔形件的第二移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的支柱，其特征在于所述第一楔形件具有截頭圓錐形孔，所述第二楔形件與所述截頭圓錐形孔協(xié)作接合。
11.如權(quán)利要求10所述的支柱，還包括一部件，其與所述第一楔形件連接，且與所述第二偏壓件的第二端接合，由此通過(guò)所述第二偏壓件作用于該部件來(lái)對(duì)所述第一楔形件的移動(dòng)起作用。
12.如權(quán)利要求11所述的支柱，其特征在于，所述部件還包括一桿，其滑動(dòng)地穿過(guò)所述第二楔形件內(nèi)的一孔延伸，由此所述第二偏壓件相對(duì)于所述第二楔形件位于所述第一楔形件的相反位置。
13.如權(quán)利要求7所述的支柱，其特征在于所述第一楔形件的表面呈折疊形。
14.如權(quán)利要求9所述的支柱，還結(jié)合有基座，其可樞轉(zhuǎn)地安裝在一表面上；
滑輪，其具有帶支承面，所述滑輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述基座上；以及所述支柱的第一端樞轉(zhuǎn)地安裝在所述基座上，所述支柱的第二端可樞轉(zhuǎn)地安裝在一表面上。
15.一種阻尼支柱，包括一對(duì)協(xié)同操作的楔形件，該對(duì)楔形件被一起偏壓且被限制成同軸地移動(dòng)，至少所述一個(gè)楔形件與一可移動(dòng)表面摩擦接合，由此所述可移動(dòng)表面的移動(dòng)使得所述楔形件壓向另一個(gè)楔形件，從而增大所述楔形件與所述可移動(dòng)表面之間的法向力并阻止所述可移動(dòng)表面的移動(dòng)。
16.如權(quán)利要求15所述的阻尼支柱，其特征在于所述可移動(dòng)表面的第二移動(dòng)減小所述楔形件與所述可移動(dòng)表面之間的法向力。
17.如權(quán)利要求16所述的阻尼支柱，還包括所述楔形件固定在一基座上；所述基座具有與所述可移動(dòng)表面摩擦接合的一表面。
18.如權(quán)利要求17所述的阻尼支柱，其特征在于所述基座表面和所述可移動(dòng)表面沿著所述可移動(dòng)表面的移動(dòng)軸被偏壓分開(kāi)。
19.如權(quán)利要求18所述的阻尼支柱，其特征在于所述可移動(dòng)表面和所述基座表面基本上為圓筒形。
權(quán)利要求
1.一種支柱，包括第一部件；第二部件，其與所述第一部件軸向接合；偏壓件，其接合在所述第一部件與所述第二部件之間；第一楔形件，其具有一軸線且與所述第二部件滑動(dòng)接合；第二楔形件，其與所述第一部件連接且具有一軸線；第二偏壓件，其具有第一端，所述第一端被不可移動(dòng)地固定；一部件，其與所述第一楔形件連接，且與所述第二偏壓件的第二端接合，從而通過(guò)所述第二偏壓件作用于該部件來(lái)對(duì)所述第一楔形件的移動(dòng)起作用；所述第二楔形件與所述第一楔形件軸向接合；以及所述第一楔形件可響應(yīng)于來(lái)自所述第二楔形件的壓力而擴(kuò)張。
2.如權(quán)利要求1所述的支柱，其特征在于所述第一楔形件具有截頭圓錐形孔；以及所述第二楔形件與所述截頭圓錐形孔協(xié)作接合。
3.如權(quán)利要求2所述的支柱，其特征在于所述第一部件和第二部件同軸接合。
4.如權(quán)利要求3所述的支柱，其特征在于所述第一楔形件還包括折疊形狀的外摩擦面；以及所述第二部件具有折疊形狀的內(nèi)表面，用于與所述第一楔形件的外摩擦面協(xié)作接合。
5.如權(quán)利要求3所述的支柱，其特征在于所述第一楔形件的外摩擦面與所述第二部件的內(nèi)表面都具有一摩擦系數(shù)。
6.如權(quán)利要求3所述的支柱，其特征在于，所述部件還包括一桿，其滑動(dòng)地穿過(guò)所述第二楔形件內(nèi)的一孔延伸，由此所述第二偏壓件相對(duì)于所述第二楔形件位于所述第一楔形件的相反位置。
7.一種支柱，包括軸向接合的第一圓筒和第二圓筒；第一偏壓件，其與所述第一圓筒和第二圓筒接合；第一楔形件，其表面與所述第二圓筒的表面摩擦接合，所述第一楔形件可相對(duì)于所述第二圓筒移動(dòng)；第二楔形件，其相對(duì)于所述第一圓筒固定且可與所述第一楔形件接合，所述第一楔形件可由于其對(duì)著所述第二楔形件的移動(dòng)而擴(kuò)張，從而增大所述第一楔形件與所述第二圓筒之間的摩擦力。
9.如權(quán)利要求8所述的支柱，還包括第二偏壓件，其與所述第一楔形件接合，從而當(dāng)所述第一楔形件與所述第二楔形件之間的壓力減小時(shí)，所述第一楔形件的第一移動(dòng)被抵制。
10.如權(quán)利要求9所述的支柱，其特征在于當(dāng)所述第一楔形件與所述第二楔形件之間的壓力增大時(shí)，所述第二偏壓件促進(jìn)所述第一楔形件的第二移動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的支柱，其特征在于所述第一楔形件具有截頭圓錐形孔，所述第二楔形件與所述截頭圓錐形孔協(xié)作接合。
12.如權(quán)利要求11所述的支柱，還包括一部件，其與所述第一楔形件連接，且與所述第二偏壓件的第二端接合，由此通過(guò)所述第二偏壓件作用于該部件來(lái)對(duì)所述第一楔形件的移動(dòng)起作用。
13.如權(quán)利要求12所述的支柱，其特征在于，所述部件還包括一桿，其滑動(dòng)地穿過(guò)所述第二楔形件內(nèi)的一孔延伸，由此所述第二偏壓件相對(duì)于所述第二楔形件位于所述第一楔形件的相反位置。
14.如權(quán)利要求7所述的支柱，其特征在于所述第一楔形件的表面呈折疊形。
15.如權(quán)利要求10所述的支柱，還結(jié)合有基座，其可樞轉(zhuǎn)地安裝在一表面上；滑輪，其具有帶支承面，所述滑輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述基座上；以及所述支柱的第一端樞轉(zhuǎn)地安裝在所述基座上，所述支柱的第二端可樞轉(zhuǎn)地安裝在一表面上。
16.一種阻尼支柱，包括一對(duì)協(xié)同操作的楔形件，該對(duì)楔形件被一起偏壓且被限制成同軸地移動(dòng)，至少所述一個(gè)楔形件與一可移動(dòng)表面摩擦接合，由此所述可移動(dòng)表面的移動(dòng)使得所述楔形件壓向另一個(gè)楔形件，從而增大所述楔形件與所述可移動(dòng)表面之間的法向力并阻止所述可移動(dòng)表面的移動(dòng)。
17.如權(quán)利要求16所述的阻尼支柱，其特征在于所述可移動(dòng)表面的第二移動(dòng)減小所述楔形件與所述可移動(dòng)表面之間的法向力。
18.如權(quán)利要求17所述的阻尼支柱，還包括所述楔形件固定在一基座上；所述基座具有與所述可移動(dòng)表面摩擦接合的一表面。
19.如權(quán)利要求18所述的阻尼支柱，其特征在于所述基座表面和所述可移動(dòng)表面沿著所述可移動(dòng)表面的移動(dòng)軸被偏壓分開(kāi)。
20.如權(quán)利要求19所述的阻尼支柱，其特征在于所述可移動(dòng)表面和所述基座表面基本上為圓筒形。
全文摘要
本發(fā)明包括一種摩擦阻尼支柱。該支柱包括在外殼(201)內(nèi)滑動(dòng)的內(nèi)圓筒(208)。一彈簧(202)使內(nèi)圓筒軸向偏離外殼。第一楔形件(209)與第二楔形件(204)協(xié)作接合。第一楔形件與內(nèi)圓筒摩擦接合，以當(dāng)內(nèi)圓筒被壓入外殼內(nèi)時(shí)，該第一楔形件給第二楔形件施加壓力，從而使得第一楔形件徑向擴(kuò)張，從而增大第一楔形件與內(nèi)圓筒之間的摩擦力。第二彈簧(207)給第一楔形件預(yù)加朝向第二楔形件的荷載。帶張緊器可采用此阻尼支柱，以給帶預(yù)加荷載并衰減帶的振蕩。
文檔編號(hào)F16H7/08GK1646826SQ02818185
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2002年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月17日
發(fā)明者亞歷山大·塞克, 安杰伊·德克 申請(qǐng)人:蓋茨公司