專利名稱：無工作流體的阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及阻尼器，特別是涉及無工作流體或非粘性阻尼器，它們可提供基本恒定的或者隨由該阻尼器控制的物品運動速度的增加而增大的阻力或阻力矩。
對物品的運動控制有時是由通常在物品與某一固定件之間工作相連的阻尼器提供的。當(dāng)物品受到力的作用時，通過該阻尼器對物品提供的阻力而限定或控制該物品的運動。
現(xiàn)有的阻尼器通常是工作在直線或轉(zhuǎn)動狀態(tài)的。直線阻尼器常常是靠阻尼器中構(gòu)件間的直線機(jī)械接合而提供阻力。轉(zhuǎn)動阻尼器一般是靠阻尼器中構(gòu)件間的工作流體在這些構(gòu)件轉(zhuǎn)動期間來提供阻力或阻力矩的。
阻尼器，特別是轉(zhuǎn)動阻尼器，可以提供不變的或者可變的扭矩。固定力矩阻尼器不管物品的速度或加速度如何都給出基本相同的力矩，通常稱之為制動器。
然而，可變力矩阻尼器則提供隨物品的速度或加速度增加而加大的力矩。相應(yīng)地，當(dāng)物品在許多應(yīng)用中受力而速度增大時，需控制該物品的速度，并且最好是保持其基本恒定。
流體阻尼器通常使用在同心安裝的兩元件之間的阻尼介質(zhì)，最好是硅酮，其中硅酮的外層在一定程度上粘附在上述元件上，當(dāng)元件之間存在旋轉(zhuǎn)運動時，會在硅酮的內(nèi)層之間產(chǎn)生剪切，從而提供所需的阻力或力矩。US2,775,317專利就是描述了這種硅酮阻尼器的一個例子。
然而，硅酮或其它流體阻尼器是易于泄漏的，這不僅降低了阻尼器的阻尼性能，而且還會損害周圍物件，在工作時由于通常會在阻尼器中發(fā)熱，這使硅酮變稀，就增大了泄漏的可能性。
因而，希望有一種阻尼器，它不依靠流體工作，從而完全消除了泄漏的危險，還能提供恒定的或可變的阻力或阻力矩。
本發(fā)明提供一種無工作液的阻尼器，它能對物品提供基本恒定或可變的阻力或力矩，以使物品的運動得到控制，這種阻尼器完全消除了泄漏的危險，并能在阻尼器的使用和整個壽命中基本保持其相同的工作特性。
在本發(fā)明的一個實施例中，該阻尼器包括一個固定的心軸件和一個繞該心軸轉(zhuǎn)動的殼體件。其中設(shè)置嚙合件，最好是O形環(huán)的形式，它隨同殼體一同繞心軸旋轉(zhuǎn)，并在該殼體與心軸之間提供對其轉(zhuǎn)動基本恒定的阻力矩。
為了提供隨著心軸與殼體間速度增加而增大的阻力矩，使心軸相對于殼體偏心地配置，這就在殼體與心軸之間造成了一個間隙減小的區(qū)域。于是，當(dāng)殼體與O形環(huán)繞心軸轉(zhuǎn)動時，O形環(huán)在間隙減小區(qū)中產(chǎn)生變形，以提供所需的阻力矩。
心軸這樣的偏心配置也用于決定該力矩對阻尼器圓周的位置。另外的確定力矩相對于阻尼器的位置的方法是在殼體與O形環(huán)之間或心軸與O形環(huán)之間的選定位置上設(shè)置一個或多個墊片。為了提供分散的嚙合，還可以設(shè)置多個制動器，以便與殼體一起配合O形環(huán)工作。
在本發(fā)明的另外實施例中，在心軸與O形環(huán)之間有一個或多個圓盤件，以便在該圓盤或圓盤之間形成一個或多個嚙合區(qū)或間隙減小區(qū)，其本身則提供所需程度的力矩，改變圓盤數(shù)目則可按照需要調(diào)節(jié)其力矩。
從下面的說明、各附圖及后附諸權(quán)利要求中能更容易地理解本發(fā)明的其它特點與優(yōu)點。


圖1是表示把本發(fā)明的無工作流體阻尼器用于車輛手套箱的鉸接門時的立體圖；圖2是本發(fā)明的無工作流體阻尼器一個實施例的放大的分解立體圖；圖3是圖2的組裝成的阻尼器沿圖1中3-3線在所示方向上的局部縱剖視圖；圖4是圖2與圖3的阻尼器沿圖3的線4-4在所示方向上的橫截面圖；圖5是本發(fā)明的無工作流體阻尼器另外實施例的放大的分解立體圖；圖6是按圖5的裝配成的阻尼器的局部剖開并以虛線表示阻尼器各構(gòu)件的前視圖；圖7是圖5與圖6的阻尼器按圖6中7-7線在所示方向上的縱向局部剖視圖；圖8是圖5-7的阻尼器的前剖視圖，它連同移開的部分示出本發(fā)明的在阻尼器中提供力矩定位的特征。
圖9是圖5-7中的阻尼器的橫截面圖，示出了其偏心安裝；以及圖10是圖5-7中的阻尼器的橫截面圖，示出了本發(fā)明的另外的特征。
盡管本發(fā)明可以有各種不同形式的實施例，但附圖中及在下面所要描述的只是幾個最佳實施例，同時應(yīng)該理解這種公開只是用作舉例而不是把本發(fā)明限定在所述的幾個特定例子中。
為了描述容易，是在典型的工作位置下描述本發(fā)明的裝置的，而且諸如上、下、水平等術(shù)語都以這一位置為參照系。然而，應(yīng)該了解，本發(fā)明的裝置是可以在除了所述位置以外的某一方位上進(jìn)行制造、存儲、運輸和銷售的。
參見圖1，本發(fā)明的阻尼器通常是由序號10代表的，該阻尼器10最好是轉(zhuǎn)動阻尼器，但是在不脫離本發(fā)明各種教導(dǎo)的條件下可以變化而成為直線阻尼器或其類似的裝置。
舉例來說，可以把一個或多個阻尼器10用于控制諸如車輛手套箱等的門12之類的其它物件或物品的運動，然而，應(yīng)該理解到，該阻尼器10可用于各種用途，只要它起著如下所述的功能。
如圖2中所示，該阻尼器10主要包括一個可轉(zhuǎn)動殼體14，一個固定心軸16和一個帶有相配O形環(huán)20的輪或轂18，O形環(huán)位于輪或轂上并且處在殼體14與心軸16之間。由于殼體14與O形環(huán)20之間的緊壓配合，輪18與O形環(huán)20與殼體14一起繞心軸16轉(zhuǎn)動，下面將描述各附件及殼體14、心軸16、輪18和O形環(huán)20的安裝細(xì)節(jié)。
應(yīng)該懂得，只要使阻尼器能起到下述功能，阻尼器10及其構(gòu)件的特定的材料、結(jié)構(gòu)、配置與形狀是可以變化的，例如，若有必要則可以顛倒殼體14與心軸16的設(shè)計，而使殼體14固定，心軸16可轉(zhuǎn)動。
在此實施例中，如圖3與圖4中所示，心軸16的頭部28以及輪18和O形環(huán)20的中心軸線是與殼體14的縱軸線錯開或偏心地安裝的，相應(yīng)地，如圖3與4中所示，一般由字母“A”表示的間隙減小區(qū)是沿阻尼器10的底部位于殼體14和輪18之間的。這種減小區(qū)“A”在殼體14與輪18的O形環(huán)20之間提供接合、壓縮和過盈配合，這本身又會如此所述地提供阻尼作用。
簡要地說，在使用中當(dāng)殼體14繞心軸16轉(zhuǎn)動時，在殼體14與O形環(huán)20之間造成的壓縮使得O形環(huán)20和輪18隨殼體14一同轉(zhuǎn)動，相應(yīng)地，當(dāng)O形環(huán)20隨同殼體14移動時，它被驅(qū)使依序進(jìn)入被壓縮或間隙減小區(qū)“A”，使O形環(huán)20變形而發(fā)出制動，形成阻力或阻力矩。
調(diào)節(jié)殼體14和心軸16之間的錯位或偏心量就能調(diào)節(jié)O形環(huán)20的變形或壓縮量，從而調(diào)節(jié)力矩大小使之適于某一特定用途。此外，通過適當(dāng)?shù)剡x擇O形環(huán)20的材料，可使O形環(huán)20的變形率隨著殼體14對心軸16轉(zhuǎn)速的增高而變大，從而使力矩隨速度增高而加大?，F(xiàn)在來描述阻尼器10的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。
殼體14最好是用塑料制成的空筒狀元件，并且包含用來把殼體14固定到一個其運動被阻尼的，例如門12的元件上的安裝凸緣22，為了有利于殼體14繞心軸16轉(zhuǎn)動，殼體14包括一個最好是金屬制的，位于其內(nèi)部的筒狀軸承件24，如果需要，可以用諸如壓過盈配合、粘接或其它任何方式把軸承件24固定到殼體14的內(nèi)表面上。
心軸16包括一個帶螺紋的釘體部26和一個相對于該釘體部26的中心線偏心或錯位地形成的最好是實心的柱體或頭部28，為了固定住心軸16使之不轉(zhuǎn)動，繞心軸16配置一個轂狀件30，其上形成有徑向相間的隆脊32。
當(dāng)用螺母34把心軸16的螺紋釘體26安裝到諸如支架36的另外靜止件上時，該隆脊32則和也可有與之互補(bǔ)的隆脊(未示出)的支架36相嚙合。于是，心軸16的釘體26和頭部28就被固定不轉(zhuǎn)動。
輪18最好是用塑料制成的空心管狀件，并且包括繞其周邊形成的內(nèi)置O形環(huán)20的環(huán)狀隆脊38，為了使輪18易于繞心軸16的頭部28轉(zhuǎn)動，把最好是金屬制成的軸承件40配置在輪18的內(nèi)部。為了防止輪18在心軸16上軸向運動，在心軸16頭部28上形成的槽44中安設(shè)C形環(huán)42。
應(yīng)該明白，只要使它們基本具有下述的功能，輪18、O形環(huán)20和軸承24以及阻尼器10的其它構(gòu)件的特定材料、形狀與設(shè)計均可以改變。例如，輪18、O形環(huán)20和軸承24可以由相同或不同材料形成一體。
此外，O形環(huán)20也可以是非圓截面的，例如矩形、三角形等，與圓截面的相比，在給定的變位置下矩形截面的O形環(huán)20可提供較高的力矩，而三角形O形環(huán)20在相同變位情況下只能提供較小的力矩。
O形環(huán)20最好由聚合物制成，并按照特定的應(yīng)用與所需的力矩而變化，由丁腈像膠、聚氨酯、聚丙烯共聚物以及相似材料制成的O形環(huán)20可以得到令人滿意的結(jié)果?？墒牵鄳?yīng)明白，在不脫離本發(fā)明各種教導(dǎo)的情況下，對O形環(huán)20的特定材料是可做出改變的。
現(xiàn)在，參照圖1，對在箭頭B方向打開的車輛手套箱的門12上所用的阻尼器10的工作進(jìn)行描述。在此例中，可使用兩個阻尼器10，在門12縱向端部每端一個。
如圖2中所示，殼體14的凸緣22最好與門12形成一體，而支架36則用例如螺釘46固定在手套箱的固定部分上。應(yīng)該指出，該阻尼器10最好是位于儀表板之后以便保護(hù)。
參照圖2與3，隨著門12在箭頭“B”方向上開啟，殼體14和相關(guān)的軸承元件24繞心軸16的轂30轉(zhuǎn)動。由于在心軸16和殼體14之間O形環(huán)20的壓縮，O形環(huán)、輪18與軸承40隨著殼體14繞心軸16的頭28一同轉(zhuǎn)動。
由于頭部28相對于釘體26偏心地配置，頭28則對于殼體14偏心配置而把O形環(huán)20壓在殼體14的內(nèi)表面上。殼體14與心軸16的頭部28之間的錯開或偏心量控制著對O形環(huán)的壓縮量，也就控制了所傳遞力矩的大小。
O形環(huán)20的變形率隨殼體14轉(zhuǎn)速的增高而加大，于是就隨著速度提高而提供增大的力矩。典型地，在使用中打開手套箱的門12時，若操作者不對其加以限制或以其它方式加以限制，門就會在重力作用下加速降落。相應(yīng)地，阻尼器10能使門12不論在什么速度下都能平穩(wěn)地落下。
如果需要，可以如圖4所示地在殼體14的內(nèi)表面上設(shè)置制動器(棘爪)48，制動器48給使用者提供可以聽到和/或由使用者手指感覺到的正面的指示，指示出門12的或其運動受控制的其它元件的特定位置，這對于某些應(yīng)用中是需要的。
此外，可以把力矩設(shè)定的阻尼器10中角位置的函數(shù)，這在現(xiàn)有的流體阻尼器中是無法實現(xiàn)的。例如，殼體14與心軸16之間的錯位雖然是恒定的，但當(dāng)殼體14繞心軸16轉(zhuǎn)動時間隙“A”是可變的，這就使對O形環(huán)20的壓縮是變化的。
圖5-8中示出了本發(fā)明阻尼器10a的另外實施例，其中相似的元件以相同的序號表示，只是加腳注“a”。在此實施例中，O形環(huán)20a是固定在殼體14a上所形成的槽38a中，殼體14a有用一個或多個螺釘15a固定的蓋15。
此外，心軸16a還包括多個圓盤50，各可轉(zhuǎn)動地安置在形成于心軸16a頭部28a中的凹槽52中，并配置成與O形環(huán)20a相配地接合狀態(tài)。雖然所示出的是4個圓盤50，但圓盤50的數(shù)量與位置可以變化，以便根據(jù)特定應(yīng)用增大或減小力矩。業(yè)已確定，與前面實施例中的力矩比較，圓盤50對力矩的比值約為2∶1。
于是，兩個圓盤50就能提供與前面實施例中大致施相同的力矩，而4個圓盤50就基本上為前面實施例的力矩的兩倍，若圓盤50的數(shù)目增至6、8、10或更高，則力矩成比例地加大。
與圖1～4中實施例相比，阻尼器10a的優(yōu)點是可以較小的尺寸提供相同或更大的力矩。此外，在裝配時通過使所用圓盤50的數(shù)目發(fā)生變化，就能以一套構(gòu)件提供系列的力矩。
例如，心軸16a可以設(shè)計成是用4個圓盤50的，但在裝配時可使圓盤50的插入數(shù)少于4個，以提供不同量級的力矩。相應(yīng)地，利用這種設(shè)計可以極大地降低庫存與裝配成本。
另外，還可以改變圓盤50的直徑來改變力矩。例如，增大圓盤50的直徑則在O形環(huán)20a與圓盤50之間在區(qū)域“C”處的壓縮變大，而減小圓盤50的直徑則可使徑其壓縮變小。
如圖8所示，該力矩可以作為位置的函數(shù)，從而可以通過在阻尼器10a中的所需位置上插入一個或多個墊片52而得到一個“可調(diào)的”阻尼器，該墊片52可以厚度一致，但最好是有從一端向另一端增大的變化的厚度。
另外，各墊片52還可是由不同厚度的多層墊片形式(未示出)構(gòu)成，它們的依序配置以提供可變的厚度。在任何情況下，單個墊片或多層墊片52都能把力矩集中在繞阻尼器10a的所需位置上。
單個或多層墊片52最好插入O形環(huán)20a與殼體14a之間。還應(yīng)該指出，如果需要，墊片52也可用在圖1-4的實施例中，可以插在O形環(huán)20與殼體14之間。
阻尼器10a的操作與圖1-4的實施例中的阻尼器10相似。當(dāng)殼體14a和O形環(huán)20a繞心軸16a轉(zhuǎn)動時。圓盤50也隨阻尼器10a一起轉(zhuǎn)動。
如圖10中所示，O形環(huán)20a的環(huán)座38a上還可制成凸輪面53，用于在無須轉(zhuǎn)動360°的應(yīng)用場合提供預(yù)定的阻尼。
從上述可以看出，在不脫離本發(fā)明新概念的精神實質(zhì)與范圍的情況下，是可以實現(xiàn)許多修正與變型的。還應(yīng)明了，本發(fā)明既不是打算限定在幾個特定的實施例中，也無這種暗示。本公開意在通過各后附權(quán)利要求未覆蓋所有這些變型，使其落入各權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無工作流體的阻尼器，它包括一個第1元件；一個第2元件，它緊靠上述第1元件周緣的一部分配置，以便相對于上述第1元件運動；以及位于上述第1與第2元件之間的基本實心的嚙合裝置，用以在上述第1與第2元件之間根據(jù)其間的反復(fù)運動而提供基本恒定的阻力。
2.如權(quán)利要求1中所述的阻尼器，其中，上述嚙合裝置在上述第1與第2元件之間提供隨速度的增大而增大的阻力。
3.如權(quán)利要求1中所述的阻尼器，其中，上述嚙合裝置是由基本非剪切的可變形材料制本成的。
4.如權(quán)利要求1中所述的阻尼器，其中，上述阻尼器是一中轉(zhuǎn)動阻尼器。
5.一種無工作流體的阻尼器，其特征在于，它包括一個不動的心軸件；繞上述心軸件轉(zhuǎn)動的殼體裝置；和隨上述殼體裝置一起繞上述心軸件轉(zhuǎn)動的嚙合裝置，用以在上述殼體裝置與上述心軸件之間根據(jù)其間的反復(fù)轉(zhuǎn)動而提供基本恒定的阻力矩。
6.如權(quán)利要求5中所述的阻尼器，其中，上述嚙合裝置提供在上述第1與第2元件之間隨速度增大而增大的阻力矩。
7.如權(quán)利要求6中所述的阻尼器，其中，上述心軸件對上述殼體裝置偏心地配置。
8.如權(quán)利要求5中所述的阻尼器，其中，上述嚙合裝置是由O形環(huán)構(gòu)成的。
9.如權(quán)利要求8中所述的阻尼器，其中，上述O形環(huán)為基本圓截面構(gòu)形。
10.如權(quán)利要求8中所述的阻尼器，其中，上述O形環(huán)繞上述心軸件的周邊安裝。
11.如權(quán)利要求5中所述的阻尼器，其中，還包括改變上述力矩相對于上述阻尼器的角度位置的裝置。
12.如權(quán)利要求5中所述的阻尼器，其中，包括至少一個位于上述殼體裝置上，與上述嚙合裝置配合工作的制動件。
13.如權(quán)利要求8中所述的阻尼器，其中包括位于上述心軸件與O形環(huán)之間的圓盤件，用以在上述心軸件和上述殼體裝置之間根據(jù)其間的轉(zhuǎn)動而提供上述力矩。
14.如權(quán)利要求8中所述的阻尼器，其中，包括位于上述心軸件與上述O形環(huán)之間的多個圓盤件，每個圓盤件提供一個與上述O形環(huán)的嚙合區(qū)，并根據(jù)上述殼體及上述O形環(huán)相對于上述心軸件的轉(zhuǎn)動而給上述阻尼器提供一定大小的力矩。
15.如權(quán)利要求14中所述的阻尼器，其中，上述力矩的大小依所用圓盤件數(shù)目而變化。
全文摘要
一種無工作流體的阻尼器，它有第1與第2元件，配置成可相對運動；以及位于第1與第2元件之間基本實心的嚙合件；它在第1與第2元件之間提供阻力，該阻力可以是基本恒定的或者隨第1與第2元件之間的速度增加而增大。
文檔編號B60R7/06GK1140242SQ9610232
公開日1997年1月15日 申請日期1996年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月26日
發(fā)明者唐納德·L·V·厄爾登, 簡·托克齊凱 申請人:伊利諾斯工具制造公司