專利名稱：夾持裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)外圍固定其部件的夾持裝置，更優(yōu)選地用于裝備有排氣系統(tǒng)的車輛。此外，本發(fā)明涉及一種具有此夾持裝置的排氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在機(jī)動(dòng)車輛運(yùn)行期間，排氣系統(tǒng)可能發(fā)生振動(dòng)。此振動(dòng)例如可通過內(nèi)燃機(jī)或通過不平整路面的刺激而發(fā)生。因此，所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)刺激和路面刺激彼此不同。在此，尤其是排氣系統(tǒng)的較重部件，諸如催化轉(zhuǎn)化器或顆粒過濾器，由于它們較大的質(zhì)量所以對振動(dòng)行為具有決定性。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)引起的振動(dòng)刺激經(jīng)由固定于車輛內(nèi)燃機(jī)的部件如固定于發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和/或變速器殼體的部件而被引入振動(dòng)系統(tǒng)，即排氣系統(tǒng)，以至于接近發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的部件比遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)的部件更顯著地受到更加強(qiáng)烈的振動(dòng)刺激?，F(xiàn)在為了在排氣系統(tǒng)的外圍，即在車輛的外圍結(jié)構(gòu)上支撐這樣一個(gè)部件，可以使用開始提及的這種夾持裝置。所述夾持裝置可以通過第一連接點(diǎn)固定于排氣系統(tǒng)的一部件上且通過第二連接點(diǎn)固定于車輛的各個(gè)結(jié)構(gòu)上。當(dāng)使用此夾持裝置時(shí)，問題是排氣系統(tǒng)的各部件需要能夠相對于車輛的鄰近結(jié)構(gòu)移動(dòng)，以補(bǔ)償熱膨脹效應(yīng)產(chǎn)生。如果使用為了補(bǔ)償此熱膨脹效應(yīng)而擁有充足彈性的夾持裝置，這經(jīng)常也允許了不需要的部件振動(dòng)。此振動(dòng)或相對移動(dòng)構(gòu)成相關(guān)部件，特別是排氣系統(tǒng)、車輛結(jié)構(gòu)和夾持裝置的主要機(jī)械負(fù)載。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供開始提及類型的夾持裝置或裝備有此夾持裝置的排氣系統(tǒng)的改進(jìn)實(shí)施例來解決上述問題，優(yōu)選地，其特征在于降低了相應(yīng)結(jié)構(gòu)或各夾持裝置的相應(yīng)部件的損壞風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)本發(fā)明，該問題通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題得到解決。從屬權(quán)利要求的主題是有利的實(shí)施例。根據(jù)第一方案，本發(fā)明基于以下總體思想，即夾持裝置裝備有連接裝置，其允許在夾持裝置兩個(gè)連接點(diǎn)之間的可逆相對運(yùn)動(dòng)，還具有一個(gè)依賴于相對移動(dòng)的速率或頻率的剛度。在慢速或低頻的相對移動(dòng)的情況下，連接裝置具有相對低的剛度。相比之下，在快速或高頻的相對移動(dòng)的情況下，連接裝置具有相對高的剛度。例如，如果部件相對于結(jié)構(gòu)的移動(dòng)小于1 cm/s，則出現(xiàn)慢速的相對移動(dòng)。振動(dòng)頻率小于IHz的振動(dòng)是低頻相對移動(dòng)。因此， 如果部件相對于結(jié)構(gòu)的移動(dòng)大于lcm/s，則出現(xiàn)快速的相對移動(dòng)。相應(yīng)地，如果部件相對于結(jié)構(gòu)的移動(dòng)具有大于IHz的頻率，則同樣地出現(xiàn)高頻振動(dòng)。術(shù)語“慢速”，“快速”，“低頻”和 “高頻”應(yīng)被主要理解為相對于彼此。此外，根據(jù)前述的數(shù)據(jù)，它們也可以被理解為絕對的。 此外，術(shù)語“低剛度”和“高剛度”應(yīng)被理解為相對于彼此。在低剛度的情況下，夾持裝置用相對較低的力度阻礙相對移動(dòng)。在高剛度的情況下，夾持裝置用相對較大的反作用力阻礙相對移動(dòng)。
—方面，在此提出的設(shè)計(jì)使例如基于熱膨脹效應(yīng)產(chǎn)生的低速或低頻移動(dòng)成為可能。另一方面，夾持裝置阻礙或抑制例如在車輛運(yùn)行期間通過發(fā)動(dòng)機(jī)引起的和/或負(fù)載引起的排氣系統(tǒng)的各構(gòu)件的振動(dòng)刺激所顯示出來的快速或高頻相對移動(dòng)。此處，特別有利的是這樣一個(gè)實(shí)施例，其中，連接裝置包括至少兩個(gè)連續(xù)作用的連接部件，其中一個(gè)允許大體上無作用力地較慢的或低頻相對移動(dòng)，同時(shí)另一個(gè)阻礙較快的或高頻相對移動(dòng)。較慢的或低頻相對移動(dòng)通過熱膨脹效應(yīng)觸發(fā)，并且通過一個(gè)連接部件使無作用力成為可能，從而大體上在排氣系統(tǒng)中無應(yīng)力形成。相比熱膨脹效應(yīng)，發(fā)動(dòng)機(jī)引起的或路面引起的振動(dòng)刺激導(dǎo)致了較快的或高頻相對移動(dòng)，然后其被另一個(gè)連接部件使用相應(yīng)的力抵消。另一個(gè)連接部件從而作為諸如阻尼器和/或彈簧。也可設(shè)想一個(gè)活動(dòng)的 連接部件，其作為減震器阻礙較快的或高頻相對移動(dòng)，即具有反作用振動(dòng)。根據(jù)一個(gè)有利實(shí)施例，連接裝置可包括至少一個(gè)液壓或氣動(dòng)阻尼器或由這些組成。阻尼器包含阻尼液，其基于兩個(gè)連接點(diǎn)之間的相對移動(dòng)從阻尼器的第一腔室移向阻尼器的第二腔室。為此，兩個(gè)腔室通過節(jié)流點(diǎn)相互連接。在低流速的情況下，流體從一個(gè)腔室進(jìn)入另一個(gè)腔室是可能的并且?guī)缀鯖]有阻力，而在高流速時(shí)節(jié)流閥變得有效，通過此方法阻斷或限制流體流動(dòng)。因此，這樣的節(jié)流阻尼器對慢速移動(dòng)作用平緩，同時(shí)對快速移動(dòng)作用猛烈。根據(jù)一個(gè)可選擇的配置，連接裝置能夠包括至少一個(gè)由電活性聚合物組成的彈性體，通過施加電壓其彈性是可變的，并且其連接至電氣控制電路，電力控制電路包括用于感應(yīng)構(gòu)件或部件振動(dòng)的振動(dòng)傳感器和根據(jù)振動(dòng)頻率改變彈性體彈性的控制器。這個(gè)實(shí)施例中，彈性體可以這樣被使用，即依據(jù)加于其上的電壓來改變其彈性。由此，例如在部件振動(dòng)的振動(dòng)頻率低于預(yù)定的開關(guān)頻率的情況下，彈性體無電流，結(jié)果能夠使其具有相對高的彈性并且具有平緩的阻尼特性。然而，部件振動(dòng)一旦達(dá)到了預(yù)定的開關(guān)頻率以上的振動(dòng)頻率， 預(yù)定的電壓就加于彈性體，導(dǎo)致它的彈性改變，也就是減小。結(jié)果，獲得了更加猛烈的阻尼特性。根據(jù)一簡化的實(shí)施例，控制器不與振動(dòng)傳感器一起工作，但具有相似的特性，其中設(shè)定的彈性依據(jù)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速被儲(chǔ)存。為此，控制器可與合適的內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通訊。內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)引起的振動(dòng)刺激相關(guān)，從而依賴頻率的彈性的設(shè)定在此情況下可以通過一個(gè)簡化的控制力實(shí)現(xiàn)。根據(jù)一簡單的實(shí)施例，控制器可切換上述兩種狀態(tài)，也就是關(guān)閉預(yù)定電壓和打開預(yù)定電壓。根據(jù)更適合的實(shí)施例，其可以分幾個(gè)步驟改變彈性體上的電壓，從而能夠以分級(jí)的方式改變彈性體的彈性。例如，一些觸發(fā)了加于彈性體上的逐步增加的電壓的不同開關(guān)頻率，可以為此目的而被預(yù)設(shè)。此外，同樣也可以根據(jù)被測部件的振動(dòng)頻率無級(jí)地改變加于彈性體上的電壓，其結(jié)果是可使部件頻率和彈性體的彈性和連接裝置的最終剛度之間成比例關(guān)系。在這種情況下的成比例概念可以是遞減的或遞增的或線性的?？蛇x擇地，同樣可以通過振動(dòng)頻率改變彈性體的彈性，從而在彈性體中產(chǎn)生彈性振動(dòng)。這里，在彈性體的兩個(gè)或幾個(gè)狀態(tài)之間不是靜態(tài)地發(fā)生變化，而是動(dòng)態(tài)地變化，即具有部件振動(dòng)的頻率。這里特別地有利地提供一個(gè)相對于在刺激振動(dòng)之間的部件振動(dòng)的相位轉(zhuǎn)換，其在控制器的作用下以形成在部件上的振幅減小的這種方式在彈性體中被刺激產(chǎn)生。其結(jié)果是，在夾持裝置上產(chǎn)生了類似的反振動(dòng)，其導(dǎo)致了部件振動(dòng)的有效阻尼。
根據(jù)另一有利實(shí)施例，連接裝置可包含用于在兩個(gè)連接點(diǎn)之間移動(dòng)傳遞的膨脹材料。膨脹材料的特征在于，在固體或粘性物的情況下，在流體的情況下，其彈性取決于施加力的速率。例如當(dāng)可揉捏的膨脹塊扔向地面時(shí)，其如同橡皮球一樣彈回，如果用錘子打擊， 其如同陶瓷體一樣破碎。本申請人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這樣一個(gè)膨脹材料，其非常適合于通過連接裝置以實(shí)現(xiàn)取決于速率或頻率的剛度。在高頻率故障的情況下，膨脹材料變?yōu)閳?jiān)硬的外形并且表現(xiàn)為高硬度。在慢故障的情況下，膨脹材料變?yōu)槿彳浀耐庑尾⑶铱勺冃危鶕?jù)實(shí)施例，特別地為有彈性地或可塑地，然而，更優(yōu)選的為可逆地。 與膨脹材料類似作用的，在膨脹材料的形狀改變時(shí)可提供至少一個(gè)彈簧元件以產(chǎn)生相應(yīng)的回復(fù)力。當(dāng)?shù)皖l或慢速調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，膨脹材料的這種布置和至少一個(gè)彈簧部件像彈簧一樣作用。當(dāng)快速或高頻調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，膨脹材料的這種布置和至少一個(gè)彈簧部件像固體一樣作用。例如，連接裝置可包含活塞氣缸單元，其氣缸以固定方式與一個(gè)連接點(diǎn)連接并且其活塞以固定方式與另一個(gè)連接點(diǎn)連接。在氣缸中，包含有腔室，其中活塞是可移動(dòng)的。這個(gè)腔室填滿了膨脹材料，其根據(jù)情況可以是液體或膏狀體或固體膨脹材料?；钊跉飧字械退龠\(yùn)動(dòng)時(shí)表現(xiàn)為相對低的粘度或剛度，從而活塞可以在腔室中幾乎無阻力運(yùn)動(dòng)?？焖龠\(yùn)動(dòng)時(shí)，粘度或剛度增加，其結(jié)果是膨脹材料提供給氣缸和活塞之間相對運(yùn)動(dòng)的阻力相應(yīng)地增加。另一個(gè)實(shí)施例中連接裝置可包含彎曲的彈性金屬薄片零件或由彈性金屬薄片零件組成。該金屬薄片零件至少包含一個(gè)封閉的中空空間，其中設(shè)置有能自由流動(dòng)的顆粒。這里，顆粒填充的體積比中空空間的總體積小。通過這個(gè)實(shí)施例，連接點(diǎn)之間的相對移動(dòng)導(dǎo)致金屬薄片零件的彈性形變。當(dāng)?shù)皖l率相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，顆?？筛S金屬薄片零件移動(dòng)。當(dāng)高頻率相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，在顆粒中也產(chǎn)生一種移動(dòng)刺激，其吸收來自振動(dòng)系統(tǒng)的能量，即將來自振動(dòng)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化成熱能并且從而引起振動(dòng)阻尼。根據(jù)第二解決方案，本發(fā)明的總體思想是基于通過至少一個(gè)電動(dòng)致動(dòng)器實(shí)現(xiàn)連接裝置的思路。相關(guān)的電氣控制電路包含各自的致動(dòng)器，至少一個(gè)用于感應(yīng)部件振動(dòng)的振動(dòng)傳感器，以及至少一個(gè)用于根據(jù)振動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的控制器。現(xiàn)在致動(dòng)器可根據(jù)它的驅(qū)動(dòng)改變連接點(diǎn)之間的間距。通過這種致動(dòng)器的作用，連接裝置可抵消部件和結(jié)構(gòu)之間更大或更小的相對移動(dòng)。例如，低頻率相對移動(dòng)可利用很少的阻力實(shí)現(xiàn)，而高頻率相對運(yùn)動(dòng)僅可針對增加的阻力并且甚至是針對指向相反方向的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)。根據(jù)有利實(shí)施例，控制器可通過部件振動(dòng)的振動(dòng)頻率激發(fā)各致動(dòng)器。在此特別實(shí)際的是關(guān)于部件振動(dòng)實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器振動(dòng)，部件振動(dòng)具有選定的相位轉(zhuǎn)換從而在部件上實(shí)現(xiàn)振幅降低。這里，連接裝置像抗振發(fā)生器一樣工作，其有效地降低了部件的振幅。在理想情況下，甚至可以實(shí)現(xiàn)消除振動(dòng)。在此情況下連接裝置像抗聲發(fā)生器一樣作用，其在主動(dòng)噪音抑制系統(tǒng)中通過相位轉(zhuǎn)換抗聲的方式消除或減少待抑制的振幅。這里特別有利的是致動(dòng)器裝備有電活性聚合物，電活性聚合物通過施加電壓改變它的形狀。由此，可以特別地以有效成本來實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器。特別是電活性聚合物可以較寬范圍的幾何形狀實(shí)現(xiàn)。可選擇地，也可使用壓電致動(dòng)器。本發(fā)明更重要的特性和優(yōu)點(diǎn)可從屬權(quán)利要求，附圖和根據(jù)附圖的相關(guān)


中得到。
可以理解的是上述提及的和那些下面要解釋的特征在不背離本發(fā)明的范圍時(shí)，不僅用于所述的各個(gè)組合，也用于其它組合或獨(dú)立使用。本發(fā)明的優(yōu)選典型實(shí)施例于圖中示出并且在下面的說明中更加詳細(xì)地解釋，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似或功能相同的部件。

每種情況如圖所示， 圖1是極大簡化的，類似電路圖的具有排氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的示意圖， 圖2是極大簡化的，夾持裝置的示意圖， 圖3是是另一實(shí)施例的如圖2中所示的視圖， 圖4是可選實(shí)施例的如圖3所示的視圖， 圖5是如圖1中的視圖，具有另一實(shí)施例的夾持裝置， 圖6和7是夾持裝置另外的實(shí)施例， 圖8和9是另一個(gè)夾持裝置的不同視圖，
圖10和11是如圖8和9另一個(gè)夾持裝置的不同視圖，然而其具有另一種設(shè)計(jì)， 圖12 圖8至11的夾持裝置在中空空間區(qū)域中的橫截面。
具體實(shí)施例根據(jù)圖1，在通常的方式中，內(nèi)燃機(jī)1包括排氣系統(tǒng)2，排氣系統(tǒng)2例如經(jīng)由排氣歧管3或彎管3連接至內(nèi)燃機(jī)1。排氣系統(tǒng)2包括排氣管4，排氣管4連接至彎管3并且導(dǎo)出聚集在那里的廢氣。在通常的方式中，排氣系統(tǒng)2包括至少一個(gè)廢氣處理裝置5，其結(jié)合于排氣管4中。在圖1的例子中僅示出了這樣一個(gè)結(jié)合于排氣管4相當(dāng)接近內(nèi)燃機(jī)1的廢氣處理裝置5。廢氣處理裝置5比如是催化轉(zhuǎn)化器。它同樣也可是顆粒過濾器。排氣系統(tǒng)2借助于夾持裝置6被固定或放置或支撐在其外圍。例如，為此目的，夾持裝置6與安置了內(nèi)燃機(jī)1的車輛的外圍結(jié)構(gòu)7相互作用。在圖1的實(shí)施例中的外圍結(jié)構(gòu) 7是連接至內(nèi)燃機(jī)8的變速器的變速器殼體8。夾持裝置6同樣地可連接至內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)組9。此外，車輛的主體也可用于支撐夾持裝置6。借助于夾持裝置6，部件10或排氣系統(tǒng)2的構(gòu)件10可固定于所述結(jié)構(gòu)7。在圖1的實(shí)施例中，構(gòu)件10或部件10通過用夾持裝置6固定在車輛上的排氣管4的一部分形成。在此情況下，所述管部分10被放置于廢氣處理裝置5的下游。然而，提到的連接點(diǎn)僅用于示例。根據(jù)圖2和3，各夾持裝置6包括第一連接點(diǎn)11和第二連接點(diǎn)12，借助于第一連接點(diǎn)11夾持裝置6可固定至排氣系統(tǒng)2的各部件10，并且借助于第二連接點(diǎn)12夾持裝置 6可固定至各外圍結(jié)構(gòu)7。此外，夾持裝置6包括安置于連接點(diǎn)11，12之間的連接裝置13。 這樣配置這個(gè)連接裝置13，從而它可以在連接點(diǎn)11，12之間可逆相對移動(dòng)。這樣的相對移動(dòng)例如可發(fā)生于在圖2和3中通過雙向箭頭指示的活動(dòng)方向14。根據(jù)圖1，在第一連接點(diǎn)11區(qū)域的排氣系統(tǒng)2在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行期間可被刺激而振動(dòng)，其振動(dòng)方向在圖1中通過雙向箭頭15表示。這里，示出了縱向振動(dòng)和橫向振動(dòng)。同樣地也可以想到旋轉(zhuǎn)振動(dòng)。除了這些在排氣系統(tǒng)2的各部件10和關(guān)于排氣系統(tǒng)2固定的結(jié)構(gòu)7之間高頻或快速相對移動(dòng)之外，在上述部件之間也可產(chǎn)生慢速或低頻的相對運(yùn)動(dòng)。例如，在運(yùn)行中排氣系統(tǒng)2的熱膨脹可導(dǎo)致第一連接點(diǎn)11相對內(nèi)燃機(jī)1并且因此相對于結(jié)構(gòu)的移動(dòng)。在圖1中通過雙向箭頭16指示了熱膨脹的作用方向。根據(jù)第一方案，根據(jù)本發(fā)明可配置連接裝置13，從而至少在它的作用方向14上， 具有取決于速度和/或取決于頻率的剛度。這導(dǎo)致連接裝置13的剛度隨著連接點(diǎn)11，12 之間的慢速相對移動(dòng)或隨著連接點(diǎn)11，12之間的低頻相對移動(dòng)具有比較低的剛度，同時(shí)隨著連接點(diǎn)11，12之間的快速或高頻相對移動(dòng)具有比較高的剛度。慢速或低頻相對移動(dòng)一般來說是由熱膨脹16觸發(fā)的相對移動(dòng)。與此相反，快速或高頻相對移動(dòng)是排氣系統(tǒng)2的振動(dòng) 15，其在內(nèi)燃機(jī)1運(yùn)行期間發(fā)生于排氣系統(tǒng)2的各部件10的范圍內(nèi)。當(dāng)前的連接，剛度與彈性被理解為相反的，從而高剛度與低彈性一致，同時(shí)高彈性導(dǎo)致低剛度。這種剛度取決于速度和/或取決于頻率的連接裝置13能夠以不同的方式實(shí)現(xiàn)。例如，圖2示出了一種方案，其中連接裝置13包括液壓或氣動(dòng)阻尼器17或由該阻尼器17組成。實(shí)施例中的上述阻尼器17通過活塞-氣缸單元18實(shí)現(xiàn)，其包括氣缸19和依靠活塞桿 21直通氣缸19的活塞20。氣缸19中的活塞20分離出了兩個(gè)空間22，23，其通過節(jié)流點(diǎn) 24相互連通。通過該節(jié)流點(diǎn)對，根據(jù)活塞在氣缸19中的移動(dòng)，流體可從一個(gè)腔室22溢流至另一個(gè)腔室23。依賴于活塞移動(dòng)的速度，產(chǎn)生了更多或更少的集中節(jié)流效果。液壓機(jī)液體可以是液體的或氣體的或膏狀體的。在活塞-氣缸單元18中，氣缸19和活塞20與腔室22和23 —樣大體上可以具有任意橫截面。例如，可考慮圓的橫截面，諸如圓形，橢圓形或卵形橫截面，如有角的橫截面， 諸如三角形，四角形，六角形和直交的橫截面。然而，圓的橫截面是優(yōu)選的。圖3示出了連接裝置13的另一實(shí)施例，其包含至少一個(gè)由電活性聚合物組成的彈性體25。這種電活性聚合物通過施加電壓改變其彈性。在此情況下的夾持裝置6額外地包括了用于驅(qū)動(dòng)彈性體25的電氣控制電路26。為此，控制電路沈包括控制器27和振動(dòng)傳感器觀。振動(dòng)傳感器觀可感應(yīng)排氣系統(tǒng)2的部件10的振動(dòng)并且經(jīng)由信號(hào)線四將這些反饋給控制器27?？刂破?7經(jīng)由控制線30連接至彈性體25或電活性聚合物。在實(shí)施例中， 彈性體25安置于兩個(gè)板31之間，更優(yōu)選地以固定方式連接，例如用膠合或硫化。板30，31 經(jīng)由連接部件32與連接點(diǎn)11，12連接。在此情況下連接部件32和板31作為連接電極工作，以便于將連接線30連接至彈性體25或電活性聚合物。現(xiàn)在，控制器27可根據(jù)感應(yīng)的振動(dòng)頻率改變彈性體25的彈性。彈性體25的彈性變化例如可以至少在兩個(gè)階段改變。同樣地也可以實(shí)現(xiàn)彈性的無級(jí)改變。此外，可配置或編程控制器27，以便彈性體25的彈性根據(jù)感應(yīng)的振動(dòng)頻率而改變。更優(yōu)選地，相對于部件振動(dòng)關(guān)于其相位轉(zhuǎn)換彈性振動(dòng)是可能的，即更優(yōu)選地結(jié)果是以此種方式致使各部件10上形成的振幅減小。各部件10是由夾持裝置6協(xié)助支撐的部件10。在圖1的實(shí)施例中部件 10是排氣管4或管部分10?？刂破?7與低通濾波器一起運(yùn)轉(zhuǎn)，從而慢速、低頻的熱膨脹不會(huì)觸發(fā)任何控制器 27的反應(yīng)，即驅(qū)動(dòng)彈性體25。任選地，可額外地規(guī)定，控制器27依靠根據(jù)當(dāng)前部件溫度標(biāo)繪出熱感應(yīng)的相對移動(dòng)的特殊的特性曲線把同樣導(dǎo)致相對移動(dòng)的熱感應(yīng)的膨脹因素考慮進(jìn)去。為此，控制器27可與相應(yīng)的溫度傳感器相互作用。以這種方式，慢速相對運(yùn)動(dòng)可被疊加至快速相對運(yùn)動(dòng)?？蛇x地，同樣可能的是，為了一方面是熱感應(yīng)的相對運(yùn)動(dòng)和另一方面是通過部件振動(dòng)產(chǎn)生的相對運(yùn)動(dòng)的分開考慮，在連接裝置13中提供至少兩個(gè)分開的串聯(lián)的連接部件。例如，提供了兩個(gè)彈性體25，其彈性可借助于控制器27相互獨(dú)立的改變。因此，更優(yōu)選地是經(jīng)由一個(gè)彈性體25的相應(yīng)活化作用，允許熱感應(yīng)的膨脹幾乎無作用力，同時(shí)在第二彈性體25的協(xié)助下，激發(fā)振動(dòng)可依據(jù)頻率通過相應(yīng)的反作用力抵消。根據(jù)如圖4所示的本發(fā)明的第二方案，連接裝置13可包括至少一電致動(dòng)器33或由此組成。此外，在此情況下夾持裝置6包括一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器33的電氣控制電路34。 該控制電路34包括振動(dòng)傳感器35，在其協(xié)助下可以感應(yīng)各部件10的振動(dòng)。信號(hào)線36將感應(yīng)到的振動(dòng)反饋給控制器37?？刂凭€38將控制器37連接至致動(dòng)器33。實(shí)施例中的致動(dòng)器37具有兩個(gè)板31，其經(jīng)由各自的連接部件32連接至兩個(gè)連接點(diǎn)11，12。致動(dòng)器33的激活致使兩個(gè)連接點(diǎn)11，12之間的空間改變。因此，控制器37，依據(jù)決定的振動(dòng)頻率，可激活致動(dòng)器33以用于改變連接點(diǎn)11，12之間的空間。特別有利的是一個(gè)實(shí)施例，其中致動(dòng)器33 裝備有通過施加電壓而改變形狀的電活性聚合物。因此，通過施加電壓，聚合物的形狀可以被特別地改變，并因此更優(yōu)選地改變了連接點(diǎn)11，12之間的距離。 可優(yōu)選地配置或編程控制器37，以便其激發(fā)致動(dòng)器33以一種頻率振動(dòng)，這種頻率對應(yīng)于在振動(dòng)傳感器35的作用下確定的頻率。致動(dòng)器振動(dòng)關(guān)于其振幅相對于預(yù)定的部件振動(dòng)的相位轉(zhuǎn)換是尤其有利的。該相位轉(zhuǎn)換被明確地引導(dǎo)，以便在各部件上形成了振幅的減小。在這種情況下致動(dòng)器33作為用于結(jié)構(gòu)噪音的主動(dòng)消音器。它類似于抗振器或反振器一樣工作，其至少部分抵消了將被衰減的部件10的振動(dòng)?？刂破?7與低通濾波器一起運(yùn)轉(zhuǎn)，從而慢速、低頻的熱膨脹不會(huì)觸發(fā)控制器37的任何反應(yīng)，即致動(dòng)器33的激活。任選地，可額外地假設(shè)控制器37依靠根據(jù)當(dāng)前部件溫度標(biāo)繪出熱感應(yīng)的相對移動(dòng)的特殊特性曲線把同樣導(dǎo)致相對移動(dòng)的熱感應(yīng)的膨脹因素考慮進(jìn)去。為此，控制器37可與相應(yīng)的溫度傳感器相互結(jié)合。以這種方式，慢速相對運(yùn)動(dòng)可被疊加至快速相對運(yùn)動(dòng)?？蛇x擇地，同樣可能的是，為了一方面是熱感應(yīng)的相對運(yùn)動(dòng)和另一方面是通過部件振動(dòng)產(chǎn)生的相對運(yùn)動(dòng)的分開考慮，連接裝置13中提供至少兩個(gè)分開的串聯(lián)的連接部件。例如，兩個(gè)致動(dòng)器33，其驅(qū)動(dòng)位移可借助于控制器37相互獨(dú)立的改變。因此， 經(jīng)由一個(gè)致動(dòng)器33的相應(yīng)激活，允許熱感應(yīng)的膨脹幾乎無作用力，同時(shí)借助于第二致動(dòng)器 33，激發(fā)振動(dòng)可依據(jù)頻率通過相應(yīng)的反作用力抵消。根據(jù)圖5，可優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)用于夾持裝置6的組件，其使夾持裝置6或連接裝置13的作用方向14主要平行于熱膨脹方向16運(yùn)行，其中排氣系統(tǒng)2的各部件，在此情況下排氣管 4或管部分10相對于結(jié)構(gòu)7移動(dòng)。對于這樣的應(yīng)用，具有取決于頻率的剛度的連接裝置13 的配置或作為致動(dòng)器具有特別的重要性。圖6示出了具有取決于頻率或取決于速度的剛度的連接裝置13的進(jìn)一步實(shí)施例。 在該實(shí)施例中，連接裝置13包含膨脹材料39。這是一種塑料，其取決于力引入時(shí)的速度而對力引入具有不同的反應(yīng)。該膨脹材料39可以是液體或固體。膨脹材料為液體時(shí)，通過力引入速度改變粘度。膨脹材料為固體時(shí)，通過力引入速度改變彈性。在慢速力引入的情況下，膨脹材料是低粘度或高彈性的。在快速力引入的情況下，它的粘度大幅增長或具有極其高的剛度。在此情況下膨脹材料39被安置于連接裝置13中，從而它用于兩個(gè)連接點(diǎn)11，12 之間的移動(dòng)傳遞。換句話說，僅當(dāng)連接裝置13中膨脹材料39變形或移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)連接點(diǎn)11，12之間的相對移動(dòng)才有可能。在圖6的實(shí)施例中，連接裝置13又包含活塞-氣缸單元40，其具有氣缸41，活塞 42和連接至活塞42并直通氣缸41的活塞桿43。一個(gè)連接點(diǎn)11以固定方式連接至氣缸 41，同時(shí)另一個(gè)連接點(diǎn)12經(jīng)由活塞桿43以固定方式連接至活塞42。活塞42在氣缸41的工作空間44中是可調(diào)節(jié)的，其中也設(shè)置有膨脹材料39。這里，活塞42不需要在氣缸41中側(cè)向引導(dǎo)。特別地在膨脹材料39被設(shè)計(jì)為固體的情況下，活塞42可嵌入膨脹材料39。在慢速移動(dòng)時(shí)，活塞42可在膨脹材料39中相對于氣缸41移動(dòng)。然而，如果執(zhí)行了快速移動(dòng) ， 這將被膨脹材料39極大地阻礙。根據(jù)另一實(shí)施例，膨脹材料39也可模制為彈性體。從而，如圖3中的結(jié)構(gòu)在此情況下不用控制電路26即可基本實(shí)現(xiàn)。特別地，當(dāng)膨脹材料39以彈性體形式存在時(shí)，可選地至少一個(gè)彈簧部件可以平行于彈性體的方式設(shè)置。更優(yōu)選地這種彈簧部件可被整合或嵌入彈性體。隨著慢速相對移動(dòng)，僅僅彈簧力被充分地激活，其借助于連接裝置13驅(qū)動(dòng)部件至初始位置。隨著快速相對移動(dòng)，從而膨脹材料39導(dǎo)致移動(dòng)的阻塞或劇烈的衰減，其疊加于彈簧力上。圖7示出了用于具有數(shù)個(gè)彈性體45，46和47的連接裝置13的進(jìn)一步實(shí)施例。在此情況下的這些彈性體45，46，47可由電活性聚合物組成，然而其關(guān)于各自的作用方向而被不同地設(shè)置。例如，中間彈性體45的作用方向處在垂直于兩個(gè)外側(cè)彈性體46，47的作用方向。替代電活性聚合物的彈性體，在此情況下也可提供電制動(dòng)器。通過提供這種數(shù)個(gè)電活性彈性體或電致動(dòng)器的分配，可借助于夾持裝置6抑制不同取向的相對運(yùn)動(dòng)。圖8至12中將用于連接裝置13或夾持裝置6的進(jìn)一步實(shí)施例進(jìn)行了更加詳細(xì)的解釋，其中圖8和9示出了第一設(shè)計(jì)，而圖10和11反映了第二設(shè)計(jì)。圖12示出了基本上適用于圖8至11的兩種設(shè)計(jì)的部分的表征。根據(jù)圖8至12，連接裝置13包含彎曲彈性金屬片零件48。根據(jù)這里示出的實(shí)施例，類似的整個(gè)夾持裝置6由這個(gè)彎曲彈性金屬片零件48形成。所述金屬片零件48包含至少一個(gè)閉合的中空空間49，其中根據(jù)圖12設(shè)置了自由流動(dòng)的顆粒50。這里明顯的是，顆粒50填充的體積比各中空空間49的總體積小。這致使顆粒50可以在中空空間49中移動(dòng)。 根據(jù)圖12所示的特別實(shí)施例，數(shù)個(gè)腔室51形成于中空空間49中，其一方面限制顆粒50在中空空間49中移動(dòng)至單獨(dú)腔室51并且另一方面致使金屬片主體48的橫向硬化。例如，腔室51可被配置為蜂巢形狀。中空腔室49可實(shí)現(xiàn)于金屬片零件48中，例如各金屬片零件48至少在各中空空間 49的區(qū)域形成為雙金屬片結(jié)構(gòu)52，其依次示于圖12中。在各雙金屬片結(jié)構(gòu)52內(nèi)提供了兩個(gè)獨(dú)立金屬片53、54，每個(gè)都分別地具有凹陷55和56，其在裝配階段相互鏡像對稱地與各中空空間49互補(bǔ)。這里所示的例子中的金屬片部件48在它們的相互間隔的端部具有連接點(diǎn)11和12。
權(quán)利要求
1.一夾持裝置，其用于將排氣系統(tǒng)(2)的部件(10)固定于外圍結(jié)構(gòu)(7)，更優(yōu)選地用于裝備有排氣系統(tǒng)(2)的車輛中，_具有用于將夾持裝置(6)固定至排氣系統(tǒng)(2)的部件(10)的第一連接點(diǎn)(11)，_具有用于將夾持裝置(6)固定至結(jié)構(gòu)(7)的第二連接點(diǎn)(12)，-具有布置于連接點(diǎn)(11，12)之間的連接裝置(13)，其使連接點(diǎn)(11，12)之間的可逆相對移動(dòng)成為可能，_其中，配置連接裝置(13)，以便至少在一個(gè)作用方向(14)上其以此種方式具有取決于速度和/或取決于頻率的剛度，即連接裝置(13)根據(jù)慢速或低頻相對移動(dòng)具有比快速或高頻相對移動(dòng)較低的剛度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持裝置，其特征在于連接裝置(13)包括至少兩個(gè)串聯(lián)作用的連接部件，其中一個(gè)允許在基本無作用力下的慢速或低頻相對移動(dòng)，同時(shí)另一個(gè)阻礙快速或高頻相對移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的夾持裝置，其特征在于連接裝置(13)包括至少一個(gè)液壓或氣動(dòng)阻尼器(17)或由此組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的夾持裝置，其特征在于連接裝置(13)包含至少一個(gè)由電活性聚合物組成的彈性體(25)，電活性聚合物的彈性可通過施加的電壓而改變， 并且其連接至具有控制器(27)的電氣控制電路(26)，所述控制器用于根據(jù)振動(dòng)頻率來改變彈性體(25)的彈性，其中控制器(27)可被配置和/或編程，使得它在至少兩個(gè)階段改變彈性體(25)的彈性或使彈性無級(jí)適應(yīng)于振動(dòng)頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的夾持裝置，其特征在于，配置和/或編程控制器(27)，從而其隨著振動(dòng)頻率改變彈性體(25)的彈性，其中更優(yōu)選地，控制器(27)被配置和/或編程，以便相對于部件振動(dòng)的彈性振動(dòng)相位轉(zhuǎn)換至這樣一個(gè)程度，即在部件上形成振幅的減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的夾持裝置，其特征在于，連接裝置(13)包含至少一個(gè)膨脹材料(39)，其用于連接點(diǎn)(11)之間的移動(dòng)傳遞。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾持裝置，其特征在于，連接裝置(13)包括活塞-氣缸單元 (14)，其氣缸(41)以固定方式連接至一個(gè)連接點(diǎn)(11)并且其活塞(42)以固定方式連接至另一個(gè)連接點(diǎn)(12)，其中膨脹材料(39)布置于氣缸(41)的工作空間(44)，其中活塞(42) 是可調(diào)節(jié)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的夾持裝置，其特征在于，膨脹材料(39)形成了彈性體，其中更優(yōu)選地在彈性體中至少設(shè)置一個(gè)平行于膨脹材料(39)作用的彈簧元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的夾持裝置，其特征在于，連接裝置(13)包括至少一個(gè)彎曲-彈性金屬片零件(48)或由此組成，其中金屬片零件(48)包含至少一個(gè)其中設(shè)置有自由流動(dòng)的顆粒(50)的中空空間(49)，其中顆粒填充的體積比中空空間(49)的總體積小。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的夾持裝置，其特征在于，金屬片零件(48)至少在各中空空間 (49)的區(qū)域中配置為雙金屬片結(jié)構(gòu)(52)，其中雙金屬片結(jié)構(gòu)(52)的各獨(dú)立薄片(53，54) 具有凹坑(55，56)，其相互鏡像對稱地與各中空空間(49)互補(bǔ)。
11.一夾持裝置，其用于將排氣系統(tǒng)(2)的部件(10)固定于外圍結(jié)構(gòu)(7)，更優(yōu)選地用于裝備有排氣系統(tǒng)(2)的車輛中，-具有用于將夾持裝置(6)固定至排氣系統(tǒng)(2)的構(gòu)件(10)的第一連接點(diǎn)(11)，_具有用于將夾持裝置(6)固定至結(jié)構(gòu)(7)的第二連接點(diǎn)(12)，-具有布置于連接點(diǎn)(12)之間的連接裝置(13)，其允許連接點(diǎn)(11)之間的可逆相對移動(dòng)，_其中連接裝置(13)包括至少一個(gè)電致動(dòng)器(33)或由此組成，其中提供電氣控制電路(34)以用于電致動(dòng)器(33)連接，電氣控制電路(34)包含用于感應(yīng)部件(10)的振動(dòng)的振動(dòng)傳感器(35)和用于根據(jù)振動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(33)的控制器(37)，其中致動(dòng)器(33)根據(jù)其動(dòng)作改變連接點(diǎn)(11，12)之間的間隔。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的夾持裝置，其特征在于，控制器(37)如此配置和/或編程， 以使其引起致動(dòng)器(33)隨著振動(dòng)頻率而振動(dòng)，其中更優(yōu)選地，致動(dòng)器振動(dòng)相對于部件振動(dòng)相位轉(zhuǎn)換至這樣一種程度，即在部件上形成振幅的減小。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的夾持裝置，其特征在于，致動(dòng)器(33)裝備有電活性聚合物，其通過施加的電壓改變其形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的夾持裝置，其特征在于，連接裝置(13)的作用方向(14)平行于熱膨脹方向(16)取向，其中各構(gòu)件(10)由于熱膨脹相對于結(jié)構(gòu)(7)移動(dòng)。
15.用于內(nèi)燃機(jī)⑴的排氣系統(tǒng)，其中排氣系統(tǒng)(2)的構(gòu)件(10)利用至少一個(gè)根據(jù)權(quán)禾Ij要求1至14中任一項(xiàng)所述的夾持裝置(6)固定于排氣系統(tǒng)⑵的外圍結(jié)構(gòu)(7)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一夾持裝置(6)，其用于將排氣系統(tǒng)(2)的構(gòu)件(10)固定于外圍結(jié)構(gòu)(7)，更優(yōu)選地用于具有排氣系統(tǒng)(2)的車輛，其具有將夾持裝置(6)固定于排氣系統(tǒng)(2)的構(gòu)件(10)的第一連接點(diǎn)(11)，具有將夾持裝置(6)固定至結(jié)構(gòu)(7)的第二連接點(diǎn)(12)，具有設(shè)置于連接點(diǎn)(11，12)之間的連接裝置(13)，連接裝置(13)使連接點(diǎn)(11，12)之間的可逆相對移動(dòng)成為可能。為了改善夾持功能，連接裝置(13)以這樣的方式被配置，即至少在一個(gè)作用方向(14)上具有取決于速度或取決于頻率的剛度，連接裝置(13)在慢速或低頻相對移動(dòng)時(shí)比在快速或高頻相對移動(dòng)時(shí)具有較低的剛度。
文檔編號(hào)F01N13/08GK102200045SQ201110071618
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者托馬斯·諾丁, 約阿希姆·希爾德布蘭德, 阿努爾夫·施皮特 申請人:J·埃貝斯佩歇合資公司