液壓緩沖的機組軸承的制作方法

液壓緩沖的機組軸承的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種液壓緩沖的機組軸承（1），尤其用于機動車的機組軸承，所述機組軸承具有軸承殼體（2），彈性的軸承體（3）部分地可移動地設置在所述軸承殼體中，所述軸承體至少部分地包圍第一流體腔（4），所述機組軸承還具有由能在軸承殼體（2）中移動的密封元件（5）密封的、流體填充的補償腔（6），設置在軸承殼體（2）中的膜片（7）將第一流體腔（4）與補償腔（6）隔開，其特征在于，補償腔（6）中的壓力能夠通過構成為軸向可移動的活塞（8）的密封元件（5）調整。
【專利說明】液壓緩沖的機組軸承
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種尤其用于機動車的液壓緩沖的機組軸承，所述機組軸承具有軸承殼體，彈性的軸承體可移動地設置在該軸承殼體中，該軸承體至少部分地包圍第一流體腔，所述機組軸承還具有由可以在所述軸承殼體中移動的密封元件封閉的、流體填充的補償腔，設置在所述軸承殼體中的膜片將第一流體腔與補償腔隔開。
【背景技術】
[0002]DE4021039C2說明了一種液壓緩沖的機組軸承，其具有上側工作腔或第一流體腔以及位于其下面的補償腔或第二流體腔。所述工作腔由支承彈簧包圍，該支承彈簧承載動力機組的重量。通過具有環形通道的壁將所述兩個腔相互隔開。當機組軸承承受負載時，液壓液體可以經由所述環形通道從工作腔中溢流到補償腔中。反之當機組軸承卸荷時，液壓液體發生回流。由此，附加于托簧內部摩擦實現了對機組軸承的液壓緩沖。所述環形通道尤其可以設計成，使得在環形通道中形成液柱的振動，有目的地使所述振動與動力機組的確定的低頻振動相協調。在最大緩沖的范圍中，在環形通道中往復運動的液柱以液壓緩沖器的方式起作用。由此，由行車道路所引起的動力機組的垂直振動應在其固有頻率上受到抵消。
[0003]對機組軸承的這種液壓緩沖是不可變的并且不是對于所有動態行車狀態并且不是對于由此產生的待安置的機組的加速度都能滿足要求。
[0004]DE4121939A1顯示并說明了一種機組軸承，其中由彈性體材料構成的環形軸承體承擔機組軸承的靜態支承功能。在所述環形軸承體中集成了橡膠彈性的第二軸承體，該第二軸承體又與軸承芯共同作用。所述機組軸承因此具有液壓的緩沖功能以及可接通的液壓緩沖器系統。
[0005]EP1580452A1說明了一種用于機動車的液壓緩沖的機組軸承，其具有至少一個填充有液壓液體的第一流體腔以及至少一個氣體填充的補償腔。所述機組軸承具有可以與待支承機組，例如內燃機連接的軸承芯。該軸承芯容納在相對于車身固定的、杯形的軸承殼體中。此外，所述機組軸承還具有兩個功能上彼此分開的橡膠彈性的軸承體，所述第一流體腔和補償腔連接到所述軸承體上并且由噴嘴體分開。遠離軸承體的或借助噴嘴體分隔開的第一流體腔在確定的頻率下加載有來自壓力介質源或無壓力的回流的壓力。
[0006]所述機組軸承包含大量具有可預先規定的彈性特性的構件，并且由于其構造、尤其是在使用噴嘴體形式的起到緩沖器作用的節流閥情況下，在相應特性上較為遲鈍，并且可能導致調節特性方面的偏差。

【發明內容】

[0007]由所述現有技術出發，本發明的任務在于提出一種液壓緩沖的機組軸承，該液壓緩沖的機組軸承在彈簧剛性變化較大的同時具有小的調節偏差。
[0008]所述任務借助具有權利要求1整體上所述特征的液壓緩沖的機組軸承得到解決。[0009]由于補償腔中的壓力能夠通過構成為軸向可移動的活塞的密封元件進行調節，一方面在機組軸承中設置有非常直接地作用的、可以產生細微壓力差的調節元件，并且另一方面實現了這樣的可能性，即將第一流體腔與補償腔隔開的膜片相應地彎曲并且可以開卷(展開)，從而暫時地實現了整個機組軸承的高彈簧剛性。由于所述結構特征，與已知的機組軸承相比所述機組軸承可以暫時地對更高的負載進行彈性緩沖。這里所述機組軸承的結構空間并沒有擴大，并且用于機組軸承的制造成本低。與現有技術不同，通過作為調節元件的活塞的移動，對于補償腔中的壓力控制可以實現調節精確性的提升以及靈敏度的改善。根據補償腔中的填充量，活塞的活塞底部可以用作用于膜片或用于膜片的環形凸起的支承面，從而還使機組軸承的靜態特性得到改善。
[0010]所述活塞本身優選不是機械地運動，而是液壓地運動，其中在其活塞底部背面上設置第二流體腔，該第二流體腔可以加載處于壓力下的液態的或氣態的流體。
[0011]優選以水-乙二醇混合物填充第一流體腔，而以低粘性液壓油填充補償腔，所述液壓油可以以商標Pentosin⑧在市場上可以自由購得。水-乙二醇溶液可以例如如防凍的冷卻液那樣構成，并且例如具有含量約占整個流體量30%-50%的乙烯-乙二醇，從而使得機組軸承在直至-35°的溫度下也可以毫無問題地工作。設置在機組軸承中的彈性體材料不會由此受到侵蝕。橡膠膨脹也處于和使用水相同的范圍中。
[0012]優選的是，將活塞向補償腔加載的流體在第二流體腔中由增壓器預加壓并且由增壓器加載。增壓器或壓力轉換器特別是用于儲存壓力或控制壓力應成比例地降低的情況。在此，增壓器的輸出壓力與輸入壓力成固定的、恒定的比例地調節。為此目的，增壓器的差動活塞相對于第二流體腔這樣設置，使得活塞以較大的面朝向第二流體腔。用于對第二流體腔加載的以及用于使活塞運動的流體壓力由壓力介質源提供，所述壓力介質源包括泵和壓力存儲器。
[0013]壓力調節閥控制通過壓力對第二流體腔的加載，并且以可以確定的頻率對無壓力的回流中的流體的流出進行控制。所述壓力調節閥是可電操作的并且優選由數字電路控制。為此，可以采用由控制技術已知的、電感的、如磁線圈的起平滑作用的低通效果。通過這種壓力調節閥的磁線圈的控制，可以在該閥的銜鐵上以及在調節活塞上施加可預先設定的、可非常精細地調整的力。由此，可以通過應用該原理對所述壓力調節閥的調節活塞位置進行非常精細的控制，所述調節活塞位置直接取決于銜鐵位置。對所述壓力調節閥的磁線圈的控制可以利用數字電路、如微型計算機來進行，所述微型計算機又可以是機動車的電子控制單元ECU的一部分。該控制單元可以通過傳感器測量由機組軸承支承的機組的以及機動車車身的加速度，并且通過借助所述壓力調節閥進行的相應的壓力控制以非常細微的分辨率來主動抵消可能的機組加速度和機組振動。由此，實現了機動車車身減振以及提升駕駛舒適性。
[0014]為了控制所述壓力調節閥的磁線圈，控制單元或微型計算機生成脈沖寬度調制的數字信號。所述脈沖寬度調制、簡稱PWM還已知被稱為脈沖幅寬調制和脈沖持續時間調制(PDM)0
[0015]根據本發明，為了可以在第二流體腔的壓力控制可能出現功能故障的情況下或在對壓力調節閥的供電中斷的情況下能夠固定第二流體腔中的當前液面高度，在機組軸承和壓力調節閥之間，尤其是在增壓器和壓力調節閥之間設置有截止閥。壓力介質源的壓力可以通過限壓閥來調節。
[0016]為了實現機組軸承的模塊化的、簡單的構造，適宜的是，機組軸承的軸承殼體有目的地分成多個尤其是環形的單獨部分。這樣，可能有利的是，第一部分與彈性軸承體牢固地連接。第二部分優選可以用于，一方面將膜片密封地固定在第一和第二部分之間，另一方面為補償腔提供環形罩。在第三部分中例如可以可軸向移動地設置用于對補償腔壓力加載的活塞，其中所述第三部分可以直接構成用于活塞的缸。
[0017]增壓器可以放置在軸承殼體的第四部分中，或者對第二流體腔進行加載的活塞與對補償腔進行加載的活塞一起構成實際的增壓器。
[0018]壓力調節閥同樣可以設置在第四部分中。軸承殼體的各部分可以形鎖合可松脫地拼接。這樣，例如螺栓可以至少旋擰穿過第一和第四部分的相應的外罩并且以雙頭螺栓(Stehbolzen)的方式緊固其余設置在第一和第四部分之間的部分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面借助根據附圖的實施例對根據本發明的液壓緩沖的機組軸承進行詳細說明。這里，示圖是示意性的且是未按比例的，其中:
[0020]圖1示出根據本發明的液壓緩沖的機組軸承的一個實施例的縱剖面圖；
[0021]圖2示出用于對根據圖1的液壓緩沖的機組軸承進行控制的線路圖；以及
[0022]圖3示出根據圖1的液壓緩沖的機組軸承的透視圖。
【具體實施方式】
[0023]圖1中以示意性的、未按比例的縱剖面圖示出液壓緩沖的機組軸承1，用于在機動車的底盤中對作為內燃機未詳細示出的機組17進行主動支承。機組軸承I具有杯形的軸承殼體2，該軸承殼體具有圓形的橫截面。在其由圖1的觀察者的角度所示的上側上，設置由彈性體材料構成的軸承體3，軸承體3形成具有雙T形橫截面的環。軸承體3通過硫化密封地與軸承殼體2的環形的第一部分22連接，并且所述第一部分22在其外部上方邊緣上以突出的凸緣伸出。套筒形的軸承芯25在軸承體2中硫化固定在中央，螺栓26由該軸承芯沿軸向地從軸承殼體2向上伸出。
[0024]此外，螺栓26用于將機組軸承I與待支承的例如車輛內燃機形式的機組17連接，在圖1中僅示意性示出了該機組。膜片7以其徑向邊緣在軸承殼體2的部分22的與軸承體3的凸緣向對置的端側上嵌入周邊凹槽27中。膜片7以及軸承體3的橫截面形狀構成第一流體腔4，第一流體腔填充有不可壓縮的水-乙二醇混合物。膜片7本身在環形的軸承體3的區域中具有沿軸向從第一流體腔4伸出的環形凸緣9。膜片7設置在軸承殼體2的環形的第二部分22’的軸向區域中，其中第二部分22’在外部向上包圍第一部分22的約至一半，從而使第一部分22可以從上方插入第二部分22’中。在膜片7的徑向邊緣的區域中，在第二部分22’上設有徑向指向軸承殼體2的內部的壁厚增大部，作為用于第一部分22的止擋。
[0025]第二部分22’又以徑向邊緣部分地突出于軸承殼體2的第三部分22’’，所述第三部分同樣環形地構成。在所述第二和第三部分的重疊區域中在第三部分22’’的外周邊上的環形槽中嵌入O形環28并且必要時還有其它密封件，用于實現密封。軸承殼體2的第三部分22’，構成用于能在其中移動的活塞8的缸。活塞8具有與軸承體3的橫截面大致相同的橫截面。活塞8構成密封元件5，該密封元件密封沿機組軸承I的軸向方向位于膜片7與活塞8之間的補償腔6。由此補償腔6在其內部壓力來看可以通過活塞8的移動運動而變化。補償腔6優選用低粘性液壓油、尤其是用Pentosin?填充。在引入到軸承體3上的壓力達到可能的負載峰值時，膜片7可以以其環形凸緣9朝活塞8的方向移動。由此，與在現有技術中已知的情況相比，還可以承受更高的來自待支承的機組17的負載和振幅。
[0026]軸承殼體2的第四部分22’ ’’構成為用于機組軸承I的底部并且具有沿軸向下突起的、圓柱形的連接部件29，該連接部件用于將機組軸承I固定在機動車的未詳細示出的底盤的部件上。設置在第四部分22’’’中在中央設置缸孔30，所述缸孔用作用于另外的尤其是高壓活塞形式的壓力活塞的導向部。高壓活塞13可以沿與活塞8相同的方向移動并且通過形鎖合地可松脫的、密封的連接與活塞8耦合。銷栓31就用于這個目的，該銷栓穿過活塞8的活塞底部并且其中卡緊環32嵌入到銷栓31的周邊凹槽33中。構成為O形環24的密封元件與卡緊環32沿直徑方向相對置地嵌入到活塞13的軸向端面35上的環形凹槽中并且由此密封補償腔6。另一個密封件34’在裝置的高壓側在活塞13的外周上設置在腔11與腔45之間。
[0027]高壓活塞13在其背面上可以由尤其是液壓油形式的流體10通過壓力介質源14加載壓力。由此，活塞8與高壓活塞13—起構成一種增壓器12。高壓活塞13的背面上的第二流體腔11可以經由管路36與壓力介質源14連接，該管路沿徑向穿過軸承殼體2的第四部分22’’’。軸承殼體2的所有四個部分22、22’、22’’和22’’’通過形鎖合地可松脫的連接通過三個螺栓24 (對此見圖3)彼此連接。
[0028]如根據圖2的線路圖所示，壓力介質源14尤其由壓力介質泵19和具有壓力存儲器20的存儲組件38組成，所述壓力介質泵將壓力介質從壓力介質容器37 (液箱)輸送到用于相應機組軸承I的壓力調節閥15，其中每個機組軸承I都配設一個壓力調節閥15。存儲組件38通過截止閥30可以與壓力介質泵19脫離接合并且具有電控制器，用于填充壓力存儲器20以及對機組軸承I進行壓力加載。在每個壓力調節閥15與相應的高壓活塞13之間設有截止閥18。截止閥18尤其構成為電控的二位二通閥并用于例如在停電或在待支承的機組17停止運轉時閉鎖從壓力介質泵19到每個機組軸承I的高壓活塞13的引導流體的連接。無壓力的回流管路40從每個壓力調節閥15通向壓力介質容器37。由此，每個壓力調節閥15在運行中交替地將處于壓力下的前輸管路36或相應的回流管路40與高壓活塞13的背面并且就此而言與第二流體腔11連接。可以通過壓力限制閥21以常規的方式來調節壓力介質泵19的輸送壓力。
[0029]每個圖2中所示的以及共同由壓力介質源14供給的機組軸承I的每個壓力調節閥15優選構成為脈沖寬度調制的、電控制的二位三通閥或減壓閥。可以是機動車的微型計算機的一部分的數字電路16在此提供了脈沖寬度調制的數字信號，該數字信號向相應的壓力調節閥15的磁銜鐵(未示出)上生成可以非常細微地調節的力。由此，壓力調節閥15的調節活塞的位置直接取決于相應的銜鐵位置。在機組軸承I中構成增壓器12，該增壓器對補償腔6中的壓力以及由此傳播到第一流體腔4中的壓力進行控制，由此可以非常直接地控制機組軸承I并且這樣可以將非常高的推力和/或壓力施加到軸承體3和機組17上。
[0030]將內燃機的運行數據，如發動機轉速、圍繞機組17所有軸的加速度以及機動車架的加速度輸入數字電路16。通過放大級可以單獨地控制相應的壓力調節閥15。數字電路16可以包含這樣的調節策略，即壓力控制在第二流體腔11中這樣進行，使得可以實現機動車車身的減振以及機動車駕駛舒適度的顯著提升。
[0031]圖3示出緊湊結構形式的機組軸承I的透視圖，所述結構形式尤其是這樣來實現，即壓力調節閥15以及截止閥18以集成的結構形式構成機組軸承I的部件。這樣的閥15、18以卡頭(Patixmen)方案的方式在軸承殼體2的第四部分22’ ’ ’中擰緊。在軸承殼體2的外側上可以看到不同的填充口。這樣，與在第二部分22’的壁中通入的、用于水-乙二醇溶液的填充口 43 —樣,用于Pentosin?的填充口 42設置在補償腔6中，所述水-乙二醇溶液由第一流體腔4容納。此外，可以看到用于活塞8的背面的活塞室45的排氣孔44。
【權利要求】
1.一種液壓緩沖的機組軸承(1)，尤其用于機動車的機組軸承，所述機組軸承具有軸承殼體(2)，彈性的軸承體(3)部分地可移動地設置在所述軸承殼體中，所述軸承體至少部分地包圍第一流體腔(4)，所述機組軸承還具有由能在軸承殼體(2)中移動的密封元件(5)密封的、流體填充的補償腔(6 )，設置在軸承殼體(2 )中的膜片(7 )將第一流體腔(4 )與補償腔(6)隔開，其特征在于，補償腔(6)中的壓力能夠通過構成為軸向可移動的活塞(8)的密封元件(5)調整。
2.根據權利要求1所述的機組軸承，其特征在于，膜片(7)設置有環形凸緣(9)。
3.根據權利要求1或2所述的機組軸承，其特征在于，作為活塞(8)在軸承殼體(2)中能軸向移動地設置的密封元件(5)由處于壓力下的液態或氣態的介質加載。
4.根據權利要求3所述的機組軸承，其特征在于，液態或氣態的介質(10)包含在第二流體腔(11)中，所述第二流體腔在軸承殼體(2)中關于密封元件(5)與補償腔(6)相對置。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的機組軸承，其特征在于，用水-乙二醇混合物填充第一流體腔(4)。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的機組軸承，其特征在于，用稀液狀的液壓油填充補償腔(6)。
7.根據權利要求4至6中任一項所述的機組軸承，其特征在于，補償腔(6)中的液體或氣態的介質(10)由增壓器(12)預加載。
8.根據權利要求7所述的機組軸承，其特征在于，第二流體腔(11)中的介質(10)為液壓油，所述液壓油由增壓器(12)的高壓活塞(13)加載。
9.根據權利要求4至8中任一項所述的機組軸承，其特征在于，液態或氣態的介質(10)能夠由壓力介質源(14)和壓力調節閥(15)以確定的頻率加載壓力或則以所述頻率連接到無壓力的回流上。
10.根據權利要求9所述的機組軸承，其特征在于，壓力調節閥(15)是電操作的并能夠由數字電路(16)控制。
11.根據權利要求10所述的機組軸承，其特征在于，數字電路(16)是機動車的電子控制單元(E⑶)的一部分，其中所述電子控制單元(E⑶)至少檢測由機組軸承(I)支承的機組(17)上的加速度和機動車車身上的加速度并在第二流體腔(11)中通過相應的壓力控制主動地抵消機組運動和機組振動。
12.根據權利要求9至11中任一項所述的機組軸承，其特征在于，壓力調節閥(15)通過脈沖寬度調制的數字信號控制。
13.根據權利要求9至12中任一項所述的機組軸承，其特征在于，在機組軸承(I)與壓力調節閥(15)之間設置截止閥(18)。
14.根據權利要求9至13中任一項所述的機組軸承，其特征在于，壓力介質源(14)包括液壓泵(19 )和壓力存儲器(20 )。
15.根據權利要求9至14中任一項所述的機組軸承，其特征在于，壓力介質源(14)的壓力能夠被限壓閥(21)調整。
16.根據權利要求1至15中任一項所述的機組軸承，其特征在于，軸承殼體(2)沿軸向分成多個部分(22、22’、22’ ’、22’ ’ ’)，第一部分(22)與彈性的第一軸承體(3)固定連接。
17.根據權利要求1至16中任一項所述的液壓緩沖的機組軸承，其特征在于，膜片(7)固定在軸承殼體(2)的第一部分(22)與第二部分(22’)之間。
18.根據權利要求1至17中任一項所述的機組軸承，其特征在于，構成為活塞(8)的密封元件(5)在軸承殼體(2)的第三部分(22’ ’)中軸向可移動地引導。
19.根據權利要求1至18中任一項所述的機組軸承，其特征在于，增壓器(12)和壓力調節閥(15)設置在軸承殼體(2)的第四部分(22’’’)中，軸承殼體(2)的各部分(22、22’、22’ ’、22’ ’ ’)通過形鎖合地可松脫的連接彼此連接。
20.根據權利要求19所述的機組軸承，其特征在于，所述形鎖合地可松脫的連接由螺栓(24)形成，所述螺栓至少穿過軸承殼體(2)的第一和第四部分(22、22’’’)。
【文檔編號】F16F13/26GK103635711SQ201180071862
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2011年5月18日 優先權日:2011年5月18日
【發明者】M·卡西米爾, B·勒德爾 申請人:Hydac電子技術有限公司