[发明专利]气体缓冲器

说明书

本发明涉及一种特别是用于汽车发动机机组支承的、用空气工作的缓冲器。

本专利申请的内容是一缓冲器，也就是说一种构件，它接受动能，大多是冲击能，在理想情况下完全接收，并耗散或吸收接受的能量，而不回传给被缓冲的物体，也就是说一落在缓冲器上的物体通过缓冲器受到制动，并在动态制动过程之后保持一新的静态势能。

相反弹簧是这样一种构件，它从受弹性缓冲的物体上接受引入的动能、中间储存，接着立即以相反的方向回传给受弹性缓冲的物体，并且在理想情况下完全回传给受弹性缓冲的物体。也就是说受弹性缓冲的物体在理想情况下返回其这样的较高的势能，在这个势能位置该物体落在弹簧上或以其他方式作用在弹簧上。

对于一下落的钢珠一由软塑料物质组成的块，例如一块黄油是一个接近理想的缓冲器。相反如果在相同的条件下让钢珠落在一块钢板上，那么钢板(在虎克定律范围内)变形，钢珠通过钢板的回复力甩回到其起始高度处。

在现实世界中理想的缓冲器和理想的弹簧一样难以实现；即使最好的现实的缓冲器由于其反弹力也给待缓冲的对象留下反向动能分量，而即使最好的弹簧也不再给动态作用的物体耗散掉的变形功。每个缓冲器也在较小或极小程度上起弹簧的作用，而最好的弹簧也必然受到阻尼。也就是说实际的缓冲器是这样一种构件，它吸取待缓冲物体的至少大部分动能，而不改变其动能向量的正负号。相应地实际的弹簧是这样一种构件，它将受动能作用的物体仅仅接近于回送到其静态势能的起始高度，并且在振动中不断重复这个过程，直至受弹性缓冲的物体在新的静态势能处静止下来，也就是说，失去其所有的动能。

在本发明说明书的范围内对于这种“实际的”缓冲器和“实际的”弹簧采用简称“缓冲器”和“弹簧”，即使每个缓冲器也起弹簧作用，而每个弹簧也有阻止作用。

但是上述明确说明类型的缓冲器和弹簧与那种按要求既起弹簧作用又起阻尼作用的组合构件有明显的区别。这种构件通常是组合构件它们一方面由起弹性作用的、另一方面由起缓冲作用的组件组合而成。下面这种组合组件在后面的常用术语中称为“支承”。这种支承的一个典型例子是在汽车制造中用作发动机支承的液压支承，它通常由一橡胶弹簧组成，它在受压时通过节流孔从储存腔中抽出缓冲液，这时从弹性振动过程中耗散性地缓冲地消耗掉通过节流孔压出的液压缓冲液的流动损失。

在这样理解的意义上本发明涉及一种缓冲器，而且是一种像上面提到的用液体作为缓冲介质工作的液压支承那样的缓冲器，但是与液压支承不同不是用缓冲液体，而是用一种气体，这里特别是空气工作的缓冲器。已知大量这种空气缓冲器，并且大部分做成柱塞缓冲器。一受动态载荷的并在其特征参数范围内待缓冲的弹簧驱动的刚性柱塞在一工作缸或一圆筒形刚性的泵活塞类型的容器内这样地往复运动，使得位于挂塞上下的并灌满空气的空腔的体积不断地变化。典型的例子是由德国公开资料DE 35 05 632 A1所知的发动机支承，其中一支承在橡胶弹簧上的汽车发动机的振动通过气流的摩擦损失受到缓冲，气流通过一柱塞在较大的振幅时在两个分空腔之间来回抽出。其中由弹性材料组成的腔壁这样地组形，使得根据两个灌满空气的分腔内的动态状况的不同改变空腔内壁和柱塞外缘之间环形间隙的横截面。虽然这种空气缓冲器由于空气的可压缩性和腔壁的弹性也以弹性成分对支承特性参数产生影响，这种影响对于支承的主要通过橡胶弹簧确定的弹簧特性参数实际上不起作用。因此由德国公开资料DE 35 05 632A1已知的发动机支承看作是橡胶弹簧和空气缓冲器的组合。

这种支承的问题是其结构高度。空气缓冲器要求大于整个支承弹簧结构高度的结构高度。

由美国专利资料US 5 087 020 A1已知一种外观相似，但是功能与上述的现有技术根本不同的发动机支承。在一支承垫板上有一橡胶弹簧，它作为固有的支承弹簧弹性支承待支承发动机的质量。这种支承通过一在上面的、已知发动机支承的橡胶弹簧的承载侧上的支承连接板进行。一套筒或螺栓与支承连接板连接，套筒或螺栓自由穿过橡胶弹簧的中央孔或支承板的中央孔。该套筒在其在支承板之下的根部带有一盘形横支架，它在其两个主表面上与外围的环形气室空气密封和耐压连接。这个横支承盘在环形气室之内设有一个或几个贯通的节流孔，它使位于盘上下的气室相互连通。这种由横支承盘和两个气室组成的结构在气室巨大的预紧力作用下封闭在一笼子形的钢板腔内，此钢板腔与支承连接板牢固连接。