[发明专利]绳增强的弹性膜

说明书

技术领域

本发明涉及用于例如机动车悬架系统的液压滑柱支座中 的膜(隔膜)，且具体地涉及应用于例如液压和常规滑柱支座的具有 高径向刚度和低轴向刚度的绳增强的弹性膜。

背景技术

机动车悬架系统构造成使得车轮能够在车辆沿路面行驶 时跟随路面的海拔变化。当发生路面升高时，悬架以“颠簸”响应， 其中，车轮能够相对于车辆车架向上移动。另一方面，当发生路面下 倾时，悬架以“回弹”响应，其中，车轮能够相对于车辆的整体车身 或车架结构向下移动。在颠簸或回弹中，弹簧(即，盘簧、片簧、扭 簧等)并入到车身结构中，以提供对车轮相对于车辆车身结构的相应 竖直运动的弹性响应。然而，为了防止车轮跳动和过多车辆车身运动， 减震器或滑柱设置在车轮处以阻尼车轮和车身运动。MacPherson滑柱 支座的示例在1995年11月21日授予Hurtubise等并转让给本申请的 受让者的美国专利5,467,971中公开。

提供液压滑柱支座是已知的，例如在2008年3月25日 授予Oblizajek等并转让给本申请的受让者的美国专利7,347,437中公 开的那样。在该专利中，机动车的悬架系统的阻尼器组件包括壳体， 所述壳体适于安装到悬架系统的滑柱的一端。所述壳体具有腔，流体 设置在所述腔中。阻尼器组件也包括横向延伸穿过该腔的至少一个膜， 从而与流体起反应。所述至少一个膜由金属制成，具有单片结构：整 体的，统一的和一体的。

仍然需要具有高径向(横向)刚度和相对低的轴向刚度 的膜，其中，这种膜适合用于液压和常规滑柱支座以及其它应用中， 其中，径向刚度在方向上可调整，以用于具体应用。

发明内容

本发明是具有高径向(横向)刚度和相对低的轴向刚度 的绳增强的弹性膜(或隔膜)，其中，所述绳增强的弹性膜适合用于 液压和常规滑柱支座以及其它应用中，其中，径向刚度在方向上可调 整，以用于具体应用。

根据本发明的绳增强的弹性膜由弹性体材料(例如，橡 胶)的选择性成形(例如薄片状)的弹性膜本体构成，所述弹性膜本 体中嵌埋有至少一组绳(绳组)。所述绳增强的弹性膜可以认为是包 括嵌埋在粘弹性基体中的增强绳的薄层或叠层。所述至少一个绳组的 绳可以由作为非限制性示例的尼龙、聚酯、人造纤维、钢、玻璃纤维 和DuPont^TM制成，且可以例如是缠绕的股或单丝的形式。所 述至少一个绳组可以是单层或多层绳组的形式，可以相对于彼此成直 角或锐角，可以是分层或编织的。

作为液压滑柱支座的非限制性应用示例，本发明的绳增 强的弹性膜构造成薄的、中心有孔的膜本体，从而提供轴向顺应性和 刚性径向反应。阀(节流孔)板将滑柱支座组件分成液压流体填充的 上部腔和下部腔。所述上部腔在其上端由本发明的绳增强的弹性膜界 定，在其相对的下端由阀板界定。下部腔在其下端由第二弹性膜界定， 在其相对的上端由阀板界定。

本发明的绳增强的弹性膜的结构起两个主要功能：首先， 承载滑柱支座的结构静态和动态负载；和第二，用作液压流体的相对 不顺从的体积边界限制(在液压滑柱支座应用中)。为了实现滑柱支 座的该性能，绳增强的弹性膜提供低的轴向结构刚度和同时高的径向 结构刚度(术语“低”和“高”是相对的)。

作为示例，本发明的绳增强的弹性膜能够实现20∶1的 径向与轴向刚度的比(刚度比)。相比而言，由弹性体制成的常规弹 性支座和衬套能够实现仅仅约5∶1-10∶1的刚度比；本发明设想改 进该刚度比，例如改进至大约11∶1和20∶1之间。另外，通过调节 绳组和绳本身的方向以及绳的间距，径向刚度根据具体应用在方向上 可调整。例如，刚度比在第一径向方向可以是20∶1，在相对于第一径 向方向定向成选择角度的第二径向方向，刚度比可以是16∶1。径向刚 度的这种差可以调整成例如对静态和动态侧面负载期望的方向差异、 以及期望悬架动态性能和传递性的预期，以优选地适应于在经过不规 则路面时遇到的振动激励。

具有绳增强的弹性膜的液压滑柱支座解决了对略微粗糙 的道路的车辆平滑道路振动和振动响应的问题。连同改进平滑道路振 动一起，提供了在粗集料和粗糙路面上的平滑性和柔顺感。在功能上， 对前滑柱悬架在轻竖直动态负载下的部分抓取状况(由于受侧面负载 而加剧的内部阻尼器静摩擦引起)进行调整。