技术领域
背景技术
[0002] 随着减振器扭转振动的激发，位于
外壳和振动轮之间的贮油空间间隙内的减振液受剪应
力影响。从而，来自振动系统的振动
能量转换成
热能，导致了所期望的阻尼效应的产生。
[0003] 这种减振器已经公开很长时间了。其尺寸范围从最小的直径小于100毫米的用于电力类商用
汽车发动机凸轮轴的减振器，到直径超过2000毫米的，如推进大型
船舶的主要
驱动器的减振器。以上所述的减振器的类型，例如，在发明
专利DE 198 55419 B4已公开。
[0004] 一股来说，高粘稠
硅油通常用作减振液。减振液受到的剪
应力和减振器在使用期间伴随产生的热量，导致硅油的磨耗，特别的，是由于长链油分子的断裂。这改变了减振器的阻尼性能，直到达到一定的限度，减振器不再适合产生适当的阻尼效应。
[0005] 这种油的磨耗是不可逆的，这就导致减振器的寿命有限。通过使用化学添加剂，磨耗性能可以得到改善，但没有被完全避免。
[0006] 因此，如果减振器的寿命比发动机的短，很有必要通过定期抽样监测油的磨耗状况并由减振器制造商对油进行分析。只要油的状态超过所限定的损耗状态，减振器就需要更换或从新充入新的油。
[0007] 如果上文涉及的减振器没有被弃用，它们一股可重新组装和再次投入使用。这涉及到打开和清洁减振器，
轴承元件的交换，以及重新组装和油的补给。减振器越大，成本就越昂贵，
进程就越棘手。带有大型减振器的驱动器在船舶中的使用，拆解，运输和重新安装所用的成本高，甚至会超过了减振器的价值。此外，设备必须停顿，因为它们在没有减振器的情况下不能运行。
[0008] 它可以在安装期间通过从外壳外部通过开口向内部压入新鲜的油来补充油，并迫使废弃的油从另一个开口流出减振器。然而，这个程序的缺点是，减振器的精确灌装是很困难的。但对这种
精度又有要求，因为减振器必须包含既不太多也不太少的油来提供所需的阻尼。此外，以这种方式是不可能把所有用过的油冲洗掉的，所以，到最后，新油和
废油产生了不确定的混合物。减振器寿命的延长就是这样实现的。然而，达到再次充满的目的并不等于完全清洁并使新油充满减振器。
[0009] 鉴于这种背景下，本发明的目的是增加扭振减振器的维修间隔，或延长其使用寿命。
发明内容
[0010] 本发明的目的是提供一种扭振减振器。
[0011] 本发明的扭振减振器包括带有
流体密封的圆环形空腔的外壳和可旋转的
支撑在外壳的圆环形空腔内的振动轮；其中在振动轮及外壳之间形成间隙形贮油空间，其内部充满了粘性减振液。它的特征是，贮油空间有油流入口和油流出口，油流出口与位于比油流入口径向更外侧的贮油空间的一部分相连接，以便控制贮油空间内的减振液的交换。
[0012] 通过控制减振器内部的油交换，使得自动引入油供给的扭振减振器的使用寿命延长了。减振器内的油磨耗周期得到延长。这就使得维修的间隔更长了。
[0013] 这种油交换是不可能出现在传统的减振器中，例如在DE 198 55 419 B4中所描述的。后者的减振器内有一个径向的扩展空间。然而，这种扩展空间的功能，仅仅是为弥补减振器的灌装误差以及减振液和外壳的不同的热延伸率。在灌装时，高
粘度油一股在高压力下灌装以缩短时间。在这种情况下，往往很难准确确定填充量，所以任何灌装误差都应通过扩展空间予以补偿。实验表明，在扩展空间的油大都没有与实际工作中的油交换。相反，之前填充的油基本上仍停留在它们被填充的
位置。与之比较起来，在本发明的解决方案中，减振液从内而外的缓流通过贮油空间实现了。换句话说，在减振器的使用过程中贮油空间中油的自动交换得到了控制。
[0014] 本发明更优选的实施方式进一步描述。
[0015] 特别是，减振器内部的油交换可以以不同的方式实现。
[0016] 根据一个优选实施方式，一个或多个开节流
阀设置在油流出口上，所述的开
节流阀与贮油空间相连接。在此，采用这种方式，即由于在操作过程中减振器的旋转，减振液中会产生从内到外逐渐增大的液体压力。在所述的压力下，减振液缓缓流经一个或多个开节流阀。减振液慢慢地在间隙中被剪应力破坏，通过这些开节流阀流出。这样就产生了一个长期、缓慢和自动的减振液交换。
[0017] 优选的，所述的开节流阀连接到贮油空间的一个区域，并径向设于振动轮的外围的外
侧壁。这有助于确保受压力最大的油总是最先被抽干。
[0018] 根据另一个优选
实施例，所述的开节流阀可以有阀
门控制功能，这样在特定条件下才可进行油的交换进程。例如，设置阀门控制功能，以便开节流阀仅仅在达到预定的压力
水平才打开，但低于这一水平仍保持关闭。在这种方式下，减振器的寿命可能与实际的运作方法相匹配。一股来说，在低转速时减振是不需要的，油没有受到强压，开节流阀可以保持关闭。在较高的转速下，减振器的工作较为剧烈，就会使油磨耗。在这种情况下，通过打开开节流阀，缓慢的油交换进程就发生了。
[0019] 在一个特别的实施方式中，这一个或多个开节流阀的打开压力高于最大工作压力。此外，放置减振液的贮藏室或贮油空间具有可关闭的流入管道开口。在这一实施方式中，开节流阀在操作过程中不打开，但只有在施加一个较高的压力时才打开，此时废油就被挤出贮油空间。
[0020] 根据另一个优选实施方式，阀门功能由
温度控制，因为在温度较高时油磨耗的程度很大，这一个或多个开节流阀直到达到预定的温度水平才打开，但低于这一水平时保持关闭。
[0021] 此外，由旋转速度控制的阀门功能可以实现，例如，通过
离心力板。所述的开节流阀直到达到预定的转速才打开，低于这个速度保持关闭。
[0022] 根据另一种优选实施方式，减振器包括一可从减振器外部来控制开节流阀打开和关闭的关闭设备。这样，内部油交换可以从外面控制。
[0023] 在一个简单的实施方式中，减振器初始在开节流阀关闭情况下的运行。接下来，关闭设备被打开，以便贮油空间内的油可以被替换。例如可以通过手动方式将关闭设备打开。在此方式下，减振器可在不用拆卸或者新油填充的情况下再次运行使用。
[0024] 根据另一个优选实施方式，所述的开节流阀是由过滤设备构成，该过滤设备使达到一定粘度的介质渗透。这就使符合标准的油和最适度使用的油进行交换。随着磨耗的进行，油的粘度降低。已磨耗、低粘性的油通过过滤设备流出贮油空间，而高粘度油继续留在贮油空间。
[0025] 油的流出和流入可以通过一个放置减振液的贮藏室和集油室来实现，它们按下面所说的方式安装在减振器里。一股来说，在这里贮藏室与贮油空间的沿径向切面的内侧相连接，而集油室通过开节流阀与位于贮油空间径向靠外的部分相连接，使得不需要特殊输送设备的情况下，油可能自动交换。在集油室中，减振器内已用过的减振液被收集，且贮藏室中的新减振液在减振器中替换。油的交换速度可以通过开节流阀的横截面的通过量加以控制。
[0026] 最好的，贮藏室的半径比间隙形贮油空间的要小，例如，从振动轮径向内。如果在贮藏室存储减振液的数量是贮油空间总体积的X倍，且油漏损量或通过开节流阀的流速是相应匹配的，减振器就有了X倍长的寿命，在此期间都不需要维修保养。
[0027] 为了避免贮油空间的填充不完全，集油室最好小于或最多几乎相同于贮藏室的体积。因此，剪切间隙就不能清空。集油室一旦被磨耗的减振液完全充满，一个大小等于剪切间隙中的压力就在减振液中形成了，减振液就停止了通过开节流阀流动。
[0028] 如果收集箱已满，贮油空间的减振液不能再继续交换。这可以用一个适当的水平指示器或水平传感系统来进行识别，然后报告给设备管理处。然而，不像传统减振器需要拆除，清洗，重新安装和重新填充减振器，本发明所述的减振器，足以清空集油室并再次关闭它，此后，往贮藏室填补等量的新油。该处理程序的成本以及与此有关的成本远远低于传统减振器。
[0029] 只要减振器再旋转起来，减振液的交换过程就会重新启动，这就确保在剪切间隙或间隙型贮油空间内总是有足够的优质减振液。这种排空的交换容器和用减振液重新填满储存容器的操作可在不从轴上取下减振器的情况下进行。特别是，对于在船舶上的大型减振器，这在节约时间和成本上是一个很大的优势。
[0030] 目前，为安全起见，减振器的内轴承在每次检查期间都被替换，因为它们不是一个主要的成本因素。然而，在本发明的减振器中，并不需要清空交换容器、重新填满储存容器和拆开并打开减振器。根据本发明的另一个优选实施方式，为了几次减振液流过，外壳的振动轮轴承设计的强度较强。
[0031] 据本发明的优选实施方式，集油室沿径向形成于外壳中的圆环形空腔的外部并通过横档与圆环形空腔隔开，一个或多个用以连接集油室与圆环形空腔的开节流阀最好设置在横档上。圆环形空腔和集油室这样就特别容易设置，例如，在外壳的表面。
[0032] 然而，也可以通过圆环形空腔的使用来分开集油室。后者可以作为一个简单的分离环或单独收集容器插入圆环形空腔。用以连接圆环形空腔和集油室的开节流阀优选位于这个插入物内。
[0033] 另据本发明的另一个优选实施方式，集油室形成于外壳表面的收集箱上，并通过一个或多个开节流阀与圆环形空腔内的贮油空间相连接。如果收集箱已满，它可以比较容易地被分开，由一个空容器取代。然而，也可在清空
时移开减振器上的收集箱。
[0034] 根据另一个优选实施方式，集油室以一个特别节省空间的方式设置在振动轮内。
[0035] 以类似的方式，贮藏室可设置在减振器的振动轮内部，或设置在外壳的外侧。
[0036] 优选的，贮藏室在径向向内与圆环形腔室相连，这样新油始终是完全强行通过贮油空间并且也不会产生盲区。
[0037] 另据本发明的优选实施方式，油的交换进程也可以通过强迫循环实现，在这里，在减振器中油的量比在贮油空间中的大。根据本发明的不同情况，油接收空间中油的流入和流出是通过一个桥接贮油空间的旁路管实现的。一个
循环泵设置在旁路管中，使油在操作过程中能够均匀地磨耗。在减振器中的减振液是贮油空间的数量的X倍的情况下，其获得的寿命是传统减振器的X倍。
[0038] 下面利用具体实施例并结合
附图对本发明进行详细说明，附图如下。
附图说明
[0039] 图1是本发明第一个实施例的扭振减振器的半剖面图。
[0040] 图2是本发明第二个实施例的扭振减振器的半剖面图。
[0041] 图3是本发明第二个实施例的扭振减振器的变体的半剖面图。
[0042] 图4是本发明第三个实施例的扭振减振器的半剖面图。
[0043] 图5是本发明第四个实施例的扭振减振器的半剖面图。
[0044] 图6是本发明第五个实施例的带有
循环泵的扭振减振器的半剖面图。
[0045] 附图标号如下：
[0046] 1、外壳；2、圆环形空腔；3、壳体；4、
法兰；5、壳盖；6、振动轮；7、振动轮6的轴向端面；8、空腔2的轴向内壁；9；振动轮6的外围；10、空腔2外围的内侧面；11、间隙形的贮油空间；12a、间隙；12b、间隙；13、振动轮6外围的内侧面；14、贮藏室；15、
内圈；17、溢出通道；18、开节流阀；19、集油室；20、
外圈；21、流入通道；22、流出通道；23、密封塞；24、密封塞；25、横档；26、阀；27、过滤设备；101、外壳；102、圆环形空腔；103、壳体；104、法兰；105、壳盖；106、振动轮；107、振动轮轴向端面；108、圆环形空腔轴向内壁；109、振动轮外围；111、间隙形贮油空间；112a、间隙；112b、间隙；114、贮藏室储藏室；116a、轴承环；116b、轴承环；117、溢出通道；118、开节流阀；119、集油室；128、收集箱；129、储油容器；130、循环泵；131、旁路管；132、水平指示器
具体实施方式
[0047] 实施例1
[0048] 如图1所示的扭振减振器，例如用在船用发动机(船用柴油机)的机轴上。扭振减振器由外壳1以及位于其内部的圆环形空腔组成。在图1的实施例中，于壳体3内形成圆环形空腔2，壳体进一步包括一个用于与轴相连接的法兰4。壳盖5将圆环形空腔2紧密的通过流体密封在一个轴向端面上。
[0049] 扭振减振器还包括一个振动轮6，可旋转的支撑在外壳1里的圆环形空腔内。在振动轮6的轴向端面7和与其相对的外壳1的内侧壁8之间，以及振动轮的径向外围外侧壁9与外壳1的径向外围内侧壁之间，形成了贮油间隙11，它包括两个轴向间隙12a和一个径向间隙12b。在振动轮的剖面不同的情况下，可能会引起不同的间隙排列。例如，振动轮的剖面可以为“C-”或者“L-”形。此外，振动轮6通过
滑动轴承支撑在外壳1的径向外围的内侧壁13上，通过启动例如
活塞、特氟纶箔或者其它类似物进行轴向引导。
[0050] 位于圆环形空腔2内的贮油空间11，即间隙12a和12b内充满了粘性减振液，优选高粘度硅油。当外壳1上有扭转振动激发，外壳1和振动轮6之间会有一个相对旋转，因此，间隙12a和12b内的减振液会受到抗剪应力，从而产生阻尼效应(减振作用)。贮油空间11会在径向上变成锥形或阶梯型，以保持油中的剪切
角在基本不变。
[0051] 减振器进一步包括一个用于贮藏减振液的贮藏室14。贮藏室14与圆环形空腔2相连接。如本实施例所示，在外壳1内，内环15把贮藏室14和圆环形空腔2隔离开。内环15可视为外壳1的一部分，它从壳盖5的一侧插入壳体3中，具有数条溢出通道17，溢出的减振液通过溢出通道17从贮藏室14进入圆环形空腔2或者间隙形贮油空间11的径向内侧面内。
[0052] 此外，减振器的外壳1上设置一个或多个开节流阀，用于控制间隙形贮油空间的油交换。在实施例1的情况下，根据一个确定的漏油原则，通过开节流阀进行油交替。开节流阀18的横截面的尺寸必须恰当，以使减振液可以在运作期间从间隙形贮油空间11中缓慢的泻出。开节流阀18与圆环形空腔2内的间隙形贮油空间11的一个径向外部相通。减振液受压力最大的一部分从此处通过。从内到外渐渐增大的液压引起了流体的溢出。溢出的减振液自动被贮藏室14的减振液取代。这导致在减振器运行期间，在长时间内，减振液可以进行自动的无杂质的交替使用。
[0053] 从圆环形空腔2溢出的减振液被收集到贮油室19中，在第一个实施例中，贮油室19设置在壳体3的内部。然而，也可以在壳体3的外表面或者振动轮6的内部连接一个带有贮油室的贮存容器。以上情况中，开节流阀18的口要开向贮油室19内。
[0054] 为了确保减振液能够像上面所述的准确的交替使用，贮油室19和贮藏室14的空间大小基本保持一致。如果贮藏室14被废油填满，交替进程会自动停止，因为油不能够继续流动。这样阻止了贮油空间11清空在圆环形空腔2内的油。为了达到一个最适宜的减振液输送量，优选开节流阀18连接到位于振动轮6的外围外侧壁9和外壳1的外围内侧壁10之间的圆环形空腔2的某个部位中，即在间隙12b的区域内。
[0055] 如实施例中所示，外环20将贮油室19和圆环形空腔2分隔开。移去壳盖5，外环20被插入到壳体3内。在本例中，它形成了外壳外围的内侧壁10，并将开节流阀18包含在内。结果，贮油室19被流体紧密的密封住，与外部环境隔离开来。
[0056] 然而，贮油室19也可以不同的方式进行实施，只要保证上述减振液的交替使用进程能够顺利实施。
[0057] 如果贮藏室14内的油用光了，它可以再次填充而不用打开圆环形空腔2。贮油室19的油用尽时可以通过很多方法检测出来，例如，通过一个油位指示装置。贮藏室14再次被填满时，贮油室19同时被清空。整个过程也不需要打开圆环形空腔2。为实现上述目的，合适的流入流出通道21和22设于外壳1或壳体3上，这两个通道在运行期间是通过塞规
23和24保持关闭着的。
[0058] 实施例2
[0059] 如图2所示，它的外壳1是由实施例1简化而来。类似的组件相应标有相同的附图标记。与实施例1形成对比的是，实施例中的集油室19与圆环形空腔2分隔开，不是通过一个插入物，而是一个与壳体3一体的横档。集油室19径向排列在圆环形空腔2的外部，开节流阀18设在横档25的内部，连接着集油室19和圆环形空腔2中的贮油空间11。
[0060] 实施例2中的贮藏室14与间隙形贮油空间11相连通，它是由圆环形空腔2径向向内的扩展形成的。后者因此有一个减振液流入口和流出口，流出口与贮油空间11的一部分相连通，比流入口位于贮油空间径向上的更外侧。贮油空间11的减振液交换进程是由流出口的开节流阀18控制的，当然可以设置若干个开节流阀18。进入贮油室19的油是从贮藏室14流出的。
[0061] 开节流阀18也可设置为图1中的简单的漏孔。图2中给出的是一个阀门控制的变体的例子，这样，减振液的交换使用进程就可以由减振器的运行来控制，因为随着压力的增大、温度的提高、转速的增加，减振液的磨耗也随之增大。为了达到上述目的，在开节流阀18上设置一个阀门26，它的打开或关闭是由压力控制和/或时间控制和/或
温度控制和/或转速控制的。
[0062] 在本例中，阀门26只有在开节流阀18达到预定的压力后才打开的，但是如果随着温度的升高减振液磨耗加大它接下来仍将关闭。在温度控制占主要地位的情况下，开节流阀18只有在温度达到预定值时才打开，低于预定值时就保持关闭状态。在转速控制占主要地位的情况下，开节流阀只有在转速达到一定的数值后才打开。在时间控制占主要地位的情况下，开节流阀只有在达到设定的时间后才打开。
[0063] 图2中的阀门26可以根据压力，时间，温度和/或转速自动打开或关闭。然而，它也可以作为一个闭合装置设置于减振器的外部用以控制开节流阀的打开和闭合，并且它可以用手或者其它外力来驱动。
[0064] 图3所示的是实施例2的另一个改进，开节流阀18形成在过滤设备27的一侧，过滤设备能让减振液透过，以达到一个预定的粘度值。例如，过滤设备27可以为一层过滤膜，它可以让一定粘度的废油透过，但是将较高粘度的油挡在了外面。
[0065] 实施例3
[0066] 实施例3的扭振减振器如图4所示，它包括一个带有圆环形空腔102的外壳101，外壳101包括壳体103，圆环形空腔102设在壳体103的内部，还包括沿轴向封闭住圆环形空腔102的壳盖105。此外，外壳101中有一法兰104用以连接轴。在圆环形空腔102中，振动轮106可旋转的设置在外壳1中。在振动轮106的轴向端面107和与其相对的外壳1的内侧壁108之间，即振动轮的外围外侧壁109与外壳101的外围内侧壁110之间，形成了贮油间隙111，它包括两个充满着高粘度减振液的轴向间隙112a和一个径向间隙112b。此外，外壳101中设有滑动轴承116a和116b，它们是由聚四氟乙烯，聚酰胺或类似材料制成的。振动轮106轴向的支撑在外壳1的滑动轴承上，从某种意义上讲，这种结构和实施例2类似。
[0067] 为了减振液在内部交换时能引入到贮油空间111内，减振液流入口位于沿轴向方向的更内部，流出口位于沿更外部，一个或多个开节流阀118设置在贮油空间111的减振液流出口内用来控制减振液的交换进程。在此，上面所述的开节流阀118可以是简单的漏孔或者闭合装置。
[0068] 开节流阀118通向贮油室119，贮油室形成于固定在外壳101的外表面上的贮存容器128内。贮油容器128固定在壳盖105的轴向外表面的壁上，开节流阀118延伸穿过它。同时，它也可以固定在壳体103的相对另一面的外表面的壁上或者外表面的外侧壁上。在最初的组装或维修后，贮存容器128也是空的。它在运行过程中不断的被减振液填充。在清空时，贮油容器128可被卸下。作为选择，贮油容器128上可以设置一个放油口。
[0069] 外面流动的油不断的被从贮藏室114流出的油所取代。这里贮藏室的设置基本上同实施例1或2相同或者和下面将要提及的实施例4相同。此外，在本例中，还有一个和贮油容器相似的带有贮藏室114的贮油容器129，它固定在外壳101的外表面的壁上且延伸穿过外壳101并与贮油空间111通过通道117相连接。
[0070] 实施例4
[0071] 贮藏室114和贮油室119也可统一设置在振动轮106的内部，如实施例4中的图5所示。简易的或者阀门控制的开节流阀118设于振动轮106的壁内并连接着放射状的沿轴向扩展的贮油空间111和贮油室119。为了简化贮油室119和贮藏室114的加工制造，振动轮106可沿轴向分开。
[0072] 上文所述的减振器的贮藏室和贮油室的特性、排列以及开节流阀的设计排列也可以以不同的方式结合起来，以使减振液可以在减振器的运作间隔内能够正常更新，以此来确保减振性能在整个运行过程中有所保证。特别通过开节流阀，实现了一个缓慢的，持续的减振液交换进程。此外，如果使用用阀控制的开节流阀，该减振液的交换进程可以取决于其负载。
[0073] 通过对贮油空间内的减振液的有针对性的引导，减振液中负载最重的一小部分总是被抽出。这就避免了新旧减振液的不明状态的混合。
[0074] 如果存储的减振液用完，使用过的减振液可以在减振器内不花大力气和成本被转移，并以类似的方式，减振液的存储可以得到补充。不需要繁琐的拆除或者打开减振器。
[0075] 由于在外壳的振动轮的沿轴承方向设计了几个减振液的通道，跟不带有持续交换进程的减振器相比，寿命有了显著提高，或者两次减振器的拆除程序之间的时间有了可观的延长。
[0076] 实施例5
[0077] 第五个具体实施例如图6所示。外壳101和振动轮106，大致对应于第三个具体实施例，因此相应的组件使用相同的参考数字，其后的差异会在下面解释。在这种情况下，贮油空间111的减振液交换进程控制不是被动进行的而是通过一个循环泵130，在这它只是示意性的。为此，减振液流入口位于径向更内部，减振液流出口位于径向更外部，连接在一个旁路管131上，作为其至另一个空间贮油空间111的
桥梁。循环泵130安装在旁路管131内。在此，这种自主的通路中减振液的数量超过了贮油空间111中的。由于更大的减振液数量和减震液循环，这样延长的操作间隔中的减震特性也有了保证。
[0078] 本发明公开了不同的具体实施例用以帮助详细说明本发明，但保护范围不限于此，具体见随附的
权利要求书。
