[发明专利]弹性体的回跳、震动及相关的压缩弹簧

说明书

本发明涉及弹性体构成的压缩弹簧，更具体来说，本发明主要涉及用于汽车悬挂系统的压缩弹簧的改进。

本世纪七十年代早期，汽车设计的焦点在于轻型及低车身型，上述设计必须使悬挂系统至少在两方面得到改进。首先，低车身型要求减小悬挂行程。第一，轻型要求向很软的弹簧刚性转变。我们认为，上述转变要求在悬挂撑杆组件的震动和回跳缓冲器方面有进一步的改进。尽管多年来对上述轻型和低车型汽车的设计，其悬挂系统仍将不尽人意的噪音，振动和路面冲击传至乘客。因此，主要的汽车制造厂商要求对目前的回跳缓冲器要有若干种不同的设计，并希望弹簧要有柔软的送进和较长的行程。因此，本发明主要与解决汽车的悬挂撑杆组件的上述问题有关。

撑杆组件的回跳缓冲器一般由聚氨酯弹性材料制成，其目的只是当悬挂系统的撑杆由于车轮组件压陷入车身而伸至其最大长度时软化并缓冲回跳冲击。目前这种缓冲器具有套装在撑杆塞柱上的小聚氨酯橡胶垫圈，其厚度有限，只是在回跳的最后2至3毫米时对车轮有缓冲作用。而且它们具有恒定的，高弹性刚度，几乎无助于消弱噪音，振动或冲击力。

目前的撑杆组件的震动缓冲器，与回跳缓冲器相似，性能亦不尽如人意。通过使用微孔聚氨酯已对这些缓冲器作出某些改进。另外，在美国专利4，962，916号中提出了一种由热固性和热塑性聚氨酯制成的震动缓冲器，其中缓冲器具有可变的壁厚以提供可变的弹簧刚性。该专利也提到了共聚多酯如Hytrel，但是并没有提出解决共聚多酯的压缩调整问题。美国专利4，235，427号公开了利用乙缩醛，聚乙烯，聚丙烯，四氟乙烯，尼龙和挠性聚氯乙烯制成的弹簧，取得了满意的效果，其中弹簧特性主要取决于内、外旋绕的不同半径，其弹性是由于旋绕的弯曲而不是弹性材料的弹性变形。

虽然现有技术与本申请无关，但是它们确实使用了用共聚多酯如Hytrel^R制成的有效的压缩弹簧。这些现有技术包括美国专利4，198，037号，题目是“制造聚酯弹性体压缩弹簧的方法及有关的产品”和美国专利4，566，678号，题目是“聚合装置及其制造方法”。

上述专利中的压缩弹簧主要应用在火车车厢缓冲装置和其它吸收能量的装置中。这些应用中需要很高的弹簧刚度来吸收大至300，000磅的由火车车厢产生的冲击力。这些压缩弹簧并不解决当今汽车所面临的问题，即在轻型车辆中要求柔软的行驶舒适性能。

本发明包括主要用于汽车悬挂系统撑杆中的压缩弹簧。它是一种由弹性材料制成的长形中空体，其塑性变形与弹性变形之比值大于1.5比1。这种弹性材料最好是共聚多酯聚合物弹性材料如由E.I.Pont de Nemoirs公司制造的商标为Hytrel的产品。

这种中空体最好呈长波纹管形，可以放置在撑杆的塞杆上。波纹管是由侧壁形成的，其连接部分的尺寸沿波纹管长度可以改变以提供预定的，可变的弹簧刚度。

因此，本发明的主要目的是提供：

1.一种改进的车辆撑杆组件，其中将回跳缓冲器从功能上结合进撑杆中以利于消除，缓冲和隔绝噪音，对车辆乘员振动和路面冲击;

2.一种改进的撑杆组件，具有一回跳缓冲器，其弹簧缓冲行程超过2毫米，可提供柔软的送进和可变的弹簧刚度以消除噪音，振动或冲击力;

3.一种改进的撑杆组件，具有一震动缓冲器，耐久的弹簧缓冲行程超过2毫米，其送进柔软，弹簧刚性可变以消除噪音，振动或冲击力;

4.一种由弹性材料构成的弹簧，这种弹性材料耐久，与汽车撑杆组件的液体的反应呈惰性，不传扩撕裂，其拉伸特性使其塑性应变与弹性应变的比大于1.5比1;

5.一种弹性体弹簧，呈中空波纹管形，具有可变的厚度，直径，长度和角度的壁部和连接部以得到可变的弹簧刚性，特别适于各种应用场合;

6.一种低成本，高效率和有效的弹性材料弹簧及其制造方法，以使其向着圆筒形空间82的侧壁膨胀。按照本发明，圆筒形空间82的壁呈褶状表面，如图所示。当施加压力时，型坯60径向扩张形成一波纹管，波纹管有斜壁部分86和连接部分88，如图4a所示。