专利名称：用于阻尼产品的带有孔的插入件及其制造和使用方法
技术领域：
从详细说明和附图更充分理解本发明的示范性实施例，
其中
图4A是根据本发明一个实施例、位于铸模内的插入件的
示意性侧一见截面图；图4D是根据本发明一个实施例的图4A的才莫的示意性侧 视截面图，其中模打开且产品从模排出；图7是本发明的一个实施例的放大图；图8是本发明一个实施例的部分截面图；图9是本发明一个实施例的部分放大截面0018
图10是本发明一个实施例的部分放大截面图；图11是本发明一个实施例的部分放大截面图；图13是本发明一个实施例的部分截面图；图14是本发明一个实施例的部分截面图；图15是示出了本发明一个实施例的部分俯视图；图16是示出了本发明一个实施例、沿图15的线16-16
截取的截面图；图17是示出了本发明一个实施例的部分截面图；和图18是示出了本发明另一个实施例的部分截面图。
具体实施方式
实施例的以下描述实质上仅仅是示意性的，而不是限制
本才皮露、其应用或使用。 参见图1-2，提供根据本发明一个实施例的插入件10。 插入件10可在产品或部件500中提供阻尼。在许多实施例中，插入件 10具有不同的几何配置。在一个实施例中，插入件10具有环形本体 12,所述环形本体12包括内边缘14 (在环形本体12的内径处)和外 边缘16 (在环形本体12的外径处)。插入件可包括多个突片18,突 片18从环形本体12的内边缘14或外边缘16中的至少一个延伸。在 图1-2中，以虚线示出了从内边缘14延伸的突片18。环形本体12可 包括多个凹槽20。凹槽20可以具有任何形状，例如椭圆形、圆形、方 形、矩形或三角形。在一个实施例中，凹槽20是薄的盲槽，其未穿过 或延伸通过整个插入件10。环形本体12也包括多个连接器区域22, 所述连接器区域22包括在每个凹槽20和外边缘16之间以及每个凹槽 20和内边缘14之间的环形本体的部分。为了利于熔化或溶解多个连接器区域22,多个连接器区 域22可以比环形本体12的其余部分更薄。在一个实施例中，连接器 区域22厚度为大约0. 2到大约10,。连接器区域22可由与环形本体 12的其余部分相同的材料制成，例如，钛、钢、不锈钢、铸铁、铝、 镁、锌、任何各种其它合金、或金属基复合材料。 在一个实施例中，插入件10可在所述插入件10全部或 其至少部分上具有涂层。在另一实施例中，环形本体12具有涂层，但 突片18没有涂层。在另一实施例中，环形本体12和突片18具有涂层， 但连接器22没有涂层以利于熔化连接器22。在另一实施例中，环形本 体12和突片18具有涂层，但薄的盲槽20没有涂层以利于熔化薄的盲 槽20。涂层可防止熔融金属湿化插入件10的涂层部分和/或提供摩擦 阻尼装置的至少部分，如下文所述。 插入件10可位于产品或部件500中，如图3所示。部件 500可以为例如转子组件36。转子组件36包括毂部分38、环形部分40和插入件10。环形部分40包括第一面42和相对的第二面44。在一 个实施例中，毂部分38可包括中心孔39。毂部分38也可以包括多个 螺栓孔41。在另一实施例中，转子组件36可开孔，且包括具有第一面 42的第一转子颊板和具有第二面44的第二转子颊板。具有第一面42 的第一转子颊板和具有第二面44的第二转子颊板可由多个叶片(未示 出)隔开。 根据本发明的各种示意性实施例，摩擦阻尼借助于摩擦 表面502抵靠彼此的运动实现。摩擦表面502抵靠彼此的运动可包括 部件本体506的表面抵靠彼此的运动；部件本体506的表面抵靠插入 件10的表面的运动；部件本体506的表面抵靠层520的运动；插入件 10的表面抵靠层520的运动；部件本体506的表面抵靠微粒514或纤 维的运动；插入件10的表面抵靠微粒514或纤维的运动；或微粒514 或纤维抵靠彼此或抵靠其它粘合材料的摩擦运动。 在摩擦表面502设置为位于本体5 06或插入件10或层520 之一上的本体506或插入件10或层520的表面的实施例中，摩擦表面 502具有在其上发生摩擦接触的最小面积，所述摩擦接触以第一方向延 伸0. lram的最小距离和/或以第二 (通常才黄向)方向延伸0. lmm的最小 距离。在一个实施例中，插入件10可以为环形本体，在摩擦表面502 上的摩擦接触的面积以环形方向延伸从大约20mm到大约1000mm范围 内的距离，且以横向方向延伸从大约10mm到大约75,范围内的距离。 摩擦表面502以多个实施例设置，例如图5-18所示。 再次参见图5,在本发明的另一实施例中，插入件10的 外表面522, 524或部件500的本体506的表面526, 528中的一个或 更多包括具有多个峰部510和谷部512的相对粗糙的表面，以促进部 件的摩擦阻尼。在一个实施例中，插入件10或本体506的表面通过喷 砂、喷玻璃丸、喷水、化学蚀刻、机加工等磨损。 在本发明的另一实施例中，阻尼装置或摩擦表面502可 由设置在插入件10的至少一个面或部件500的本体506的表面上的颗 粒514或纤维提供。颗粒514具有不规则形状(例如，不光滑)以促 进摩擦阻尼，如图12所示。本发明的一个实施例包括具有颗粒514或 纤维的层520,由于颗粒514或纤维的内在粘结性能，颗粒514或纤维 可彼此粘结或粘结到部件本体506的表面或插入件10的表面。例如， 颗粒514或纤维的粘结性能可以使得颗粒514或纤维在压力下彼此粘 结或粘结到本体506或插入件10的表面。在本发明的另一实施例中， 颗粒514或纤维可以被处理，以在其上设置涂层或设置附接到其上的 官能团，从而将颗粒粘结在一起或将颗粒附接到本体506的表面或插 入件10的表面中的至少一个。在本发明的另一实施例中，颗粒514或 纤维可以嵌入在部件本体506或插入件10的至少一个中，以提供摩擦 表面502 (图7-8 )。 合适的颗粒514或纤维的示意性示例包括但不限于，包 括硅石、氧化铝、带有粘土的石墨、碳化硅、氮化硅、堇青石(镁-铁 -铝的硅酸盐)、多铝红柱石(硅酸铝)、锆土 (氧化锆)、页硅酸盐 或其它抗高温颗粒的颗粒或纤维。在本发明的一个实施例中，颗粒514 沿其最长尺度具有大约ljim-350^im或1 0^im-250^im范围内的长度。 在另一实施例中，涂层包括与木素磺酸盐粘合剂、白硅 石(Si02)、石英或木素磺酸钓混合的氧化铝或硅石颗粒的至少一种。 木素磺酸钙用作粘合剂。在一个实施例中，涂层包括IronKote。在一 个实施例中，液体涂层可沉积在插入件的一部分上且包括任何高温陶 瓷涂层，例如但不限于，Ladle Kote 310B。在另一实施例中，涂层包 括粘土、 AL203、 Si〇2、石墨和粘土混合物、碳化硅、氮化硅、堇青石 (镁-铁-铝的硅酸盐)、多铝红柱石(硅酸铝)、锆土 (氧化锆)、 或页硅酸盐中的至少一种。在一个实施例中，涂层可包括纤维，如陶 瓷或矿物纤维。在本发明的又一实施例中，颗粒514或纤维可通过完全 或部分牺牲的涂层临时保持在一起和/或保持到插入件10的表面。牺 牲涂层在金属围绕或在插入件10上铸造时由熔融金属消耗或燃烧掉。 留下颗粒514或纤维捕获在铸造部件本体506和插入件IO之间，以提 供由颗粒514或纤维构成或主要由颗粒514或纤维构成的层520。 层520可设置在整个插入件1G上或其仅一部分上。在本 发明的一个实施例中，插入件10包括突片534 (图6)。例如，插入 件10包括环形本体部分和从其径向向内或向外延伸的突片534。在本 发明的一个实施例中，突片534的至少一个可湿表面536不包括含有 颗粒514或纤维的层520,或可湿材料(如石墨)设置在突片5 34上，从而铸造金属粘结到可湿表面536,以将插入件10附接到部件500的 本体506，但仍允许未粘结到铸件的其余插入件表面上的摩擦阻尼。 在本发明的一个实施例中，插入件10的至少部分^皮处理， 或插入件10的属性使得在熔融金属固化时熔融金属将不会湿化或粘结 到插入件10的该部分。根据本发明的一个实施例，部件本体506或插 入件10中的至少一个包括金属，例如但不限于，铝、钛、钢、不锈钢、 铸铁、任何各种其它合金、或包括磨粒的金属基复合材料。在本发明 的一个实施例中，插入件10包括这样的材料，如具有比围绕其一部分 铸造的熔融材料的熔点更高的熔点的金属。 现在参见图9-10,同样，摩擦表面502具有多个峰部510 和多个谷部512。由谷部512的线V表示的深度可随实施例而不同。在 许多实施例中，谷部512的平均深度V范围为大约l(_im-300|im、 50nm-26O|tim、 10(^m-16O)Lim、或这些范围的变型。然而，对所有情况 而言，在元件操作期间，本体506和插入件10之间有局部接触以进行 摩擦阻尼。 在本发明的其它实施例中，摩擦阻尼的改进通过调节层 520的厚度(L,如图6所示)，或通过调节相对的摩擦表面502的相 对位置或谷部512的平均深度实现。 在一个实施例中，插入件10没有预加载或在张力下或通 过张力保持到位。在一个实施例中，插入件10不是弹簧。本发明的另 一实施例包括围绕插入件IO铸造含有金属的材料的过程，以用于提供 摩擦阻尼的插入件的摩擦表面502部分不由放置在铸模中的砂芯捕获 和包围为条件。在许多实施例中，插入件10或层520包括由部件本体 506完全包围的至少一个摩擦表面502或两个相对的摩擦表面502。在 另一实施例中，含有颗粒514或纤维的层520由部件本体506完全包 围或由本体506和插入件10完全包围，其中本体506或插入件10中的至少一个包括金属或主要由金属构成。在本发明的一个实施例中，
层520和/或插入件10不包括或不是碳素纸或布。 再次参见图5-6,在本发明的许多实施例中，插入件10 包括第一面522和相对的笫二面524，部件本体506包括靠近插入件 10的第一面522的第一内面526,第一内面526构造为与第一面522 互补或标称地与其平行。部件本体506包括靠近插入件IO的第二面524 的第二内面528,第二内面528构造为与第二面524互补或标称地与其 平行。本体506包括位于插入件10的第一面522上面的第一外面530, 第一外面5 30构造为与第一面522互补或标称地与其平行。本体506 包括位于插入件10的第二面524上面的第二外面532,第二外面532 构造为与第二面524互补或标称地与其平行。然而，在本发明的其它 实施例中，本体506的外面530, 5 32与插入件的相关面522, 524不 互补。当阻尼装置由在部件500的本体506中形成的狭槽状特征508 提供时，槽状特征508由第一内面526和第二内面528部分限定，所 述第一内面526和第二内面528构造为彼此互补，例如彼此平行。在 其它实施例中，表面526和528; 526和522;或528和524是匹配表 面，但不彼此平行。 参见图13-14，在本发明的一个实施例中，插入件10可 以是镶嵌物，其中，其第一面522没有由部件本体506包围。插入件 10包括可向下弯曲的柄脚或突片534，如图13所示。在本发明的一个 实施例中，可湿表面536设置为不包括具有颗粒514或纤维的层520, 或可湿材料(如石墨)设置在突片534上，从而铸造金属粘结到可湿 表面536,以将插入件10附接到部件本体但仍允许在未粘结表面上的 摩擦阻尼。具有颗粒514或纤维的层520可位于不用于制造弯曲突片 534的插入件10的第二面524的部分下面。 在另一实施例中，插入件10包括突片5 34,突片534通 过机加工插入件10的第一面522的一部分形成(图14 )。突片534包 括具有铸造金属粘结到其上的可湿表面536,以将插入件10附接到部 件本体，但仍允许借助于未粘结表面的摩擦阻尼。具有颗粒514或纤 维的层520可位于整个第二面524或其一部分下面。在本发明的其它 实施例中，具有突片5 34的所有表面都是不可湿的，例如借助于在其上的涂层520,并且本体部分506的特征(例如但不限于，台肩537 ) 可以将插入件10保持到位。 现在参见图15,本发明的一个实施例包括具有本体部分 5 06的部件500和由本体部分5 06包围的插入件10。插入件10包括在 其中形成的通孔，从而桩或柱540延伸到插入件10中或延伸通过插入 件10。 现在参见图17,在另一实施例中，插入件可设置为在包 括本体部分506的铸件中的镶嵌物，且包括延伸到插入件10中或延伸 通过插入件10的柱540。插入件10可粘结到柱540,以将插入件保持 到位而仍允许摩擦阻尼。在本发明的一个实施例中，插入件10可包括 由插入件10的内表面542限定的凹部，柱540可延伸到插入件10中 但不延伸通过插入件IO。在一个实施例中，柱540在内表面542处不 粘结到插入件10。插入件10包括这样的特征，例如但不限于台肩505, 且/或柱540可包括这样的特征，例如但不限于台肩537,以将插入件 保持到位。 现在参见图18,在本发明的另一实施例中，插入件10或 基底可设置在本体部分506的外表面530上。在插入件IO和外表面530 之间可以设置或可以不设置层520。插入件10构造和设置为带有形成 通过其的通孔或在其中的凹部，从而铸造金属可延伸到插入件10内或 延伸通过插入件10以形成柱540,,人而将插入件保持到位而仍允许摩 擦阻尼。柱540根据希望可以粘结到插入件10,或可以不粘结到插入件10。如果希望，柱540可延伸通过插入件10且结合本体506的其它部分。 当术语"上"、"上面"、"上方"、"下"、"下面" 或"下方，，在此用于描述第一层或元件相对于第二层或元件的相对位 置时，其将意味着第一层或元件直接位于第二层或元件上面且与第二 层或元件直接接触，或附加的层或元件可以置于第一层或元件和第二 层或元件之间。 本发明实施例的上述描述本质上仅为示范性的，因而其 变型不认为是偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1. 一种产品，包括插入件，所述插入件构造和设置为包含在部件中，以提供摩擦阻尼装置的至少部分从而阻尼所述部件，所述插入件包括本体，所述本体包括内边缘和外边缘；多个凹槽，所述多个凹槽在所述内边缘和外边缘之间位于所述本体中；和多个连接器区域，所述多个连接器区域包括介于每个凹槽和所述本体的外边缘之间的第一连接器区域和介于每个凹槽和所述本体的内边缘之间的第二连接器区域。
2. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于，所述本体是环形。
3. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于还包括多个突片，所述 多个突片从所述本体的内边缘或外边缘中的至少 一个延伸。
4. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于，所述本体包括钛、钢、 不锈钢、铸铁、铝、镁、锌、任何各种其它合金、或金属基复合材料 中的至少一种。
5. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于，所述多个连接器区域 包括钬、钢、不锈钢、铸铁、铝、镁、锌、任何各种其它合金、或金属基复合材料中的至少一种。
6. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于，所述多个连接器区域 比所述本体的其余部分更薄。
7. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于，所述本体厚度为大约 0. lmm到大约20mm。
8. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于，所述多个连接器区域 厚度为大约O. 2到大约10讓。
9. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于还包括位于所述本体的 一部分上的涂层，但其中所述多个连接器区域上没有该涂层。
10. 根据权利要求9所述的产品，其特征在于，所述涂层厚度为大 约ljam到大约400]Lim。
11. 根据权利要求9所述的产品，其特征在于，所述涂层包括硅石、 氧化铝、带有粘土的石墨、碳化硅、氮化硅、堇青石(镁-铁-铝的硅酸盐)、多铝红柱石(硅酸铝)、锆土 (氧化锆)、页硅酸盐、其它抗高温颗粒的颗粒、粘土、 AL203、 Si02、木素磺酸盐粘合剂、木素磺 酸钙粘合剂、白硅石(Si02)、纤维、陶瓷纤维、矿物纤维、石英、环 氧树脂、磷酸粘合剂、铝酸钙、硅酸钠、木粉、不耐火聚合材料、陶 瓷、复合材料、木料、或硅酸铝基的有机粘合耐火配料的液体分散混 合物中的至少一种。
12. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于还包括位于所述插入 件的一部分上的具有颗粒或纤维的层。
13. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于还包括沿所述连接器 区域的一个或更多侧边的带刻痕区段。
14. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于，所述多个凹槽具有 椭圆形、圆形、方形、矩形或三角形中的至少一种形状。
15. 根据权利要求l所述的产品，其特征在于，所述多个凹槽包括薄的盲槽。
16. —种制造阻尼部件的方法，包括设置插入件，所述插入件包括本体，所述本体包括内边缘和外边 缘；多个突片，所述多个突片从所述本体的内边缘或外边缘中的至少 一个延伸；多个凹槽，所述多个凹槽在所述内边缘和外边缘之间位于 所述本体中；和多个连接器区域，所述多个连接器区域包括介于每个 凹槽和所述本体的外边缘之间的第一连接器区域和介于每个凹槽和所 述本体的内边缘之间的第二连接器区域；将所述插入件放置在模中，使得所述多个突片将所述插入件保持在 所述模中希望的位置；和围绕所述插入件浇铸含有金属的材料，以形成部件。
17. 根据权利要求16所述的制造阻尼部件的方法，其特征在于，所 述本体是环形。
18. 根据权利要求16所述的制造阻尼部件的方法，其特征在于还包 括熔化所述连接器区域，从而所述插入件分段。
19. 根据权利要求16所述的制造阻尼部件的方法，其特征在于还包 括在所述插入件的所述本体的至少部分上设置涂层。
20. 根据权利要求19所述的制造阻尼部件的方法，其特征在于，所 述涂层包括硅石、氧化铝、带有粘土的石墨、碳化硅、氮化硅、堇青石(镁-铁-铝的硅酸盐)、多铝红柱石(硅酸铝)、锆土 (氧化锆)、页石圭酸盐、其它抗高温颗粒的颗粒、粘土、 AL2〇3、 Si02、木素石黄酸盐 粘合剂、木素磺酸4丐粘合剂、白硅石(Si02)、纤维、陶瓷纤维、矿物 纤维、石英、环氧树脂、磷酸粘合剂、铝酸钙、硅酸钠、木粉、不耐 火聚合材料、陶瓷、复合材料、木料、或硅酸铝基的有机粘合耐火配 料的液体分散混合物中的至少 一种。
21. 根据权利要求16所述的制造阻尼部件的方法，其特征在于，所 述插入件包括钢。
22. 根据权利要求16所述的制造阻尼部件的方法，其特征在于，所 述材料包括铸铁。
23. 根据权利要求16所述的制造阻尼部件的方法，其特征在于还包 括在所述插入件的至少部分上设置具有颗粒或纤维的层。
24. 根据权利要求16所述的制造阻尼部件的方法，其特征在于还包 括处理所述插入件的至少部分，使得包括金属的材料在固化时不会湿 化所述插入件的所述部分和粘结到所述部分上。
25. —种摩擦阻尼插入件，所述摩擦阻尼插入件包括本体，所述本 体构造且设置为包含在产品中且形成摩擦阻尼装置的至少部分，所述 本体包括弱化线，所述弱化线构造且设置为在暴露给熔融材料时将所 述本体分成分离的区段。
26. 根据权利要求25所述的摩擦阻尼插入件，其特征在于，每个所 述弱化线包括可熔化或可溶解部分。
27. 根据权利要求26所述的摩擦阻尼插入件，其特征在于，所述可 熔化或可溶解部分包括粘合剂、塑料、泡沫聚苯乙烯、铜焊接头、或 低熔点金属中的至少一种。
全文摘要
本发明涉及用于阻尼产品的带有孔的插入件及其制造和使用方法。具体而言，本发明的一个实施例包括摩擦阻尼插入件，所述摩擦阻尼插入件包括本体，所述本体构造且设置为包含在产品中且形成摩擦阻尼装置的至少部分，所述本体包括弱化线，所述弱化线构造且设置为在暴露给熔融材料时将所述本体分成分离的部分。
文档编号B22D19/00GK101532549SQ200810173880
公开日2009年9月16日 申请日期2008年10月29日 优先权日2007年10月29日
发明者J·G·施罗思, M·D·汉纳, M·J·沃克 申请人:通用汽车环球科技运作公司