CN101396951A - 用于汽车的支承座 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的支承座(1)。该支承座(1)具有一橡胶轴承(3)，该橡胶轴承包围一弹性支柱元件(5)的一端(4)，并且将弹性支柱(6)的侧向力和纵向力传递至车身(7)。一球轴承(9)使得弹簧元件(10)和车身(7)之间可以转动运动。为此，支承座(1)的球轴承(9)通过一具有第一球轴承槽(34)的球轴承座圈(11)支撑在车身(7)上。球轴承(9)的第二球轴承槽(12)与弹簧元件(10)的一端(13)一起设置在橡胶轴承外壳(18)上。

Description

用于汽车的支承座
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的支承座。该支承座具有一橡胶轴承，该橡胶轴承包围弹性支柱元件的一端，并将弹性支柱的侧向力和纵向力传递至车身。此外，通过该橡胶轴承将减震器的缓冲力传递至车身。一刚性的橡胶轴承外壳包封橡胶轴承的橡胶弹性元件，并且，一球轴承使得弹性元件和车身之间可以转动运动。
背景技术
这类公知的支承座及其功能用图4和图5示出，其中，图4示出了公知的支承座30的结构，图5示出了公知的支承座30的功能。
图4示出了公知的支承座30的示意性横截面图，其中，支承座30相对弹性支柱轴线31旋转对称地构造，因而在图4中仅能看到支承座30的一半。在此形成减震器21的弹性支柱元件5的一端4被形式为内圈的环状金属体39包围，该环状金属体与环状橡胶轴承3共同起作用。环状橡胶轴承3在本发明的第一种实施形式中具有至少一个橡胶弹性元件20和一个橡胶轴承外壳8，其中，弹性支柱元件5的端部4伸入金属体39的中心23。橡胶轴承3将弹性支柱元件5的侧向力和纵向力导向车身7。为此，橡胶轴承3具有一刚性或坚硬的橡胶轴承外壳8，在该壳体上法兰连接有一旋转对称的凸肩18。
在橡胶轴承外壳8的凸肩18上固定有第一球轴承座圈11。与之相反，球轴承9的第二球轴承座圈19可相对凸肩18和橡胶轴承外壳8转动运动。该可转动运动的第二球轴承座圈19支撑一形式为螺旋弹簧16的弹性元件10的端部13。此外，在弹性元件10的端部13和第二球轴承座圈19之间力传递地夹紧有波纹管24的一端25，该波纹管保护弹性支柱元件5不被弄脏。
在此，在这种支承座30的公知实施形式中，弹性支柱元件5是减震器21的活塞杆。减震器21在支承座30的这种公知实施形式中通过橡胶轴承3、橡胶轴承外壳8的凸肩18和另一橡胶弹性元件40抗扭转地固定在车身7上。因此，这种支承座30具有这样的缺点，即，弹性支柱元件5和橡胶轴承3无法相对车身扭转，并且在转向运动时螺旋弹簧16通过球轴承9围绕橡胶轴承外壳8转动，因此，螺旋弹簧腿的螺旋弹簧16的扭转运动仅能通过球轴承9平衡。
图5示出了图4所示的公知的支承座30的工作原理图，该图中橡胶轴承3不可能相对车身7扭转。图5以双箭头Q表示支承座30在横向应该具有高的横向刚度Q。支承座30在纵向具有较小的刚度，其用箭头L表示，以便改善在纵向的驾驶舒适性。
相应地，横向表示横向于汽车的行驶方向，纵向表示沿汽车的行驶方向，其中，行驶方向通过前轮32在图5中的位置示出。为了实现不同的刚度，在橡胶轴承3设置有凹槽14和15，所述凹槽使橡胶轴承3在纵向L变弱。在横向没有设置这种减小刚度的凹槽。
这种公知的支承座30的缺点在于，在前轮32进入拐弯位置33时，支承座30的橡胶轴承3保持在其位置，因此，在箭头方向K上的刚度相对横向刚度Q明显减小，因而必须承受当前轮32在转弯行驶时拐入拐弯位置33时增加的不稳定性。
在带有弹性支柱6的麦弗逊式前轴上，除拐弯行驶时强度减小的缺点外，还有一个缺点就是，弹性支柱元件5或者支承座的中心23与前轮32的轴螺栓的旋转中心在同一直线上，因此不得不忍受转动的密封位置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是创造一种支承座，该支承座克服了现有技术中的缺点，并且保证不会出现横向刚度的减小。此外应确保在拐弯行驶时，尤其是例如在麦弗逊式前轴的气动弹簧支柱上不会出现转动的密封位置。
按本发明创造了一种用于汽车的支承座。该支承座具有一橡胶轴承，该橡胶轴承包围弹性支柱元件的一端。橡胶轴承将弹性支柱的侧向力和纵向力导向车身。一刚性的橡胶轴承外壳包封所述橡胶轴承，并且一球轴承使得弹簧元件和车身之间可以转动运动。为此，支承座的球轴承通过一具有第一球轴承槽的球轴承座圈支承在车身上。球轴承的第二球轴承槽与弹性元件的一端一起设置在橡胶轴承外壳内。
这种支承座具有这样的优点，即，现在橡胶轴承可转动地支承在支承座内，因为，橡胶轴承外壳与球轴承的球轴承槽共同作用，所述球轴承槽不像球轴承座圈那样支撑在车身上。球轴承的球轴承槽要么可以加入第二球轴承座圈，要么加入橡胶轴承刚性的橡胶轴承外壳内。因为，弹簧元件的一端同样设置在橡胶轴承外壳内，并且所述橡胶轴承容纳所述弹性支柱元件，所以实际上在按本发明的支承座中，整个弹性支柱可相对车身转动地支承。
如前所述，支承座可以将弹性支柱的侧向力和纵向力以及减震器的缓冲力引导至车身。但是，弹性支柱的侧向力和纵向力的传递通过球轴承进行。此外，这种支承座具有这样的优点，即，在前轮所有的回转位置或拐弯位置都能保持橡胶轴承完全的横向刚度，因为橡胶轴承现在也可以一同转动，并因此以有利的方式保证一稳定的转弯状况。
支承座的橡胶轴承可以不同地构造。橡胶轴承优选是一个金属橡胶元件。这种类型的金属橡胶元件具有这样的优点，即，例如橡胶轴承结构的橡胶弹性元件可以在由金属制成的刚性橡胶轴承外壳上硫化(aufvulkanisiert)，其中，该硫化过程在刚性的橡胶轴承外壳和橡胶弹性的元件之间材料相连。此外，按本发明的支承座还具有一橡胶轴承，该橡胶轴承在横向和纵向具有不同的刚度。为此，在橡胶弹性元件内加工有凹槽，所述凹槽设置成使得橡胶轴承在纵向具有小于横向的刚度。
弹性支柱可以不同地设计。在本发明的一种实施形式中，弹性支柱是一螺旋弹簧支柱，其中，一个螺旋弹簧起弹簧作用。在本发明的另一种实施形式中也可能的是，仅设置一抗扭转的伸缩杆来替代弹性支柱，并且弹簧装置和减震器设置在扭转弹簧装置上。最后也有利的是，将气动弹簧支柱用作弹性支柱。这种类型的气动弹簧装置也使得按本发明的支承座相对现有技术具有显著的优点。
在本发明的另一种实施形式中，橡胶轴承外壳具有一凸肩。在该凸肩上可以设置一带有第二球轴承槽的第二球轴承座圈。也可能的是，弹簧元件安装在该凸肩上。在此，在本实施形式中，球轴承座圈设置在凸肩的一侧，并且弹簧元件设置在凸肩对置的一侧。此外有利的是，在车身和第一轴承座圈之间设置另一橡胶弹性元件，以便进一步隔绝噪声和改善公差状况。
还规定弹性支柱具有一中央减震器，该减震器的一端可拆卸地固定在支承座的橡胶轴承的中央。为此，减震器可以至少局部设置在一波纹管中，其中，波纹管的一端固定在支承座的橡胶轴承外壳的凸肩上。
此外，在本发明的另一种实施形式中，气动弹簧支柱用一端封闭带有罩的橡胶轴承外壳。在所述罩上成型有第二球轴承槽。气动弹簧支柱的这种实施形式具有这样的优点，即，无须为第二球轴承座圈设置额外的支撑。球轴承的球直接在成型于气动弹簧支柱端部罩上的第二球轴承槽上滚动。
气动弹簧支柱可以具有一中央伸缩杆以替代减震器，该伸缩杆的一端可拆卸地固定在支承座的橡胶轴承的中央。减震器又可以设置在本来的支承座旁边，或者通过一扭转减震器元件实现。
附图说明
现在根据附图详细说明本发明。
图1是按本发明第一种实施形式的支承座的示意性横截面图；
图2是按图1的支承座功能的原理图；
图3是按本发明第二种实施形式的支承座的示意性横截面图；
图4是按照现有技术的支承座的示意性横截面图；
图5是现有技术中的支承座功能的原理图。
具体实施方式
图1示出了按本发明第一种实施形式的支承座1的示意性横截面图。与上述现有技术的附图中功能相同的部件用相同的附图标记表示，并且不再赘述。这种类型的汽车支承座1具有一中央橡胶轴承3，该橡胶轴承通过一作为内圈的环状金属体39包围弹性支柱元件5的一端4，例如是减震器21的一端22。在本实施形式中，橡胶轴承3具有至少一个橡胶弹性元件20和橡胶轴承外壳8。在此，橡胶弹性元件20由刚性的橡胶轴承外壳8包围。橡胶轴承3将弹性支柱6的侧向力和纵向力经由带有第一和第二球轴承座圈11或19的球轴承传递至车身7。
为此，在橡胶轴承外壳8上设置一凸肩18，该凸肩在车身7上具有带有第二球轴承槽12的球轴承座圈19。与第二球轴承座圈19对置的是在凸肩18上设置螺旋弹簧支柱的螺旋弹簧16的弹性元件10的端部13。在弹性支柱元件6的端部4和橡胶轴承外壳8的凸肩18之间设置有波纹管24的端部25，该波纹管防止减震器21的中央活塞杆35弄脏。
因此，整个螺旋弹簧支柱可转动地支承在支承座1内，其中，第一球轴承座圈11通过另一橡胶弹性的元件40与车身相连接。在此，橡胶弹性元件20或40可以具有一金属橡胶材料，其中，金属结构上面的橡胶结构被硫化，并与金属结构材料相连。这种支承座1具有这样的优点，即，整个弹性支柱6可转动地支承在球轴承9上。
图2示出了支承座1的功能的原理图。该原理图可与按图5的原理图相比，并且相对如图5所示传统支承座30的原理图说明，即，按图1的橡胶轴承3在前轮32进入转向位置33时可以一起转动，从而在前轮32所有的拐弯位置33始终提供一个优化的高横向刚度Q，而在行驶方向L则具有相应较小的纵向刚度L。
图3示出了按本发明第二种实施形式的支承座2的示意性横截面图。该支承座2设计用于气动弹簧支柱17，并具有作为弹簧元件10的气动弹簧，该气动弹簧又具有减震器21的中央活塞杆35作为中央弹性支柱元件5，该减震器的端部4设置在橡胶轴承3的中央23。橡胶轴承3在本发明的这种实施形式中具有一由金属制成的内圈36，橡胶弹性元件20硫化地或形状闭合地压在所述内圈上。
内圈36具有一中央孔37，减震器21的活塞杆35滑入该孔并被固定。也可以代替中间活塞杆35设置一作为中央稳定元件的中央伸缩杆28，其端部29设置在橡胶轴承3的中央23。此外，橡胶轴承3具有一外座圈41，其与橡胶弹性元件20一起形成一金属橡胶元件。
橡胶轴承3的外座圈41装在一由气动弹簧罩27形成的橡胶轴承外壳8内，该气动弹簧罩同时是气动弹簧支柱的端部26。气动弹簧罩27在本发明的这种实施形式中被罩盖43气密地封闭或者设计为容纳橡胶轴承3外座圈41的气密罩。在本发明的这种实施形式中，支承座2关于弹性支柱轴线31非轴对称地构造。确切地说，球轴承9的回转轴线42贯穿一设置在麦弗逊式轴上的导向关节。
在罩27上设置有一包封罩27的环形元件38。环形元件38具有与第一球轴承槽34相匹配的第二球轴承槽12。球轴承的平面44基于上述实施形式相对弹性支柱6的中心轴31弯曲，因此，轴31不与球轴承平面44垂直。
在这种情况下，整个弹性支柱6也随橡胶轴承3可相对车身7转动地设置，并且实现了已经在图2中说明的有利功能。
图4示出了按现有技术的支承座30的示意性横截面图，而图5示出了支承座30的功能的原理图。这些附图已经在说明书引言部分提及，因此，为避免重复，在此不再对图4和5重新说明。
附图标记列表
1 支承座(第一种实施形式)
2 支承座(第二种实施形式)
3 橡胶轴承
4 弹性支柱元件的端部
5 弹性支柱元件
6 弹性支柱
7 车身
8 橡胶轴承外壳
9 球轴承
10 弹簧元件
11 第一球轴承座圈
12 第二球轴承座圈
13 弹簧元件的端部
14 橡胶轴承中的凹槽
15 橡胶轴承中的凹槽
16 螺旋弹簧
17 气动弹簧支柱
18 橡胶轴承外壳的凸肩
19 第二轴承座圈
20 橡胶弹性元件
21 减震器
22 减震器的端部
23 橡胶轴承的中央
24 波纹管
25 波纹管的端部
26 气动弹簧支柱的端部
27 气动弹簧罩
28 中间的伸缩杆
29 伸缩杆的端部
30 按现有技术的支承座
31 弹性支柱轴线
32 前轮
33 前轮的拐弯位置
34 第一球轴承槽
35 中央活塞杆
36 橡胶轴承的内圈
37 孔
38 环形元件
39 作为内圈的环状金属体
40 另一橡胶弹性元件
41 橡胶轴承的外座圈
42 球轴承的回转轴
43 气动弹簧罩的罩盖
44 球轴承的平面
L  纵向刚度
Q  横向刚度
K  箭头方向

Claims (15)

1.一种用于汽车的支承座，它具有
-一橡胶轴承(3)，其包围一弹性支柱元件(5)的一端(4)，并且将所述弹性支柱(6)的侧向力和纵向力传递至车身(7)，其中，所述橡胶轴承(3)具有至少一个橡胶弹性的元件(20)；
-一球轴承(9)，该球轴承允许在一弹簧元件(10)和所述车身(7)之间有转动运动，
其特征在于，所述支承座(1)的球轴承(9)通过具有第一球轴承槽(34)的球轴承座圈(11)支撑在所述车身(7)上，并且，所述球轴承(9)的第二球轴承槽(12)与所述弹簧元件(10)的一端(13)一起设置在橡胶轴承外壳(8)上。
2.如权利要求1所述的支承座，其特征在于，所述橡胶轴承(3)具有一金属橡胶元件。
3.如权利要求1或2所述的支承座，其特征在于，所述橡胶轴承(3)在横向和纵向具有不同的刚度。
4.如权利要求1至3之一所述的支承座，其特征在于，所述橡胶弹性元件(20)具有凹槽(14，15)，所述各凹槽设置成使得所述橡胶轴承(3)在纵向具有比横向更小的刚度。
5.如权利要求1至4之一所述的支承座，其特征在于，所述弹性支柱(6)是一螺旋弹簧支柱(16)。
6.如权利要求1至4之一所述的支承座，其特征在于，所述弹性支柱(6)是一气动弹簧支柱(17)。
7.如权利要求6所述的支承座，其特征在于，一气动弹簧罩(27)封闭所述气动弹簧支柱(17)，并且所述橡胶轴承(3)设置在所述气动弹簧罩(27)内。
8.如权利要求1至7之一所述的支承座，其特征在于，所述橡胶轴承外壳(8)具有一凸肩(18)，在所述凸肩上设置有一带有所述球轴承槽(12)的第二球轴承座圈(19)和所述弹簧元件(10)。
9.如权利要求1至8之一所述的支承座，其特征在于，在所述车身(7)和第一球轴承座圈(11)之间设置有另一橡胶弹性元件(40)。
10.如权利要求9所述的支承座，其特征在于，所述另一橡胶弹性元件(40)具有一金属橡胶元件。
11.如权利要求1至10之一所述的支承座，其特征在于，所述弹性支柱(6)具有一中央减震器(21)，该减震器的一个端部(22)可拆卸地固定在所述支承座(1)的橡胶轴承(3)的中央(23)。
12.如权利要求11所述的支承座，其特征在于，所述减震器(21)至少部分设置在一波纹管(24)内，其中，所述波纹管(24)的一端(25)固定在所述支承座(1)的橡胶轴承外壳(8)的所述凸肩(18)上。
13.如权利要求6至12之一所述的支承座，其特征在于，所述气动弹簧支柱(17)在一端(26)以一罩(27)气密地封闭所述橡胶轴承(3)，其中，在所述罩(27)上成型有所述第二球轴承槽(12)。
14.如权利要求13所述的支承座，其特征在于，所述支承座(2)相对于所述支承座(2)的弹性支柱轴线(31)并不旋转对称地设置，而是，所述球轴承(9)的回转轴线(42)优选在麦弗逊式前轴上贯穿车轮的导向关节的中点。
15.如权利要求1至14之一所述的支承座，其特征在于，所述气动弹簧支柱(17)具有一位于中央的伸缩杆(28)，所述伸缩杆的一端(29)可拆卸地固定在所述支承座(2)的橡胶轴承(3)的中央(23)。
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