CN101583505A - 弹性体衬套的增大的轴向荷载率和改进的耐久性 - Google Patents

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Abstract

提供了一种弹性体衬套，它由于对橡胶元件的压缩和限制，导致具有增大的轴向荷载率、改进的耐久性和较长的使用年限。弹性体轴颈的制造对于商用车辆应用而言是常规性的。在主要实施方式中，通过粘合剂将橡胶粘合于杆销，其中，随后将橡胶轴颈组装在外管中。在组装后，卷曲外管以保持橡胶轴颈，并且型锻或压缩外部管径的中央，以使外管变形到橡胶中。外管中压缩的凹槽包括该衬套设计的独特特征。该凹槽在施加轴向载荷时，提供了抵抗运动的机械“立脚点”。

Description

弹性体衬套的增大的轴向荷载率和改进的耐久性
技术领域
本发明涉及铰接衬套。更具体而言，本发明涉及用于在扭力杆、板簧、独立控制臂等中使用的具有增大的轴向荷载率和耐久性的衬套的制造。
背景技术
筒形衬套的运用包括、但不限于扭力杆、板簧、独立悬挂控制臂和其它悬挂控制杆。将这些以及其它应用用在诸如卡车、公共汽车、越野车、机动有轨车之类的多种车辆上和其它机动车应用上。
当前的衬套设计利用卷曲的外管或垫圈(结合的或非结合的)以限制橡胶，这改进了耐久性并增大了衬套的轴向荷载率。一个这样的示例示于授予Cai等人的美国专利No.6,845,995中。该现有技术设计教导了一种机动车辆用吊杆组件，包括具有衬套的吊杆；衬套保持装置，它将径向和轴向压缩力施加到衬套上，以使衬套与吊杆处于摩擦接合中，从而防止衬套和吊杆的相对运动；和安装架，它适于将吊杆连接于机动车辆。
如在现有技术中所知的那样，橡胶最适于压缩；因此，通过添加诸如垫圈、卷曲外管或使内部金属的轮廓球形成形之类的特征，能够获得较高的荷载能力以及衬套的增加的使用年限。
一种可选择的方法是沿外管的整个长度型锻或压缩衬套的直径，这改进了耐久性，并增大了径向承载能力，但不会给予在这种应用中通常想要的较高轴向荷载率。一个这种示例示于授予Wantanabe等人的美国专利No.5,290,018中。该专利教导了一种圆筒形减震衬套，用于将杆型振动体紧固于底盘。所述衬套包括具有内膛孔的圆筒形减震橡胶体，振动体通过内膛孔插入。其上部侧面与底盘接触，同时其其余外侧面由紧固于底盘的托架保持。
这些和其它现有衬套通常利用结合于弹性体、球形内部金属或固定环的昂贵的垫圈，以获得较高的轴向荷载率。垫圈或球形内部金属的添加增大了衬套的成本，并使得组件制造更为复杂。沿整个长度进行型锻不会给予所希望的附加轴向荷载率。此外，卷缩特征并不单独为诸如独立悬挂之类的特定应用提供足够高的轴向荷载率或轴向承载能力。
发明内容
通过本发明克服了现有技术中的缺点，在与没有型锻特征的同一衬套相比，本发明使衬套的轴向荷载率增大约130％。
于此提议的是，本发明的目的是提供一种具有从8,100磅/英寸到高达18,600磅/英寸的高轴向荷载率和增大的耐久性的用于在多种应用场合中使用的衬套。
本发明的另一个目的是提供一种弹性体衬套，其制造经济，且比现有技术组装更简单。
这些和其它优点将在本发明中变得显而易见，本发明描述了一种弹性体衬套，它由于橡胶的压缩和限制具有较长的使用年限。弹性体轴颈的制造对于商用车辆应用而言是常规性的。在主要实施方式中，通过粘合剂将橡胶粘合于杆销，其中，随后将橡胶轴颈组装在外管中。在组装后，卷曲外管以保持橡胶轴颈，并且型锻或压缩外部管径的中央，以使外管变形到橡胶中。外管中压缩的凹槽包括该衬套设计的独特特征。该凹槽在施加轴向载荷时，提供了抵抗运动的机械“立脚点”。
附图说明
通过详细说明和附图将更为充分地理解本发明，其中：
图1是本衬套组件的优选实施方式的截面和相应端视图；
图2是在插入到外管之前，本衬套组件的优选实施方式的截面和相应端视图；
图3是在卷曲和型锻前，安装有外管的本衬套组件的优选实施方式的截面和相应端视图；
图4是在卷曲后，安装有外管的本衬套组件的优选实施方式的截面和相应端视图；
图5是安装并卷曲外管的、在内部金属上体现为球形轮廓的本发明的替代实施方式的截面和相应端视图；
图6是在插入到外管中以前，替代实施方式的截面视图；
图6A是在安装、卷曲并型锻外管后，图6的实施方式的截面和相应端视图；和
图7是图6A中所示实施方式的截面俯视图。
具体实施方式
对于优选实施方式的下列说明实质上仅为示例性的，并且绝不意图限制本发明、其应用或用途。
首先参照图1，示出了本衬套组件10的优选实施方式。包括借助附连直通孔13附连于诸如板簧、扭力杆或控制臂之类的预期应用的内部金属元件12，内部金属元件12的特征在于设置在附连端之间的中央衬套附连直径14。在中央衬套附连直径14的周围设置有橡胶/弹性体元件18，它可通过粘性装置随意固定于内部金属元件。
在橡胶/弹性体元件18之上继而放置有外管20，它同样可借助于粘合剂固定于橡胶/弹性体元件18。随后，将外管20在管的末端围绕橡胶/弹性体元件18向内卷曲，以改进衬套的耐久性，并保持橡胶/弹性体元件18的位置。
随后，围绕外径型锻22外管20的中央，以便凹进到橡胶/弹性体元件18中。
现参照图2，示出了插入到外部金属管内之前的衬套组件10。如该图中所示，弹性体元件可随意在末端19上逐渐缩减，以便使衬套组件10易于插入到外管内。图3示出了在末端21围绕橡胶/弹性体元件19向内卷曲，将其保持并压靠在内部金属元件12上以前，插入到外部金属管20内的衬套组件10的详图。图4示出了组装工艺中的下一步，其中，外部金属管20的末端径向向内卷曲形成凸缘23，将橡胶/弹性体元件18保持抵靠在内部金属元件12上。
图5示出了衬套组件100的替代实施方式，其中内部金属元件112在橡胶/弹性体元件118安装位置的位置附近包括球形内部轮廓14。该实施方式提供了改进的耐久性和增大的径向承载能力。
现参照图6、6A和7，这些图全体示出了与图5相似的实施方式，它利用内部金属元件212的球形内部轮廓214。在该实施方式中，橡胶/弹性体元件218的末端与固定环225压接，以便一旦将外部金属管220定位在组件之上，在末端223上向内卷曲，并围绕中央位置221型锻，就防止向外推出橡胶/弹性体元件218。
如所公开的那样，可相对不容易地制造部件。在卷曲衬套组件的外部金属管的端部后，可在同一制造站处型锻衬套的中央。无需辅助部件，并且增大了轴向荷载率和缺少这些特征的衬套的耐久性。
在确定为处于本发明的范围内的另一个替代实施方式中，代替型锻外管的外径，可将内径机加工成具有中央棱，这与外管的变形具有同一效果。在某些需要非常高的轴向荷载率且成本与性能并不同样重要的情况下，还可以将型锻特征结合于利用垫圈和球形内部金属壁的衬套中。本发明可随意进一步将替代的橡胶轴颈形状与弹性体表面的中央中的凹槽结合，这能够进一步提高轴向荷载率。
更为重要的是，对于本发明的说明本质上仅为示例性的，由此，将并不背离本发明的要点的变型确定为处于本发明的范围内。并不将这种变型视为对于本发明的精神和范围的背离。

Claims (9)

1.一种筒形弹性体衬套组件，具有较高的轴向荷载率和改进的耐久性，包括：
内部金属元件，所述内部金属元件在所述内部金属元件的中线附近具有大致圆形的直径，并且在所述内部金属元件的末端附近具有附连装置；
互补的弹性体元件，所述弹性体元件具有直通的孔，所述弹性体元件在所述内部金属元件的中线附近围绕所述内部金属元件；和
外部金属管元件，所述外部金属管元件具有大致与所述弹性体元件的外径互补的内径，所述外部金属管元件设置在所述弹性体元件之上；
其中，所述弹性体元件设置在所述内部金属元件之上；所述外部金属管元件设置在所述弹性体元件之上；并且所述外部金属管在所述中线附近围绕其直径被向内型锻，以便向内变形，在所述弹性体元件和所述内部金属元件上形成轴向力。
2.如权利要求1所述的筒形弹性体衬套组件，其中，所述弹性体元件以粘合的方式附连于所述内部金属元件。
3.如权利要求1所述的筒形弹性体衬套组件，其中，所述外部金属管以粘合的方式附连于所述弹性体元件。
4.如权利要求1所述的筒形弹性体衬套组件，其中，所述外部金属管围绕所述弹性体元件在所述末端局部向内径向卷曲。
5.如权利要求2所述的筒形弹性体衬套组件，其中，所述外部金属管围绕所述弹性体元件在所述末端局部向内径向卷曲。
6.如权利要求3所述的筒形弹性体衬套组件，其中，所述外部金属管围绕所述弹性体元件在所述末端局部向内径向卷曲。
7.如权利要求6所述的筒形弹性体衬套组件，其中，所述内部金属元件在其中线附近包括增大的直径。
8.如权利要求7所述的筒形弹性体衬套组件，其中，所述弹性体元件的末端由保持在所述外部金属管的所述卷曲端内的一对固定环所保持。
9.一种制造具有较高轴向荷载率的筒形弹性体衬套的方法，包括具有弹性体保持装置的扭力杆的步骤，包括如下步骤：
(a)形成具有径向外径的内部金属元件，和所述内部金属元件的末端附近的安装装置；
(b)将所述内部金属元件插入到圆筒形弹性体元件的大致互补的内部孔内，以使所述弹性体元件围绕所述内部金属元件的所述外径；
(c)将所述内部金属元件和所述弹性体元件组件插入到外部金属管中，以使所述外部金属管围绕所述弹性体元件；
(d)围绕所述弹性体元件的末端局部向内卷曲所述外部金属管的末端；并且
(e)在中线附近向内型锻所述外部金属管，以使所述弹性体元件径向向内变形。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20091118