CN101970253A - 悬式止推轴承装置和支架 - Google Patents

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Abstract

一种悬式止推轴承装置，包括形成轴向止推轴承的滚动轴承(44)和用于对弹簧形成支承装置的滚动轴承的支撑元件(42)，该滚动轴承包括与支撑元件接触的底部环(48)、顶部环(46)和定位在所述两个环之间的多个滚动元件(50)。支撑元件(42)包括主体(60)和至少部分地被主体覆盖的加强插入件(66)。主体是由用于弹簧和滚动轴承之间的轴向力的传递的刚性材料(62)和用以提供该装置内部的至少一个动态密封件(84b、86b)的柔性材料(64)形成。所述刚性材料的至少一部分径向地定位在所述柔性材料和加强插入件之间。

Description

悬式止推轴承装置和支架
技术领域
本发明涉及特别地用在机动车辆上的转向车轮(转向轮)的悬式止推轴承装置领域。
更特别地，本发明涉及的悬式止推轴承包括顶部环和底部环，滚动元件例如球体或辊子定位在顶部环和底部环之间。顶部环和底部环一般安装为接触底部和顶部支承或支撑件，例如盖或杯状件。顶部和底部杯状件形成滚动轴承的环的壳体并提供所述环和相邻元件之间的界面。
背景技术
悬式止推轴承定位在车辆的车体和悬式弹簧之间的悬架的顶部部分中。弹簧配合在减震活塞杆周围，其末端通过过滤振动的弹性块与车辆的车体相连。悬式弹簧轴向地直接或间接支承在底部杯状件上。顶部杯状件相对于车辆的车体固定。
悬式止推轴承使得能够在悬式弹簧和车辆的车体之间传递轴向力，同时允许底部杯状件和过滤弹性块之间的旋转运动。该相对角运动源于车辆的转向车轮的转向角和/或悬式弹簧的压缩。
从文献EP-B1-1445129知晓一种悬式止推轴承，其设置有底部支撑盖和安装为支承抵靠底部支撑盖的滚动轴承。支撑盖是由合成材料制成并包括用于悬式弹簧的轴向定心表面，该悬式弹簧在其顶端通过径向表面延长，该径向表面形成用于所述弹簧末端的止停件。
在如图2和4所示的实施例中，中间支承杯状件定位在悬式弹簧和支承盖之间以便获得由弹簧施加的载荷的良好分布并实质上减少支撑盖破裂的危险。
在操作中，中间支承杯状件受到水的泼溅，这意味着必须使用防腐蚀表面处理，例如电泳处理。但是，这些处理相对昂贵，并且它们的实施是一种污染因素。
为了克服该缺点，专利申请FR-A1-2857906建议在底部支撑盖内部嵌入金属加强插入件。这样，额外、分开的支承杯状件的使用得以避免。
但是，该文献的悬式止推轴承存在仅在顶部盖和支撑滚动轴承的底部支撑盖之间设置单一狭窄的通道以提供轴承密封的缺陷。
这样，在某些情形下，例如当车辆在涉水路面上行驶时，或者甚至当用高压水枪清洗车辆时，水会渗入到滚动轴承中，结果有损滚动轴承的寿命。
发明内容
本发明致力于解决该缺陷。
更特别地，本发明致力于提供一种牢靠的悬式止推轴承，其能够支撑相对高的轴向力，而使其能够减小水或者其它污染物的任何入侵。
因此，本发明的目的是提供一种一直特别可靠的悬式止推轴承。
本发明涉及这样的一种悬式止推轴承装置，其包括形成轴向止推轴承的滚动轴承和用于对弹簧形成支承装置的滚动轴承的支撑元件，该滚动轴承包括与支撑元件接触的底部环、顶部环和定位在底部环和顶部环之间的多个滚动元件。支撑元件包括主体和至少部分地被主体覆盖的加强插入件。主体是由用于传递弹簧和滚动轴承之间的轴向力的刚性材料和用于提供装置内部的至少一个动态密封件的柔性材料组成。刚性材料的至少一部分径向定位在柔性材料和加强插入件之间。
术语“动态密封件”在此应当被理解为指轴承装置的两个部分之间的密封件，所述两个部分之一相对于另一具有相对运动。
在一个实施例中，该装置包括与滚动轴承的顶部环直接接触的顶部支承盖。动态密封件可包括与顶部支承盖摩擦接触的至少一个外部唇形件。动态密封件还可包括与顶部支承盖或者滚动轴承的顶部环摩擦接触的至少一个内部唇形件。
术语“外部唇形件”在此应当理解为指朝着轴承外部定向的唇形件，术语“内部唇形件”应当理解为指朝着所述轴承内部延伸的唇形件。
在一个实施例中，所述刚性材料直接接触加强插入件。所述柔性材料也可直接接触加强插入件。加强插入件能够至少部分地嵌入在主体内部。
有利地，所述柔性材料至少部分地包覆成型(overmould)在刚性材料之上和/或至少部分地包覆成型在加强插入件之上。
在一个实施例中，加强插入件包括能够允许包覆成型的柔性材料通过所述插入件的装置。
加强插入件可包括径向部分和至少一个轴向部分。
本发明还涉及这样的一种悬式止推轴承装置，其设置有形成轴向止推轴承并包括底部环、顶部环和定位在所述两个环之间的多个滚动元件的滚动轴承、形成用于对弹簧形成支承装置的滚动轴承的底部环的支撑元件、以及与滚动轴承的顶部环接触的支承盖。支撑元件包括主体和至少部分地被主体覆盖的加强插入件。该主体由用于弹簧和滚动轴承之间的轴向力的传递的刚性材料和用于提供支撑元件和支承盖或者滚动轴承的底部环之间的外部动态密封件以及支撑元件和支承盖或者滚动轴承的顶部环之间的内部动态密封件的柔性材料形成。
本发明还涉及一种支架，其包括阻尼器和如前限定的悬式止推轴承装置。
附图说明
本发明将通过阅读由非限定性例子给出并在附图中示出的实施例的详细描述而得以更好的理解，在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的安装在机动车辆的支架中的悬式止推轴承装置的轴向横截面视图；
图2和3是通过图1的不同剖开平面的详细视图；
图4是图1的装置的加强插入件的透视图；
图5是图1的悬式止推轴承装置的透视图；以及
图6是根据本发明第二实施例的悬式止推轴承装置的部分轴向横截面视图。
具体实施方式
如从图1能够看出的，总体上用附图标记10表示并设置有阻尼器12的支架包括具有轴线16的杆14、弹簧18、围绕杆14配合的悬式止推轴承20和定位在轴承20和机动车辆的其中安装有支架10的车体(未示出)之间的过滤弹性块22。
阻尼器12还包括部分示出的减震筒24。阻尼器的杆14具有大直径的轴向外表面14a、小直径的轴向外表面14b，所述两个表面通过径向台肩14c分开。阻尼器12还包括围绕小直径的轴向外表面14b安装并支承抵靠台肩14c的板26。大致环形形式的阻尼环28以适当的方式固定到板26。例如，由橡胶或者弹性体制成的阻尼环28定位为围绕大直径的轴向外表面14a。保护波形件30结合到板26以围绕和保护形成阻尼器12的各个元件。
支架10还包括围绕杆14的小直径的轴向表面14b径向定位并轴向支承抵靠板26的轴向间隔件32和弹性块22。还设置螺母34以与杆14的轴向表面14b的相应的螺纹部分配合以提供弹性块22抵靠间隔件32的紧固以及所述弹性块22抵靠悬式止推轴承20的紧固。
弹性块22可以由柔性材料例如弹性体制成，在其中可以任选地插入例如由金属制成的一个或多个刚性插入件。在所示出的实施例中，大致环形形式的两个插入件36、38设置在弹性块22内部。大直径的插入件36完全嵌入在弹性块22中。小直径的插入件38部分嵌入在所述块内部，径向部分支承抵靠间隔件32。
如在图2-5中更清楚地示出，悬式止推轴承20主要包括与弹性块22接触的顶部支承盖40、对弹簧18形成支承装置的底部支撑盖42以及轴向定位在所述两个盖之间的滚动轴承44。
顶部支承盖40可以由单一件组成，该单一件由塑料材料例如聚酰胺PA6.6制成，具有或者没有玻璃纤维加强。支承盖40包括与弹性块22的环形肋部22a接触的顶部径向表面40a、从径向表面40a的小直径末端向下延伸并定心在弹性块22的轴向部分22b上的轴向表面40b。轴向部分22b朝着内部相对于环形肋部22a径向偏置。顶部支承盖40还包括轴向向下的大致定位在轴向表面40b的延伸部分中的小厚度的内部环形轴向裙状件40c。
顶部支承盖40还包括小厚度且大直径的外部环形轴向裙状件40d，该裙状件经由朝着内部延长所述裙状件的顶端的截平表面连接到顶部径向表面40a，该截平表面自身在小直径处朝着内部由径向表面延长，轴向表面通过该径向表面向上轴向延伸，该轴向表面自身在顶端处朝着内部通过径向表面延长。可以是圆周向连续或间断的指向内部的径向突起40e设置在外部轴向裙状件40d的内部边缘上，在其底部末端附近。径向突起40e在这种情形下为圆周向间断的并形成为平均分布钩子40e。钩子40e朝着内部、朝着底部支撑盖42径向指向。
滚动轴承44包括由钢板制成的底部环48和顶部环46，在它们之间容纳有一排滚动元件50，在该情形中滚动元件为球形式的。还提供保持架52以保持滚动元件50之间的均匀的圆周间隔。滚动元件50定位在由顶部环46和底部环48形成的滚动滚道之间。有利地，所述环能够通过切割和冲压由同一钢板获得，这是因为顶部环46的外部直径实质上等于底部环48的内部直径。
顶部环46具有与支承盖40的互补表面40f接触的环形部分46a，所述环形部分46a朝着内部通过延伸到环形径向表面40g附近的相反凹度的环形部分46b延长，所述环形径向表面40g是圆周向连续或者间断的并连接到表面40f和内部轴向裙状件40c。环形部分46a的外表面形成用于滚动元件50的滚道。
底部环48同样具有环形部分48a，其下凹内表面形成用于滚动元件50的滚道，该滚动元件接触抵靠底部支撑盖42。环形部分48a朝着外部通过相反凹度的环形部分48b延长。保持架52轴向定位在环形部分46b和环形部分48a之间。
底部支撑盖42主要包括由刚性材料62和柔性材料64形成的主体60以及所述主体的加强插入件66，以使其能够获得令人满意的刚度以及弹簧18和滚动轴承44之间的轴向和径向力的良好传递。
主体60的刚性材料62可以例如由塑性材料例如聚酰胺PA 6.6制成，具有或者没有玻璃纤维加强。刚性材料62包括小轴向尺寸的圆柱轴向外表面62a，环形径向表面62b从圆柱轴向外表面62a的底端延伸，该环形径向表面62b朝着内部以及向下通过圆表面然后通过轴向表面62c延长。轴向表面62c使得能够定心弹簧18，而径向表面62b提供用于所述弹簧的支承表面。
从轴向表面62c的底端，径向环形表面62d朝着内部延伸，从小直径的边缘轴向向上通过轴向表面62e延长，从而形成底部支撑盖42的孔。
从轴向外表面62a的顶端，主体60的刚性材料62同样包括朝着支承盖40轴向延伸的第一和第二轴向环形肋部62f、62g。大直径的第一肋部62f的顶端相对于第二肋部62g的顶端向下轴向回缩。肋部62g径向围绕底部环48的环形部分48b。肋部62g的顶端朝着内部通过表面62h延长，该表面62h与底部环48的环形部分48a接触并且是与所述部分48a互补形式的。环形表面62h朝着内部通过截平表面延长，从所述截平表面延伸轴向表面62i，该轴向表面62i在径向底端朝着内部通过环形径向表面62j延长，该环形径向表面62j通过圆表面连接到轴向表面62e。
大致环形形式的加强插入件66具有大致L形式的直边段。它包括轴向部分66a，该轴向部分66a朝着外部从顶端通过圆部分66b延长，从该圆部分66b朝着外部径向延伸径向部分66c。加强插入件66能够例如通过切割和冲压从相对厚的钢板获得以保证足够的刚性。
轴向部分66a和圆部分66b完全嵌入到主体60的刚性材料62内部。轴向部分66a在位于径向环形表面62d附近的区域和位于与径向表面62b水平的区域之间轴向延伸。径向部分66c在位于与顶部环46的环形部分46b水平的区域和位于与底部环48的环形区域48b水平的区域之间径向延伸。这样，加强插入件66使得底部支撑盖42能够传递由弹簧18施加的轴向和径向力到滚动轴承44。
加强插入件66包括设置紧邻圆部分66b的径向部分66c上的多个贯穿孔眼68。孔眼68在此有10个，在圆周方向均匀分布。加强插入件66也包括从径向部分66c的自由边缘提供的多个切口70。切口70具有大致下凹形式并定位为使得每个孔眼68与切口70径向对齐。每个切口70因此定位在与孔眼68之一相同的一个径向表面。
在这个实施例中，主体60的刚性材料62包覆成型在加强插入件66上，这两个元件这样彼此接合。当包覆成型刚性材料62时，轴向通道72和74(图3)被提供，第一系列的通道72通过加强插入件66的孔眼68，并且第二系列通道74通过切口70，以使得内部轴向通道72定位在与外部通道74相同的一个径向表面。轴向通道72和74设置为使得刚性材料62能够覆盖每个孔眼68的孔和界定每个切口70的边缘。每个内部通道72通过径向通道76连接到相关的外部通道74，所述径向通道76开口出来或者开口，设置在加强插入件66的径向部分66c下方。作为一种变体，刚性材料62可以包覆成型在插入件上以不覆盖孔眼68的内部。
主体60的柔性材料64然后包覆成型在加强插入件66和刚性材料62上以形成内部密封件78和外部密封件80。柔性材料64可以由弹性体形成，例如由诸如聚氨酯的合成橡胶形成。
由于轴向通过加强插入件66并通过径向通道76彼此相连的通道72和74的存在，柔性材料64可以通过少量的注射点包覆成型，熔融的柔性材料然后分布在制造模具中以形成密封件78、80。制造模具的结构这样得以简化。
换句话说，孔眼68和加强插入件66的切口70形成具有双功能的通道，也就是当制造支撑盖42时允许在插入件66的两个相对表面之间的柔性材料64的传递和流通，以及在所述插入件上提供用于柔性材料64的有效的键。主体60的两种不同材料的包覆成型因此以两个顺次的步骤执行，其能够通过不同技术执行，例如通过简单的包覆成型或者甚至通过双注射执行。
通过由两种不同材料生产主体60，可以获得能够有效地提供不同机械功能的底部支撑盖42。显然，应当理解，还可以通过更多数量的材料生产主体60。
内部密封件78包括多个轴向内部柱81，在本案中为10个，其形成在刚性材料62的通道72内部。每个内部81从位于径向表面62b附近的区域轴向延伸到相对的径向表面62j的水平处。每个柱81因此轴向通过加强插入件66，从而被刚性材料62径向围绕。换句话说，在加强插入件66的每个孔眼68的水平处，一部分刚性材料62径向定位在一部分柔性材料64和加强插入件66的径向部分66c之间。
密封件78同样设置有覆盖径向表面62j并与所有柱81相连的环形凸出部84a以及从凸出部84a朝着内部延伸突起的相对薄的环形内部密封唇形件84b。密封唇形件84b与顶部支承盖40的内部轴向裙状件40c的外表面摩擦接触。它向下弯曲。
外部密封件80还包括十个形成在刚性材料62的通道74内部的外部轴向柱83。每个外部柱83从位于径向表面62b附近的区域轴向延伸到肋部62f顶端水平处。每个柱83轴向通过加强插入件66，从而被刚性材料62径向围绕。这样，在界定加强插入件66的每个切口70的边缘的水平处，一部分刚性材料62径向定位在一部分柔性材料64和加强插入件66的径向部分66c之间。
密封件80同样设置有覆盖肋部62f的顶端和肋部62g的外部侧表面的环形凸出部86a，并连接到所有柱83。密封件80还包括从凸出部86a向外突起的相对薄的外部环形密封唇形件86b。密封唇形件86b抵靠顶部支承盖40的外部裙状件40d的孔摩擦接触。它向下弯曲。位于同一径向平面中的柱81、83通过由径向通道76之一形成的径向连接条82连接在一起。每个条82直接接触抵靠加强插入件66的径向部分66c并开口出来与径向表面62b水平。加强插入件66由刚性材料62和柔性材料64完全覆盖。换句话说，加强插入件66完全嵌入在主体60内部。
内部密封件78和外部密封件80通过底部支撑盖42实现静态密封功能，通过顶部支承盖40实现动态密封功能。在这个实施例中，内部密封唇形件84b与支承盖40的裙状件40配合。作为一种变体，还可以考虑提供与滚动轴承44的外部环配合，例如与环形部分46b水平。
内部密封唇形件84b和外部密封唇形件86b的向下弯曲是特别有利的，因为它增大它们抵制水或者其它污染物的任何泼溅的能力。唇形件84b、86b因此形成特别有效的偏转器。而且，通过这样的泼溅，唇形件和顶部支承盖40之间的接触压力增大，这进一步增大所述唇形件的有效性。
而且，密封唇形件86b具有另一功能：在装配轴承之前，轴向维持顶部支承盖40。为此，密封唇形件86b具有大于钩子40e的末端所在处直径的外部直径，并且它定位在钩子上方以使得如果在轴承被安装在其意在被安装的组件中之前支撑盖42和支承盖40开始分离的话能够与所述钩子直接地干涉。密封唇形件86b因此还用作用于顶部支承盖40相对于底部支撑盖42的轴向保持装置。
而且，当部件组装时密封唇形件86b的向下取向有利于其变形，同时提供对适时构造的组件的足够的轴向保持以没有意外分解风险地搬运和运输。
在如图6所示的实施例中，其中相似元件被赋予相同的附图标，加强插入件66还包括向上延长径向部分66c的大直径边缘的圆部分66d，所述径向部分66c自身通过轴向部分66e向上轴向延长，该轴向部分66e轴向延伸到底部环48的环形部分48b的附近。在该实施例中，轴向部分66a具有更小的轴向尺寸。
刚性材料62在这种情形中包覆成型在加强插入件66之上以使得圆部分66b的顶部表面和径向部分66c的顶部表面的相邻部分没有被模制。轴向部分66e的大部分轴向外表面也没有被覆盖。加强插入件66的剩余部分嵌入在刚性材料62中。换句话说，插入件66部分嵌入在刚性材料62内部。
在这个实施例中，底部支撑盖42包括内部密封件90和外部密封件92，所述两密封件通过刚性材料62直接覆盖加强插入件66的自由部分。所述两密封件可以由弹性体制成，例如由比如聚氨酯的合成橡胶制成。
环形内部密封件90包覆成型在圆部分66b上和在一部分径向部分66c上，以及包覆成型在相邻刚性材料62的部分上。内部密封件90包括与插入件的径向部分66c和刚性材料62的轴向表面62i接触抵靠的环形轴向部分90a。一部分刚性材料62因此径向定位在轴向部分90a和加强插入件66的轴向部分66e之间。
从轴向部分90a，衍生出动态密封唇形件90c和静态密封唇形件90b。环形密封唇形件90c径向延伸以朝着内部突起并通过稍微向下取向而摩擦接触抵靠顶部支承盖40的内部轴向裙状件40c的外表面。密封唇形件90b完全覆盖加强插入件66的圆部分66b以向上延长刚性材料62的轴向表面62e。
环形外部密封件92包括覆盖加强插入件66的自由的轴向部分66e的轴向外表面，内部轴向表面大多数被刚性材料62覆盖。轴向部分92a在其顶端通过覆盖轴向部分66e的自由端的径向部分92b延长，径向部分92b自身通过短的轴向凸缘92c延长，所述凸缘92c向下延伸并接触抵靠轴向部分66e的内部轴向表面的顶端和肋部62g的顶端。凸缘92c径向定位在底部环48的环形部分48b和加强插入件66的轴向部分66e之间。加强插入件66因此完全嵌入在刚性材料62和密封件90、92中。
外部密封件92还包括向外径向突起并向下倾斜的相对薄的环形唇形件92d。唇形件92d通过定位在钩子40e上方而摩擦接触抵靠外部轴向裙状件40d的孔。内部密封件90和外部密封件92通过底部支撑盖42实现静态密封，通过顶部支承盖40实现动态密封。
在这个实施例中，没有被刚性材料62覆盖的加强插入件66的区域用于直接包覆成型柔性密封件90、92在所述插入件上，从而通过所述刚性材料形成主体60。结果是，这些密封件被固定，同时加强插入件的可能与水或其它污染物泼溅接触的区域被完全覆盖，这限制了可以由未处理过的钢板侧缘形成的插入件被腐蚀的危险。这样，其本身就是污染因素的具有相对昂贵的防腐蚀表面处理的需求得以避免。
归因于本发明，可以以特别经济的方法生产能有效传递悬式弹簧施加的力的底部支撑盖，该底部支撑盖对腐蚀不敏感，并提供对轴承的良好密封。这样，悬式止推轴承的寿命得以延长，由于滚动轴承的内部腐蚀而导致的有噪音的运转的风险得以降低。

Claims (11)

1.一种悬式止推轴承装置，包括形成轴向止推轴承的滚动轴承(44)和用于对弹簧形成支承装置的滚动轴承的支撑元件(42)，所述滚动轴承包括与所述支撑元件接触的底部环(48)、顶部环(46)和定位在所述底部环和顶部环之间的多个滚动元件(50)，所述支撑元件(42)包括主体(60)和至少部分地被该主体覆盖的加强插入件(66)，其特征在于，所述主体是由用于所述弹簧和所述滚动轴承之间的轴向力传递的刚性材料(62)和用以提供在所述装置内部的至少一个动态密封件(84b、86b；90c、92d)的柔性材料形成，所述刚性材料的至少一部分径向定位在所述柔性材料和所述加强插入件之间。
2.如权利要求1所述的装置，包括直接接触所述滚动轴承的所述顶部环的顶部支承盖(40)，所述动态密封件包括与所述顶部支承盖摩擦接触的至少一个外部唇形件(86；92d)。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述动态密封件包括与所述顶部支承盖或所述顶部环摩擦接触的至少一个内部唇形件(84b；90c)。
4.如前述任一权利要求所述的装置，其中，所述刚性材料(62)与所述加强插入件(66)直接接触。
5.如前述任一权利要求所述的装置，其中，所述柔性材料(64)与所述加强插入件(66)直接接触。
6.如前述任一权利要求所述的装置，其中，所述加强插入件(66)至少部分嵌入在所述主体内部。
7.如前述任一权利要求所述的装置，其中，所述柔性材料(64)至少部分地包覆成型在所述刚性材料之上。
8.如前述任一权利要求所述的装置，其中，所述柔性材料(64)至少部分地包覆成型在所述加强插入件(66)之上。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述加强插入件(66)包括能够允许包覆成型的柔性材料通过所述插入件的装置(68、70)。
10.如前述任一权利要求所述的装置，其中，所述加强插入件(66)包括径向部分和至少一个轴向部分(66a、66b)。
11.一种支架，包括阻尼器(12)和如前述任一权利要求所述的悬式止推轴承装置。
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