CN102030036A - 用于汽车组合拉杆后桥的减震轴套 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车，尤其是轿车的组合拉杆后桥(120)的纵拉杆轴承的减震轴套(100)，其具有一个轴套外套筒(101)，一个轴套内套筒(102)以及一个减震体(103)，其中，所述减震体与轴套外套筒以及轴套内套筒共轴地布置在两个套筒之间。本发明提出，轴套内套筒构成一个沿径向朝外延伸的球面(104)，并且减震轴套至少具有另一个元件(105)，其面接触地与轴套内套筒形成的球面相接。此外，本发明还提出了一种配有这种轴套的组合拉杆轴(1400，1500，1600)。

Description

用于汽车组合拉杆后桥的减震轴套

技术领域

本发明涉及一种用于汽车，尤其是轿车中的组合拉杆后桥的纵拉杆轴承的减震轴套。此外，本发明涉及一种装备有这种减震轴套的汽车组合拉杆后桥。

背景技术

组合拉杆后桥通常由两个支承车轮的纵拉杆组成，这两个纵拉杆借助横梁连接。在此，纵拉杆和横梁之间的连接例如可以设计为螺栓连接、焊接或者粘接。纵拉杆例如通过导向轴承固定在车身结构上。横梁通常位于车轮中心之前并承接全部竖直方向和侧向的力矩。由于拉杆的相互翻转，横梁被设计为扭转弹性的，并且此外经常被设计为弯曲刚性的。横梁大多同时用作稳定器。

由本发明人的专利申请公开说明书DE 10 2007 043 121A1已知各种为不同使用场合设计的组合拉杆后桥的实施形式。

此外，由DE 10 2007 043 121A1已知用于组合拉杆后桥纵拉杆轴承的减震轴套。在此，减震轴套例如具有一个带有助滑部段(Anlaufsegment)和沿减震轴套轴向延伸的助滑套(Anlaufhülse)的助滑体

一个基本上呈圆柱体形的减震体以及一个基本上呈圆柱体形的轴套壳。在此，减震体与轴套壳以及助滑套共轴地布置在两者之间。该减震体至少在其与减震轴套轴向共轴的延伸方向上起减震作用。

此外，由DE 4447971B4已知了一种组合拉杆轴(以下用CC表示)，并且由DE 102006033755已知了另一种带有所谓瓦特连杆的组合拉杆轴(以下用CCWL表示)，这两种组合拉杆轴同样可以具有A形减震轴套

在实践中，在这些本身被证实表现突出的减震轴套中，业已表明，还可以进一步优化可通过该减震轴套达到的听觉和机械的驾驶舒适性。此外，考虑到顾客日益增长的需求，也可以进一步改善可通过减震轴套达到的驾驶稳定性。

然而，对于不带瓦特连杆的组合拉杆轴，已知在对驾驶稳定性的优化和对听觉以及机械的驾驶舒适性的优化之间存在目的冲突。为了改善驾驶稳定性，减震轴套必须设计得尽可能地硬。为了优化听觉和机械的驾驶舒适性，减震轴套相反必须设计得尤其软。

此外，对公开的减震轴套，已知的是，即使在应用于带有瓦特连杆的组合拉杆轴的情况下，如果由于听觉和机械的舒适度的改善而需要轴套具有尤其高的弹性或挠性，那么该减震轴套的使用寿命被缩短。因此在这存在第二个目的冲突。

相应地，这些在实践中已知的减震轴套必须受系统所限进一步在优化驾驶稳定性和同时优化驾驶舒适性之间达成折中方案。

此外，在实践中表明，组合拉杆后桥的形变性能，如在DE 4447971B4中(CC实施形式)描述的那样，在转弯行驶时的侧向力作用下也与减震轴套的设计有关。对于纵拉杆的双侧球形支承，通常在横断面中形成S形冲击。这在转弯行驶时受侧向力负荷的轴侧上引起对于组合拉杆后桥很典型的、对驾驶稳定性有负面影响的过度转向状态。

发明内容

相应地，本发明一方面所要解决的技术问题在于，在避免前述缺点并至少部分地消除所述目的冲突的情况下，提出一种用于组合拉杆后桥的纵拉杆轴承的减震轴套，在同时考虑到尽可能高的驾驶稳定性和通过优化减震轴套提高的耐用时间的情况下，用该减震轴套可以改善听觉上和机械的驾驶舒适性。另一个方面是，提供一种配备有这种减震轴套的、改善了的组合拉杆后桥。

该技术问题通过一种用于汽车，尤其是轿车的组合拉杆后桥的纵拉杆轴承的减震轴套解决，其具有一个轴套外套筒，一个轴套内套筒以及一个减震体，其中，所述减震体与轴套外套筒以及轴套内套筒共轴地布置在两个套筒之间，其中，轴套内套筒构成一个沿径向朝外延伸的球面，并且减震轴套至少具有另一个元件，其面接触地贴靠在轴套内套筒形成的球面上或在那平整地贴靠在该球面上。

本发明提出的减震轴套既可以轴固定地与组合拉杆后桥固定连接，也可以与汽车车身固定连接地固定在车身上。所述减震轴套的方位可以是立式的，其中，轴套中轴线设定为大约垂直或以一个小角度倾斜于垂直线地取向，该减震轴套或者也可以是卧式的，其中，轴套中轴线设定为大约垂直或稍倾斜于行驶方向地取向。

所述减震轴套的减震效果通过万向球接头状的设计得到显著改善，并且优选这样选择，以使沿减震轴套轴向定向的扭转率或旋转刚度C1以及同样沿减震轴套轴向定向的扭转率或旋转刚度C2更好地与汽车车身或轴在X、Y、Z方向的运动分隔开。此外，通过减震轴套的部分球形的设计改善了万向节性能(Kardanik)，尤其是改善了在上弹和下跳时减震轴套的可扭转性。由此，本发明提出的减震轴套具有高挠性和良好的万向转向性，并同时保持或提高了耐用时间。

在一个实施例中，面接触地贴靠在轴套内套筒上的元件可以设计在所述减震体本身上，例如作为硫化层(Vulkanisationsschicht)。减震体的硫化层便形成了所述轴套内套筒球面的接触面。由于构件的数量少，这种设计可以被尤其简单地制造，并且在该实施例中就已经可以实现一定的，尽管是很少的万向球接头的功能。尤其是作用在减震轴套上的扭转力可以通过轴套内套筒和减震体的部分球形被更好地吸收，也就是说剪切力被更均匀而且更广泛地分散开，这可以使减震轴套的使用寿命增长。

在另一个实施例中，所述元件是一个附加的减震元件，其与所述减震体以及所述轴套内套筒共轴地布置在这两者之间。在此，在X、Y、Z方向的车身运动的减震能很好地与对后桥运动的减震分隔开，尤其是因为两个减震体可以通过其材料特性和形状发挥不同的减震效果。

此外，在另一个实施例中提出，所述元件是一个球形衬套元件，其尽可能与所述减震体以及所述轴套内套筒共轴地布置在这两者之间，并与该轴套内套筒构成一个万向球接头。通过减震轴套的万向球接头状的设计，可以实现在减震体上作用很少的或不再作用扭转力，因为该减震轴套可通过作用的力轻易地转动。通过特殊的材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)的塑料，球形衬套元件可以轻便地并且没有喀嚓噪声地在轴套内套筒上围绕一个在减震轴套中心位于其纵轴线上的点滑动。

在另一种实施形式中，一个中间套可以与所述减震体以及所述减震元件共轴地布置在这两者之间，该中间套使所述减震轴套更稳定。所述中间套也可以至少在一部分平面上设计为球形，用以改善所述万向球接头已具有的有利特性。

此外，在另一个实施例中设有用于万向球接头的外壳层，其中，该外壳层与所述球形衬套元件以及所述减震体共轴地布置在这两者之间。

在另一个实施例中规定，所述减震轴套具有一个密封元件，该密封元件至少将所述轴套内套筒的球面以及连接在该球面上的元件向外密封，其中，该密封元件可尤其设计为密封波纹管，以便保护减震轴套不被污染，并从而提高其耐用时间。

如前所述，该技术问题也通过一种用于汽车，尤其是轿车的组合拉杆后桥解决，其带有两个支承车轮的纵拉杆，这两个纵拉杆与一个沿行驶方向布置在车轮中心之前的扭转弹性的横梁相连，并通过轴承固定在车身结构上，其中，两个纵拉杆的各轴承分别装备有一个如上述按本发明的减震轴套。由此以协作的方式毫无减少地实现了之前已详细讨论过的优点。

在一个实施例中可以这样设计组合拉杆后桥，即，各个减震轴套在其可运转的装入状态下特别地借助硫化或借助压入与尤其呈圆柱体形的轴套固定元件固定相连。

此外，在一个实施例中，可以这样设计组合拉杆后桥，即，在各个减震轴套可运转的装入状态下，所述轴套外套筒同时设计作为用于与车身结构连接的轴套支架元件，并固定在车身结构上。

在一个实施例中，可以这样改进组合拉杆后桥，即，所述纵拉杆的前侧端部分别形成一个轴承拨叉，分别在轴承拨叉中安装一个减震轴套，其中，该轴承拨叉设计为单构件式或多构件式。

另一种实施形式规定，所述减震轴套的轴套外套筒与汽车车身相连地固定在车身上。由此，外部区域以减震元件首先确定了关于沿X、Y、Z方向的挠度和刚度的特性。内部区域以其球形元件首先确定了转动特性或所需的转动力。特别重要的是，刚度较少程度地取决于纵拉杆的瞬时位置。在此，在一种特别的实施方案中，也可以实现减震轴套的刚度与纵拉杆的位置完全无关。

在一种优选的实施形式中，各减震轴套基本上横向于汽车纵向取向，其偏差在与汽车方向成+/-25°的范围内。

在一种优选的实施形式中，所述减震轴套的减震体可实心地用固体橡胶制成。在另一种优选的实施形式中，减震体也可以具有一个或多个自由空间，其包括在减震体内部的、与轴套纵轴线共轴布置的圆环上，并至少在减震体纵向长度的一部分上延伸。

为在减震轴套内部固定万向球接头外壳所需的结构空间例如可以通过在外壳层上形成一个凹处实现，而不需要将按本发明的减震轴套的整体尺寸或外部尺寸以任何形式扩大。因此，所述减震轴套也可以在这种实施方案中设计得尤其紧凑并节省空间。因此，在这种实施方案中，对已知的组合拉杆轴来说不够用的可支配的安装空间对按本发明的减震轴套而言已经够用。

轴套的扭转率C1和C2可以通过橡胶的混合以及轴套填充物或减震体的设计和大小确定。

所述轴套外套筒和轴套内套筒例如由金属，优选由铝制造而成。两个部件可以作为板材成型件制造。所述减震体和减震元件由弹性体、天然橡胶或类似的减震材料，优选由橡胶制成。所述减震体例如具有50肖氏(shore)硬度。

当然，所述的实施方案只涉及优选实施方案，因此不限制本发明的保护范围。同样地，技术人员当然可以在本专利申请的基础上对本发明的未详述的组合方案进行组合。同样地，“一个”、或“这个”、“这些”等词汇并不能解释成对保护范围的限制。

附图说明

以下借助附图进一步阐述本发明的实施形式。在附图中：

图1是一个示例性实施形式中的按本发明的减震轴套装入纵拉杆后的沿该减震轴套纵轴线剖切的全剖面视图；

图2是另一个示例性实施形式中的按本发明的减震轴套装入纵拉杆后的沿该减震轴套纵轴线剖切的全剖面视图；

图3是另一个示例性实施形式中的按本发明的减震轴套装入纵拉杆后的沿该减震轴套纵轴线剖切的全剖面视图；

图4是另一个示例性实施形式中的按本发明的减震轴套装入纵拉杆后的沿该减震轴套纵轴线剖切的全剖面视图；

图5是另一个示例性实施形式中的按本发明的减震轴套沿图6中示出的剖切线剖切的全剖面原理图；

图6是另一个示例性实施形式中的按本发明的减震轴套沿垂直于该轴套纵轴线的方向剖切的全剖面原理图；

图7至12分别示出了不同实施形式中减震轴套的弹性特性原理；

图13A到C示出了带有或不带瓦特连杆的组合拉杆后桥的不同实施形式；

图14是带有立式减震轴套的组合拉杆后桥的一种实施形式的三维视图，其中，该减震轴套的外套筒车身固定；

图15是带有按本发明的卧式减震轴套的一种已知的组合拉杆后桥的三维视图；

图16是带有按本发明的卧式减震轴套的组合拉杆后桥的另一种实施形式的三维视图。

具体实施方式

图1示出了按本发明的用于纵拉杆轴身120的减震轴套100的一个示例性实施形式通过减震轴套轴向XDBA剖切的剖视图。在下述前提下即在实际装配情况下包含有轴承的、位于横梁之前示出的纵拉杆的前部区段从横梁处开始不易弯曲，而是近似垂直于横梁地延伸，则减震轴套轴向XDBA基本上垂直于行驶路面或沿Z方向延伸。

用于轴身120的减震轴套100具有一个圆柱体形的轴套外套筒101、一个轴套内套筒102以及一个减震体103，其中，减震体103与轴套外套筒101以及轴套内套筒102共轴地布置在两个套筒之间，并且其中，所述轴套内套筒102具有一个沿径向朝外延伸的球面104。所述减震体103可由弹性体、橡胶或者类似的减震材料构成。所述减震体103紧贴在轴套内套筒102的例如是硫化层形式的球面104上，并在此基本上设计为旋转对称的。在此处描述的实施形式中，该减震体在其内部具有两个在周向上均匀分布的拱形的或腰形的、在此未示出的自由体积，此外该自由体积可影响减震体103的减震特性。所述轴套外套筒101同样设计为旋转对称的。此外，所述减震体103具有为了对作用在汽车车身上的力进行减震所需的刚度。仅通过轴套内套筒和减震体的球面104、105实现一定的万向接头的效果。所述轴套内套筒102形成一个沿径向朝外延伸的球面104。所述减震轴套100在其减震体103上具有一个面接触地紧贴在由轴套内套筒形成的球面104上的另一个球面105。该球面105在这种实施形式中是减震体103的一个元件。此外，图1示出了轴承的双构件形式，即一个下部的轴环106(Achsbügel)以及一个上部的闭锁弓形件107(Verschlussbügel)。相比单构件形式，轴承的双构件形式具有结构高度较低的优点。所述轴套外套筒101被一个同样是圆柱体形的轴套固定元件108包围，其中，可以通过压入使轴套外套筒101与轴套固定元件108固定地相连。此外，该轴套固定元件108还具有一个与汽车车身109通过螺栓连接或焊接相连的梁110。在另一个在此未示出的实施例中，轴套外套筒101与轴套固定元件108可设计为一体。

在图2中，所述减震轴套200具有一个附加的减震元件210，其形式为由橡胶、弹性体或一种具有相似减震特性的材料制成的层。在此，优选这样选择材料，以便实现足够的万向接头特性，也就是实现关于轴套内套筒202的可滑动性。另一方面，如果减震元件210由于其形状和其材料特性可在剪切力或扭转力的作用下实现弯曲，也可以不追求可滑动性。所述减震元件210与减震体203以及轴套内套筒202共轴地布置在这两者之间。更确切地说，该减震元件210直接布置在一个金属或塑料的中间套204之间。除了减震体203和轴套内套筒，所述中间套和减震元件也形成球面，其分别紧贴在直接相邻的平面上。

图3示出了一个与图2中的减震轴套相似的减震轴套300。然而在这种情况下，轴身320与轴承拨叉321、322设计为一体。更高的结构高度显而易见。通过轴身的一体构造可以得到更高的刚度。此外示出，与图1和图2中的实施形式不同的是，轴套内套筒302不再固定于轴承拨叉的内套筒上，而是直接固定在减震轴套300的轴中心304中的一个固定螺栓340上。

图4示出了减震轴套400，其实现了减震和万向接头作用的完全分开。减震仅由减震体403的减震特性实现。万向接头作用通过共同构成万向球接头的轴套内套筒402以及球形衬套元件409的共同作用实现，在此，该球形衬套元件的形式为由例如聚四氟乙烯(PTFE)的塑料制成的滑动衬套。在此，所述球形衬套元件409可从其示出的中心位置沿箭头方向410在轴套内套筒402的更大的球面上向各侧移动。球形衬套元件409的上部侧面408的轮廓直接随着用于该球形衬套元件409或万向球接头的外壳层404的下部侧面401变化，其中，该外壳层404与球形衬套元件409以及减震体403共轴地布置在这两者之间。所述外壳层404由金属，例如由钢合金或铝合金，但也可由塑料制成。

为使球形衬套元件409固定在轴套内套筒402上，将所述向其一端405收缩的球形衬套元件409推入轴套内套筒402和外壳层404之间，并用固定环406固定。此外示出，所述外壳层的上部侧面平面地连接在减震体的下部侧面上，并以一个边缘407突出出来。该边缘407用于固定将万向球接头向外密封的密封元件411的一个边缘，其中，所述密封元件411在此设计为密封波纹管。该密封元件411在其另一边缘与所述轴套内套筒402上部侧面的边缘412连接。密封元件的连接通过两个在此未示出的锁紧环实现，该锁紧环将密封波纹管411固定在内套筒402的凹槽以及外壳404的凹槽中。

图5示出了沿图6中示出的剖切线608剖切的平行于旋转对称的减震轴套500的中轴线的纵剖面原理图。该减震轴套500配设有一个圆柱体形的轴套外套筒501、带有自由体积507的圆柱体形的减震体502、圆柱体形的中间套503和与之激光焊接的固定环504以及轴套内套筒505。在这种实施方案中，所述中间套形成了一个朝向轴套内套筒球面并与该球面适配的球面。所述固定借助同样形成了一个球面的固定环实现。该固定环与中间套优选以激光焊接连接。

图6示出了横向于图5示出的旋转对称的减震轴套600的中轴线的横剖面的另一个原理图，该减震轴套600带有圆柱体形的轴套外套筒601、圆柱体形的减震体602、圆柱体形的中间套603和与之激光焊接的固定环604以及轴套内套筒605。容易看到的是为固定而设的穿通孔606以及两个在减震体602内部的、用于决定减震性能的自由体积607。

图7至12分别示出了不同实施形式中减震轴套的弹性特性原理。

在图7中，轴套内套筒700与轴臂701的一端相连，轴套外套筒702与车身703相连。C1和C2是减震轴套的球形元件的扭转率，并且X，Y，Z是减震元件的相对于车身的减震。

在图8中，轴套内套筒800与车身803相连，轴套外套筒802与轴臂801的一端相连。C1和C2是减震轴套的球形元件的扭转率，并且X，Y，Z是减震元件的关于相对车身可翻转的轴臂的减震。

图9和图10示出了图7示出的实施方案中的减震轴套的偏转和减震效果。图11和12示出了图8示出的实施方案中的偏转。

图13A和B示出了组合拉杆后桥1310、1320的实施方案，该组合拉杆后桥带有卧式的、在此各通过一个箭头标注出的减震轴套和瓦特连杆。减震轴套的轴套外套筒在此连接在轴上。图13C示出了组合拉杆后桥1330，其带有两个通过箭头标注出的、按本发明的一个实施方案的立式减震轴套，该减震轴套分别轴固定地以其轴套外套筒与轴固定。

图14示出了带有按本发明的立式减震轴套的组合拉杆后桥1401的一个实施方案。在此，减震轴套的轴套外套筒1400连接在车身上。

图15和16示出了组合拉杆后桥1501、1601的实施方案，该组合拉杆后桥带有按本发明的与13A和13B相似的卧式减震轴套但不带有瓦特连杆。在此，减震轴套的轴套外套筒1500、1600连接在轴上。当然，在带有瓦特连杆的组合拉杆后桥中也可以选择使用示出的轴套定位方式，例如在图13A和13B中示出的那样。

尽管本发明以优选的实施形式公开，但并不局限于此，技术人员可在不背离本发明主旨和保护范围的情况下进行改动和变换。

Claims (13)

1.一种用于组合拉杆后桥(1400，1500，1600)的纵拉杆轴承的减震轴套(100，200，300，400，500，600)，其具有一个轴套外套筒(101)，一个与该外套筒共轴布置的轴套内套筒(102)以及一个布置在其间的减震体(103)，其中，所述轴套内套筒构成一个沿径向朝外延伸的球面(104)，并且所述减震轴套具有另一个元件(105，210，409，504)，其面接触地贴靠在球面(104)上。

2.按权利要求1所述的减震轴套(100)，其中，所述另一个元件(105)设计为所述减震体(103)的硫化层。

3.按权利要求1所述的减震轴套(200)，其中，所述元件是一个附加的减震元件(210)，其与所述减震体(203)以及所述轴套内套筒(202)共轴地布置在这两者之间。

4.按权利要求1所述的减震轴套(400)，其中，所述元件是一个球形衬套元件(409)，其与所述减震体(403)以及所述轴套内套筒(402)共轴地布置在这两者之间，并且与该轴套内套筒构成一个万向球接头。

5.按权利要求3所述的减震轴套(200)，其还具有一个中间套(204)，该中间套与所述减震体(203)以及所述减震元件(210)共轴地布置在这两者之间。

6.按权利要求4所述的减震轴套(400)，其还具有一个用于所述万向球接头的外壳层(404)，该外壳层与所述球形衬套元件(409)以及所述减震体(403)共轴地布置在这两者之间。

7.按权利要求1至6之一所述的减震轴套(400)，其还具有一个密封元件(411)，该密封元件至少将所述轴套内套筒(402)的球面以及连接在该球面上的元件(409)向外密封，其中，该密封元件尤其设计为密封波纹管。

8.一种用于汽车，尤其是轿车的组合拉杆后桥，其带有两个支承车轮的纵拉杆，该两个纵拉杆与一个沿行驶方向布置在车轮中心之前的扭转弹性的横梁相连，并通过轴承固定在车身结构上，其特征在于，两个纵拉杆的各轴承分别装备有按权利要求1至7之一所述的减震轴套(100)。

9.按权利要求8所述的组合拉杆后桥，其中，各个减震轴套在其可运转的装入状态下特别地借助硫化或借助压入与尤其呈圆柱体形的轴套固定元件固定相连。

10.按权利要求8所述的组合拉杆后桥，其中，在各个减震轴套可运转的装入状态下，所述轴套外套筒同时设计作为用于与车身结构连接的轴套支架元件，并固定在车身结构上。

11.按权利要求8或9所述的组合拉杆后桥，其中，所述纵拉杆的前侧端部分别形成一个轴承拨叉，分别在轴承拨叉中安装一个所述减震轴套，其中，该轴承拨叉设计为单构件式或多构件式。

12.按权利要求8或9所述的组合拉杆后桥，其中，所述轴套外套筒与汽车车身相连地固定在车身上。

13.一种汽车，尤其是轿车，其带有按前述权利要求之一所述的组合拉杆后桥。

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