CN102046404B - 悬挂式缓冲块及支柱装置 - Google Patents

Abstract

一种悬挂式缓冲块装置，包括形成轴向缓冲块的滚动轴承(44)，配备有上环(46)、下环(48)以及该上环和下环之间设置的多个滚动元件，该上环和该下环分别由上杯体(40)和下杯体(42)支撑，该下杯体为悬挂弹簧(18)形成支撑装置，该杯体之一上提供至少一个密封唇，使其抵靠另一个杯体的基本圆柱支撑表面部分。该支撑表面部分是基本圆柱，该密封唇向下定向而远离该滚动轴承，并且以径向干涉抵靠所述表面部分，所述基本圆柱表面部分朝着顶部连接到肩，如果该两个杯体成为彼此相对地径向偏离，则该唇可以支撑该肩。

Description

悬挂式缓冲块及支柱装置

技术领域

本发明涉及悬挂式缓冲块装置的领域，特别是用在机动车辆中方向盘的悬挂支柱中的悬挂式缓冲块装置。

更具体地讲，本发明涉及的悬挂式缓冲块装置包括上环和下环，它们之间设置的滚动元件，例如，球或者滚子。上环和下环通常安装为与下和上承载或支撑件接触，例如，与盖体或杯体接触。上支撑杯体和下支撑杯体为滚动轴承的环形成外壳，并且在所述环和围绕元件之间提供界面。

背景技术

悬挂式缓冲块设置在车辆外壳和悬挂弹簧之间的悬挂支杆的上部。弹簧安装在减震器的活塞杆周围，其端部经由过滤外部振动的弹性块连接到车辆外壳。悬挂弹簧直接或间接地轴向支撑在下杯体上。其一部分的上杯体相对于车辆外壳固定。

悬挂式缓冲块允许轴向力传输在悬挂弹簧和车辆外壳之间，而同时允许下杯体和过滤弹性块之间的旋转运动。该相对角运动导致车辆方向盘的旋转，和/或导致悬挂弹簧的压缩。上杯体和下杯体能够充分地传递滚道和杯体之间的轴向负荷。它们具有支撑面，以提供良好的负荷分布。结合在所述杯体中的装置也可以提供悬挂式缓冲块的各种元件的轴向保持力，并且提供密封装置。

在诸多汽车支柱装置中，悬挂式缓冲块对面的通过下端支撑悬挂弹簧的座相对于轴倾斜，从而由弹簧施加给悬挂式缓冲块的下杯体的力线相对于吸震器的轴成一角度。该类型装置的一个示例图示于专利申请FR 2 783 204中。

这导致弹簧施加给悬挂式缓冲块的下杯体的径向力。这些径向力可以导致下杯体相对于上杯体在径向方向上的轻微移动。

目前，两个杯体之间的缓冲块的密封常常由支撑摩擦支撑表面的软密封唇提供。因为悬挂式缓冲是在车辆的车体之下靠近车轮，所以它特有地暴露于水的飞溅。因此，有必要使密封特别有效。

专利申请FR-A-2 857 906推荐在下杯体中实施金属加强插件。然而，该文件中的悬挂式缓冲块的缺点是，仅在上盖和支撑滚动轴承的下支撑盖之间提供简单的狭窄通道，以便密封缓冲块。

结果，在一定的条件下，例如，当车辆沿着泥水路面行驶，或者可选地当车辆用高压水枪清洗时，可能存在进入滚动轴承的水入口，其对轴承的寿命具有损坏作用。

另外，在如上所述的专利申请FR 2 783 204所图示的装置那样负荷偏心的情况下，提供在杯体上的密封装置至少在一定的区域中不再能够与它们的支撑表面接触，因此降低了密封性。

为了解决该问题，唇与其支撑表面之间增加径向几何干扰是可能的，但是其缺点是过分地增加缓冲块的摩擦扭矩。

发明内容

本发明的目标是提供一种悬挂式缓冲块，其密封特性在全部操作构造上得到改善，尤其是在缓冲块滚动轴承支撑杯体的相对径向运动的情况下没有导致缓冲块的摩擦扭矩的增加。

本发明的另一个目标是提供一种坚固的悬挂式缓冲块，其能够承受相对高的轴向负荷，而同时能够减少水或其它污染物的任何潜在的进入。

本发明的再一个目标是提出一种特别耐久可靠的悬挂式缓冲块。

对此，根据一个实施例，一种悬挂式缓冲块装置包括形成轴向缓冲块的滚动轴承，其配备有上环、下环以及在这两个环之间设置的多个滚动元件，该上环和该下环分别由上杯体和下杯体支撑。该下杯体形成悬挂弹簧的支撑装置，至少一个密封唇设置在杯体之一上，从而它支撑抵靠另一个杯体的支撑表面部分。该支撑表面部分基本上为圆柱形。该密封唇远离滚动轴承向下定向，并且相对于所述表面部分承受径向干涉。所述基本上圆柱形的表面部分朝着顶部连接到肩，如果两个杯体成为彼此相对地径向偏离，则所述唇可以支撑抵靠所述肩。

这样，甚至在杯体相对于彼此在径向上偏移时，缓冲块密封也得以保持。实际上，该密封唇或多个唇甚至在它们不再与基本圆柱表面部分接触时也可以与所述肩保持摩擦接触。

在一个实施例中，至少一个外部密封唇由下杯体支撑。该外部密封唇的支撑表面部分可以位于上杯体的裙部的径向内壁上。

在另一个实施例中，至少一个内部密封唇由下杯体支撑，这可以与第一实施例相结合。

在所有情况下，所述肩可以显示为基本径向表面、基本截头圆锥体表面或者作为选择的基本环形表面，要点在于密封唇可以进行摩擦接触，如果杯体的相对径向移动打断了与圆柱支撑表面的接触，也没有任何突然的冲击运动。

在一个优选实施例中，为悬挂式弹簧形成支撑装置的下杯体包括主体和由所述主体至少部分覆盖的加强插件，该主体由刚性材料制造的部分和由软材料制造的部分形成，该软材料包括所述密封唇。

所述软材料优选至少部分地包覆成型在刚性材料之上，并且至少部分地在加强插件之上。还优选地，软材料包括弹性材料。

本发明特别应用于包括减震器和悬挂式缓冲块装置的机动车支柱。

附图说明

借助于整个非限定性示例对一个实施例所进行的详细描述以及通过附图进行的图解，本发明将更加易于理解，附图中：

图1是根据本发明一个实施例的安装在机动车辆支柱中的悬挂式缓冲块装置的轴向部分的示意图，

图2是示出在两个杯体之间没有偏心的情况下缓冲块运行时密封唇位置的放大图，

图3是示出在装配有缓冲块时其安装在悬挂装置前没有偏心的外唇位置的放大图，

图4示出了作为偏心的结果两个杯体之间的间隙减小的区域中外密封唇的位置，以及

图5示出了作为偏心的结果两个杯体之间的间隙增加的区域中外密封唇和内密封唇的位置。

具体实施方式

由图1可见，参考标号为10的支柱总体上提供有：包括轴16的杆14的减震器12、弹簧18、安装在杆14周围的悬挂式缓冲块20以及设置在缓冲块20和安装有支柱10的机动车辆车架(未示出)之间的弹性滤除块22。图1还示出了由弹簧18施加的力线16a。该力线16a与悬挂装置的轴16形成角度，这是因为弹簧18的下端安装在相对于轴16倾斜的座上(图中未示出)，如专利申请FR 2783204中的示例所描述。

减震器12还包括部分所示的减震器筒24。减震器的杆14具有大直径部分14a、小直径部分14b，所述两个部分由径向肩14c分开。减震器12进一步包括盘26，其安装在小直径部分14b的周围并且抵靠着肩14c。以任何合适的方法固定于盘26的是总体上呈环形的吸震垫。该吸震垫28例如由橡胶或弹性体制造，设置在大直径部分14a的周围。保护罩(protective gaiter)30连接到盘26，从而它围绕且保护构成减震器12的各种元件。

支柱10还包括轴向隔离件32，其径向地设置在杆14的小直径部分14b周围，并且轴向地抵靠盘26和弹性块22。还有螺母34与杆14的部分14b的对应螺纹部分配合，从而两者相对于隔离件32夹紧弹性块22，并且相对于悬挂式缓冲块20夹紧所述弹性块22。安装法兰34a也由螺母34相对于弹性块22被夹紧。

弹性块22可以由诸如弹性体的软材料制造，其中可选择地插设一个或多个刚性插件，例如金属插件。在所示的实施例中，总体上环形形状的两个插件36、38被设置在弹性块22内。大直径插件36完全埋设在弹性块22中，而小直径插件38部分地埋设在所述块中，径向部分抵靠隔离件32。

如图2至5更清楚所示，悬挂式缓冲块20主要包括与弹性块22接触的上支撑盖或杯体40、为弹簧18形成支撑装置的下支撑盖或杯体42以及在两个杯体之间轴向设置的滚动轴承44。

上杯体40可以包括由塑料制成的单一件，该塑料例如为尼龙-6，6，其可用玻璃纤维加强或者不用玻璃纤维加强。支撑杯体40包括上径向面40a和小直径轴向面40b，上径向面40a与包括多个径向肋的弹性块22的环形部分22a接触，小直径轴向面40b从径向面40a的小直径端向下延伸，且位于弹性块22的轴向部分22b的中心。轴向部分22b相对于环形肋22a朝着内部径向偏移。上支撑杯体40还包括小厚度的内部环形轴向裙40c，其向下定位与轴向面40b或多或少连续。

上支撑杯体40还包括小厚度且大直径的外部环形轴向裙40d，其经由截头圆锥体表面连接到上径向面40a，该截头圆锥体表面在所述裙的上端部的向内方向上延伸，该截头圆锥体自身由轴向表面轴向向上延伸的径向表面向内延伸到小直径的边缘，其自身由径向表面在上端向内延伸。向内定向的径向凸起40e可以是圆周连续的或不连续的，形成在外部轴向裙件40d的内部边缘上靠近其下端。在此情况下，径向凸起40e是圆周连续的，并且形成径向向内面向下支撑杯体42的肋。

滚动轴承44包括由压制金属片获得的上环46和下环48，上环46和下环48之间包围着一排滚动元件50，这里，滚动元件以球形滚动体的形式被容放。还有保持架52，其保持滚动元件50之间的均匀的圆周间隙。滚动元件50定位在由上环46和下环48形成的滚道之间。有利地，所述环可以通过切割和压制由一种相同的金属板毛坯获得，这是由于上环46的外直径基本上等于下环48的内直径的事实。

在图4的放大图中更加清楚可见，上环46具有与支撑杯体40的互补表面40f接触的环形部分46a，所述环形部分46a由相反凹度的环形部分46b向内延伸，环形部分46b在圆周连续或不连续的环形径向表面40g附近延伸，并且连接到表面40f和内部轴向裙架40c。环形部分46a的外表面为滚动元件50形成滚道。

下环48还具有环形部分48a，其凹陷的内表面为滚动元件50形成滚道，并且与下支撑杯体42接触。环形部分48a由相对凹度的环形部分48b向外延伸。保持架52轴向地定位在环形部分46b和环形部分48a之间。

下支撑杯体42主要包括由刚性材料62和软性材料64形成的主体60和加强所述主体的加强插件66，加强插件66使所述主体具有足够的刚度且允许弹簧18和滚动轴承44之间充分的轴向和径向负荷传递。

主体60的刚性材料62例如可以由塑料制造，该塑料例如为尼龙-6，6，其可以由玻璃纤维加强或可以不用玻璃纤维加强。刚性材料62具有小轴向尺寸的圆柱形轴向外表面62a，从其下端部延伸环形表面62b，环形表面62b由轴向表面62c向内和向下延伸。轴向表面62c用于使弹簧18居中，而径向表面62b形成所述弹簧的支撑表面。

径向环形表面62d从轴向表面62c的下端向内延伸，其由形成下支撑杯体42内径的轴向表面62e从小直径边缘轴向向上延伸。

从轴向外表面62a的上端开始，主体60的刚性材料62还包括朝着支撑杯体40轴向延伸的第一轴向环形部分和第二轴向环形部分62f、62g。大直径的第一轴向部分62f的上端部相对于第二轴向部分62g的上端部在向下的方向上轴向向后设定。轴向部分62g径向地围绕下环48的环形部分48b。部分62g的上端部由表面62h向内延伸，该表面62h与下环48的环形部分48a接触且具有与所述部分48a互补的形状。环形表面62h由截头圆锥体表面向内延伸，从截头圆锥体表面延伸的轴向表面62i由环形径向表面62j在下端部向内径向延伸，环形径向表面62j由圆形表面连接到轴向表面62e。

总体上环形的加强插件66在截面上具有总体上L的形状。它包括由圆形部分66b从上端部向外延伸的轴向部分66a，径向部分66c从圆形部分66b向外径向延伸。加强插件66可以通过切割和压制相对厚的片状金属毛坯获得，以便保证满意的刚度。

轴向部分66a和圆形部分66b完全埋设在主体60的刚性材料62内。轴向部分66a轴向地延伸在位于靠近径向环形表面62d的区域和位于径向表面62b的区域之间。径向部分66c径向地延伸在位于上环46的环形部分46b的区域和位于下环48的环形区域48b的区域之间。因此，加强插件66允许下支撑杯体42将弹簧18施加的轴向和径向负荷传递到滚动轴承44。

加强插件66包括多个通孔68，其形成在径向部分66c中紧密地靠近于圆形部分66b。孔68在这里为十个，均匀地分布在圆周方向上。加强插件66还包括多个凹口70，其从径向部分66c的自由边缘形成。凹口70为总体上凹陷的形状，并且定位成使每个孔68与凹口70径向对齐。因此，每个凹口70定位在与其中一个孔68相同的径向平面中。

在该实施例中，主体60的刚性材料62包覆成型在加强插件66上，因此，这两个部件彼此牢固地固定。由于刚性材料62是包覆成型的，产生轴向通道72和74(图4)，第一系列通道72通过加强插件66中的孔68，并且第二系列通道74通过凹口70，从而内部轴向通道72与外部通道74处于相同的径向平面中。轴向通道72和74以这样的方式产生，刚性材料62可以覆盖每个孔68的孔洞和限定每个凹口70的边缘。每个内部通道72由非贯通的或开通的径向通道76连接到相关的外部通道74，非贯通的或开通的径向通道76产生在加强插件66的径向部分66c之下。作为选择，刚性材料62可以包覆成型到插件上，以使其不覆盖孔68的内部。

然后，主体60的软材料64包覆成型在加强插件66和刚性材料62上，以形成内密封78和外密封80。软材料64可以由弹性体制造，例如，诸如聚酰亚胺的合成橡胶。

由于轴向通过加强插件66且由径向通道76互连的通道72和74，软材料64可以采用很少量的注射点包覆成型，然后，在制造中撒布的熔化的软材料模制形成密封78、80。因此，简化了制造模具的结构。

换言之，加强插件66的孔68和凹口70形成具有双重作用的通道，即在制造支撑杯体42时允许软材料64在插件66的两个相对表面之间的传输和流动，并且保证软材料64到所述插件的牢固连接。因此，主体60的两个不同材料的包覆成型在两个连续的步骤中执行，这可以采用不同的技术来执行，例如，简单的包覆成型或者可选的两点注射成型。

由两个截然不同的材料制造主体60使其能够获得可以有效执行各种机械功能的下支撑杯体42。当然，应当理解的是，也可以用更多数量的材料生产主体60。

内密封78包括多个内部轴向销或桥81，这里为十个，形成在刚性材料62的通道72内。每个内部销81从靠近径向表面62b的区域轴向地延伸到相对的径向表面62j的位置。因此，每个销81恰好轴向地通过加强插件66，被刚性材料62径向围绕。换言之，在加强插件66中的每个孔68处，某些刚性材料62径向地位于某些软材料64和加强插件66的径向部分66c之间。

密封78还配备有环形跟部84a，其覆盖径向表面62j且连接到所有的销81，密封78还配备有相对薄的环形内部密封唇84b，其从跟部84a向内凸起。密封唇84b与上支撑盖40的内部轴向裙40c的外表面摩擦接触。它向下弯曲，也就是说远离滚动轴承44。密封唇84b要承受相对于轴向裙40c的基本上圆柱表面部分90(图2和4)的径向干涉。该表面部分90位于靠近轴向裙40c的下端，并且由圆形部分向上朝着滚动轴承44连接到唇84b也抵靠着的肩91。在所示的实施例中，肩91基本上为截头圆锥体的，并且朝着顶部加宽，如图4和5更清楚可见，因此反映了唇84b的向下弯曲的形状。

外密封80也包括十个轴向外部销83，它们形成在刚性材料62的通道74内。每个外部销83轴向地从靠近径向表面62b的区域延伸到轴向部分62f的上端。每个销83恰好轴向地通过加强插件66，被刚性材料62径向围绕。因此，在加强插件66中限定每个凹口70的边缘处，某些刚性材料62径向地位于某些软材料64和加强插件66的径向部分66c之间。

密封80还提供有环形跟86a，其覆盖轴向部分62f的上端和轴向部分62g的外侧表面，并且连接到所有的销83。密封80还包括相对薄的环形外部密封唇86b，其源自所述跟86a且向上凸起。提供在下杯体42的主体60上的密封唇86b与上支撑杯体40的外部裙40d的孔摩擦接触。其向下弯曲。密封唇86b抵靠上杯体40的轴向裙40d的基本上圆柱表面部分92。表面92由圆形部分在滚动轴承44的方向上朝着顶部连接到肩93，这里为基本上截头圆锥体形状且朝着顶部加宽。密封唇86b也可以抵靠该肩93。

位于一个平面或相同径向平面中的销81、83由径向连接头(connectingbead)82互连，该径向连接头82由径向通道76之一形成。每个径向连接头82与加强插件66的径向部分66c直接接触，且通向径向表面62b。加强插件66被刚性材料62和软材料64全部覆盖。换言之，加强插件66完全埋设在主体60内。

内密封78和外密封80对下支撑杯体42的密封起静态密封作用，并且对上支撑杯体40的密封起动态密封作用。

内密封唇84b和外密封唇86b的向下弯曲的特别优点在于，增加了它们抵制水和其它污染物的任何飞溅的能力。因此，唇84b、86b用作特别有效的挡板。此外，在这样飞溅的情况下，唇和上支撑杯体40之间的接触压力增加，因此还进一步改善所述唇的作用。

此外，密封唇86b还部分用作在缓冲块安装前轴向保持上支撑杯体40。具体地讲，密封唇86b的外径大于肋40e的直径，并且定位在后者的上面，从而在支撑杯体42和支撑杯体40于缓冲块安装在要安装的组件前开始分离的情况下能够与所述肋径向干涉。因此，密封唇86b也用作相对于下支撑杯体42轴向保持上支撑杯体40的装置。

密封唇86b的向下定向使其在安装这些部件时更加易于变形，而同时保证有效的轴向保持力，从而可以处理和运送这样形成的组件而没有发生任何意外解体的风险。

最后，外部裙40d和内部裙40c的各支撑面的特定结构甚至在上杯体和下杯体之间相对偏心的情况下也能够使其保持良好的密封性。

在已经安装了缓冲块但还没有安装在悬挂装置中的构造中，如图2和3所示，唇86b仅与上杯体40的裙40d的基本上圆柱表面92抵靠接触。应当注意的是，在自由状态下，唇86b的直径大于上杯体的裙40d的孔径。内部唇84b仅与上杯体40的裙40c的基本上圆柱表面90接触。在自由状态下，唇84b的直径小于裙40c的外径。

在偏心的情况下，下杯体在箭头F的方向上例如移动到图4和5中的右侧。图4示出了密封唇86b在作为上杯体40和下杯体42相对偏心的结果上杯体40和下杯体42之间的间隙减小的区域中的位置。在该位置上以及在该区域中，外部唇86b要抵靠基本上圆柱表面92和肩93。相反的，在没有偏心时与裙40c的基本上圆柱表面90接触的内部密封唇84b仅与肩91接触，这是因为局部增加了在该区域中的所述间隙的尺寸。由于将肩91连接到圆柱表面90的圆形部分，所以可以在没有任何急动的情况下产生从一个位置到另一个位置的转变。

图5示出了作为偏心结果在两个杯体40和42之间的间隙增加的区域中下杯体42的密封唇86b的位置。实际上该偏心导致下杯体42在箭头F的方向上移动到图5中的右侧。图5因此而对应于图4，两个图是在相同的轴向平面中且在相同的偏心位置上的通过悬挂装置的两个局部截面图。由图5可见，唇86b的端部不再与基本上圆柱表面92接触，而是作为弹力的结果与上杯体40的肩93接触。由于将肩93连接到圆柱表面92的圆形部分，所以可以在没有任何急动的情况下产生从一个位置到另一个位置的转换。

因此，甚至在偏心的情况下，密封唇86b和84b也持续地提供有效的密封保障，任何飞溅的水具有加强下杯体的唇和设置在上杯体上它们的支撑表面之间接触的作用，无论这些是圆柱表面92或90还是肩93或91。

由于该密封装置具有刚刚描述的特定结构，所以即使在严重偏心和大量飞溅水的条件下也能以很低的摩擦扭矩提供有效的密封。

尽管在所示的实施例中，密封唇设置在下杯体上，但是密封唇提供在上杯体上也是可能的，这其中对装置的构思没有实质的修改。

Claims (10)

1.一种悬挂式缓冲块装置，包括形成轴向缓冲块的滚动轴承(44)，配备有上环(46)、下环(48)以及该上环和下环之间设置的多个滚动元件，该上环和该下环分别由上杯体(40)和下杯体(42)支撑，该下杯体为悬挂弹簧(18)形成支撑装置，其力线(16a)与该悬挂式缓冲块装置的轴呈一角度，所述上杯体(40)与该悬挂式缓冲块装置的弹性块(22)接触，该杯体之一上提供至少一个密封唇，使其抵靠另一个杯体的基本圆柱支撑表面部分，该密封唇远离该滚动轴承向下定向，并且以径向干涉抵靠所述表面部分，其特征在于，所述基本圆柱表面部分朝着顶部连接到肩，如果所述两个杯体相对于彼此径向偏心，则该唇抵靠所述肩。

2.根据权利要求1所述的悬挂式缓冲块装置，其中至少一个外部密封唇(86b)由该下杯体(42)支撑。

3.根据权利要求2所述的悬挂式缓冲块装置，其中用于所述外部密封唇(86b)的所述支撑表面部分(92)位于该上杯体(40)的裙(40d)的径向内壁上。

4.根据前述权利要求任何一项所述的悬挂式缓冲块装置，其中至少一个内部密封唇(84b)由该下杯体(42)支撑。

5.根据权利要求1所述的悬挂式缓冲块装置，其中该肩具有基本径向的表面。

6.根据权利要求1所述的悬挂式缓冲块装置，其中该肩(91、93)具有基本截头圆锥体的表面。

7.根据权利要求1所述的悬挂式缓冲块装置，其中该肩具有基本环形的表面。

8.根据权利要求1所述的悬挂式缓冲块装置，其中该下杯体(42)为悬挂弹簧(18)形成支撑装置，包括主体(60)以及由所述主体至少部分覆盖的加强插件(66)，该主体由刚性材料制作的部分(62)和由软材料制造的部分(64)形成，该软材料包括所述密封唇。

9.根据权利要求8所述的悬挂式缓冲块装置，其中该软材料至少部分地包覆成型在该刚性材料之上和至少部分地包覆成型在该加强插件之上。

10.一种汽车支柱，包括根据前述权利要求任何一项所述的悬挂式缓冲块装置。