CN103108760A - 混合横轴球窝接头衬套 - Google Patents

Abstract

一种弹性衬套，包括：内部部件、第一弹性或塑性构件、第二弹性或塑性构件、第三弹性或塑性构件和外部部件。所述第一弹性或塑性构件被设置在所述内部部件上。所述第二弹性或塑性构件被设置在所述第一弹性或塑性构件上。所述第三弹性或塑性构件被设置在所述第二弹性或塑性构件上。所述外部部件被设置在所述第三弹性或塑性构件上。

Description

混合横轴球窝接头衬套

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年5月24日递交的美国专利申请第13/114,149号的优先权和于2010年10月21日递交的美国临时申请第61/405,250号的利益。上述申请的全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及将部件紧固到车辆的弹性衬套。更具体地，本公开涉及用于将部件附接到车辆的弹性衬套，其中所述弹性衬套增加给定包装空间的径向和轴向负荷能力。

背景技术

该部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

汽车、卡车、公共汽车和其它应用通常被设计为使用独立前悬架系统和/或独立后悬架系统来连接车辆的底盘（簧下部分）和车辆的车身（簧上部分）。独立悬架系统通常包括上控制臂、下控制臂和支撑车辆的轮胎的毂或关节。每个控制臂使用一个或多个弹性衬套而被附接到车辆的框架或其它结构部件。每个弹性衬套一般由被压入控制臂中的外部金属管、定位在外部金属壳体内的弹性体层和延伸通过弹性体层的中心的内部金属壳体组成。内部金属壳体被附接到车辆的框架上的支架、支撑结构或簧上部分，或者螺栓延伸穿过内部金属件并通过与适当的支架配合而将控制臂的端部紧固到车辆的框架、支撑结构或簧上部分。当车辆移动时，车辆的簧上部分和簧下部分之间的相对运动通过螺旋弹簧、扭杆、空气弹簧的挠曲或通过另外的弹性设备而被调和。弹性设备的挠曲致使控制臂的端部在将控制臂紧固到车辆的簧上部分的枢转衬套上枢转。

弹性衬套被用于便于该枢转运动并使车辆与振动隔离。位于内部金属壳体与外部金属壳体之间弹性体层使车辆的簧上部分与车辆的簧下部分有效地隔离。在某些高负荷应用中，外部金属件的端部被弯曲或成形向上朝向内部金属件，以便进一步封装弹性材料层。端部的弯曲或成形以及由此弹性材料层的进一步封装改进径向弹簧比率，改进轴向弹簧比率，改进轴向保持并且改进衬套的耐用性。

虽然这些弹性体隔离枢转衬套已经在本领域被很好执行，但是它们存在问题。与这些现有技术的枢转衬套关联的各种问题包括控制臂的直径的偏差和枢转衬套被压入控制臂的区域的横截面畸变。在控制臂的构造中的这些制造偏差在控制臂承受轴向负荷时经常使衬套滑出控制臂。

而且，在较高负荷和较高移动应用中，枢转衬套必须移动通过的旋转角对枢转衬套的弹性部件的寿命产生有害影响。

因此，枢转衬套的连续发展已经指向旋转能力的改进、性能的改进、强度的改进和耐用性的改进，同时使与枢转衬套关联的制造成本最小。

发明内容

本部分提供本公开的大致总结，并不是其全部范围或其所有特征全面公开。

本公开为本领域提供混合横轴衬套。该衬套包括：内部金属件；设置在所述内部金属件上的第一弹性或塑性构件；设置在所述第一弹性或塑性构件和所述内部金属件上的第二弹性或塑性构件；设置在所述第二弹性或塑性构件的第三弹性或塑性构件；以及设置在所述第三弹性或塑性构件上的外部金属件。在所述衬套装配期间，所述第一弹性或塑性构件、所述第二弹性或塑性构件和所述第三弹性或塑性构件在被装配至所述外部金属件中时被压缩。

进一步的应用领域根据在此提供的描述将变得明显。在该发明内容中的描述和特定示例仅意在例示的目的而并非意欲限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于所选择的实施例而并非所有可能的实施方式的例示目的，并且并非意欲限制本公开的范围。

图1为根据本公开的弹性衬套的透视图；

图2为图1中例示的弹性衬套的剖视透视图；

图3为图1和图2中例示的内部壳体中的一个的侧视图；

图4为图1和图2中例示的壳体中的一个的透视图；

图5为图1和图2中例示的壳体中的一个的端视图；

图6为根据本公开另一实施例的内部部件和第一构件的透视图；以及

图7为包含根据本公开的弹性衬套的用于车辆的典型的悬架。

相应的附图标记在附图的多个图中始终表示相应的部分。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述示例实施例。

现在参照附图，其中相似的附图标记在多个图中始终指代相似或相应的部分，在图6中例示包含根据本公开的弹性衬套并通常由附图标记10指代的汽车、卡车、公共汽车或其它悬架系统。悬架系统10包括车辆的框架或支撑结构12、上控制臂14、下控制臂16、毂或关节18、螺旋弹簧20、减振器22和驱动轴组件24。框架或支撑结构12支撑车辆的通常被称为“簧上质量”的车身（未显示）和其它部件。驱动轴组件24被附接到从发动机（未显示）接收扭矩的差速器或驱动桥（未显示）。驱动轴组件24包括一对恒速或非恒速接头（未显示）。一个接头被附接到差速器，一个接头被附接到毂或关节18。驱动轴26在两个接头之间延伸。发动机将旋转和扭矩传送到差速器或驱动桥，差速器或驱动桥通过驱动轴组件24将旋转和扭矩从发动机传递到毂或关节18。附接到毂或关节18的车轮（未显示）通过毂或关节19而被驱动轴组件34驱动。恒速或非恒速接头允许以不同角度传送扭矩，这允许悬架系统10承受颠簸和回弹运动，同时仍然将扭矩从差速器或驱动桥传送到车辆的车轮。

螺旋弹簧20支撑车辆的簧上部分的负荷，减振器22缓冲车轮相对于框架或支撑结构12的移动，如在本领域众所周知的那样。扭杆或防滚杆28可被设置在框架或支撑结构12与毂或关节18之间以相对于框架或支撑结构12辅助控制车轮，如在本领域众所周知的那样。

现在参见图1、图2和图6，上控制臂14和下控制臂16利用一个或多个弹性衬套组件46而各自附接到框架或支撑结构12。每个弹性衬套组件46被设置在控制臂14和16与框架或支撑结构12之间以调和这两个部件之间的运动并使车辆的簧上部分与振动隔离。

虽然本公开被例示为具有设置在上控制臂14和16与框架或支撑结构12之间的两个弹性衬套组件46以及设置在下控制臂16与框架或支撑结构12之间的一个弹性衬套组件46，但是在需要一个部件相对于另一部件枢转的任意两个部件之间利用弹性衬套组件46也在本公开的范围内。另外，虽然本公开被描述为具有设置在控制臂14和16与框架或支撑结构12之间的三个相同的弹性衬套组件46，但是每个弹性衬套组件46利用不同的设计在本公开的范围内。而且，虽然结合独立悬架系统例示本公开，但是在包括但不限于板簧悬架系统的其它悬架设计中利用弹性衬套组件46在本公开的范围内。

现在参见图1-5，弹性衬套组件46包括内部部件60、第一构件62、第二弹性或塑性构件64、第三弹性或塑性构件66和外部部件68。内部部件60被例示为金属管。虽然内部部件被例示为具有大致圆柱形形状的金属管，但是具有包括但不限于实心管状部件或本领域已知的任意其它类型的内部部件的不同内部部件在本公开的范围内。典型地，如果实心管状部件被使用，延伸通过实心管状部件的矩形端部的一对孔被用于将衬套组件紧固到车辆。

第一构件62为包括大致球形外表面76和大致圆柱形内表面78的金属的弹性或塑性构件。第一构件62在内部部件60的中间位置被装配在内部部件60上。第一构件62可滑动地接合内部部件60，其可被压配合到内部件60上或其可联结到内部部件60。虽然第一构件62被例示为具有大致球形外表面76，但是第一构件62具有包括但不限于圆柱形或本领域已知的任意其它形状的不同外表面形状在本公开的范围内。而且，虽然第一构件62被例示为与内部部件60分离的部件，但是使内部部件60与第一构件62为诸如图6中例示的冷镦金属部件的一件式部件在本公开的范围内。

第二弹性或塑性构件64如图1和图2中所示被设置在第一构件62上并在内部部件60上。如图1和图2中所示，第二弹性或塑性构件64可被设计为覆盖内部部件60的在第一构件62的两侧的整个外表面。

第三弹性或塑性构件66包括一对壳体80。如图所示，每个壳体80小于圆的一半，从而一对间隔82被设置在每个壳体80的相反的圆周端部处。在将这些构件装配到外部部件68中期间，间隔82允许压缩第二弹性或塑性构件64。每个壳体80还包括多个槽84，在图中例示两个槽，其中一个槽从壳体80的第一端向内延伸，一个槽从壳体80的相反的第二端向内延伸。虽然图例示两个槽84，但是具有任意数量的槽84在本公开的范围内。如图所示，第二弹性或塑性构件64被设置在槽84中的每一个内。每个壳体80还包括大致椭圆形或球形内表面86。如图2所示，当每个壳体80被装配在第一构件62上时，外表面76和球形内表面86限定间隙88，当内表面86在球形表面76和86的长度上为球形时，该间隙88具有恒定厚度，并且该间隙88被填充有第二弹性或塑性构件64。当内表面86为椭圆形时，间隙88被设计为在内表面86的中心较大且在内表面86的邻近内部部件60的端部处较小。该设计允许更均匀分配扭转应力。

外部部件68为装配在内部部件60、第一构件62、第二弹性或塑性构件64和第三弹性或塑性构件66上的金属的圆柱形管。一旦外部部件68被装配在其他部件上，则外部部件68的端部被成形或卷曲向上为如图1和图2中例示的那样封装其它部件。外部部件68的装配压缩第二弹性或塑性构件64以为弹性衬套组件46提供必要的预载。如图所示，外部部件68与第三弹性或塑性构件66直接接触并在间隔82和槽84处与第二弹性或塑性构件64直接接触。

弹性衬套组件46增加给定包装尺寸的径向和轴向负荷能力。该设计的优点在于允许第二弹性或塑性构件64的轴向和径向预压缩并更好地平衡扭转应力。第一构件62的大致球形外表面76的球形形状比典型的直壁或驼峰式设计具有更大的面积，从而允许更多应力分布。第二弹性或塑性构件64由第三弹性或塑性构件66的壳体80径向且轴向地限制。这限制了沿径向和轴向方向的移动，减少摩擦生热。第二弹性或塑性构件64当其装配到外部部件68中时基本上被“型锻”。该装配操作使第二弹性或塑性构件64从拉伸状态移动到压缩状态。通过各个部件的诸如第三弹性或塑性构件66的外径和外部部件68的内径的设计来决定压缩量。压缩量直接与耐用性相关。

作为经验规则，衬套被“型锻”越多，则耐用性越高。根据现有技术的衬套，型锻受到外部部件的限制，因为过多型锻引起外部部件的磷酸盐化断裂（phosphatefracture）。弹性衬套组件46包括未型锻的外部部件68，故该设计不受此限制。壳体80在装配到外部部件68中期间必须集合的距离确定压缩。该距离可被容易地调节或调整以满足比率和耐用性目标。

各实施例的前述描述已经被提供用于例示和描述的目的。其并非意欲穷尽或限制本公开。即使没有特别显示或描述，特定实施例的单独的元件或特征通常不限于该特定实施例，而是，在适用时，能互换并可在选择的实施例中使用。特定实施例的单独的元件或特征也可以以多种方式变化。这种变化不被视为偏离本公开，并且意欲将所有这种更改包括在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种弹性衬套，包括：

内部部件；

围绕所述内部部件设置的第一构件；

围绕所述内部部件设置的第二构件；

围绕所述内部部件设置的第三构件；以及

围绕所述内部部件以及所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件设置的外部部件。

2.根据权利要求1所述的弹性衬套，其中所述第一构件包括内表面和外表面，所述第一构件的所述内表面直接接合所述内部部件。

3.根据权利要求2所述的弹性衬套，其中所述第一构件的所述外表面包括大致球形表面。

4.根据权利要求2所述的弹性衬套，其中所述第二构件包括内表面和外表面，所述第二构件的所述内表面直接接合所述第一构件的所述外表面。

5.根据权利要求4所述的弹性衬套，其中所述第二构件的所述内表面直接接合所述内部部件。

6.根据权利要求4所述的弹性衬套，其中所述第二构件的所述内表面包括大致球形表面。

7.根据权利要求4所述的弹性衬套，其中所述第二构件的所述内表面包括大致椭圆形表面。

8.根据权利要求4所述的弹性衬套，其中所述第三构件包括内表面和外表面，所述内表面直接接合所述第二构件的所述外表面。

9.根据权利要求8所述的弹性衬套，其中所述第三构件的所述外表面直接接合所述外部部件。

10.根据权利要求8所述的弹性衬套，其中所述第三构件包括一对壳体。

11.根据权利要求1所述的弹性衬套，其中所述第二构件包括内表面和外表面，所述第二构件的所述内表面直接接合所述第一构件的外表面。

12.根据权利要求10所述的弹性衬套，其中所述第二构件的所述内表面直接接合所述内部部件。

13.根据权利要求11所述的弹性衬套，其中所述第二构件的所述内表面包括大致球形表面。

14.根据权利要求11所述的弹性衬套，其中所述第三构件包括内表面和外表面，所述内表面直接接合所述第二构件的所述外表面。

15.根据权利要求14所述的弹性衬套，其中所述第三构件的所述外表面直接接合所述外部部件。

16.根据权利要求15所述的弹性衬套，其中所述第三构件包括一对壳体。

17.根据权利要求1所述的弹性衬套，其中所述第三构件包括内表面和外表面，所述内表面直接接合所述第二构件的外表面。

18.根据权利要求17所述的弹性衬套，其中所述第三构件的所述外表面直接接合所述外部部件。

19.根据权利要求18所述的弹性衬套，其中所述第三构件包括一对壳体。

20.根据权利要求1所述的弹性衬套，其中所述内部部件和所述第一构件由一件式部件限定。

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