CN103171416B - 弹性的摆动支座 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弹性的摆动支座，用于机动车马达、特别是机动车的电动马达和/或内燃机，包括：刚性的支承结构，其限定纵向长度；第一和第二通过支承结构连接的回转轴承，用于固定在机动车马达上或机动车的车身上，其中第一回转轴承设置为距第二回转轴承一沿纵向方向延伸的距离，并且至少一个回转轴承、优选两个回转轴承都具有通过支承结构的一段构成的外套筒、被外衬套包围的轴承芯和弹簧装置，摆动支座能经由轴承芯固定在机动车马达上或车身上，轴承芯经由弹簧装置可晃动地支撑在外衬套上，如下设置：弹簧装置构造为使得摆动支座的沿支承结构的纵向方向的弹簧刚性比沿横向方向（Q）的弹簧刚性大。

Description

弹性的摆动支座
技术领域
本发明涉及一种弹性的摆动支座，用于弹性地支承汽车马达、特别是电动马达。摆动支座具有纵向延展部，其在摆动支座的装入状态下沿机动车的行驶方向安置。此时，机动车马达可经由与机动车刚性连接的传动机构联接在摆动支座上。
背景技术
一种已知的用于机动车马达的弹性的摆动支座具有刚性的支承结构，其例如构成为由轻金属(如铝)制成的支承架。由EP 0 647 787A1已知一种弹性的轴承，其中支承架由轻质金属型材构成。该弹性的摆动支座具有两个回转轴承衬套，其分别具有外衬套并限定回转轴线。外衬套包围轴承座或轴承芯，机动车马达和车身(特别是车身的横向于行驶方向延伸的辅助支承件)可分别经由该轴承座或轴承芯固定在摆动支座上。各回转轴承衬套还具有弹簧装置，轴承芯可经由该弹簧装置可晃动地支撑在回转轴承的外衬套上。刚性的支承结构限定纵向方向，两个回转轴承衬套之间的最短距离沿该纵向方向延伸。回转轴承衬套中的一个具有弹性体，该弹性体带有两个对角相对的相对安置的弹性体凸耳，各弹性体凸耳沿垂直于摆动支座的纵向方向或纵向延展部的横向方向延伸。
已揭示：这种弹性的摆动支座以如下方式令人满意地调节内燃机的运转特性，即通过使回转轴承衬套在低频率范围内具有尽可能低的刚度，在无负荷运转的情况下提供内燃机与车身之间的声学耦接。在运转的负荷范围内，应作用尽可能高的刚度。已揭示：机动车马达可实现越来越高的转矩，并且其本身在机动车运转的情况下在最短的时间内跳跃式地待用。由于该高的突然提供的转矩，在摆动支座上可存在较高的晃动幅度，其又可导致对弹性体弹性材料的剧烈加载。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明的目的在于特别是提供一种用于机动车马达、特别是电动马达的弹性的摆动支座，利用该摆动支座可实现持续的可区分的刚度变化，特别是优化摆动支座的刚度在转矩曲线特性方面的调节。
该目的通过一种弹性的摆动支座实现，其用于机动车马达、特别是机动车的电动马达和/或内燃机，包括：刚性的支承结构，其限定纵向长度，第一和第二通过支承结构连接的回转轴承，用于固定在机动车马达上或机动车的车身上，其中第一回转轴承设置为距第二回转轴承一沿纵向方向延伸的距离，并且至少一个回转轴承、优选两个回转轴承都具有通过支承结构的一段构成的外衬套、被外衬套包围的轴承芯和弹簧装置，摆动支座能经由轴承芯固定在机动车马达上或车身上，轴承芯经由弹簧装置可晃动地支撑在外衬套上，其特征在于，弹簧装置构造为使得摆动支座的沿支承结构的纵向方向的弹簧刚性比沿横向方向的弹簧刚性大，弹簧装置通过主要沿纵向方向延伸的至少一对弹性体纵向支柱构成，在摆动支座的未安装状态下，弹性体纵向支柱可均匀地预施加压力并彼此支撑在外衬套和轴承芯上。因而提供一种用于机动车马达、特别是用于机动车的电动马达的弹性的摆动支座。根据本发明的摆动支座具有特别是可晃动地支承电动马达以及提供持续的可区分的刚度变化的特性。该优点主要用于使机动车马达(如电动马达)具有尽可能均匀(如矩形)的转矩曲线。电动马达在运转时具有最大转矩。基于根据本发明的摆动支座，实现摆动支座的沿机动车方向或沿摆动支座的纵向方向的对其最佳的平滑的调节，以避免车辆中的冲击或颠簸。对于电动马达的每次负荷变换，确保根据本发明的沿摆动支座的纵向方向或沿行驶方向的平滑的调节。根据本发明的摆动支座在内燃机的情况下也可用于实现其转矩曲线与电动马达相比逐渐升高和显著的突然的力输入。然而，即使对于现代内燃机仍可出现剧烈的负荷变换，该负荷变换可通过根据本发明的沿行驶方向或沿摆动支座的纵向方向的平滑的调节而补偿。根据本发明的弹性的摆动支座具有支承结构，该支承结构限定纵向方向并具有第一和第二通过该支承结构连接的回转轴承，用于固定在机动车马达上或机动车的车身上。该支承结构也可构造为支承架，此时至少一个刚性的联接支柱将两个回转轴承的两个外配件彼此连接。第一和/或第二回转轴承可特别是分别构造为回转轴承衬套，此时刚性的轴承芯被所述刚性的外配件无接触地包围，其中两个刚性的轴承芯在外配件内通过弹性体可晃动地支承。第一回转轴承设置为距第二回转轴承一沿纵向方向延伸的距离。摆动支座的纵向方向优选通过支承结构和/或摆动支座的纵向延伸方向或通过回转轴承的最短距离确定。所述纵向方向在摆动支座的装入状态下沿机动车的行驶方向延伸。至少一个回转轴承、优选两个回转轴承都具有由支承结构的一段构成的外配件或外衬套、被外衬套包围的轴承芯和弹簧装置，摆动支座可经由轴承芯固定在机动车马达或车身上，轴承芯经由弹簧装置可晃动地支撑在外衬套上。根据本发明，弹簧装置被构造为，使得摆动支座的沿纵向方向的弹簧刚性大于沿横向方向的弹簧刚性。利用根据本发明的措施，该弹性的摆动支座令人惊讶地最佳地调节机动车的电动马达的转矩曲线的特殊的特征线。特别是，根据本发明的摆动支座构造为沿纵向方向具有最大超过400N/mm的高的基础刚度。利用根据本发明的摆动支座，例如通过确定的结构化措施(如材料选择、引入加固套筒部件)可提供持续的可区分的刚度变化。已揭示：利用根据本发明的措施，可最佳地平滑地调节马达的矩形的转矩曲线。
在本发明的一个优选实施方式中，弹簧装置特别是仅仅通过弹性体构成。为了确保摆动支座的沿纵向方向的弹簧刚性，弹性体具有在轴承芯与外衬套之间的在横向方向范围内的一个或多个弹性体材料凹槽，由此减小摆动支座的沿横向方向Q的刚度，而保持摆动支座的沿纵向方向的刚度。优选地，所述一个或多个凹槽沿横向方向对角相对、优选关于纵向方向轴线轴对称地设置，和/或成对地基本上相同构成地相对安置。各个凹槽可特别是在内周界上除了通过弹性体以外、还通过轴承芯的沿横向方向的端部区域、特别是至少通过轴承芯的沿横向方向突出的凸部、并通过外衬套的内侧区域限制。明显的是：对凹槽的面的限制并不必需通过轴承芯或外衬套的材料实现。出于制造技术和防止腐蚀的原因，适当的是：轴承芯不仅在端部区域的范围内而且在外衬套的内侧区域内都被薄的弹性体覆盖层所覆盖，这可在方法步骤中在注塑弹性体时实现。优选地，各个凹槽在内周界上延伸超过40°或60°、优选在80°与100°之间。
在本发明的一个扩展方案中，弹簧装置由弹性体构成，该弹性体通过至少两个优选对角相对和/或关于横向方向轴线轴对称地从轴承芯延伸到外衬套的内侧的弹性体纵向支柱构成。弹性体纵向支柱或弹性体纵向支臂具有主延伸方向。优选地，弹性体仅仅包括至少两个弹性体纵向支柱。所述弹性体纵向支柱可构造为凸耳的形式，其跨度优选在纵向方向段和横向方向段中从轴承芯特别是持续减小到外套筒的内侧。
在本发明的一个优选实施方式中，每个弹性体纵向支柱大于外衬套的整个周界的45°、小于120°，优选在80°与100°之间。
在本发明的一个扩展方案中，在至少一个弹性体纵向支柱中包含嵌入在其弹性体材料中的加固部。该加固部可例如构成为具有优选90°至100°的周界的套筒段。该套筒段的曲率优选基本上对应于回转轴承的外衬套的与该套筒段相邻的内侧的曲率。
在本发明的一个优选实施方式中，加固部关于横向方向轴线轴对称地设置在每个弹性体纵向支柱中。
在本发明的一个优选实施方式中，弹簧装置通过主要沿纵向方向延伸的至少一对弹性体纵向支柱构成。该弹性体纵向支柱沿纵向方向对角相对地从轴承芯延伸到外衬套。在摆动支座的安装状态下，弹性体纵向支柱可均匀地预施加压力并彼此支撑在外配件和轴承芯上。
在本发明的一个扩展方案中，至少一个摆动轴承具有轴承芯的相对于外配件的基本上沿纵向方向线性的导向部。优选地，该导向部通过外衬套的内周界的基本上直线形的段、特别是通过外衬套的内周界的两个沿横向方向对角相对的相对安置的直线形的段构成。为了实现沿纵向方向的导向，直线形的导向段面与轴承芯的各个沿横向方向突出的凸部这样一同作用，即基本上防止轴承芯的沿横向方向的移动。沿横向方向的移动仅在如下情况下是可以的，即在凸部与导向面之间沿横向方向结构化地设置的用于运动自由度的较小的间隙。
在本发明的一个扩展方案中，线性导向部具有至少一个止挡，用于限制轴承芯相对于外衬套主要沿纵向方向的运动。优选地，线性导向部的每个起始段具有两个沿纵向方向相对安置的、特别是径向向内突出的凸肩。该凸肩确定轴承芯的沿纵向方向的运动幅度。轴承芯不可移动越过该凸肩。
该凸肩的尺寸这样构成，使得其可与轴承芯的各个凸部限制运动地一同作用。
在本发明的一个优选实施方式中，两个回转轴承的回转轴线倾斜地且垂直于彼此地延伸。由此可以优化地设置结构空间。
为了最佳地调节弹簧装置的关于要设定的马达的特征线的刚度，弹性材料可具有小于45Shore A、优选在40与43Shore A之间的肖氏硬度。
附图说明
本发明的其他特性、优点和特征通过以下参照附图对本发明优选实施例的描述而变得明显，在附图中：
图1示出局部安装的弹性的摆动支座的第一实施例的侧视图；
图2示出根据本发明的弹性的摆动支座的第二实施例的局部侧视图；
图3示出根据本发明的弹性的摆动支座的第三实施例的局部侧视图；并且
图4示出根据本发明的弹性的摆动支座的第四实施例的局部侧视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的用于将电动马达弹性地联接到机动车车身上(二者均未示出)的弹性的摆动支座，其中机动车马达优选具有基本上矩形的扭矩曲线，通常系数设为1。
作为主要部件，弹性的摆动支座1包括：第一回转轴承衬套5、第二回转轴承衬套6、以及特别是由塑料或轻金属(如铝)制成的刚性支承架3。
支承架3基本上包括三个主要部件，即第一回转轴承衬套5和第二回转轴承衬套6的两个外套筒4和7以及将刚性的外套筒4、7相互连接的纵向支柱8，其中两个外套筒4、7和纵向支柱8由塑料件或金属件制成。摆动支座1的第一回转轴承衬套5用于附接到客车(PKW)的未示出的电动马达上。摆动支座1的第一回转轴承衬套5具有与外套筒7相邻的弹性体以及刚性的轴承座，其中弹性体和轴承座稍后论述。回转轴承衬套5的外套筒7在外周界上是基本上圆柱形的。在内周界上，外套筒7具有点对称的轮廓。另外，回转轴承衬套5的总体结构关于回转轴线S1点对称地构成。
外套筒7的内周界包括两个相对安置的、基本上相同构成的局部圆柱形段11a、11b，其基本上关于回转轴承衬套5的回转轴线S1同心地延伸。此外，局部圆柱形段11a、11b沿内周界圆柱形地延伸约90°至100°，其中延伸角度在图2中由角度α表示。
内周界的导向段13a、13b基本上直线形地面状地构成。导向段13a、13b基本上直线形地沿纵向方向L或轴向方向S1延伸，或者相对于回转轴线S1仅略微弯曲。
内周界段11a、11b和13a、13b都分别通过径向向内突出的凸部15彼此分离，该凸部用作限制沿纵向方向L的运动的止挡。
另外，为了形成弹性体，第一回转轴承衬套5具有一对远离局部圆柱形段11a、11b沿纵向方向L延伸的弹性体支柱或弹性体凸耳17a、17b。弹性体凸耳17a、17b主要沿纵向方向L远离外套筒7的内侧延伸。弹性体凸耳17a、17b的沿横向方向Q的跨度从外配件7逐渐略微地沿纵向方向L减小。弹性体凸耳17a、17b由肖氏硬度小于45Shore A、特别是40Shore A至43Shore A之间的弹性体材料构成。弹性体凸耳17a、17b的外套筒侧的端部基本上在整个面上覆盖外套筒7的相应的局部圆柱形段11a、11b。
弹性体凸耳17a、17b用于主要沿纵向方向L支撑基本上盘形的轴承座或轴承芯21，该轴承座或轴承芯具有用于容纳电动马达的构件的孔23。孔23限定回转轴线S1。盘形的轴承芯21具有鼓球形的中间段，各个弹性体凸耳17a、17b支撑在该中间段上。自由安置的端部区域25沿纵向方向L构成得比轴承芯21的其余部分窄。
轴承芯21的沿横向方向Q的长度尺寸略微小于相对安置的导向段13a、13b的沿横向方向Q的最短距离。通过这种方式确保：轴承芯21、特别是其座孔仅沿纵向方向L可移动且被避免沿横向方向Q移动。特别是，各端部25与导向段13a、13b之间的沿横向方向的间隙为几毫米。
轴承芯21的端部25与凸部15限制运动地一同作用。
弹性体凸耳17a、17b相对于彼此加载预应力，从而即使在摆动支座1的未安装的状态下在弹性体凸耳的材料内依然存在预应力。通过这种方式确保：在运转时即使在最高负荷的情况下依然避免有害于材料的拉应力。
借助于外套筒7的内周界和盘形的轴承芯21的特殊构型保证：确保导向运动和沿纵向方向L的高的基础刚度，其中轴承芯21的运动幅度由凸部15的沿纵向方向L的距离确定。沿行驶方向的基础刚度可超过400N/mm。
如由图1可见，支承架3、特别是纵向支柱8沿横向方向Q从回转轴承衬套5的外套筒7逐渐变细地延伸到第二回转轴承衬套4，第二回转轴承衬套的直径远小于回转轴承衬套5的直径，优选等于回转轴承衬套5的直径的一半。在第二回转轴承衬套4上经由螺栓35固定车身件33，螺栓不一定是根据本发明的摆动支座1的部件。
回转轴承衬套4限定回转轴线S2，该回转轴线相对于第一回转轴承衬套5的回转轴线S1倾斜且垂直。
为了设定第一回转轴承衬套5的沿纵向方向L的刚度和声音隔离能力，在一个(图2和图3)或两个(图4)弹性体凸耳17a、17b中设有环段形的中间配件43a、43b，其中各个中间配件的特别是相同的曲率基本上对应于外套筒7的内周界的内段11a、11b的曲率。
在以上描述的和附图中公开的特征既可单独地又可以任意组合方式对于实现本发明的各种结构是重要的。
附图标记列表
1 弹性的摆动支座
3 支承架
4，5 回转轴承衬套
6，7 外套筒
8 轴承支柱
11a，11b 局部圆柱形段
13a，13b 导向段
15 凸部
17a，17b 弹性体凸耳
21 轴承芯
23 孔
25 端部区域
33 车身件
35 螺栓
43a，43b 中间配件
α 角度
L 纵向方向
Q 横向方向
S1，S2 回转轴承轴线

Claims (18)

1.一种弹性的摆动支座(1)，用于机动车的电动马达和/或内燃机，包括：
刚性的支承结构，其限定纵向长度(L)，
第一和第二通过支承结构连接的回转轴承，用于固定在机动车马达上或机动车的车身上，其中第一回转轴承设置为距第二回转轴承一沿纵向方向(L)延伸的距离，并且至少一个回转轴承具有通过支承结构的一段构成的外衬套、被外衬套包围的轴承芯(21)和弹簧装置，摆动支座(1)能经由轴承芯固定在机动车马达上或车身上，轴承芯(21)经由弹簧装置可晃动地支撑在外衬套上，其特征在于，弹簧装置构造为使得摆动支座(1)的沿支承结构的纵向方向(L)的弹簧刚性比沿横向方向(Q)的弹簧刚性大，弹簧装置通过主要沿纵向方向延伸的至少一对弹性体纵向支柱构成，在摆动支座的未安装状态下，弹性体纵向支柱可均匀地预施加压力并彼此支撑在外衬套和轴承芯上。
2.如权利要求1所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，弹簧装置由弹性体构成，该弹性体在轴承芯(21)和外衬套之间沿横向方向(Q)设有一个或多个凹槽。
3.如权利要求1或2所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，弹簧装置通过弹性体构成，该弹性体通过至少两个对角相对和/或关于横向方向轴线轴对称地从轴承芯(21)延伸到外衬套的内侧的弹性体纵向支柱构成。
4.如权利要求3所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，至少一个弹性体纵向支柱包含嵌入到弹性体材料中的加固部。
5.如权利要求1所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，弹簧装置通过至少一对弹性体纵向支柱构成，所述弹性体纵向支柱对角相对地从轴承芯(21)延伸到外衬套，和/或在摆动支座(1)的未安装状态下预施加压力并支撑在外衬套(7)和轴承芯(21)上。
6.如权利要求1所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，所述至少一个回转轴承具有轴承芯(21)的相对于外衬套(7)的基本上沿纵向方向(L)线性的导向部。
7.如权利要求6所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，所述线性导向部具有至少一个止挡，用于限制轴承芯(21)沿纵向方向(L)相对于外衬套的运动。
8.如权利要求1所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，两个回转轴承的回转轴线倾斜地且垂直于彼此地延伸。
9.如权利要求1所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，对于弹簧装置的弹性体材料，肖氏硬度在小于45Shore A的范围内。
10.如权利要求2所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，多个所述凹槽沿横向方向(Q)对角相对、关于纵向方向轴线轴对称和/或成对地相对安置。
11.如权利要求2所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，至少一个所述凹槽在内周界上除了通过弹性体以外还通过轴承芯(21)的沿横向方向(Q)的端部区域并通过外衬套的内侧区域限制。
12.如权利要求11所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，至少一个所述凹槽至少通过轴承芯(21)的沿横向方向(Q)突出的凸部(15)限制，所述凸部被薄的弹性体覆盖部所覆盖，所述外衬套的内侧区域被薄的弹性体覆盖部所覆盖。
13.如权利要求11所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，所述外衬套的内侧区域在内周界上延伸超过40°。
14.如权利要求3所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，所述弹性体纵向支柱构造为凸耳的形式，其跨度在纵向方向段和横向方向段中从轴承芯(21)持续地减小到内侧，和/或其中每个弹性体纵向支柱大于外衬套的内周界的45°、小于120°。
15.如权利要求6所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，所述导向部通过所述外衬套的内周界的基本上直线形的段构成。
16.如权利要求15所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，所述导向部通过所述外衬套的内周界的两个沿横向方向(Q)对角相对的相对安置的直线形的段构成。
17.如权利要求15或16所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，所述外衬套的内周界的段与轴承芯(21)的各个沿横向方向(Q)突出的凸部(15)这样一同作用，即防止轴承芯(21)沿横向方向(Q)移动。
18.如权利要求7所述的弹性的摆动支座(1)，其特征在于，每个内周界段具有两个沿纵向方向(L)相对安置的凸肩，所述凸肩确定轴承芯(21)沿纵向方向(L)的运动幅度和/或与轴承芯(21)的各个凸部(15)限制运动地一同作用。
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