CN104389906A - 一种橡胶衬套 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种橡胶衬套，包括外套管、内套管和衬套橡胶；外套管由一端向另一端依次设置有导向圆锥段、前过盈配合圆柱段、内缩颈圆柱段、后过盈配合圆柱段和压装承载平面；导向圆锥段顶端直径较小，形成圆锥结构，内缩颈圆柱段直径较过盈配合圆柱段直径小；后过盈配合圆柱段金属末端设置有向外的翻边，翻边形成压装承载平面；压装承载平面上表面形成一个橡胶防撞层。本技术方案通过对外套管的分段化设计，化过盈配合，使压装装配过程中不产生内在的缺陷；使压装工装定位明确，扩大压装承载面，受控于其他因素影响小；解决了潜在的干涉异响。

Description

一种橡胶衬套

技术领域

本发明属于汽车衬套技术领域，具体涉及一种橡胶衬套。 

背景技术

现阶段底盘与车身之间的连接多为柔性连接，即橡胶衬套连接。橡胶衬套与钣金件(扭梁、车架等)连接多采用过盈配合方式，并使用工装保证配合质量，此过程多数采用行程装配限位工装机构(控制衬套压入钣金件的行程)。 

现有技术，衬套一般由内侧金属管、外侧金属管以及在两者之间的橡胶填充硫化而成，其与扭梁连接方式为过盈配合(衬套外金属管直径大于扭梁衬套套管内径，依靠此过盈量保证连接可靠)，衬套依靠工装设备压装进扭梁套管中，在此过程中，需对工装的压装行程(油压机行程)进行控制，避免压装不到位或压装过头。 

现阶段衬套的外金属管主要由圆钢钢套切割成型，其外径保持一致，而对应扭梁衬套套管成型方式也基本一致。在过盈装配过程中，因金属的流动性，越向后端装配其装配越困难，同时也造成首末段过盈量不一致，且后端造成过盈量过大，可能导致扭梁外套管涨型、变薄、裂纹等故障，或造成衬套外金属管受挤压向内部压缩，形成金属起皱、挤压橡胶影响橡胶刚度性能等。 

此外，因受衬套布置、性能要求，其金属外套管壁厚受限，造成装配工装难以定位、压装精度控制困难等问题。 

同时，扭梁与衬套装配后，在运动过程中因为橡胶的变形特性(摆动)，可能导致衬套外金属管、扭梁衬套套管与车身钣金干涉异响。 

发明内容

本发明的目的是提供一种新型橡胶衬套，它能优化橡胶衬套与钣金件的过盈配合，使压装装配过程中不产生内在晶体组织的缺陷；使压装工装定位明确， 扩大压装承载面，受控于其他因素影响小；能解决潜在的干涉异响等。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种橡胶衬套，包括外套管、内套管，以及在两者之间由橡胶填充硫化而成的衬套橡胶； 

所述外套管由一端向另一端依次设置有导向圆锥段、前过盈配合圆柱段、内缩颈圆柱段、后过盈配合圆柱段和压装承载平面； 

所述导向圆锥段末端直径为过盈配合圆柱段直径，导向圆锥段顶端直径较所述导向圆锥段末端直径小，形成圆锥结构； 

所述内缩颈圆柱段直径较过盈配合圆柱段直径小，将过盈配合圆柱段分隔为所述前过盈配合圆柱段和所述后过盈配合圆柱段； 

所述前过盈配合圆柱段和所述后过盈配合圆柱段与钣金件套管为过盈配合； 

所述后过盈配合圆柱段末端设置有向外的翻边，所述翻边形成压装承载平面。 

衬套橡胶硫化时在所述压装承载平面上表面形成一个橡胶防撞层。 

在所述防撞层上设置有橡胶导向标示。 

所述内套管两端突出于所述外套管和所述衬套橡胶。 

在所述衬套橡胶内部设置有金属内骨架。 

所述内套管为管状、圆柱状或扁平状。 

所述外套管的横截面为圆形或椭圆形。 

所述衬套橡胶沿径向进行适当的预压缩，预压缩行程相当于衬套橡胶厚度的10％-30％。 

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是： 

1、通过对外套管的分段化设计，优化了橡胶衬套与钣金件的过盈配合； 

2、圆锥段设计、内缩颈结构设计、承载平面设计，分解了应力集中和金属流动堆积，改善了装配性能，使压装装配过程中不产生内在晶体组织的缺陷； 

3、扩大压装承载面，使压装工装定位明确，受控于其他因素影响小； 

4、橡胶防撞层覆盖解决了潜在的干涉异响。 

附图说明

图1为本发明的橡胶衬套结构示意图； 

图2为本发明的橡胶衬套剖视图。 

符号说明：1―外套管，11―导向圆锥段，12―前过盈配合圆柱段，13―内缩颈圆柱段，14―后过盈配合圆柱段，15―压装承载平面，2―衬套橡胶，21―防撞橡胶层，22―橡胶导向标示，3―内套管 

具体实施方式

以下通过具体实施例来描述本发明的技术方案，以下实施例仅为示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。 

在悬架系统中引入橡胶衬套可缓解从路面传来的振动及冲击，确保操纵稳定性，有些橡胶衬套还兼有万向铰的功能，可避免一些零件在使用中承受弯矩和早期磨损。橡胶衬套与其它零件相比还具有如下的优点：橡胶的形状不受限制，能适当地选择3个方向的弹簧刚度比；能很容易地与金属件牢固结合，使橡胶衬套可承受多方向的载荷，既简化了结构，又减轻了整车质量；硫化橡胶的内部摩擦比金属内部摩擦大，且具有随频率增大而增大的倾向，故在共振时振幅较小；硫化橡胶有较大的可逆向弹性变形，因此在悬架系统中被广泛应用。但由于其与钣金件套管是过盈装配，因金属的流动性，在压装装配过程中易产生组织内在晶体组织的缺陷，且受衬套布置、性能要求，其金属外套管壁厚受限，造成装配工装难以定位、压装精度控制困难，同时，装配后，在运动过程中因为橡胶的变形特性(摆动)，可能导致衬套外套管、钣金件衬套套管与车身钣金干涉异响，使其优点受到了限制，而本发明很好地解决了这些问题。 

图1和图2为本申请的一个具体实施例的结构示意图。以下结合附图说明和具体实施例对本发明的特点和优点作进一步详细的说明。 

本发明的橡胶衬套是一种复合型橡胶衬套，它由中间橡胶体和金属套管组成，能够承受剪切和压缩载荷。它包括外套管1、内套管3，以及在两者之间由橡胶填充硫化而成的衬套橡胶2。为了提高耐久性，需要对中间橡胶体沿径向进行适当的预压缩，预压行程相当于橡胶厚度的10％-30％。在本申请的其他实施例中，还可在橡胶内部增加金属内骨架，增加中间内骨架后，可使橡胶衬 套在径向的刚度增大，且内骨架中有相当数量的工艺孔，可使硫化时两侧橡胶的压力均匀分布，有助于粘结。本实施例中的内套管3为圆管状，外套管1的横截面为圆形。在本申请的其他实施例中，内套管可根据需要设置成实心的圆柱状或扁平状，外套管的横截面为椭圆形，钣金件套管的形状与外套管相配合。 

橡胶衬套在使用时外套管固定，内套管随车轮或其他零件的运动产生相应的变形，其变形响应特性直接影响悬架的运动学、动力学性能。橡胶衬套的结构特点及其刚度要满足车辆减振降噪的需求，并使用工装保证配合质量，需对工装的压装行程(油压机行程)进行控制，避免压装不到位或压装过头。 

橡胶衬套是与钣金件套管过盈压入的，在过盈装配过程中，因金属的流动性，越向后端其装配越困难，同时也造成首末段过盈量不一致，且后端过盈量过大，可能导致钣金件套管涨型、变薄、裂纹等故障，或造成橡胶衬套金属外套管受挤压向内部压缩，导致内在晶体组织的结构发生改变，形成金属起皱、挤压橡胶，影响橡胶刚度性能等问题。因此，本发明从外套管结构上优化了过盈配合，使压装装配过程中不产生内在的缺陷。具体实施如下： 

所述结构中，由外径保持一致的传统橡胶衬套变成外套管成型为异型结构，对外套管进行了分段设计。外套管由一端向另一端依次为导向圆锥段、前过盈配合圆柱段、内缩颈圆柱段、后过盈配合圆柱段和压装承载平面。 

外套管1前端为导向圆锥段11，该导向圆锥段11末端直径为过盈配合圆柱段直径，顶端为较小直径，顶端的直径一般略小于钣金件衬套套管的内径，形成圆锥结构，此圆锥结构在装配过程中形成长导向结构，起到圆周同轴定位作用。本申请中所说的“前”指得是圆锥结构为“前”，为“顶端”，为“上”，依次为“后”为“末端”，为“下”。 

导向圆锥段11后为过盈配合圆柱段，在该过盈配合圆柱段中间设置有内缩颈圆柱段13，内缩颈圆柱段13直径较过盈配合圆柱段直径小，将过盈配合圆柱段分隔为前过盈配合圆柱段12和后过盈配合圆柱段14。该设计使前过盈配合圆柱段12在装配过程中因金属压缩流动形成的金属堆积、集中应力分解，避免钣金件安装、衬套套管的装配问题。同时，通过外套管的结构设计，增大了衬套橡胶与外套管的结合力，能够有效的防止衬套橡胶与外套管剥离。 

后过盈配合圆柱段14末端套管金属进行翻边处理，形成压装承载平面15结构，该结构形成的较大平面可供衬套与钣金件装配中装载面使用，使工装受力、衬套压装进度均匀，且该平面与导向圆锥段配合，使装配使用的工装定位同轴度有较高的精度，受人工、工装精度影响小，解决了因受衬套布置、性能要求，其金属外套管壁厚受限，造成装配工装难以定位、压装精度控制困难等问题。 

在压装承载平面15下表面，衬套橡胶硫化时在该平面形成一个橡胶防撞层21，防撞层21覆盖在压装承载平面15下表面上，在装配后钣金件和衬套运动过程中，形成撞击防护。解决了钣金件与衬套装配后，在运动过程中因为橡胶的变形特性(摆动)，可能导致衬套外套管、钣金衬套套管与车身钣金干涉异响。 

橡胶衬套在各方向上的刚度特性不同决定了其在车辆中的安装具有方向性，对于不易分辨方向的橡胶衬套要有标识结构，以便装配便利。可选的，通过橡胶成型模具，在防撞层上形成一个橡胶导向标示，指示橡胶衬套(各向刚度非均匀衬套)与钣金件装配的定位方向。 

本发明通过对外套管的分段化设计，化过盈配合，使压装装配过程中不产生内在的缺陷；使压装工装定位明确，扩大压装承载面，受控于其他因素影响小；解决了潜在的干涉异响。 

另外，橡胶衬套都是与钣金件套管过盈压入的，对橡胶衬套的拔出力有一定的要求。如果汽车在行驶过程中橡胶衬套的拔出力不足且承受大的冲击力时，橡胶衬套就会与钣金套管有相对的位移，而橡胶衬套在装配时有一定的预压缩量，就会影响到橡胶衬套的特性及疲劳寿命，从而影响汽车的舒适性和操纵稳定性。其拔出力是根据在恶劣条件下承受最大力时计算得来。前副车架橡胶衬套的拔出力应在3700N以上，后副车架橡胶衬套拔出力应在3000N以上。 

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。 

Claims (8)

1.一种橡胶衬套，其特征在于：包括外套管、内套管，以及在两者之间由橡胶填充硫化而成的衬套橡胶；

所述外套管由一端向另一端依次设置有导向圆锥段、前过盈配合圆柱段、内缩颈圆柱段、后过盈配合圆柱段和压装承载平面；

所述导向圆锥段末端直径为过盈配合圆柱段直径，导向圆锥段顶端直径较所述导向圆锥段末端直径小，形成圆锥结构；

所述内缩颈圆柱段直径较过盈配合圆柱段直径小，将过盈配合圆柱段分隔为所述前过盈配合圆柱段和所述后过盈配合圆柱段；

所述前过盈配合圆柱段和所述后过盈配合圆柱段与钣金件套管为过盈配合；

所述后过盈配合圆柱段末端设置有向外的翻边，所述翻边形成压装承载平面。

2.根据权利要求1所述的橡胶衬套，其特征在于：衬套橡胶硫化时在所述压装承载平面上表面形成一个橡胶防撞层。

3.根据权利要求2所述的橡胶衬套，其特征在于：在所述防撞层上设置有橡胶导向标示。

4.根据权利要求1所述的橡胶衬套，其特征在于：所述内套管两端突出于所述外套管和所述衬套橡胶。

5.根据权利要求1所述的橡胶衬套，其特征在于：在所述衬套橡胶内部设置有金属内骨架。

6.根据权利要求1或4所述的橡胶衬套，其特征在于：所述内套管为管状、圆柱状或扁平状。

7.根据权利要求1所述的橡胶衬套，其特征在于：所述外套管的横截面为圆形或椭圆形。

8.根据权利要求1所述的橡胶衬套，其特征在于：所述衬套橡胶沿径向进行适当的预压缩，预压缩行程为衬套橡胶厚度的10％-30％。