CN105026192B - 将弹簧支柱连接到车辆车身的头部支承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将弹簧支柱(10)连接到车辆车身(11)的头部支承装置(1),具有头部支承壳(12)以及其上支持弹簧支柱(10)的承重弹簧(14)的弹簧板(13),并且其中弹簧板(13)被布置在头部支承壳(12)上。根据本发明,弹簧板(13)通过锥形座(15)被布置在头部支承壳(12)上,其中齿结构(16)被形成在弹簧板(13)和头部支承壳(12)之间的锥形座(15)中。

Description

将弹簧支柱连接到车辆车身的头部支承装置
本发明涉及一种用于将弹簧支柱连接到车辆车身的头部支承装置,具有头部支承壳并且具有弹簧板,在弹簧板上支持弹簧支柱的承重弹簧,并且其中弹簧板被布置在头部支承壳上。
现有技术
图1示出了已知实施例中用于将弹簧支柱10连接到车辆车身11的头部支承装置1。弹簧支柱10由承重弹簧14和减震器27形成,其中减震器27的活塞杆28容纳在头部支承壳12中。头部支承壳12刚性连接到车辆车身11,连接方式并未详细示出,其中附图示出了弹簧圆顶接收部区域中的车辆车身11。为了在机动车辆运行期间允许弹簧支柱10在车辆车身11中的运动,弹性材料32位于头部支承壳12中,弹性材料32通常由橡胶元件形成,并且活塞杆28利用该弹性材料相对于头部支承壳12被弹性保持。
弹簧支柱10的承重弹簧14被支持在弹簧板13,并且弹簧板13通过弹性弹簧元件29以被支持的方式被保持在头部支承壳12上。在本例中,弹簧板13通常由塑料材料形成,其中在弹簧支柱10在车辆车身11中运动的时候,在弹簧板13和头部支承壳之间会发生接触噪声。特别地,用于在头部支承壳12中支持弹簧板13的弹性弹簧元件29的灵活形式允许弹簧板13一定程度的机动性,并且弹簧板13内侧与容纳弹性材料32的头部支承壳12区段之间的接触可能造成噪声的产生,这被认为是对机动车辆内车辆人员的干扰。
承重弹簧14的压缩进一步增加了绕纵轴23的扭矩,该扭矩从承重弹簧14被传递到弹簧板13。此外,可能会使用具有非接地端的承重弹簧14,从而倾斜力矩会被施加在弹簧板13上。结果,从承重弹簧14传递到弹簧板13的倾斜力矩和绕纵轴23的转动力矩两者都可产生弹簧板13相对于头部支承壳12的移动,它们可彼此独立地产生噪声,因而应当予以避免。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于将弹簧支柱连接到车辆车身的头部支承装置,其中头部支承装置具有简单结构,并且在车辆运行期间不产生噪声。
以现有技术中用于连接弹簧支柱的头部支承装置作为起点,上述目的是结合本发明特有的技术特征来实现的。本发明的有利改进在具体实施例中阐述。
本发明包括以下技术教导,即弹簧板通过锥形座被布置在头部支承壳上,其中齿结构被形成在弹簧板和头部支承壳之间的锥形座中。
这里,本发明基于将弹簧板直接布置在头部支承壳的概念。在该例中,传统上意在用于减少噪声的弹性弹簧元件可以省略,但是根据本发明,由于弹簧板通过锥形座被布置在头部支承壳上,可以简单地避免弹簧板相对于头部支承壳的移动。为了确保弹簧板和头部支承壳之间力和力矩的可靠传递,齿结构位于弹簧板和头部支承壳之间的锥形座中。在纵轴方向上弹簧板到头部支承壳的连接是通过锥形座产生的摩擦锁定形成的,并且弹簧板在头部支承壳上的旋转是通过锥形座中齿结构产生的形式匹配来实现的。这获得了弹簧板和头部支承壳之间机械上高度可加载的刚性连接,从而即使在车辆长期运行之后,弹簧板和头部支承壳之间也无移动发生,并且头部支承装置进而不产生任何噪声。这里,主要用到以下效应,即即使在弹簧板张开或者锥形座表面改变时,也总是确保弹簧板在头部支承壳上的无隙保持,因为弹簧支柱的被按压在弹簧板上的承重弹簧进而再定位所述弹簧板以抵靠锥形区段。
头部支承壳然后可以是壶状或杯状形式,具有略呈锥形的外壳,从而用于接收活塞杆的弹性材料被容纳在壶状头部支承壳的内部区域中。由于头部支承壳至少一部分为壶状形式,可以形成锥形区段,其相应具有锥形外表面。弹簧板可以被安装在所述锥形外表面上,其中弹簧板为了布置在锥形外表面上,可以具有与锥形外表面形状对应的锥形接收部。借助如此形成的锥形座,弹簧板可以利用其锥形接收部以夹紧的方式被安装在头部支承壳的锥形区段上。这里,齿结构可以位于锥形区段和锥形接收部之间。锥形接收部的锥角以及锥形区段与锥形接收部等同的角度的锥角可以如此配置,使得弹簧板利用其锥形接收部以自保持的方式坐落于头部支承壳的锥形区段上。
例如,齿形结构可以被形成在头部支承壳的锥形外表面上。此外或者作为替代,可以在锥形接收部内部形成齿形结构,其具有与锥形外表面上的齿形结构相对应的形状。齿形结构可以由多个齿构成,所述多个齿在纵轴方向上纵向定向,并且在锥形区段和/或锥形接收部上延伸。从而,弹簧板可以在纵轴方向上安装在头部支承壳的锥形区段上,从而锥形接收部中齿形结构的齿进入头部支承壳的锥形外表面上的齿结构的齿空间中。特别地,这样在弹簧板在头部支承壳上旋转的方向上形成了形式匹配,从而从压缩的承重弹簧传递到弹簧板的扭矩可以被直接传递到头部支承壳,而不会引起弹簧板在头部支承壳上的旋转。
在另一可能实施例中,弹簧板和头部支承壳之间的齿结构可以具有承重区域,其被形成为分布在圆周之上。借助分布在圆周之上形成的承重区域,可以实现对在整个圆周上的承重区域的替代,并且齿结构可以被提供在锥形外表面上和/或锥形接收部内,并且在完整圆周上或在离散区域中。
例如弹簧板和头部支承壳之间的齿结构可以具有被形成为分布在圆周之上的承重区域。当弹簧板被安装在头部支承壳上时,弹簧板上的锥形接收部仅在承重区域中位于头部支承壳的锥形外表面上。这样,形成了用于在轴向上支持的经定义承重区域,并且例如可以在弹簧板和头部支承壳之间设置三个承重区域,这三个承重区域被形成为在圆周上以均匀角度间隔的方式分布。特别地,还可以将弹簧板和头部支承壳之间的齿结构限制在承重区域,或者承重区域用作锥形接收部在锥形外表面上的轴向支持,从而为纵轴方向上轴向力的传递形成被限制在承重区域内的力传递路径,其中对于齿结构延伸在整个圆周上的情形,可以在整个圆周上形成弹簧板和头部支承壳之间的形式拼配。特别地,头部支承壳和弹簧板可以绕弹簧支柱的纵轴延伸,其中弹簧板和头部支承壳之间的齿结构或者在部分圆周区域内形成,或者优选在整个圆周上形成。
在头部支承装置的另一优选实施例中,可以通过在齿形结构的齿上形成的齿面来实现锥形接收部和锥形外表面之间的接触。这样,实现了锥形接收部和锥形外表面之间特别刚性的形式匹配,其特别地没有游隙,因为齿通过它们的齿面利用楔形作用彼此咬合。这里,锥形接收部的齿以啮合布置的方式与锥形外表面的齿配合。由于齿通过它们的侧齿面彼此支持,在齿之间的接触点处产生高接触压力。或者,齿可以通过它们的齿尖承受载荷,并且可以延伸到锥形接收部的表面或锥形外表面的表面。
头部支承装置的特别优选实施例包括由金属材料例如由铝制成的头部支承壳,并且弹簧板有利地是由塑料材料制成的。特别地在此类材料配对的情形中,锥形区段的锥形外表面上的齿形结构的齿具有切刃,其在弹簧板安装到锥形区段期间至少部分切入弹簧板的锥形接收部内。从而,所形成的弹簧板具有初始没有齿形结构的锥形接收部,并且仅在弹簧板安装在头部支承壳上期间,头部支承壳的锥形外表面上的齿的切刃才切入到弹簧板中的锥形接收部的表面内。由于切刃切入弹簧板的材料中产生了槽口,该槽口至少在齿的尖部区域以形式匹配的方式包围锥形区段的锥形外表面上的齿,因此在弹簧板在锥形区段上的旋转方向上,切刃的切入同样实现了形式拼配。
发明的优选示例性实施例
下文通过对本发明优选示例性实施例的说明并结合附图,更为详细的呈现改进本发明的其他做法,附图中:
图1示出了现有技术的用于将弹簧支柱连接到车辆车身的头部支承装置的横截面透视图,
图2示出了具有头部支承壳和弹簧板的头部支承装置的透视图,
图3示出了具有本发明特征的头部支承壳示例性实施例的透视图,
图4示出了具有本发明特征的弹簧板的透视图,
图5示出了根据图2的头部支承装置的横截面示图,
图6示出了头部支承装置的另一示例性实施例,
图7示出了根据图6中示例性实施例的头部支承壳的透视图,
图8示出了根据另一示例性实施例的弹簧板的透视图,
图9示出了根据图7的头部支承壳的细节图。
图1示出了根据现有技术的头部支承装置,并且说明书的现有技术部分已对其进行了说明。
图2、3、4示出了用于将弹簧支柱连接到车辆车身的头部支承装置1的第一示例性实施例,如已结合图1所描述的那样。这里,图2示出了装置中的弹簧板13,其中其已被安装在头部支承壳12上,图3示出了头部支承壳12的透视图,并且图4示出了弹簧板13的透视图。头部支承壳12和弹簧板13共同绕纵轴23延伸,纵轴23同时对应于可通过头部支承装置1在车辆车身中接收的弹簧支柱的纵轴。
图2示出了头部支承壳12和弹簧板13之间通过锥形座15的连接,并且在锥形座15中,齿结构16被形成在弹簧板13和头部支承壳12之间。在该例中,弹簧板13已在纵轴23的方向上被安装在头部支承壳12上,从而头部支承壳12和弹簧板13之间的齿结构16以形式匹配的方式咬合。齿结构16的设计将在下文结合图3和图4进行更详细地说明。
图3示出了头部支承壳12的透视图,并且在头部支承壳12上布置有多个连接螺栓31,通过该连接螺栓31,头部支承壳12可以被刚性接收在车辆车身内,特别是在弹簧圆顶内。例如,螺纹螺母可以被拧到连接螺栓31上。为了让头部支承壳12被安装成基本平坦抵靠弹簧圆顶的内侧,该头部支承壳具有板状子结构33,其中锥形区段17位于其上,并且锥形区段17内可容纳弹性材料,借助该弹性材料,弹簧支柱的减震器的活塞杆可以被弹性接收在头部支承壳12中。
锥形区段17具有锥形外表面18,并且齿形结构20被形成在锥形外表面18上。齿形结构20的齿24在锥形区段17上以近似平行于纵轴23的方式延伸。在该例中,与板状子结构33侧相比,锥形区段17在端部具有略小的直径。从而图4中示出的弹簧板13可以通过其锥形接收部19在纵轴23的方向上被安装到锥形区段17上,从而在头部支承壳12的锥形外表面18和弹簧板13的锥形接收部19之间产生自保持的摩擦锁定连接。
图4示出了弹簧板13的透视图,其中该弹簧板具有绕纵轴23延伸的近似U形的横截面,其中可以接收弹簧支柱的承重弹簧。在内侧,在纵轴23的方向上,U形横截面由锥形接收部19定界,并且在锥形接收部19的内侧具有另外的齿形结构21,其具有与头部支承壳12的锥形外表面18上的齿形结构20相对应的设计。当弹簧板13安装在头部支承壳12的锥形区段17上时,在纵轴23的方向上可以形成弹簧板13在头部支承壳12上的力匹配座,从而实现了弹簧板13和头部支承壳12之间的夹紧动作。
此外,通过锥形接收部19内侧上的齿形结构21和锥形区段17外侧上的齿形结构20的啮合齿24和25,实现了形式拼配,其特别用来防止弹簧板13在头部支承壳12上的转动。
图5示出了根据图2的头部支承装置1的横截面示图,其中头部支承装置1绕纵轴23延伸。头部支承壳12可以被形成为压铸金属件,而弹簧板13可以由塑料材料制成。连接螺栓31被布置在板状子结构33上,并且用于接收弹簧板13的锥形区段17位于与连接螺栓31的布置相反的板状子结构33侧。这里,附图示出了用于接收弹性材料32的接收空间,利用该弹性材料32,弹簧支柱的减震器的活塞杆可以被接收在头部支承壳12中。
锥形外表面18和锥形接收部19之间的齿结构16位于弹簧板13和头部支承壳12之间的锥形座15区域中,其中作为示例,在纵轴23的左手侧,锥形外表面18上的齿24部分掩盖了锥形接收部19中的齿25,从其露出的地方,齿24和25以形式拼配的方式在圆周方向上彼此咬合。
在纵轴23的右手侧,在剖面平面中存在锥形区段17和锥形接收部19之间的接触区域,从其露出的地方,在纵轴23的方向上在锥形区段17和锥形接收部19之间存在力匹配接触。
图6、7和8示出了具有头部支承壳12和弹簧板13的头部支承装置1的另一示例性实施例,其中头部支承装置1在图6中被示出为组装形式,并且图7示出了头部支承壳12自身的透视图,图8示出了弹簧板13自身的透视图。在图6、7和8中,头部支承装置1、头部支承壳12和弹簧板13具有公共的纵轴23。
图6中示出的头部支承装置1示出了其上安装有连接螺栓31的头部支承壳12,并且弹簧板13通过锥形座15被布置在头部支承壳12上。锥形座15具有齿结构16,齿结构16将在下文中结合附图进行更详细地说明。
图7示出了在锥形区段17上具有锥形外表面18的头部支承壳12,在锥形外表面上设有齿形结构20。细节C在图9中进一步详细示出。
图9示出了根据第二示例性实施例的头部支承壳12的细节。用于形成齿形结构20的齿24被设置在锥形区段17的锥形外表面18上。齿24在其面侧上具有切刃26,并且在将弹簧板13安装在锥形区段17上时,切刃26可以切入弹簧板13内侧上的锥形接收部19中。在该例中,纵轴23的方向上弹簧板13和头部支承壳12之间的最小接合力是需要的,以便齿形结构20的齿24上的切刃26能切入弹簧板13的锥形接收部19的材料中。
图8示出了用于另一示例性实施例的弹簧板13,并且在锥形接收部19中没有另外的齿形结构。弹簧板13的材料被设计成比头部支承壳12的材料软,并且当弹簧支柱的承重弹簧位于弹簧板34的弹簧接收部34中时,弹簧板13继续在纵轴23的方向上按压头部支承壳12,即使是在头部支承装置1的后续运行期间,从而切刃26可以在整个使用寿命期间更深切入锥形接收部19中。
这里,弹簧板13和头部支承壳12之间的锥形座15被配置成使得弹簧板13的顶部35并未接触头部支承壳12的板状子结构33的底部36,并且在顶部35和底部36之间保留间隙。只有这样才能实现即使在作为车辆使用的结果头部支承装置1运行了相当长时间之后,头部支承壳12的锥形区段17上的弹簧板13也不会松开。
本发明不限于上文描述的优选示例性实施例。而是可以设想使用了本发明技术方案的多种变体,甚至是实质上不同的实施例形式。权利要求、说明书和附图中反映的特征和/或优点,包括结构细节和空间布置在内,就其个体以及多种组合形式来说对本发明可以是实质性的。
参考标号:
1头部支承装置;10弹簧支柱;11车辆车身;12头部支承壳;13弹簧板;14承重弹簧;15锥形座;16齿结构;17锥形区段;18锥形外表面;19锥形接收部;20齿形结构;21齿形结构;22承重区域;23纵轴;24齿;25齿;26切刃;27减震器;28活塞杆;29弹性弹簧元件;30保护套;31连接螺栓;32弹性材料;33板状子结构;34弹簧接收部;35顶部;36底部。

Claims (10)

1.一种用于将弹簧支柱(10)连接到车辆车身(11)的头部支承装置(1),具有头部支承壳(12)并且具有其上支持弹簧支柱(10)的承重弹簧(14)的弹簧板(13),并且其中弹簧板(13)被布置在头部支承壳(12)上,
其特征在于,弹簧板(13)通过锥形座(15)被布置在头部支承壳(12)上,并且其中齿结构(16)被形成在弹簧板(13)和头部支承壳(12)之间的锥形座(15)中。
2.根据权利要求1所述的头部支承装置(1),其特征在于,头部支承壳(12)具有带有锥形外表面(18)的锥形区段(17),其中弹簧板(13)借助形成于其上的锥形接收部(19)以夹紧的方式坐落于锥形区段(17)之上。
3.根据权利要求2所述的头部支承装置(1),其特征在于,齿形结构(20)形成在锥形外表面(18)上。
4.根据权利要求3所述的头部支承装置(1),其特征在于,在锥形接收部(19)中形成有齿形结构(21),齿形结构(21)具有与锥形外表面(18)上的齿形结构(20)相对应的形状。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的头部支承装置(1),其特征在于,弹簧板(13)和头部支承壳(12)之间的齿结构(16)具有被形成为在圆周上分布的承重区域(22)。
6.根据权利要求5所述的头部支承装置(1),其特征在于,在弹簧板(13)和头部支承壳(12)之间设置有三个承重区域(22),所述三个承重区域(22)被形成为在圆周上以均匀角度间隔的方式分布。
7.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的头部支承装置(1),其特征在于,头部支承壳(12)和弹簧板(13)绕弹簧支柱(10)的纵轴(23)延伸,其中弹簧板(13)和头部支承壳(12)之间的齿结构(16)或者在部分圆周区域内形成,或者在整个圆周上形成。
8.根据权利要求3-4中任一权利要求所述的头部支承装置(1),其特征在于,通过在齿形结构(20,21)的齿(24,25)上形成的齿面来实现锥形接收部(19)和锥形外表面(18)之间的接触。
9.根据权利要求3-4中任一权利要求所述的头部支承装置(1),其特征在于,锥形区段(17)的锥形外表面(18)上的齿形结构(20)的齿(24)具有切刃(26),切刃(26)在弹簧板(13)安装到锥形区段(17)上期间至少部分切入弹簧板(13)的锥形接收部(19)内。
10.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的头部支承装置(1),其特征在于,头部支承壳(12)由金属材料制成,并且弹簧板(13)由塑料材料制成。
CN201380071317.8A 2012-11-27 2013-11-20 将弹簧支柱连接到车辆车身的头部支承装置 Active CN105026192B (zh)

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