CN105465191B - 悬挂轴承装置、带悬挂轴承装置的机动车辆及制造方法 - Google Patents

悬挂轴承装置、带悬挂轴承装置的机动车辆及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及悬挂轴承装置，包括居中在中心轴线上的轴承、下杯体(30)和上杯体，下杯体(30)的主体(50)包括管状轴向部分(51)和环形向外径向部分(52)。悬挂轴承装置的特征在于下杯体(30)提供有阻尼垫(70)，包括：内部(71)，设置为抵靠主体(50)的环形向外径向部分(52)；外部(72)，用于支承悬挂弹簧；以及环形凹陷(73)，用于在外部(72)受到悬挂弹簧压迫时接收阻尼垫(70)的材料形变。本发明还涉及配备有这样悬挂轴承装置的机动车辆以及制造这样悬挂轴承装置的方法。

Description

悬挂轴承装置、带悬挂轴承装置的机动车辆及制造方法
技术领域
本发明涉及悬挂轴承装置，特别是麦克弗森类型(“MacPherson Suspensionbearing”或MSBU)。本发明还涉及配备有这样悬挂轴承装置的机动车辆。本发明还涉及制造这样悬挂轴承装置的方法。本发明的领域是悬挂系统，特别是用于机动车辆的悬挂系统。
背景技术
已知的方式是悬挂系统包括支柱支撑车辆的轴和轮子。悬挂轴承装置设置在支柱的顶部，与车轮和底面相对，位于悬挂弹簧和固定车辆主体的上部构件之间。弹簧设置在阻尼活塞杆周围，其端部可固定到车辆主体。
WO-A-2011/012484公开了一种悬挂轴承装置的示例，包括滚动轴承、下杯体和上杯体。悬挂轴承装置配置为在悬挂弹簧和车辆主体之间传递负荷，而允许滚动轴承的滚道之间相对运动。下杯体包括嵌入的硬性金属以具有足够的刚度且允许传递很大的轴向和径向负荷。下杯体还包括柔性构件，包括圆环和通过轴向支杆连接到圆环的两个密封。
密封设计为保护轴承不受水或污染粒子的侵入，而圆环设计为部分地吸收由悬挂弹簧产生的振动和冲击。然而，在重大振动的情况下可能产生不利的噪声。在此情况下，圆环的轴向阻尼效果由于其小的厚度而不能完全令人满意。此外，悬挂弹簧可能与下杯体的刚性主体径向冲突。因此，车辆制造者通常在悬挂轴承装置和悬挂弹簧之间设置附加的阻尼件，即橡胶绝缘体。
发明内容
本发明的目标是提供一种改进的悬挂轴承装置。
为此，本发明涉及一种悬挂轴承，包括在中心轴线上居中的轴承、下杯体和上杯体，该下杯体的主体包括管状轴向部分和环形向外径向部分，其特征在于该下杯体设置有阻尼件，该阻尼件包括：内部，其设置为抵靠主体的环形向外径向部分；外部，用于支承悬挂弹簧；以及环形凹陷，在外部受到悬挂弹簧压迫时，用于接收阻尼垫的材料形变。
由于本发明，悬挂轴承装置的功能在重大振动下得到改善。阻尼垫吸收由悬挂环产生的振动，悬挂环比薄平面环更加有效。凹陷给阻尼垫更大的弹性。悬挂轴承装置的总体性能得到改善，具有更好的负荷再分配性。而且，本发明避免了使用附加的阻尼部件，这降低了汽车制造的组件成本。
根据本发明有利但非必须的进一步方面，悬挂轴承装置可结合一个或几个下面的特征：
-阻尼垫具有限定为平行于中心轴线的大于5毫米的最大厚度，例如等于8毫米。
-阻尼垫具有最大厚度，限定为平行于中心轴线，大于管状轴向部分的限定为垂直于该中心轴线的最大厚度。
-环形凹陷设置为相对于主体的环形向外径向部分更加靠近主体的管状轴向部分。
-阻尼垫包括沿着下杯体的管状轴向部分延伸的管状轴向部分，以避免悬挂弹簧与主体的管状轴向部分的接触。
-环形凹陷设置在管状轴向部分旁边。
-阻尼垫的内部具有弯曲的凸起形状。
-阻尼垫的外部具有凸起形状，优选地包括两个不同的斜坡。
-下杯体提供有至少一个密封件，设置为与上杯体密封接触。
-该密封件与阻尼垫形成整体。
-该密封件与阻尼垫分开。
-密封件和阻尼垫由两种不同的材料制造且制作为彼此接触。
-下杯体设置有与上杯体密封接触的两个密封件。
本发明还涉及机动车辆，配备有如此前所述的悬挂轴承装置。
本发明还涉及用于制造如此前所述悬挂轴承装置的方法。该方法至少包括如下步骤：
a)模制阻尼垫的步骤；以及
b)装配下杯体与轴承和上杯体以形成悬挂轴承装置的步骤。
根据本发明有利但非必须的进一步方面，该制造方法可结合一个或几个下面的特征：
-阻尼垫过模制(二次模制)在下杯体的主体上。
-阻尼垫硬化在下杯体的主体上。
-阻尼垫与下杯体上设置的至少一个密封件一起通过二次注射模制在下杯体的主体上。
-密封件和阻尼垫由相同的材料制造。
-密封件和阻尼垫由两种不同的材料制造。
附图说明
现在，将结合附图说明本发明，作为说明性示例不限制本发明的目的。附图中：
图1是根据本发明的悬挂轴承装置的截面图，该悬挂轴承装置包括轴承、下杯体和上杯体；
图2是图1上细节II的放大图，仅示出了下杯体；以及
图3、4和5是与图2类似的视图，分别示出了根据本发明第二、第三和第四实施例的悬挂轴承装置的下杯体。
具体实施方式
图1和2示出了根据本发明的悬挂轴承装置10及其构成元件。装置10配置为配备车辆悬挂系统的图1部分示出的支杆1。
支杆1支撑车辆的轴和轮子，为了简化目的没有示出。支杆1沿着中心轴线X1延伸，中心轴线X1设置为当车轮置于平地时基本上在垂直方向上。支杆1包括阻尼杆2、悬挂弹簧3和悬挂轴承装置10。杆2和弹簧3部分地且示意性地示出在图1上。支杆1还包括活塞体和缓冲器，为了简化目的没有示出。阻尼杆2和活塞体构成属于支杆1的阻尼活塞。
装置10具有关于轴线X1旋转的大体形状。装置10包括滚动轴承20、下杯体30和上杯体40。轴承20设置在杯体30和40之间界定的腔体12中。装置10形成紧凑的组件，这是要实际处理的。
轴承20是角接触滚动轴承。轴承20包括底部和外滚道21、顶部和内滚道22、滚动元件23和保持架24。滚动元件23是设置在保持架24中的球，在外滚道21和内滚道22之间有角接触。作为选择性示例，滚动元件23可为滚柱。滚道21和22优选由金属制造且通过冲压形成。在此情况下，滚道21和22的每一个形成滚动元件23在轴承20内的滚道。轴承20形成在装置10内的轴向挡块，位于杯体30和40之间。因此，装置10形成在支杆1内的轴向挡块。在一方面，轴承20允许在滚道21和22之间关于轴线X1相对枢转，在另一方面，允许杆2相对于车辆主体的倾斜。
下杯体30形成用于悬挂弹簧3的承载装置。下杯体30包括主体50和柔性构件60，它们居中在轴线X1上。下杯体30形成没有强化镶件的两部分组件。作为选择，下杯体30的主体50可包括一个或几个强化镶件。
主体50包括管状轴向部分51和环形向外径向部分52。部分52从相对于轴线X1的部分51延伸。弹簧3被接收在圆角53中，该圆角形成在轴向部分51和径向部分52之间。部分51形成弹簧3在径向和轴向二者上的引导，而部分52形成弹簧3的轴向支撑，垫70插设在主体50和弹簧3之间。几个轴向通道58和59通过部分52形成，其每一个在平行于轴线X1的方向D1上。这些通道58和59分布在轴线X1周围，从而相同的径向平面包括在轴线X1的每一侧上的外通道58和内通道59，如图1和2所示。主体50由金属材料或刚性塑料材料制造，例如为用30或50％玻璃纤维加强的聚酰胺PA66。
柔性构件60包括阻尼垫70和两个密封件80和90，它们以相同的模制操作和相同的材料制造。优选地，柔性构件60过模制在下杯体30的主体50上。作为选择，柔性构件60可硬化在主体50上。构件60由柔性材料制造，例如，诸如橡胶、聚亚安酯、热塑性弹性体的弹性体。
垫70包括内部71、外部72、环形凹陷73、管状轴向部分74和小环形向外径向部分75。部分71设置在垫70的内上侧且设置为抵靠主体50的环形向外径向部分52。更准确地说，部分71紧紧地固定到部分52，从而垫70固定到主体50。部分71具有弯曲的凸起形状。部分72设置在垫70的外底侧，与部分71相对，用于接收支承接触中的弹簧3。部分72具有凸起形状，包括两个不同的斜坡76和77。垫70具有由部分71和72界定的弧形形状，允许比薄平面环更加有效地吸收振动。凹陷73是形成在部分72中的环形槽，在部分74旁边。凹陷73在部分72的外面打开。凹陷73设计为在部分72受到弹簧3压迫时接收垫70的材料形变。因此，凹陷73进一步改善了垫70的柔性。凹陷73设置为相对于部分52更加靠近部分51，以引导形变朝向部分51。部分74从部分72沿着主体50的管状轴向部分51延伸。换言之，部分74是插设在部分51和弹簧3之间的垫70的延伸。因此，部分74允许避免弹簧3与部分51的接触。部分75是在模制垫70时获得的小溢流。
垫70具有在平行于轴线X1的方向D1上限定的不同尺寸，如图2所示。垫70在部分71的上点和部分72的下点之间具有沿着方向D1限定的最大突出厚度e1。优选地，厚度e1大于5毫米，例如等于8毫米。此外，厚度e1大于垂直于轴线X1限定的部分51的最大厚度e51。垫70在凹陷73的底部和部分52的边缘之间具有沿着方向D1限定的最小局部厚度e2。凹陷73具有深度e3，其优选在厚度e1的20％和40％之间。部分74在其边缘和凹陷73之间具有沿着方向D1限定的长度e4。长度e4大于厚度e1。
密封件80和90设计为保护腔体12和轴承20不受水或污染粒子的入侵。密封件80设置在腔体12的外侧，而密封件90设置在腔体12的内侧。密封件80包括通过通道58连接到垫70的部分71的几个根部82，而密封件90包括通过通道59连接到垫70的部分71的几个根部92。根部82和92分布在轴线X1周围，作为通道58和59。密封件80包括两个密封唇84和86，而密封90件包括一个密封唇94，设置为与上杯体40的内密封表面接触。
弹簧3围绕杆2和轴线X1。弹簧3设置为位于顶侧的装置10和位于底侧的阻尼活塞的主体之间。更准确地说，弹簧3设置在下杯体30的圆角53中，与垫70的部分72和74支承接触。弹簧3根据作用在车辆悬挂系统上的应力而弹性变形。在悬挂系统工作时，弹簧3向垫70施加向上的轴向力，垫将这些力传递到下杯体30，下杯体将这些力传递到装置10内。
由于本发明，与已知的现有技术的装置相比，增加了弹簧3和阻尼垫70之间的接触面积。部分72和74设计为分别轴向和径向地支承弹簧3。改善了弹簧3和装置10之间的振动吸收、噪声降低和负荷重新分配。
图3至5示出了根据本发明另一个实施例的悬挂轴承装置10的下杯体30。在这些实施例中，与第一实施例类似的元件具有相同的附图标记，并且以相同的方式工作。下面仅描述与第一实施例的差别。
图3示出了柔性构件160，具有无管状轴向部分74的垫170。垫170具有小内部头部174，它是部分72的一部分。垫170设计为轴向而不是径向支承弹簧。另一方面，垫170比垫70更简单且更便宜。
图4示出了与密封件280和290分开的垫270。垫270由第一材料制造，优选地，第一弹性体对压缩应力和汽车流体具有良好的耐受力。密封件280和290由第二材料制造，优选地，第二弹性体具有良好的摩擦系数。作为选择，密封件280和290可由第二和第三材料制造。因此，垫260可优化为吸收由弹簧3产生的振动，而密封件280和290可优化为保护轴承20不受水或污染粒子入侵。换言之，元件260、280和290可优化为用于它们各自的功能，即阻尼或密封。柔性构件260包括垫270和根部278和279，通过通道58和59朝着部分71延伸。垫270和密封件280和290优选通过双注射模制制作，从而每个根部278与密封件280的根部接触，并且每个根部279与主体50的部分52内的密封件290的根部292接触。换言之，垫270和密封件280和290由至少两个不同的材料制造且制作为彼此接触。
图5示出了主体350以及与密封件380和390分开的另一个垫370。主体350具有部分352，其没有设置轴向通道58和59。位于圆角353中的柔性构件360仅包括垫370，其内部371不连接到密封件380和389。一方面的垫360以及另一方面的密封件380和390可由相同的材料或不同的材料制造。优选地，这些元件360、380和390由不同的材料制造，并且优化为用于它们各自的功能，即阻尼或密封。
其它未示出的实施例可在本发明的范围内实现。例如，元件20、30或40可具有不同的配置。根据另一个示例，装置10可包括位于杯体30和40之间的几个轴承20。
无论怎样的实施例，下杯体30设置有包括环形凹陷73的阻尼垫，设计为在外部72受到悬挂弹簧3压迫时接收阻尼垫的材料形变。
另外，不同实施例的技术特征可全部或部分地彼此结合。因此，悬挂轴承装置10可适合于应用上的具体要求。

Claims (15)

1.一种悬挂轴承装置(10)，包括居中在中心轴线(X1)上的轴承(20)、下杯体(30)和上杯体(40)，该下杯体(30)的主体(50；350)包括管状轴向部分(51)和环形向外径向部分(52；352)，其特征在于该下杯体(30)设置有阻尼垫(70；170；270；370)，该阻尼垫包括：
内部(71；371)，其设置为抵靠该主体(50；350)的该环形向外径向部分(52；352)；
外部(72)，其用于支承悬挂弹簧(3)；以及
环形凹陷(73)，在该外部(72)受到该悬挂弹簧(3)压迫时，其用于接收该阻尼垫(70；170；270；370)的材料形变。
2.根据权利要求1所述的悬挂轴承装置(10)，其中该阻尼垫(70；170；270；370)具有最大厚度(e1)，限定为平行于该中心轴线(X1)，大于5毫米，例如等于8毫米。
3.根据前述权利要求任何一项所述的悬挂轴承装置(10)，其中该阻尼垫(70；170；270；370)具有最大厚度(e1)，限定为平行于该中心轴线(X1)，大于该管状轴向部分(51)的限定为垂直于该中心轴线(X1)的最大厚度(e51)。
4.根据权利要求1或2任何一项所述的悬挂轴承装置(10)，其中该环形凹陷(73)设置为相对于该主体(50；350)的该环形向外径向部分(52；352)更靠近该主体(50；350)的该管状轴向部分(51)。
5.根据权利要求1或2任何一项所述的悬挂轴承装置(10)，其中该阻尼垫(70；270；370)包括沿着该管状轴向部分(51)延伸的管状轴向部分(74)，以避免该悬挂弹簧(3)与该主体(50；350)的该管状轴向部分(51)接触。
6.根据权利要求5所述的悬挂轴承装置(10)，其中该环形凹陷(73)设置在该管状轴向部分(74)旁边。
7.根据权利要求1或2任何一项所述的悬挂轴承装置(10)，其中该阻尼垫(70；170；270；370)的该内部(71；371)具有弯曲凸起形状。
8.根据权利要求1或2任何一项所述的悬挂轴承装置(10)，其中该阻尼垫(70；170；270；370)的该外部(72)具有凸起形状，优选地包括两个不同的斜坡(76,77)。
9.根据权利要求1或2任何一项所述的悬挂轴承装置(10)，其中该下杯体(30)设置有至少一个密封件(80,90；280,290；380,390)，设置成与该上杯体(40)密封接触。
10.根据权利要求9所述的悬挂轴承装置(10)，其中该至少一个密封件(80,90)与该阻尼垫(70；170)形成整体。
11.根据权利要求9所述的悬挂轴承装置(10)，其中该至少一个密封件(280,290；380,390)与该阻尼垫(270；370)分开。
12.根据权利要求9所述的悬挂轴承装置(10)，其中该至少一个密封件(280,290)和该阻尼垫(270)由两种不同的材料制造且制作成彼此接触。
13.根据权利要求1或2任何一项所述的悬挂轴承装置(10)，其中该下杯体(30)设置有与该上杯体(40)密封接触的两个密封件(80,90；280,290；380,390)。
14.一种机动车辆，配备有根据前述权利要求1至13任何一项所述的悬挂轴承装置(10)。
15.一种制造根据权利要求1至13任何一项的悬挂轴承装置(10)的方法，该方法至少包括下面的步骤：
a)模制该阻尼垫(70；170；270；370)的步骤；以及
b)装配该下杯体(30)与该轴承(20)和该上杯体(40)以形成该悬挂轴承装置(10)的步骤。
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