CN107013561A - 悬架止推轴承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在机动车悬架支柱中与悬架弹簧一起使用的悬架止推轴承(1)。所述悬架止推轴承(1)包括：轴承(5)，其具有相对于彼此旋转的环形的上部(3)和环形的下部(4)；下支撑表面(83)，其由所述下部(4)构成，所述下部(4)通过作为中间物的由弹性材料制成的阻尼装置(8)轴向地支撑悬架弹簧(2)的上端。阻尼装置(8)的弹性材料在其预成型状态时借助气体熔化。在成型之后，阻尼装置(8)的熔融材料包括外皮层(85)和内泡沫体(84)，所述外皮层(85)的密度严格大于所述内泡沫体(84)的密度。

Description

悬架止推轴承装置
技术领域
本发明涉及悬架止推轴承领域，特别是麦弗逊(MacPherson)型悬架止推轴承。这种悬架止推轴承装配在悬架支柱(suspension strut)上用于机动交通工具。
背景技术
通常来说，机动交通工具的悬架系统包括支撑车轴和交通工具轮子的悬架支柱。悬架止推轴承被设置在所述悬架支柱的上部，与轮子和地面相对，并在悬架弹簧和附着到交通工具的主体上的上部支撑块之间。
悬架止推轴承包含至少一个滚动轴承。
悬架止推轴承使得轴向力能够在弹簧和交通工具的主体之间传递，与此同时，允许在(旋转运动的)弹簧和(附着到主体上的)固定支撑块之间发生相对的角运动。
为此，弹簧由设置在所述悬架止推轴承上的弹簧座支撑。更准确地说，悬架止推轴承包括位于弹簧的末端线圈处的下支撑表面。所述弹簧支撑表面包括径向表面，以支持轴向力。弹簧支撑表面还可以包括管状轴向表面，以支持径向变形和确保弹簧置于中心位置。
从US 2010/0014792 A1和EP 2 152 531 B1已知，这些文献中提出了沿轴向和径向设置在悬架止推轴承的弹簧和弹簧支撑表面之间的阻尼装置。如这些文献所示，所述阻尼装置附着到悬架止推轴承的下表面。阻尼装置由弹性材料制成，例如热塑性弹性体(TPE)、可熔融加工弹性体(MPE)或热塑性聚氨酯(TPU)。
然而，必须在材料的机械性能中找到一个折衷的办法。实际上，所述阻尼装置必须具有足够的刚性以支撑轴向载荷，并且必须足够柔软以衰减弹簧的振动。但使用标准材料并不能兼顾这两个目标。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有改进的阻尼装置的悬架止推轴承，所述阻尼装置就载荷支撑和阻尼功能两者而言具有优化的性能。
本发明的另一个目的是提供一种制造此类悬架止推轴承的便捷且经济的制造工艺。
为此，本发明涉及一种用于在机动车悬架支柱中与悬架弹簧一起使用的悬架止推轴承。该悬架止推轴承包括具有相对于彼此旋转的环形的上部和环形的下部的轴承。环形的下部包括下支撑表面，该下部通过作为中间物的由弹性材料制成的阻尼装置轴向地支撑悬架弹簧的上端。
根据本发明，阻尼装置的弹性材料在其预成型状态时借助气体熔化。在成型(molded)后，阻尼装置的熔融材料包括外皮层(outer skinny layer)和内泡沫体(innerfoam body)，所述外皮层的密度严格大于内泡沫体的密度。
由于本发明，阻尼材料的外表面具有较高的密度，于是具有足够的刚性以支撑由弹簧线圈直接施加的载荷。该载荷在环形阻尼装置的支撑表面上的分布也更加均匀。
另一方面，阻尼弹性材料的内泡沫体具有较低的密度，于是足够柔软以确保优化的振动阻尼。
没有妥协阻尼装置材料在载荷支撑与振动衰减之间以哪个为特征。两个功能均以优化的方式实现。
根据本发明其他有利但非强制性的方面，此类悬架止推轴承可以包括以下特征中的一个或多个：
-悬架止推轴承包括具有内圈和外圈的轴承，所述内圈固定到上盖以便形成悬架止推轴承的环形的上部，所述外圈固定到下盖以便形成悬架止推轴承的环形的下部。
-内圈和外圈由冲压的金属片制成。
-上盖和下盖由刚性塑性材料制成。
-上盖和/或下盖可以包括加强骨架(stiffening insert)。
-所述轴承包括滚动轴承，内圈和外圈在其之间限定了环形的滚动室(rollingchamber)并且至少一列滚动体被设置在所述滚动室内。
-滚动体为滚珠。
-下部包括轴向轮毂和从所述轮毂延伸出的、向外突出的径向凸缘。
-阻尼装置由所述轮毂的外圆柱表面构成，以便支撑来自悬架弹簧的径向载荷。
-阻尼装置由向外突出的径向凸缘的下径向表面构成，以便支撑来自悬架弹簧的轴向载荷。
-外皮层的密度在1到1.5之间，优选等于1.1。
-内泡沫体的密度在0.4到1之间，优选等于0.8。
-阻尼装置的弹性材料在其预成型状态时借助在热处理时可伸缩的材料熔化。
-可伸缩的材料由多个球体组成，其中每个球体都包括壳体和封装在所述壳体内的气体，气体内部压力在热处理时增加，从而所述壳体随后塑性变形。
-阻尼装置的弹性材料在其预成型状态时直接借助注入气体熔化。
-气体可以是丁烷或辛烷。
-阻尼装置在下部直接成型。
-阻尼装置由弹性材料制成，例如橡胶、热塑性弹性体(TPE)、特别是热塑性聚氨酯(TPU)、可熔融加工弹性体(MPE)或多孔聚氨酯。
附图说明
根据附图进一步解释本发明，作为一个说明性示例，并不限制本发明的对象。在附图中：
-图1是悬架止推轴承的截面图；并且
-图2是形成根据本发明的阻尼装置的材料的微观截面图。
具体实施方式
具有中心轴线X1的悬架止推轴承1安装在螺旋弹簧2和支撑块(未显示)之间，所述支撑块连接到机动交通工具的底盘(chassis)。此类悬架止推轴承1可以用在例如机动车的麦弗逊支柱组件中。
以下，形容词“轴向”和“径向”均是相对于环形的止推轴承1的中心轴线X1定义的。
悬架止推轴承1包括上盖3、下盖4和单个滚动轴承5。当悬架止推轴承1没有载荷时，这三个部件3、4和5关于与中心轴线X1重合的中心轴线X5而言整体是圆形的(globallycircular shape)。
上盖3由通过塑料合成材料(例如聚酰胺)制成的单件式部件组成，作为一种可选方案，上盖3通过玻璃纤维加强。上盖3具有：上径向部分30；环形的内裙部31，其具有相对较小的直径并且朝向悬架止推轴承1的下侧延伸；和环形的外裙部32，其具有相对较大的直径并且朝向悬架止推轴承1的下侧延伸。
内裙部31为悬架止推装置1定义了内部孔33，在该内部孔33中安装有长形的减震器杆(未显示)。
外裙部32包括钩部(hook)34，该钩部34在圆周方向上可以是连续或不连续的，其采取指向悬架止推轴承1内侧轴向突出的形状。
上盖3专门用于固定到机动交通工具底盘的支撑块。
滚动轴承5包括：压制的金属板内滚道50；同样由压制的金属板制成的外滚道51；一列滚动体52(本发明中为滚珠)；以及，用于在滚动体52之间保持规则圆周间隔的保持架53。滚动体52设置在由内滚道50和外滚道51的环形部分所形成的滚道之间。
作为一种未显示的替代方案，不需要使用滚动体，而是使内滚道和外滚道借助于合适的低摩擦材料、涂层或润滑剂彼此直接接触。
滚动轴承5一体地径向位于上盖3的内裙部31和外裙部32之间。内滚道50固定在上盖3的环形内侧部分35以内。
外滚道51固定在下盖4的环形外侧部分40上。
所述下盖4包括轮毂41，该轮毂41定义了内部孔42，在该内部孔42中上盖3的内裙部31轴向延伸。下盖4还包括向外突出的径向凸缘43，该径向凸缘43从轮毂41朝向悬架止推轴承1的外部延伸。
在所述径向凸缘43的上表面处设置有环形外侧部分40，该环形外侧部分40支撑滚动轴承5的外滚道51。
下盖4包括径向凸起44，以便与上盖3的钩部34相配合，从而确保轴向保持上盖3与下盖4，在该上盖3与下盖4之间能够夹紧滚动轴承5。
根据实施例，下盖4还包括由弹性材料制成的阻尼装置(damping device)8。
阻尼装置8由弹性材料，例如橡胶、热塑性弹性体(TPE)、特别是热塑性聚氨酯(TPU)、可熔融加工弹性体(MPE)或多孔聚氨酯制成。
阻尼装置8包括径向部分80和管状轴向部分81。径向部分80包括上侧82，该上侧82紧紧固定到下部4的径向凸缘43的下侧。径向部分80包括下径向侧83，该下径向侧83用于接收与轴承接触的悬架弹簧2的端匝(end turn)。
阻尼装置8的所述径向部分80支撑来自悬架弹簧2的轴向载荷和冲击。
管状轴向部分81从径向部分80朝向悬架止推轴承1的下侧轴向延伸。所述管状轴向部分81紧紧固定到下盖4的轮毂41的外圆柱表面。
阻尼装置8的所述管状轴向部分81支撑来自悬架弹簧2的径向载荷和冲击。
根据本发明，阻尼装置8的弹性材料包括外皮层85和内泡沫体84，所述外皮层85的密度严格大于内泡沫体84的密度。
为了清楚起见，在外皮层85和内泡沫体84间的过渡在图1中通过虚线示意性地显示。图2中的显微照片显示在所述外皮层85和内泡沫体84之间的视觉差异。
外皮层85的密度在1到1.5之间，优选等于1.1。内泡沫体的密度在0.4到1之间，优选等于0.8。
由于本发明，悬架弹簧2与阻尼装置8的外皮层85接触，即悬架弹簧2由阻尼装置8的较高密度的部分支撑。所施加的径向和/或轴向的载荷均匀分布在阻尼装置上。
阻尼装置的内泡沫体84比外层柔软，于是能够有效地衰减振动和冲击。
为了获得具有不同密相(density phase)的弹性材料，阻尼装置8的弹性材料在其预成型状态时借助气体(例如丁烷或辛烷)熔化。随后，熔融材料直接成型或不直接成型以便形成阻尼装置8。
在成型过程中，注入气体在阻尼装置材料内产生空腔。这种多孔介质具有低密度。
此外，给予阻尼装置8形状的成型工具也对材料密度产生影响。在靠近所述成型工具的区域中产生较少的空腔。于是材料在其外围处具有较少孔隙，并且该外围处的密度高于内侧主体的密度。具有较高密度的部分位于具有较低密度的部分的外侧，这两部分分别定义了外皮层和内泡沫体。
根据一个实施例，阻尼装置8的弹性材料在其预成型状态时借助在热处理时可伸缩的材料熔化。
可伸缩的材料由多个球体组成，其中每个球体都包括壳体和封装在壳体内的气体。当熔融材料被成型时，气体内部压力在热处理时增加，从而所述壳体随后塑性变形。
根据另一个实施例，阻尼装置的弹性材料在其预成型状态时直接借助注入气体熔化。所述气体就在被注射用于成型阻尼装置8之前被注入热材料。
有利地，直接或间接地由可伸缩的材料注入的气体的量可以被调节，以便精确地限定所述泡沫体84的密度。
有利地，成型工具的温度可以被调节，以便精确地限定外皮层85的密度。更精确地，成型工具可以在成型过程中冷却，以便增加阻尼装置8外周处的密度。
内密封装置6设置在下盖4的径向部分43的内部边缘与上盖3的内裙部31之间。外密封装置7设置在下盖4的径向部分43的外部边缘与上盖3的外裙部32之间。

Claims (9)

1.一种用于在机动车悬架支柱中与悬架弹簧一起使用的悬架止推轴承(1)，包括：
-轴承(5)，所述轴承(5)具有相对于彼此旋转的环形的上部(3)和环形的下部(4)；
-下支撑表面(83)，所述下支撑表面(83)由所述下部(4)构成，所述下部(4)通过作为中间物的由弹性材料制成的阻尼装置(8)轴向地支撑悬架弹簧(2)的上端；
其特征在于，
所述阻尼装置(8)的弹性材料在其预成型状态时借助气体熔化，并且在成型后，所述阻尼装置(8)的熔融材料包括外皮层(85)和内泡沫体(84)，所述外皮层(85)的密度严格大于所述内泡沫体(84)的密度。
2.如权利要求1所述的悬架止推轴承，其特征在于，所述外皮层(85)的密度在1到1.5之间。
3.如前述权利要求中任一项所述的悬架止推轴承，其特征在于，所述内泡沫体(84)的密度在0.4到1之间。
4.如前述权利要求中任一项所述的悬架止推轴承，其特征在于，所述下部(4)包括轴向轮毂(41)和从所述轮毂(41)延伸出的、向外突出的径向凸缘(43)。
5.如权利要求4所述的悬架止推轴承，其特征在于，阻尼装置(8、81)由所述轮毂(41)的外圆柱表面构成，以便支撑来自所述悬架弹簧(2)的径向载荷。
6.如权利要求4或5所述的悬架止推轴承，其特征在于，阻尼装置(8、80)由所述向外突出的径向凸缘(43)的下径向表面构成，以便支撑来自所述悬架弹簧(2)的轴向载荷。
7.如前述权利要求中任一项所述的悬架止推轴承，其特征在于，所述阻尼装置(8)的弹性材料在其预成型状态时借助在热处理时可伸缩的材料熔化。
8.如权利要求7所述的悬架止推轴承，其特征在于，所述可伸缩的材料包括多个球体，其中每个球体都包括壳体和封装在所述壳体内的气体，所述气体内部压力在热处理时增加，从而所述壳体随后塑性变形。
9.如前述权利要求中任一项所述的悬架止推轴承，其特征在于，所述阻尼装置(8)的弹性材料在其预成型状态时直接借助注入气体熔化。
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