CN109114110A - 悬架止推轴承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种悬架止推轴承装置，专用于与汽车悬架支柱中的悬架弹簧一起使用，包括轴承，轴承具有相对旋转的上环形部件和下环形部件。下环形部件包括轴向毂和从轴向毂延伸的向外突出的径向凸缘，下部件具有外支撑表面，外支撑表面通过作为中间物的由弹性材料制成的阻尼装置而轴向支撑悬架弹簧的上端部。阻尼装置包括固定于轴向毂的轴向部分和固定于径向凸缘的径向部分。下环形部件的轴向毂包括在轴向毂的轴向下端部轴向开口的多个径向贯通凹部，凹部各自均具有横向壁，横向壁的一部分从毂的外表面扩张。阻尼装置的轴向部分包括从轴向部分径向向内突出的多个销，销各自具有与轴向毂的凹部对应的形状并嵌合在轴向毂的凹部内。

Description

悬架止推轴承装置
技术领域
本发明涉及一种悬架止推轴承装置，特别是麦弗逊型式，即所谓的“麦弗逊式悬架轴承单元”或MSBU(Macpherson Suspension Bearing Unit)。本发明还涉及配备有这种悬架止推轴承装置的机动车辆。本发明的领域是(特别是用于机动车辆的)悬架系统。
背景技术
一般来说，机动车辆悬架系统包括支撑了轮轴和车辆车轮的悬架支柱。悬架止推轴承装置布置在所述悬架支柱的(与车轮和地面相对的)上部，并位于悬架弹簧与附接于车体(/车辆主体)的上支撑块之间。所述装置包括至少一个滚动轴承。悬架止推轴承使得能够在弹簧与车体之间传递轴向力，同时允许在可旋转运动的弹簧与附接于车体的固定支撑块之间产生相对角度运动(angular movement)。
为此，弹簧被设置在所述悬架止推轴承上的弹簧座支撑。更确切地说，悬架止推轴承包括靠置在弹簧的末端线圈上的下支撑表面。所述弹簧支撑表面包括用于支撑轴向力的径向表面。弹簧支撑表面还可以包括用于支撑径向变形并确保弹簧对中的管状轴向表面。
已知提供在轴向上和径向上布置在弹簧与悬架止推轴承的弹簧支撑表面之间的阻尼装置。如在这些文献中所示，所述阻尼装置被附接和/或集成于悬架止推轴承的下表面。阻尼装置由弹性材料制成，诸如橡胶、热塑性弹性体(TPE)、特别是热塑性聚氨酯(TPU)、可熔融加工的弹性体(MPE)或弹性体多孔泡沫。
阻尼装置可以是作为弹簧支撑表面的一部分的通过手组装就位的单独的组成部件。作为另一种选择，阻尼装置可以直接成型于所述弹簧支撑表面。然而，在车辆使用期间由弹簧施加的震动(/冲击)和振动可能使阻尼装置从悬架止推轴承解体(disassembled)。
文献US2010/0014792A1提出了被弹簧座支撑的环形槽，阻尼装置包括嵌合在所述槽内的对应形状。然而，阻尼装置与弹簧座可以彼此相对旋转。阻尼装置材料比弹簧座软，于是可能被磨损。
文献EP 2 152 531 B1公开了阻挡阻尼装置旋转的纵向槽。此外，所述纵向槽包括扩张(的)侧壁，使得防止阻尼装置径向移动。然而，这种槽具有相对复杂的设计。
所述现有技术文献的另一个缺点是阻尼装置的径向端部和轴向端部可能与支撑表面分离。在重载的扭矩、应力和/或载荷的情况下，阻尼装置与支撑表面之间的(特别是通过槽和销来实现的)机械粘附和(特别是通过包覆成型来实现的)化学粘附不够牢固(robust)。阻尼装置可能至少局部地与支撑表面分离，其结果是弹簧的阻尼效率低，在最坏的情况下，在所述阻尼装置与支撑表面之间产生相对旋转。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的悬架止推轴承，其具有(特别是在径向端部和轴向端部处)有优化的固定手段的阻尼装置。
为此，本发明涉及一种悬架止推轴承装置，专用于与汽车(/机动车)(automotive)悬架支柱中的悬架弹簧一起使用。所述悬架止推轴承包括轴承，轴承具有相对旋转的上环形部件和下环形部件。下环形部件包括轴向毂和从所述轴向毂延伸的向外突出的径向凸缘。下环形部件包括外支撑表面，所述外支撑表面通过作为中间物(intermediate)的由弹性材料制成的阻尼装置而轴向(地)支撑悬架弹簧的上端部。阻尼装置包括固定于轴向毂的轴向部分和固定于径向凸缘的径向部分。
根据本发明，下环形部件的轴向毂包括在轴向毂的轴向下端部轴向开口的多个径向贯通凹部，凹部各自具有横向壁，横向壁的一部分从毂的外表面扩张(flaring)。阻尼装置的轴向部分包括从轴向部分径向向内突出的多个销，销各自均具有与轴向毂的凹部对应的形状并嵌合在轴向毂的凹部内。
由于本发明，防止了阻尼装置相对于下部件的任何运动。更确切地说，贯通凹部的侧向壁防止了阻尼装置相对于环形部件旋转。各贯通凹部的横向壁具有扩张形状(flaringshape)以防止销与轴向毂径向分离。所述凹部在下部件的轴向端部处开口，防止了阻尼装置的轴向部分的自由端(部)与下部件分离。
根据本发明的元件的布置，特别是贯通凹部的位置和形状，使得在悬架止推轴承的使用寿命之前(例如在运输期间)和使用寿命期间提供了牢固的(robust)悬架止推轴承。
根据本发明的有利但非强制性的进一步方面，该悬架轴承装置可以包含以下特征中的一个或几个：
-悬架止推轴承包括轴承，所述轴承具有：内圈，其固定于形成了所述装置的上环形部件的上杯；和外圈，其固定于形成了所述装置的下环形部件的下杯；所述下杯设置有对阻尼装置的支撑表面。
-至少一列滚动元件设置在所述内圈与所述外圈之间。
-滚动元件为球。作为另一种选择，滚动元件为滚子或滚针。
-悬架止推轴承为滑动轴承。
-内圈和外圈由冲压的金属片材制成。
-上杯和下杯由硬质塑料材料(/刚性塑料材料)(rigid plastic material)制成。
-上环形部件和/或下环形部件包括刚性加强插入件。
-阻尼装置直接成型于下部件。
-阻尼装置由弹性材料制成，诸如橡胶、热塑性弹性体(TPE)，特别是热塑性聚氨酯(TPU)、可熔融加工的弹性体(MPE)或弹性体多孔泡沫(elastomer cellular foam)。
-轴向毂还包括仅向外开口的多个盲孔，阻尼装置包括多个径向销，所述径向销各自具有与所述盲孔对应的形状并嵌合在所述盲孔内。
-盲孔为径向圆柱形。
-各盲孔均包括在径向上朝向悬架止推轴承装置的内部定向的第一部分，该第一部分的横截面的尺寸大于在相反方向上定向并向阻尼装置开口(/通向阻尼装置)(open todamping device)的第二部分(的横截面的尺寸)。
-轴向毂的盲孔的横截面为燕尾形(dovetail shaped)。
-下环形部件的径向凸缘包括位于所述下环形部件的外径向端部附近的多个轴向贯通孔，阻尼装置包括多个轴向销，所述轴向销各自具有与所述凹部对应的形状并嵌合在所述凹部内。
-轴向贯通孔延伸穿过下环形部件的加强插入件。
-轴向贯通孔各自包括第一部分，所述第一部分在轴向上朝向所述上环形部件定向，并且所述第一部分的横截面的尺寸大于在相反方向上定向并向阻尼装置开口的第二部分(的横截面的尺寸)。
-轴向贯通凹部的横截面为燕尾形。
-轴向毂的径向贯通凹部在周向上均等地间隔开。
-轴向毂的盲孔在周向上均等地间隔开。
-径向凸缘的轴向贯通孔在周向上均等地间隔开。
附图说明
现将结合附图解释本发明，附图作为说明性示例，而不是限制本发明的目的。在附图中：
-图1是根据本发明的第一实施方式的悬架轴承装置的截面半视图，其包括轴承、下杯和上杯；
-图2是所述下杯的立体仰视图；以及
-图3是根据本发明的第二实施方式的悬架轴承装置的截面半视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的悬架止推轴承装置1及其构成元件。装置1具有围绕中心轴线X1旋转的总体形状。装置1安装在位于下轴向侧的螺旋弹簧(未示出)与位于上轴向侧并连接到机动车辆的底架(chassis)的支撑块(未示出)之间。这种悬架止推轴承装置1例如可以用在汽车麦弗逊式支柱组件中。
在下文中，形容词“轴向”和“径向”被相对于环形装置1的中心轴线X1限定。术语“内部”和“外部”也被相对于中心轴线X1限定。装置1的内侧朝向所述轴线X1定向，而装置1的外侧朝向与所述轴线X1相反的方向定向。
悬架止推轴承装置1包括上杯(/上座/上轴承座)(upper cup)3、下杯4和单个滚动轴承5。在本实施方式中，当所述悬架止推轴承装置1未受载(not loaded)时，这三个组成部件3、4和5为绕着与中心轴线X1重合的中心轴线X5的总体(上的)圆形。
上杯3由塑料合成材料制成一体，例如由聚酰胺制成(一体)，可选择的是用玻璃纤维来加强。上杯3具有：上径向部分30；内环形裙部31，其具有相对小的直径并朝向装置1的下轴向侧延伸；和外环形裙部32，其具有相对大的直径并朝向装置1的下轴向侧延伸。
内裙部31限定出装置1用的内孔O31，长型的震动吸收杆(/冲击吸收杆)(未示出)专用于安装在内孔31中。
外裙部32包括钩33，所述钩33可以是在周向上连续的或在周向上非连续的，采取朝向下杯4的轴向突出部的形式。
上杯3专用于固定在汽车车辆底架的支撑块上。
滚动轴承5包括压制的(pressed)金属片材的内圈50、也是压制的金属片材的外圈51、滚动元件(/滚动体)52的列(这里滚动元件为球)和用于在所述滚动元件52之间保持规则的(/等距的)(regular)周向间隔的保持架53。滚动元件52布置在由所述内圈50的圆环部分(toroidal portions)和所述外圈51的圆环部分形成的滚道之间。作为另一种选择(未示出)，可以使用除了球之外的其它滚动元件，诸如为滚子。根据另一种选择，在使用适当的低摩擦材料、涂层或润滑剂的情况下，无需使用滚动元件，而是内圈和外圈可以彼此直接接触。
滚动轴承5整体在径向上位于上杯3的内裙部31与外裙部32之间。内圈50嵌配(/装配/嵌合/配合)(fitted)在上杯3的对应的圆环内部分内。外圈51嵌配到下杯4的圆环外部分上。
图2示出了下杯4，下杯4包括限定出内孔O41(杆在内孔O41中轴向延伸)的轴向毂41。上杯3的内裙部31在下杯4的轴向毂41的所述孔O41内部分地轴向延伸。外杯4还包括从毂41朝向悬架止推轴承装置1的外部延伸的向外径向突出(的)凸缘42。下杯4包括在所述轴向毂41与径向凸缘42之间的弯曲连接部分43。
支撑了滚动轴承5的外圈51的所述圆环外部分设置在下杯4的所述径向凸缘42的上表面上。
下杯4还包括从凸缘42向外径向延伸的外环形肋40。下杯4的肋40与上杯的钩33配合，以确保使上杯与下杯(在之间夹紧滚动轴承5的的情况下)轴向保持在一起。此外，凸缘42、肋40、外裙部32和钩33在外杯3与下杯4之间限定出外迷宫式密封件10。外迷宫式密封件10防止装置1的外部的水、颗粒和污垢进入被限定在所述杯之间的径向空间中。
下杯4还设置有专用于支撑未示出的弹簧的阻尼装置(/减振装置)(dampingdevice)6。
阻尼装置6由弹性材料制成，诸如橡胶热塑性弹性体(TPE)，特别是热塑性聚氨酯(TPU)、可熔融加工的弹性体(MPE)或弹性体多孔泡沫(elastomer cellular foam)。
阻尼装置6包括径向部分60和管状的轴向部分61。
径向部分60包括(紧紧地固定于下杯4的径向凸缘42的下表面的)上表面。在轴向相对侧，径向部分60包括(专用于接纳支承接触(bearing contact)的悬架弹簧的端匝(endturn))的下表面。阻尼装置6的所述径向部分60专用于支撑来自所述悬架弹簧的轴向载荷和震动(/冲击)(shock)。
轴向部分61从阻尼装置6的径向部分60的孔朝向悬架止推轴承单元1的下轴向侧轴向地延伸。所述轴向部分61包括(紧紧地固定于下杯的轴向毂41的外表面的)内表面。在径向相对侧，轴向部分61包括专用于支撑悬架弹簧的轴向运动的外表面。
阻尼装置6的径向部分60和轴向部分61形成一体并覆盖下杯4的轴向毂41、径向凸缘42和弯曲连接部分43的外表面。
根据本发明，下环形杯4的轴向毂41包括多个径向贯通凹部44。
凹部44径向延伸贯穿毂41的整个厚度并在两个径向侧径向地开口。凹部44还在所述轴向毂41的轴向下端部轴向地开口，所述凹部44各自具有横向壁44a，所述横向壁44a的一部分从所述毂41的外表面扩张(flaring)。凹部44还各自限定出侧向壁44b和44c。
阻尼装置6的轴向部分61包括从所述轴向部分61的内表面61a径向向内突出的多个销62。销62各自具有与轴向毂41的所述凹部44对应的形状并嵌合在轴向毂41的所述凹部44内。特别是，销62各自包括与横向壁44a配合的上倾斜表面和与凹部44的侧向壁44b和44c配合的两个侧表面。
贯通凹部44的侧向壁44b、44c阻挡销62的侧壁旋转，使得防止了阻尼装置6相对于环形杯4旋转。各贯通凹部44的横向壁44a的一部分具有扩张形状(/扩口形状)(flaringshape)以阻挡销62的任何径向向外运动。所述凹部44在下部件4的轴向端部处开口(open)，防止阻尼装置6的轴向部分61的自由端部与所述下杯4径向分离。
有利的是，下杯4的贯通凹部44和阻尼装置6的相应的销62在周向上均等地间隔开。作为另一种选择，凹部44和销62可以非均匀地分布。
根据本发明的一个有利的实施方式，轴向毂41还包括仅向外开口的多个盲孔45。盲孔45在毂41的内侧封闭(closed)。阻尼装置6包括多个径向销63，径向销63各自具有与所述盲孔45对应的形状并嵌合在所述盲孔45内。
盲孔45而且(还有)销63具有任何适当的形状，例如可以是径向圆柱形。
作为另一种选择(未示出)，盲孔的横截面为燕尾形。盲孔限定出从毂的外表面扩张的两个横向壁，阻尼装置的所述销包括具有对应形状的上倾斜表面和下倾斜表面。该配合的销与盲孔防止了阻尼装置的径向部分相对于下环形杯的毂发生任何径向向外(的)运动。作为另一种选择，盲孔的横截面可以仅具有一个倾斜的横向壁。
下杯4的盲孔45和阻尼装置6的相应的径向销63在周向上均等地间隔开。作为另一种选择，盲孔45和销63可以非均匀地分布。
根据本发明的另一有利的实施方式，下环形杯4的径向凸缘42包括位于所述下环形杯4的外径向端部附近的多个轴向贯通孔46。孔46沿轴向延伸贯穿凸缘42的整个厚度并在两个径向侧径向地开口。阻尼装置6包括多个轴向销64，轴向销64各自具有与所述孔46对应的形状并嵌合在所述孔46内。
有利的是，所述轴向孔46具有用于防止销64从所述凹部(发生)任何向下轴向分离的形状。与径向盲孔45类似，轴向孔46可以具有燕尾形状。轴向孔46还可以具有第一部分46a，第一部分46a在轴向上朝向上环形杯3定向，并且(第一部分46a的)横截面的尺寸大于在相反方向上定向且开口到(/通向)(open to)阻尼装置6的第二部分46b(的横截面的尺寸)。
有利的是，下杯4的轴向贯通孔46和阻尼装置6的相应的轴向销64在周向上均等地间隔开。作为另一种选择，孔46和销64可以非均匀地分布。
配合的销62、63和64和凹部44、45和46分别确保了阻尼装置相对于下环形杯4而言在任何轴向、径向和旋转方向上的保持。更特别地(/更具体地)，阻尼装置的径向端部和轴向端部牢固地附接于下杯4，从而防止在悬架止推轴承装置1的使用寿命之前和期间(发生)分离。
有利的是，阻尼装置6被直接包覆成型(overmoulded)到下部件4的外表面上。这导致了化学粘附(chemical cling)以增大阻尼装置6与所述下部件4固定的鲁棒性(/牢固性)。
图3示出了本发明的第二实施方式，其中相同的元件具有相同的附图标记，第二实施方式与图1和图2的前述实施方式的区别在于，下杯4包括沿着径向凸缘42的径向加强插入件(/骨架)(radial stiffening insert)7。
径向加强插入件7由诸如为金属或硬质塑料(/刚性塑料)等的刚性材料制成，并支撑由弹簧施加的轴向载荷和震动(/冲击)(shock)。作为另一种选择(未示出)，插入件还可以包括在下杯4的轴向毂41内延伸的轴向部分。
根据本发明的这个实施方式，径向加强插入件7包括多个径向贯通孔71。各孔71与径向凸缘42的相应的轴向贯通孔46在径向上对齐。
阻尼装置6的径向部分60的轴向销64沿轴向延伸穿过所述孔46和孔71。
作为另一种选择(未示出)，悬架止推轴承单元还可以包括在上杯与下杯之间的密封装置。所述密封装置可以设置在(被限定在所述上杯与所述下杯之间的)径向空间的内侧和/或外侧。有利的是，密封装置可以包括(固定于上杯且设置有与下杯滑动接触的唇)的部分。外迷宫式密封件可以由这种密封装置代替。
以上参照附图详细说明了本发明的代表性的非限制性示例。该详细说明仅意在教导本领域技术人员用于实践本教导的优选方面的进一步细节，而不意在限制本发明的范围。此外，以上公开的附加特征和教导中的每一者均可以单独使用或与其它特征和教导结合使用，以提供改进的悬架轴承装置。
此外，上述代表性示例的各个特征以及各独立权利要求和从属权利要求可以以未具体明确列举的方式组合，以便提供本教导的额外有用的实施方式。

Claims (8)

1.一种悬架止推轴承装置(1)，专用于与汽车悬架支柱中的悬架弹簧一起使用，包括轴承，所述轴承具有相对旋转的上环形部件(3)和下环形部件(4)，所述下环形部件(4)包括轴向毂(41)和从所述轴向毂(41)延伸的向外突出的径向凸缘(42)，所述下部件(4)具有外支撑表面，所述外支撑表面通过作为中间物的由弹性材料制成的阻尼装置(6)而轴向支撑悬架弹簧的上端部，所述阻尼装置(6)包括固定于轴向毂(41)的轴向部分(61)和固定于径向凸缘(42)的径向部分(60)，
其特征在于，
-下环形部件(4)的轴向毂(41)包括在所述轴向毂(41)的轴向下端部轴向开口的多个径向贯通凹部(44)，所述凹部(44)各自具有横向壁(44a)，横向壁(44a)的一部分从所述毂(41)的外表面扩张，以及
-阻尼装置(6)的轴向部分(61)包括从所述轴向部分(61)径向向内突出的多个销(62)，销各自具有与轴向毂(41)的所述凹部(44)对应的形状并嵌合在轴向毂(41)的所述凹部(44)内。
2.根据权利要求1所述的悬架止推轴承装置，其特征在于，还包括滚动轴承(5)，所述滚动轴承(5)具有：内圈(50)，其固定于形成了所述装置(1)的上环形部件的上杯(3)；外圈(51)，其固定于形成了所述装置(1)的下环形部件的下杯(4)；和至少一列滚动元件(52)，其位于所述内圈(50)与所述外圈(51)之间，所述下杯(4)设置有对阻尼装置(6)的支撑表面。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的悬架止推轴承装置，其特征在于，阻尼装置(6)直接成型在所述下部件(4)上。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的悬架止推轴承装置，其特征在于，轴向毂(41)还包括仅向外开口的多个盲孔(45)，阻尼装置(6)包括多个径向销(63)，所述径向销(63)各自具有与所述盲孔(45)对应的形状并嵌合在所述盲孔(45)内。
5.根据权利要求4所述的悬架止推轴承装置，其特征在于，轴向毂(41)的盲孔(45)的横截面为燕尾形。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的悬架止推轴承装置，其特征在于，下环形部件(4)的径向凸缘(42)包括位于所述下环形部件(4)的外径向端部附近的多个轴向贯通孔(46)，阻尼装置(6)包括多个轴向销(64)，所述轴向销(64)各自具有与所述凹部(46)对应的形状并嵌合在所述凹部(46)内。
7.根据权利要求6所述的悬架止推轴承装置，其特征在于，下环形部件(4)包括刚性加强插入件(7)，阻尼装置(6)的轴向销(64)轴向延伸穿过所述插入件(7)的孔(70)和所述下环形部件(4)的孔(46)。
8.根据权利要求6或7所述的悬架止推轴承装置，其特征在于，下部件(4)的轴向贯通孔(46)各自包括第一部分(46a)，所述第一部分(46a)在轴向上朝向所述上环形部件(3)定向，并且所述第一部分(46a)的横截面的尺寸大于在相反方向上定向并向阻尼装置(6)开口的第二部分(46b)。
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