CN109790893A - 轴支承 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴支承(10),包括内侧主体(16)、隔开一定距离地围绕所述内侧主体(16)的外侧主体(12)以及将内侧主体(16)和外侧主体(12)弹性地彼此连接的弹性体主体(20)。本发明的特征在于弹性体主体(20)具有阻尼装置(28)。
Description
技术领域
本发明涉及轴支承,该轴支承包括内侧主体、间隔一定距离地包围内侧主体的外侧主体及将内侧主体和外侧主体弹性相连的弹性体主体。
背景技术
上述引言所述类型的轴支承用于安装机动车的万向轴。轴支承用于在行驶期间将万向轴精确地保持在适当位置,并用于在起动和制动时补偿轴向位移。此外,轴支承隔离噪音并阻尼万向轴的共振频率和摆动运动。
为此目的,轴支承经由内侧主体联接到万向轴上,使得万向轴的振动被输入到轴支承中。因此,弹性主体开始振动并阻尼和/或隔离输入到轴支承的振动。轴支承通过外侧主体被固定在机动车部件上,特别是固定在机动车车身上。
EP2690305B1公开了一种轴支承,其具有外侧主体和相对于外侧主体同心设置的内侧主体,其中外侧主体和内侧主体通过环状弹性弹簧构件彼此连接。
此外,DE10126016A1公开了一种轴支承,其具有滚动轴承,该滚动轴承具有外侧主体,该外侧主体通过保持环隔开一定径向距离地自外圆周侧被包围,其中在轴向和径向上弹性屈服的至少一个弹簧体设置在由该距离形成的间隙中。该外侧主体以相对于振动阻尼器不可旋转的方式连接到振动阻尼器。
一旦弹性体主体以在相关方向上包含较大惯性运动的柔性本征形式振荡,轴支承的动态刚度就会显著增加。这种增加的刚度可能会对轴支承在高频范围内的去耦功能产生负面影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有改善的刚度的轴支承。
为了实现该目的,提出了一种具有权利要求1的特征的轴支承。
该轴支承的有利实施例是从属权利要求的主题。
根据本发明的第一方面,轴支承包括内侧主体,隔开一定距离地围绕内侧主体的外侧主体,以及将内侧主体和外侧主体弹性地彼此连接的弹性体主体,其中弹性体主体具有阻尼装置。
如果弹性体主体被激励振动,则阻尼装置用作阻尼器并减小弹性体主体中的惯性运动,而阻尼装置强烈振动。因此,可以减小轴支承在目标频率范围(其对应于阻尼装置的共振频率)内的刚度特别是动态刚度。因此,即使在高频范围内,轴支承也具有足够的去耦功能。此外,阻尼装置的质量和频率可以通过有限元方法容易地调整入轴支承的弹性体主体的有问题的范围。此外,给定大质量的阻尼装置,动态刚度可以被有针对性地降低到小于期望频率范围内的自然频率,从而产生近似“浴盆形状”的动态刚度曲线。轴支承也可以称为万向轴支承。
内侧主体可以是滚动轴承的可旋转地支撑万向轴的内环或外环。构造为内环的内侧主体优选通过硫化一体形成入弹性体主体。弹性体主体可以通过内环固定到滚动轴承上,该滚动轴承可旋转地支撑万向轴。在这种情况下,内环在滚动轴承上产生均匀的表面压力,从而可将来自滚动轴承的力均匀地传递到轴支承。如果内侧主体是滚动轴承的外环,则弹性体主体优选通过材料配合连接被结合到内侧主体。
外侧主体可以是支承座的外环。轴支承通过支承支撑件被附接在机动车部件上。构造为外环的外侧主体优选通过硫化一体形成入弹性体主体。弹性体主体可以通过外环被固定到支承支撑件上。如果外侧主体是支承支撑件,则弹性体主体优选以摩擦配合方式固定到支承支撑件上。为此目的,弹性体主体可以通过紧固环被固定到支承支撑件上。
在有利的实施例中,阻尼装置被构造为单质量振动器。结果,阻尼装置充当弹性体主体上的附加质量,并且当弹性体主体振动时,减小其惯性运动,同时单质量振动器强烈振动。
在有利的实施例中,阻尼装置材料配合地连接到弹性体主体。结果,阻尼装置的安装几乎是无需额外增加成本的,因为阻尼装置的优选材料在产品最终售价中的比例非常低。优选地,阻尼装置以材料均匀和一体形成地连接到弹性体主体。
在有利的实施例中,弹性体主体具有至少一个环绕的皱褶,其中阻尼装置被连接到至少一个皱褶。至少一个皱褶能够阻尼内侧主体相对于外侧主体的轴向和/或径向偏移。此外,皱褶容易变形,因此形成能阻尼拉伸或压缩应力的弹簧构件的膨胀或挤压区域。至少一个皱褶可以以旋转对称或非旋转对称的方式构造。此外,弹性体主体可以具有两个皱褶,其优选地形成周向延伸腔。此外,缓冲止挡件可以设置在该腔中。通过该缓冲止挡件,滚动轴承可以弹性支撑在支承支撑件上。如果弹性体主体具有两个皱褶,则每个皱褶均可具有阻尼装置。而且可以只有一个皱褶具有阻尼装置。
在有利的实施例中,阻尼装置连接到弹性体主体上,使得前者设置在存在于弹性体中的力传递路径之外。特别地,阻尼装置平行于力传递路径设置。因为阻尼装置位于力传递路径之外,所以被激励振动的弹性体主体通过阻尼装置的振动而平静下来。存在于弹性体主体中的力传递路径从内侧主体经由弹性体主体特别是至少一个皱褶延伸到外侧主体。优选地,阻尼装置连接到皱褶,使得前者设置在存在于皱褶中的力传递路径之外。
在有利的实施例中,阻尼装置由弹性体形成。因为阻尼装置由与弹性体主体相同的材料制成,阻尼装置的制造可以几乎是无需额外增加成本的,因为它在弹性体主体中的材料占比低。此外,阻尼装置可以由金属或塑料形成。
在有利的实施例中,阻尼装置具有连接到弹性体主体的环形结构。特别地,环形结构构成封闭的环形结构。环形结构优选地连接到皱褶,其中环形结构的中心轴线相对于轴支承的中心轴线同心地延伸。
在有利的实施例中,阻尼装置具有连接到弹性体主体的突片。突片可以以不同方式被调整,以便可以阻尼不同的频率或方向。如果以调谐组的方式来调整,其对应于步进式增加,则阻尼器的频带宽度可以通过多个突片来增大。有利地,突片从弹性体主体突出,特别是垂直地突出。优选地,突片以彼此等距的间隔设置在弹性体主体上。
在有利的实施例中,弹性体主体具有至少两个径向接板,其中阻尼装置连接到径向接板。有利地,至少一个突片连接到每个径向接板。径向接板将径向内部弹性体部分与径向外部弹性体部分连接。
在有利的实施例中,至少一个质量构件嵌入阻尼装置中。由于质量构件的嵌入,也可称为插入件,阻尼装置的有效质量可以显著提高,而不会不成比例地增加生产成本。质量构件可以由塑料或金属制成。质量构件可以被构造为环。优选地,形成为环的质量构件用在被构造为环形结构的阻尼装置中。如果阻尼装置由从弹性体主体突出的多个突片形成,则至少一个质量构件可以嵌入每个突片中,或者例如仅嵌入每个第二突片中或仅嵌入单个突片中。
在有利的实施例中,弹性体主体材料配合地连接和/或摩擦配合地连接到内侧主体和/或外侧主体。因此,弹性体主体可以压入内侧主体和外侧主体之间形成的间隙中。此外,弹性体主体可以通过材料配合连接径向地结合到内侧主体的外侧并且径向地结合到外侧主体的内侧,特别是通过硫化附接。内套筒和/或外套筒可进一步通过硫化整合到弹性体主体中。在材料配合连接的情况下,内套管和/或外套管优选地设置有由弹性体主体的弹性体透过的多个开口。
附图说明
下面参考附图中示意性示出的实施例解释轴支承和其它特征和优点。在附图中:
图1示出了根据第一实施例的轴支承的一部分的透视图;
图2示出了根据第一实施例的具有图1所示的阻尼装置的弹性体主体的横截面透视图;
图3示出了图2中所示横截面的前视图;
图4示出了根据第二实施例的具有阻尼装置的弹性体主体的横截面;
图5示出了根据第三实施例的具有阻尼装置的弹性体主体的透视图;
图6示出了传统轴支承,具有根据第一实施例的阻尼装置的轴支承和具有根据第二实施例的阻尼装置的轴支承的频率上的动态刚度曲线的图形表示;
图7示出了根据第二实施例的轴支承的一部分的透视图;
图8示出了根据第三实施例的轴支承的一部分的透视图;
图9是根据第四实施例的轴支承的前视图。
具体实施方式
图1示出了根据第一实施例的轴支承10,其用于支撑机动车的万向轴(未示出)。
轴支承10具有形成容纳开口14的外侧主体12,构造为内环的内侧主体16被插入到容纳开口14中。外侧主体12和内侧主体16形成环形间隙18,弹性体主体20插入环形间隙18中。在这种情况下,弹性体主体20将内侧主体16弹性地连接到外侧主体12,使得内侧主体16能够相对于外侧主体12移动。
轴支承10还具有支承支撑件22,该支承支撑件22包围外侧主体12的外周侧。轴支承10经由支承支撑件22附接到未示出的机动车部件,尤其是机动车车身。轴支承10还具有围绕未示出的万向轴的滚动轴承24。特别地,弹性体主体20经由内侧主体16支撑在滚动轴承24上。
特别是从图2和图3中可以看出,弹性体主体20具有连接到内侧主体16的径向内部26和连接到外侧主体12的径向外部28,其中两个部分26、28通过皱褶30彼此连接。内侧主体16和外侧主体12都嵌入弹性体主体20中,特别是通过硫化一体形成入弹性体主体20。
弹性体主体20还具有阻尼装置32,该阻尼装置材料配合地连接到皱褶30,特别是材料均匀且一体地连接。根据图2和图3,阻尼装置32形成为环形结构34,并且在这种情况下,用作单质量振动器。
在行驶期间作用在万向轴上的振动由内侧主体16传递到弹性体主体20上,其中皱褶26开始振动。因为阻尼装置28在力传递路径之外地设置在弹性体主体20上,所以阻尼装置28强烈地共振并因此减少了皱褶26中的惯性运动。结果,轴支承10在目标频率范围内的刚度可以被显著地降低,从而可以解决去耦功能降低的问题。因此,轴支承10即使在高频范围内也具有足够的去耦功能。此外,阻尼装置32的质量和频率可以通过有限元方法容易地调整到轴支承10的弹性体主体20的有问题范围。此外,给定大质量的阻尼装置32,动态刚度可以有针对性地降低到小于期望频率范围内的自然频率,从而产生近似“浴缸形状”的动态刚度曲线。
阻尼装置32的第二实施例在图4中示出,其与第一实施例的不同之处在于质量构件36嵌入在阻尼装置32中。质量构件36形成为环38,并且可以由金属或塑料制成。借助于质量构件36可以显著增加阻尼装置28的有效质量,而不会由此不成比例地增加制造成本。
图5中示出了阻尼装置28的第三实施例,其与其它两个实施例的不同之处在于,阻尼装置28具有突片40,突片40从弹性体主体20大致垂直地突出并且彼此等距地设置。突片40可以以不同的方式调整,从而可以阻尼不同的频率或方向。假设以调谐组的方式来调整,其对应于步进式增加,这可以增大阻尼器32的频带宽度。另外,质量构件40可以嵌入每个突片40中以增加作用效果。
图6示出了动态刚度相对于频率的曲线的图形表示,特别是在920赫兹(Hz)的高频范围内。标记为K1的曲线示出了在没有扭转装置32的传统轴支承中的情况。标记为K2的曲线示出了根据第一实施例的具有扭转装置32的轴支承10中的情况。标记为K3的曲线示出了根据第二实施例的具有扭转装置32的轴支承10中的情况。从图示中可以明显看出,与没有扭转装置的传统轴支承相比,具有扭转装置32的轴支承10在高频范围内特别是在920Hz处具有较低的动态刚度,因为阻尼装置32减小弹性体主体20的惯性运动。
下面将描述轴支承10的其它实施例,其中在它们的描述中,先前已经使用的附图标记将用于相同或功能相同的部件。
图7示出了轴支承19的第二实施例,其与第一实施例的不同之处在于弹性体主体20和外侧主体12的构造,以及弹性体主体20与外侧主体12的连接。
在图7所示的实施例中,外侧主体12形成支承支撑件22并且构造为两件式部件。支承支撑件22具有第一支承支撑壳48和第二支承支撑壳50。
图7中所示的弹性体主体20具有两个皱褶42a、42b,它们与外侧主体12一起形成腔44。阻尼装置32(其被构造为环形结构34)连接到每个皱褶42a,42b。此外,弹性体主体20具有突入腔44中的沿周向延伸的缓冲止挡件46。缓冲止挡件46限制内侧主体16和滚动轴承24朝向支承支撑件22的径向偏移。每个皱褶42a、42b以摩擦配合的方式固定到支承支撑件22。为此,皱褶42a、42b中的每一个在其端部处具有带有加强芯的加强筋部分43,所述加强芯被置入支承支撑件22的相应凹陷45中。
图8示出了轴支承10的第三实施例,其与第一实施例的不同之处在于外侧主体12和弹性体20的构造,以及弹性体20与外侧主体12的连接。
在图8所示的实施例中,外侧主体12构造为支承支撑件22并且具有用于附接到未示出的机动车部件的支撑臂52。
在图8所示的实施例中,弹性体主体20构造成近似U形并且摩擦配合地固定到支承支撑件22。为此目的,径向外部28在其端部具有紧固部分54,弹性体主体20通过该紧固部分54固定到支承支撑件22。该紧固部分54包括:沿外周延伸的凹陷56,其中从支承支撑件22突出的突起60被置入其中;以及凸缘部分58,其构造为沿径向突出并且抵靠支承支撑件22的端面64的腿62。为了防止弹性体主体20被拉出环形间隙18,固定环66被夹紧在固定部分54上。
此外,径向外部28具有两个径向向内突出的唇缘68,其限制内侧主体16和滚动轴承24的径向偏移。
图9示出了轴支承10的第四实施例,其与第一实施例的不同之处在于弹性体主体20的构造。
在图9所示的弹性体主体20中,径向内部和外部26,28通过径向接板70相互连接。限制内侧主体16朝向支承支撑件22的径向偏移的止挡件72被设置在多个径向接板70之间。每个径向接板70设置有构造为突片40的阻尼装置32。
附图标记列表
10 轴支承
12 外侧主体
14 容纳开口
16 内侧主体
18 环形间隙
20 弹性体主体
22 支承支撑件
24 滚动轴承
26 径向内部
28 径向外部
30 皱褶
32 阻尼装置
34 环形结构
36 质量构件
38 环
40 突片
42a 皱褶
42b 皱褶
43 加强筋部分
44 腔
45 凹陷
46 缓冲止挡件
48 第一支承支撑壳
50 第二支承支撑壳
52 支撑臂
54 紧固部分
56 凹陷
58 凸缘部分
60 突起
62 腿
64 端面
66 固定环
68 唇缘
70 径向接板
72 止挡件
K1 传统轴支承的动态刚度曲线
K2 根据第一实施例的具有扭转装置的轴支承的动态刚度的曲线
K3 根据第二实施例的具有扭转装置的轴支承的动态刚度的曲线
Claims (10)
1.一种轴支承(10),包括内侧主体(16)、隔开一定距离地围绕所述内侧主体(16)的外侧主体(12)及将所述内侧主体(16)和外侧主体(12)相互弹性连接的弹性体主体(20),其特征在于,所述弹性体主体(20)具有阻尼装置(32)。
2.根据权利要求1所述的轴支承,其特征在于,所述阻尼装置(32)被构造为单质量振动器。
3.根据权利要求1或2所述的轴支承,其特征在于,所述阻尼装置(32)材料配合地连接到所述弹性体主体(20)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轴支承,其特征在于,所述弹性体主体(20)具有至少一个环绕的皱褶(30,42a,42b),其中所述阻尼装置(32)连接到所述至少一个皱褶(30,42a,42b)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轴支承,其特征在于,所述阻尼装置(32)连接到所述弹性体主体(20),从而所述阻尼装置(32)设置在出现于所述弹性体主体(20)中的力传递路径之外。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轴支承,其特征在于,所述阻尼装置(32)由弹性体形成。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轴支承,其特征在于,所述阻尼装置(32)具有连接到所述弹性体主体(20)的环形结构(34)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的轴支承,其特征在于,所述阻尼装置(32)具有连接到所述弹性体主体(20)的多个突片(40)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轴支承,其特征在于,至少一个质量构件(36)嵌入所述阻尼装置(32)中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的轴支承,其特征在于,该弹性体主体(20)材料配合地连接和/或摩擦配合地连接到所述内侧主体(16)和/或所述外侧主体(12)。
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