CN111306186B - 悬架推力轴承装置以及配备有这种装置的悬架支柱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种与车辆的汽车悬架支柱中的悬架弹簧(3)一起使用的悬架推力轴承装置(10)。该装置包括具有相对旋转的上环形轴承构件(20、42)和下环形轴承构件(30、41)的轴承(20、30、40)以及由弹性材料制成且介于下环形轴承构件(30、41)和悬架弹簧(3)之间的阻尼元件(70)。阻尼元件(70)包括至少一个偏转凸缘(73)，以减少水和其他污染物进入上环形轴承构件和下环形轴承构件之间。阻尼元件(70)设置有轴向朝向悬架弹簧(3)开口的环形凹槽(74)，所述环形凹槽(74)在内侧径向限定弹簧支撑表面(75)，并且在外侧限定所述偏转凸缘(73)。

Description

悬架推力轴承装置以及配备有这种装置的悬架支柱
技术领域
本发明涉及一种悬架推力轴承装置，特别是MacPherson型的悬架推力轴承装置(“MacPherson悬架轴承单元”或MSBU)。本发明还涉及一种用于机动车辆的支柱，其包括阻尼器和这种悬架推力轴承装置。本发明的领域是悬架系统，特别是机动车辆悬架系统。
背景技术
机动车辆悬架系统以已知的方式包括支撑轴和车轮的悬架支柱。悬架推力轴承装置设置在所述悬架支柱的与车轮和地面相对的上部中，并且在悬架弹簧和附接到车辆底盘的上支撑块之间。
悬架推力轴承装置包括至少一个轴承，例如滚动轴承，其包括绕主轴线相对旋转的上环形轴承构件和下环形轴承构件。
悬架推力轴承装置使得能够在弹簧和车辆的车身之间传递轴向力，并且同时允许旋转运动的弹簧和附接到车身的固定支撑块之间的相对角运动。
悬架推力轴承装置的阻尼功能可以通过使用由弹性材料制成并安装在下杯和悬架弹簧之间的阻尼元件得到改善。
这种悬架推力轴承装置特别是MSBU型的悬架推力轴承装置需要在恶劣的环境中使用。例如，车辆可能会在水淹、多尘或泥泞的道路上行驶，然后用高压节流口清洗。在这些条件下，水或其他污染颗粒可能会进入支柱，特别是进入轴承，从而对其使用寿命和相应性能产生有害影响。
在这方面，从文献US2008/0031562A1已知提供一种从阻尼元件基本径向延伸的偏转凸缘，所述凸缘设计成形成导流器，以减少水和其他污染物进入悬架推力轴承装置的内部。
然而，悬架弹簧在阻尼元件上的轴向载荷可能引起所述元件的轴向和径向变形。更特别地，已经观察到偏转凸缘向上朝向上杯运动。这种不希望的凸缘位移会导致与上杯接触，进而增加悬架推力轴承装置扭矩并且对装置性能产生负面影响。偏转凸缘和上杯可能会磨损并且使用寿命会缩短。它还会导致产生须加以禁止的额外噪音。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种增强的悬架推力轴承装置来克服这些缺点。期望提供一种这样的悬架推力轴承装置，其相对便宜、具有良好的操作可靠性并且具有延长的使用寿命。
为此，本发明涉及一种与车辆的汽车悬架支柱中的悬架弹簧一起使用的悬架推力轴承装置。该悬架推力轴承装置包括具有相对旋转的上环形轴承构件和下环形轴承构件的轴承。悬架推力轴承装置还包括由弹性材料制成且介于下环形轴承构件和悬架弹簧之间的阻尼元件。该阻尼元件包括至少一个偏转凸缘，其向外并基本径向延伸，以减少水和其他污染物进入上环形轴承构件和下环形轴承构件之间。
根据本发明，阻尼元件设置有轴向朝向悬架弹簧开口的环形凹槽。所述环形凹槽在内侧径向限定弹簧支撑表面，并且在外侧限定所述偏转凸缘。
根据本发明的有利但非强制性的其他方面，这种悬架推力轴承装置可以包括以下一个或多个特征：
-悬架推力轴承装置包括具有第一环和第二环的轴承，第一环固定到上盖，从而形成悬架推力轴承的上环形轴承构件，第二环固定到下盖，从而形成悬架推力轴承的下环形轴承构件。
-第一环和第二环由冲压金属板制成。
-上盖和下盖由刚性塑料材料制成。
-上盖和/或下盖可以包括加强插入件。
-轴承是滚动轴承，第一环和第二环在它们之间限定环形滚动室，并且至少一排滚动元件设置在所述滚动室内。
-滚动元件是滚珠。
-上环形轴承构件包括具有上轴承表面的径向延伸的凸缘和具有孔的轴向延伸的毂。
-阻尼元件直接模制在下环形轴承构件上。
-阻尼元件包括橡胶热塑性弹性体(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。
-环形凹槽具有锥形。
-环形凹槽具有圆形。
-环形凹槽包括多个加强肋。
-肋在所述凹槽内沿周向等距间隔开。
本发明还涉及一种机动车辆悬架支柱，包括阻尼杆、悬架弹簧以及如上所述的悬架推力轴承装置。
附图说明
现在将结合附图来解释本发明，附图作为说明性示例而不限制本发明的目的。在附图中：
-图1是根据本发明第一实施例的悬架支柱的剖视图，其包括也根据本发明第一实施例的悬架推力轴承单元以及阻尼杆和悬架弹簧；
-图2是图1的悬架推力轴承装置的详细剖视图；
-图3是根据本发明第二实施例的悬架推力轴承装置的详细剖视图；以及
-图4是根据本发明第三实施例的悬架推力轴承装置的详细底视图。
具体实施方式
图1中部分地示出的悬架支柱1结合到机动车辆悬架系统中。悬架支柱1支撑为简化起见未示出的车轴和车轮。悬架支柱1沿着主轴线X1延伸，当车辆的车轮停在平坦地面上时，该主轴线X1沿基本竖直方向放置。悬架支柱1包括包含活塞体和轴线X2的阻尼杆2的阻尼活塞、线圈悬架弹簧3和悬架推力轴承装置10。图1中部分地示出了杆2和弹簧3，而为了简化起见并未示出活塞体。
具有主轴线X10的悬架推力轴承装置10安装在弹簧3和连接至机动车辆底盘的支撑块(未示出)之间。如图1所示，当车辆的悬架系统处于静止时，轴线X2和X10与主轴线X1重合。
在下文中，形容词“轴向”和“径向”相对于环形推力轴承装置10的主轴线X10定义。
悬架推力轴承装置10包括上盖20、下盖30和单个滚动轴承40。在该实施例中，当车辆的悬架系统处于静止时，这三个部件20、30和40具有绕与主轴线X10重合的主轴线X40的整体圆形形状。
上盖20包括由塑料合成材料制成的一件式零件，例如由聚酰胺制成，可选地用玻璃纤维增强。上盖20具有径向延伸的凸缘21、直径相对较小且朝向悬架推力轴承装置10的下侧延伸的内轴向延伸的毂22以及直径相对较大且朝向悬架推力轴承装置10的下侧延伸的外轴向延伸的裙部23。内毂22限定用于悬架推力轴承装置10的内孔24，阻尼杆2安装在该内孔中。
上盖20专用于固定到机动车辆底盘的支撑块。
滚动轴承40包括压制的金属薄板内座圈41、也是压制的金属薄板的外座圈42、一排滚动元件43(这里是滚珠)以及用于保持滚动元件43之间的规则周向间隔的保持架44。滚动元件43设置在由内座圈41和外座圈42的环形部分形成的滚道之间限定的滚动室中。
作为未示出的替代方案，不需要使用滚动元件，而是内座圈和外座圈可以彼此直接接触，并且使用适当的低摩擦材料、涂层或润滑剂。
滚动轴承40整体径向地位于上盖20的内毂22和外裙部23之间。内座圈41装配在下盖30的环形内部内。内座圈41和下盖30形成下环形轴承构件。外座圈42装配到设置在上盖20的凸缘21的下侧上的环形外部上。外座圈42和上盖20形成上环形轴承构件。上环形轴承构件和下环形轴承构件相对于轴线X40相对旋转。
下盖30包括轴向延伸的毂31，其限定了内孔33，杆2在该孔中轴向延伸。下盖30还包括从所述毂31径向向外延伸的径向凸缘32。支撑滚动轴承40的内座圈41的环形外部设置在所述径向凸缘32的上表面上。
下盖30包括沿着毂31和凸缘32延伸的加强插入件34，以支撑弹簧3施加的载荷和冲击。加强插入件可以是金属或刚性塑料。作为未示出的替代方案，上盖20还可以包括加强插入件。
内密封装置50设置在下盖30的径向凸缘32的内周与上盖20的内毂22之间。外密封装置60设置在下盖30的径向凸缘32的外周与上盖20的外裙部23之间。
下盖30还设置有由弹性材料制成的阻尼元件70，以便能够过滤振动。
阻尼元件70包括径向部71和管状轴向部72。径向部71紧密地紧固到下盖30的径向凸缘32的下侧。径向部71包括下径向侧，用于接收与轴承接触的悬架弹簧3的末端匝。阻尼元件70的所述径向部71支撑来自悬架弹簧3的轴向载荷和冲击。
管状轴向部72从径向部71朝向悬架推力轴承装置10的下侧轴向延伸。所述管状轴向部72紧密地紧固到下盖30的毂31的外圆柱表面。阻尼元件70的所述管状轴向部72支撑来自悬架弹簧2的径向载荷和冲击。
阻尼元件70的管状轴向部72和径向部71连接在一起，以便覆盖轴向毂31的外表面和下盖30的径向凸缘32。
阻尼元件70由弹性材料制成，比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。
阻尼元件70有利地包覆模制到下盖30上。可替代地，阻尼元件70通过任何合适的固定装置比如胶被固定到下盖30。
阻尼元件70还包括偏转凸缘73，以防止水和污染物进入装置10的内部，更特别是轴承40的内部。偏转凸缘73从大直径边缘开始径向向外延伸径向部71。偏转凸缘73径向向外延伸超过下盖30的径向凸缘32的大直径边缘。有利地，偏转凸缘73至少以与外盖20的外裙部23相同的直径径向向外延伸。
根据本发明，阻尼元件70还设置有在轴向上朝向悬架弹簧3开口的环形凹槽74。更确切地说，由偏转凸缘73延伸的径向部71的下侧设置有所述环形凹槽74。
所述环形凹槽74在内侧径向地限定弹簧支撑表面75，并且在外侧限定所述偏转凸缘73。换句话说，环形凹槽74使偏转凸缘73与表面75径向分离，悬架弹簧3在该表面75上施加轴向载荷。于是，由阻尼元件70确保的这两个功能彼此不同。
由于本发明，悬架弹簧3施加在阻尼元件70上的轴向载荷引起所述元件70特别是直接支撑所述弹簧3的径向部71的轴向和径向变形。偏转凸缘73不受径向部71的变形影响，凸缘73和径向部71被环形凹槽74径向和周向隔开。这防止偏转凸缘74与上杯20的任何接触。然后，控制装置10的扭矩。偏转凸缘74和上杯20具有增加的使用寿命，而没有由于不希望的接触所引起的任何磨损。还可以防止额外的噪音。
在图1和2所示的实施例中，环形凹槽是锥形的。可替代地，环形凹槽74可以具有如图3所示的圆形形状，或者具有任何其他合适的形状。
有利地，环形凹槽74包括多个加强肋76。偏转凸缘74仍然与径向部71分离，然后不受径向部变形影响，但是阻尼元件设计被所述肋加强。有利地，肋76在所述凹槽74内沿周向等距间隔开。
上面参考附图详细描述了本发明的代表性非限制性示例。该详细描述仅旨在教导本领域技术人员用于实践本教导的优选方面的更多细节，而不旨在限制本发明的范围。此外，以上公开的每个附加特征和教导可以单独使用或者与其他特征和教导结合使用，以提供改进的凸轮从动辊装置。
此外，上述代表性示例的各个特征以及下面的各个独立和从属权利要求可以以未具体和明确列举的方式进行组合，以提供本教导的其他有用的实施例。

Claims (8)

1.一种与车辆的汽车悬架支柱中的悬架弹簧(3)一起使用的悬架推力轴承装置(10)，包括具有相对旋转的上环形轴承构件和下环形轴承构件的轴承(40)以及由弹性材料制成且介于下环形轴承构件和悬架弹簧(3)之间的阻尼元件(70)，该阻尼元件(70)包括至少一个偏转凸缘(73)，其向外并基本径向延伸，以减少水和其他污染物进入所述上环形轴承构件和下环形轴承构件之间，
其特征在于，所述阻尼元件(70)设置有轴向朝向悬架弹簧(3)开口的环形凹槽(74)，所述环形凹槽(74)在内侧径向限定弹簧支撑表面(75)，并且在外侧限定所述偏转凸缘(73)。
2.根据权利要求1所述的悬架推力轴承装置，其中，所述悬架推力轴承装置(10)包括具有第一环(42)和第二环(41)的轴承，所述第一环(42)固定到上盖(20)，从而形成悬架推力轴承装置(10)的上环形轴承构件，所述第二环(41)固定到下盖(30)，从而形成悬架推力轴承装置(10)的下环形轴承构件。
3.根据权利要求2所述的悬架推力轴承装置，其中，所述轴承(40)是滚动轴承，所述第一环(42)和第二环(41)在它们之间限定环形滚动室，且至少一排滚动元件(43)设置在所述滚动室内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的悬架推力轴承装置，其中，所述环形凹槽(74)具有锥形。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的悬架推力轴承装置，其中，所述环形凹槽(74)具有圆形。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的悬架推力轴承装置，其中，所述环形凹槽(74)包括多个加强肋(76)。
7.根据权利要求6所述的悬架推力轴承装置，其特征在于，所述肋(76)在所述凹槽(74)内沿周向等距间隔开。
8.一种机动车辆悬架支柱(1)，包括阻尼杆(2)、悬架弹簧(3)以及根据前述权利要求中任一项所述的悬架推力轴承装置(10)。
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