CN111457013B - 悬架推力轴承装置和配备有这种装置的悬架支柱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种悬架推力轴承装置(10)，用于与车辆的汽车悬架支柱中的悬架弹簧(3)一起使用。所述装置包括：轴承，具有相对旋转的上环形轴承构件(20、41)和下环形轴承构件(30、42)；以及阻尼元件(80)，由弹性材料制成并且介于所述下环形轴承构件(30)与所述悬架弹簧(3)之间。所述下环形轴承构件(30)包括在径向上向外延伸的凸缘(34)，所述凸缘(34)嵌入在所述阻尼元件(80)内。

Description

悬架推力轴承装置和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，特别地，涉及麦弗逊式悬架推力轴承装置(“麦弗逊悬架轴承单元”或MSBU)。本发明还涉及包括阻尼器和这种悬架推力轴承装置的机动车辆用的支柱。本发明的领域是悬架系统的领域，尤其是机动车辆悬架系统的领域。
背景技术
以已知的方式，机动车辆悬架系统包括支撑轮轴(/车轴)和车辆车轮的悬架支柱。悬架推力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中，并且布置在悬架弹簧与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。
悬架推力轴承装置能够在弹簧与车辆的车身之间传递轴向力，同时允许旋转运动的弹簧与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环形轴承构件与悬架弹簧之间的阻尼元件来改善。以已知的方式，阻尼元件被包覆成型到所述下构件上。
这种悬架推力轴承装置，尤其是MSBU式悬架推力轴承装置，需要在恶劣的环境中使用。例如，车辆可能在水淹、多尘或泥泞的道路上行驶，然后利用高压水射流清洗车辆。在这些情况下，水或其他污染颗粒可能进入支柱中，尤其是进入轴承中，这对它们的使用寿命和它们的相应性能产生有害影响。
在这方面，从文件US2008/0031562A1已知提供一种从阻尼元件大体在径向上延伸的导向凸缘(/导流凸缘)(deflecting flange)，所述凸缘被设计为形成导流体(flowdeflector)，以减少任何水和其他污染物进入悬架推力轴承装置内部。
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变形和径向变形。更特别地，已经观察到导向凸缘朝向上杯(/上盖)向上运动。这种不期望的凸缘位移导致与上杯(/上盖)的接触，进而导致悬架推力轴承装置扭矩增加，并对装置性能产生负面影响。导向凸缘和(/上盖)可能会磨损，并且使用寿命会缩短。还会导致产生额外的噪音，这种额外的噪声必须被禁止。
此外，这种不期望的阻尼元件位移导致阻尼元件与下轴承元件分离。结果是对阻尼性能产生负面影响。
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，本发明涉及一种悬架推力轴承装置，用于与车辆的汽车悬架支柱中的悬架弹簧一起使用。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阻尼元件(damping element)，所述阻尼元件由弹性材料制成并且介于所述下环形轴承构件与所述悬架弹簧之间。
根据本发明，所述下环形轴承构件包括在径向上向外延伸的凸缘，所述凸缘嵌入(/埋设)在所述阻尼元件内。
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特征的一个或多个：
-所述悬架推力轴承装置包括轴承，所述轴承具有第一圈和第二圈，所述第一圈固定于上盖使得形成所述悬架推力轴承的上环形轴承构件，所述第二圈固定于下盖使得形成所述悬架推力轴承的下环形轴承构件。
-所述第一圈和所述第二圈由冲压的金属板(/金属片)制成。
-所述上盖和所述下盖由刚性的塑料材料制成。
-所述下盖设置有嵌入的加强插入件。
-所述上盖设置有嵌入的加强插入件。
-所述下盖包括径向体，所述凸缘从所述径向体的外侧沿径向(/在径向上)向外延伸。
-所述下盖包括轴向毂，所述轴向毂从所述径向体的内侧沿轴向(/在轴向上)向下延伸。
-所述轴承是滚动轴承，所述第一圈和所述第二圈在它们之间限定出环形滚动室，并且至少一列滚动元件布置在所述滚动室内。
-所述滚动元件为球。
-在径向上向外延伸的凸缘包括至少一个轴向通孔，所述阻尼元件具有穿过所述孔的部分。
-所述阻尼元件直接成型在所述下环形轴承构件上。
-所述阻尼元件包括向外且大体在径向上延伸的至少一个导向凸缘(deflectingflange)，用于减少任何水和其他污染物进入所述上环形轴承构件与所述下环形轴承构件之间。
-所述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。
本发明还涉及一种机动车辆悬架支柱，包括阻尼器杆(damper rod)、悬架弹簧以及如上所述的悬架推力轴承装置。
附图说明
现在将结合附图以不限制本发明的目的的说明性示例来解释本发明。在附图中：
-图1是根据本发明的第一实施方式的悬架支柱的截面图，该悬架支柱包括也根据本发明的第一实施方式的悬架推力轴承单元、阻尼器杆和悬架弹簧；
-图2是图1的悬架推力轴承单元的半剖仰视图；以及
-图3是沿着图2的悬架推力轴承单元的线I-I半剖的立体图。
具体实施方式
图1中部分地示出的悬架支柱(suspension strut)1结合到机动车辆悬架系统中。悬架支柱1支撑车辆轮轴(/车轴)和车轮，为简化起见未示出轮轴和车轮。悬架支柱1沿着主轴线X1延伸，当车辆的车轮静止在平坦地面上时，主轴线X1置于大体上竖直的方向上。悬架支柱1包括阻尼器活塞、线圈悬架弹簧3和悬架推力轴承装置10，阻尼器活塞3包括活塞体和具有轴线X2的阻尼器杆2。图1中部分地示出了杆2和弹簧3，而出于简化目的没有示出活塞体。
具有主轴线X10的悬架推力轴承装置10安装在弹簧3与连接到机动车辆的底盘的支撑块(未示出)之间。如图1所示，当车辆的悬架系统处于静止状态时，轴线X2和X10与主轴线X1一致。
在下文中，形容词“轴向”和“径向”是相对于环形推力轴承装置10的主轴线X10定义的。
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。在该实施方式中，这三个组件20、30和40具有绕主轴线X40整体上为圆形的形状，当车辆的悬架系统处于静止状态时，主轴线X40与主轴线X10一致。
上盖20包括由塑料合成材料(例如，聚酰胺，作为一种选择，用玻璃纤维增强的聚酰胺)制成的一件式部件。上盖20具有在径向上延伸的凸缘21、直径较小且朝向悬架推力轴承装置10的下侧延伸的在轴向上延伸的内毂22以及具有较大直径且朝向悬架推力轴承装置10的下侧延伸的在轴向上延伸的外裙部23。内毂22限定用于悬架推力轴承装置10的内孔24，阻尼器杆2安装在内孔24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包括压制金属板(/金属片)的内圈(即，第一圈)42、也是压制金属板的外圈(即，第二圈)41、成列的滚动元件43(在此为球)以及用于保持滚动元件43之间的规则的周向间隔的保持架(未标示)。滚动元件43布置在由内圈42和外圈41的圆环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，而是内圈和外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整体地在径向上位于上盖20的内毂22与外裙部23之间。内圈42装配在下盖30的圆环内部分内。内圈42和下盖30形成下环形轴承构件。外圈41装配到设置在上盖20的凸缘21的下侧的圆环外部分上。外圈41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包括在轴向延伸的毂31，毂31限定内孔33，杆2在内孔33内在轴向上延伸。下盖30还包括从所述毂31在径向上向外延伸的径向体32。支撑滚动轴承40的内圈42的圆环外部分设置在所述径向体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50，以支撑由弹簧3施加的载荷和冲击。
如图1所示，下盖30还设置有加强插入件50。加强插入件50可以是金属的或刚性塑料的。加强插入件50包括嵌入在下盖30的毂31内的在轴向上延伸的毂。加强插入件50还包括嵌入在下盖30的径向体32内的在径向上向外延伸的凸缘。有利地，下盖30包覆成型到加强插入件50上。作为一种选择，下盖30不包括加强插入件。作为未示出的替代实施方式，上盖20还包括加强插入件。
内密封部件60设置在下盖30的径向体32的内周与上盖20的内毂22之间。外密封部件70设置在下盖30的径向体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80，从而能够过滤振动。
管状轴向部分81从径向部分82朝向悬架推力轴承装置10的下侧在轴向上延伸。所述管状轴向部分81紧密地紧固到下盖30的毂31的外圆柱表面。阻尼元件80的所述管状轴向部分81支撑来自悬架弹簧3的径向载荷和冲击。
阻尼元件80包括管状轴向部分81和径向部分82。径向部分82紧密地紧固到下盖30的径向体32的下侧。径向部分82包括用于以支承接触的方式接纳悬架弹簧3的端匝(endturn)的下径向侧。阻尼元件80的所述径向部分82支撑来自悬架弹簧3的轴向载荷和冲击。
阻尼元件80的管状轴向部分81和径向部分82连接在一起，从而覆盖下盖30的轴向毂31和径向体32的外表面。
阻尼元件80还包括导向凸缘83(/导流凸缘/偏移凸缘/偏转凸缘)(deflectingflange)，以防止任何水和污染物进入装置10内部，更特别地，以防止任何水和污染物进入轴承40内部。导向凸缘83从径向部分82从大直径边缘开始在径向上向外延伸。导向凸缘83在径向上向外延伸超过下盖30的径向体32的大直径边缘。有利地，导向凸缘83至少以与外盖20的外裙部23相同的直径在径向上向外延伸。
阻尼元件80由弹性材料制成，诸如由橡胶热塑性弹性体(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。
有利地，阻尼元件80包覆成型到下盖30上。
根据本发明，下盖30的径向体32包括在径向上向外延伸的盖凸缘34。更确切地，盖凸缘34是径向体32的朝向装置10外部的径向延伸部。在图1的实施方式中，盖凸缘34相对于径向体32具有减小的轴向厚度。在图1至图3中示出的实施方式中，盖凸缘34是环形的。作为一种选择，凸缘可以延伸小于360°。根据未示出的另一实施方式，径向体32可以包括在周向上间隔开的多个凸缘。
所述径向盖凸缘34嵌入在阻尼元件80内。更确切地，下盖30的盖凸缘34在上侧和下侧在轴向上被阻尼装置80的径向部分82的材料覆盖。所述盖凸缘34的自由端也被阻尼装置80的径向部分82的材料覆盖。
由于本发明，阻尼元件80的径向部分82通过所述盖凸缘34在轴向上保持到下盖30。盖凸缘34形成机械保持部件，并防止阻尼部件的径向部分82与下盖30的径向体32的任何分离。
本发明的另一优点是，下盖30的盖凸缘34形成用于径向部分82的外端的加强部件。由此，导向件(deflector)34变得更加刚性。
根据图2和图3中示出的本发明的有利实施方式，下盖30的盖凸缘34包括多个轴向通孔35。通孔35设置为在轴向上穿过盖凸缘34的厚度，并且在周向上等距地分布。作为一种选择，孔可以不均匀地分布。作为一种选择，盖凸缘34可以包括仅一个通孔。
阻尼元件80具有延伸穿过所述孔35的部分84，由此连接径向部分82的嵌入有盖凸缘34的上部和下部。由于该实施方式，阻尼元件80与下盖30的保持得到改善。
上面参照附图详细描述了本发明的代表性的非限制性示例。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，而非旨在限制本发明的范围。此外，上面公开的额外特征和教导中每个可以单独使用或与其他特征和教导结合使用，以提供改善的悬架推力轴承装置。
此外，上述代表性示例的各个特征以及所附的各个独立权利要求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，以提供本教导的额外有用的实施方式。

Claims (10)

1.一种悬架推力轴承装置(10)，用于与车辆的汽车悬架支柱中的悬架弹簧(3)一起使用，所述悬架推力轴承装置(10)包括：
-轴承，具有相对旋转的上环形轴承构件(20、41)和下环形轴承构件(30、42)，以及
-阻尼元件(80)，由弹性材料制成并且介于所述下环形轴承构件(30)与所述悬架弹簧(3)之间，
其特征在于，所述下环形轴承构件(30)包括在径向上向外延伸的凸缘(34)，所述凸缘(34)嵌入在所述阻尼元件(80)内，
所述轴承具有第二圈(42)，所述第二圈(42)固定于下盖(30)使得形成所述悬架推力轴承(10)的下环形轴承构件，所述下盖(30)的与所述第二圈(42)接触的表面未设置有所述阻尼元件(80)。
2.根据权利要求1所述的悬架推力轴承装置，其特征在于，所述轴承(40)还具有第一圈(41)，所述第一圈(41)固定于上盖(20)使得形成所述悬架推力轴承(10)的上环形轴承构件。
3.根据权利要求2所述的悬架推力轴承装置，其特征在于，所述下盖(30)包括径向体(32)，所述凸缘(34)从所述径向体(32)的外侧沿径向向外延伸。
4.根据权利要求3所述的悬架推力轴承装置，其特征在于，所述下盖(30)包括轴向毂(31)，所述轴向毂(31)从所述径向体(32)的内侧沿轴向向下延伸。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的悬架推力轴承装置，其特征在于，所述轴承(40)是滚动轴承，所述第一圈(41)和所述第二圈(42)在它们之间限定有环形滚动室，并且至少一列滚动元件(43)布置在所述滚动室内。
6.根据权利要求5所述的悬架推力轴承装置，其特征在于，所述滚动元件(43)为球。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的悬架推力轴承装置，其特征在于，在径向上向外延伸的凸缘(34)包括至少一个轴向通孔(35)，所述阻尼元件(80)具有穿过所述孔(35)的部分(84)。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的悬架推力轴承装置，其特征在于，所述阻尼元件(80)直接成型在所述下环形轴承构件(30、42)上。
9.根据权利要求1至4中的任一项所述的悬架推力轴承装置，其特征在于，所述阻尼元件(80)包括向外且大体在径向上延伸的至少一个导向凸缘(83)，用于减少任何水和其他污染物进入所述上环形轴承构件(20、41)与所述下环形轴承构件(30、42)之间。
10.一种机动车辆悬架支柱(1)，包括阻尼器杆(2)、悬架弹簧(3)以及根据前述权利要求中的任一项所述的悬架推力轴承装置(10)。
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