CN111483283B - 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

本发明涉及一种悬架推力轴承装置(10)，其与车辆的汽车悬架支柱中的悬架弹簧(3)一起使用。该装置包括：轴承，其具有相对旋转的上环形轴承构件和下环形轴承构件(20、41；30、42)，该下环形轴承构件(30、42)，以及阻尼元件(80)。下环形轴承构件(30)的毂(31)中的轴向加强插入件(51)包括朝向装置(10)的内部弯曲的下端(53)。下环形轴承构件(30)包括至少一个细长凹槽(35)，该细长凹槽径向向外开口并且其底端轴向向下开口，阻尼元件(80)包括装配在所述细长凹槽(35)内的部分(86)。

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类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领域。
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辆车轮的悬架支柱。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，并且同时允许可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环形轴承构件和悬架弹簧之间的阻尼元件来改善。以已知的方式，阻尼元件被包覆模制到所述下构件上。
然而，悬架弹簧在阻尼元件上的轴向载荷和振动会引起所述元件的轴向和径向变形。可能在阻尼元件和下轴承元件之间引起相对的微位移。阻尼元件的这种不期望的位移导致阻尼元件与下轴承元件的分离。结果是对阻尼性能产生负面影响。悬架支柱的使用寿命可能缩短。它还会导致产生额外的噪音，这必须加以禁止。
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，其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。下环形轴承构件具有轴向毂，该轴向毂设置有嵌入的轴向加强插入件。
悬架推力轴承装置还包括阻尼元件，其由弹性材料制成并且介于下环形轴承构件和悬架弹簧之间，所述阻尼元件包括轴向部分，该轴向部分安装在下环形轴承构件的所述轴向毂的外表面上。
根据本发明，轴向加强插入件包括朝向装置的内部弯曲的下端。下环形轴承构件的轴向毂包括至少一个细长凹槽，该细长凹槽径向向外开口并且其底端轴向向下开口，阻尼元件包括装配在所述细长凹槽内的部分。所述细长凹槽在横截面中具有从所述外表面朝向底端倾斜的顶壁，比如轴向加强插入件的外表面和下环形轴承构件的轴向毂的外表面之间限定的距离与轴向加强插入件的弯曲端和所述至少一个细长凹槽的倾斜顶壁之间的距离之间的比率在0.8和1.2之间。
由于本发明，下环形轴承构件的材料厚度沿轴向加强插入件大致恒定。这样，该构件更加坚固。
本发明的另一个优点是，细长凹槽形成用于阻尼元件的轴向部分的机械保持装置。所述细长凹槽防止阻尼元件与下环形轴承构件之间的任何相对旋转。
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：
-所述比率在0.9至1.1之间，并且有利地在0.95至1.05之间。
-悬架推力轴承装置包括具有第一环和第二环的轴承，第一环固定至上盖，从而形成悬架推力轴承的上环形轴承构件，第二环固定至下盖，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。
-上下盖由刚性塑料材料制成。
-下盖设置有下环形轴承构件的轴向毂。
-下盖包括从轴向毂延伸的向外径向延伸的凸缘。
-轴向加强插入件通过径向部分向外径向延伸，该径向部分嵌入在下盖的向外径向延伸的凸缘中。
-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。
-滚动元件是球。
-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。
-下环形轴承构件包括多个所述细长凹槽。
-细长凹槽在轴向上等距间隔开。
本发明还涉及一种机动车辆悬架支柱，包括阻尼杆、悬架弹簧和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非限制本发明的目的。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的详细视图；以及
-图3是设置在图1的悬架支柱上的下盖主体的透视图。
具体实施方式
部分地在图1中示出，悬架支柱1结合到机动车辆悬架系统中。悬架支柱1支撑车辆轴和车轮(为简化起见它们并未示出)。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沿基本竖直的方向放置。悬架支柱1包括：阻尼活塞，其包括活塞体和轴线X2的阻尼杆2；线圈悬架弹簧3和悬架推力轴承装置10。在图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状态时，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，这三个部件20、30和40具有绕当车辆的悬架系统处于静止状态时与主轴线X10重合的主轴线X40的整体圆形的形状。
上盖20包括由塑料合成材料例如由聚酰胺制成的一件式零件，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专用于固定至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外座圈42、一排滚动元件43(这里是球)以及保持架44，用于保持滚动元件43之间的规则的周向间隔。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的环形内部分内。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分上。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包括限定内孔33的轴向延伸的毂31，杆2在该内孔中轴向延伸。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的环形外部分设置在所述径向凸缘32的上表面上。
下盖30包括沿毂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。
如图1所示，下盖30还设置有加强插入件50。加强插入件50可以是金属或刚性塑料。加强插入件50包括嵌入在下盖30的毂31内的轴向延伸的毂51。加强插入件50还包括连接到毂51的向外径向延伸的凸缘52，所述插入件凸缘52嵌入在下盖30的径向凸缘32内。有利地，下盖30包覆模制到加强插入件50上。加强插入件50的毂51允许支撑由悬架弹簧3施加到下盖30的毂31上的径向载荷和冲击，且加强插入件50的凸缘52允许支撑悬架弹簧3施加到下盖30的径向凸缘32上的轴向载荷和冲击。加强插入件50允许防止下盖30的任何变形。
如图1和2所示，加强插入件52的轴向毂51的下端53朝向装置10的内部弯曲。更准确地说，加强插入件50是通过金属板的变形和切割获得的，并且毂51的端部53在弯曲之后被切割。
内密封装置60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70设置在下盖30的径向凸缘32的外周和上盖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，以便能够过滤振动。
管状轴向部分81从径向部分82朝向悬架推力轴承装置10的下侧轴向延伸。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2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的径向凸缘32的下侧。径向部分82包括下径向侧，用于接收悬架弹簧3的轴承接触的端部匝。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，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80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80有利地包覆模制到下盖30上。
有利地，下盖30的径向凸缘32包括多个轴向通孔34。所述通孔34从支撑阻尼装置80的下侧径向延伸穿过径向凸缘32的厚度至上侧。在图2所示的实施例中，径向通孔34在周向上等距间隔开。可替代地，径向通孔34可以不均匀地间隔开。在图2所示的实施例中，径向凸缘32包括八个轴向通孔34。可替代地，径向凸缘32可包括更少或更多的轴向通孔34。在图2所示的实施例中，轴向通孔34是圆柱形的。可替代地，轴向通孔可以具有任何其他合适的形状。
加强插入件50的径向凸缘52还包括多个轴向通孔54。加强插入件50的径向凸缘52嵌入在下盖30的径向凸缘32内，并且插入件轴向通孔54设置在所述下盖通孔34内。插入件轴向通孔54的数量、位置和中心均与下盖轴向通孔34相同。
插入件通孔54的直径均小于盖通孔34的直径。然后，所述插入件通孔54在每个盖通孔34中限定出窄截面。
阻尼元件80的径向凸缘81还包括多个向上轴向延伸的销84。销84分别装配到下盖30的相应轴向通孔34中并且装配到插入件50的相应轴向通孔54中。销84分别设置有周向凹槽，插入件50装配在该周向凹槽中。由于插入件通孔54相对于盖通孔34具有减小的直径，所以销84限定轴向地阻挡插入件50的上肩部和下肩部。有利地，阻尼元件80的销84包覆模制在所述通孔34、54内。
销84与轴向通孔34和54的组合形成用于阻尼元件80与下盖30的轴向机械保持装置。更精确地，阻尼元件80的径向凸缘82防止与下盖30的径向凸缘32的下侧分离。
作为未示出的替代实施例，下盖30的轴向毂31和加强插入件50的轴向毂51可包括相关的径向通孔。阻尼元件80具有径向销，该径向销装配在所述孔内并且被相对于盖孔而言直径减小的插入件孔径向地阻挡。
根据本发明，下盖30的轴向毂31包括多个细长凹槽35。细长凹槽35每个径向向外开口，并且其每个底端轴向向下开口。细长凹槽35在横截面中均具有从毂31的外表面朝向所述凹槽35的底部开口端倾斜的顶壁36。
所述顶壁36分别倾斜，比如插入件50的轴向毂51的外表面和下盖30的轴向毂31的外表面之间限定的距离e51与插入件50的轴向毂51的弯曲端53和所述细长凹槽35的倾斜顶壁36之间限定的距离e53之间的比率在0.8和1.2之间。作为有利实施例，所述比率在0.9至1.1之间，并且有利地在0.95至1.05之间。
在图3所示的实施例中，下盖30包括多个周向等距间隔开的细长凹槽35。可替代地，细长凹槽在周向上不均匀地间隔开。可替代地，下盖30仅包括一个细长凹槽35。
阻尼元件80包括装配在所述细长凹槽35内的多个部分83。部分83与凹槽35的组合形成用于阻尼元件80与下盖30的机械保持装置。更精确地，部分83和凹槽345的配合防止阻尼元件的轴向毂81与下盖30的轴向毂31之间的任何相对旋转。
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，而无意于限制本发明的范围。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种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 (9)

1.一种悬架推力轴承装置(10)，其与车辆的汽车悬架支柱中的悬架弹簧(3)一起使用，包括：
-轴承，其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)，该下环形轴承构件(30、42)具有轴向毂(31)，该轴向毂(31)设置有嵌入的轴向加强插入件(51)，以及
-阻尼元件(80)，其由弹性材料制成并且介于下环形轴承构件(30)和悬架弹簧(3)之间，所述阻尼元件(80)包括轴向部分(81)，该轴向部分(81)安装在下环形轴承构件(30)的所述轴向毂(31)的外表面上，
其特征在于：
-轴向加强插入件(51)包括朝向装置(10)的内部弯曲的下端(53)，
-下环形轴承构件(30)的轴向毂(31)包括至少一个细长凹槽(35)，该细长凹槽径向向外开口并且其底端轴向向下开口，阻尼元件(80)包括装配在所述细长凹槽(35)内的部分，并且
-所述细长凹槽(35)在横截面中具有从所述外表面朝向底端倾斜的顶壁(36)，轴向加强插入件(51)的外表面和下环形轴承构件(30)的轴向毂(31)的外表面之间限定的距离(e51)与轴向加强插入件(50)的弯曲端(53)和所述至少一个细长凹槽(35)的倾斜顶壁(36)之间的距离(e53)之间的比率在0.8和1.2之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述下环形轴承构件(30)包括多个所述细长凹槽(35)。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述细长凹槽(35)在周向上等距间隔开。
4.根据前述权利要求1所述的装置，其中，所述悬架推力轴承装置(10)包括具有第一环(41)和第二环(42)的轴承(40)，所述第一环(41)固定至上盖(20)，从而形成悬架推力轴承(10)的上环形轴承构件，所述第二环(42)固定至下盖(30)，从而形成悬架推力轴承(10)的下环形轴承构件。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述下盖(30)设置有下环形轴承构件的所述轴向毂(31)。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述下盖(30)包括从轴向毂(31)延伸的向外径向延伸的凸缘(32)。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述轴向加强插入件(51)通过径向部分(52)向外径向延伸，所述径向部分(52)嵌入在下盖(30)的向外径向延伸的凸缘(32)中。
8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述阻尼元件(80)直接模制在下环形轴承构件上。
9.一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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