CN111542446B - 悬架支柱轴承装置 - Google Patents

Abstract

一种悬架支柱轴承装置，具有罩盖(10)和能相对于罩盖(10)旋转的引导环(20)，其中，罩盖(10)和引导环(20)通过卡扣连接装置(11、21)形成可拆卸的卡扣连接，在罩盖(10)和引导环(20)之间设有轴承(30)和至少两个用于密封轴承(30)的密封装置(12、13)，密封装置(12、13)被固定在罩盖(10)上并且与引导环(20)形成动密封，其中至少一个密封装置(13)被设置在轴承(30)和卡扣连接装置(11、21)之间，引导环(20)具有用于与其中至少一个密封装置(13)形成密封的密封区域(22)；为了形成更好的密封，密封区域(22)是连续的光滑的曲面，曲面能被分为三个部分，即按照在轴向上与罩盖(10)的间距从大到小依次为非接触斜面(22a)、接触弧面(22b)和侧斜面(22c)，其中至少一个密封装置(13)抵靠在接触弧面(22b)上，侧斜面(22c)在轴向上处于其中至少一个密封装置(13)和轴承(30)之间。

Description

悬架支柱轴承装置

技术领域

本发明涉及一种悬架支柱轴承装置，该悬架支柱轴承装置具有罩盖和能相对于该罩盖旋转的引导环，其中，所述罩盖和所述引导环通过卡扣连接装置形成可拆卸的卡扣连接，在罩盖和引导环之间设有轴承和至少两个用于密封轴承的密封装置，所述密封装置被固定在所述罩盖上并且与所述引导环形成动态密封，其中至少一个密封装置被设置在所述轴承和所述卡扣连接装置之间。

背景技术

悬架支柱轴承是车辆悬架尤其重要的一部分。悬架在保证驾驶安全性和驾驶舒适性的同时，还保证了车轮的敏捷而精确的转向。在现有技术中，已知很多种不同的悬架，例如麦弗逊式悬架系统。麦弗逊式悬架主要由弹簧，减振器和转向节组成。在麦弗逊式悬架中同样设有悬架支柱轴承。悬架支柱轴承具有在底盘侧的悬架支柱支架上固定的罩盖以及支承并引导减振器弹簧的引导环。将引导环相对于罩盖能旋转地安装。

从DE 10 2015 209 776 A1已知一种悬架支承轴承装置，悬架支柱轴承装置具有罩盖和能相对于该罩盖旋转的引导环，其中，在罩盖和引导环之间设有轴承，此外，罩盖包括软质部和硬质部，该软质部具有用于密封轴承的两个与引导环形成动态密封的密封唇。在该悬架支承轴承装置中，还设有用于可拆卸地连接罩盖和引导环的卡扣装置，并且至少一个密封唇位于该卡扣装置和轴承之间。特别地，还在卡扣装置和轴承之间设置了凹槽，能够积聚轴承的润滑油。然而，虽然在该设计方案中对于防止轴承的润滑油泄露产生良好的效果，但是对于防止外部污物进入轴承的效果并不理想，并且从外部进入的污物很容易也积聚在上述的凹槽中，从而导致对轴承产生不良影响。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种悬架支柱轴承装置，其密封装置既能够有效防地止轴承的润滑油泄漏，也能有效地防止污物进入其轴承，以提高悬架支柱轴承装置的使用寿命和可靠性，最终提高交通运输工具的驾驶安全性、驾驶舒适性以及转向的精确性。

该技术问题通过一种悬架支柱轴承装置解决，该悬架支柱轴承装置具有罩盖和能相对于罩盖旋转的引导环，其中，所述罩盖和所述引导环通过卡扣连接装置构成可拆卸的卡扣连接，在罩盖和引导环之间设有轴承和至少两个用于密封轴承的密封装置，所述密封装置被固定在罩盖上并且与引导环形成动密封，其中至少一个密封装置被设置在所述轴承和所述卡扣连接装置之间，在引导环上设有用于与所述其中至少一个密封装置形成密封的密封区域，根据本发明的设计方案，该密封区域是连续的光滑的曲面，该曲面能够被分为三个部分，即按照在轴向上与所述罩盖的间距从大到小依次为非接触斜面、接触弧面和侧斜面，其中，所述其中至少一个密封装置抵靠在接触弧面上，侧斜面在所述其中至少一个密封装置和轴承之间。

由于悬架支柱轴承在工作时经常会承受较高幅度的动态载荷，因此，设置与密封装置接触且形成动态密封的引导环的密封区域是连续的光滑的曲面，能有利地降低密封装置与密封区域之间的摩擦，并且避免在振动时密封装置与密封区域接触不紧密甚至相脱离，造成润滑油的泄露和/或污物进入轴承区域。根据本发明，将弧形曲面分为三个部分，即按照在轴向上与罩盖的间距从大到小依次为非接触斜面、接触弧面和侧斜面，密封装置抵靠在接触弧面上，侧斜面在密封装置和轴承之间，从而使得该弧形曲面朝向密封装置形成具有倾角的坡面，远离轴承的非接触面为底部，靠近轴承的侧斜面为顶部，以此保证外部污物不会进入到轴承区域中。

根据本发明的优选实施方式，在悬架支柱轴承装置中设置非接触斜面相对于水平面成较小的倾斜角，例如成5°至25°的角度，并且该非接触斜面与接触弧面相切，从而实现连续的过渡。还能优选地在悬架支柱轴承装置中将接触弧面设置为圆弧面，例如具有2至5mm的半径，并且该接触弧面与非接触斜面和侧斜面相切。此外还能优选地在悬架支柱轴承装置中设置侧斜面与水平面成较大的倾斜角，例如成55°至75°的角度，并且侧斜面与所述接触弧面相切。因此，由非接触斜面、接触弧面和侧斜面组成的弧形曲面是连续的光滑的，也就是说密封区域是连续的且光滑的，由此保证了动态密封的可靠性。此外，由于非接触斜面、接触弧面和侧斜面一起形成具有较大坡度的上坡面并且该上坡面朝向密封装置，因此若在振动情况下密封装置与密封区域暂时分离，污物能会被具有较大倾斜角的侧斜面阻挡，从而能够特别有效地防止密封装置的远离轴承一侧的污物进入轴承，进而影响悬架支柱轴承装置的使用寿命和可靠性。

根据本发明的另外的优选实施方式，在引导环的密封区域和轴承之间设置轴向上朝向罩盖延伸的凸出部，密封区域的侧斜面构成所述凸出部在密封区域一侧的外表面。优选地，如此设置凸出部在轴向上与罩盖的间距，使得所述间距能够保证在工作时凸出部不会与罩盖接触，从而降低出现噪声问题的风险。另外优选地，这样有利地设置凸出部和罩盖之间的间距，使得当引导环处于最大倾角位置时，凸出部刚好接触不到所述罩盖，从而保证了该凸出部在轴向上的最大高度。通过这样的设计，一方面尽可能地阻挡轴承润滑油流向密封装置，另一方面避免在工作时导引环与罩盖的碰撞，并且不影响悬架支柱轴承装置整体的功能，由此在悬架支柱轴承装置的密封性和功能之间达到良好的平衡。另外有利的是，在悬架支柱轴承装置的引导环的凸出部和轴承之间设置凹槽。轴承的润滑油能够积聚在该凹槽中，由此能够减少流向密封装置的润滑油并且降低润滑油的泄露风险。

根据本发明的另外的优选实施方式，在悬架支柱轴承装置中将密封装置设计为密封唇，尤其将朝向内部密封的密封装置设计为密封唇，且将该密封唇预紧地压靠在所述密封区域上，尤其预紧地压靠在接触弧面上，从而在密封唇和密封区域之间形成良好的密封效果。有利的是，密封唇与接触弧面形成朝向侧斜面的第一唇角和朝向非接触斜面的第二唇角，能够根据泵吸效应设置第一唇角和/或第二唇角的大小，从而实现更好的密封效果。所谓的泵吸效应是指，当旋转轴相对密封件旋转时，在密封件的贮油侧和空气侧产生不同的压力变化，其变化结果使空气侧相对贮油侧形成了一定的外向吸力，导致外部污染物无法进入贮油侧，从而达到了密封的目的。优选地，设置第一唇角小于第二唇角和/或设置第一唇角小于45°，由此能够利用泵吸效应降低外部污染物进入轴承侧的风险。

此外，根据本发明的另外的优选实施方式，在悬架支柱轴承装置中轴承能够是滚动轴承，也能够是滑动轴承。该轴承特别优选是推力球轴承。

附图说明

下面将结合附图详细阐述本发明的优选实施例。附图为：

图1是根据本发明的悬架支柱轴承装置的剖面立体图，

图2是根据图1所示的悬架支柱轴承装置的局部放大图。

在附图中，相同的附图标记表示相同的或者功能相同的部件。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的悬架支柱轴承装置的剖面立体图。根据图1，用于机动车(在此未示出)的悬架支柱轴承装置包括罩盖10和引导环20。罩盖10与在底盘侧的悬架支柱支架(未示出)固定连接。引导环20支承并引导减振器弹簧(未示出)并且引导环20能够相对于罩盖10转动。此外，在罩盖10和引导环20之间设置轴承30和用于密封轴承30的密封装置12，13，以防止轴承的润滑油流出同时防止外部污染物进入。

通过双组份注塑工艺省时并经济地制造罩盖10，从而使得罩盖10同时具有软质部分和硬质部分。引导环20同样通过注塑制造，并且包括硬质部分。

在根据图1的实施例中，轴承30被安置在罩盖10和引导环20之间。该轴承30是滚动轴承，特别是推力球轴承，并且包括内圈30、外圈31、保持架32和钢球33。钢球33被安置在保持架32的凹槽中，保持架位于均由钢制成内圈30和外圈31之间，并且钢球33与内圈30和外圈31均形成角接触。在这种情况下，内圈30同时在轴向和径向上抵靠在罩盖10的硬质部分上，外圈31同时在轴向和径向上抵靠在引导环20的硬质部分上，由此滚动轴承同时承受轴向上和径向上的力。

在根据图1的实施例中，设置两个对滚动轴承进行动态密封的密封装置12，13，密封装置12，13由上述软质部分构成。也就是说，密封装置12，13是罩盖10上向轴向上侧延伸的软质的、具有弹性的密封件，密封件与罩盖10是一体式设计的。在本实施例中，位于以图纸为基准右侧的密封装置12具有两个密封唇12a，12b，靠近轴承的密封唇12a与引导环20的平滑的侧面接触并在工作时形成动态密封，以防止滚动轴承的润滑油的泄漏，远离轴承的密封唇12b轻轻接触引导环20，在不影响机动车的底盘的抗振效果的同时，防止相对较大污染物进入滚动轴承。而位于以图纸为基准左侧的密封装置是单独的密封唇13。该密封唇13在与引导环20上的密封区域22接触并形成动态密封。

在根据图1的实施例中，引导环20上的密封区域22是连续的光滑的弧形曲面，该弧形曲面被分为三个部分，即按照在轴向上与罩盖10的间距从大到小依次为非接触斜面22a、接触弧面22b和侧斜面22c，因此非接触斜面22a在轴向上与罩盖10的间距最大而侧斜面22c在轴向上与罩盖10的间距最小，其中，密封装置13抵靠在接触弧面22b上，侧斜面22c在密封唇13和轴承30之间。在本实施例中设置非接触斜面22a相对于水平面成较平缓的角度，例如5°至25°的角度。此外，设置接触弧面22b与非接触斜面22a相切，并且接触弧面22b具有2至5mm的圆弧半径。设置侧斜面22c与接触弧面22b相切，并且侧斜面22c与水平面成较陡的角度，例如55°至75°的角度。因此，能够特别有效地防止密封装置13的远离轴承一侧的污物进入轴承，进而影响悬架支柱轴承装置的使用寿命和可靠性。

在图2中示出密封区域的局部放大图，密封唇13与接触弧面22朝向侧倾斜面22c构成第一唇角α，朝向非接触斜面22a构成第二唇角β，根据泵效应设置第一唇角α和/或第二唇角β的大小，由此能减小外部污染物进入轴承内的风险。根据本实施例，设置第一唇角α小于第二唇角β和/或第一唇角小于45°，从而能够更好地利用泵吸效应形成密封。

在根据本实施例的悬架支柱轴承装置中，如图2所示，在引导环20的密封区域22和轴承30之间设置轴向上朝向罩盖延伸的凸出部25，侧斜面22c还构成了该凸出部25在密封区域一侧的外表面。这样设置凸出部25和罩盖10之间的间距，使得当引导环20处于最大倾角位置时，隔离凸出部25刚好接触不到罩盖10。通过这样的设计，一方面尽可能地阻挡轴承润滑油流向密封装置13，另一方面尽量避免在悬架支柱轴承装置工作时导引环与罩盖的碰撞。

在本实施例中，在悬架支柱轴承装置的引导环20的凸出部25和轴承30之间设置凹槽24。轴承30的润滑油能够积聚在该凹槽24中，由此能够减少流向密封装置的润滑油。

此外，在本实施例中，罩盖10和引导环20卡扣连接，通过分别在罩盖10和引导环20上设置相匹配的卡扣部件11，21实现该卡扣连接。该卡扣部件11，21分别由罩盖10和引导环20上的相应的硬质部分构成。因此，虽然该卡扣连接是可拆卸的，但仅能通过很高的拆卸力完成，进而保证了连接的可靠性。此外，由于相对应的卡扣部件11，21相互间形成间隙密封，能够辅助密封装置13防止污物进入轴承30。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

Claims (10)

1.一种悬架支柱轴承装置，所述悬架支柱轴承装置具有罩盖和能相对于所述罩盖旋转的引导环，其中，所述罩盖和所述引导环通过卡扣连接装置形成可拆卸的卡扣连接，在所述罩盖和所述引导环之间设有轴承和至少两个用于密封所述轴承的密封装置，所述密封装置被固定在所述罩盖上并且与所述引导环形成动密封，其中至少一个密封装置被设置在所述轴承和所述卡扣连接装置之间，所述引导环具有用于与所述其中至少一个密封装置形成密封的密封区域，

其特征在于，所述密封区域是连续的光滑的曲面，所述曲面能被分为三个部分，即按照在轴向上与所述罩盖的间距从大到小依次为非接触斜面、接触弧面和侧斜面，其中，所述其中至少一个密封装置抵靠在所述接触弧面上，所述侧斜面在径向上处于所述其中至少一个密封装置和所述轴承之间。

2.根据权利要求1所述的悬架支柱轴承装置，其特征在于，所述非接触斜面相对于水平面成5°至25°的角度，并与所述接触弧面相切。

3.根据权利要求1所述的悬架支柱轴承装置，其特征在于，所述接触弧面具有2至5mm的半径，并与所述非接触斜面和所述侧斜面相切。

4.根据权利要求1所述的悬架支柱轴承装置，其特征在于，所述侧斜面与水平面成55°至75°的角度，并与所述接触弧面相切。

5.根据权利要求1所述的悬架支柱轴承装置，其特征在于，在所述引导环的密封区域和所述轴承之间设置轴向上朝向所述罩盖延伸的凸出部，所述侧斜面构成所述凸出部在所述密封区域一侧的外表面。

6.根据权利要求5所述的悬架支柱轴承装置，其特征在于，所述凸出部在轴向上与所述罩盖间隔足够的间距，使得所述间距能够保证在所述悬架支柱轴承装置工作时所述凸出部不会与所述罩盖接触。

7.根据权利要求5所述的悬架支柱轴承装置，其特征在于，在所述引导环的所述凸出部和所述轴承之间设有凹槽。

8.根据权利要求1所述的悬架支柱轴承装置，其特征在于，所述其中至少一个密封装置被设计为密封唇，并且将所述密封唇预紧地压靠在所述接触弧面上。

9.根据权利要求8所述的悬架支柱轴承装置，其特征在于，所述密封唇与所述接触弧面形成朝向所述侧斜面的第一唇角和朝向所述非接触斜面的第二唇角，并且根据泵吸效应设置所述第一唇角和/或所述第二唇角的大小。

10.根据权利要求9所述的悬架支柱轴承装置，其特征在于，所述第一唇角小于所述第二唇角和/或所述第一唇角小于45°。

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