CN112046225B - 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)。所述装置包括轴承，所述轴承具有相对旋转的上环形轴承构件和下环形轴承构件，下轴承构件具有设置有至少一个突出分度元件(81；91、92)的下杯(30)。所述装置还包括减震元件(70)，减震元件(70)由弹性材料制成并且介于所述下杯(30)与所述悬架弹簧(3)之间。所述分度元件(91；91、92)由与所述下杯(30)的材料不同的材料制成，所述下杯(30)由刚性塑料材料制成，并且所述分度元件(81；91、92)由弹性材料制成。

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(suspension thrust bearing device)，特别是麦弗逊式悬架推力轴承装置(“麦弗逊(MacPherson Suspension)式悬架轴承单元”或MSBU)。本发明还涉及一种用于机动车辆的支柱，所述支柱包括减震器和这种悬架推力轴承装置。本发明的技术领域是悬架系统的技术领域，尤其是机动车辆悬架系统的技术领域。
背景技术
按照已知的方式，机动车辆悬架系统包括支撑车辆轮轴和车辆车轮的悬架支柱(suspension strut)。悬架推力轴承装置布置在所述悬架支柱的上部中，与车轮和地面相对，并且位于悬架弹簧与附接于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)，所述至少一个轴承包括绕着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实现在弹簧与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与附接于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减震功能可以通过使用由弹性材料制成并且安装在下环形轴承构件与悬架弹簧之间的减震元件(/阻尼元件)(damping element)来改善。按照已知的方式，减震元件被包覆成型(overmolded)到下构件上。
按照已知的方式，悬架推力轴承装置还可以包括至少一个分度元件(/指引元件/指示元件)(indexation element)。悬架推力轴承装置通常包括第一分度元件和第二分度元件，第一分度元件从下环形轴承构件在径向上向外延伸，第二分度元件从上环形轴承构件也在径向上向外延伸。当安装(悬架推力轴承)装置时，分别将两个径向分度元件彼此调节。这样的径向分度元件允许限定两个相关联的环形构件相对于车辆底盘和车轮的组装方向。
还已知设置从下环形构件的下侧向下轴向突出的至少一个轴向分度元件。这种轴向分度元件允许确保防尘罩正确地组装到下环形构件的所述下侧上，并且形成旋转防止部分。
所述轴向分度元件和所述径向分度元件直接利用刚性塑塑料(/硬塑料)(rigidplastic)杯制造。然而，这种刚性轴向分度元件和刚性径向分度元件从悬架推力装置在轴向上向外突出且在径向上向外突出。它们可能在其组装过程或其运输期间受到冲击。然后，元件可能损坏，并且装置无法被验证为可在车辆上使用。
发明内容
本发明的目的在于通过提出一种增强的悬架推力轴承装置来克服这些缺点。期望提供一种相对便宜、具有良好的操作可靠性并且具有增加的使用寿命的悬架推力轴承装置。
为此，本发明涉及一种与车辆的汽车(/机动汽车)悬架支柱中的悬架弹簧一起使用的悬架推力轴承装置。所述悬架推力轴承装置包括轴承，所述轴承具有相对旋转的上环形轴承构件和下环形轴承构件。下轴承构件包括设置有至少一个突出分度元件的下杯。
所述悬架推力轴承装置还包括减震元件，所述减震元件由弹性材料制成，并且介于所述下杯与所述悬架弹簧之间。
根据本发明，所述分度元件由与所述下杯的材料不同的材料制成，所述下杯由刚性塑料材料制成，所述分度元件由弹性材料制成。
根据本发明的有利但非强制性的另一方面，这种悬架推力轴承装置可以包含以下特征中的一个或几个：
所述悬架推力轴承装置包括轴承，所述轴承具有：第一圈，固定于上杯，以形成所述悬架推力轴承的上环形轴承构件；以及第二圈，固定于所述下杯，以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金属片制成。
所述上杯由刚性塑料材料制成。
所述至少一个分度元件与所述减震元件一体地形成。
所述下杯设置有轴向毂。
所述减震元件设置有固定于下杯的轴向毂的外表面的轴向部分。
至少一个分度元件从下杯的所述轴向毂的下侧在轴向上向下突出。
至少一个分度元件从减震元件的所述轴向部分的下侧在轴向上(/轴向地/沿轴向)向下突出。
所述下杯包括在径向上向外延伸的凸缘。
所述减震元件设置有固定于下杯的凸缘的下表面的径向部分。
至少一个分度元件从下杯的所述凸缘的外侧在径向上向外突出。
至少一个分度元件从减震元件的所述径向部分的外侧在径向上(/径向地/沿径向)向外突出。
所述装置包括至少一个密封元件，所述至少一个密封元件附接到所述下杯和所述上杯中的一者。
至少一个分度元件与密封元件一体地形成。
至少一个分度元件从外密封元件在径向上向外突出。
至少一个分度元件从内密封元件在轴向上向下突出。
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环形滚动腔室，并且所述滚动腔室内设置有至少一列滚动元件。
所述滚动元件是球。
所述分度元件直接成型在所述下杯上。
所述分度元件包括橡胶热塑性弹性体(TPE)，橡胶热塑性弹性体(TPE)特别是热塑性聚氨酯(TPU)、熔融可加工型弹性体(MPE)或弹性体多孔泡沫。
所述下杯由聚酰胺制成。
本发明还涉及一种机动车辆悬架支柱，所述机动车辆悬架支柱包括减震器杆、悬架弹簧和如上所述的悬架推力轴承装置。
附图说明
现在将结合附图作为说明性示例来解释本发明，而不限制本发明的目的。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沿着线I-I的截面图，所述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以及减震器杆和悬架弹簧；
图2是图1的悬架支柱沿着线II-II的截面图；
图3是设置于图1的悬架支柱的下杯体的立体图；及
图4是根据本发明的第二实施方式的悬架支柱的截面图，所述悬架支柱包括也根据本发明的第二实施方式的悬架推力轴承单元以及减震器杆和悬架弹簧。
具体实施方式
在图1中部分示出的悬架支柱(/悬挂支柱)(suspension strut)1结合到机动车辆悬架系统中。悬架支柱1支撑车辆轮轴和车轮，为了简化的目的，未示出车辆轮轴和车轮。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，主轴线X1位于大致竖直的方向上。悬架支柱1包括减震器活塞(/阻尼器活塞)(damper piston)、螺旋悬架弹簧3和悬架推力轴承装置10，减震器活塞包括活塞主体和轴线X2的减震器杆(/阻尼器杆)(damperrod)2。图1中部分示出了杆2和弹簧3，而为了简化的目的，未示出活塞主体。
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时，轴线X2和轴线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来定义。
悬架推力轴承装置10包括上杯(cup)(/上杯状件)20、下杯(/下杯状件)30和单个滚动轴承。在该实施方式中，这三个组件20和30具有绕着主轴线X40的总体上圆形形状，当车辆的悬架系统处于静止时，主轴线X40与主轴线X10重合。
上杯20包括由塑料合成材料制成的单件式部件(one-piece part)，例如，上杯20包括由聚酰胺制成的单件式部件，上杯20包括可选地由利用玻璃纤维加强的聚酰胺制成的单件式部件。上杯20具有：径向延伸的凸缘(/挡边)(flange)21；轴向延伸的内毂(/内轮毂)(inner hub)22，直径相对较小并且朝向悬架推力轴承装置10的下侧延伸；以及轴向延伸的外裙(/外裙缘)23，直径相对较大并且朝向悬架推力轴承装置10的下侧延伸。内毂22限定用于悬架推力轴承装置10的其中安装减震器杆2的内孔24。
上杯20专用于固定于机动车辆底盘的支撑块。
滚动轴承包括：内圈41，是压制的金属片(/金属薄板)；外圈42，也是压制的金属片；一列滚动元件43，这里，滚动元件43是球；以及保持架，用于保持滚动元件43之间的规则的周向间隔。滚动元件43设置在由内圈41的圆环(/环形)部分形成的滚道与由外圈42的圆环部分形成的滚道之间限定的滚动腔室(rolling chamber)中。
作为未示出的替代方案，不需要使用滚动元件，而是在使用合适的低摩擦材料、涂层或润滑剂的情况下，可以使内圈和外圈直接彼此接触。
滚动轴承整体在径向上位于上杯20的内毂22与外裙23之间。外圈42装配在下杯30的圆环内部内。外圈42和下杯30形成下环形轴承构件。内圈41装配到设置在上杯20的凸缘21的下侧的圆环外部上。内圈41和上杯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。
下杯30包括轴向延伸的毂31，毂31限定内孔33，杆2在内孔33中轴向地延伸。下杯30还包括从所述毂31在径向上向外延伸的径向凸缘32。支撑滚动轴承的内圈41的圆环外部设置在所述径向凸缘32的上表面上。
下杯30包括沿着毂31和凸缘32延伸的加强插入件(/加强嵌入物)(stiffeninginsert)34，以支撑由弹簧3施加的载荷和冲击并且防止下杯30的任何变形。有利地，下杯30包覆成型到加强插入件34上。
内密封元件50设置在下杯30的径向凸缘32的内周与上杯20的内毂22之间。外密封元件60设置在下杯30的径向凸缘32的外周与上杯20的外裙23之间。
下杯30还设置有由弹性材料制成的减震元件70，以能够过滤振动。减震元件70包括管状轴向部分71和径向部分72。
径向部分72紧密地紧固到下杯30的径向凸缘32的下表面。径向部分72包括用于以支承接触的方式接纳悬架弹簧3的端匝的下径向侧。减震元件70的所述径向部分72支撑来自悬架弹簧3的轴向载荷和冲击。
管状轴向部分71从径向部分72朝向悬架推力轴承装置10的下侧轴向地延伸。所述管状轴向部分71紧密地紧固到下杯30的毂31的外圆柱形表面。减震元件70的所述管状轴向部分71支撑来自悬架弹簧3的径向载荷和冲击。
减震元件70的管状轴向部分71和径向部分72连接在一起，以覆盖下杯30的轴向毂31和径向凸缘32的外表面。
有利地，减震元件70由弹性材料(诸如，橡胶热塑性弹性体(TPE)，橡胶热塑性弹性体(TPE)特别是热塑性聚氨酯(TPU)、熔融可加工型弹性体(melt processible elastomer)(MPE)或弹性体多孔泡沫)制成。
有利地，减震元件70包覆成型到下杯30上。
根据本发明，悬架推力轴承装置10包括下径向分度元件(lower radialindexation element)81，下径向分度元件81从下杯30的凸缘32的外侧在径向上向外突出。装置10还包括上径向分度元件82，上径向分度元件82从上杯20的裙23的外侧在径向上向外突出。所述径向分度元件81和82允许限定两个相关联的环形构件相对于车辆底盘和车轮的组装方向。
上径向分度元件82与上杯20一体地形成，并且由相同的材料制成。下径向分度元件81与减震元件70一体地形成。此外，下径向分度元件81由与下杯30的材料不同的弹性材料制成。下径向分度元件81从减震元件70的径向部分72的外侧在径向上向外突出。作为另一种选择，下径向分度元件81可以是与减震元件70分离的部件。
由于本发明，分度元件82在冲击下可变形，尤其是在运输期间分度元件82在冲击下可变形。用于悬架推力轴承装置10的箱体可以具有简单的设计。
根据本发明的另一方面，悬架推力轴承装置10包括两个轴向分度元件91和92，轴向分度元件91和92从下杯30的毂31的下侧在轴向上向下突出。轴向分度元件91和92使得确保防尘罩(dust boot)(未示出)正确地组装到下杯30的所述下侧上，并且形成旋转防止部。
轴向分度元件91和92均与减震元件70一体地形成。此外，轴向分度元件91和92由与下杯30的材料不同的弹性材料制成。轴向分度元件91和92从减震元件70的轴向部分71的下侧在轴向上向下突出。作为另一种选择，轴向分度元件91和92可以是与减震元件70分离的部件。
在图3中所示的实施方式中，下杯30包括周向等距的多个细槽(/长条槽/细长槽)35。作为另一种选择，细槽不均匀地周向间隔开。作为另一种选择，下杯30包括仅一个细槽35。
减震元件70包括装配在所述细槽35内的多个部分83。部分83与槽35的组合形成用于减震元件70与下杯30的机械保持部件。更准确地，部分83和槽35的配合(cooperation)防止减震元件的轴向部分71与下杯30的轴向毂31之间的任何相对旋转。
图4中示出了本发明的第二实施方式，其中，相同的元件具有相同的附图标记。第二实施方式与前面的实施方式的不同之处仅在于，装置10设置有与外密封元件60一体地形成的径向分度元件61。
分度元件61从下杯30的径向凸缘32在径向上向外突出。分度元件61通过径向部分62连接到外密封元件60，径向部分62延伸通过设置于径向凸缘32的径向槽32a。
有利地，由部分62和分度元件61延伸的外密封元件60包覆成型到下杯30上。
根据未示出的实施方式，内密封元件50还可以连接到轴向分度元件，轴向分度元件从下杯30的轴向毂31在轴向上向下突出。
以上参照附图详细地描述了本发明的代表性的非限制性示例。该具体实施方式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，以上公开的附加特征和教导中的每个可以单独使用或者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各个独立权利要求和从属权利要求可以以未具体和明确地列举的方式组合，以提供本教导的另外有用的实施方式。

Claims (11)

1.一种悬架推力轴承装置(10)，与车辆的汽车悬架支柱中的悬架弹簧(3)一起使用，并且包括：
轴承，具有相对旋转的上环形轴承构件和下环形轴承构件，下轴承构件具有设置有突出的至少一个分度元件(81；91、92)的下杯(30)，以及
减震元件(70)，由弹性材料制成并且介于所述下杯(30)与所述悬架弹簧(3)之间，
其特征在于，所述分度元件(81；91、92)由与所述下杯(30)的材料不同的材料制成，所述下杯(30)由刚性塑料材料制成，并且所述分度元件(81；91、92)由弹性材料制成。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个分度元件(81；91、92)与所述减震元件一体地形成。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述下杯(30)设置有轴向毂(31)，并且所述减震元件(70)设置有固定于所述轴向毂(31)的外表面的轴向部分(71)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，至少一个分度元件(91、92)从减震元件(70)的所述轴向部分(71)的下侧在轴向上向下突出。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述下杯(30)包括在径向上向外延伸的凸缘(32)，并且所述减震元件(70)设置有固定于所述凸缘(32)的下表面的径向部分(72)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，至少一个分度元件(81)从减震元件(70)的所述径向部分(72)的外侧在径向上向外突出。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述分度元件(81；91、92)包括橡胶热塑性弹性体(TPE)。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置(10)包括至少一个密封元件(60)，所述至少一个密封元件(60)附接到所述下杯(30)和所述上环形轴承构件的上杯中的一者，并且至少一个分度元件(61)与密封元件(60)一体地形成。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述下杯(30)由聚酰胺制成。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，橡胶热塑性弹性体(TPE)为热塑性聚氨酯(TPU)、熔融可加工型弹性体(MPE)或弹性体多孔泡沫。
11.一种机动车辆悬架支柱(1)，包括减震器杆(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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