CN112046226A - 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(20、41)和下环形轴承构件(30、42)，下环形轴承构件包括径向主体(32)。所述装置还包括减震元件(50)，所述减震元件(50)由弹性材料制成，并且包覆成型到下环形轴承构件的所述径向主体(32)，所述减震元件(50)具有下支撑表面(53)，以在轴向上支撑所述悬架弹簧(3)的端匝。所述下支撑表面(53)包括至少一个高部(54)和至少一个低部(55)，以在圆周方向上产生波形(60、70、80)。

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。这种减震元件允许吸收由弹簧施加到推力轴承装置的冲击和振动。按照已知的方式，必须在减震元件的材料、轴向厚度与装置的紧凑性之间找到良好的折衷，以确保优化的静态刚度和动态刚度。
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(vehicle)的汽车(/机动汽车/车用)悬架支柱(automotive suspension strut)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。下环形轴承构件包括径向主体。
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，并且包覆成型到下环形轴承构件的所述径向主体。所述减震元件具有下支撑表面，以在轴向上支撑所述悬架弹簧的端匝(/末端线圈)(end coil)。
根据本发明，所述下支撑表面包括至少一个高部和至少一个低部，以在圆周方向上产生波形。
由于本发明，悬架弹簧通过所述减震元件将道路冲击和振动传递到所述悬架推力轴承装置，更特别地，悬架弹簧通过所述下支撑表面将道路冲击和振动传递到所述悬架推力轴承装置。具有高部和低部的该下支撑表面在圆周方向上的特定形状允许均匀地抑制(dampen)这种冲击和振动的传递。
另一优点在于，所述悬架弹簧仅接触减震元件的下支撑表面的高部，所述高部的材料变形通过在周向上相邻的低部接收。从而改善了减震元件的减震性能。
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，固定于上盖，以形成所述悬架推力轴承的上环形轴承构件；以及第二圈，固定于下盖，以形成所述悬架推力轴承的下环形轴承构件，第一圈和第二圈相对旋转。
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布置有至少一列滚动元件。
所述滚动元件是球。
所述第一圈和所述第二圈由冲压金属片制成。
所述上盖和所述下盖由刚性塑料材料制成。
所述下盖包括所述径向主体。
所述下盖包括轴向毂，所述轴向毂从所述径向主体的内侧在轴向上向下延伸。
所述减震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。
所述减震元件在圆周方向上包括多个交替的高部和低部。
高部在圆周方向上等间距。
高部和低部的波形在圆周方向上呈正弦曲线形状、矩形形状或梯形形状。
所述低部的宽度与所述低部的深度之间的比被包括在1与2之间。
所述高部的宽度与所述低部的宽度之间的比被包括在1与5之间。
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是根据本发明的悬架支柱的截面图，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的悬架推力轴承单元的下立体图；及
图3示出了提供给推力轴承单元的波形形状的示意图。
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(coilsuspension spring)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)(damper rod)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包括上盖(upper cap)20、下盖(lower cap)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。
上盖20包括由塑料合成材料制成的单件式部件(one-piece part)，例如，上盖20包括由聚酰胺制成的单件式部件，上盖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。上盖20具有：在径向上延伸的凸缘(/挡边)(flange)21；在轴向上延伸的内毂(/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；以及在轴向上延伸的外裙(/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。
上盖20专用于固定于机动车辆底盘的支撑块。
滚动轴承40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(未示出)，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40整体在径向上位于上盖20的内毂22与外裙23之间。外圈42装配在下盖30的圆环内部内。外圈42和下盖30形成下环形轴承构件。内圈41装配到设置在上盖20的凸缘21的下侧的圆环外部上。内圈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包括在轴向上延伸的毂31，毂31限定内孔33，杆2在内孔33中轴向地延伸。下盖30还包括从所述毂31在径向上向外延伸的径向主体32。支撑滚动轴承40的内圈41的圆环外部设置在所述径向主体32的上表面上。
上盖20和下盖30有利地由刚性塑料材料(例如，利用玻璃纤维加强的PA66(/聚酰胺66)制成。
下盖30还设置有由弹性材料制成的减震元件50，以能够过滤振动。
减震元件50包括管状轴向部分51和径向部分52。径向部分52紧密地紧固到下盖30的径向主体32的下侧。径向部分52包括用于以支承接触的方式接纳悬架弹簧3的端匝的下支撑表面53。减震元件50的所述径向部分52支撑来自悬架弹簧3的轴向载荷和冲击。
管状轴向部分51从径向部分52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51紧密地紧固到下盖30的毂31的外圆柱形表面。减震元件50的所述管状轴向部分51支撑来自悬架弹簧3的径向载荷和冲击。
减震元件50的管状轴向部分51和径向部分52连接在一起，以覆盖下盖30的轴向毂31和径向主体32的外表面。
减震元件50由弹性材料由弹性材料(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 processibleelastomer)(MPE)或弹性体多孔泡沫)制成。减震元件70包覆成型到下盖30上
根据本发明，下支撑表面53包括多个高部(/凸起)(high)54和低部(/凹陷)(low)55，以在圆周方向上产生波形。如图2所示，高部54被两个低部55在周向上围绕，并且反之亦然，低部55被两个高部54围绕。
悬架弹簧3与高部54的端表面直接接触。呈波形形状的下支撑表面允许均匀地抑制由悬架弹簧3在轴向上施加的冲击和振动的传递。
此外，当所述冲击或振动由悬架弹簧3在轴向上施加到减震元件50上时，高部54在轴向上且在径向上变形。高部54的材料变形被在周向上相邻的低部55接收。从而改善了减震元件50的减震性能。
在所示的实施方式中，高部54在圆周方向上等间距。因此，低部55在圆周方向上等间距。减震器元件50的减震可以与振动的特定频率范围匹配，尤其地，减震器元件50的减震可以与声学上可听见的频率范围匹配。根据未示出的实施方式，高部和低部可以在圆周方向上不均匀地分布。
图3a示意性地示出了呈矩形形状的波形60以及该波形如何能够被构造为减震元件50的下支撑表面53遍及周向的轮廓。
图3b示意性地示出了呈梯形形状的波形70，其中，高部71包括倾斜的侧壁72。低部73在圆周方向上具有比底壁的长度大的长度的开口。这样的波形70特别适合于包覆成型的减震元件50，模具容易移除。
图3c示意性地示出了正弦曲线形状的波形80。然而，下支撑表面53的轮廓不限于上述波形。可接纳这些波形的任何期望的组合作为新轮廓。
有利地，低部的宽度与低部的深度之间的比包括在1与2之间。有利地，高部的宽度与低部的宽度之间的比包括在1与5之间。
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，以提供改善的凸轮从动辊装置(cam follower roller device)。
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 (10)

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，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)，下环形轴承构件包括径向主体(32)；以及
减震元件(50)，由弹性材料制成，并且包覆成型到下环形轴承构件的所述径向主体(32)，所述减震元件(50)具有下支撑表面(53)，以在轴向上支撑所述悬架弹簧(3)的端匝，
其特征在于，所述下支撑表面(53)包括至少一个高部(54)和至少一个低部(55)，以在圆周方向上产生波形(60、70、80)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述减震元件(50)在圆周方向上包括多个交替的高部(54)和低部(55)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述高部(54)在圆周方向上等间距。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述波形(80)在圆周方向上呈正弦曲线形状。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述波形(60)在圆周方向上呈矩形形状。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述波形(70)在圆周方向上呈梯形形状。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述低部的宽度与所述低部的深度之间的比被包括在1至2之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述高部的宽度与所述低部的宽度之间的比被包括在1至5之间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述减震元件(50)包括橡胶热塑性弹性体(TPE)，特别地，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。
10.一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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