CN211195751U - 一种带橡胶金属球铰的轻量化推力杆 - Google Patents

Abstract

一种带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，包括接头和推力杆杆体，接头位于推力杆杆体的两端，在推力杆一端或两端的接头内安装有橡胶金属球铰，接头和推力杆杆体为轻量化的高分子材料制作成的轻量化接头和轻量化推力杆杆体，且在轻量化接头和轻量化推力杆杆体的轻量化高分子材料中嵌入有强化体，橡胶金属球铰插入在接头的强化体中，形成带橡胶金属球铰的轻量化接头，并与轻量化推力杆杆体一起构成带橡胶金属球铰的轻量化推力杆。本实用新型过两种材料复合制作成轻量化接头和推力杆杆体，通过两者的有机结合，使产品在主要承载方向的承载能力得到了提升，提高推力杆的承载和应用范围。

Description

一种带橡胶金属球铰的轻量化推力杆

技术领域

本实用新型涉及到一种推力杆的结构，尤其是指一种带橡胶金属球铰的弹性轻量化推力杆，该种带橡胶金属球铰的轻量化推力杆不仅可实现推力杆的轻量化，而且可以提高轻量化推力杆的整体强度，简化结构，降低生产成本；属于弹性连接推力杆制造技术领域。

背景技术

橡胶金属球铰是常用的一种橡胶金属复合的减振限位元件，可广泛应用于各种减振限位场所，尤其是在作为弹性连接的推力杆中应用十分普遍。常用的结构一般是橡胶与金属整体硫化的复合结构。橡胶金属球铰一般都会与其它部件结合在一起，形成一种功能部件。其中，大多会与推力杆组合在一起形成一种具有一定弹性的弹性连接杆；推力杆球铰就是其中一种。推力杆作为关键传力部件广泛应用于机动车辆的悬挂系统中，主要用于保持车体位置相对固定，以传递车辆的纵向力或横向力，同时还可传递其他方向的力和力矩，保证车轮和车身之间有确定的运动关系，使车辆具有良好的运动特性；而推力杆球铰又是推力杆的主要连接件，橡胶金属球铰安装在推力杆的两端头的接头内，形成带橡胶金属球铰的弹性推力杆。

一般带橡胶金属球铰的弹性推力杆都是先制作好推力杆，再将橡胶金属球铰安装到推力杆中，通过固定件固定形成带橡胶金属球铰的弹性推力杆。目前，各行各业都在推行轻量化，因此也出现了轻量化的推力杆，现在的轻量化的推力杆一般都是将推力杆接头和推力杆杆体分开制作，其中对杆体制作成轻量化的杆体，再与接头进行组合，形成轻量化的推力杆。也有少部分将接头与推力杆杆体一起通过轻量化处理的，但这样制作时是将一个球饺套预制在推力杆的接头内，再将橡胶金属球铰安装到制作好的推力杆预制套内。采取这种球饺与接头的结合方式存在球饺与推力杆的接头结合不紧密，球饺与接头之间容易出现错位的问题，而且球饺在接头中的固定比较麻烦，所以很有必要对此加以改进。

通过专利检索没发现有与本实用新型相同技术的专利文献报道，与本实用新型有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN201510739066.7，名称为“一种推力杆轻量化方法及轻量化推力杆”，申请人为：株洲时代新材料科技股份有限公司的发明专利，该专利公开了一种推力杆轻量化方法及轻量化推力杆，其中推力杆轻量化方法是将杆体和弹性球铰的芯轴均采用高分子材料利用注射模一次成型，将杆体本体的相对两侧面均设置成带有断续状凹槽一的侧面，所述断续状凹槽一包括沿杆体本体的长度方向依次分布的多个分凹槽一，在每个分凹槽一的凹槽底面上设置有多条凸筋，从而使得每个分凹槽一又被多条凸筋分割成多个小凹槽。本发明能在满足推力杆使用要求的前提下，尽可能的降低推力杆的重量，达到推力杆轻量化的要求。

2、专利号为CN201521045394.9，名称为“种封闭式空心芯轴及应用该芯轴的减振球铰”，申请人为：株洲时代新材料科技股份有限公司的实用新型专利，该专利公开了一种汽车轻量化推力杆结构，包括推力杆杆体、推力杆接头，所述推力杆接头设置在推力杆杆体两端，推力杆为尼龙材料制造，推力杆杆体两侧面布置有加强筋，推力杆杆体与推力杆接头高度相同，宽度小于接头直径。本推力杆采用尼龙材料制造，尼龙材料密度为金属材料的20%，容易实现减重的目的，同时，尼龙材料可采用注塑成型工艺，整个推力杆一次成型，受复杂结构限制的影响较小，加工成本低。

3、专利号为CN201720376836.0，名称为“一种复合橡胶金属球铰变刚度缓和过渡方法及复合橡胶金属球铰”，申请人为：北京先进复材产品设计有限公司的实用新型专利，该专利公开了一种大承载的复合材料推力杆连接结构，包括：复合材料推力杆，至少一个端部设有倒齿槽；倒齿卡套，其内壁设有与所述倒齿槽相匹配的倒齿，外壁设有外螺纹；连接件，包括筒状主体以及设置在所述筒状主体端部的连接柄；所述筒状主体的内壁设有与所述外螺纹相匹配的内螺纹。

通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及了推力杆的轻量化处理，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，该些专利的推力杆仍都是采用的前面所述的将推力杆分开制作，或将整体通过钢套嵌入接头制作整体轻量化推力杆的做法，因此前面所述的问题依然存在，尤其是如何将橡胶金属球饺与推力杆复合形成带橡胶金属球铰的弹性推力杆，缺乏技术方案，所以仍有待进一步加以研究改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有带橡胶金属球铰的弹性推力杆存在结构复杂，受力状况不好的不足；提出一种新的带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，该种带橡胶金属球铰的轻量化推力杆结构更加合理，固定方式简单，加工制作方便。

为了达到这一目的，本实用新型提供了一种带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，包括接头和推力杆杆体，接头位于推力杆杆体的两端，在推力杆一端或两端的接头内安装有橡胶金属球铰，其特征在于：接头和推力杆杆体为轻量化的高分子材料制作成的轻量化接头和轻量化推力杆杆体，且在轻量化接头和轻量化推力杆杆体的轻量化高分子材料中嵌入有强化体，橡胶金属球铰插入在接头的强化体中，形成带橡胶金属球铰的轻量化接头，并与轻量化推力杆杆体一起构成带橡胶金属球铰的轻量化推力杆。

进一步地，所述的强化体分为接头强化体和推力杆杆体强化体，接头强化体和推力杆杆体强化体分别嵌入在推力杆的接头和推力杆杆体的轻量化高分子材料基体中，形成带有强化体的轻量化接头和轻量化推力杆杆体，由带有强化体的轻量化接头和轻量化推力杆杆体组合形成带有强化体的轻量化推力杆。

进一步地，所述的接头强化体与推力杆杆体内的推力杆强化体是连在一起的整体强化体，形成一个从接头到推力杆杆体，再通过推力杆杆体到另一端接头的一个整体强化体。

进一步地，所述的接头强化体与推力杆杆体内的推力杆强化体是分体的强化体组合件，接头强化体与推力杆杆体内的推力杆强化分别为独立的强化体，但接头强化体与推力杆杆体内的推力杆强化体通过粘接或焊接连接在一起，形成分体组合结构的分体组合强化体。

进一步地，所述的橡胶金属球铰插入在接头的强化体中是橡胶金属球铰包裹在带有接头强化体的轻量化接头内，且橡胶金属球铰的外套插入在接头强化体的球铰安装孔内，并且接头的轻量化高分子材料基体将橡胶金属球铰的外套整体包裹起来，形成橡胶金属球铰与接头的轻量化高分子材料复合在一起的一体结构。

进一步地，所述的接头强化体与推力杆强化体连接在一起的整体强化体的截面形状是平板状、U型、工字型、圆形、方形，或者由圆弧和直线段组成的异型结构。

进一步地，所述的接头强化体与推力杆强化体分体成型制作，由接头强化体和推力杆杆体强化体两部分组成，接头强化体为平板、方形、圆形、工字型以及圆弧和直线段组成的其他形状；推力杆杆体强化体为平板、方形、圆形、工字型以及圆弧和直线段组成的其他形状，推力杆杆体强化体和端头通过焊接、机械压装组装或粘结而成为一体，形成分体组合结构的带有强化体的轻量化推力杆。

进一步地，所述的平板为单片或多片平板；为多片平板时，多片平板按照所确定的间距排列在接头和推力杆杆体的轻量化高分子材料基体中。

进一步地，所述的接头的轻量化高分子材料基体将橡胶金属球铰的外套整体包裹起来是橡胶金属球铰外套卡在轻量化高分子材料基体形成的外壳内，与轻量化高分子材料基体形成的外壳粘结在一起，且在橡胶金属球铰外套的两端头有限制橡胶金属球铰外套轴向移动的轴向止挡，轴向止挡将橡胶金属球铰外套固定在轻量化高分子材料形成的外壳轴向范围内。

进一步地，所述的轴向止挡与接头的轻量化高分子材料基体为相同的轻量化高分子材料，轴向止挡与轻量化高分子材料基体一起复合成型。

本实用新型的优点在于：

本实用新型通过在轻量化高分子基体中嵌入强化体，并将金属橡胶球铰整体与轻量化高分子材料基体一起整体成型，形成带有金属橡胶球铰的轻量化推力杆，主要有以下优点：

1、可以通过轻量化的高分子材料与强化体结合，提高轻量化推力杆的承载和应用范围。

2、通过强化体主要承担杆身方向的拉伸载荷，而基体主要承担杆身方向的压缩载荷和扭转载荷，有效提高整体的抗载荷能力。

3、通过轻量化的高分子材料与强化体两者的有机结合，使产品在主要承载方向的承载能力得到了提升。

4、强化体的复合使杆身方向的拉伸载荷大大提升，从而避免了因为注胶点或者产品溶解线形成位置强度较弱的劣势。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是图1接头部分放大结构示意图；

图4是本实用新型强化体一个实施例的结构示意图；

图5是本实用新型强化体另一个实施例的结构示意图；

图6为橡胶金属球铰外套与接头轻量化高分子材料的轴向止挡结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本实用新型。

实施例一

通过附图1可以看出，本实用新型涉及一种带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，包括接头1和推力杆杆体3，接头1位于推力杆杆体3的两端，在推力杆杆体3的一端或两端的接头1内安装有橡胶金属球铰2，且橡胶金属球铰2包裹在推力杆的接头1内；且推力杆杆体3和接头1全部采用轻量化的高分子材料注塑成型制作，并在轻量化的高分子材料制作的推力杆杆体3和接头1的基体5内嵌入比推力杆杆体3和接头1轻量化基体材料强度更高的强化体4，且将橡胶金属球铰2包裹在采用强化体4与轻量化的高分子材料复合制作成的轻量化推力杆杆体3和接头1内，由强化体4承担杆身方向的拉伸载荷，而轻量化的高分子材料制作的推力杆杆体和接头的基体5承担杆身方向的压缩载荷和扭转载荷，增强推力杆的整体抗拉强度。

所述的将橡胶金属球铰2包裹在采用强化体与轻量化的高分子材料复合制作成的轻量化接头1内是将橡胶金属球铰2放置在提高推力杆强度及抗拉性能的强化体4内，再在强化体4外包裹轻量化的高分子材料，以轻量化的高分子材料构成轻量化的接头基体8；形成橡胶金属球铰2与轻量化接头1复合在一起的轻量化接头1。所述的强化体外包括接头强化体7和推力杆杆体强化体6两部分。

所述的将橡胶金属球铰2放置在提高推力杆强度及抗拉性能的强化体内是将接头强化体7嵌入到轻量化材料制作的接头1内，并将橡胶金属球铰2整体插入在接头1内的接头强化体7内，再在接头强化体7外包裹轻量化高分子材料，并将金属球铰的外套9与轻量化高分子材料复合在一起，由轻量化高分子材料将金属球铰的外套9包裹起来，形成以轻量化高分子材料为接头基体8，以接头强化体7为骨架，且带有橡胶金属球铰2的复合轻量化接头。

所述的将橡胶金属球铰2整体插入在接头1内的接头强化体内是在接头强化体7上设置球铰孔12，将橡胶金属球铰2的整体，包括橡胶金属球铰2的芯轴13、橡胶弹性体11以及外套9一起放入接头强化体7的球铰孔内，并使得橡胶金属球铰2的外套9与接头强化体7内的球铰孔12相配，球铰孔12套在橡胶金属球铰2的外套9上。

所述的将橡胶金属球铰2的外套9与轻量化高分子材料复合在一起是将橡胶金属球铰2整体放入接头强化体7内后，使得接头强化体7的球铰孔套在橡胶金属球铰2的外套9上，再将带有橡胶金属球铰2的接头强化体7与推力杆杆体3的推力杆杆体强化体6一起放入高分子成型模具中，用高分子材料注塑或模塑成型，形成带有金属球铰的一体化轻量化推力杆。

为提高推力杆的整体强度，将接头强化体7与推力杆杆体3内的推力杆杆体强化体6做成连在一起整体强化体，形成一个从接头1到推力杆杆体3，再通过推力杆杆体3到另一端接头1都是连在一起的整体强化体，整体强化体分别嵌入在接头1和推力杆杆体3的轻量化高分子材料制作的接头基体8和推力杆基体10中，形成整体强化体的轻量化推力杆。

所述的接头强化体7与推力杆杆体强化体6整体成型，接头强化体7与推力杆杆体强化体6连接在一起的整体强化体的截面形状是单层或多层平板状结构；如果为多片平板将按照所确定的间距排列组合在一起；所述的平板的摆放按照平板的平面与两端接头球铰孔相垂直的方式排列，在平板嵌入接头1部分上设有球铰孔12，以保证平板上的球铰孔12的轴线与两端接头球铰孔相同，便于橡胶金属球铰2插入强化体的球铰孔12内。

所述的轻量化高分子材料制作的接头基体8和推力杆基体10为高分子复合材料通过注塑或模塑成型，所述的高分子复合材料包括尼龙（聚酰胺），并可以在尼龙（聚酰胺）添加增强纤维；所述的强化体4为金属或非金属复合材料制作；其金属材料包括铝合金、钛合金，或镁合金；所述的非金属复合材料为强度高于周围轻量化的高分子材料的非金属复合材料，以及增强复合纤维材料；包括增强尼龙（聚酰胺）、增强材料；而且在强化体表层了涂了结构胶，使得注塑过程中使基体和强化体能更好地粘接在一起，强化体4嵌入在基体5内；为了减轻强化体4的重量，在强化体4的推力杆杆体强化体6部分还开有轻量化孔15。

同时，在橡胶金属球铰外套9的两端头的接头基体8上设有限制橡胶金属球铰外套9轴向移动的轴向止挡14，轴向止挡14将橡胶金属球铰外套9固定在轻量化高分子材料形成的外壳轴向范围内。

所述的轴向止挡14也是轻量化高分子材料制作的，轴向止挡14与轻量化高分子材料接头基体8为同一种材料，并一起注塑成型。

实施例二

实施例二的原理与实施例一是一样的，只是结构上稍微有所不同，所述的一种带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，包括接头和推力杆杆体，接头位于推力杆杆体的两端，在推力杆一端或两端的接头内安装有橡胶金属球铰，其特征在于：接头和推力杆杆体为轻量化的高分子材料制作成的轻量化接头和轻量化推力杆杆体，且在轻量化接头和轻量化推力杆杆体的轻量化高分子材料中嵌入有强化体，橡胶金属球铰插入在接头的强化体中，形成带橡胶金属球铰的轻量化接头，并与轻量化推力杆杆体一起构成带橡胶金属球铰的轻量化推力杆。

所述的强化体分为接头强化体和推力杆杆体强化体，接头强化体和推力杆杆体强化体分别嵌入在推力杆的接头和推力杆杆体的轻量化高分子材料基体中，形成带有强化体的轻量化接头和轻量化推力杆杆体，由带有强化体的轻量化接头和轻量化推力杆杆体组合形成带有强化体的轻量化推力杆。

所述的接头强化体与推力杆杆体内的推力杆强化体是分体的强化体组合件，接头强化体与推力杆杆体内的推力杆强化分别为独立的强化体，但接头强化体与推力杆杆体内的推力杆强化体通过粘接或焊接连接在一起，形成分体组合结构的分体组合强化体。

所述的橡胶金属球铰插入在接头的强化体中是橡胶金属球铰包裹在带有接头强化体的轻量化接头内，且橡胶金属球铰的外套插入在接头强化体的球铰安装孔内，并且接头的轻量化高分子材料基体将橡胶金属球铰的外套整体包裹起来，形成橡胶金属球铰与接头的轻量化高分子材料复合在一起的一体结构。

为提高推力杆的整体强度，将接头内的接头强化体207与推力杆杆体内的推力杆强化体206分别制作，再通过在中间部位216焊接或粘结组合在一起；接头强化体207与推力杆杆体内的推力杆强化体206分别为独立制作的强化体，但接头强化体与推力杆强化体通过粘接或焊接或机械压装连接在一起；接头强化体207与推力杆强化体206嵌入在接头和推力杆杆体的轻量化的高分子材料基体中，形成分体组合结构的带有强化体的轻量化推力杆。

所述的接头强化体与推力杆强化体分体成型制作，由接头强化体207和推力杆杆体强化体206组成，接头强化体207为圆管状结构，接头强化体207内面有安装球铰外套的球铰孔212；推力杆杆体强化体206可以为方管形、圆管形，或工字型，以及圆弧和直线段组成的其他形状，推力杆杆体强化体206和接头强化体207通过焊接、机械压装组装或粘结而成为一体，形成分体组合结构的带有强化体的轻量化推力杆。

所述的接头的轻量化高分子材料基体将橡胶金属球铰的外套整体包裹起来是橡胶金属球铰外套卡在轻量化高分子材料基体形成的外壳内，与轻量化高分子材料基体形成的外壳粘结在一起，且在橡胶金属球铰外套的两端头有限制橡胶金属球铰外套轴向移动的轴向止挡，轴向止挡将橡胶金属球铰外套固定在轻量化高分子材料形成的外壳轴向范围内。

所述的轴向止挡与接头的轻量化高分子材料基体为相同的轻量化高分子材料，轴向止挡与轻量化高分子材料基体一起复合成型。

上述所列实施例，只是结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，而且本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。同时，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的优点在于：

本实用新型通过金属或者高强复合材料板和复合材料复合主要有以下优点：

1、可以通过轻量化的高分子材料与强化体提高推力杆的承载和应用范围。

2、通过强化体主要承担杆身方向的拉伸载荷，而基体主要承担杆身方向的压缩载荷和扭转载荷，有效提高整体的抗载荷能力。

3、通过轻量化的高分子材料与强化体两者的有机结合，使产品在主要承载方向的承载能力得到了提升。

4、强化体的复合使杆身方向的拉伸载荷大大提升，从而避免了因为注胶点或者产品溶解线形成位置强度较弱的劣势。

Claims (10)

1.一种带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，包括接头和推力杆杆体，接头位于推力杆杆体的两端，在推力杆一端或两端的接头内安装有橡胶金属球铰，其特征在于：接头和推力杆杆体为轻量化的高分子材料制作成的轻量化接头和轻量化推力杆杆体，且在轻量化接头和轻量化推力杆杆体的轻量化高分子材料中嵌入有强化体，橡胶金属球铰插入在接头的强化体中，形成带橡胶金属球铰的轻量化接头，并与轻量化推力杆杆体一起构成带橡胶金属球铰的轻量化推力杆。

2.如权利要求1所述的带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，其特征在于：所述的强化体分为接头强化体和推力杆杆体强化体，接头强化体和推力杆杆体强化体分别嵌入在推力杆的接头和推力杆杆体的轻量化高分子材料基体中，形成带有强化体的轻量化接头和轻量化推力杆杆体，由带有强化体的轻量化接头和轻量化推力杆杆体组合形成带有强化体的轻量化推力杆。

3.如权利要求2所述的带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，其特征在于：所述的接头强化体与推力杆杆体内的推力杆强化体是连在一起的整体强化体，形成一个从接头到推力杆杆体，再通过推力杆杆体到另一端接头的一个整体强化体。

4.如权利要求3所述的带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，其特征在于：所述的接头强化体与推力杆杆体内的推力杆强化体是分体的强化体组合件，接头强化体与推力杆杆体内的推力杆强化分别为独立的强化体，但接头强化体与推力杆杆体内的推力杆强化体通过粘接或焊接连接在一起，形成分体组合结构的分体组合强化体。

5.如权利要求1所述的带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，其特征在于：所述的橡胶金属球铰插入在接头的强化体中是橡胶金属球铰包裹在带有接头强化体的轻量化接头内，且橡胶金属球铰的外套插入在接头强化体的球铰安装孔内，并且接头的轻量化高分子材料基体将橡胶金属球铰的外套整体包裹起来，形成橡胶金属球铰与接头的轻量化高分子材料复合在一起的一体结构。

6.如权利要求5所述的带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，其特征在于：所述的接头强化体与推力杆强化体连接在一起的整体强化体的截面形状是平板状、U型、工字型、圆形、方形，或者由圆弧和直线段组成的异型结构。

7.如权利要求5所述的带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，其特征在于：所述的接头强化体与推力杆强化体分体成型制作，由接头强化体和推力杆杆体强化体两部分组成，接头强化体为平板、方形、圆形、工字型以及圆弧和直线段组成的形状；推力杆杆体强化体为平板、方形、圆形、工字型以及圆弧和直线段组成的形状，推力杆杆体强化体和端头通过焊接、机械压装组装或粘结而成为一体，形成分体组合结构的带有强化体的轻量化推力杆。

8.如权利要求6或7所述的带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，其特征在于：所述的平板为单片或多片平板；为多片平板时，多片平板按照所确定的间距排列在接头和推力杆杆体的轻量化高分子材料基体中。

9.如权利要求5所述的带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，其特征在于：所述的接头的轻量化高分子材料基体将橡胶金属球铰的外套整体包裹起来是橡胶金属球铰外套卡在轻量化高分子材料基体形成的外壳内，与轻量化高分子材料基体形成的外壳粘结在一起，且在橡胶金属球铰外套的两端头有限制橡胶金属球铰外套轴向移动的轴向止挡，轴向止挡将橡胶金属球铰外套固定在轻量化高分子材料形成的外壳轴向范围内。

10.如权利要求9所述的带橡胶金属球铰的轻量化推力杆，其特征在于：所述的轴向止挡与接头的轻量化高分子材料基体为相同的轻量化高分子材料，轴向止挡与轻量化高分子材料基体一起复合成型。

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