CN102470715B - 用于车辆的止推轴承和悬架 - Google Patents

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Abstract

用于机动车辆的悬架止推轴承装置，包括：滚动轴承(22)，所述滚动轴承(22)形成轴向止推轴承并且设置有上环、下环、以及配置在所述环之间的至少一排滚动元件；与所述上环接触的轴承盖(18)；和与下环接触的并且形成用于悬架弹簧的支承机构的支撑盖(20)。支撑盖(20)包括刚性材料的主体(32)和挠性材料的密封件(46，48)，所述挠性材料的密封件(46，48)固定到所述主体并且包括与所述轴承盖或所述滚动轴承的环之一摩擦接触的动态密封唇部(56，62)，并且挠性材料的密封件(46，48)径向分隔容纳滚动轴承的至少所述滚动元件的密封空间(64)。支撑盖(20)还包括圈状环(50)，圈状环(50)与密封件的下端连接并且形成用于所述悬架弹簧的支承表面(50a)。

Description

用于车辆的止推轴承和悬架
技术领域
本发明涉及尤其用于机动车辆中的转向车轮的悬架支柱中的悬架止推轴承装置的领域。
本发明更具体地涉及一种包括上环和下环、在所述上环与下环之间配置至少一排滚动元件例如滚珠或滚子的悬架止推轴承装置。所述上下环通常安装成接触上下支承件或支撑件，例如杯或盖。所述上盖和下盖形成用于所述滚动轴承的所述环的壳体并且提供在所述环与周围元件之间的交界。
背景技术
所述悬架止推轴承装置配置在车辆的车身壳体与悬架弹簧之间的悬架支柱的上部中。所述弹簧围绕减震器活塞杆安装，所述减震器活塞杆的端部经由滤除振动的弹性块连接到车辆的车身壳体。所述悬架弹簧直接或间接地轴向支承在所述下轴承盖上。所述上轴承盖就它的一部分而言相对于车辆的车身壳体固定。
这类悬架止推轴承装置可传递悬架弹簧与车辆的车身壳体之间的轴向力，同时容许由车辆的转向车轮的转向和/或由悬架弹簧的压缩产生的、在所述下轴承盖与所述助滤弹性块之间的旋转运动。
专利申请FR-A1-2915929公开一种悬架止推轴承，该悬架止推轴承设置有下支撑盖和安装成紧靠后者接触的滚动轴承。该支撑盖包括由刚性合成材料制成的主体，在所述主体上包覆模制助滤元件，所述助滤元件形成用于悬架弹簧的支承表面以部分吸收悬架弹簧所产生的振动。所述助滤元件还包括与所述上轴承盖的外裙部形成摩擦接触的密封唇部。
此文献的悬架止推轴承不能提供所述滚动轴承的良好密封。具体地，在所述止推轴承的内侧，在上轴承盖与下支撑盖之间设置单一狭窄通路以提供该滚动轴承的密封。
因此，在一些情况下，例如当车辆沿洪涝路行驶或者当车辆被高压喷水进行清洗时，可能有水或其它污染颗粒渗透到滚动轴承中而对悬架止推轴承的寿命产生有害影响。
发明内容
本发明的目的是克服此缺点。
更具体地，本发明的目的是提供一种坚固的悬架止推轴承装置，该悬架止推轴承装置能承受悬架弹簧所施加的力并且能吸收所述弹簧发出的振动的一部分，同时减少水或其它污染颗粒的渗透。
本发明的目的还在于提供一种长时间特别可靠的、具有简单且经济的设计的悬架止推轴承装置。
在一个实施例中，该用于机动车辆的悬架止推轴承装置包括：滚动轴承，该滚动轴承形成轴向止推轴承并且设置有上环、下环、以及配置在所述环之间的至少一排滚动元件；与所述上环接触的轴承盖；和与所述下环接触的并且形成用于悬架弹簧的支承机构的支撑盖。
所述支撑盖包括刚性材料的主体和挠性材料的密封件，所述挠性材料的密封件固定到所述主体并且包括与所述轴承盖或与所述滚动轴承的环之一摩擦接触的动态密封唇部，并且所述挠性材料的密封件径向分隔容纳所述滚动轴承的至少所述滚动元件的密封空间。所述支撑盖还包括圈状环，所述圈状环与所述密封件的下端连接并且形成或分隔用于所述悬架弹簧的支承表面。就“动态密封”而言，理解为具有相对运动的两个部件之间的密封。
在一个实施例中，所述密封件各包括从所述圈状环轴向延伸出的并且连接到关联的密封唇部的多个柱栓。
优选地，所述圈状环遮盖所述支撑盖的至少下径向表面，所述支撑盖的下径向表面轴向对立于所述滚动轴承的下环所紧靠形成接触的所述盖的上支承表面。
所述密封唇部与所述圈状环可有利地一体地制成。
所述支撑盖可包括刚性材料制成的主体、挠性材料制成的圈状环和密封唇部。所述挠性材料有利地包覆模制在所述刚性材料上。
在一个实施例中，所述支撑盖包括至少部分嵌入所述盖的主体中的加强插件。优选地，所述支撑盖的主体的至少一部分径向地位于所述挠性材料与所述加强插件之间。所述加强插件可包括一种机构，该机构能够容许所述挠性材料在它的包覆模制期间穿过所述插件。
在一个实施例中，所述支撑盖的主体与所述加强插件直接接触。所述挠性材料也可与所述加强插件直接接触。有利地，所述挠性材料包覆模制在所述支撑盖的主体上以及在所述加强插件上。
所述支撑盖可包括与所述轴承盖摩擦接触的外部密封唇部。所述轴承盖还可包括径向向内延伸的并且与所述外部密封唇部协作以将所述轴承盖相对于所述支撑盖轴向固持的钩部。由此可得可储放、运输、处理和安装的整体组件，并且借由所述支撑盖的密封唇部与所述轴承盖的钩部之间的协作从而使得构成它的元件有相对低的轴向分离的风险。
所述支撑盖还可包括与所述轴承盖或所述滚动轴承的上环摩擦接触的内部密封唇部。就“外部的唇部”而言，理解为向所述装置的外部定向的唇部；就“内部的唇部”而言，意为向所述装置的内部延伸的唇部。
在一个实施例中，所述支撑盖包括能够传递悬架弹簧与滚动轴承之间的轴向力的主体和固定到该主体的密封件。所述密封件包括：与所述轴承盖或与所述滚动轴承的环之一摩擦接触的、并且径向分隔容纳所述滚动轴承的滚动元件的密封空间的动态密封唇部；和与所述密封唇部互连的并且形成用于悬架弹簧的支承表面的圈状环。所述弹簧可紧靠所述圈状环形成直接接触。
本发明还涉及一种包括减震器和如上定义的悬架止推轴承装置的支柱。
附图说明
通过研究以附图所示和以非限制性示例方式所进行的实施例的详细描述，本发明将得到更好的理解，在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的悬架止推轴承装置的轴向截面图，
图2是图1的装置的加强插件的透视图，和
图3是根据本发明第二实施例的悬架止推轴承装置的轴向截面图。
具体实施方式
图1示出由总体的附图标记10表示的一种悬架止推轴承装置，其被设计成安装在机动车辆的底盘元件与螺旋型悬架弹簧12之间。装置10围绕具有假定为竖直的轴线16的减震器杆14配置，所述杆是轴向长形的呈回转圆筒型。悬架弹簧12围绕减震器杆14安装。
具有轴线16的装置10包括：设计成紧靠于插放在所述装置与车辆的底盘之间的助滤弹性块而形成接触的上轴承盖18；形成用于弹簧12的支承机构的下支撑盖20；和轴向地配置在所述盖之间并且形成轴向止推轴承的滚动轴承22。
轴承盖18可由塑料例如可选地以玻璃纤维加强的聚酰胺PA6.6所制成的一体式部件构成。轴承盖18包括：用于与所述助滤弹性块形成接触的上径向表面18a；从所述径向表面18a的小直径边缘向下延伸的轴向表面18b；和配置成大致轴向向下地延续所述轴向表面18b的薄的内部环状轴向裙部18c。
轴承盖18还包括具有大直径的薄的外部环状轴向裙部18d，所述薄的外部环状轴向裙部18d经由向所述裙部的上端内侧延伸的大致截头圆锥部连接到所述上径向表面18a，并且所述薄的外部环状轴向裙部18d自身借由大致径向部向所述内侧延伸到小直径边缘。向所述内部指向的、在周向可延续或非延续的钩部18e，形成在外部轴向裙部18d的内部边缘上，在它的下端附近。钩部18e沿支撑盖20的方向径向向内指向。
具有轴线16的滚动轴承22包括：上环24和下环26，在上环24和下环26之间容纳一排滚动元件28，所述滚动元件28在此制成呈滚珠的形式。还提供保持架30以维持滚动元件28之间的一致的周向间隔。滚动元件28配置在由上环24和下环26所形成的座圈之间。有利地，由于上环24的外径大致等于下环26的内径，所以所述环可由相同的金属坯片(sheetmetalblank)通过切割和冲压获得。
上环24具有与轴承盖18的互补表面18f接触的环形部24a，所述环形部24a借由在环状径向表面18g附近延伸的具有相反凹陷的环形部24b而向内延伸并且连接到表面18f和连接到内部轴向裙部18c。环形部24a的外表面具有四分之一圆的凹型内轮廓截面并且形成用于滚动元件28的环面(toric)座圈。
下环26也包括内表面具有四分之一圆的凹型内轮廓截面的环形部26a并且形成用于滚动元件28的环面座圈。环形部26a紧靠支撑盖20形成接触并且借由短的径向部向外延伸。保持架30径向地位于在上环24的环形部24b与下环26的环形部26a之间。
支撑盖20包括：刚性材料制成的主体32；用于加强所述主体的插件34；和挠性材料36，设计成既获得对滚动轴承22的良好保护从而抵抗水或污染颗粒的渗透并且还部分地吸收悬架弹簧12所产生的振动，如下文将详述。
主体32可传递悬架弹簧12与滚动轴承22之间的轴向力。主体32可例如由刚性塑料例如可选地以玻璃纤维填充的聚酰胺PA6.6制成。主体32包括具有小的轴向尺寸的圆筒形轴向外表面32a，从该轴向外表面32a的下端向内延伸有环状截头圆锥表面32b，所述环状截头圆锥表面32b借由下径向表面32c向内延伸。径向表面32c的小直径边缘借由圆化表面(roundedsurface)然后借由轴向表面32d而向内和向下延伸。轴向表面32d容许悬架弹簧12的对中。从轴向表面32d的下端向内延伸有径向环状表面32e，所述径向环状表面32e借由形成支撑盖20的孔道的轴向表面32f而从小直径边缘轴向向上延伸。
从轴向外表面32a的上端，主体32另外包括沿轴承盖18的方向轴向延伸的第一和第二轴向环状肋32g，32h。第一大直径肋32g的上端设定成相对于第二肋32h的上端轴向向下背对。肋32h径向包围滚动轴承22的下环26。肋32h的上端借由与下环26的环形部26a接触的、并且具有对所述部26a的互补形状的上表面32i而向内延伸。环形表面32i借由截头圆锥表面而向内延伸，从该截头圆锥表面延伸有轴向表面32j，该轴向表面32j借由经圆化表面连接到轴向表面32f的环状径向表面32k而在径向向内下端延伸。上环形表面32i轴向对立于下径向表面32c并且作用为下环26的支承座。
环状加强插件34具有大致L形状的截面。它包括轴向部34a，该轴向部34a借由圆化部从上端向外延伸，从该圆化部径向向外延伸出径向部34b。加强插件34可例如由足够厚的以保证支撑盖20具有足够刚度的金属坯片通过切割和冲压获得。加强插件34全部嵌入主体32中。轴向部34a在位于径向环状表面32e附近的区域直到位于超出径向表面32c的区域之间轴向延伸。径向部34b在位于滚动轴承22的上环24的环形部24a的区域直到位于下环26的环形部26a的区域之间径向延伸。加强插件34由此可使支撑盖20强硬并且可提供使悬架弹簧12所施加的轴向力和径向力到滚动轴承22的良好的传递。
如由图2更明显地示出，加强插件34包括形成在径向部34b上在紧挨它的内边缘附近的多个通孔38。孔38，这里数量为十个，沿周向方向均匀地分布。加强插件34另外包括由径向部34b的自由边缘形成的多个凹口40。凹口40具有凹型的总体形状并且配置成使得各孔38与凹口40径向对齐。各凹口40因此配置在与孔38之一相同的径向平面中。
再次参考图1，在所示实施例中，支撑盖20的主体32包覆模制在加强插件34上，由此这两个元件彼此固定。在主体32的包覆模制期间，形成轴向通道42和44，第一系列通道42穿过加强插件34的孔38并且第二系列通道44穿过凹口40，使得内部轴向通道42位于与外部通道44相同的径向平面中。轴向通道42和44形成使得主体32可遮盖分隔各凹口40的边缘而不遮盖孔38的孔道。
然后，支撑盖20的挠性材料36包覆模制在加强插件34和主体32上，以形成由圈状环50互连的内部密封件46和外部密封件48。挠性材料36可以是例如弹性体比如橡胶或其它的聚氨酯或热塑性的弹性体。
加强插件34的凹口40和孔38形成具有双重功能的通路，所述双重功能即容许在支撑盖20的制造期间插件34的两个对立表面之间的挠性材料36的转移和流通，并且另外提供在所述插件上的所述挠性材料36的有效锚定(anchor)。主体32的和挠性材料36的在加强插件34上的包覆模制因此在两个相继的步骤中施行，所述两个相继的步骤可通过不同的技术例如通过简单的包覆模制或者要不然通过两次喷射注模而执行。
内部密封件46包括形成在主体32的通道42的内部的多个轴向的内部柱栓52，在此数量为十个。各内部柱栓52从径向表面32c轴向延伸直到对立的径向表面32k的高度。各柱栓52因此经由对应的孔38轴向向右穿过加强插件34，同时遮盖所述孔的孔道。
密封件46还设置有遮盖径向表面32k的并且连接到所有柱栓52的环状爪部54，以及设置有从所述爪部54向内凸出的相对薄的环状内部密封唇部56。密封唇部56与轴承盖18的内部轴向裙部18c的外表面形成摩擦接触。它向下弯曲。
外部密封件48还包括形成在主体32的通道44内部的十个轴向的外部柱栓58。各外部柱栓58从径向表面32c轴向延伸直到肋32g的上端的高度。各柱栓58经由对应的凹口40轴向向右穿过加强插件66，同时被主体32的材料径向包围。由此，在分隔加强插件34的各凹口40的边缘处，主体32的材料的一部分径向地位于挠性材料36的一部分与所述插件的径向部34b之间。
密封件48另外设置有遮盖肋32g的上端以及肋32h的外部侧表面的并且连接到所有柱栓58的环状爪部60。密封件48另外包括从爪部60发出的并且向外凸出的相对薄的环状外部密封唇部62。密封唇部62紧靠轴承盖18的外部裙部18d的孔道形成摩擦接触。它向下弯曲并且轴向地配置在轴承盖18的钩部18e上方。
柱栓52，58的下端连接到圈状环50，所述圈状环50径向延伸并且遮盖径向表面32c和截头圆锥表面32b以及轴向表面32d的上端。圈状环50沿周向方向延续并且分隔用于悬架弹簧12的上端弯转的环状径向支承表面50a。支承表面50a沿周向方向延续并且是平滑的，即无粗糙性、无凸出、无凹陷等。
以挠性合成材料制成的圈状环50容许对可能由悬架弹簧12发出的振动的滤除。当然，容易意识到的是，振动滤除或阻尼系数尤其依赖于形成用于弹簧12的环状支承靴的环50的厚度。借助图示，环50的厚度可以是例如在2mm和5mm之间。
支撑盖20的挠性材料32因此既可借由环50而滤除由悬架弹簧12发出的振动，还可借由密封件46，48密封滚动轴承22。
内部密封件46和外部密封件48利用支撑盖20执行静态密封功能并且利用轴承盖18执行动态密封功能。在所示实施例中，内部密封唇部56与轴承盖18的裙部18c协作。在一种变型中，可设想提供一种与滚动轴承22的上环24例如在环形部24b处的协作。
外部密封唇部62和内部密封唇部56的向下曲度，就它增加了它们对水或污染颗粒的任何飞溅的抵制能力而言，是特别有利的。唇部56，62因此形成尤其有效的偏转器。此外，在这类飞溅期间，所述唇部与轴承盖18之间的接触压力增大，由此进一步增加所述唇部的效能。
内部密封唇部56和外部密封唇部62径向分隔在轴承盖18与支撑盖20之间容纳下环26、上环24、保持架30和滚动元件28的密封空间64，所述空间被轴承盖18和支撑盖20并且更具体地被主体32和所述支撑盖的挠性材料36的爪部54，60轴向分隔。密封空间64，由密封唇部56，62与轴承盖18和支撑盖20接触的环状区域所密封，避免润滑剂向滚动轴承22的外部泄漏以及污染颗粒的进入。在密封空间64内部，滚动轴承的环24，26因此受保护而免于来自滚动轴承22的外部环境的化学侵袭(腐蚀)或机械侵袭(磨损)。存在于空间64中的润滑剂可提供给它们在缺乏表面处理的情况下的足够的保护。此构造因为它可避免实施对于环24，26的昂贵的表面处理，因此从经济视角看是特别有利的，
而且，密封唇部62还具有在装置10于车辆的车身壳体与悬架弹簧12之间安装之前轴向固持轴承盖18的功能。具体地，密封唇部62具有比轴承盖18的钩部18e较大的外径并且轴向配置在所述钩部18e之上，以便在要是支撑盖20和轴承盖18开始分开的情况下能够在直径方面干预所述钩部。密封唇部62因此还形成一种机构，该机构用于相对于支撑盖20轴向固持轴承盖18，以避免在装置10安装在车辆的支柱中之前构成装置10的元件的分离。密封唇部62的向下定向有助于它在部件的安装期间的变形，同时确保用于如此构成的组件的操作和运输的足够轴向保持力，而无意外分解的风险。
图3所示实施例，其中相同的元件具有相同的附图标记，不同仅在于在支撑盖20的主体32的包覆模制期间提供了径向通道70，以便将内部通道42连接到外部通道44。各径向通道70是贯通的通道或开放的，同时轴向向下地定向并且轴向配置在加强插件34的径向部34b下方。
因为轴向穿过加强插件34的并且借由径向通道70而互连的通道42和44的存在，所以挠性材料36可利用数量减少的喷射点而包覆模制，融化的挠性材料于是分布在制造模具中以形成密封件46，48。
在包覆模制之后，位于相同的径向平面中的柱栓52，58经由通道70之一所形成的径向的连接凸缘(bead)72而互连。各珠体72在一方面紧靠加强插件34的径向部34b形成轴向直接接触，并且在另一方面连接到圈状环50的上表面。加强插件34全部嵌入主体32和挠性材料64的内部。
借由本发明，可用特别经济的方式制造下支撑盖，所述下支撑盖能够助滤或缓冲由悬架弹簧发出的振动，并且可与所述上轴承盖协作以获得在内部配置有滚动轴承的至少一部分的密封区域，以避免因被污染而需执行相对昂贵的表面处理。所述悬架止推轴承装置的使用寿命由此得以延长，并且由于滚动轴承的内部磨蚀可能引起的噪音工作的风险得以减小。
在上述两个实施例中，所述下支撑盖包括内部嵌入有加强插件的主体。容易意识到的是，在不背离本发明范围的情况下，所述主体和所述加强插件也可被单个部件取代，在所述单个部件上包覆模制有所述挠性材料以便形成用于所述悬架弹簧的环状支承环以及内部的和外部的密封唇部。

Claims (13)

1.用于机动车辆的悬架止推轴承装置，包括：滚动轴承(22)，所述滚动轴承(22)形成轴向止推轴承并且设置有上环、下环、以及配置在所述环之间的至少一排滚动元件；与所述上环接触的轴承盖(18)；和与所述下环接触的并且形成用于悬架弹簧的支承机构的支撑盖(20)，其中，所述支撑盖(20)包括刚性材料的主体(32)和挠性材料的密封件(46，48)，所述挠性材料的密封件(46，48)固定到所述主体并且具有与所述轴承盖或所述滚动轴承的环之一摩擦接触的动态密封唇部(56,62)，并且所述挠性材料的密封件(46，48)径向分隔容纳所述滚动轴承的至少所述滚动元件的密封空间(64)，其特征在于，所述支撑盖(20)还包括圈状环(50)，所述圈状环(50)与所述密封件的下端连接并且形成用于所述悬架弹簧的支承表面(50a)，并且所述支撑盖(20)的刚性材料的主体(32)形成沿轴向向下延伸的轴向表面(32d)，该轴向表面(32d)与所述悬架弹簧直接接触以对所述悬架弹簧对中。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述密封件(46，48)各包括从所述圈状环(50)轴向延伸出的并且连接到关联的密封唇部的多个柱栓(52，58)。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述圈状环(50)遮盖所述支撑盖(20)的至少下径向表面(32c)，所述支撑盖(20)的下径向表面(32c)轴向对立于所述滚动轴承的所述下环所紧靠形成接触的所述盖的上支承表面(32i)。
4.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述动态密封唇部(56,62)与所述圈状环(50)一体地制成。
5.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述圈状环(50)由挠性材料制成。
6.如权利要求5所述的装置，其中，所述挠性材料是包覆模制在所述刚性材料上。
7.如权利要求5所述的装置，其中，所述支撑盖包括至少部分嵌入所述主体(32)中的加强插件(34)。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述主体(32)的至少一部分径向地位于在所述挠性材料与所述加强插件之间。
9.如权利要求7所述的装置，其中，所述加强插件(34)包括一种机构(38，40)，所述机构(38，40)能够容许所述挠性材料在所述挠性材料的包覆模制期间穿过所述插件。
10.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述支撑盖包括与所述轴承盖(18)摩擦接触的外部动态密封唇部(62)。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述轴承盖(18)包括径向向内延伸的并且与所述外部动态密封唇部(62)协作以将所述轴承盖相对于所述支撑盖轴向固持的钩部(18e)。
12.如权利要求10所述的装置，其中，所述支撑盖包括与所述轴承盖或所述滚动轴承的所述上环摩擦接触的内部动态密封唇部(56)。
13.支柱，包括减震器和根据前述权利要求任一项所述的悬架止推轴承装置。
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