CN1282687A - 减震支柱支承座 - Google Patents

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Abstract

减震支柱支承座,包括一个顶端轴承(1),它可以用其内环固定在端面一侧的、缓冲器(5)活塞杆(4)朝向车身(3)的末端上,其中内环(2)以一定的径向间距被外环(6)包围,其中在由此间距形成的空隙(7)内至少装有一个由橡胶弹性材料制成的弹性体(8),其中外环(6)相对于车身(3)位置固定地安装,并且其中只有缓冲器(5)的力流(9)通过顶端轴承(1)的弹性体(8)传入车身(3)。

Description

减震支柱支承座
本发明涉及一种减震支柱支承座。
减震支柱支承座是众所周知的并例如构成汽车前轮吊架的一部分。
这里构成减震支柱支承座一个组成部分的顶端轴承的弹性体与缓冲器和压簧和一个限位止挡存在功能联系。不管是缓冲器的力流还是压簧的力流和限位止挡的力流都通过弹性体延伸到汽车的车身。
然而这里应该注意，减震支柱支承座只能不足够地与当时的缓冲器特性相匹配，因为压簧和限位止挡同样对弹性体有影响，并因此产生非预期的干扰影响。
本发明的目的是，这样地改进减震支柱支承座，使得避免上述缺点，并且对于减震支柱支承座良好的使用性能只需要缓冲器特性与弹性体的性能相匹配。
按本发明这个任务通过按权利要求1的特征来解决，优良的结构参考从属权利要求。
为了解决这个任务考虑一种减震支柱支承座，它包含一个顶端轴承，它可以用其内环固定在缓冲器活塞杆的端面一侧的、朝向车身的末端上，其中内环以一定的径向间距被外环包围，其中在由这个间距构成的空隙内装着至少一个由橡胶弹性材料制成的弹性体，其中外环相对于车身位置固定地安装，并且只有缓冲器的力流通过顶端轴承的弹性体延伸到车身。这里减震支座和／或限位止挡的压簧与顶端轴承的弹性体功能脱钩是一个突出的优点。因此在按规定使用减震支座顶端轴承时压簧和限位止挡对弹性体没有影响，它可以特别简单和精确地与缓冲器的特性相匹配。
压簧的力流和／或限位止挡的力流分别通过弹性体之外的其他构件传入车身。
外环可以位置固定地安装在一个基本上罐状的法兰内，其中法兰和车身固定地连接。鉴于能方便地制造用于不同应用场合的不同减震支柱支承座这种结构具有其优越性。通过不同地造型的法兰存在这样的可能性，减震支柱支承座与当时的安装状况相匹配。
法兰在径向外侧可以被一个止推滚动轴承包围，此止推滚动轴承以其朝向车身的第一个轴承圈不可旋转地与法兰连接。并以其朝向缓冲器的第二个轴承圈不可旋转地与一个碟形弹簧连接，其中减震支座的压簧可以支承在这个碟形弹簧上。由此止推滚动轴承在径向外侧包围法兰，它具有比较大的直径并因此承受比较小的载荷。因此可以达到使用结构简单、成本低廉的轴承。为了使压簧在相对于车身或与它固定连接的法兰作弹性运动时碟形弹簧作尽可能无摩擦的相对运动，需要这个止推滚动轴承。
至少第二个轴承圈可以由一个聚合物材料制成。可选择地或附加地存在这样的可能性，第二个轴承圈和碟形弹簧借助于一个吸震中间层相互支承。吸震中间层例如可以做得像膜一样薄，并由橡胶弹性材料制成。这里有这样的优点，使减震支柱支承座的声干扰振动减小到最小，并例如在汽车内部空间内不感受到干扰。
滚动体中心和端面一侧最后一圈弹簧中心基本上设置在同一个假想的径向平面内。通过这种结构可以采用相对而言具有很大弹簧长度的压簧。与侧面一侧的最后一圈弹簧明显地向缓冲器方向偏移并且以大的轴向距离与顶端轴承相邻接的那种减震支柱支承座结构相比由于前述结构达到高得多的舒适性。这是由于顶端轴承做得较小，因此止推滚动轴承可以设置在顶端轴承外圆一侧而达到的。
可以设置一个在朝向车身的一侧同心地围绕活塞杆的限位止挡，以便使缓冲器在很大的弹簧运动时不受到损坏和／或减小冲撞噪声。在法兰朝向缓冲器的一侧可以设置一个轴向背向法兰张开的、用车安装在缓冲器的运动方向可弹性压缩的限位止挡的罐形支座，其中支座和法兰分别通过其相互面对面的底面相互支承。这种结构在本发明的范围内得到优选。特别是当法兰还有支座都由一种金属的、例如深拉材料组成时，那么可以考虑在底面之间设置一层膜一样薄的消震中间层，以隔离振动。
按照另一种结构存在这样的可能性，在法兰朝向缓冲器的一侧上设置一个用于安装在缓冲器运动方向可弹性压缩的限位止挡的支座，其中支座沿轴向支承在第二个轴承圈上。在这种结构时限位止挡使支承在顶端轴承上的法兰和缓冲器之间持久保持接触是有利的。由此弹性运动的特性曲线由限位止挡及其使用性能确定。避免了出现冲击性接触。
相比之下其缺点是，不管是压簧还是限位止挡的力流都通过滚动轴承传入车身。因此轴承上的载荷大于前述的优选结构时的载荷，在前述优选结构时不仅是双重(1．缓冲击的力流通过弹性体，2．弹簧和限位止挡的力流通过止推滚动轴承传入车身)，而是三重脱耦。也就是缓冲器的力通过弹性体传入车身、限位止挡的力通过支座和法兰传入车身、压簧的力通过碟形弹簧和滚动轴承传入车身。
鉴于减震支柱支承座尽可能简单的、零件少的结构，可以考虑支座和碟形弹簧做成一体的和材料一致的。
内环可以在其每个端侧面上至少具有一个弹性可压缩的止挡缓冲层，以限制在缓冲器运动方向过大的偏移运动，其中轴向设置在缓冲器方向的止挡缓冲层可以与法兰的底面相接触，装在轴向另一侧的止挡缓冲层可以与车身相接触。在这种情况下与车身固定连接的零件，例如与车身螺钉连接或焊接的板也算作车身。例如当爬越路边石时低频大振幅振动由车轮传入缓冲器的情况下，止挡缓冲垫便一直和它的对应止挡面相接触。限位止挡具有很软的起动力一路程特性曲线，在这一段曲线中斜率很大。只有在受到极大的冲击时才会用到顶端轴承的止挡。其原因在于，因为弹性缩回的车轮应该尽快地重新与地面相接触。只有与路面相接触的车轮才能带来必要的行驶安全性。
通过以下的方法可以达到顶端轴承的方便和廉价的加工性，止挡缓冲垫和弹性体做成一体的和材料统一的。止挡缓冲垫和弹性体在一个共同的工序中注射入里面已经放入顶端轴承内环和外环的模具型腔内。接着注射的橡胶弹性材料逐渐固化并与内环和外环表面不可拆卸地抓紧。
按照另一种结构存在这样的可能性，止挡缓冲层单独制造，并与内环当时的端面力锁合地和／或形锁合地连接。这里止挡缓冲层-与组成弹性体的材料无关地-可以特别好地与当时的使用场合的条件相匹配是有利的。例如止挡缓冲层可以贴在内环端面上，或者可以嵌入做在内环上的沉割，例如燕尾形的开口内。
通过以下方法可以达到比较耐久和形锁合的连接，内环至少具有一个基本上沿轴向的从一个端面伸展到另一个端面的缺口，止挡缓冲层的材料嵌入这个缺口内。只有在橡胶弹性材料注射入模具型腔，接着硫化在内环和外环之间时，这种结构才有意义。
由多孔聚氨酯制成的止挡缓冲层具有特别优良的使用性能。与其他材料相比多孔聚氨酯具有这样的优点，随着振幅的增大材料阻尼相对提高，并且与弹性体材料相比通常动态硬化不那么高。
止挡缓冲垫在内环的每一侧分别通过至少三个均匀地分布在圆周方向的止挡块构成。止挡块的形状最好做成这样，使得随着弹性缩回路程的增大得到急剧增大的弹性力。由此确保，止挡缓冲垫首先与对应止挡面软接触，以便例如避免颤振和强烈的噪声，而只有随着弹性缩回路程的加大两个零件相互才得到强力的支承。
下面借助于图1和2对按本发明的减震支座端面轴承的多个实施例作较详细的说明。图3和4中表示附加的不同结构的止挡缓冲垫，它们可以可选择地应用在图1或2的实施例中，图5表示通过顶端轴承的弹性体的示意剖视图，其中弹性体由许多分弹性体组成。
图1和2中各示出减震支柱支承座的一个实施例。两个减震支柱支承座都有一个顶端轴承1，它由一个内环2和一个以一定径向间距包围内环2的外环6组成，其中内环2和外环6通过安装在空隙7之内的弹性体8连接。在这里所示的实施例中弹性体8在圆周方向做成多件的，以便适合于不同载荷方向中的不同要求。
在这些实施例中考虑，沿轴向在第二个轴承圈13和碟形弹簧14之间设置一个中间层16，它由一种减震材料制成。图1中的支座22和法兰10的底面24，25也可以通过这种中间层相互支承。
在这个实施例中设置在内环2端面26、27上的止挡缓冲垫28、29做得与弹性体8连接成一体。一种与此不同的、这里同样可以应用的结构分别在图3和4中表示。
在这些实施例中设有4个分布在圆周方向的分弹性体，其中所有弹性体在与活塞杆4连接的内环2沿轴向运动时承受推力。另一个受力方向针对图5加以说明。
外环6压在罐状法兰10内，它不可运动地例如通过螺钉连接或焊接与车身3相连。
决定性的是，只有缓冲器5的力流9通过顶端轴承1的弹性体8传入车身3。弹性体8与压簧15和／或限位止挡23没有功能联系。
图1表示一种特别优选的实施例。这里所示的减震支柱支承座具有三重脱钩，使缓冲器5、压簧15和／或限位止挡23相互之间没有不希望的影响。缓冲器5的力流9通过顶端轴承1的弹性体8传递到车身3内。压簧15的力流33通过碟形弹簧14和止推滚动轴承11传递到车身3内。与此不同限位止挡23的力流34通过支座22和法兰10进入车身3。
通过这种优良的结构存在这样的可能性，弹性体8可以特别精确地与缓冲器5的特性相匹配。在缓冲器上可以专门地调整到希望的不同弹簧刚性。在弹性缩回方向希望的非常软的调节以及在行驶方向和与行驶方向垂直的方向的弹性参数不受干扰影响。现在所有额外的干扰影响／力都单独引出。
在这个实施例中滚动体18的中心和端面一侧最后一圈弹簧20的中心基本上设置在同一个假想的径向平面21内。此外顶端轴承1也基本上位于这个径向平面21内。在这种结构形式时压簧15具有特别大的弹簧长度是有利的，由此舒适性明显提高。
图2中表示减震支柱支承座的一个实施例，它与图1的实施例的主要区别在于：不管是压簧15的力流33还是限位止挡23的力流34都通过滚动轴承11传入车身3。
在关于弹性体8功能解耦方面这里所示的实施例具有与图1的实施例同样优良的使用性能。
与不管是压簧15的力流33还是限位止挡23的力流34分别通过滚动轴承11引导这个缺点相对的是作为优点它零件比较少、结构比较简单。支座22和碟形弹簧14做成一体和材料一致。
在这个实施例中设置在内环2端面26，27上的止挡缓冲垫28、29做成止挡块，其中止挡块沿圆周方向均匀分布地设置，并做得与弹性体8相互连成一体。
图3和4中分别表示图1或2中的顶端轴承1的局部视图，其中止挡缓冲垫28、29在内环2上的固定与前面所述的实施例不同。
在图3中止挡缓冲垫28、29单独制造，并与内环2每个端面26、27形状贴合地连接。附加地或可选择地存在这样的可能性，例如通过粘接建立力的传递。
在这个实施例中止挡缓冲垫28、29嵌入内环2每个端面26、27的沉割出的凹槽30、31内，其中凹槽分别做成燕尾形。
在图4中内环2具有许多分布在圆周方向的基本上沿轴向从端面26延伸到端面27的缺口32，其中缺口32被止挡缓冲垫28、29的弹性体材料渗透。由此达到特别良好的耐久性。
这种单独制造的止挡缓冲垫28、29优选由多孔聚氨酯构成。
图5中表示多件弹性体8的示意视图，在该实施例中它由4个分弹性体组成。分弹性体将内环2的外圆周与外环6的内圆周连接在一起，其中图5中表示图1和2中的顶端轴承1的顶视图。沿行驶方向35分弹性体做得比较薄，以便在这个方向达到尽可能大的挠性，并且在爬越障碍，例如路边石时达到比较舒适的弹性性能，而不会对车内的乘客产生太大的干扰。
在垂直于行驶方向分弹性体设计得牢固得多，以便在这个方向达到大的刚性。为了达到比较精确的车轮导向和抵消大的横向力，这是必要的。

Claims (16)

1．减震支柱支承座，包含一个顶端轴承(1)，它可以用其内环(2)固定在端面一侧的、缓冲器(5)的活塞杆(4)朝向车身(3)的末端上，其中内环(2)被外环(6)以一定的径向间距包围，其中在由此间距形成的空隙(7)内至少设有一个由橡胶弹性材料制成的弹性体(8)，其中外环(6)相对于车身位置固定地安装，并且其中只有缓冲器(5)的力流(9)通过顶端轴承(1)的弹性体(8)传入车身(3)。
2．按权利要求1的减震支柱支承座，其特征在于：外环(6)位置固定地安装在一个基本上成罐形的法兰(10)内，并且法兰(10)和本身(3)固定连接。
3．按权利要求1或2的减震支柱支承座，其特征在于：法兰(10)径向外侧被止推滚动轴承(11)所包围，它以其朝向车身的第一个轴承圈(12)不可旋转地与法兰(10)连接，并以其朝向缓冲器(5)的第二个轴承圈(13)不可旋转地与一个碟形弹簧(14)连接，减震支座的压簧(15)可以支承在碟形弹簧(14)上。
4．按权利要求1至3之任一项的减震支柱支承座，其特征在于：至少第二个轴承圈(13)由聚合物材料制成。
5．按权利要求1至3之任一项的减震支柱支承座，其特征在于：第二个轴承圈(13)和碟形弹簧(14)借助于减震的中间层(16)相互支承。
6．按权利要求1至5之任一项的减震支柱支承座，其特征在于：滚动体(18)的中心(17)和端面一侧最后一圈弹簧(20)的中心基本上设置在同一个假想的径向平面(21)内。
7．按权利要求1至6之任一项的减震支柱支承座，其特征在于：在法兰(10)朝向缓冲器(5)的端面上装有轴向背向法兰(10)开口的、用来安装沿缓冲器(5)运动方向弹性可压缩的限位止挡(23)的罐状支座(22)，并且支座(22)和法兰(10)分别通过相互面对面的底面(24，25)相互支承。
8．按权利要求1至6之任一项的减震支柱支承座，其特征在于：在法兰(10)朝向缓冲器(5)的端面上装有一个用来安装沿缓冲器(5)的运动方向弹性可压缩的限位止挡(23)的支座(22)，并且支座(22)沿轴向支承在第二个轴承圈(13)上。
9．按权利要求1至8之任一项的减震支柱支承座，其特征在于：支座(22)和碟形弹簧(14)做成一体和材料统一的。
10．按权利要求1至9之任一项的减震支柱支承座，其特征在于：内环(2)在其每一个端面(26，27)上具有至少一个弹性可压缩的止挡缓冲垫(28，29)，以限制在缓冲器(5)运动方向过大的偏移运动，并且轴向设置在缓冲器方向的止挡缓冲垫(27)可以与法兰(10)的底面(25)接触；轴向设置在相反方向上的止挡缓冲垫(26)可以与车身相接触。
11．按权利要求1至10之任一项的减震支柱支承座，其特征在于：止挡缓冲垫(28，29)和弹性体(8)做成一体和材料统一的。
12．按权利要求1至10之任一项的减震支柱支承座，其特征在于：止挡缓冲垫(28，29)单独制造，并与内环(2)每个端面(26、27)力锁合和／或形锁合地连接。
13．按权利要求12的减震支柱支承座，其特征在于：止挡缓冲垫(28，29)嵌在内环(2)每个端面(26，27)上的沉割出的凹槽(30，31)内。
14．按权利要求12或13的减震支柱支承座，其特征在于：内环(2)至少具有一个基本上沿轴向从一个端面(26)延伸到另一个端面(27)的缺口(32)，并且此缺口被止挡缓冲垫(28，29)的材料所渗透。
15．按权利要求10至14之任一项的减震支柱支承座，其特征在于：止挡缓冲垫(28，29)由多孔聚氨酯制成。
16．按权利要求10至15之任一项的减震支柱支承座，其特征在于：在内环(2)每个端面(26，27)上的止挡缓冲垫(28，29)各自至少由三个沿圆周方向均匀分布设置的止挡块构成。
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