专利名称：塑料快速卡合的中轴承隔离座及其制造和组装方法
技术领域：
本申请要求申请日为2003年7月3日的美国临时申请60/484,740的优先权，在此将该申请引入文中作为参考。
本发明涉及一种振动隔离件或一种弹性的支座，更特别地，涉及一种例如在机动车辆中用于衰减振动的中轴承隔离座组件，及其制造和组装的方法。
背景技术：
弹性的支座或轴套一般包括一个形成有一孔口的外刚性构件或外托架，该孔口容置一个内套管或刚性构件；以及一个位于所述外托架和内套管之间的弹性的、减振的材料——例如弹性体或橡胶体。例如，工业上通常地通过在两个或多个分开的金属冲压操作中对一个外金属(钢)托架进行冲压而形成一个这种类型的弹性支座，该支座通常称为中轴承隔离座。然后，将外托架组件或支撑凸缘焊接到所述托架上。通常在一个冲压操作中形成内金属套管或环。隔离件，即橡胶/弹性体，模制结合到外托架和内套管上。可选择地，隔离件模制结合到内套管上然后压合到外托架中。
现有工业标准中的一个缺点是为了把模制结合有隔离件的内套管压合到外托架中，需要很大的力。这还涉及到这样的一个可能模制结合的隔离件/内套管可能会分开或相对于外托架轴向地移动。此外，已知隔离座组件的重量相当地大，而需要减少制造以及组装中的总体费用。
大致上涉及了弹性支撑或轴承——其包括有隔振件、弹性座以及中轴承支撑——的代表性的专利为如下美国专利Leach的No.2,939,749、Maas的No.3,639,015、Morse等的No.3,743,059、Bowen等的No.3,961,829、Shaner的No.4,083,580，Matsumoto等的No.4,722,618，Moulinet的No.5,033,875，以及Hamaekers的No.5,501,531。
相应地，需要对隔离件以及制造/组装方法进一步改进，使其满足或优于已知结构的性能特征，且通过一种简单、经济的方式以及一种易于制造的方式解决现有技术和制造/组装方法中的不同问题。
发明内容
提供了一种改进了的弹性座或中轴承隔离座，其结合有一个插件(insert)，所述的插件有利于将一个模制的橡胶/塑料隔离件接合到一个外托架上。
更具体地，一个弹性的支座组件包括一个刚性的外托架，该外托架具有一个在其中容置一刚性内支座的开口。一个弹性构件或隔离件设置在所述内支座和外托架之间以衰减振动。一个插件固定地紧固到所述的外托架和内支座的其中之一上，且包括有一个弹性的卡合构件，用于选择性地固定到外托架和内支座中的另一个上。
插件优选地包括有多个周向隔开的指状件，所述的指状件径向地弯曲以将外托架和内支座卡合到一起。
在优选实施例中，所述的指状件包括有锁定片，该锁定片防止了外托架和内支座组装后的分离。
有利地，弹性隔离件模制到内套管上，而插件模制到隔离件上。
一种用于制造一个优选的隔振组件的方法，其包括以下的步骤提供一个外托架、把一个内套管和弹性隔离件模制结合到一起、提供一个插件、以及把模制结合的套管和隔离件、以及插件插入到外托架中。
优选地，模制结合步骤包括把内套管、弹性隔离件、以及插件模制结合到一起的步骤。
本发明的一个主要优点在于通过将现有的很大的外托架从橡胶/弹性体模制件上去除，并用一个较小的模制塑料部件来代替它而增加了产出量——例如增加了模具中的模腔的数量。
另一个优点在于将模制结合后的隔离件/内套管子组件组装到外托架中所需要的力减小了。
又一个优点源于消除了隔振组件的选定构件之间的电蚀。
通过对下文的详细描述进行阅读以及理解，本领域内的普通技术人员可以明了本发明的其它特征和优点。
图1为一个传动轴(propshaft)组件的立体图，该传动轴结合有本发明的中轴承隔离座组件。
图2为一个顶部安装的中轴承隔离座组件的立体图。
图3为图2中组件在组装后的正视图。
图4为一个吊架安装的中轴承隔离座组件的立体图。
图5为图4中组件在组装后的正视图。
图6为一个模制而成的中轴承子组件的正视图。
图7为大致上沿着图6中的7-7线的剖视图。
图8为图7中包绕部分的放大详细视图。
图9为图6中包绕部分的放大详细视图。
图10和11分别为插件的正视图和剖视图。
图12和13为拆卸后的和组装好的组件的立体图。
图14为组装好的中轴承隔离座组件的俯视平面图。
具体实施例方式
首先参照图1，其示出了一个例如传动轴20的转动轴杆，该轴杆包括三个不同的部分，即前传动轴22、一个中传动轴24、以及一个后传动轴26。这些部分通过已知的方式组装到一起，以通过一种现有技术中公知的方式把旋转力从一端传递到另一端，在此没有提供其细节，并且对于本发明的完整理解而言不是必需的。然而，可以理解，中传动轴部分在其邻近两端处由弹性的支座或轴套——更具体地说被称为中轴承隔离座组件30——支撑。如图1所示，每个轴承隔离座组件彼此之间是完全相同的，但是可以设想其可有其它的变体，在下文中详细地描述了一些变体。
继续参照图1，并另外参照图2和3，轴承隔离座组件包括一个刚性的第一构件或外托架32。外托架具有一个从其中轴向地贯穿延伸的孔口或开口34。在此实施例中，外托架的构形基本上是中空、圆筒形或环形的，具有自其自身向外延伸的支撑构件36、38，以将外托架紧固在相应的机动车辆框架上(未示)。再次地，在现有技术中，安装结构的特定细节是已知的。在图3中示出托架凸缘36、38以对称的方式向外延伸，然而，也可以使用其它的构造而不会偏离本发明的范畴和内容。例如，如图3和4所示，带有引号后缀(’)的类似标号指示了类似的构件，而非对称的凸缘36’、38’从托架向外延伸。
优选地，外托架由刚性的材料——例如金属——制造。在一个优选的配置中，所述的金属是铝，其被挤压成所需要的托架构形。然而，该优选的配置不应当对本发明进行限制，因为可以理解，可以使用其它冲压的、铸造的、或其它的材料或构造。凸缘部分36、38还优选地包括有开口40，该开口容置一个用于将外托架紧固到相关车辆上的紧固件(未示)。孔口34优选地居中于外托架上，而且其尺寸可容置一个子组件50。
子组件50(图6-9)包括一个刚性的构件或内套管52，该内套管大致上是圆形的且包括一个贯穿其中的开口54，开口54的尺寸可支撑容置该中传动轴。如现有技术中所知的，一个弹性材料60——例如一个弹性件或橡胶件——设置在内套管和外托架之间。优选地，橡胶件模制结合到内套管的外周边上。如图7和8所最好地显示的，该弹性体大致上在内套管的整个长度上延伸且包括有一个中间部62，该中间部62随着其径向地向外延伸，也从内套管轴向地向外延伸。在现有技术中此构形是已知的。类似的，周边部分64具有大致沿径向向外延伸的锯齿状部分66(图9)。再次地，通过一个在现有技术已知的方式，在常规的静态载荷情形下，该锯齿状部分提供了良好的柔性及其周围的间隙。如果遇到了增大了的静态或动态载荷，当锯齿状部分径向地压缩时，弹性体材料的径向弹簧系数增加，且增大了组件的径向刚度。
在内套管和外托架之间的环形空间内也容置有一个插件70。在优选的配置中，插件由聚合物或塑料材料形成。除了示出于图6-8中之外，还在图10和11中单独地示出了该插件。插件的轴向长度略大于内套管的轴向长度，插件还具有一个内部开口72，该开口与内套管的外壁限定了一个环形空间。在一个优选的实施例中，聚合物结构——例如结合于尼龙中的玻璃增强纤维——模制到弹性隔离件内。由此方式，内套管、隔离件、以及插件结合在一起而形成子组件50。插件包括一个位于一端处的连续肩部74以及位于另一端处的周向隔开的指状件76(图12)，所述的指状件76具有从另一端径向向外延伸的锁定片78。插件还包括一个轴向延伸的键80，该键与一个凹入部分或键槽82(图2-5)配合，其使子组件50相对于外托架旋转地设置在正确的周向位置上。这有利于把子组件轴向插入到外托架的开口34内时的组装。
如图12-14所示，当把子组件轴向地插入到外托架时，指状件76在所施加的轴向力的作用下径向地向内弯曲。一旦穿过了外托架开口，锁定片然后径向地向外弯曲以及径向地向外卡合，以轴向地与外托架的相对面接合。类似的，肩部74抵靠外托架的相对面。由此方式，塑料插件使得内套管、橡胶隔离件、以及插入子组件50快速地卡紧或卡合组装入外托架中。锁定片78与外托架一个面的配合以及径向肩部74与外托架相对面的配合也防止了子组件相对于外托架的相对轴向运动或“退出”。
因为插件由塑料制造，还防止了组件之间的电蚀作用。内部的刚套管与外部的挤压铝托架隔离，且模制结合的橡胶件/弹性件有效地衰减了振动并防止振动力从内套管传递到外托架。为了把子组件插入到外托架上，所需要的安装力要小很多。这个新装置与现有的中轴承隔离座组件相比还极大地减少了重量和费用。
虽然参照一个中轴承隔离座组件对本发明进行了描述，可以理解，其特征可以应用于其它在托架或套管与模制橡胶/弹性体之间需要一个连接特征的振动控制产品。类似地，当需要一个前档块以防止这些组件之间的相对轴向运动时，显然地，这个特征在此种情形下是有用的。
还可以理解，通过从橡胶/弹性体模制件上移去较大的外托架，并用一个较小的模制塑料组件(插件)来代替，可在橡胶模具中提供更多个模腔。这提高了生产量。此外，把子组件安装到外托架内所需要的减小了的力比现在的将内套管和隔离件压合到外托架内的工业标准所需要的力要小很多。虽然插件的材料优选地为塑料材料，进一步可以理解，还可以使用其它的材料，而不会偏离本发明的范畴。
参照优选实施例而描述了本发明。通过对本说明书进行阅读和理解，他人可进行各种改进和变化。意图包括所有的这些改进和变化，从而，这些改进和变化均位于所附权利要求或其等同物的范畴内。
权利要求
1.一种弹性支座组件，包括一个刚性的外托架，其具有一个贯穿其中的开口，所述托架适于安装到相关车辆的一第一构件上；一个刚性的内支座，其形成为可容置在所述外托架中；一个弹性构件，其设置在所述内支座和外托架之间而在两者之间减振；以及一个插件，其固定地连接到所述的外托架和内支座的其中之一上，且包括有一个弹性的卡合构件，用于选择性地紧固到该外托架和内支座中的另一个上。
2.如权利要求1所述的弹性支座组件，其中所述插件包括有多个周向隔开的指状件，所述指状件径向地弯曲而将该外托架和内支座卡合到一起。
3.如权利要求2所述的弹性支座组件，其中所述指状件包括有锁定片，该锁定片防止了该外托架和内支座在组装后的分离。
4.如权利要求1所述的弹性支座组件，其中所述插件模制到所述弹性构件上。
5.如权利要求4所述的弹性支座组件，其中所述弹性构件模制到该内支座上。
6.如权利要求4所述的弹性支座组件，其中所述插件是一个聚合物。
7.如权利要求1所述的弹性支座组件，其中所述弹性构件模制到该内支座上。
8.如权利要求1所述的弹性支座组件，其中所述内支座的形状大致是圆筒形的，且容置在所述的外托架中，从而在两者之间限定了一个容置所述弹性构件的环形空间。
9.如权利要求1所述的弹性支座组件，其中所述外托架和插件包括有配合的键部分，用于将所述插件与所述外托架对齐。
10.如权利要求1所述的弹性支座组件，其中所述的插件包括有多个周向隔开的、径向地向外偏压的指状件，所述指状件具有位于其上的相应的锁定片，该锁定片轴向地接合所述托架的一端。
11.如权利要求1所述的弹性支座组件，其中所述的托架是金属件。
12.如权利要求11所述的弹性支座组件，其中所述托架是一个挤压成的铝件。
13.如权利要求1所述的弹性支座组件，其中所述的内支座是金属件。
14.如权利要求1所述的弹性支座组件，其中所述弹性构件是橡胶件。
15.一种中轴承隔离座组件，其包括一个适于安装在一个相应车辆上的外托架，该外托架包括有一个贯穿其中的孔口；一个容置于所述外托架中的内套管，在所述内套管和外托架之间限定了一个环形空间；一个插件，其紧固到所述内套管以容置在所述环形空间内，并具有多个周向隔开的、向外偏压的指状件，所述指状件与所述外托架相接合；以及一个容置在所述环形空间内的弹性隔离件，用于在所述内套管和外托架之间提供减振及隔离的作用。
16.如权利要求15所述的中轴承隔离座组件，其中至少一些所述指状件包括有锁定片，用于防止所述内套管相对于所述外托架之间的移动。
17.如权利要求15所述的中轴承隔离座组件，其中所述插件模制到该内套管上。
18.如权利要求17所述的中轴承隔离座组件，其中所述隔离件模制到所述插件上。
19.如权利要求15所述的中轴承隔离座组件，其中所述插件是由聚合材料制造的。
20.如权利要求19所述的中轴承隔离座组件，其中所述弹性隔离件模制到所述内套管上，而所述的插件模制到所述的隔离件上。
21.如权利要求15所述的中轴承隔离座组件，其中所述隔离件具有一个表面部分，该表面部分包括多个周向间隔的突起。
22.如权利要求21所述的中轴承隔离座组件，其中所述周向间隔的突起为周向凸出部的形式，其是可变形的并形成有一个沿径向提供柔性的轮廓。
23.如权利要求21所述的中轴承隔离座组件，其中所述突起设置成从所述内套管构件朝向所述插件径向地向外延伸。
24.如权利要求15所述的中轴承隔离座组件，其中所述外托架构件是一个铝件。
25.如权利要求15所述的中轴承隔离座组件，其中所述插件是一个非金属材料件以防止电腐蚀。
26.如权利要求15所述的中轴承隔离座组件，其中环形的环形件的内表面及该插件具有配合的键状构形，该键状构形使得所述插件可滑动地插入到该环形的环形件中而限制该插件的相对运动并提供一个互锁特征，所述的互锁特征使得所述的插件和环形的环形件合并成一个，并象单个构件那样地工作。
27.一种制造用于减振的隔振组件的方法，所述的隔振组件具有一个外托架、一个插件、一个内套管以及一个弹性隔离件，所述方法包括以下步骤提供一个外托架；把内套管和弹性隔离件模制结合到一起；提供一个插件；以及把模制结合了的套管和隔离件连同该插件插入到该外托架中。
28.如权利要求27所述的方法，其进一步包括把内套管、弹性隔离件以及插件模制结合到一起的步骤。
全文摘要
一种弹性支座(30)，例如中轴承隔离座，其包括一个内套管(52)以及一个插件(70)，一个弹性体/橡胶的隔离件(60)模制到该内套管中。将这些构件制成为一个子组件(50)且轴向地插入到外托架(32)的开口内，其中，在插入过程中，指状件(76)径向地弯曲，并且一旦通过该托架开口并容置于其中时就径向往外地卡合以防止解体。组装所述构件需要一个较小的插入力。
文档编号F16C27/06GK1816700SQ200480019064
公开日2006年8月9日 申请日期2004年7月6日 优先权日2003年7月3日
发明者约翰·G·卢 申请人:库博标准汽车配件有限公司