专利名称：用于车轮悬架的橡胶金属轴承、梯形支柱和车轮悬架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车辆的车轮悬架的橡胶金属轴承、一种梯形支柱以及一种车轮悬架，具体地，涉及一种独立车轮悬架。
背景技术：
通用橡胶金属轴承公知有许多不同的形式，并且当其使用在第一部件被枢转地固定在第二部件上、同时要避免干扰瞬时负载的传递或其所引起的噪声时，其用在迥然不同的技术领域中。橡胶金属轴承用于迥然不同的实施例中，特别是作为轮轴悬架上的导向件接头和机动车辆的车轮悬架。它们必须能够执行车辆导向组件(即车轮导向支柱等等)的枢转动作，所述枢转动作出现在车轮的压缩和回弹的过程中，其中弹性橡胶体受到切变，并且能够吸收轮轴悬架和/或车轮悬架上产生的振动。然而，橡胶金属轴承还用于特定的实施例中，以便另外影响机动车辆的单独转向行为，这不仅出现在转弯过程中也出现在负载变化的过程中。在公知的方式中，转向过度的倾向出现在大多数机动车辆转弯的过程中，这是由于在车轮上的侧向力的作用下出现在车轮悬架中的弹性，并且其总体上是不需要的。为了抵消所述转向过度的倾向，已知将可变弹性的橡胶金属轴承用于车辆车身侧的连杆，例如横撑支柱，即车辆导向支柱，它的枢转轴近似平行于车辆的纵向轴延伸，并且决定所述橡胶金属轴承的大小，以使轮架在转弯过程中可以绕实质上垂直的轴枢转，并且因此在转弯过程中出现的离心和/或侧向力的作用下以前束方向枢转。例如，橡胶金属轴承用于这个目的:所述橡胶金属轴承在径向负载的作用下在一定方向上特别有弹性，这是由于排列在弹性材料中的凹槽。而且，橡胶金属轴承的实施例是公知的，其是为将被传递的倾斜支柱，即车轮导向支柱的力所特别设计的，它的枢转轴线稍微倾斜于车辆的纵向轴或纵向支柱，即车轮导向支柱延伸，它的枢转轴线实质上与车辆的纵向轴成直角延伸。例如，EP1216859A2号欧洲专利文献公开了一种用于机动车辆的扭力梁式后车轮悬架。构成扭力梁的两个纵向支柱通过在每种情况下的橡胶金属轴承铰接至车辆车身的车身侧。橡胶金属轴承实质上由圆柱形的内衬套以及圆柱形的外衬套构成，其中外衬套具有比内衬套更大的直径并且与内衬套同轴排列，其中弹性体元件固定地嵌入内衬套的外侧与外衬套的内侧之间，并且将内衬套和外衬套以弹性方式连接在一起。为了限制扭力梁式轮轴的横向移动性，根据一个实施例，提出允许在外衬套的外正面区域中的弹性体元件以轴向方向从橡胶金属轴承中突出，以使其形成邻近外衬套的外正面并支承在所述表面上的连续的轴向阻尼环(damping ring)(减震环(snubber ring))。所述安装在外衬套的外正面的前方的阻尼环限定了轴承架中的橡胶金属轴承向外部的轴向移动性，因此限定了扭力梁式轮轴的横向移动。此外，EP1319534A2号欧洲专利文献公开了一种用于将扭力梁式轮轴的纵向支柱安装在车辆车身上的橡胶金属轴承，其包含具有水平部分和与其垂直的凸缘部分的外衬套、具有连接至外衬套的水平部分的嵌入外衬套的水平部分以及连接至外衬套的凸缘部分的相对于水平部分垂直的部分的弹性主体、以及插入主体的内衬套。为了影响弹性主体的刚度，两个轴向开口被包含在其中:主体从外侧到内侧的前部中的第一开口，以及主体从内侧到外侧的后部中的第二开口。此外，弹性主体还不对称地配置在它的垂直部分以及它的水平部分中。垂直部分的厚度配置为前部区域中的厚度小于后部区域中的厚度。此外，水平主体的前部区域的外部厚度也小于后部区域的厚度。此外，用于机动车辆的车轮悬架是公知的，其中使用了用于连接单独车轮悬架部件的橡胶金属轴承的特定实施例，特别是车轮导向支柱，以积极地影响由车轮悬架铰接的车轮的束角行为和/或单独的转向行为，其不仅在转弯的过程中也在负载变化的过程中，即总体上就前束方向上的变化而言。因此，例如DE19722650A1号德国专利文献公开了一种机动车辆的后轮的双横臂式悬架系统，其通过对其间加以区别解决了悬架系统上因不平路面与车轮制动引起的纵向力的问题，以便抑制因不平路面引起的车轮定位(束角)与纵向力的偏离，同时允许因车轮制动引起的车轮定位与纵向力的偏离。鉴于此目的，一个或多个橡胶金属轴承在垂直于其枢转轴的横截面方向上具有不均匀的弹性模量，其中通过该轴承将横撑支柱铰接至车辆车身和/或通过该轴承将轮架和/或轮毂铰接至横撑支柱。为了实现所述不均匀的弹性模量，提出为橡胶金属轴承的橡胶材料提供一对不具有弹性材料的弯曲自由空间。US4, 603，882号美国专利文献还公开了一种机动车辆的斜撑支柱-后轮悬架，其影响后轮在横向力、制动力、发动机制动力和发动机驱动力的作用下的前束位移。轮毂和/或轮架通过球窝接头以及两个橡胶金属轴承铰接至悬架支柱。为了影响轮架在前述力的作用下的前束位移，提出将两个橡胶金属轴承的纵向轴线对齐，以使根据它们的布置以及与球窝接头的位置关系，轮架的前束位移在前述力的作用下出现。一个实施例提供了由相对较硬的橡胶制成的止动盘在橡胶金属轴承的轴向端与保持橡胶金属轴承的横撑支柱的轴承座之间的布置，以便允许在这种方式中橡胶金属轴承的运动方向只在一个固定的轴向方向上。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种橡胶金属轴承，其适合用作机动车辆的未铰接车轮的车轮悬架，特别是独立车轮悬架的车轮导向支柱之间的连接接头，以使它在转弯或负载变化的过程中允许由车轮悬架铰接的车轮的束角行为和/或单独的转向行为在作用在车轮和/或车轮悬架上的力的作用下的特定影响。此外，本发明的目的在于提供一种梯形支柱和车轮悬架，特别是独立车轮悬架，以用于机动车辆的未铰接的车轮，在转弯和负载变化的过程中，特别是在机动车辆的制动过程中，其允许由梯形支柱和/或车轮悬架铰接的车辆车轮所需的单独的转向行为。此外，梯形支柱和车轮悬架意在获得良好的机动车辆的转弯稳定性以及对转向输入精确的反应以及较长的使用寿命，并且将能够成本效益高地制造。这些目的由以下技术方案实现。本发明提供了一种用于机动车辆的车轮悬架的橡胶金属轴承，包含排列在同轴排列的外衬套8与内衬套9之间并紧固在其上的弹性橡胶体10，外衬套8具有连接至少一个前弹性橡胶阻尼元件13的前正面11，以及连接至少一个后弹性橡胶阻尼元件13的后正面12，其中前、后橡胶阻尼元件13彼此不对称地排列。进一步地，根据上述橡胶金属轴承，在每种情况下，多个彼此间隔开的前、后橡胶阻尼元件13排列在前正面11上和后正面12上。进一步地，根据上述橡胶金属轴承，前、后橡胶阻尼元件13在每种情况下都具有不同的长度和/或宽度和/或高度。进一步地，根据上述橡胶金属轴承，前橡胶阻尼元件13排列在前正面11的前外围部分中，并且后橡胶阻尼元件13排列在后正面12的后外围部分中，其中前外围部分和后外围部分在每种情况下都形成相应的整个正面11、12的最多一半，并且前外围部分与后外围部分径向地排列。进一步地，根据上述橡胶金属轴承，至少两个不同高度的前橡胶阻尼元件13、18连接至前正面11，并且至少两个不同高度的后橡胶阻尼元件13、18连接至后正面12，其中前、后橡胶阻尼原件13、18在每种情况下都成对地具有相同的高度，并且相同高度的橡胶阻尼元件13、18彼此不对称地排列在前、后正面11、12上。进一步地，根据上述橡胶金属轴承，前橡胶阻尼元件13和后橡胶阻尼元件13在每种情况下都配置为橡胶圈20，其中橡胶圈20具有不对称的轴向刚度。进一步地，根据上述橡胶金属轴承，橡胶圈20的宽度沿着它的外围不是恒定不变的。本发明还提供了一种用于机动车辆的车轮悬架的梯形支柱，包含车辆车身侧上的两个用于连接至车辆车身或连接至车辆车身的辅助车架的连接接头3，以及轮架侧上的两个用于连接轮架5的连接接头4，至少轮架侧上在行驶方向上的后部的轴承为上述的橡胶金属轴承。本发明还提供了一种车轮悬架，具体为用于具有轮架5的机动车辆的未铰接的车轮的独立车轮悬架，其通过至少一个车轮导向支柱I铰接至车辆车身或连接至车辆车身的辅助车架，为了将轮架5连接至车轮导向支柱1，提供至少一个上述的橡胶金属轴承6。进一步地，根据上述车轮悬架，车轮导向支柱I为上述的梯形支柱。参考以下事实，可以以任何技术上方便的方式结合下面的说明书中单独描述的特征并证明本发明另外的实施例。该说明书还将本发明特征化和详细化，特别是其与附图结
口 ο根据本发明的用于机动车辆的车轮悬架的橡胶金属轴承包含排列在同轴排列的外衬套与内衬套之间并紧固、特别是硫化在其上的弹性橡胶体。外衬套具有连接至少一个前弹性橡胶阻尼原件的前正面，以及连接至少一个后弹性橡胶阻尼元件的后正面，其中前、后橡胶阻尼元件彼此不对称地排列。就本发明对于橡胶作为橡胶体并且金属作为内和外衬套的专用的意义而言，术语“橡胶金属轴承”不构成限制。相反，术语“橡胶”还包含任何其他与橡胶类似的弹性材料，例如尺寸稳定但弹性变形的塑料(弹性体)。在类似的方式中，橡胶金属轴承的内和/或外衬套，如其公知的，可以由金属材料制成，但是还可以包含任何其他材料，例如塑料，只要材料适合根据本发明的橡胶金属轴承的内和外衬套的功能即可。例如，相对于彼此径向(diametric)布置应当被理解为前、后橡胶阻尼元件的不对称的布置。在本发明的含义内，“径向”的意思是前橡胶阻尼元件的任何点都通过空间对角线连接至它在后橡胶阻尼元件上的相应的相对点，其中空间对角线延伸经过橡胶金属轴承体的中心点。橡胶金属轴承体的中心点将总体上近似对应于该橡胶金属轴承体的重心。前、后橡胶阻尼元件的不对称的布置为根据本发明的橡胶金属轴承提供了在力，特别是轴向力作用在前、后正面上的情况下的不对称的行为，这是通过例如保持橡胶金属轴承的轴承座实现的。例如在传统的将橡胶金属轴承紧固至车轮导向支柱，例如横撑支柱，时，橡胶金属轴承通过可以嵌入内衬套的紧固装置，例如螺栓或螺钉，保持。在这种情况下，紧固装置进而以其公知的方式由两个围绕橡胶金属轴承的车轮导向支柱的轴承座保持并紧固。因此，轴承座总体上限定了橡胶金属轴承在轴向方向上的移动性，并且可以通过相应的前和/或后橡胶阻尼元件将轴向力传递至外衬套的前和/或后正面。因此，作用在轴向方向上并在一个方向上轴向地压缩根据本发明的橡胶金属轴承的力在橡胶金属轴承上产生扭矩，这缘于前、后橡胶阻尼元件相对于彼此的不对称布置，即由于橡胶体在径向方向上的足够的弹性压缩性，扭矩导致了橡胶金属围绕垂直于轴的空间轴和/或橡胶金属轴承的纵向轴的旋转。橡胶金属轴承的这种可旋转性可以用于通过轮架连接至橡胶金属轴承的车轮的束角行为以及单独转向的特定控制。具体地，相对于车轮导向支柱与轮架之间的布置，选择根据本发明的橡胶金属轴承的前、后橡胶阻尼元件的不对称布置，以便在转弯和负载变化的过程中车轮轨迹的调节总体上出现在前束的方向上，特别是在机动车辆的制动过程中，其总体上以稳定的方式作用在机动车辆的驾驶行为上。根据本发明有利的实施例，在每种情况下，多个前、后橡胶阻尼元件彼此间隔开地排列在前正面和后正面上。因此，允许特别适合于所需的单独的转向行为的橡胶金属轴承精确的弹性和/或刚度。在前、后橡胶阻尼元件的轴向方向上有效的总弹性和/或刚度可以以简单的方式由多个元件及其相对于彼此的间隔设置。用于设置排列在正面上的橡胶阻尼元件的轴向方向上的总弹性和/或刚度的进一步简单的可能性为给前、后阻尼元件提供不同的长度和/或宽度和/或高度。由于橡胶阻尼元件的可变的高度，例如，在压缩过程中充当弹簧的每个单独的橡胶阻尼元件的弹簧常数可以根据当前压缩的程度来设置。这种依赖于路径的弹簧常数还可以由具有圆锥轮廓的橡胶阻尼元件来有利地获得。总的来说，通过选择橡胶阻尼元件相对于彼此的合适的间隔以及长度和/或宽度和/或高度以及它们的轮廓，可以独立于路径也可以依赖于路径改变作用在轴向方向上的弹性和/或刚度，即考虑实际压缩的程度。根据本发明进一步有利的实施例，前橡胶阻尼元件排列在前正面的前外围部分，并且后橡胶阻尼元件排列在后正面的后外围部分，其中前外围部分和后外围部分在每种情况下都形成相应的整个正面的最多一半，并且前外围部分与后外围部分径向地排列。因此，可以确保如上文所述的橡胶金属轴承可以在扭矩的作用下以轴承的纵向轴的横向方向上的特定角度旋转，例如，这是因为正对后正面的前外围部分(不是径向相对区域)的区域不具有橡胶阻尼元件，因此，在此正面区域与用于橡胶金属轴承旋转的轴承座之间留下了充足的自由空间。然而，旋转要求橡胶体在径向方向上具有一定的弹性压缩性。例如，这种径向压缩性可以通过来自现有技术以及介绍中所提及的公知的方法提供。根据本发明进一步的优势，对于特别简单并且成本效益高的制造，前、后橡胶阻尼元件与橡胶体一体配置。方便地，在这种情况下，前、后橡胶阻尼元件通过相对较窄的橡胶网连接至橡胶体，例如，以便为了将橡胶体更简单地嵌入外衬套可以将它们折叠。根据本发明的橡胶金属轴承对车辆的方向或加速和/或减速/制动过程的改变的即时响应由实质上已经排列在橡胶金属轴承的空载状态下的前、后橡胶阻尼元件获得，而在前正面和/或后正面与相应的保持橡胶金属元件的轴承座之间没有间隙。对转向输入的即时和精确的响应导致了对于机动车辆的转弯稳定性的实质性贡献。除了在轴承座上没有间隙的前、后橡胶阻尼元件轴承之外，压缩橡胶阻尼元件的预拉伸力还可以施加在处于已安装状态中的橡胶金属轴承上。因此，可以获得已经处于正常已安装状态中的根据本发明的橡胶金属轴承在前束方向上的一定扭转。本发明的另一有利的实施例提供了前、后正面在每种情况下都是凸缘状构造，并且以近似与橡胶金属轴承的纵向轴成直角的方向延伸。因此，当用在车轮悬架和/或车轮导向支柱中时，可以根据将要接收到的轴向力设计前、后正面。而且，与实质上只对应于套管材料的厚度的正面相比，相应广泛的设计的正面简化了橡胶阻尼元件的布置和紧固。此夕卜，凸缘状的正面还可以充当用于将要连接至外衬套管的部件的轴向限制，例如轮架和轮毂。用于机动车辆的车轮悬架的根据本发明的车轮导向支柱，特别是梯形支柱，包含两个用于将梯形支柱连接至车辆车身或连接至车辆车身的辅助车架的连接接头，以及两个轮架侧上用于连接轮架的连接接头，其中轮架侧上至少在行驶方向的后方的轴承为橡胶金属轴承，如权利要求1至7和说明书中所述。根据本发明的梯形支柱提供了实质的优势，SP，可以省略用于连接轮架的通常充当轮架侧上的后球窝接头的轴承，并且可以由根据本发明的橡胶金属轴承代替。由于与球窝接头相比，橡胶金属轴承能够更成本效益高地制造，因此可以通过根据本发明的梯形支柱来获得成本优势。如上文已经说明的，梯形轴承的单独的转向行为可以以简单的方式由根据本发明的橡胶金属轴承设置。根据本发明的橡胶金属轴承垂直于它的纵向轴的旋转导致了整个梯形支柱围绕实质上垂直于梯形支柱的延伸平面的旋转轴旋转，其允许连接至梯形支柱的轮架的束角位移。根据本发明的梯形支柱提供了相对于使用球窝接头的另一优势，即，通过根据本发明的橡胶金属轴承，在前束方向上的调节也是可能的，甚至是在机动车辆的制动过程中，而使用本身刚性的球形接头就不可能实现。此外，根据本发明的梯形支柱允许用于机动车辆的良好的转弯稳定性。此外，根据本发明的车轮悬架，特别是用于机动车辆的未铰接的车轮的独立车轮悬架，包含轮架，其通过至少一个车轮导向支柱，特别是上文所述的梯形支柱，铰接至车辆车身或连接至车辆车身的辅助车架。为了将轮架连接至车轮导向支柱，提供至少一个如权利要求I至7以及说明书中所述的橡胶金属轴承。根据本发明的橡胶金属轴承排列和布置为橡胶金属轴承的前正面在行驶的方向上排列，并且后正面在与行驶的方向相反的方向上排列。这样，根据本发明的车轮悬架在转弯或负载变化的过程中允许由车轮悬架铰接的车轮的束角行为和/或单独的转向行为在作用在车轮和/或车轮悬架上的力的作用下的特定影响。此外，提供了良好的转弯稳定性以及对转向输入的精确的反应以及较长的使用寿命，并且将能够成本效益高地制造。
本发明进一步的优势细节和效果参考附图中所示的示例性实施例在下文说明，其中:图1显示了根据本发明的车轮导向件架的示意图，其包含同样根据本发明的橡胶金属轴承；图2显示了根据本发明的橡胶金属轴承的第一示例性实施例的两个截面图；图3显示了根据本发明的橡胶金属轴承的第二示例性实施例的截面图；图4显示了根据本发明的橡胶金属轴承的第三示例性实施例的截面图；图5显示了图4的橡胶金属轴承的橡胶阻尼元件的正视图；并且图6显示了说明扭矩路径在前束和后束方向上依赖根据本发明的橡胶金属轴承的旋转的图示。在各附图中，相同部件始终采用相同的附图标记，因此所述部件总体上只说明一次。附图标记:1...............车轮导向支柱2...............行驶方向的箭头3...............车身侧上的I的连接接头4...............轮架侧上的I的连接接头5...............轮架6...............橡胶金属轴承7...............X轴,6的纵向轴8...............外衬套9...............内衬套10..............橡胶体11..............8的前正面12..............8的后正面13..............橡胶阻尼元件14..............扭矩15..............前轴承座16..............后轴承座17..............橡胶金属轴承18..............橡胶阻尼元件19..............橡胶金属轴承20..............橡胶圈21..............纵坐标22..............用于不对称刚度的曲线23..............用于不对称预拉伸的曲线24..............横坐标
具体实施例方式图1示出了根据本发明的车轮导向件支柱I的示意图。所示的安装位置由处于车辆的行驶方向上的箭头2表示，车辆未示出。在所示的示例性实施例中，车轮导向件支柱I为抗扭转的横撑支柱和/或梯形支柱，其包含车身侧上的两个连接接头3，用以将梯形支柱I连接至车辆车身，车辆车身在图1中也未示出，或者连接至车辆车身的辅助车架。图1中所示的车身的左侧上的连接接头3为在行驶方向2上观察的前内连接接头3，同时右边的连接接头3表不后内连接接头3。此外，车轮导向和/或横撑支柱I还包含轮架侧上的两个连接接头4，用以连接轮架5。轮架5在图1中仅仅象征性地示出。类似于车身侧上的连接接头3，轮架侧上的连接接头4也可以被区分为在行驶方向2上观察的轮架侧上的前外连接接头4 (图1中的左连接接头4)以及轮架侧上的后外连接接头4 (图1中的右连接接头)。在图1中所示的示例性实施例中，至少轮架侧上的后连接接头4包含根据本发明及其所述的橡胶金属轴承6。橡胶金属轴承6的第一示例性实施例在下文参考图2来说明。在图2中，显示了根据本发明的橡胶金属轴承6的第一示例性实施例的两个截面图。左边的视图显示了沿着它的纵向轴7穿过橡胶金属轴承6的截面，同时其与图2中所指示的坐标轴X、Y、Z相符。图2右边的视图显示了橡胶金属轴承6的沿着左边的视图中所示的切割线A-A的垂直于X轴和/或纵向轴7的截面图。在橡胶金属轴承6的纵向截面中，同轴排列的外衬套8和内衬套9可以清楚可见。在外衬套8与内衬套9之间紧固有弹性橡胶体10，例如，将橡胶体10以其公知的方式硫化到外衬套8和内衬套9。此外，外衬套8包含前正面11以及后正面12，其从图2中可以清楚地看到，在每种情况中，在所示的示例性实施例中具有凸缘状的结构，并且实质上以近似与橡胶金属轴承I的纵向轴7成直角的方向延伸。如还可以在图2中可见，至少一个弹性前橡胶阻尼元件13连接至前正面11，并且至少一个弹性后橡胶阻尼元件13也连接至后正面12。前、后橡胶阻尼元件13相对于彼此不对称地排列。在所示的第一示例性实施例中，具体地，前、后橡胶阻尼元件13彼此径向排列，以使橡胶金属轴承I在它的正面11和12上具有不对称的结构。在图2右边的截面图中，前正面11的前外围部分可以清晰地可见，其中排列了多个弹性前橡胶阻尼元件13。如在截面图中所见，前外围部分在从所示的Z轴向左延伸的前正面11的一半中延伸。在所示的实施例性实施例中，它包含整个正面11的近乎一半。因此，所示的前正面11左边的一半形成了前外围部分，其中排列了弹性前橡胶阻尼元件13。前正面11右边的一半不包含任何前橡胶阻尼元件13。在所示的示例性实施例中，如还可以从图2右边的截面图看到的，彼此间隔的总共为四个的单独的橡胶阻尼元件13排列在前正面11的前外围部分。阻尼性能，特别是在排列在前正面11的前外围部分中的前橡胶阻尼元件13的轴向方向上有效的总弹性和/或刚度，可以由多个前橡胶阻尼元件13以及它们彼此的间隔来精确地设置。类似于前正面11，后正面12包含排列了后橡胶阻尼元件13的后外围部分，其中后外围部分与前外围部分径向地排列。在图2中所示的示例性实施例中，前正面11的前外围部分与后正面12的后外围部分的径向布置意味着在图2右边的视图中不可见的后正面12具有与正面11的橡胶阻尼元件13相对于Z轴镜像反转的布置。因此，排列了橡胶阻尼元件13的后正面12的后外围部分构成了整个后正面12的近乎一半，其中所述后外围部分在图2右边的视图中向Z轴的右边排列。径向不对称布置在图2左边的视图中可见，其中，前正面11的前橡胶阻尼元件13显示在左上角，并且另外的后正面12的后橡胶阻尼元件13显示在右下角。还可以从图2左边的视图得出，示例性实施例中的橡胶阻尼元件13显示出圆锥的轮廓。由于轮廓侧面的倾斜度以及单独的橡胶阻尼元件13的横截面的大小，加之可以实质上设置在压缩过程中充当弹簧的每个单独的橡胶阻尼元件13的弹簧常数，从而可以设置所需的根据本发明的橡胶金属轴承6对轴向力的响应行为。总体上的情况为，每个单独的橡胶阻尼元件13的圆锥形状越尖锐，它的弹簧常数就越低，特别是在压缩开始的时候。橡胶阻尼元件13的弹簧常数越低，根据本发明的橡胶金属轴承6对轴向力做出的反应就越有弹性，即，由例如在行驶方向2上作用的轴向力以及前、后橡胶阻尼元件13的不对称布置而围绕Z轴最初产生的扭矩14就越小。从图2左边的视图还能够看到图1中所示的梯形支柱I的从行驶方向2观察到的左前轴承座15，以及从行驶方向2观察到的右后轴承座16。借助于轴承座15、16，橡胶金属轴承6被保持并以其公知的方式紧固至梯形支柱1，例如借助于穿过内衬套9插入并由轴承座15、16保持的螺栓或螺钉。在图2中所示的橡胶金属轴承6的示例性实施例中，安装好的、空载状态中的前、后橡胶阻尼元件13被实质上无间隙地排列在正面11、12与相应的轴承座15和/或16之间。因此，根据本发明的橡胶金属轴承6方便地获得对车辆的方向或加速改变和/或减速/制动过程的即时响应行为。对转向输入的即时和精确的响应为机动车辆有效的转弯稳定性提供了实质性的贡献。在图3中，示出了根据本发明的橡胶金属轴承17的第二示例性实施例的截面图。所示的橡胶金属轴承17实质上不同于图2中所示的橡胶金属轴承6之处在于，在橡胶金属轴承17的轴向方向上至少两个不同高度的橡胶阻尼元件13、18连接至前正面11，并且在橡胶金属轴承17的轴向方向上至少两个不同高度的橡胶阻尼元件13、18连接至后正面12。前、后橡胶阻尼元件13以及前、后橡胶阻尼元件18成对地具有相同的高度，其中在每种情况下具有相同高度的橡胶阻尼元件13和18彼此不对称地排列在前、后正面11和12上。与前、后橡胶阻尼元件13相比，前、后橡胶阻尼元件18在橡胶金属轴承17的轴向方向上具有较短的高度。前、后橡胶阻尼元件13具有的高度使得它们在橡胶金属轴承17的已安装的状态中实质上没有间隙地挤在各自的前、后轴承座15和/或16上。然而，在橡胶金属轴承17的已安装的状态中，前、后橡胶阻尼元件18距离相应的轴承座15和/或16具有一定的间隔。因此，在橡胶金属轴承17上应用轴向力时，橡胶金属轴承17将以与橡胶金属轴承6类似的方式运转，即以14所指示的方向旋转。如图3中所示，前、后橡胶阻尼元件13和/或18距离轴承座15和16的可变的间距还可以由距前、后橡胶阻尼元件13和18不同间距的轴承座15和16可选或另外地产生。鉴于此目的，前、后橡胶阻尼元件13的区域中的轴承座15和16因此与橡胶阻尼元件13比与前、后橡胶阻尼元件18更接近，它们与前、后橡胶阻尼元件18具有一定的间隔。在图4中，示出了根据本发明的橡胶金属轴承19的第三示例性实施例的截面图。在橡胶金属轴承19中，在每种情况中，前、后橡胶阻尼元件13都配置为橡胶圈20。橡胶圈20具有不对称的轴向刚度。图5显示图4的橡胶金属轴承19的橡胶圈20的正视图，如在图5中可见，图4中所示的示例性实施例中的不对称的轴向刚度由橡胶圈的宽度获得，橡胶圈的宽度沿着它的外围不恒定。如还可以从图4得到，橡胶金属轴承19的前橡胶阻尼元件20和后橡胶阻尼元件20还彼此不对称地排列。在图4中，前(左)橡胶阻尼元件20排列成使得在图4中它在顶部比在底部具有实质上更大的宽度。然而，后(右)橡胶阻尼元件20在底部比在顶部具有实质上更大的宽度。这样，在存在以轴向方向作用在橡胶金属轴承19上的力的情况下，橡胶金属轴承19以与已经说明的橡胶金属轴承类似的方式作用，即它将以14所指示的方向旋转。图6示出了用于说明扭矩路径取决于根据本发明的橡胶金属轴承在前束和后束方向上的旋转的图示。所示的笛卡尔坐标系统的横坐标24在正方向(即在图6中向右)表示对于前束运动有效的根据本发明的橡胶金属轴承的万向旋转量，并且在负方向(向左)表示对于后束运动有效的根据本发明的橡胶金属轴承的万向旋转量。纵坐标21表示由橡胶金属轴承产生的有效扭矩，这取决于橡胶金属轴承的旋转。如在图6中可见，用于不对称刚度的曲线22以及用于不对称预拉伸的曲线23都提供了比用于后束的扭矩更小的用于前束的扭矩。也就是说，当施加在橡胶金属轴承上产生扭矩的轴向力时，根据本发明的橡胶金属轴承以前束方向位移比以后束方向位移更容易。曲线22对应于具有一个各自的前、后橡胶阻尼元件(在每种情况下都具有不对称的轴向刚度)的根据本发明的橡胶金属轴承，其参考橡胶金属轴承19的第三示例性实施例在这里已经说明。曲线23对应于根据本发明的橡胶阻尼元件，除了前、后橡胶阻尼元件的不对称布置之外，其还在前束方向上预拉伸。这可以通过根据本发明的橡胶金属轴承6和/或17的前、后橡胶阻尼元件13与轴承座15和16在已经由轴承座15、16轻微压缩和/或预拉伸的已安装的状态中接触来获得。根据本发明以及这里所公开的橡胶金属轴承，梯形支柱和车轮悬架不限于这里所公开的实施例，而是每种情况下还包含以相同方式作用的另外的实施例。因此，橡胶体还可以被粘结、挤压或直接插入内、外衬套之间。类似地，前和/或后正面的外围部分的橡胶阻尼元件还可以具有不同的长度和/或宽度和/或高度以及不同的圆锥轮廓和/或横截面。在优选的实施例中，根据本发明的橡胶金属轴承用于在车辆车身侧上具有两个用于将梯形支柱连接至车辆车身或连接至车辆车身辅助车架的连接接头并且在轮架侧上具有两个用于连接轮架的连接接头的梯形支柱中，其中，至少在轮架侧上后连接接头上的根据本发明的橡胶金属轴承在梯形支柱与轮架的轴承之间产生铰接连接。这种梯形支柱优选地用于独立车轮悬架，其用于机动车辆的用于连接轮架的未铰接的车轮。
权利要求
1.一种用于机动车辆的车轮悬架的橡胶金属轴承，包含排列在同轴排列的外衬套(8)与内衬套(9 )之间并紧固在其上的弹性橡胶体(10 )， 其特征在于 外衬套(8)具有连接至少一个前弹性橡胶阻尼元件(13)的前正面(11)，以及连接至少一个后弹性橡胶阻尼元件(13)的后正面(12)，其中前、后橡胶阻尼元件(13)彼此不对称地排列。
2.根据权利要求1所述的橡胶金属轴承，其特征在于， 在每种情况下，多个彼此间隔开的前、后橡胶阻尼元件(13)排列在前正面(11)上和后正面(12)上。
3.根据权利要求1或2所述的橡胶金属轴承，其特征在于， 前、后橡胶阻尼元件(13)在每种情况下都具有不同的长度和/或宽度和/或高度。
4.根据前面的权利要求中的一项所述的橡胶金属轴承，其特征在于， 前橡胶阻尼元件(13)排列在前正面(11)的前外围部分中，并且后橡胶阻尼元件(13)排列在后正面(12)的后外围部分中，其中前外围部分和后外围部分在每种情况下都形成相应的整个正面(11、12)的最多一半，并且前外围部分与后外围部分径向地排列。
5.根据权利要求1至3中的一项所述的橡胶金属轴承，其特征在于， 至少两个不同高度的前橡胶阻尼元件(13、18)连接至前正面(11)，并且至少两个不同高度的后橡胶阻尼元件(13、18)连接至后正面(12)，其中前、后橡胶阻尼原件(13、18)在每种情况下都成对地具有相同的高度，并且相同高度的橡胶阻尼元件(13、18)彼此不对称地排列在前、后正面(11、12)上。
6.根据权利要求1至3中的一项所述的橡胶金属轴承，其特征在于， 前橡胶阻尼元件(13)和后橡胶阻尼元件(13)在每种情况下都配置为橡胶圈(20)，其中橡胶圈(20)具有不对称的轴向刚度。
7.根据权利要求6所述的橡胶金属轴承，其特征在于， 橡胶圈(20)的宽度沿着它的外围不是恒定不变的。
8.一种用于机动车辆的车轮悬架的梯形支柱，包含车辆车身侧上的两个用于连接至车辆车身或连接至车辆车身的辅助车架的连接接头(3)，以及轮架侧上的两个用于连接轮架(5)的连接接头(4)， 其特征在于， 至少轮架侧上在行驶方向上的后部的轴承为前述的权利要求中的一项所述的橡胶金属轴。
9.一种车轮悬架，具体为用于具有轮架(5)的机动车辆的未铰接的车轮的独立车轮悬架，其通过至少一个车轮导向支柱(I)铰接至车辆车身或连接至车辆车身的辅助车架， 其特征在于， 为了将轮架(5)连接至车轮导向支柱(1)，提供至少一个如权利要求1至7中的一项所述的橡胶金属轴承(6)。
10.根据权利要求9中所述的车轮悬架，其特征在于， 车轮导向支柱(I)为权利要求8所述的梯形支柱。
全文摘要
本发明涉及用于机动车辆的车轮悬架的橡胶金属轴承，其包含排列在同轴排列的外衬套(8)与内衬套(9)之间并紧固在其上的弹性橡胶体(10)。外衬套(8)具有连接至少一个前弹性橡胶阻尼元件(13)的前正面(11)，以及连接至少一个后弹性橡胶阻尼元件(13)的后正面(12)，其中前、后橡胶阻尼元件(13)彼此不对称地排列。
文档编号B60G3/00GK103185068SQ20121059266
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年1月2日
发明者埃里克·伦纳德·布兰格 申请人:福特全球技术公司