专利名称：一种悬架推力轴承装置和装有这种装置的悬架支柱的制作方法
一种悬架推力轴承装置和装有这种装置的悬架支柱本发明涉及一种悬架推力轴承装置。本发明还涉及一种机动车辆的悬架支柱，包括减震器和这种悬架推力轴承装置。本发明的领域是悬架系统，尤其是汽车悬架系统。在已知的方式中，汽车悬架系统包括支撑轮轴和车轮的悬架支柱。悬架推力轴承装置位于悬架支柱的上部，对着车轮和地面，在悬架弹簧与固定到车轮本体的上部元件之间。弹簧围绕着阻尼活塞杆放置，其端面可被固定至车辆本体。悬架推力轴承装置包括至少一轴承，具有固定到上部元件的上环和由弹簧直接地或间接地轴向施力的下环。因而，悬架推力轴承装置允许在悬架弹簧和车辆本体之间传递轴向力，同时允许轴承环之间相对的角运动。这种相对的角运动由悬架弹簧的压缩和/或转向轮的偏转导致的。事实上，当车辆驾驶员转动转向轮时，已知的装置允许悬架和转向车轮的满转。另一方面，由于阻尼杆相对地固定至车辆本体，在杆和减震器之间会产生阻力矩。为了减小阻力矩，已知的是在阻尼杆和用于连接至本体的上部元件之间向悬架推力轴承装置增加第二轴承。然而，这增加了成本和重量。US-A-2007144850描述了具有两个轴承的悬架推力轴承装置。可选地，已知的悬架推力轴承装置包括单轴承或集合两种功能，两种功能的一方面用于转动悬架，另一方面用于减小阻尼杆的阻力矩。除了这两种功能，为了支撑大的载荷和振动，悬架推力轴承装置及其轴承需要相互适应。作为现有技术，US-A-2007144850还描述了一种具有单轴承的悬架推力轴承装置。阻尼杆连接至轴承的上环，同时悬架弹簧向以下环为中心的盖轴向地施力。下环具有复杂的结构，重量大且非冲压。这种悬架推力轴承装置不是完全令人满意，特别是涉及载荷和振动方面的行为。另外，为了一些特定的应用，有利的是能在悬架推力轴承装置的下部连接阻尼杆，其上支撑悬架弹簧。本发明的目的是提供一种改善的悬架推力轴承装置。为了此目的，本发明的目标是一种悬架推力轴承装置，其适于在沿着已知的轴安装阻尼杆，该装置包括:-单轴承，其形成轴向支承并包括内环、外环和位于内环和外环之间的滚动元件，以及-至少一中间元件，其能够传递通过悬架弹簧向内环传递施加至装置的基本上轴向的力。内环和中间元件之中的至少一个元件向着主轴径向地延伸超过外环，同时形成用于相对于装置安装和定心阻尼杆的跨距。悬架推力轴承装置的特征在于，它还包括在装置内作为整体总成用于保持轴承和中间元件的法兰。本发明还涉及汽车的悬架支柱，其包括上述的减震器和悬架推力轴承装置。因而，根据本发明的悬架推力 轴承装置给出了同时确保悬架的转动、减低悬架支柱中的阻尼杆的摩擦阻力矩、在由内环和/或中间元件形成的跨距上安装和定心阻尼杆及承受住悬架支柱内部的载荷和振动的可能性。根据本发明，可制造比现有装置更加紧凑和更廉价的装置。装置的一些实施例包括了比现有装置更多的部件，但后者更好地适应于它们各自的功能。另外，根据本发明的装置很好地适应于一些特定的应用，在这些应用中，车辆本体或支承轴承的上环上的阻尼杆的安装是不可能的或应当避免。根据本发明的其它有利特征，单独地或组合选取:-法兰至少部分地覆盖外环和中间部件；-形成安装和定心跨距的元件沿着主轴至少轴向地延伸到外环。-内环向着主轴径向地延伸超过外环和中间元件，同时形成用于相对于装置安装和定心阻尼杆的跨距。-中间元件向着主轴径向地延伸超过内环和外环，同时形成用于相对于装置安装和定心阻尼杆的跨距。-中间元件沿着主轴被插入至内环和用于支撑悬架弹簧的盖之间。-中间元件形成用于支撑悬架弹簧的盖。-中间元件相对于主轴以内环为中心。-装置具有外蘑菇形，外蘑菇形具有至少包括轴承的头部和至少包括中间元件的一部分的腿部，其中头部相对于主轴径向地延伸超过腿部，而腿部相对于主轴轴向地延伸超过头部。-中间元件包括本体和至少部分被本体覆盖的至少一个增强插入件。-轴承在滚动元件、·内环和外环之间倾斜接触。-内环和/或外环形成冲压的倾斜滚动轨道。通过阅读下面的说明书和参考附图，本发明将被更好地理解，说明书中仅给出了非限制性的示例，附图中:-
图1是根据本发明的悬架支柱的部分轴向截面视图，包括也根据本发明的悬架推力轴承装置，以及阻尼杆和悬架弹簧；-图2是图1中悬架推力轴承装置的更大比例的截面视图；-图3是根据本发明的第二实施例的类似于图2的悬架推力轴承装置的截面视图；-图4是根据本发明的第三实施例的类似于图2的悬架推力轴承装置的截面视图；在图1和2中，部分地示出了根据本发明的悬架支柱1，其适于装配到汽车的悬架系统中。悬架支柱I支撑轮轴和车轮，为了简化而没示出轮轴和车轮。当车轮位于平地时，悬架支柱I沿着主轴Xl延伸，主轴位于基本垂直的方向。悬架支柱I包括设有活塞本体和阻尼杆2的阻尼活塞，以及悬架弹簧3、螺钉4和支撑垫圈5。同样根据本发明，悬架支柱I还包括悬架推力轴承装置10。杆2和弹簧3在图1中部分地示出，而为了简化的目的没有示出活塞本体。随后，限定下端Ci，地面上车轮位于其上，以及限定与下端C1、地面和车轮相对的上端Cs。也限定了相对于主轴Xl的径向方向和轴向方向。还限定出了平行于主轴Xl从下端Ci定向的下轴方向Di和平行于主轴Xl从上端Cs定向的上轴方向Ds。
阻尼杆2沿着轴X2延伸，并在阻尼活塞的没有示出的本体内滑动。当车辆的悬架系统不工作时，如图1，杆2的轴X2与悬架支柱I的主轴Xl —致。杆2包括以轴X2为中心的外圆柱面2a和上端2b。上端2b包括肩部,肩部包括用于径向定心的圆柱表面2c和用于轴向支撑的平面环形表面2d。表面2c平行于轴X2，并且具有小于表面2a的直径。表面2d垂直于轴X2，并与表面2a和2c都连接。在杆2内的其端部2b处，沿着轴X2设有螺纹孔2e。如以下的详细描述，为了组装杆2和装置10，螺纹孔2e用于接收带有垫圈5的螺钉4。悬架弹簧3被定位为位于一方面在下端Ci的阻尼活塞的本体以及另一方面在上端Cs上的用于装配悬架推力轴承装置10的盖80之间。弹簧3被绕在杆2和轴Xl上，弹簧3依赖被施加在车辆悬架系统上的压力可弹性变形。弹簧3沿着方向Ds，紧靠盖80施加轴向力，将这些力传给装置10。悬架推力轴承装置10包括具有倾斜接触的单轴承20、被插入在轴承20和弹簧3的支撑盖80之间的中间元件60、以及用于保持轴承20和中间元件60的法兰70。更准确地，法兰70保持轴承20和中间元件60作为整体配件或“一体式配件”位于装置10内。装置10和它的组成元件20、60和70全部具有围绕中心轴XlO的轴对称的形状。类似图1的示例，当车辆的悬架系统不工作时，轴XlO与轴Xl和X2 —致。轴承20具有内环30、外环40和在内环30和外环40之间的倾斜接触的滚动元件50。内环30在径向上比外环40更接近轴XlO。内环30位于下端Ci，而外环40位于上端Cs。环30和40优选为金属并通过冲压成型。在这种情况下，每个环30和40在轴承20内形成用于与元件50倾斜接触的冲压滚动轨道。实际上，轴承20在装置10内，进而在悬架支柱I内形成轴向支承。一方面轴承20允许在环30和40之间围绕轴XlO相对旋转，另一方面允许相对于车辆本体倾斜杆2的轴X2。为了限制运行装置10内部的力和摩擦，轴承20优选具有倾斜接触。在图1和2的示例中，倾斜接触被定向 为沿着相对于轴XlO倾斜45°的轴。内环30包括轴承部分31和跨距部分34，彼此相对弯曲从而环30形成S形。部分31包括用于形成元件50的滚动轨道的凹内表面32和用于形成部件60的支撑的凸外表面33。在上端Cs，部分34从部分31向着轴XlO弯曲。部分34包括通过圆柱表面或孔36连接的下平面环形表面35和上平面环形表面37。跨距部分34的功能在后面进行详述。外环40包括用于形成元件50的滚动轨道的凹内表面42和被法兰70覆盖的凸外表面43。在表面43，装置10可通过上连接部件被固定至车辆的本体。滚动元件50位于由表面32和42形成的滚动轨道之间。元件50优选由滚笼保持，为了简化没有示出。在图1和2的示例中，滚动元件50是滚珠。作为变换的示例，滚动元件50可以是辊。中间元件60包括在下端61和上端68之间的平行于轴XlO延伸的轴向部分60a，以及在端部61和68之间的相对于轴XlO从部分60a径向延伸的部分60b。部分60a包括孔61及位于端部62侧的圆柱表面63。部分60b包括径向环状表面64和圆柱表面65,它们之间设置有环状槽66。表面64转向端部62并从表面63径向地延伸至部分60a。在上端Cs，表面65通过凹面67连接至端部68，设置其形状适于匹配环30的凸面33。因而，通过被安置为轴向地和径向地施力并与表面33接触的表面67，元件60可相对于轴XlO以环30为中心。实际中，中间元件60被设置为向轴承20传递基本为轴向的力，该力通过悬架弹簧3作用在装置10上。更特别地，这些力基本上被导向为沿着方向Ds并由弹簧3传递给盖80，然后到元件60，进而到轴承20的内环30。中间元件60与轴承20不同。元件60优选是塑料材料。可选地，元件60可以为金属，例如铝，或其它合成材料。支撑法兰或护罩70优选为围绕装置10可塑性变形的金属。法兰70包括配合环40的表面43的弯曲部分71、在上端Cs从部分71向着轴XlO径向延伸的环状部分72、以轴XlO为中心并被部分72定界的圆孔73、从部分71沿着下方向Di延伸的管状部分75，及在下端Ci的延伸部分75的部分76。当装置10装配时，部分75配合元件64的表面65，然后部分76被夹系在槽66内。实际中，法兰70给出了刚性地保持轴承20和中间元件60在装置10内被约束为整体配件或“一体式配件”的可能性。法兰70覆盖外环40和中间元件60的一部分，也就是表面65和67、槽66和端部68。因而，装置10具有外蘑菇的形状，具有头部和腿部。除了位于端部62侧的轴向部分60a外，蘑菇的头部包括轴承20和元件60。蘑菇的腿部包括端部62、表面63以及孔61的一部分，该部分在端部62侧径向地对着表面63。相对于主轴XI，头部径向地延伸超过腿部，而腿部则轴向地延伸超过头部。盖80以装置10为中心，更特别地以蘑菇的腿为中心。为了此目的，盖80包括在装置10上的内部定心部分81，其被设置为以面63为中心，并沿着方向Ds实现紧靠表面64的轴向支承。盖80还包括用于支撑弹簧3的外部82，其从内部81相对于轴Xl径向地延伸。部分82形成碗状 ，其凹度指向下端Ci且其尺寸适合于弹簧3的尺寸。下面对杆2和装置10之间的连接进行详细说明。一旦装置10被组装，杆2从端部62侧被引入到元件60的孔61中。轴X1、X2、XlO基本一致。如图1所示，径向游隙Rl都在杆2的表面2a和元件60的孔61之间。杆2在孔61内滑动直到杆2的端部2b挤靠在环30的部分34的表面36上。然后,表面2c相对于表面34径向地以轴Xl为中心,而表面2d轴向地紧靠表面35。换句话说，内环30的部分34向着主轴Xl径向地延伸超过外环40，同时形成了用于相对于装置10安装和定心阻尼杆2的跨距90。装置10的这种构造特别适用于特定的悬架系统。而且，这种构造可吸收在装置10内的振动以及沿着方向Ds施加的轴向载荷。另外，要注意到，形成跨距90的部分34在外环40上沿着主轴Xl，沿着与杆2和弹簧3相反的向上的方向Ds延伸。在本文中，表述“在环40上”表示径向地面对环40。这种构造允许元件60的轴向部分60a也轴向地沿着方向Ds自延伸，在其上端68位于环40的情况下。杆2的外表面2a因而可被相对于轴Xl径向地面对着孔61被放置，从而孔61形成用于杆2的附加的支撑区域，特别是在沿着径向方向减小游隙rl的轴向位移的情形下。因而，优选为塑料材料的中间元件60除了通过弹簧2传递施加到装置10的轴向力的功能外，还确保了用于在支撑孔61相对于杆2定心和保持装置10的功能。与现有的一些装置相比，具有在下方向Di轴向延伸的支撑孔，安装的位置和定心跨距90提供了减小装置10整体体积的可能性。在图3中示出了根据本发明的装置110的第二实施例。装置110的一些组成元件与前述的第一实施例中装置10的组成元件相当，给附图标记加上100。它们是轴承120、包括部分131和134的内环130、外环140、滚动元件150、包括孔161的中间元件160、下端162、上端168、法兰170、轴Xl 10，以及跨距190。装置110具有不同的结构但操作与上述的装置10类似。特别是装置10适于安装阻尼杆2、弹簧3、盖80、螺钉4和垫圈5，为了简化起见，这些元件在图3中没有示出。装置110与装置10的主要不同在于跨距190，其不是由环130的部分134形成的。此部分134起到用于元件150的滚动轨道的功能，还起到相对于轴XllO定心中间元件160的功能。元件160的上端168具有部分168a，其向着主轴Xl径向地延伸超过外环140和内环130。部分168a包括环形上表面168b、圆柱定心表面168c和平面环状下表面168c,各自相当于第一实施例的装置10的表面37、36和35。因而，部分168a形成了用于安装和相对于装置110定心阻尼杆2的跨距190。另外，可选地，增强插入件169整体结合入元件160的主体内。插入件169是围绕轴Xio轴对称形状的冲压金属部件。作为非限制性的实施例，垫圈169通过附着成型整体结合至元件160上。插入件169改善了元件160对由杆2和弹簧3施加的压力的阻力。图4中示出了根据本发明的装置210的第三实施例。装置210的一些组成元件与前述第一实施例中装置10的组成元件是等同的，给上述附图标记加上200。它们是轴承220、包括部分231、234及表面232、233、234、235、236和237的内环230、外环240、滚动元件250、包括轴向部分260a、径向部分260b、孔261、下端262、上端268、槽266、表面263、264和265的中间元件260、法兰270、轴X210以及跨距290。装置210具有不同的结构但操作与上述的装置10类似。与装置10相同，定心和安装跨距290由环230的部分234形成。装置210与装置10的主要不同在于环230和中间元件260的布置。环230具有圆柱形表面238，表面238转向轴X210，形成于部分231和234之间，更特别地在表面233和235之间。围绕轴X210测得，表面238具有与孔261基本相等的直径。元件260的轴向部分260a在它的端部268轴向延伸至部分231而不延伸至部分234。径向部分260b包括在元件260材料内的在上端Cs沿着向下的方向Ci的空腔267，环230可与其匹配。更特别地，空腔267包括凹表面267a，其相对于轴X210从端部268延伸，并用于接收和支撑环230的表面233，以及内圆柱表面267b，内圆柱表面转向轴X210，并用于接收和支撑环230的径向端外圆柱表面239。端表面239与表面232和233连接。截头圆锥表面264a连接表面264 和槽 266。因而，通过空腔267，在组装过程中环230相对于轴X210定心在元件260，并且在操作过程中相对于该元件260被保持。改善了装置210的刚性。另外，表面238和261共同限定出杆2的附加支撑区域。而且，悬架支柱I在不脱离本发明的范围的情况下可与图1中的方式不同。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，例如根据应用的目标，装置10、110、210的至少特定的组成元件可与图1至图4不同。为了简化的目的，下面的描述参照装置10，可以理解这些说明对装置110和210也是有效的。在没有示出的选择中，悬架推力轴承装置10装配到非汽车的悬架系统中。根据本发明没有 示出的另一选择，轴承20不是倾斜接触，而是直线接触。
根据本发明没有示出的另一选择，杆2相对于装置10的安装可不通过安置在杆2的螺纹孔2a内的螺钉4而得以保证。例如，杆2可包括细长且带有螺纹的上端2b用以接收螺母。根据没有示出的另一选择，中间元件60与盖80 —致，换句话说，元件60直接形成盖80用于支撑弹簧3。优选地，盖部件60-80进而相对于内环30被径向地定心至轴XI。可选地，盖-元件可简化为轴向轴承，沿着方向Ds，直接地接触或不接触地靠着内环30。根据没有示出的另一选择，法兰70可与图1和4不同。优选地，法兰70至少部分地覆盖至少外环40和中间元件60。根据特定的实施例，法兰70覆盖轴承20但没有覆盖元件60。根据一种选择，装置10可不包括任何法兰70。根据没有示出的另一选择，中间元件60可沿着方向Ds轴向地压靠内环30，而不直接地与环30接触。例如，这是当法兰70覆盖轴承20，同时在环30和元件60之间在下端Ci延伸的情形。根据没有示出的另一选择，装置10具有与图1至图4不同的蘑菇形状。优选地，蘑菇具有至少包括轴承20的头部和至少包括元件60的一部分的腿部，其中头部径向地延伸超过腿部，而腿部相对于主轴Xl轴向地延伸超过头部。根据没有示出的另一选择，中间元件60包括本体和至少一被本体部分覆盖的增强插入件。优选地，元件60的本体和增强插入件全都具有绕着轴Xl的轴对称的形状。根据特定的实施例，元件60可包括多个整体结合于主体的增强插入件。根据另一实施例，插入件或多个插入件没有完全地被元件60的本体覆盖。优选地，不考虑实施例，内环30和中间元件60之中的至少一个元件一方面向着主轴Xl径向地延伸超过外环40，另一方面在上方向Ds上相对于杆2和弹簧3，沿着主轴Xl至少延伸至外环40。相对于悬架推力轴承装置10，这个(这些)元件形成用于安装和定心阻尼杆2的跨距90。阻尼杆2不被定心或安装至轴承2的外环40。装置10的每个组成元件采用对应于其功能的形状和材料。另外，不同实施例的技术特征可以全部或部分地彼此结合。因而，本悬架推力轴承装置和悬架支柱，根据 成本和性能可适于不同的应用。
权利要求
1.一种悬架推力轴承装置(10 ；110 ;210)，适于沿着主轴(Xl)接收阻尼杆(2)，该装置(10 ；110 ；210)包括: -单轴承(20 ;120 ;220)，其形成轴向支承并包括内环(30 ;130 ;230)、外环(40 ；140 ；240)和位于该内环和该外环之间的滚动元件(50 ；150 ;250)，以及 -至少一个中间元件(60 ；160 ;260)，其能够将通过悬架弹簧(3)施加在该装置(10 ；110 ；210)上的基本上轴向的力传递到该内环(30 ；130 ;230)， 其中，该内环(30 ；130 ；230)和该中间元件(60 ；160 ；260)之中的至少一个元件(30 ；160 ；260)向着该主轴径向地延伸超过该外环(40 ；140 ；240)，同时形成用于相对于该装置(10 ；110 ；210)安装和定心阻尼杆(2)的跨距(90 ；190 ;290)， 其特征在于该装置(10 ；110 ；210)还包括在该装置(10 ；110 ；210)内用于保持该轴承(20 ；120 ；220)和该中间元件(60 ；160 ；260)作为整体配件的法兰(70 ；170 ；270)。
2.根据权利要求1所述的装置(10；110 ;210)，其特征在于该法兰(70 ；170 ；270)至少部分地覆盖该外环(40 ；140 ；240)和该中间元件(60 ；160 ；260)。
3.根据权利要求1所述的装置(10；110 ;210)，其特征在于形成安装和定心跨距(90 ；190 ；290)的该元件(30 ；160 ；260)沿着该主轴(Xl)至少轴向地延伸到该外环(40 ；140 ；240)。
4.根据权利要求1所述的装置(10;210)，其特征在于该内环(30;230)向着该主轴(Xl)径向地延伸超过该外环(40 ；240)和该中间元件(60 ;260)，同时形成用于相对于该装置(10 ；210)安装和定心该阻尼杆(2)的该跨距(90 ；290)。
5.根据权利要求1所述的装置(110)，其特征在于该中间元件(160)向着该主轴(Xl)径向地延伸超过该内环(130)和该外环(140)，同时形成用于相对于该装置(110)安装和定心该阻尼杆(2)的该跨距(190)。
6.根据权利要求1所述的装置(10；110 ;210)，其特征在于该中间元件(60 ；160 ；260)沿着该主轴(Xl)被插入在该内环(30 ；130 ；230)和该盖(80)之间用于支撑该悬架弹簧⑶。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该中间元件(60)形成用于支撑该悬架弹簧(3)的盖。
8.根据权利要求1至7任一项所述的装置(10；110 ;210)，其特征在于该中间元件(60 ；160 ；260)相对于该主轴(Xl)以该内环(30 ；130 ；230)定心。
9.根据权利要求1至7任一项所述的装置(10；110 ;210)，其特征在于其具有外蘑菇形状，该外蘑菇形状具有至少包括该轴承(20)的头部和至少包括该中间元件￠0)的一部分的腿部，其中该头部相对于该主轴(Xl)径向地延伸超过该腿部，而该腿部轴向地延伸超过该头部。
10.根据权利要求1至7任一项所述的装置(10;110;210)，其特征在于该中间元件(160)包括本体和至少部分被该本体覆盖的至少一个增强插入件(169)。
11.根据权利要求1至7任一项所述的装置(10；110 ;210)，其特征在于该轴承(20)在该滚动元件(50 ；150 ;250)、该内环(30 ；130 ；230)和该外环(40 ；140 ；240)之间具有倾斜接触。
12.根据权利要求1至7任一项所述的装置(10；110 ;210)，其特征在于该内环(30 ；.130 ；230)和/或该外环(40 ；140 ；240)形成冲压的倾斜滚动轨道。
13.—种机动车辆的悬架支柱(I)，包括减震器和如权利要求1的一种悬架推力轴承装置(10 ；110；210) 。
全文摘要
本发明涉及一种悬架推力轴承装置(10)，适于沿着主轴(X1)接收阻尼杆(2)，该装置(10)包括形成轴向支撑并包括内环(30)、外环(40)和位于内环和外环之间的滚动元件(50)的单轴承(20)，以及至少一个中间元件(60)，能够将通过悬架弹簧(3)施加在装置(10)上的基本上轴向的力传递给内环(30)。内环(30)和中间元件(60)之中的至少一个元件向着主轴(X1)径向地延伸超过外环(40)，同时形成用于相对于装置(10)安装和定心阻尼杆(2)的跨距(90)。装置(10)还包括在装置(10)内用于保持轴承(20)和中间元件(60)作为整体配件的法兰(70)。本发明还涉及一种机动车辆的悬架支柱(1)，包括减震器和上述的一种悬架推力轴承装置(10)。
文档编号B60G3/00GK103241081SQ20131012136
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月8日 优先权日2012年2月9日
发明者J-M·苏德, D·维多特, J-L·贾德奥, H·莫里, B·芒特伯尤夫, C·霍达耶 申请人:Skf公司