用于机动车辆的悬架支柱的轴承单元和用于将轴承单元安装在机动车辆车身部分上的方法

文档序号:1850492 发布日期:2021-11-16 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 用于机动车辆的悬架支柱的轴承单元和用于将轴承单元安装在机动车辆车身部分上的方法 (Bearing unit for a suspension strut of a motor vehicle and method for mounting a bearing unit on a body part of a motor vehicle ) 是由 延斯·邓斯 于尔根·希尔宾格 哈拉尔德·科尔曼 赖纳·卢茨 阿尔诺·沃尔夫 格哈德·迈耶 于 2020-03-20 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于机动车辆(3)的悬架支柱(2)的轴承单元(1),该轴承单元至少具有以下部件:导引环(4),该导引环具有用于车轮弹簧(6)的导引轴线(5);盖(7),该盖具有用于阻尼器块(9)的阻尼器保持器(8);止挡块保持器(10),该止挡块保持器用于止挡块(11);轴向轴承(12),该轴向轴承具有轴承节圆(13),该轴向轴承用于将导引环(4)支承在盖(7)上并且用于相对于盖(7)围绕导引轴线(5)进行低摩擦旋转。轴承单元(1)的主要特征在于,止挡块保持器(10)由盖(7)一体地形成。本发明还涉及一种用于将轴承单元(1)安装在机动车辆(3)的车身部分(16)上的方法。在此提出的轴承单元使得有效且成本高效地构造悬架支柱轴承成为可能,并且便于轴承单元的简单安装。(The invention relates to a bearing unit (1) for a suspension strut (2) of a motor vehicle (3), having at least the following components: a guide ring (4) having a guide axis (5) for a wheel spring (6); a cover (7) having a damper holder (8) for a damper block (9); a stop block holder (10) for a stop block (11); an axial bearing (12) having a bearing pitch circle (13) for supporting the guide ring (4) on the cover (7) and for low-friction rotation about the guide axis (5) relative to the cover (7). The bearing unit (1) is mainly characterized in that the stop block holder (10) is integrally formed by the cover (7). The invention also relates to a method for mounting a bearing unit (1) on a body part (16) of a motor vehicle (3). The bearing unit proposed herein makes it possible to construct the suspension strut bearing efficiently and cost-effectively and facilitates simple mounting of the bearing unit.)

用于机动车辆的悬架支柱的轴承单元和用于将轴承单元安装 在机动车辆车身部分上的方法

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的悬架支柱的轴承单元、用于机动车辆的具有这种轴承单元的悬架支柱、具有这种悬架支柱的机动车辆以及用于将轴承单元安装在机动车辆的车身部分上的方法。

背景技术

现有技术中已知各种悬架支柱轴承,悬架支柱轴承用于减震器或悬架支柱与机动车辆的车身之间的界面处。悬架支柱轴承包括轴向轴承,使得悬架支柱与车身之间的低摩擦相对旋转成为可能,并且例如插入机动车辆的转向轴中的轴向轴承对机动车辆的转向行为具有积极影响(扭矩释放)。例如,这种悬架支柱构造为麦弗逊支柱。在机动车辆的转向轴中使用是特别有利的。例如,从DE 199 60 699 A1已知这种悬架支柱轴承。在此,在称为导引环的环形元件与称为壳体的导引环之间设置有轴向轴承,其中,壳体在此容纳车轮弹簧的上端部例如螺旋弹簧以及阻尼元件,该阻尼元件构造为减震器端部止动部的止挡块。导引环(壳体)用作弹簧的支承件并且支承弹簧力和止挡块力两者。导引环(壳体)支承在轴承上,该轴承支承在车身上。轴承也称为顶部安装件。悬架支柱的活塞杆借助于橡胶和金属阻尼器紧固在顶部安装件(轴承)中并且形成第二(内部)力路径,该第二力路径在阻尼方面与前述(第一)力路径分离。EP 1 559 595 A1示出了一种呈类似构型的悬架支柱支承轴承,其中,导引环和顶部安装件在此组合为一个模块。

这两个模块、即导引环和顶部安装件占据了相当大量的空间,所述两个模块的尺寸取决于力的水平、车辆重量以及对噪音和振动阻尼的要求。

对使所需安装空间减小的需求在逐渐增大。这方面就驱动器的电气化和驱动模块在机动车辆的车轮拱罩中的容纳而言变得越来越重要。

根据DE 10 2016 224 439 A1,例如在根据图22至图24的实施方式中已知了实现非常低的总高度的悬架支柱紧固轴承单元。

由此出发,本发明的目的是至少部分地克服根据现有技术已知的缺点。根据本发明的特征源于独立权利要求,独立权利要求的有利实施方式在从属权利要求中示出。权利要求的特征可以按任何技术上合理的方式组合,其中,包括本发明的附加实施方式的以下描述中的解释和来自附图的特征也可以用于此目的。

发明内容

本发明涉及一种用于机动车辆的悬架支柱的轴承单元,该轴承单元至少具有以下部件:

导引环,该导引环具有用于车轮弹簧的导引轴线;

盖,该盖具有用于阻尼器块的阻尼器保持器;

止挡块保持器,该止挡块保持器用于止挡块;以及

轴向轴承,该轴向轴承具有轴承节圆,该轴向轴承用于将导引环支承在盖上并且用于相对于盖围绕导引轴线进行低摩擦旋转。

轴承单元的主要特征在于,止挡块保持器由盖一体地形成。

在下文中,如果在没有另外明确指示的情况下使用轴向方向、径向方向或周向方向以及对应的术语,则参照所提及的导引轴线。除非另外明确说明,否则在前面和后续的描述中使用的序数仅用于清楚区分的目的,而不指示指定部件的次序或排名。序数大于一并不一定意味着必须存在另一这样的部件。

在此处提出的轴承单元的情况下,由于较小的材料体积并且轴承单元作为整体具有较小的总体积,因此导引环可以设计成具有较小的总体积并且可以成本高效地被设计。同时,轴承单元在组装和维护期间非常易于处理。

轴承单元包括导引环,该导引环具有用于悬架支柱的车轮弹簧的导引轴线。导引轴线通常倾斜于重力的取向(在使用中),例如用于由悬架支柱保持的车轮的所期望的倾斜悬置。在一个实施方式中,导引轴线与由轴向轴承的轴承部分圆弧跨越的轴承平面垂直地定向。在另一实施方式中,导引轴线与轴承平面倾斜地对准。

盖具有阻尼器保持器,阻尼器块容纳在阻尼器保持器中或者(作为单独的部件)阻尼器块可以被容纳在阻尼器保持器中并且在使用中被容纳在阻尼器保持器中。阻尼器块作为单独的部件借助于按压连接和/或形式配合而松弛地插入或连接至盖。阻尼器块置于(至少在使用中)悬架支柱的活塞杆与机动车辆的车身之间并且因此形成(第二)单独的力路径。阻尼器块通常由OEM(原始设备制造商;在车辆构造中被理解为终端客户所知的品牌制造商)自己单独设计和安装。

为了能够将轴承单元提供为(能够预组装的)安装单元,因此期望的是阻尼器块可以在轴承单元的所有其他部件、优选地包括止挡块已经安装之后进行安装。

轴向轴承构造为滑动轴承或滚动轴承、例如构造为角接触滚珠轴承,并且轴向轴承轴向地布置在导引环与盖之间。因此,轴向轴承位于(第一)单独的力路径中,支承在导引环上的车轮弹簧的压缩力经由该力路径传导。根据当前限定,上述轴承节圆是滚珠中心在其上移动的直径(在具有球形体的轴承中)或者对应于支承环表面的平均支承直径的直径(在滑动轴承中)或者对应于多个径向支承线的平均支承直径的直径(用于滚动体、例如锥形滚子)。轴向轴承能够使导引环相对于盖围绕导引轴线进行低摩擦旋转。如上所述,轴承轴线不一定与导引轴线一致。在一个实施方式中,在导引轴线倾斜于重力的情况下,倾斜(连接)表面由盖形成,使得形成与该倾斜表面平行倾斜的轴承平面。轴向轴承则例如具有平面设计,即其中,轴承表面平行于(盖侧部上和/或导引环侧部上)的连接表面。在一个实施方式中,轴向轴承形成连接至盖的连接表面,重力垂直于该连接表面定向,并且在轴承表面本身中形成有倾斜的轴承平面,例如具有轴向轴承的倾斜的(例如,上部)轴承环。在一个实施方式中,倾斜的连接表面与倾斜的轴承环结合。在一个实施方式中,轴承环中的至少一个轴承环集成在盖中或导引环中。

还提供了止挡块保持器,在该止挡块保持器中容纳有用于减震器端部止动部的止挡块。然而,与通常先前已知的实施方式相反,止挡块保持器不被包括在导引环中。相反,通过使止挡块保持器由盖(一体地)形成,形成了单独的(第三)力路径。在DE 10 2016 224439A1的图22至图24中,示出了也形成了这种单独的(第三)力路径的实施方式。然而,在此止挡块保持器必须被设计为单独的覆盖元件,因为否则将不能安装也要从止挡块一侧(在使用中从下方)引入的阻尼器块。该覆盖元件向下固定和/或支承阻尼器保持器中的阻尼器块。例如,在根据图25至图27的实施方式(没有第三力路径)中也遵循保持阻尼器块的该原则。此外,示出了其中阻尼器元件以材料配合的方式连接至盖、例如经硫化的方式连接至盖的实施方式,如例如从其他引用的现有技术文件中已知的。

根据另一方面,在此提出的是,根据盖(在使用中)的力和刚度,止挡块力仅可以通过盖传递到车身中或者另外被阻尼器块吸收。在任何情况下,止挡块力从第一力路径单独地传递到机动车辆的车身中,即不经由导引环并且因此也不经由轴向轴承而传递到机动车辆的车身中。由于止挡块力根据通常的负载规格而明显高于车轮弹簧力,因此实现了轴向轴承中的轴承力和导引环中的分力的显著降低,并且可以实现上述优点。

尽管盖整体上包括用于止挡块的止挡块保持器,但在倾斜的导引轴线的情况下,止挡块力的方向仍然与重力平行且相反地对准,并且因此可以沿着阻尼器块的阻尼器轴线被吸收。这对于止挡块内的力的方向是有利的,因为止挡块内的剪切力分量被最小化。该设计对于止挡块保持器的设计也是有利的,因为将主要设计沿着阻尼器轴线或逆向于重力的力。这简化了几何结构和可制造性,或者可以低廉地设计止挡块保持器的优化设计。

根据另一方面,阻尼器保持器可以纯粹根据OEM的安装空间说明进行构造(例如,具有单独设计的阻尼器块)或者阻尼器保持器也具有预定的(轴向有效的)弹簧刚度,该弹簧刚度影响阻尼器块和/或止挡块或第三力路径的阻尼行为。

总体上,轴承单元的该实施方式在成本方面产生了优势(例如,较低的材料支出和/或制造支出),并且实现了安装的简化和供应商数目的减少。

在一个实施方式中,盖完全地或部分地由金属片材材料例如借助于冷成型、例如深拉工艺形成。金属片材材料例如由钢或铝形成。在一个实施方式中,金属片材材料包括连接至车身部分、例如所谓的圆顶状板的连接部。该车身连接部构造成用于将盖直接连接至所讨论的车身部分,例如车身连接部是接触表面或压缩表面,该接触表面或压缩表面借助于盖中的用于接纳轴向螺纹连接的多个螺母螺纹与车身部分产生传力连接。车身连接部构造成用于引入朝向车身部分的轴向力,并且优选地还远离车身部分,以及构造成用于例如摩擦接合地引入横向力。金属片材材料然后被旋拧成与车身部分直接接触或者经由盖的至少一个其他材料层与车身部分间接接触,其中,盖与车身部分直接接触。车身连接部优选地借助于冷成型形成,该冷成型例如包括挤压和/或冲压。

在轴承单元的有利实施方式中还提出,盖可以直接紧固至车身部分。

该实施方式中提出,在盖与对应的接纳车身部分、例如机动车辆的所谓的圆顶状板之间不设置另外的中间部件、即没有中间部件。在一个实施方式中,提供了中间盘或类似物。然而,在盖与对应的接纳车身部分之间没有设置单独设计的阻尼器元件。在一个实施方式中,盖例如以旋拧、焊接和/或形状配合连接的方式固定至对应的接纳车身部分。

在轴承单元的有利实施方式中还提出,盖和导引环在轴向轴承的径向外部和/或内部形成轴承密封件。

在该实施方式中提出,盖和导引环以非接触或拖拽的方式形成用于轴向轴承的轴承密封件,使得减少或防止润滑剂的流出和/或溅水和污物进入到轴向轴承的轴承空间中。在一个实施方式中,轴承密封件中的至少一个轴承密封件包括迷宫式密封件,每个轴承密封件具有在盖上和/或导引环上轴向和/或径向突出的至少一个密封壁。

在轴承单元的有利的实施方式中还提出,导引环和盖轴向地连接至彼此,优选地卡扣在一起。

在该实施方式中,因为轴承单元设计为连贯的组件、即设计为结构单元,所以便于轴承单元的运输。另外,有利于轴承单元的构造,并且可以例如在机动车辆被顶起时对机动车辆进行维护并且可以在没有附加结构元件的情况下行驶通过机动车辆的路面中的坑洼处,而支柱在负载完全移除时不会散架。盖与导引环之间的该连接在车轮被加载时至少轴向地被解除。该连接至少防止轴向轴承的(与重力相关的)自动拆卸。在一个实施方式中,该连接还形成迷宫式密封件的一部分。在一个实施方式中(附加地或替代性地),该连接由卡扣钩和配合凸缘形成,该卡扣钩和配合凸缘(相对于引导轴线和/或使用中的重力的取向)以形状配合的方式轴向地连接至彼此、即在支承区域中彼此径向地重叠。

在轴承单元的有利实施方式中还提出,盖包括由金属制成的插入件,其中,插入件具有一体形成的车身连接部,该车身连接部用于将轴承单元直接连接至车身部分,并且其中,车身连接部优选地借助于冷成型形成。

在该实施方式中,盖例如由塑料形成、优选地由注塑成型部件形成。

在一个实施方式中,盖完全或部分地借助于增材方法、例如3D打印来制造。在一个实施方式中,盖制造为注塑成型部件。在一个实施方式中,盖由不同材料的复合物例如增强剂比如纤维材料形成,以及/或者盖具有至少一个插入件、比如如上所示的片材材料。在一个实施方式中,盖(具有或不具有插入件)借助于多组分注塑成型而形成,其中,例如在诸如球形材料或短纤维之类的塑料组分中的至少一种塑料组分中包含增强剂。在一个实施方式中,所使用的塑料中的至少一种塑料是热塑性弹性体。

在包含塑料的盖的一个实施方式中,所使用的塑料或塑料中的一种塑料具有橡胶弹性阻尼特性。在一个实施方式中,塑料不具有/所使用的塑料均不具有任何橡胶弹性阻尼特性,而是构造为可能的最具刚性的载荷承载和/或力传导结构。在一个实施方式中,轴承单元中的至少一个部件借助于塑料一体地形成,所述至少一个部件例如为轴承环、密封件半部、轴承表面和/或连接部,连接部例如为用于压配合的接纳螺纹或接触表面。轴承表面或连接部例如是用于阻尼器块的阻尼器保持器的一部分和/或用于止挡块的止挡块保持器的一部分。

不管盖的实施方式如何,优选地提供用于阻尼器块和/或止挡块的保持装置,该保持装置在安装或维护工作期间形成运输锁和/或固定装置。这种保持装置优选地形成为形式配合元件,例如形成为用于接合对应元件和/或(在橡胶弹性元件的情况下)待保持的元件的尺寸过大的材料穿透的凹部和/或凸部。

在一个实施方式中,导引环根据上述关于盖(具有或不具有其他插入件)的实施方式中的一种实施方式形成,例如与盖不同地形成。导引环优选地完全由没有插入件的塑料形成,优选地形成为注塑成型部件。在一个实施方式中,在所使用的塑料中的至少一种塑料中提供增强装置。在这方面,参照上面对盖的制造变型的描述。

在此描述的插入件构造成用于吸收第一力路径(弹簧力)和第三力路径(止挡块力)中的力。插入件例如是罐状的,具有用于将盖(车身连接部)连接至车身部分的径向外凸缘环和用于形成或加强阻尼器保持器的基部和/或止挡块保持器的基部的径向内凸缘环,其中优选地,阻尼器保持器的基部和止挡块保持器的基部分别形成插入件的和至少附接在插入件的一个侧部上的塑料护套的轴向相反侧部(在使用中的上侧部和下侧部)。车身部分例如是所谓的圆顶状板。

在一个实施方式中,插入件由金属片材材料借助于成形、优选地冷成形、例如拉深工艺形成。片材材料例如是钢或铝。

插入件优选地仅具有用于将力从盖直接传递到所讨论的车身部分中的径向外凸缘并且没有其他接触点。例如,插入件仅具有两个径向延伸的凸缘,例如车身连接部的上述部件和阻尼器保持器的基部或止挡块保持器的基部、以及用于连接两个径向凸缘的轴向延伸部分。

在轴承单元的有利实施方式中还提出,盖的插入件包括支承漏斗,其中,支承漏斗具有漏斗外径和漏斗内径,其中,轴承节圆大于漏斗外径,并且漏斗外径大于漏斗内径。

支承漏斗形成盖或者是盖的一部分,例如形成为塑料包覆成型的金属片材插入件。在一个实施方式中,支承漏斗仅是插入件的部件,该插入件例如还形成例如如上所述的至少一个凸缘。在一个实施方式中,这种插入件被设计成没有支承漏斗。

支承漏斗具有径向延伸部和轴向延伸部(基于引导轴线和/或使用中重力的取向)。因此,支承漏斗具有带有漏斗外径的径向外部和(在使用中)轴向较高(上部)边缘以及带有漏斗内径的径向内部和(在使用中)轴向较低(下部)边缘。这些径向限制直径位于轴向轴承的轴承节圆内,其中,在一个实施方式中,在每种情况下跨越的平面彼此成角度地对准。例如,支承漏斗的径向限制直径与轴承节圆的量相比较。例如,轴承节圆沿着径向限制直径的平面的法线的投影与径向限制直径相比较。因此在较低的轴向总高度的情况下实现了非常高的盖的刚度。

轴向总高度限定为在使用中沿着盖附接至的相关车身部分与轴向轴承、或更准确地是与平均轴承表面——例如在滚珠轴承的情况下为滚珠的中心以及在滑动轴承的情况下为支承润滑油膜的中心——之间的重力对准的(平均)轴向距离。在倾斜的轴向轴承的情况下,即在使用中导引轴线相对于重力取向倾斜时,必须去掉轴承中心的距离,使得轴向轴承的轴向高度的一半或导引轴线的相对倾斜度的正弦值乘以轴承节圆半径与支承环表面的最高点(在使用中)处的最小轴向距离相加。

在替代性实施方式中,漏斗外径大于轴承节圆,但是漏斗内径小于轴承节圆。在某些情况下,这是以牺牲轴向总高度为代价的,因为边缘之间的漏斗区域布置成与轴向轴承径向地重叠。然而,该实施方式允许轴向弹簧刚度的进一步增加和在过载情况下整个系统对塑性变形的敏感性的降低。该实施方式导致力被引入到车身部分例如圆顶状板中,由此减小了圆顶状板上的弯曲应力。这又使得能够减小支承漏斗和/或盖的总轴向高度,使得可以补偿轴向轴承与盖的连接至车身的连接平面之间的相关重叠距离。

支承漏斗的轴向范围优选地小于支承漏斗的径向范围,特别优选地,轴向范围小于径向范围的一半。优选地,支承漏斗借助于倒圆而融入到插入件的结构成形部件中,该插入件例如为凸缘环和/或筒体环,其中,倒圆优选地被添加至支承漏斗,并且然后布置在径向限制直径内。

在一个实施方式中,连接至车身部分例如圆顶状板的车身连接部例如在径向外凸缘中与插入件一体地形成。车身连接部优选地构造成用于将盖直接连接至相关车身部分,例如通过多个螺母螺纹以用于将盖轴向地螺纹连接至车身部分。

在轴承单元的有利实施方式中还提出,盖包括插入件并且插入件是盖的唯一单独的加强元件。

在该实施方式中,盖以低水平的复杂度设计,由此在生产费用和材料费用方面实现成本优势。本实施方式在明确的力传递方面也是有利的,其中,引入到盖中的力总是被引导到插入件中并且力流由插入件的形状限定。插入件(或单独的加强元件)是一件式并且是无接头的部件,该插入件优选地由单一材料形成、特别优选地由单一的半成品形成、例如由金属片材材料形成,和/或该插入件在一个步骤或仅一个铸造成型过程中形成。

如果加强元件已经预先制造和/或由不同材料制成,则该加强元件应被视为是独立的,使得该材料在连接至盖的其余的材料时保持不变、即该材料不会重塑、没有熔化、并且该材料也没有经历热引起的结构变化。然而,优选插入件与盖的其余材料之间的材料连接、例如粘合连接。例如,插入件由金属预先制造为(唯一的)单独的加强元件,并且然后使用塑料封装。

不排除在盖中(一体地形成)的其他加强装置,例如在包裹插入件的塑料中的其他加强装置。例如,使用具有更硬和较小硬度区域的多组分注塑成型工艺形成包裹插入件的塑料,例如使用复合增强剂比如短纤维或珠子等来形成。替代性地或附加地,在包裹的塑料中形成肋和/或腹板。然而,优选地,塑料也没有复合加强装置,因为通过插入件对盖进行加强已经足够。

在轴承单元的有利实施方式中还提出,盖包括由金属制成的插入件,其中,插入件具有用于接纳来自止挡块的止挡块力的径向凸缘,并且径向凸缘形成为与阻尼器保持器径向重叠。

插入件例如如上所述地设计。在这方面,参照前面关于盖的制造和材料的描述,优选地还参照前面描述的插入件在使用中的形式和功能。

在该实施方式中,插入件形成止挡块的基部,该基部设计为径向凸缘、即设计为具有径向延伸部的凸缘。因此不需要提供另一单独的部件来形成止挡块保持器,也不需要对止挡块保持器进行加固。在一个实施方式中,该径向凸缘也是阻尼器保持器的基部。在一个实施方式中,该径向凸缘构造成用于(在使用中)通过阻尼器块传递止挡块的第三力路径的力的部分力,即,该径向凸缘被设计成能够以不可忽略的方式弹性变形。例如,径向凸缘弹性地构造成用于如上所述的两部分的第三力路径。

在轴承单元的有利实施方式中还提出,阻尼器块可以从车身侧插入到阻尼器保持器中,并且止挡块可以从悬架支柱侧插入到止挡块保持器中。

在该实施方式中,阻尼器块可以从(在使用中)上方插入到相应的保持器中,并且止挡块可以从(在使用中)下方插入到相应的保持器中。例如,为此,如上所述的保持器的相应基部由盖的相同部段的相反侧部形成,该部段例如借助于插入件被加强。这允许轴承单元的简单的实施方式,该轴承单元可以提供为没有阻尼器块(预组装的)安装单元。在安装期间,仅阻尼器块(使用中)需要从上方插入,并且连接至阻尼器块的悬架支柱(在使用中)的活塞杆从下方插入穿过止挡块和盖。在轴承单元本身的情况下,所有部件至少以防松脱的方式连接至彼此并且因此可以由制造商以已经调整的方式预组装。

在轴承单元的有利实施方式中还提出,阻尼器保持器轴向地布置在盖的连接平面下方,其中,盖优选地在车身侧上从连接平面封闭。

关于轴向总高度,阻尼器保持器由为此设置的阻尼器块的所需安装高度限定,并且可能减去阻尼器块在车身侧上的轴向投影。阻尼器块的安装高度通常与阻尼器块的安装高度不同,即在预加载安装的情况下,安装高度低了所需的轴向预张紧路径。然而,至少在该实施方式中,阻尼器保持器在连接平面侧上是敞开的以用于插入阻尼器块。连接平面由盖形成并且连接平面特别适合于所讨论的车身部分。例如,连接平面在数学上是平坦的。在任何情况下,连接平面由连接至车身部分的点或线跨越,并且在这些点或线之间形成为数学平面、水平(在使用中)连接平面或者具有最小可能的角度变化的自由形式的平面,其中,在连接至车身部分的点或线中可以形成关于连接平面的这种切线,连接轴线与这种切线垂直地对准,即连接轴线在相关点处与连接平面垂直。例如,在螺纹连接的情况下,连接轴线是螺纹轴线,而在焊接连接的情况下,连接轴线是力轴线,该力轴线仅略微倾斜或完全不倾斜于重力和/或导引轴线。

在优选实施方式中,盖(作为整体)在车身侧上从连接平面封闭。因此,盖不具有带有至少(在使用中)沿着重力朝向车身部分超过连接平面的延伸部的区域。因此,盖在连接侧部上没有形成凸部。这还降低了总高度,并且允许车身部分平行于连接平面拉伸通过或比设计有凸部的实施方式相比更多地平行于连接平面拉伸通过。这意味着这样的车身部分可以被制造得更具刚性或者使用更少的材料并且优选地具有更低的轴向总高度。

在轴承单元的有利实施方式中还提出,车身连接部布置在盖的连接平面中,其中优选地,仅车身连接部布置成用于将弹力传递至车身部分。

车身连接部布置成用于将盖直接连接至相关车身部分,例如使用盖的片材材料中的用于接纳与车身部分的轴向螺纹连接的多个螺母螺纹。金属片材材料然后被旋拧成与车身部分直接接触或者经由盖的至少一个其他材料层与车身部分间接接触,其中,盖与车身部分直接接触。车身连接部或作为车身连接部的部件的大部分螺母螺纹优选地借助于冷成型、例如包括挤压和/或冲压而形成,并且在每种情况下优选地包括用于螺母螺纹的挤压的衬套状(轴向)一件式加强件。

在一个实施方式中,盖完全或部分地(例如,作为插入件)由金属片材材料形成,例如借助于冷成型、例如拉深工艺形成。金属片材材料例如由钢或铝形成。在一个实施方式中,金属片材材料包括车身连接部。

在一些先前已知的实施方式下,悬架支柱的弹簧力经由阻尼器传导到车身中。相反,在此提出的是,轴承单元借助于车身连接部直接连接至车身,使得弹簧力经由第一力路径直接引入到车身中。此外,根据以上描述,在一个实施方式中,部分或全部的第三力路径(止挡块的第三力路径)被规划成经由车身连接部。第二力路径不被规划成经由车身连接部而是借助于所讨论的车身部分与阻尼器块之间的间接或直接接触而规划。

根据另一方面,提出了一种用于机动车辆的悬架支柱,该悬架支柱具有根据上述实施方式的轴承单元、车轮弹簧和活塞杆,并且其中,车轮弹簧借助于轴承单元安装并且车轮弹簧能够以减小的摩擦力矩围绕导引轴线枢转。

根据该有利实施方式,悬架支柱配备有上述的轴承单元,使得在具有至少相同功能且具有相同规格的情况下获得了安装空间,并且实现了简单的安装和维护。例如,这种悬架支柱可以用于越野车或SUV(运动型多功能车),比如用于宝马X3、奥迪Q3或梅赛德斯奔驰GL,但也可以用于更小或更大的车辆以及用于来自其他OEM的车辆。

根据另一方面,提出一种具有至少一个车轮的机动车辆,其中,根据以上描述,所述至少一个车轮借助于根据实施方式的悬架支柱以弹簧加载和阻尼的方式克服重力而安装。

根据该方面,优选地在具有常规构型、至少具有两个可转向车轮的客车的情况下,机动车辆设置有至少一个这样的悬架支柱。在悬架支柱的情况下,使用根据上述实施方式的节省空间的轴承单元。这在轮拱中为其他部件释放空间,并且使其易于安装和维护。这种机动车辆例如是客车、例如越野车或SUV。客车根据例如尺寸、价格、重量和性能被指定成某车辆类别,其中,该定义会基于市场需求不断变化。SUV级别的当前示例是丰田Vanguard、日产X Trail、吉普大切诺基或保时捷卡宴。

根据另一方面,提出了一种用于将轴承单元安装在机动车辆的车身部分上的方法,其中,该轴承单元至少具有以下部件:

导引环,该导引环具有用于车轮弹簧的导引轴线;

盖,该盖具有用于阻尼器块的阻尼器保持器;

止挡块保持器,该止挡块保持器用于止挡块;

轴向轴承,该轴向轴承具有轴承节圆,该轴向轴承用于将导引环支承在盖上并且用于相对于盖围绕导引轴线进行低摩擦旋转,

其中,一种用于安装的方法包括至少以下步骤:

a.将轴承单元的至少所有的上述部件组装在一起;

b.在步骤a后,将阻尼器块插入到阻尼器保持器中;

c.在步骤a后,将盖紧固至车身部分;以及

d.在步骤b后,插入到并连接至悬架支柱的活塞杆的阻尼器块。

在此提出的用于安装的方法也可以在维护期间实施,即作为维护方法。在这种情况下,提供了一种轴承单元,该轴承单元例如对应于上述轴承单元,使得上述特征、特别是参照方法步骤的上述特征在此是用于安装的方法的主题,至少是优选实施方式的主题。在一个实施方式中,止挡块保持器不是由盖一体地形成的。根据一个实施方式,第一力路径、第二力路径和第三力路径优选地如上所述的那样设计。在此提及的轴承单元的相同部件至少在部件的功能方面、优选在各个方面与上述轴承单元相同。

在此提出的用于安装的特别简单的方法中,轴承单元的所有上述部件、优选地所有部件首先在步骤a中组装在一起,使得整个轴承单元形成预组装的、优选地已经被调整的结构单元。然后在步骤b中,仅阻尼器块插入到阻尼器保持器中,并且优选地然后,在步骤c中,车身部分上的盖被紧固、例如被拧紧。在步骤c之前或在步骤c之后,在步骤d中,将活塞杆连接至阻尼器块,并且优选地,步骤c和步骤d的顺序是任意的,使得在初始组装的情况下例如可以先进行步骤d,然后进行步骤c,并且在维护期间重新组装的情况下、例如在更换活塞杆的情况下,轴承单元可以保持附接至车身部件,即可以先进行步骤c,然后进行步骤d。可以在步骤d之前或之后插入止挡块,例如,可以在步骤d之后将止挡块引导到活塞杆上。活塞杆优选地可以在插入止挡块后作为预组装部件连接至阻尼器块,该预组装部件至少包括悬架支柱的车轮弹簧。例如,可以在步骤b之前将止挡块插入到止挡块保持器中。阻尼器块和止挡块插入到相应的保持器中的顺序优选地是任意的。

在根据上述轴承单元的实施方式中,该轴承单元具有由盖一体地形成的止挡块,步骤c总是在步骤b之后进行,由于阻尼器块要在车身侧插入,因此如果在阻尼器块变形后,则对于车身侧的通孔来说具有太大的剩余最小直径。

附图说明

下面参照示出优选实施方式的相关附图、基于相关技术背景详细说明上述发明。本发明决不受纯粹示意性附图的限制,其中,应当注意的是,附图在尺寸上是不精确的并且不适于限定比例。在附图中,

图1以截面图示出了轴承单元;

图2以截面图示出了具有悬架支柱的轴承单元;以及

图3示出了具有悬架支柱的机动车辆。

具体实施方式

在图1中,以截面示出了轴承单元1,其中,具有插入件14(例如钢的插入件)的盖7和导引环4借助于卡扣35以使得该盖和导引环不会松脱的方式连接至彼此,使得所示的整个轴承单元1形成安装单元。以下描述是基于所图示的在使用中的重力23的箭头方向的取向。导引环4例如是塑料部件,该导引环具有用于轴向轴承12的下部轴承环32的(第一)接纳表面47和用于吸收车轮弹簧6(参见图2)的弹簧力20的止动表面48。另外,导引环4形成设计为迷宫式密封件的外轴承密封件25和(可选地)内轴承密封件24(同时还有卡扣35的卡扣钩)的下半部。盖7包括外轴承密封件25和(可选地)内轴承密封件25(同时还有卡扣35的底切部)的相应的相对半部。此外,盖7包括用于上部轴承环31的(第二)接纳表面49,使得在所示的状态中,轴向轴承12的滚动元件33借助于卡扣35被束缚地定位在上部轴承环31与下部轴承环32之间。盖7具有用于阻尼器块9(参见图2)的中央阻尼器保持器8。在阻尼器保持器8下方,设置有用于止挡块11的止挡块保持器10(参见图2)。盖7例如作为塑料部件借助于例如由钢制成的插入件14而被加强。盖7可以借助于车身连接部15(在此是与插入件14一体形成的衬套中的螺纹孔)直接连接至车身部分16(参见图2)。车身连接部15在此形成在插入件14的径向外凸缘17中。在此,插入件14同时形成阻尼器保持器8的(第一)基部51和止挡块保持器10的(第二)基部52的加强件,这些基部形成在插入件14的径向内部加强凸缘50的相反侧部上。这导致了如图2中所示并且在下面解释的力路径37、38至39。止挡块保持器10具有呈凸部形式的固定装置34,插入的止挡块11(参见图2)借助于该固定装置保持被束缚,使得轴承单元1与止挡块11(并且优选地与阻尼器块9)一起形成安装单元,该安装单元即使在悬架支柱2释放时也能保持就位(参见图2)。在所示的实施方式中,导引环4和轴向轴承12设计有导引轴线5,该导引轴线定向成与重力23和阻尼器块9的阻尼器轴线36(并且在此也是止挡块11的轴线)成角度,并且因此定向成与阻尼器保持器8和止挡块保持器10成角度。

插入件14(可选地)在此具有支承漏斗26,该支承漏斗具有漏斗外径27和漏斗内径28。这些直径27、28都小于轴向轴承12的轴承节圆13。此外,阻尼器保持器8具有小于轴向轴承12的轴承节圆13的保持器直径29。另外,轴向轴承12布置成与阻尼器保持器8轴向重叠。阻尼器高度30明显小于轴承直径29,在此例如小于轴承直径29的一半。

径向凸缘17或者盖7的位于径向凸缘17上的塑料层跨越连接平面19,没有轴承单元1的部件向上轴向延伸(如所示)超过该连接平面。轴承单元1因此在顶部处从连接平面19封闭。

在图2中,如图1中所示并且解释的轴承单元1被示出在使用中布置在车身部件16上,该车身部件在此是圆顶状板,其中,还安装了具有车轮弹簧6和活塞杆21的悬架支柱2、阻尼器块9和止挡块11。阻尼器块9以理论上部分重叠的构造表示示出,这在实际应用中导致至少重叠区域的橡胶弹性变形。阻尼器块9包括活塞连接件41(在此为钢的盘),活塞杆21以力传递的方式(尽可能刚性地)与活塞连接件连接。常规的第二力路径38因此在此形成。车轮弹簧6轴向地支承在导引环4的止动表面48(参见图1)上,使得弹簧力20的第一力路径37在此根据(对于车轮弹簧6)几乎常规的类型经由轴向轴承12产生。在此,现在为来自止挡块11的止挡块力18形成了第三力路径39,该止挡块力(可选地经由阻尼器块9传导至一部分并且传导至另一部分)经由盖7直接传导到车身部分16中。因此,第三力路径39结合(可选地结合第一力路径37以及)第二力路径38,但是(在任何情况下)经过轴向轴承12。尽管盖7包括用于止挡块11的止挡块保持器10,但在倾斜的导引轴线5的情况下,止挡块力18的方向仍然可以与重力23平行且相反地被吸收、即沿着阻尼器轴线36被吸收。

在图3中,从上方(重力23的箭头的方向进入纸张的平面中)纯示意性地示出了机动车辆3,该机动车辆于每种情况下在前轴45上具有一对车轮22并且在后轴40上具有另一对车轮22,其中,在转向前轴45上以及可选地也在(非转向)后轴40上为每个车轮22在每种情况下提供有悬架支柱2,例如根据前面的描述,该悬架支柱借助于轴承单元1安装在机动车辆3的车身上。前轴45设计成能够借助于驾驶室43中的方向盘42在转向杆46的帮助下进行转向,使得当转向装置转动时(此处显示为在主要行驶方向的右侧),相对于机动车辆3的纵向轴线44的转弯是可能的。

在此提出的轴承单元使得有效且成本高效地构造悬架支柱轴承成为可能,并且便于轴承单元的简单安装。

附图标记说明

1 轴承单元

2 悬架支柱

3 机动车辆

4 导引环

5 导引轴线

6 车轮弹簧

7 盖

8 阻尼器保持器

9 阻尼器块

10 止挡块保持器

11 止挡块

12 轴向轴承

13 轴承节圆

14 插入件

15 车身连接部

16 车身部分

17 径向凸缘

18 止挡块力

19 连接平面

20 弹簧力

21 活塞杆

22 车轮

23 重力

24 内轴承密封件

25 外轴承密封件

26 支承漏斗

27 漏斗外径

28 漏斗内径

29 保持器直径

30 阻尼器高度

31 上部轴承环

32 下部轴承环

33 滚动元件

34 固定装置

35 卡扣

36 阻尼器轴线

37 第一力路径

38 第二力路径

39 第三力路径

40 后轴

41 活塞连接件

42 方向盘

43 驾驶室

44 纵向轴线

45 前轴

46 转向杆

47 第一接纳表面

48 止动表面

49 第二接纳表面

50 加强凸缘

51 第一基部

52 第二基部。

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