專利名稱：用于車輪懸架的橡膠金屬軸承、梯形支柱和車輪懸架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的車輪懸架的橡膠金屬軸承、一種梯形支柱以及一種車輪懸架，具體地，涉及一種獨(dú)立車輪懸架。
背景技術(shù)：
通用橡膠金屬軸承公知有許多不同的形式，并且當(dāng)其使用在第一部件被樞轉(zhuǎn)地固定在第二部件上、同時(shí)要避免干擾瞬時(shí)負(fù)載的傳遞或其所引起的噪聲時(shí)，其用在迥然不同的技術(shù)領(lǐng)域中。橡膠金屬軸承用于迥然不同的實(shí)施例中，特別是作為輪軸懸架上的導(dǎo)向件接頭和機(jī)動(dòng)車輛的車輪懸架。它們必須能夠執(zhí)行車輛導(dǎo)向組件(即車輪導(dǎo)向支柱等等)的樞轉(zhuǎn)動(dòng)作，所述樞轉(zhuǎn)動(dòng)作出現(xiàn)在車輪的壓縮和回彈的過程中，其中彈性橡膠體受到切變，并且能夠吸收輪軸懸架和/或車輪懸架上產(chǎn)生的振動(dòng)。然而，橡膠金屬軸承還用于特定的實(shí)施例中，以便另外影響機(jī)動(dòng)車輛的單獨(dú)轉(zhuǎn)向行為，這不僅出現(xiàn)在轉(zhuǎn)彎過程中也出現(xiàn)在負(fù)載變化的過程中。在公知的方式中，轉(zhuǎn)向過度的傾向出現(xiàn)在大多數(shù)機(jī)動(dòng)車輛轉(zhuǎn)彎的過程中，這是由于在車輪上的側(cè)向力的作用下出現(xiàn)在車輪懸架中的彈性，并且其總體上是不需要的。為了抵消所述轉(zhuǎn)向過度的傾向，已知將可變彈性的橡膠金屬軸承用于車輛車身側(cè)的連桿，例如橫撐支柱，即車輛導(dǎo)向支柱，它的樞轉(zhuǎn)軸近似平行于車輛的縱向軸延伸，并且決定所述橡膠金屬軸承的大小，以使輪架在轉(zhuǎn)彎過程中可以繞實(shí)質(zhì)上垂直的軸樞轉(zhuǎn)，并且因此在轉(zhuǎn)彎過程中出現(xiàn)的離心和/或側(cè)向力的作用下以前束方向樞轉(zhuǎn)。例如，橡膠金屬軸承用于這個(gè)目的:所述橡膠金屬軸承在徑向負(fù)載的作用下在一定方向上特別有彈性，這是由于排列在彈性材料中的凹槽。而且，橡膠金屬軸承的實(shí)施例是公知的，其是為將被傳遞的傾斜支柱，即車輪導(dǎo)向支柱的力所特別設(shè)計(jì)的，它的樞轉(zhuǎn)軸線稍微傾斜于車輛的縱向軸或縱向支柱，即車輪導(dǎo)向支柱延伸，它的樞轉(zhuǎn)軸線實(shí)質(zhì)上與車輛的縱向軸成直角延伸。例如，EP1216859A2號(hào)歐洲專利文獻(xiàn)公開了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的扭力梁式后車輪懸架。構(gòu)成扭力梁的兩個(gè)縱向支柱通過在每種情況下的橡膠金屬軸承鉸接至車輛車身的車身側(cè)。橡膠金屬軸承實(shí)質(zhì)上由圓柱形的內(nèi)襯套以及圓柱形的外襯套構(gòu)成，其中外襯套具有比內(nèi)襯套更大的直徑并且與內(nèi)襯套同軸排列，其中彈性體元件固定地嵌入內(nèi)襯套的外側(cè)與外襯套的內(nèi)側(cè)之間，并且將內(nèi)襯套和外襯套以彈性方式連接在一起。為了限制扭力梁式輪軸的橫向移動(dòng)性，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提出允許在外襯套的外正面區(qū)域中的彈性體元件以軸向方向從橡膠金屬軸承中突出，以使其形成鄰近外襯套的外正面并支承在所述表面上的連續(xù)的軸向阻尼環(huán)(damping ring)(減震環(huán)(snubber ring))。所述安裝在外襯套的外正面的前方的阻尼環(huán)限定了軸承架中的橡膠金屬軸承向外部的軸向移動(dòng)性，因此限定了扭力梁式輪軸的橫向移動(dòng)。此外，EP1319534A2號(hào)歐洲專利文獻(xiàn)公開了一種用于將扭力梁式輪軸的縱向支柱安裝在車輛車身上的橡膠金屬軸承，其包含具有水平部分和與其垂直的凸緣部分的外襯套、具有連接至外襯套的水平部分的嵌入外襯套的水平部分以及連接至外襯套的凸緣部分的相對(duì)于水平部分垂直的部分的彈性主體、以及插入主體的內(nèi)襯套。為了影響彈性主體的剛度，兩個(gè)軸向開口被包含在其中:主體從外側(cè)到內(nèi)側(cè)的前部中的第一開口，以及主體從內(nèi)側(cè)到外側(cè)的后部中的第二開口。此外，彈性主體還不對(duì)稱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為前部區(qū)域中的厚度小于后部區(qū)域中的厚度。此外，水平主體的前部區(qū)域的外部厚度也小于后部區(qū)域的厚度。此外，用于機(jī)動(dòng)車輛的車輪懸架是公知的，其中使用了用于連接單獨(dú)車輪懸架部件的橡膠金屬軸承的特定實(shí)施例，特別是車輪導(dǎo)向支柱，以積極地影響由車輪懸架鉸接的車輪的束角行為和/或單獨(dú)的轉(zhuǎn)向行為，其不僅在轉(zhuǎn)彎的過程中也在負(fù)載變化的過程中，即總體上就前束方向上的變化而言。因此，例如DE19722650A1號(hào)德國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種機(jī)動(dòng)車輛的后輪的雙橫臂式懸架系統(tǒng)，其通過對(duì)其間加以區(qū)別解決了懸架系統(tǒng)上因不平路面與車輪制動(dòng)引起的縱向力的問題，以便抑制因不平路面引起的車輪定位(束角)與縱向力的偏離，同時(shí)允許因車輪制動(dòng)引起的車輪定位與縱向力的偏離。鑒于此目的，一個(gè)或多個(gè)橡膠金屬軸承在垂直于其樞轉(zhuǎn)軸的橫截面方向上具有不均勻的彈性模量，其中通過該軸承將橫撐支柱鉸接至車輛車身和/或通過該軸承將輪架和/或輪轂鉸接至橫撐支柱。為了實(shí)現(xiàn)所述不均勻的彈性模量，提出為橡膠金屬軸承的橡膠材料提供一對(duì)不具有彈性材料的彎曲自由空間。US4, 603，882號(hào)美國(guó)專利文獻(xiàn)還公開了一種機(jī)動(dòng)車輛的斜撐支柱-后輪懸架，其影響后輪在橫向力、制動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力的作用下的前束位移。輪轂和/或輪架通過球窩接頭以及兩個(gè)橡膠金屬軸承鉸接至懸架支柱。為了影響輪架在前述力的作用下的前束位移，提出將兩個(gè)橡膠金屬軸承的縱向軸線對(duì)齊，以使根據(jù)它們的布置以及與球窩接頭的位置關(guān)系，輪架的前束位移在前述力的作用下出現(xiàn)。一個(gè)實(shí)施例提供了由相對(duì)較硬的橡膠制成的止動(dòng)盤在橡膠金屬軸承的軸向端與保持橡膠金屬軸承的橫撐支柱的軸承座之間的布置，以便允許在這種方式中橡膠金屬軸承的運(yùn)動(dòng)方向只在一個(gè)固定的軸向方向上。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種橡膠金屬軸承，其適合用作機(jī)動(dòng)車輛的未鉸接車輪的車輪懸架，特別是獨(dú)立車輪懸架的車輪導(dǎo)向支柱之間的連接接頭，以使它在轉(zhuǎn)彎或負(fù)載變化的過程中允許由車輪懸架鉸接的車輪的束角行為和/或單獨(dú)的轉(zhuǎn)向行為在作用在車輪和/或車輪懸架上的力的作用下的特定影響。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種梯形支柱和車輪懸架，特別是獨(dú)立車輪懸架，以用于機(jī)動(dòng)車輛的未鉸接的車輪，在轉(zhuǎn)彎和負(fù)載變化的過程中，特別是在機(jī)動(dòng)車輛的制動(dòng)過程中，其允許由梯形支柱和/或車輪懸架鉸接的車輛車輪所需的單獨(dú)的轉(zhuǎn)向行為。此外，梯形支柱和車輪懸架意在獲得良好的機(jī)動(dòng)車輛的轉(zhuǎn)彎穩(wěn)定性以及對(duì)轉(zhuǎn)向輸入精確的反應(yīng)以及較長(zhǎng)的使用壽命，并且將能夠成本效益高地制造。這些目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提供了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的車輪懸架的橡膠金屬軸承，包含排列在同軸排列的外襯套8與內(nèi)襯套9之間并緊固在其上的彈性橡膠體10，外襯套8具有連接至少一個(gè)前彈性橡膠阻尼元件13的前正面11，以及連接至少一個(gè)后彈性橡膠阻尼元件13的后正面12，其中前、后橡膠阻尼元件13彼此不對(duì)稱地排列。進(jìn)一步地，根據(jù)上述橡膠金屬軸承，在每種情況下，多個(gè)彼此間隔開的前、后橡膠阻尼元件13排列在前正面11上和后正面12上。進(jìn)一步地，根據(jù)上述橡膠金屬軸承，前、后橡膠阻尼元件13在每種情況下都具有不同的長(zhǎng)度和/或?qū)挾群?或高度。進(jìn)一步地，根據(jù)上述橡膠金屬軸承，前橡膠阻尼元件13排列在前正面11的前外圍部分中，并且后橡膠阻尼元件13排列在后正面12的后外圍部分中，其中前外圍部分和后外圍部分在每種情況下都形成相應(yīng)的整個(gè)正面11、12的最多一半，并且前外圍部分與后外圍部分徑向地排列。進(jìn)一步地，根據(jù)上述橡膠金屬軸承，至少兩個(gè)不同高度的前橡膠阻尼元件13、18連接至前正面11，并且至少兩個(gè)不同高度的后橡膠阻尼元件13、18連接至后正面12，其中前、后橡膠阻尼原件13、18在每種情況下都成對(duì)地具有相同的高度，并且相同高度的橡膠阻尼元件13、18彼此不對(duì)稱地排列在前、后正面11、12上。進(jìn)一步地，根據(jù)上述橡膠金屬軸承，前橡膠阻尼元件13和后橡膠阻尼元件13在每種情況下都配置為橡膠圈20，其中橡膠圈20具有不對(duì)稱的軸向剛度。進(jìn)一步地，根據(jù)上述橡膠金屬軸承，橡膠圈20的寬度沿著它的外圍不是恒定不變的。本發(fā)明還提供了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的車輪懸架的梯形支柱，包含車輛車身側(cè)上的兩個(gè)用于連接至車輛車身或連接至車輛車身的輔助車架的連接接頭3，以及輪架側(cè)上的兩個(gè)用于連接輪架5的連接接頭4，至少輪架側(cè)上在行駛方向上的后部的軸承為上述的橡膠金屬軸承。本發(fā)明還提供了一種車輪懸架，具體為用于具有輪架5的機(jī)動(dòng)車輛的未鉸接的車輪的獨(dú)立車輪懸架，其通過至少一個(gè)車輪導(dǎo)向支柱I鉸接至車輛車身或連接至車輛車身的輔助車架，為了將輪架5連接至車輪導(dǎo)向支柱1，提供至少一個(gè)上述的橡膠金屬軸承6。進(jìn)一步地，根據(jù)上述車輪懸架，車輪導(dǎo)向支柱I為上述的梯形支柱。參考以下事實(shí)，可以以任何技術(shù)上方便的方式結(jié)合下面的說明書中單獨(dú)描述的特征并證明本發(fā)明另外的實(shí)施例。該說明書還將本發(fā)明特征化和詳細(xì)化，特別是其與附圖結(jié)
口 ο根據(jù)本發(fā)明的用于機(jī)動(dòng)車輛的車輪懸架的橡膠金屬軸承包含排列在同軸排列的外襯套與內(nèi)襯套之間并緊固、特別是硫化在其上的彈性橡膠體。外襯套具有連接至少一個(gè)前彈性橡膠阻尼原件的前正面，以及連接至少一個(gè)后彈性橡膠阻尼元件的后正面，其中前、后橡膠阻尼元件彼此不對(duì)稱地排列。就本發(fā)明對(duì)于橡膠作為橡膠體并且金屬作為內(nèi)和外襯套的專用的意義而言，術(shù)語(yǔ)“橡膠金屬軸承”不構(gòu)成限制。相反，術(shù)語(yǔ)“橡膠”還包含任何其他與橡膠類似的彈性材料，例如尺寸穩(wěn)定但彈性變形的塑料(彈性體)。在類似的方式中，橡膠金屬軸承的內(nèi)和/或外襯套，如其公知的，可以由金屬材料制成，但是還可以包含任何其他材料，例如塑料，只要材料適合根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承的內(nèi)和外襯套的功能即可。例如，相對(duì)于彼此徑向(diametric)布置應(yīng)當(dāng)被理解為前、后橡膠阻尼元件的不對(duì)稱的布置。在本發(fā)明的含義內(nèi)，“徑向”的意思是前橡膠阻尼元件的任何點(diǎn)都通過空間對(duì)角線連接至它在后橡膠阻尼元件上的相應(yīng)的相對(duì)點(diǎn)，其中空間對(duì)角線延伸經(jīng)過橡膠金屬軸承體的中心點(diǎn)。橡膠金屬軸承體的中心點(diǎn)將總體上近似對(duì)應(yīng)于該橡膠金屬軸承體的重心。前、后橡膠阻尼元件的不對(duì)稱的布置為根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承提供了在力，特別是軸向力作用在前、后正面上的情況下的不對(duì)稱的行為，這是通過例如保持橡膠金屬軸承的軸承座實(shí)現(xiàn)的。例如在傳統(tǒng)的將橡膠金屬軸承緊固至車輪導(dǎo)向支柱，例如橫撐支柱，時(shí)，橡膠金屬軸承通過可以嵌入內(nèi)襯套的緊固裝置，例如螺栓或螺釘，保持。在這種情況下，緊固裝置進(jìn)而以其公知的方式由兩個(gè)圍繞橡膠金屬軸承的車輪導(dǎo)向支柱的軸承座保持并緊固。因此，軸承座總體上限定了橡膠金屬軸承在軸向方向上的移動(dòng)性，并且可以通過相應(yīng)的前和/或后橡膠阻尼元件將軸向力傳遞至外襯套的前和/或后正面。因此，作用在軸向方向上并在一個(gè)方向上軸向地壓縮根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承的力在橡膠金屬軸承上產(chǎn)生扭矩，這緣于前、后橡膠阻尼元件相對(duì)于彼此的不對(duì)稱布置，即由于橡膠體在徑向方向上的足夠的彈性壓縮性，扭矩導(dǎo)致了橡膠金屬圍繞垂直于軸的空間軸和/或橡膠金屬軸承的縱向軸的旋轉(zhuǎn)。橡膠金屬軸承的這種可旋轉(zhuǎn)性可以用于通過輪架連接至橡膠金屬軸承的車輪的束角行為以及單獨(dú)轉(zhuǎn)向的特定控制。具體地，相對(duì)于車輪導(dǎo)向支柱與輪架之間的布置，選擇根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承的前、后橡膠阻尼元件的不對(duì)稱布置，以便在轉(zhuǎn)彎和負(fù)載變化的過程中車輪軌跡的調(diào)節(jié)總體上出現(xiàn)在前束的方向上，特別是在機(jī)動(dòng)車輛的制動(dòng)過程中，其總體上以穩(wěn)定的方式作用在機(jī)動(dòng)車輛的駕駛行為上。根據(jù)本發(fā)明有利的實(shí)施例，在每種情況下，多個(gè)前、后橡膠阻尼元件彼此間隔開地排列在前正面和后正面上。因此，允許特別適合于所需的單獨(dú)的轉(zhuǎn)向行為的橡膠金屬軸承精確的彈性和/或剛度。在前、后橡膠阻尼元件的軸向方向上有效的總彈性和/或剛度可以以簡(jiǎn)單的方式由多個(gè)元件及其相對(duì)于彼此的間隔設(shè)置。用于設(shè)置排列在正面上的橡膠阻尼元件的軸向方向上的總彈性和/或剛度的進(jìn)一步簡(jiǎn)單的可能性為給前、后阻尼元件提供不同的長(zhǎng)度和/或?qū)挾群?或高度。由于橡膠阻尼元件的可變的高度，例如，在壓縮過程中充當(dāng)彈簧的每個(gè)單獨(dú)的橡膠阻尼元件的彈簧常數(shù)可以根據(jù)當(dāng)前壓縮的程度來設(shè)置。這種依賴于路徑的彈簧常數(shù)還可以由具有圓錐輪廓的橡膠阻尼元件來有利地獲得?？偟膩碚f，通過選擇橡膠阻尼元件相對(duì)于彼此的合適的間隔以及長(zhǎng)度和/或?qū)挾群?或高度以及它們的輪廓，可以獨(dú)立于路徑也可以依賴于路徑改變作用在軸向方向上的彈性和/或剛度，即考慮實(shí)際壓縮的程度。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步有利的實(shí)施例，前橡膠阻尼元件排列在前正面的前外圍部分，并且后橡膠阻尼元件排列在后正面的后外圍部分，其中前外圍部分和后外圍部分在每種情況下都形成相應(yīng)的整個(gè)正面的最多一半，并且前外圍部分與后外圍部分徑向地排列。因此，可以確保如上文所述的橡膠金屬軸承可以在扭矩的作用下以軸承的縱向軸的橫向方向上的特定角度旋轉(zhuǎn)，例如，這是因?yàn)檎龑?duì)后正面的前外圍部分(不是徑向相對(duì)區(qū)域)的區(qū)域不具有橡膠阻尼元件，因此，在此正面區(qū)域與用于橡膠金屬軸承旋轉(zhuǎn)的軸承座之間留下了充足的自由空間。然而，旋轉(zhuǎn)要求橡膠體在徑向方向上具有一定的彈性壓縮性。例如，這種徑向壓縮性可以通過來自現(xiàn)有技術(shù)以及介紹中所提及的公知的方法提供。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于特別簡(jiǎn)單并且成本效益高的制造，前、后橡膠阻尼元件與橡膠體一體配置。方便地，在這種情況下，前、后橡膠阻尼元件通過相對(duì)較窄的橡膠網(wǎng)連接至橡膠體，例如，以便為了將橡膠體更簡(jiǎn)單地嵌入外襯套可以將它們折疊。根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承對(duì)車輛的方向或加速和/或減速/制動(dòng)過程的改變的即時(shí)響應(yīng)由實(shí)質(zhì)上已經(jīng)排列在橡膠金屬軸承的空載狀態(tài)下的前、后橡膠阻尼元件獲得，而在前正面和/或后正面與相應(yīng)的保持橡膠金屬元件的軸承座之間沒有間隙。對(duì)轉(zhuǎn)向輸入的即時(shí)和精確的響應(yīng)導(dǎo)致了對(duì)于機(jī)動(dòng)車輛的轉(zhuǎn)彎穩(wěn)定性的實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)。除了在軸承座上沒有間隙的前、后橡膠阻尼元件軸承之外，壓縮橡膠阻尼元件的預(yù)拉伸力還可以施加在處于已安裝狀態(tài)中的橡膠金屬軸承上。因此，可以獲得已經(jīng)處于正常已安裝狀態(tài)中的根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承在前束方向上的一定扭轉(zhuǎn)。本發(fā)明的另一有利的實(shí)施例提供了前、后正面在每種情況下都是凸緣狀構(gòu)造，并且以近似與橡膠金屬軸承的縱向軸成直角的方向延伸。因此，當(dāng)用在車輪懸架和/或車輪導(dǎo)向支柱中時(shí)，可以根據(jù)將要接收到的軸向力設(shè)計(jì)前、后正面。而且，與實(shí)質(zhì)上只對(duì)應(yīng)于套管材料的厚度的正面相比，相應(yīng)廣泛的設(shè)計(jì)的正面簡(jiǎn)化了橡膠阻尼元件的布置和緊固。此夕卜，凸緣狀的正面還可以充當(dāng)用于將要連接至外襯套管的部件的軸向限制，例如輪架和輪轂。用于機(jī)動(dòng)車輛的車輪懸架的根據(jù)本發(fā)明的車輪導(dǎo)向支柱，特別是梯形支柱，包含兩個(gè)用于將梯形支柱連接至車輛車身或連接至車輛車身的輔助車架的連接接頭，以及兩個(gè)輪架側(cè)上用于連接輪架的連接接頭，其中輪架側(cè)上至少在行駛方向的后方的軸承為橡膠金屬軸承，如權(quán)利要求1至7和說明書中所述。根據(jù)本發(fā)明的梯形支柱提供了實(shí)質(zhì)的優(yōu)勢(shì)，SP，可以省略用于連接輪架的通常充當(dāng)輪架側(cè)上的后球窩接頭的軸承，并且可以由根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承代替。由于與球窩接頭相比，橡膠金屬軸承能夠更成本效益高地制造，因此可以通過根據(jù)本發(fā)明的梯形支柱來獲得成本優(yōu)勢(shì)。如上文已經(jīng)說明的，梯形軸承的單獨(dú)的轉(zhuǎn)向行為可以以簡(jiǎn)單的方式由根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承垂直于它的縱向軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致了整個(gè)梯形支柱圍繞實(shí)質(zhì)上垂直于梯形支柱的延伸平面的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其允許連接至梯形支柱的輪架的束角位移。根據(jù)本發(fā)明的梯形支柱提供了相對(duì)于使用球窩接頭的另一優(yōu)勢(shì)，即，通過根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承，在前束方向上的調(diào)節(jié)也是可能的，甚至是在機(jī)動(dòng)車輛的制動(dòng)過程中，而使用本身剛性的球形接頭就不可能實(shí)現(xiàn)。此外，根據(jù)本發(fā)明的梯形支柱允許用于機(jī)動(dòng)車輛的良好的轉(zhuǎn)彎穩(wěn)定性。此外，根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架，特別是用于機(jī)動(dòng)車輛的未鉸接的車輪的獨(dú)立車輪懸架，包含輪架，其通過至少一個(gè)車輪導(dǎo)向支柱，特別是上文所述的梯形支柱，鉸接至車輛車身或連接至車輛車身的輔助車架。為了將輪架連接至車輪導(dǎo)向支柱，提供至少一個(gè)如權(quán)利要求I至7以及說明書中所述的橡膠金屬軸承。根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承排列和布置為橡膠金屬軸承的前正面在行駛的方向上排列，并且后正面在與行駛的方向相反的方向上排列。這樣，根據(jù)本發(fā)明的車輪懸架在轉(zhuǎn)彎或負(fù)載變化的過程中允許由車輪懸架鉸接的車輪的束角行為和/或單獨(dú)的轉(zhuǎn)向行為在作用在車輪和/或車輪懸架上的力的作用下的特定影響。此外，提供了良好的轉(zhuǎn)彎穩(wěn)定性以及對(duì)轉(zhuǎn)向輸入的精確的反應(yīng)以及較長(zhǎng)的使用壽命，并且將能夠成本效益高地制造。


本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)細(xì)節(jié)和效果參考附圖中所示的示例性實(shí)施例在下文說明，其中:圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的車輪導(dǎo)向件架的示意圖，其包含同樣根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承的第一示例性實(shí)施例的兩個(gè)截面圖；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承的第二示例性實(shí)施例的截面圖；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承的第三示例性實(shí)施例的截面圖；圖5顯示了圖4的橡膠金屬軸承的橡膠阻尼元件的正視圖；并且圖6顯示了說明扭矩路徑在前束和后束方向上依賴根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承的旋轉(zhuǎn)的圖示。在各附圖中，相同部件始終采用相同的附圖標(biāo)記，因此所述部件總體上只說明一次。附圖標(biāo)記:1...............車輪導(dǎo)向支柱2...............行駛方向的箭頭3...............車身側(cè)上的I的連接接頭4...............輪架側(cè)上的I的連接接頭5...............輪架6...............橡膠金屬軸承7...............X軸,6的縱向軸8...............外襯套9...............內(nèi)襯套10..............橡膠體11..............8的前正面12..............8的后正面13..............橡膠阻尼元件14..............扭矩15..............前軸承座16..............后軸承座17..............橡膠金屬軸承18..............橡膠阻尼元件19..............橡膠金屬軸承20..............橡膠圈21..............縱坐標(biāo)22..............用于不對(duì)稱剛度的曲線23..............用于不對(duì)稱預(yù)拉伸的曲線24..............橫坐標(biāo)
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的車輪導(dǎo)向件支柱I的示意圖。所示的安裝位置由處于車輛的行駛方向上的箭頭2表示，車輛未示出。在所示的示例性實(shí)施例中，車輪導(dǎo)向件支柱I為抗扭轉(zhuǎn)的橫撐支柱和/或梯形支柱，其包含車身側(cè)上的兩個(gè)連接接頭3，用以將梯形支柱I連接至車輛車身，車輛車身在圖1中也未示出，或者連接至車輛車身的輔助車架。圖1中所示的車身的左側(cè)上的連接接頭3為在行駛方向2上觀察的前內(nèi)連接接頭3，同時(shí)右邊的連接接頭3表不后內(nèi)連接接頭3。此外，車輪導(dǎo)向和/或橫撐支柱I還包含輪架側(cè)上的兩個(gè)連接接頭4，用以連接輪架5。輪架5在圖1中僅僅象征性地示出。類似于車身側(cè)上的連接接頭3，輪架側(cè)上的連接接頭4也可以被區(qū)分為在行駛方向2上觀察的輪架側(cè)上的前外連接接頭4 (圖1中的左連接接頭4)以及輪架側(cè)上的后外連接接頭4 (圖1中的右連接接頭)。在圖1中所示的示例性實(shí)施例中，至少輪架側(cè)上的后連接接頭4包含根據(jù)本發(fā)明及其所述的橡膠金屬軸承6。橡膠金屬軸承6的第一示例性實(shí)施例在下文參考圖2來說明。在圖2中，顯示了根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承6的第一示例性實(shí)施例的兩個(gè)截面圖。左邊的視圖顯示了沿著它的縱向軸7穿過橡膠金屬軸承6的截面，同時(shí)其與圖2中所指示的坐標(biāo)軸X、Y、Z相符。圖2右邊的視圖顯示了橡膠金屬軸承6的沿著左邊的視圖中所示的切割線A-A的垂直于X軸和/或縱向軸7的截面圖。在橡膠金屬軸承6的縱向截面中，同軸排列的外襯套8和內(nèi)襯套9可以清楚可見。在外襯套8與內(nèi)襯套9之間緊固有彈性橡膠體10，例如，將橡膠體10以其公知的方式硫化到外襯套8和內(nèi)襯套9。此外，外襯套8包含前正面11以及后正面12，其從圖2中可以清楚地看到，在每種情況中，在所示的示例性實(shí)施例中具有凸緣狀的結(jié)構(gòu)，并且實(shí)質(zhì)上以近似與橡膠金屬軸承I的縱向軸7成直角的方向延伸。如還可以在圖2中可見，至少一個(gè)彈性前橡膠阻尼元件13連接至前正面11，并且至少一個(gè)彈性后橡膠阻尼元件13也連接至后正面12。前、后橡膠阻尼元件13相對(duì)于彼此不對(duì)稱地排列。在所示的第一示例性實(shí)施例中，具體地，前、后橡膠阻尼元件13彼此徑向排列，以使橡膠金屬軸承I在它的正面11和12上具有不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。在圖2右邊的截面圖中，前正面11的前外圍部分可以清晰地可見，其中排列了多個(gè)彈性前橡膠阻尼元件13。如在截面圖中所見，前外圍部分在從所示的Z軸向左延伸的前正面11的一半中延伸。在所示的實(shí)施例性實(shí)施例中，它包含整個(gè)正面11的近乎一半。因此，所示的前正面11左邊的一半形成了前外圍部分，其中排列了彈性前橡膠阻尼元件13。前正面11右邊的一半不包含任何前橡膠阻尼元件13。在所示的示例性實(shí)施例中，如還可以從圖2右邊的截面圖看到的，彼此間隔的總共為四個(gè)的單獨(dú)的橡膠阻尼元件13排列在前正面11的前外圍部分。阻尼性能，特別是在排列在前正面11的前外圍部分中的前橡膠阻尼元件13的軸向方向上有效的總彈性和/或剛度，可以由多個(gè)前橡膠阻尼元件13以及它們彼此的間隔來精確地設(shè)置。類似于前正面11，后正面12包含排列了后橡膠阻尼元件13的后外圍部分，其中后外圍部分與前外圍部分徑向地排列。在圖2中所示的示例性實(shí)施例中，前正面11的前外圍部分與后正面12的后外圍部分的徑向布置意味著在圖2右邊的視圖中不可見的后正面12具有與正面11的橡膠阻尼元件13相對(duì)于Z軸鏡像反轉(zhuǎn)的布置。因此，排列了橡膠阻尼元件13的后正面12的后外圍部分構(gòu)成了整個(gè)后正面12的近乎一半，其中所述后外圍部分在圖2右邊的視圖中向Z軸的右邊排列。徑向不對(duì)稱布置在圖2左邊的視圖中可見，其中，前正面11的前橡膠阻尼元件13顯示在左上角，并且另外的后正面12的后橡膠阻尼元件13顯示在右下角。還可以從圖2左邊的視圖得出，示例性實(shí)施例中的橡膠阻尼元件13顯示出圓錐的輪廓。由于輪廓側(cè)面的傾斜度以及單獨(dú)的橡膠阻尼元件13的橫截面的大小，加之可以實(shí)質(zhì)上設(shè)置在壓縮過程中充當(dāng)彈簧的每個(gè)單獨(dú)的橡膠阻尼元件13的彈簧常數(shù)，從而可以設(shè)置所需的根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承6對(duì)軸向力的響應(yīng)行為。總體上的情況為，每個(gè)單獨(dú)的橡膠阻尼元件13的圓錐形狀越尖銳，它的彈簧常數(shù)就越低，特別是在壓縮開始的時(shí)候。橡膠阻尼元件13的彈簧常數(shù)越低，根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承6對(duì)軸向力做出的反應(yīng)就越有彈性，即，由例如在行駛方向2上作用的軸向力以及前、后橡膠阻尼元件13的不對(duì)稱布置而圍繞Z軸最初產(chǎn)生的扭矩14就越小。從圖2左邊的視圖還能夠看到圖1中所示的梯形支柱I的從行駛方向2觀察到的左前軸承座15，以及從行駛方向2觀察到的右后軸承座16。借助于軸承座15、16，橡膠金屬軸承6被保持并以其公知的方式緊固至梯形支柱1，例如借助于穿過內(nèi)襯套9插入并由軸承座15、16保持的螺栓或螺釘。在圖2中所示的橡膠金屬軸承6的示例性實(shí)施例中，安裝好的、空載狀態(tài)中的前、后橡膠阻尼元件13被實(shí)質(zhì)上無(wú)間隙地排列在正面11、12與相應(yīng)的軸承座15和/或16之間。因此，根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承6方便地獲得對(duì)車輛的方向或加速改變和/或減速/制動(dòng)過程的即時(shí)響應(yīng)行為。對(duì)轉(zhuǎn)向輸入的即時(shí)和精確的響應(yīng)為機(jī)動(dòng)車輛有效的轉(zhuǎn)彎穩(wěn)定性提供了實(shí)質(zhì)性的貢獻(xiàn)。在圖3中，示出了根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承17的第二示例性實(shí)施例的截面圖。所示的橡膠金屬軸承17實(shí)質(zhì)上不同于圖2中所示的橡膠金屬軸承6之處在于，在橡膠金屬軸承17的軸向方向上至少兩個(gè)不同高度的橡膠阻尼元件13、18連接至前正面11，并且在橡膠金屬軸承17的軸向方向上至少兩個(gè)不同高度的橡膠阻尼元件13、18連接至后正面12。前、后橡膠阻尼元件13以及前、后橡膠阻尼元件18成對(duì)地具有相同的高度，其中在每種情況下具有相同高度的橡膠阻尼元件13和18彼此不對(duì)稱地排列在前、后正面11和12上。與前、后橡膠阻尼元件13相比，前、后橡膠阻尼元件18在橡膠金屬軸承17的軸向方向上具有較短的高度。前、后橡膠阻尼元件13具有的高度使得它們?cè)谙鹉z金屬軸承17的已安裝的狀態(tài)中實(shí)質(zhì)上沒有間隙地?cái)D在各自的前、后軸承座15和/或16上。然而，在橡膠金屬軸承17的已安裝的狀態(tài)中，前、后橡膠阻尼元件18距離相應(yīng)的軸承座15和/或16具有一定的間隔。因此，在橡膠金屬軸承17上應(yīng)用軸向力時(shí)，橡膠金屬軸承17將以與橡膠金屬軸承6類似的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，即以14所指示的方向旋轉(zhuǎn)。如圖3中所示，前、后橡膠阻尼元件13和/或18距離軸承座15和16的可變的間距還可以由距前、后橡膠阻尼元件13和18不同間距的軸承座15和16可選或另外地產(chǎn)生。鑒于此目的，前、后橡膠阻尼元件13的區(qū)域中的軸承座15和16因此與橡膠阻尼元件13比與前、后橡膠阻尼元件18更接近，它們與前、后橡膠阻尼元件18具有一定的間隔。在圖4中，示出了根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承19的第三示例性實(shí)施例的截面圖。在橡膠金屬軸承19中，在每種情況中，前、后橡膠阻尼元件13都配置為橡膠圈20。橡膠圈20具有不對(duì)稱的軸向剛度。圖5顯示圖4的橡膠金屬軸承19的橡膠圈20的正視圖，如在圖5中可見，圖4中所示的示例性實(shí)施例中的不對(duì)稱的軸向剛度由橡膠圈的寬度獲得，橡膠圈的寬度沿著它的外圍不恒定。如還可以從圖4得到，橡膠金屬軸承19的前橡膠阻尼元件20和后橡膠阻尼元件20還彼此不對(duì)稱地排列。在圖4中，前(左)橡膠阻尼元件20排列成使得在圖4中它在頂部比在底部具有實(shí)質(zhì)上更大的寬度。然而，后(右)橡膠阻尼元件20在底部比在頂部具有實(shí)質(zhì)上更大的寬度。這樣，在存在以軸向方向作用在橡膠金屬軸承19上的力的情況下，橡膠金屬軸承19以與已經(jīng)說明的橡膠金屬軸承類似的方式作用，即它將以14所指示的方向旋轉(zhuǎn)。圖6示出了用于說明扭矩路徑取決于根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承在前束和后束方向上的旋轉(zhuǎn)的圖示。所示的笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)的橫坐標(biāo)24在正方向(即在圖6中向右)表示對(duì)于前束運(yùn)動(dòng)有效的根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承的萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)量，并且在負(fù)方向(向左)表示對(duì)于后束運(yùn)動(dòng)有效的根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承的萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)量?？v坐標(biāo)21表示由橡膠金屬軸承產(chǎn)生的有效扭矩，這取決于橡膠金屬軸承的旋轉(zhuǎn)。如在圖6中可見，用于不對(duì)稱剛度的曲線22以及用于不對(duì)稱預(yù)拉伸的曲線23都提供了比用于后束的扭矩更小的用于前束的扭矩。也就是說，當(dāng)施加在橡膠金屬軸承上產(chǎn)生扭矩的軸向力時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承以前束方向位移比以后束方向位移更容易。曲線22對(duì)應(yīng)于具有一個(gè)各自的前、后橡膠阻尼元件(在每種情況下都具有不對(duì)稱的軸向剛度)的根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承，其參考橡膠金屬軸承19的第三示例性實(shí)施例在這里已經(jīng)說明。曲線23對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的橡膠阻尼元件，除了前、后橡膠阻尼元件的不對(duì)稱布置之外，其還在前束方向上預(yù)拉伸。這可以通過根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承6和/或17的前、后橡膠阻尼元件13與軸承座15和16在已經(jīng)由軸承座15、16輕微壓縮和/或預(yù)拉伸的已安裝的狀態(tài)中接觸來獲得。根據(jù)本發(fā)明以及這里所公開的橡膠金屬軸承，梯形支柱和車輪懸架不限于這里所公開的實(shí)施例，而是每種情況下還包含以相同方式作用的另外的實(shí)施例。因此，橡膠體還可以被粘結(jié)、擠壓或直接插入內(nèi)、外襯套之間。類似地，前和/或后正面的外圍部分的橡膠阻尼元件還可以具有不同的長(zhǎng)度和/或?qū)挾群?或高度以及不同的圓錐輪廓和/或橫截面。在優(yōu)選的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承用于在車輛車身側(cè)上具有兩個(gè)用于將梯形支柱連接至車輛車身或連接至車輛車身輔助車架的連接接頭并且在輪架側(cè)上具有兩個(gè)用于連接輪架的連接接頭的梯形支柱中，其中，至少在輪架側(cè)上后連接接頭上的根據(jù)本發(fā)明的橡膠金屬軸承在梯形支柱與輪架的軸承之間產(chǎn)生鉸接連接。這種梯形支柱優(yōu)選地用于獨(dú)立車輪懸架，其用于機(jī)動(dòng)車輛的用于連接輪架的未鉸接的車輪。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的車輪懸架的橡膠金屬軸承，包含排列在同軸排列的外襯套(8)與內(nèi)襯套(9 )之間并緊固在其上的彈性橡膠體(10 )， 其特征在于 外襯套(8)具有連接至少一個(gè)前彈性橡膠阻尼元件(13)的前正面(11)，以及連接至少一個(gè)后彈性橡膠阻尼元件(13)的后正面(12)，其中前、后橡膠阻尼元件(13)彼此不對(duì)稱地排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠金屬軸承，其特征在于， 在每種情況下，多個(gè)彼此間隔開的前、后橡膠阻尼元件(13)排列在前正面(11)上和后正面(12)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橡膠金屬軸承，其特征在于， 前、后橡膠阻尼元件(13)在每種情況下都具有不同的長(zhǎng)度和/或?qū)挾群?或高度。
4.根據(jù)前面的權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的橡膠金屬軸承，其特征在于， 前橡膠阻尼元件(13)排列在前正面(11)的前外圍部分中，并且后橡膠阻尼元件(13)排列在后正面(12)的后外圍部分中，其中前外圍部分和后外圍部分在每種情況下都形成相應(yīng)的整個(gè)正面(11、12)的最多一半，并且前外圍部分與后外圍部分徑向地排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的橡膠金屬軸承，其特征在于， 至少兩個(gè)不同高度的前橡膠阻尼元件(13、18)連接至前正面(11)，并且至少兩個(gè)不同高度的后橡膠阻尼元件(13、18)連接至后正面(12)，其中前、后橡膠阻尼原件(13、18)在每種情況下都成對(duì)地具有相同的高度，并且相同高度的橡膠阻尼元件(13、18)彼此不對(duì)稱地排列在前、后正面(11、12)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的橡膠金屬軸承，其特征在于， 前橡膠阻尼元件(13)和后橡膠阻尼元件(13)在每種情況下都配置為橡膠圈(20)，其中橡膠圈(20)具有不對(duì)稱的軸向剛度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的橡膠金屬軸承，其特征在于， 橡膠圈(20)的寬度沿著它的外圍不是恒定不變的。
8.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的車輪懸架的梯形支柱，包含車輛車身側(cè)上的兩個(gè)用于連接至車輛車身或連接至車輛車身的輔助車架的連接接頭(3)，以及輪架側(cè)上的兩個(gè)用于連接輪架(5)的連接接頭(4)， 其特征在于， 至少輪架側(cè)上在行駛方向上的后部的軸承為前述的權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的橡膠金屬軸。
9.一種車輪懸架，具體為用于具有輪架(5)的機(jī)動(dòng)車輛的未鉸接的車輪的獨(dú)立車輪懸架，其通過至少一個(gè)車輪導(dǎo)向支柱(I)鉸接至車輛車身或連接至車輛車身的輔助車架， 其特征在于， 為了將輪架(5)連接至車輪導(dǎo)向支柱(1)，提供至少一個(gè)如權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)所述的橡膠金屬軸承(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的車輪懸架，其特征在于， 車輪導(dǎo)向支柱(I)為權(quán)利要求8所述的梯形支柱。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于機(jī)動(dòng)車輛的車輪懸架的橡膠金屬軸承，其包含排列在同軸排列的外襯套(8)與內(nèi)襯套(9)之間并緊固在其上的彈性橡膠體(10)。外襯套(8)具有連接至少一個(gè)前彈性橡膠阻尼元件(13)的前正面(11)，以及連接至少一個(gè)后彈性橡膠阻尼元件(13)的后正面(12)，其中前、后橡膠阻尼元件(13)彼此不對(duì)稱地排列。
文檔編號(hào)B60G3/00GK103185068SQ20121059266
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月2日
發(fā)明者埃里克·倫納德·布蘭格 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司