帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件的製作方法
2023-05-08 19:26:16 4
專利名稱：帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件的製作方法
技術領域：
本發明涉及麥弗遜(MacPherson)支柱類型機動車懸掛系統，具體而言，涉及一種帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件。
背景技術：
機動車懸掛系統被構造成使得車輪能夠在車輛沿著路面行進時沿循路面中的高度變化。當遇到路面中的升高時，所述懸掛響應以「上跳」，其中該車輪能夠相對於車輛框架向上移動。另一方面，當遇到路面中的下沉時，所述懸掛響應以「回彈」，其中車輪能夠相對於車輛的一體主體/框架結構而向下移動。在上跳或回彈中，彈簧(即卷簧、板簧、扭轉彈簧等)與主體結構結合，以便對車輪相對於車輛主體結構的相應豎直運動提供彈性響應。但是，為了防止車輪彈起和過度的車輛主體運動，吸震器或者支柱被放置在車輪處，以緩衝車輪和主體的運動。麥弗遜支柱的示例被公開在美國專利No. 5，467，971中。
在圖1中以附圖標記10總體上示出了在由Adam Opel GmbH (密西根州底特律市通用汽車公司的分支機構)製造的麥弗遜支柱中使用的示例性現有技術的單緊固件支柱頂部安裝件。該現有技術的支柱頂部安裝件10與寬大的環形支柱塔12相接，所述支柱塔12 在其下端(未示出)連接到機動車的主體結構。該現有技術的支柱頂部安裝件10的特徵是環形的錐形圓頂14，錐形圓頂14嵌在塔12內並向下開口，並且在聯接處16(所述錐形在與所述聯接處相鄰的地方最小，並且在遠離所述聯接處的地方最大)與塔12焊接到一起。環形的外部橡膠部件18具有傾斜的外表面18』，所述外表面18』鄰接圓頂14。環形的金屬插件20優選設置在與圓頂14相鄰的外部橡膠元件18之內，用於強化。環形的衝壓金屬支撐殼體22粘接到外部橡膠元件18內，外部橡膠部件18與圓頂4成嵌入關係(S卩，在截面中相對設置)；並且，環形的內部橡膠元件M嵌在支撐殼體22之內並且粘接到支撐殼體22，相對於外部橡膠元件18在截面中相對地設置，其中前述的粘接是由內部橡膠元件和外部橡膠元件的模製工藝獲得的。
在上聚合物殼體26』 』 』之內位於支撐殼體22的環形架22』處的是環形軸承沈的上圈沈』。在下聚合物殼體沈』 』 』 』之內，軸承沈的下圈26』 』安置在環形彈簧支架28處， 其中上聚合物殼體和下聚合物殼體相互具有傳統的迷路式密封接口，且其中彈簧支架定位卷簧32和震動緩衝器34和處理來自卷簧32和震動緩衝器34的負載。在彈簧支架觀的外周觀』處形成彈簧座30，其中彈簧支架的直徑小於支柱塔12的直徑，但是超過圓頂14的直徑，所述彈簧座30具有橡膠隔離件30a，卷簧32鄰接在所述橡膠隔離件30a上。在與軸承沈相鄰的彈簧支架觀的內周觀，，處是至震動緩衝器34的連接部觀，，，。支柱軸36與支柱殼體(未示出)以傳統的方式往復運動地相接，以便在其響應於上跳和回彈從而相對於支柱殼體往復運動時提供緩衝。管狀金屬套筒35在其肩部36』處接納支柱軸36，其中該套筒粘接到(作為前述模製工藝的結果)內部橡膠元件M。在支柱軸36的肩部36』處是下墊圈38，所述下墊圈38鄰接內部橡膠元件M的下端24』和套筒35的下端。鄰接套筒35 的上端的是上墊圈40，所述上墊圈40也鄰接內部橡膠元件M的上端M』』，其中上墊圈也通過螺紋連接到支柱軸36上的第一螺母42而保持在位。保持墊圈44被安裝到支柱軸36 上，並且在第一螺母和第二螺母46之間保持在位，所述第二螺母46也螺紋連接到支柱軸上。在保持墊圈44的外周處是保持墊圈橡膠元件48。
芯軸長度是在機動車的前輪懸掛設計中所使用的度量，其指示了從主銷軸線至車輪中心的距離。期望芯軸長度的最小值，以便用於優化的懸掛性能，例如包括已知的下述優點減小扭矩的轉向和減小的平滑道路震顫敏感性。麥弗遜懸掛從成本和質量的角度而言是有利的，但是其最小化芯軸長度的能力則常常受到將支柱主體保持在車輪和輪胎內側的需要的限制。
因此，在本領域中一直都需要的是具有最小化芯軸長度的麥弗遜支柱前輪懸掛， 所述最小化的芯軸長度克服了由支柱主體相對於車輪的傳統構造所施加的固有封裝限制。發明內容
本發明是一種麥弗遜支柱前輪懸掛，其中通過轉向軸線相對於支柱杆軸線處於偏心(或者偏移)關係的定位克服了固有的封裝限制，由此使主銷軸線的上點朝向通過車輪中心的豎直線側向變動，從而有效地將芯軸長度縮短到在現有技術中不可能的程度。
帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件包括主體附接板、下安裝板和旋轉軸承，其中所述旋轉軸承可旋轉地將主體附接板連接到下安裝板。主體附接板適於附接到機動車輛的結構主體部件。下安裝板則接合彈性體主體，這轉而又支撐中心設置的支柱杆套筒，麥弗遜支柱的支柱杆穿過所述支柱杆套筒。旋轉軸承具有與主體附接板鄰接的外圈和與下安裝板鄰接的內圈。
轉向軸線(與軸承軸線相同)設置在軸承旋轉的中心線處，與支柱杆軸線成偏心設置(偏移關係)，所述支柱杆軸線當支柱杆安置在支柱杆套筒中時設置在所述支柱杆的中心線處。就此而言，所述偏心是通過軸承軸線的朝著經過車輪中心的豎直線從而與支柱杆軸線處於遠離隔開關係的定位來提供的。
這樣，由於在軸承中心線處的轉向軸線被移動成更靠近通過車輪中心的豎直線， 所以與轉向軸線相交的主銷軸線的上點也相應地朝向所述豎直線偏心移動。這樣，與按照現有技術的傳統情況中軸承軸線和支柱杆軸線重疊時所另外具有的芯軸長度相比，主銷軸線現在關於車輪中心以更短的芯軸長度與經過車輪中心的水平線相交。
因此，本發明的目的是提供一種帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，所述帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件具有用於前輪的機動車輛麥弗遜支柱懸掛的更短的芯軸長度。
本發明還包括以下方案1. 一種用於機動車輛的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，包括 主體附接板； 下安裝板；支柱杆套筒，所述支柱杆套筒具有套筒中心線，所述支柱杆套筒連接到所述下安裝板， 所述支柱杆套筒限定了在所述套筒中心線處的支柱杆軸線；以及旋轉軸承，所述旋轉軸承具有旋轉中心線，所述旋轉軸承可旋轉地將所述主體附接板連接到所述下安裝板，所述旋轉軸承限定了位於所述旋轉中心線處的轉向軸線；其中所述支柱杆軸線和所述轉向軸線相互限定了軸線偏心，所述軸線偏心包括所述轉向軸線與所述支柱杆軸線間隔分開。
2.根據方案1所述的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，進一步包括連接到所述下安裝板的彈性體，其中所述支柱杆套筒設置在所述彈性體內。
3.根據方案2所述的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，進一步包括 適於連接到所述機動車輛的主體構件的所述主體附接板的第一側；具有附接板凸緣的所述主體附接構件的第二側； 具有安裝板凸緣的所述下板安裝件的第一側； 連接到所述彈性體的所述下板安裝件的第二側；牢固地鄰接所述附接板凸緣和所述安裝板凸緣中的一個的所述旋轉軸承的第一座圈；以及牢固地鄰接所述附接板凸緣和所述安裝板凸緣中的另一個的所述旋轉軸承的第二座圈。
4. 一種用於機動車輛的前輪懸掛，包括 具有車輪中心的車輪；與所述車輪連接的支柱，所述支柱具有支柱杆；以及用於機動車輛的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，包括 主體附接板； 下安裝板；支柱杆套筒，所述支柱杆套筒具有套筒中心線，所述支柱杆套筒連接到所述下安裝板， 所述支柱杆套筒限定了在所述套筒中心線處的支柱杆軸線，所述支柱杆被所述支柱杆套筒接納；以及旋轉軸承，所述旋轉軸承具有旋轉中心線，所述旋轉軸承可旋轉地將所述主體附接板連接到所述下安裝板，所述旋轉軸承限定了在所述旋轉中心線處的轉向軸線；其中所述支柱杆軸線和所述轉向軸線相互地限定了軸線偏心，所述軸線偏心包括所述轉向軸線與所述支柱杆軸線間隔分開。
5.根據方案4所述的前輪懸掛，其中，所述軸線偏心進一步包括所述轉向軸線相對於所述支柱杆軸線朝向經過所述車輪中心的豎直線來與所述支柱杆軸線以一定的側向偏移間隔分開。
6.根據方案5所述的前輪懸掛，其中，所述軸線偏心提供了減小的芯軸長度。
7.根據方案6所述的前輪懸掛，其中所述減小的芯軸長度由這樣的主銷軸線來限定，所述主銷軸線具有朝向所述豎直線側向偏移以所述軸線偏心的上點。
8.根據方案7所述的前輪懸置件，進一步包括彈性體，所述彈性體連接到所述下安裝板，其中所述支柱杆套筒設置在所述彈性體內。
9.根據方案8所述的前輪懸掛，進一步包括適於連接到所述機動車輛的主體構件的所述主體附接板的第一側； 具有附接板凸緣的所述主體附接構件的第二側； 具有安裝板凸緣的所述下板安裝件的第一側； 連接到所述彈性體的所述下板安裝件的第二側；牢固地鄰接所述附接板凸緣和所述安裝板凸緣中的一個的所述旋轉軸承的第一座圈；以及
牢固地鄰接所述附接板凸緣和所述安裝板凸緣中的另一個的所述旋轉軸承的第二座圈。10. 一種用於機動車輛的前輪懸掛，包括 具有車輪中心的車輪；
與所述車輪連接的麥弗遜支柱，所述支柱具有支柱杆；以及用於機動車輛的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，包括 主體附接板； 下安裝板；
支柱杆套筒，所述支柱杆套筒具有套筒中心線，所述支柱杆套筒連接到所述下安裝板， 所述支柱杆套筒限定了在所述套筒中心線處的支柱杆軸線，所述支柱杆被所述支柱杆套筒接納；以及
旋轉軸承，所述旋轉軸承具有旋轉中心線，所述旋轉軸承可旋轉地將所述主體附接板連接到所述下安裝板，所述旋轉軸承限定了在所述旋轉中心線處的轉向軸線；
其中所述支柱杆軸線和所述轉向軸線相互地限定軸線偏心，所述軸線偏心包括所述轉向軸線相對於所述支柱杆軸線朝向經過所述車輪中心的豎直線以一定的側向偏移與所述支柱杆軸線間隔分開。11.根據方案10所述的前輪懸掛，其中，所述軸線偏心提供了減小的芯軸長度。12.根據方案11所述的前輪懸掛，其中，所述減小的芯軸長度由這樣的主銷軸線來限定，所述主銷軸線具有朝向所述豎直線側向變動以所述軸線偏心的上點。13.根據方案12所述的前輪懸掛，進一步包括彈性體，所述彈性體連接到所述下安裝板，其中所述支柱杆套筒設置在所述彈性體內。14.根據方案13所述的前輪懸掛，進一步包括
適於連接到所述機動車輛的主體構件的所述主體附接板的第一側； 具有附接板凸緣的所述主體附接構件的第二側； 具有安裝板凸緣的所述下板安裝件的第一側； 連接到所述彈性體的所述下板安裝件的第二側；
牢固地鄰接所述附接板凸緣和所述安裝板凸緣中的一個的所述旋轉軸承的第一座圈；
以及
牢固地鄰接所述附接板凸緣和所述安裝板凸緣中的另一個的所述旋轉軸承的第二座圈。本發明的這些和額外的目的、優點、特徵和益處將從下述的說明中變得顯而易見。
圖1是現有技術的支柱頂部安裝件的部分剖視的側視圖。圖2是根據本發明的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件的側視圖。圖3是沿著圖2的線3-3觀察的、帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件的剖視圖。圖4是如圖3中所示的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件的剖視圖，包括麥弗遜支柱的側視圖以及卷簧和震動緩衝器的剖視圖。
圖5是根據圖4的組件的、帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件、震動緩衝器、卷簧和麥弗遜支柱的分解立體圖。圖6是如圖4中的視圖，額外包括了車輪和懸掛部件，並且示意地描述了根據現有技術和本發明的主銷軸線和芯軸長度。
具體實施例方式現在參照附圖，圖2-6描述了根據本發明的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件 100的各個方面。帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件100包括主體附接板102、下安裝板104和旋轉軸承106，其中所述旋轉軸承可旋轉地將所述主體附接板連接到所述下安裝板。主體附接板102具有優選大致圓形的周邊108，並且被構造成用於提供到機動車輛主體的結構主體部件的附接，例如通過多個附接螺柱110，所述附接螺柱110從所述主體附接板的第一側102』豎立，作為示例示出了所述附接螺柱中的三個。在主體附接板102的相反的第二側102』』處是懸垂的圓形附接板凸緣112。支柱杆間隙開口 114形成在主體附接板102中。下安裝板10具有優選大致圓形的周邊120。豎立的圓形安裝板凸緣122位於下安裝板104的第一側104』處。在下安裝板104的相反的第二側104』』處是懸垂的管形彈性體安裝構件124，在所述彈性體安裝件IM處牢固地安置有例如橡膠之類的彈性體126。就此而言，彈性體安裝構件1 包括末端設置的環形鉤128，所述環形鉤1 咬合彈性體126。中心設置在彈性體126中的是支柱杆套筒130，所述支柱杆套筒130結合到所述彈性體126， 例如通過彈性體的模製工藝。另外設置在下安裝板104的第二側104』 』處的是卷簧座132， 所述卷簧座132形成在卷簧凸緣134的外周邊處，所述卷簧凸緣134相對於所述彈性體安裝構件同心地設置。旋轉軸承106以壓配合關係設置在主體附接板102和下安裝板104之間。就此而言，旋轉軸承106具有牢固地鄰接附接板凸緣112的外圈106』和牢固地鄰接安裝板凸緣 122的內圈106』』，其中所述凸緣相對於軸承座圈的關係可以反過來。旋轉軸承106被配置成提供對軸向和徑向負載的處理，且優選地是球軸承類型。旋轉軸承106在其旋轉中心線處具有軸承軸線140，其中所述軸承軸線140與帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件100的轉向軸線140』相同。支柱杆套筒130限定支柱杆軸線142，所述支柱杆軸線142位於支柱杆套筒的中心線處，並且如圖3中所示，也是麥弗遜支柱146的支柱杆144的中心線。就此而言，支柱杆間隙開口 114與支柱杆軸線142同心。如圖3中所示，軸承軸線140與支柱杆軸線142偏心地設置，即側向偏移。如將在此後進行更詳細說明的圖6中所指示的那樣，該偏心是通過軸承軸線140的朝向豎直線180 從而與支柱杆軸線142處於遠離隔開關係的位置來提供的，所述豎直線180通過車輪184 的車輪中心182(參看圖6)。所述軸線的偏心188例如大約是20 mm，但是也可以取決於懸掛應用而是另外的情況。現在另外轉向圖4、圖5，將詳細描述麥弗遜支柱146與帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件100的互連。麥弗遜支柱146的支柱杆144具有杆肩部148和減小直徑的部分144』，所述減小直徑的部分144』被支柱杆套筒130接納，穿過支柱杆套筒130並且通過被螺紋接合到所述支柱杆上的螺母136牢固地固定到所述支柱杆套筒的上端130』。設置在支柱杆套筒130下端130』』與所述杆肩部之間的是震動緩衝器板150，震動緩衝器152附接到震動緩衝器板 150。卷簧IM在卷簧座132與麥弗遜支柱146的卷簧支架156之間延伸。接下來轉到圖6，現在將更詳細地說明帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件100如何最小化芯軸長度(spindle length) 190，其中車輪184通過總體上由166示出的傳統懸掛部件連接到麥弗遜支柱146。在傳統的頂部支柱安裝件(例如，如圖1中所示的現有技術的支柱頂部安裝件10) 中，轉向軸線(軸承軸線)與支柱杆軸線重疊，且主銷軸線(kingpin axis)(參見圖6中的 186)使其上點(參見圖6中的190)與支柱杆套筒中間的轉向軸線相交(下點與下部球接頭相交，未示出)。與現有技術的支柱頂部安裝件相比，帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件100具有軸線偏心188，由此轉向軸線140』被變動成更靠近經過車輪184的車輪中心182的豎直線 180。相應地，主銷軸線194的上點192也側向地朝向豎直線180移動。這樣，與按照傳統支柱頂部安裝件的情況下軸承軸線和支柱杆軸線重疊時所另外具有的芯軸長度(參見圖6中的現有技術的芯軸長度198)相比，主銷軸線194現在關於車輪中心以更短的芯軸長度200 與經過車輪中心182的水平線196相交。「減小的芯軸長度」通過由本發明所提供的芯軸長度200來限定，所述芯軸長度200比傳統的芯軸長度198更短。作為示例，傳統的支柱頂部安裝件的芯軸長度198可以是大約60 mm，而與不具有軸線偏心的現有技術的支柱頂部安裝件大致對應的、根據本發明的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件100的芯軸長度200可以是約51 mm，而軸線的對稱188是大約20 mm。因此，帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件100使支柱杆與主銷軸線的頂部脫離聯接，從而允許主銷軸線相對於機動車輛向外側移動，同時避免了輪胎和車輪的典型封裝限制。將主銷軸線的上點向外移動能夠縮短芯軸長度，因而提供了下述已知的優點減小扭矩的轉向和減小的平滑道路震顫敏感性。對本發明所屬領域的普通技術人員而言，上面描述的優選實施例可以進行改變或者修改。這樣改變或者修改可以在不背離本發明範圍的情況下進行，本發明的範圍只由所附權利要求的範圍來限定。
權利要求
1.一種用於機動車輛的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，包括 主體附接板；下安裝板；支柱杆套筒，所述支柱杆套筒具有套筒中心線，所述支柱杆套筒連接到所述下安裝板， 所述支柱杆套筒限定了在所述套筒中心線處的支柱杆軸線；以及旋轉軸承，所述旋轉軸承具有旋轉中心線，所述旋轉軸承可旋轉地將所述主體附接板連接到所述下安裝板，所述旋轉軸承限定了位於所述旋轉中心線處的轉向軸線；其中所述支柱杆軸線和所述轉向軸線相互限定了軸線偏心，所述軸線偏心包括所述轉向軸線與所述支柱杆軸線間隔分開。
2.根據權利要求1所述的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，進一步包括連接到所述下安裝板的彈性體，其中所述支柱杆套筒設置在所述彈性體內。
3.根據權利要求2所述的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，進一步包括 適於連接到所述機動車輛的主體構件的所述主體附接板的第一側；具有附接板凸緣的所述主體附接構件的第二側； 具有安裝板凸緣的所述下板安裝件的第一側； 連接到所述彈性體的所述下板安裝件的第二側；牢固地鄰接所述附接板凸緣和所述安裝板凸緣中的一個的所述旋轉軸承的第一座圈；以及牢固地鄰接所述附接板凸緣和所述安裝板凸緣中的另一個的所述旋轉軸承的第二座圈。
4.一種用於機動車輛的前輪懸掛，包括 具有車輪中心的車輪；與所述車輪連接的支柱，所述支柱具有支柱杆；以及用於機動車輛的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，包括 主體附接板； 下安裝板；支柱杆套筒，所述支柱杆套筒具有套筒中心線，所述支柱杆套筒連接到所述下安裝板， 所述支柱杆套筒限定了在所述套筒中心線處的支柱杆軸線，所述支柱杆被所述支柱杆套筒接納；以及旋轉軸承，所述旋轉軸承具有旋轉中心線，所述旋轉軸承可旋轉地將所述主體附接板連接到所述下安裝板，所述旋轉軸承限定了在所述旋轉中心線處的轉向軸線；其中所述支柱杆軸線和所述轉向軸線相互地限定了軸線偏心，所述軸線偏心包括所述轉向軸線與所述支柱杆軸線間隔分開。
5.根據權利要求4所述的前輪懸掛，其中，所述軸線偏心進一步包括所述轉向軸線相對於所述支柱杆軸線朝向經過所述車輪中心的豎直線來與所述支柱杆軸線以一定的側向偏移間隔分開。
6.根據權利要求5所述的前輪懸掛，其中，所述軸線偏心提供了減小的芯軸長度。
7.根據權利要求6所述的前輪懸掛，其中所述減小的芯軸長度由這樣的主銷軸線來限定，所述主銷軸線具有朝向所述豎直線側向偏移以所述軸線偏心的上點。
8.根據權利要求7所述的前輪懸置件，進一步包括彈性體，所述彈性體連接到所述下安裝板，其中所述支柱杆套筒設置在所述彈性體內。
9.根據權利要求8所述的前輪懸掛，進一步包括適於連接到所述機動車輛的主體構件的所述主體附接板的第一側； 具有附接板凸緣的所述主體附接構件的第二側； 具有安裝板凸緣的所述下板安裝件的第一側； 連接到所述彈性體的所述下板安裝件的第二側；牢固地鄰接所述附接板凸緣和所述安裝板凸緣中的一個的所述旋轉軸承的第一座圈；以及牢固地鄰接所述附接板凸緣和所述安裝板凸緣中的另一個的所述旋轉軸承的第二座圈。
10.一種用於機動車輛的前輪懸掛，包括 具有車輪中心的車輪；與所述車輪連接的麥弗遜支柱，所述支柱具有支柱杆；以及用於機動車輛的帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，包括 主體附接板； 下安裝板；支柱杆套筒，所述支柱杆套筒具有套筒中心線，所述支柱杆套筒連接到所述下安裝板， 所述支柱杆套筒限定了在所述套筒中心線處的支柱杆軸線，所述支柱杆被所述支柱杆套筒接納；以及旋轉軸承，所述旋轉軸承具有旋轉中心線，所述旋轉軸承可旋轉地將所述主體附接板連接到所述下安裝板，所述旋轉軸承限定了在所述旋轉中心線處的轉向軸線；其中所述支柱杆軸線和所述轉向軸線相互地限定軸線偏心，所述軸線偏心包括所述轉向軸線相對於所述支柱杆軸線朝向經過所述車輪中心的豎直線以一定的側向偏移與所述支柱杆軸線間隔分開。
全文摘要
本發明涉及帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件。具體地，提供了一種帶偏心轉向軸線的支柱頂部安裝件，其提供了減小的芯軸長度。通過相對於支柱杆軸線沿著朝向通過車輪中心的豎直線的方向側向變動轉向軸線來提供軸線偏心。軸線偏心導致了主銷軸線的上點被側向地朝向豎直線變動，結果芯軸長度被縮短。
文檔編號B60G15/02GK102529627SQ201110436679
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者C.P.斯科拉羅, J.馬徹爾 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司