專利名稱：具有增強(qiáng)的密封性的車輛懸掛限位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的懸架滑柱、尤其用于汽車導(dǎo)向輪的筒式懸架滑柱(jambe de suspension télescopique)的懸掛限位器(butée de suspension)，該懸架滑柱配備有軸承及該軸承的保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)方式中，如文獻(xiàn)EP1000781所說明的，懸掛限位器的軸承被安裝(容納)在分成兩部分的軸承罩里，被固定在軸承罩的其中一部分的密封邊緣封閉，與軸承罩的另一部分摩擦。該技術(shù)有在轉(zhuǎn)動部位之間產(chǎn)生摩擦力矩(也叫阻力力矩，當(dāng)應(yīng)用在導(dǎo)向輪時其尤其有害)的缺陷。
為了避免該阻力力矩，提出將傳統(tǒng)的密封配件(garniture)替換為帶有無接觸擋板的裝置，也就是這樣的裝置，其中轉(zhuǎn)動構(gòu)件交錯放置，沒有接觸，從而在軸承凹槽和外部之間引起很大的壓頭損失(une perte de charge，阻力損失)。文獻(xiàn)FR2857906中給出了該技術(shù)的第一個例子，其中描述了一個用于帶有螺旋彈簧的懸架滑柱的懸掛限位器，包含一個止推軸承，限定了該裝置的轉(zhuǎn)動軸線，以及配備有一個相對于上部金屬墊片轉(zhuǎn)動的下部金屬墊片(rondelle，墊圈)。一個合成材料制成的支撐件被安裝在螺旋彈簧和軸承之間，將彈簧施加的力傳遞給下墊片。蓋將上墊片蓋住并和支撐件一起限定了軸承的凹槽。該蓋具有一個圓柱形的裙部，無接觸地蓋住支撐件的圓柱形的周邊區(qū)域并且限定了凹槽和外界之間的壓頭損失。壓頭損失的簡單構(gòu)造可以適應(yīng)蓋和支撐件之間的、特別是由于軸承墊片剛度小而產(chǎn)生的相對運(yùn)動。然而，由毛細(xì)作用造成的液體上升沒有被排除，所以密封質(zhì)量不好。
文獻(xiàn)US6257605給出了無接觸懸架止推軸承的保護(hù)裝置的第二個例子，其描述了一個用于帶有螺旋彈簧的懸架滑柱的懸掛限位器，包含一個止推軸承，限定了該裝置的旋轉(zhuǎn)軸線，以及配備有一個相對于上部金屬墊片轉(zhuǎn)動的下部金屬墊片。一個合成材料制成的支撐件被安裝在螺旋彈簧和軸承之間，用于將彈簧施加的力傳遞給下墊片。蓋將上墊片蓋住并和支撐件一起限定軸承的凹槽。蓋和支撐件限定了第一曲徑密封圈。第二曲徑密封圈在第一曲徑密封圈的外面，被限定在支撐件的延長部分和一個車身的用于固定軸承的金屬薄板之間。在這兩個曲徑密封圈之間設(shè)置有一個空間較大的環(huán)形室，該環(huán)形室內(nèi)有一個引流通道(drain)。該裝置及其組成件極端復(fù)雜。由于距離懸架的軸較遠(yuǎn)，第二曲徑密封圈必然有較大的間隙，因為各部件的彈性變形以及運(yùn)行間隙擴(kuò)大了該滑柱(jambe)在其軸線外的運(yùn)動。因此該外部密封圈的密封性能不好，這使中間室中的引流通道成為必要。另外，該引流通道直接流向懸架滑柱的筒式減振器的桿的保護(hù)室中，這會污染減振器。因此該系統(tǒng)性能不好并且昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種能夠確保懸掛限位器的轉(zhuǎn)動件之間的高質(zhì)量密封并且無摩擦且無需顯著增加軸向和徑向尺寸的限位器。
為此，本發(fā)明涉及一種用于車輛的懸架滑柱的懸掛限位裝置，滑柱配備有一個螺旋彈簧，該裝置包括
—剛性的止推軸承，其限定該裝置的旋轉(zhuǎn)軸線并配備有一個相對于一個金屬上墊片轉(zhuǎn)動的金屬下墊片；—以合成材料制成的支撐件，用來將彈簧施加的力傳遞給下墊片，中間支撐件包括下墊片的環(huán)形支撐區(qū)；以及—蓋，將上墊片蓋住并和支撐件一起限定軸承的凹槽，該蓋配備有一個裙部，其無接觸地蓋住支撐件的周邊區(qū)域并和支撐件的周邊區(qū)域一起限定一個環(huán)形曲徑(un labyrinthe)，該曲徑被徑向設(shè)置在凹槽的外部并將凹槽連接至外部，該環(huán)形曲徑從凹槽內(nèi)部到外部依次包括徑向間隙J1的第一環(huán)形壓頭損失，軸向間隙J2的第二環(huán)形壓頭損失，和徑向間隙J3的第三環(huán)形壓頭損失。
軸承的剛度使得可以形成相對較小的間隙，但在曲徑處沒有摩擦的危險。
優(yōu)先地，裙部形成一個圓柱形上壁，它與支撐件的周邊區(qū)域一起限定第一壓頭損失。支撐件的周邊區(qū)域包括一個配備有一個徑向端部邊緣的環(huán)形凸緣，該環(huán)形邊緣和圓柱形上壁相對并與該圓柱形上壁一起限定第一壓頭損失。該環(huán)形凸緣形成一個肩部，與突出于蓋的裙部的彈性鉤配合。當(dāng)本發(fā)明裝置被安裝到車輛上進(jìn)行使用時，這些彈性鉤與肩部不接觸，但起固定蓋、軸承和支撐件整體的作用，從而形成一個預(yù)安裝的功能子組件。
優(yōu)先地，在向外的第三壓頭損失之后，環(huán)形曲徑包括一個軸向間隙的第四環(huán)形壓頭損失J4。密封性得以加強(qiáng)。優(yōu)先地，裙部包括一個環(huán)形平面的或截錐形的壁，它和支撐件的周邊區(qū)域一起限定了第四壓頭損失，該環(huán)形平面的或截錐形的壁有一個徑向尺寸E。
根據(jù)一個實施方式，裙部的環(huán)形平面壁由裙部的端部邊緣構(gòu)成，該裙部至少在該邊緣的高度上(或者說水平面上)具有與E相同的厚度。有利地，該裙部整個長度上的厚度恒等于E。
優(yōu)先地，E大于1mm。在實踐中，E可以約等于1.5mm。
優(yōu)先地，支撐件的周邊區(qū)域包括一個環(huán)形平面壁，它與裙部一起限定第二壓頭損失。有利地，該裙部的環(huán)形平面壁與構(gòu)成優(yōu)選是裙部的端部邊緣的環(huán)形平面或截錐形的壁距離為B，B和E的大小關(guān)系為B≤3E。根據(jù)最優(yōu)選的一種實施方式，J1≤1mm，且B≤2E。這些尺寸說明，為了得到很好的密封性，B的大小不需要太大，這樣能獲得緊湊的結(jié)構(gòu)。
有利地，支撐件的周邊區(qū)域包括一個圓柱形壁，它與裙部一起形成第三壓頭損失，并且該壁與該裙部的圓柱形上壁的徑向距離為A，A和E的大小關(guān)系為A≤2.5E。優(yōu)先地，J2≤1mm，且A≤1.5E。
根據(jù)一個實施方式，該裙部包括一個圓柱形內(nèi)壁，它與支撐件的周邊區(qū)域一起保證第三壓頭損失。
根據(jù)一個實施方式，該裙部包括一個環(huán)形平面壁，它和支撐件的周邊區(qū)域一起限定第二壓頭損失。
優(yōu)先地，曲徑軸向地位于由上、下墊片限定的軸承的外部環(huán)形開口的下面，也就是說在螺旋彈簧的旁邊。因此，從外部進(jìn)來的液體或固體污染物的行進(jìn)被重力阻擋。
優(yōu)先地，蓋限定了在軸承外部環(huán)形開口和第一壓頭損失之間的上腔。根據(jù)一個實施方式，支撐件的周邊區(qū)域與裙部一起限定了一個環(huán)形中腔，該腔具有一個徑向截面面積S1，位于第一壓頭損失和第二壓頭損失之間，使得S1≥4×J1×J2。根據(jù)一個實施方式，支撐件的周邊區(qū)域和裙部一起限定一個環(huán)形下腔，該腔具有一個徑向截面面積S2，位于第三壓頭損失和第四壓頭損失之間，使得S2≥4×J4×J3。環(huán)形上、中、下腔通過毛細(xì)作用限制液體上升。上腔也能夠儲存潤滑油。
根據(jù)一個實施方式，第一和第三間隙是相等的。根據(jù)一個實施方式，間隙J3小于2mm。根據(jù)一個實施方式，J1和J2小于2mm。
優(yōu)先地，軸承的墊片由沖壓的金屬薄板制成，并且厚度大于1.2mm。
優(yōu)先地，滾動體被安裝在上、下墊片之間。
根據(jù)一個實施方式，滾動體是滾珠，其載重線相對于旋轉(zhuǎn)軸線傾斜。
有利地，裙部的外徑Φ1和軸承的中徑(diamètre primitif，節(jié)圓直徑)Φ2的關(guān)系是Φ1Φ2≤1.2]]>因此，彎曲的各部件之間的相對移動具有很小的效應(yīng)，這樣就限制了在曲徑壁處摩擦的危險。
支撐件配備有彈簧支撐肩部。優(yōu)先地，彈簧支撐肩部的外徑Φ3和裙部的外徑Φ1的關(guān)系是0.9≤Φ1Φ3≤1.1]]>
這能夠限制各部件的彎曲變形，從而限制在運(yùn)轉(zhuǎn)條件下曲徑壁之間摩擦的危險。
當(dāng)以旋轉(zhuǎn)軸線垂直的方式定向的裝置在其周邊的直徑端被固定到一個夾鉗中時，(此時其周邊的直徑端位于第一軸向幾何參考平面中)，當(dāng)在位于第一軸向平面中的相對直徑端上施加一個對應(yīng)力矩為F×D＝70Nm的垂直力F時，D是垂直于第一軸向平面的第二軸向幾何平面與力F的施力點之間的距離，中間支撐件倚靠在一個設(shè)置于第二軸向平面中的楔子上，在第一軸向平面中測量的位于施加力F的直徑端一側(cè)的該裝置部分的偏轉(zhuǎn)角小于8°，以這種方式測得軸承的剛度。


本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征在隨后的參照附圖的具體實施方式
中被更清楚地描述，該具體實施方式
以非限制性的實例示出，在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的懸架的限位器的軸向剖面圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的限位器的細(xì)節(jié)；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的限位器的撓曲度的測量臺。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的懸架滑柱的限位器的軸向剖面圖。
為了縮短介紹，在不同實施方式中的相同構(gòu)件將用相同的附圖標(biāo)記表示，并且不會系統(tǒng)地重復(fù)對它們的描述。
具體實施例方式
參照圖1，一個筒式懸架滑柱(jambe de suspension)包括一個螺旋彈簧10，一個只有桿12可見的筒式減振器(amortisseurtélescopique)，和一個減振緩沖件14，這些構(gòu)件被安裝在車身和一個車輪子之間。減振器的桿12的上端通過連接法蘭(bride deliaision)16固定在橡膠塊18上，該橡膠塊由金屬嵌件20加固并且用已知的方法固定在車身結(jié)構(gòu)上。該橡膠塊18同樣構(gòu)成一個用于蓋22的上部支撐座，懸掛限位器(butée de suspension)25的滾珠軸承24位于蓋中。
軸承24由一個上墊片26和一個下墊片28組成，兩個墊片均由壓制鋼(或稱“鋼板沖壓件”)制成，它們構(gòu)成滾動體(如滾珠30或圓錐滾柱)的斜向接觸軸承座圈。軸承限定了限位器的一個旋轉(zhuǎn)軸線31。上墊片26靠在蓋22的底部32上，下墊片28靠在一個支撐區(qū)域34上，該支撐區(qū)域構(gòu)成了由合成材料制成的支撐件38的上表面36上的一個定位凸起。支撐件38在其下表面42的一側(cè)包括一個圓柱形的裙部(jupe)44，它將一個用于支撐彈簧10的橫向外肩部46和一個用于支撐減振緩沖件14的橫向內(nèi)肩部48分開。在外肩部46和彈簧10之間可以插入一個折疊式套管(manchette)52的環(huán)形端部50，該套管用于保護(hù)減振器不受外界污染，套管的端部50必要時在彈簧和中間件之間形成一個機(jī)械過濾器，尤其能夠限制輪子滾動的噪音傳入車身。
蓋22和支撐件一起限定軸承24的一個凹槽54。該蓋22裝有一個裙部56，將支撐件38的周邊區(qū)域58無接觸地蓋住，并和支撐件38的周邊區(qū)域58一起限定一個環(huán)形曲徑60，將凹槽54與外部相連。
如圖2的細(xì)節(jié)所示，該環(huán)形曲徑60從凹槽延伸向外依次包括徑向間隙J1的第一壓頭損失(perte de charge)，它形成于裙部的一個圓柱形內(nèi)壁62和支撐件的周邊區(qū)域58的環(huán)形凸緣(collerette)64之間，隨后是軸向間隙J2的第二壓頭損失，它形成于裙部的一個環(huán)形平面壁66和支撐件的徑向凸出部70的一個環(huán)形平面壁68之間，然后是軸向間隙J3的第三壓頭損失，它形成于裙部的第二圓柱形內(nèi)壁72和凸出部70的圓柱形邊緣74之間，最后是軸向間隙J4的第四壓頭損失，它形成于裙部的截錐形下端邊緣80和支撐件的周邊區(qū)域的一個凸緣(collerette)84的截錐形壁82之間，該凸緣的下面部分構(gòu)成了彈簧10的支撐肩部46。
另外，凸緣64形成了一個肩部86，該肩部能夠插入從內(nèi)裙部56徑向向內(nèi)突出的彈性鉤88。這些鉤88用來將蓋22和支撐件44連成一體，從而形成一個單一的子組件原封不動地安裝到橡膠塊18上。
曲徑60在軸向上位于軸承的環(huán)形外開口89下面，其中該環(huán)形外開口89由上墊片26和下墊片28限定。蓋22限定了軸承的環(huán)形外開口89和第一壓頭損失(perte de charge，阻力損失)之間的一個上腔90。在徑向凸出部70、支撐件的凸緣64和裙部56之間形成一個環(huán)形中腔91。該腔局部被鉤88所占據(jù)，位于第一和第二壓頭損失之間并具有一個截面S1，該截面相對較大，優(yōu)選大于等于4×J2×J1。同樣，在徑向凸出部、截錐形壁和裙部之間形成了一個環(huán)形下腔92。該腔92的一邊朝第三壓頭損失開放，另一邊朝第四壓頭損失開放，其體積同樣很大，其截面S2優(yōu)選大于等于4×J3×J4。三個腔90，91，92能夠通過毛細(xì)作用阻斷液體上升。另外，截錐形壁82的下坡面有利于外界可能的污染物的排出。
徑向間隙J1和J3應(yīng)該有一個最小尺寸，該尺寸主要是在使用條件下徑向安裝容差和裝置的徑向變形的函數(shù)。在實踐中，J1和J3可以是相等的并且相對較小，例如大約在1mm到2.5mm之間，優(yōu)選大于1.5mm。
軸向間隙J2和J4應(yīng)該具有一個最小尺寸，該尺寸是在使用條件下安裝軸向容差以及裝置的軸向變形和彎曲度(flexion)的函數(shù)。為了減小彎曲變形的影響并保持這些間隙足夠小，減小間隙但確保沒有引起部件間接觸的危險，裙部的外徑Φ1不應(yīng)比軸承的原始直徑Φ2大太多，優(yōu)選地，1≤Φ1Φ2≤1.2]]>在該實施例中，Φ1Φ2≈1.1]]>同樣，彈簧支撐肩部的外徑Φ3與裙部的外徑Φ1應(yīng)該是具有相同的大小等級(ordre de grandeur)。優(yōu)選地，0.9≤Φ1Φ3≤1.1]]>在該實施例中，Φ1Φ3≈1.0]]>應(yīng)該注意的是，組成軸承22的墊片26、28有較大的剛度，能夠在壓頭損失的水平上(au niveau)保持非常小的間隙。這些墊片26、28優(yōu)選地由厚度為1.2mm到2mm的沖壓金屬薄板構(gòu)成。在該實施例中，使用了1.5mm的金屬薄板。
為了表征由蓋22，軸承24和支撐件38構(gòu)成的子組件100的剛度而進(jìn)行了如圖3所示的定性試驗。在蓋22和彈簧的支撐肩部46之間，夾鉗(étau，虎鉗)102的最細(xì)處固定子組合件周邊的直徑端104，它位于與該圖平行的參照的第一軸向幾何平面上，軸承的旋轉(zhuǎn)軸線是垂直的。支撐件38倚靠在楔子(cale)106上，該楔子被安裝在與第一軸向平面垂直的第二軸向平面108上。在與夾鉗102相對并位于第一軸向平面上的直徑端110處，通過一個支撐物112施加垂直力F，其力矩符合F×D＝70Nm，D是垂直于第一軸向平面的第二軸向幾何平面與力F的施力點之間的距離。測量位于第一軸向平面中被施加力F的直徑端一側(cè)的該裝置部分的偏轉(zhuǎn)角α。當(dāng)測量的角度小于10°，優(yōu)選地小于8°時，該子組合件，尤其是軸承的剛性被認(rèn)為是足夠的。在正常使用的條件下，這樣的剛性能夠保證在曲徑高度處各部件之間沒有摩擦。
圖4給出了本發(fā)明的第二實施方式。該第二實施方式中的懸掛限位器與第一實施方式不同，因為裙部80的端部邊緣和與它相對的支撐件的壁82是平面。
自然而然可以進(jìn)行各種更改(或改變)。
轉(zhuǎn)動體可以是滾子(rouleau)。本發(fā)明不限于滾珠軸承，也不限于滑動軸承(palier lisse)。
支撐件可以被金屬嵌件加固。其下表面可以通過一個金屬盤部分地蓋住。
在上墊片和蓋之間可以安放一個緊密的(dense)橡膠環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛懸架滑柱的懸掛限位裝置，所述滑柱配備有螺旋彈簧(10)，所述懸掛限位裝置包括-剛性止推軸承(24)，其限定所述裝置的旋轉(zhuǎn)軸線(31)并配備有相對于金屬上墊片(26)轉(zhuǎn)動的金屬下墊片(28)；-由合成材料制成的支撐件(38)，用來將所述彈簧施加的力傳遞給所述下墊片，中間支撐件包括用于所述下墊片的環(huán)形支撐區(qū)(34)；以及-蓋(22)，將所述上墊片覆蓋并與所述支撐件一起限定軸承的凹槽(54)，所述蓋配備有裙部(22)，該裙部無接觸地覆蓋所述支撐件的周邊區(qū)域(58)并和所述支撐件的周邊區(qū)域一起限定一個環(huán)形曲徑(60)，所述環(huán)形曲徑被徑向設(shè)置在所述凹槽的外側(cè)并將所述凹槽連接至外部，所述環(huán)形曲徑從凹槽內(nèi)部到外部依次包括徑向間隙J1的第一環(huán)形壓頭損失，軸向間隙J2的第二環(huán)形壓頭損失，以及隨后的徑向間隙J3的第三環(huán)形壓頭損失。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裙部包括一個圓柱形上壁(62)，它與所述支撐件的周邊區(qū)域一起限定所述第一壓頭損失。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述支撐件的周邊區(qū)域包括一個配備有一個徑向端部邊緣(74)的環(huán)形凸緣(64)，所述環(huán)形凸緣與所述圓柱形上壁相對并與所述圓柱形上壁一起限定所述第一壓頭損失。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)形凸緣形成一個肩部(86)，與突出于所述蓋的裙部的彈性鉤(90)配合。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，在向外的所述第三壓頭損失之后，所述環(huán)形曲徑包括軸向間隙的第四環(huán)形壓頭損失J4。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裙部包括一個環(huán)形平面的或截錐形的壁(80)，其與所述支撐件的周邊區(qū)域一起限定第四壓頭損失，所述環(huán)形平面的或截錐形的壁具有徑向尺寸E。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裙部的環(huán)形平面的或截錐形的壁由所述裙部的一個端部邊緣(82)構(gòu)成，所述裙部至少在這個邊緣的高度上具有與E相同的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于-所述支撐件的周邊區(qū)域包括一個環(huán)形平面壁(68)，其與所述裙部一起限定第二壓頭損失；-所述裙部的環(huán)形平面壁(66)位于與所述環(huán)形平面的或截錐形的壁(80)相距B的距離處，B和E的大小通過以下關(guān)系式而聯(lián)系起來B≤3E。
9.根據(jù)權(quán)利要求2到4中的任一項結(jié)合權(quán)利要求6到8中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述支撐件的周邊區(qū)域包括一個圓柱形的壁(74)，其與所述裙部一起形成第三壓頭損失，并且所述壁與所述裙部的圓柱形上壁的徑向距離為A，A和E的大小通過以下關(guān)系式而聯(lián)系起來A≤2.5E。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述裙部包括一個圓柱形內(nèi)壁(72)，其與所述支撐件的周邊區(qū)域一起限定所述第三壓頭損失。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述裙部包括一個環(huán)形平面壁(66)，其與所述支撐件的周邊區(qū)域一起限定所述第二壓頭損失。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于車輛懸架滑柱的懸掛限位裝置，該懸架滑柱配備有一個螺旋彈簧(10)，該裝置包括剛性止推軸承(24)，它配備有相對金屬上墊片(26)轉(zhuǎn)動的金屬下墊片(28)；以合成材料制成的支撐件(38)，用來將彈簧施加的力傳遞給下墊片；以及蓋(22)，將上墊片蓋住并和支撐件一起限定軸承的凹槽(54)。該蓋配備有一個裙部(22)，它和支撐件的周邊區(qū)域一起限定一個環(huán)形曲徑(60)，該曲徑被徑向設(shè)置在凹槽的外部并將凹槽連接至外部，該環(huán)形曲徑從凹槽內(nèi)部到外部依次包括徑向間隙J1的第一環(huán)形壓頭損失，軸向間隙J2的第二環(huán)形壓頭損失，接著是徑向間隙J3的第三環(huán)形壓頭損失。
文檔編號B60G15/07GK101073978SQ200710103058
公開日2007年11月21日 申請日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者安東尼·沙穆塞, 洛朗·勒布倫-達(dá)米安 申請人:S.N.R.魯爾門斯公司