專利名稱：駕駛室半浮前懸置裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種駕駛室半浮前懸置裝置。
背景技術：
目前市場上已經出現的駕駛室半浮前懸置裝置，其中的一種如圖5所示，包括上支架20、翻轉軸21、橡膠支撐總成22、瓦形蓋板23、下支架24。橡膠支撐總成22是由外骨架25、橡膠體26、內套管27組成。橡膠體26呈圓柱形，其分別與外骨架25和內套管27粘結在一起。上支架20與駕駛室固定連接，橡膠支撐總成22通過翻轉軸21與上支架20活動連接，通過瓦形蓋板23用螺栓與下支架24固定連接，由于橡膠體26呈圓柱體，中心對稱，且封閉填充在外骨架25和內套管27之間，因此，其在各個半徑方向上的剛度相同。
上述結構的駕駛室半浮前懸置裝置存在以下幾個方面的不足第一、該裝置的橡膠套總成的徑向剛度為定剛度，往往偏大，不利于緩沖和減振。
由于橡膠套總成的橡膠體為均勻的圓柱體結構，因此在壓縮過程中，其剛度保持不變，即定剛度。如果該剛度較小，當駕駛室受較大的沖擊載荷時，就會產生較大的變形量，可能超過整車結構上所許的變形。因此通常這種橡膠套總成的剛度往往做得偏大，但這又導致了變形量較小，不利于吸收沖擊載荷荷振動能量，也就無法實現良好的緩沖及減振，從而影響了舒適性。
第二、該裝置的橡膠套總成的橡膠體為封閉式結構，橡膠體時刻都處于受壓和受拉兩種狀態下，使用壽命短。
橡膠在力學性能上，抗拉強度很低，如果經常工作在拉伸狀態下，橡膠易產生疲勞破壞，橡膠的壽命也會變短。因此，現行的半浮懸置的橡膠，由于經常處于受拉狀態，其使用壽命短。
第三、橡膠套總成19容易出現應力集中。
當內套管23與翻轉軸18存在相對運動時，必然會產生很大的摩擦力和力矩，該力矩如果也傳遞給內部的橡膠體，會使其發生扭轉變形，這對于只適合壓縮和拉伸變形的橡膠來說，會使其容易產生應力集中，造成過早損壞，壽命變短。
第四、橡膠套19的限位不好，造成橡膠套的外骨架容易磨損。
由于瓦形蓋板20的小半圓形結構與下支架21的大半圓形結構組成一個圓柱孔形結構，從而將外骨架22也為圓柱形的橡膠套總成19固定在其中，并限制其上下、前后或軸向方向上發生的位移。為了防止橡膠套總成19的外骨架22的外圓尺寸偏大，而造成瓦形蓋板20裝配困難，通常將橡膠套總成19的外骨架22的外圓尺寸做得偏小，但這也會造成橡膠套總成19與瓦形蓋板20之間存在一定的間隙，不利于橡膠套總成19的上下、前后、軸向以及周向旋轉方向的限位，而且會導致磨損，并且如果該間隙控制得不均勻，還容易出現橡膠套總成19局部偏磨的問題。
發明內容
為了提高駕駛室前懸置緩沖和減振效果、提高整車舒適性，本實用新型提供一種駕駛室半浮前懸置裝置，可以對駕駛室有效緩沖和減振，同時，平順性好、壽命高、可靠性好。
本實用新型駕駛室半浮前懸置裝置，包括與駕駛室固定連接的上支架，與車架固定連接的下支架，以及連接在上、下支架之間的與上支架通過翻轉軸活動連接、與下支架固定連接的橡膠支撐總成。其中，橡膠支撐總成包括橡膠塊總成、安裝固定橡膠塊總成的支撐外殼、內套管以及尼龍套。橡膠塊總成包括通孔結構的外骨架、內骨架、內，及安裝并硫化牢固粘接在內、外骨架之間的上、下橡膠體，其中，內骨架的下部與下橡膠體硫化粘接，內骨架上部與上橡膠體之間保留有一定的限位間隙，下橡膠體的過軸線方向的垂直橫斷面從下至上呈階梯形逐層攀升變化，且每一層的橫斷面寬度接近相同。
在內骨架的通孔中過盈配合有管狀結構的尼龍套，同時，尼龍套中過盈配合內套管，翻轉軸穿過內套管將橡膠支撐總成活動連接在上支架上。
支撐外殼帶通孔結構，支撐外殼的通孔為橡膠塊安裝孔，橡膠塊總成牢固固定在支撐外殼的橡膠塊安裝孔中。
橡膠塊總成為兩個，沿其軸向對稱牢固固定在支撐外殼的橡膠塊安裝孔中，與支撐外殼固連為一體。
橡膠支撐總成借其支撐外殼下部的安裝孔，固定連接在下支架上。
下面從功能上對本實用新型做進一步說明。
當駕駛室受到外界給它的向上或向下的載荷沖擊或僅受自身重力時，翻轉軸傳遞給橡膠支撐總成以向上或向下方向的作用力。由于翻轉軸與內套管直接連接，繼而將作用力先后傳遞給與內套管連接的尼龍套、內骨架，最后再傳至與內骨架硫化粘接的下橡膠體，使其受壓縮或拉伸。
當駕駛室受到外界向上的載荷沖擊、翻轉軸傳遞給橡膠支撐總成向上方向的作用力時，橡膠塊總成的下橡膠體向上產生拉伸變形，產生了向下的彈性恢復力。繼續向上運動一段位移，消除了上橡膠體與內骨架之間的限位間隙，上橡膠體與內骨架接觸，進一步增大下橡膠體的彈性恢復力，即相當于增大了下橡體的剛度，即實現了變剛度，抵抗下橡膠拉伸變形的彈性恢復力也迅速增加，變形量的增加有逐漸減小的趨勢。一方面，變形量可以避免過大從而導致駕駛室超出了其允許的向上的位移，實現了有效的向上限位，保證了良好的平順性。另一方面，由于變形量迅速減小，沖擊載荷迅速得到緩和，從而也就實現了良好的緩沖和減振。由結構上可以看出，上橡膠體起限位的作用。
當駕駛室未受到外界向下的較大的載荷沖擊、翻轉軸僅傳遞給橡膠支撐總成向下方向的駕駛室的重力或較小的載荷作用力時，橡膠塊總成的下橡膠體向下產生較小的壓縮變形，產生了向上的彈性恢復力。由于下橡膠體在載荷的作用下的壓縮變形量較小，各層橡膠并不接觸，下橡膠體的各層橡膠一起支撐著駕駛室的重量或較小的載荷。根據橡膠的結構特點，橡膠壓縮一定的變形量所產生的支撐力，也即其剛度，取決于橡膠的承壓面積，承壓面積越大，支撐力也越大，即剛度越大。而下橡膠體的特征在于過軸線方向的垂直橫斷面從下至上呈階梯形逐層攀升變化，且每一層的橫斷面寬度接近相同，也即承壓面積相同。因此，可以知道，階梯形斷面的橡膠的剛度在開始小壓縮變形的情況下，為近似的等剛度，各層橡膠受力均勻，受力較好。此外，對比現行的橡膠套而言，兩者的斷面總寬度相同，但其承壓面積較小，初始剛度也較小，有利于受到沖擊載荷后的迅速緩沖。這個特點有效克服了現行的半浮式前懸置的橡膠套初始剛度偏大、緩沖和減振效果不好的缺點。
當駕駛室受到外界向下的較大的載荷沖擊、翻轉軸傳遞給橡膠支撐總成向下方向的較大的作用力時，下橡膠體在載荷的作用下發生較大的壓縮變形，且隨著載荷的增大，壓縮變形量也相應增大。由于初始剛度小，如果剛度保持不變，隨著載荷的增大，產生的壓縮變形將超過駕駛室允許的變形量。為此，采用階梯形的斷面的橡膠結構能有效的解決這一問題。
解決的方法是當內骨架受到翻轉軸傳遞向下的作用力時，其向下運動，同時壓縮下橡膠體。由于所傳遞的作用力較大，內骨架向下的位移也較大，當消除了最上一層橡膠的高度，開始同與之相連鄰的下一層橡膠接觸，接觸的同時，也在該層增大了橡膠的承壓面積，從而增大了下橡膠體的剛度，即實現了變剛度，從而抵抗該較大沖擊載荷造成變形的力也逐漸增大，變形量有逐漸減小的趨勢。這樣的好處是，一方面，變形量可以避免過大從而導致駕駛室超出了其允許的向下的位移，實現了有效的向下限位，保證了良好的平順性。另一方面，由于變形量迅速減小，沖擊載荷迅速得到緩和，從而也就實現了良好的緩沖和減振。
因此，該橡膠支撐的結構中，上橡膠體起限位作用，下橡膠體起主要的支撐、緩沖和減振作用。在駕駛室受到上、下方向的載荷沖擊時，該橡膠支撐的結構能夠實現駕駛室上下方向的有效限位，平順性好；同時，還能實現良好的柔性緩沖和減振。
在靜態下，下橡膠體主要承受駕駛室的壓力，并相對自由狀態產生微小的壓縮位移，達到靜態平衡位置。
在動態的運動過程中，通過翻轉軸傳遞給橡膠支撐總成向下方向的沖擊載荷時，下橡膠體被進一步壓縮，上橡膠體未受到沖擊；當下橡膠體受到向上的載荷沖擊時，下橡膠體在靜態下的壓縮量開始逐漸減小，壓縮變形開始恢復，當恢復至自由狀態時，壓縮變形量為零，壓力也為零，當繼續向上時，下橡膠體開始向上拉伸，受到向上的拉力，當運動至上、下橡膠體接觸時，開始壓縮上橡膠體，由于上橡膠體起限位作用，具有較大的剛度，因此下橡膠體的拉伸變形受到迅速的限制。因此，相比整體的橡膠體，本實用新型的橡膠體結構，避免了橡膠長期受拉的不利狀態，受力形式好。
內骨架與內套管之間有尼龍套，當翻轉軸隨駕駛室一起翻轉時，翻轉軸與內套管之間會產生較大的摩擦力和力矩，由于尼龍套的摩擦系數小，所能傳遞的摩擦力和力矩極限值就小。因此當內套管8到駕駛室給它的較大的力和力矩時，內套管通過與尼龍管的摩擦而傳遞給尼龍管的摩擦力和力矩不能超過該極限值，從而有效減小了進一步傳遞給內骨架的摩擦力和力矩。
橡膠支撐總成與支撐外殼固連為一體，在上下、前后、軸向以及周向旋轉方向上，橡膠支撐總成與支撐外殼之間不產生相對運動。
橡膠塊總成過盈配合在支撐外殼的橡膠塊安裝孔中，在上下、前后、軸向以及周向旋轉方向上，橡膠支撐總成與支撐外殼之間沒有相對運動，不會產生摩擦以及磨損。
橡膠支撐總成借其支撐外殼下部的安裝孔，固定連接在下支架上。
綜上所述，本實用新型的有益效果如下橡膠支撐總成采用上、下兩塊橡膠體，且上橡膠體與內骨架之間有限位間隙，上橡膠體用來有效限位，下橡膠體在限位的同時，還承受主要的載荷和沖擊。這一結構很好的實現了向上方向的限位，保證了平順性，整車舒適性好，此外，也避免了橡膠長期受拉的狀態，提高了橡膠體的使用壽命。
下橡膠體的過軸線方向的垂直橫斷面從下至上其橫斷面呈階梯形逐層攀升變化，且每一層的橫斷面寬度接近相同，實現了變剛度，既有利于向下方向的有效限位，同時也提高了緩沖和減振效果，整車舒適性好。
內骨架與內套管之間有尼龍套，內套管傳遞給內骨架及橡膠體的摩擦力和力矩小，上、下橡膠體產生的磨損小，同時，不會因扭曲變形導致的應力集中，壽命高。
橡膠塊總成過盈配合在支撐外殼的橡膠塊安裝孔中，避免了因橡膠塊總成與橡膠塊安裝孔之間的摩擦而導致的橡膠塊總成的磨損及局部偏磨，橡膠塊總成可靠性高，壽命長。
采用兩塊橡膠塊總成，制造工藝合理，容易實現。
下面通過附圖及具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。
圖1是本實用新型的前懸置結構分解示意圖；圖2是橡膠支撐總成結構分解示意圖；圖3是橡膠塊總成分解示意圖；圖4是橡膠塊總成剖視圖；圖5是現有技術前懸置結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實施方式駕駛室半浮前懸置裝置包括與駕駛室牢固連接的上支架11、與車架牢固連接的下支架12、連接在上、下支架11、12之間的通過翻轉軸13與上支架11活動連接、通過螺栓與下支架12固定連接的橡膠支撐總成1。
參見圖2、圖3，橡膠支撐總成1包括橡膠塊總成2、支撐外殼9、尼龍套7、內套管8。橡膠塊總成2包括通孔結構的外骨架4，帶內孔的矩形半圓塊結構的內骨架3，及位于內、外骨架3、4之間的上橡膠體5和下橡膠體6。上橡膠體5與外骨架4硫化為一體，下橡膠體6與內、外骨架3、4硫化為一體。內骨架3的下部與下橡膠體6硫化站接，內骨架3上部與上橡膠體5之間保留有限位間隙14，且下橡膠體6沿其軸向，從下至上其橫斷面呈階梯形逐層攀升變化，每一層的橫斷面寬度接近相同。支撐外殼9與外骨架4過盈配合牢固固定在一起；管狀結構的尼龍套7與內骨架3過盈配合，同時，尼龍套7中過盈配合有內套管8，翻轉軸13穿過內套管8將橡膠支撐總成1活動連接在上支架11上。
支撐外殼9帶通孔結構，支撐外殼9的通孔為橡膠塊安裝孔15，支撐外殼9上還有兩個螺栓孔，橡膠塊總成2與橡膠塊安裝孔15過盈配合，牢固固定在支撐外殼9的橡膠塊安裝孔15中。
橡膠塊總成2為兩個，沿其軸向并列牢固固定在支撐外殼9的橡膠塊安裝孔15中，與支撐外殼9固連為一體。
下面從功能上對本實施方式做進一步說明。
當整車受到外界向上載荷沖擊、翻轉軸13傳遞給橡膠支撐總成1向上方向的作用力時，橡膠塊總成2的下橡膠體6向上產生拉伸變形，產生了向下的彈性恢復力，并在向上運動一段位移，消除了上橡膠體5與內骨架3之間的限位間隙14，上、下橡膠體5、6接觸，進一步增大下橡膠體6的彈性恢復力，即相當于增大了下橡體6的剛度，且剛度增加很快，抵抗下橡膠體6拉伸變形的彈性恢復力也增加很快，變形量有逐漸減小的趨勢，即實現了變剛度，也就實現了柔性的緩沖和減振。
當整車受到外界向下載荷沖擊、翻轉軸13傳遞給橡膠支撐總成1向下方向的作用力時，下橡膠體6在載荷的作用下發生壓縮變形，隨著載荷的增大，壓縮變形量也相應增大。先是內骨架3壓縮靠近它的下橡膠體的上部第一層橡膠，然后繼續向下運動，并逐級與第二層、第三層的橡膠逐漸接觸，依次類推，接觸的同時，在該層的承壓面積相應增大，支撐力也隨之增大，即剛度增大，實現了變剛度，從而抵抗載荷造成變形的力也逐漸增大，變形量的增加有逐漸減小的趨勢，從而實現了有效的限位，以及柔性的緩沖和減振。
因此，在駕駛室受到上、下方向的載荷沖擊時，都能實現有效的限位以及良好的柔性緩沖和減振。
在靜態下，下橡膠體6主要承受駕駛室的壓力，并相對自由狀態產生微小的壓縮位移，達到靜態平衡位置。
在動態的運動過程中，通過翻轉軸13傳遞給橡膠支撐總成1向下方向的沖擊載荷時，下橡膠體6被進一步壓縮，上橡膠體5未受到沖擊；當下橡膠體6受到向上的載荷沖擊時，下橡膠體6在靜態下的壓縮量開始逐漸減小，壓縮變形開始恢復，當恢復至自由狀態時，壓縮變形量為零，壓力也為零，當繼續向上時，下橡膠體6開始向上拉伸，受到向上的拉力，當運動至上、下橡膠體5、6接觸時，開始壓縮上橡膠體5，由于上橡膠體5具有一定的剛度，下橡膠體6的拉伸變形受到一定的限制。因此，相比整體的橡膠體，本實用新型的橡膠體結構，受力形式好。
內骨架3與內套管8之間有尼龍套7，當翻轉軸13隨駕駛室一起翻轉時，翻轉軸13與內套管8之間會產生較大的摩擦力和力矩，由于尼龍套7的摩擦系數小，所能傳遞的摩擦力和力矩極限值就小。因此當內套管8受到駕駛室給它的較大的力和力矩時，內套管通過與尼龍管的摩擦而傳遞給尼龍管的摩擦力和力矩不能超過該極限值，從而有效減小了進一步傳遞給內骨架3的摩擦力和力矩。
橡膠支撐總成1與支撐外殼9固連為一體，在上下、前后、軸向以及周向旋轉方向上，橡膠支撐總成1與支撐外殼9之間不產生相對運動。
綜上所述，本實施方式的有益效果如下橡膠支撐總成1采用上、下兩塊橡膠體，且上橡膠體5與內骨架3之間有限位間隙14，提高了緩沖和減振效果，整車舒適性好，同時，提高了橡膠體的使用壽命。
下橡膠體6過軸線方向的垂直橫斷面從下至上呈階梯形逐層攀升變化，且每一層的橫斷面寬度接近相同，提高了緩沖和減振效果，整車舒適性好。
內骨架3與內套管8之間有尼龍套7，內套管8傳遞給內骨架3及橡膠體的摩擦力和力矩小，上、下橡膠體5、6產生的磨損小，同時，不會因扭曲變形導致的應力集中，壽命高。
橡膠塊總成2過盈配合在支撐外殼9的橡膠塊安裝孔15中，避免了因橡膠塊總成2與橡膠塊安裝孔15之間的摩擦而導致的橡膠塊總成2的磨損及局部偏磨。
采用兩塊橡膠塊總成2，制造工藝合理，容易實現。
權利要求1.一種駕駛室半浮前懸置裝置，包括與駕駛室固定連接的上支架，與車架固定連接的下支架，以及連接在上、下支架之間的與上支架通過翻轉軸活動連接、與下支架固定連接的橡膠支撐總成。其特征在于所述橡膠支撐總成包括橡膠塊總成及安裝固定橡膠塊總成的支撐外殼，橡膠塊總成包括通孔結構的外骨架、內骨架，及安裝在內、外骨架之間的上橡膠體、下橡膠體。
2.根據權利要求1所述的駕駛室半浮前懸置裝置，其特征在于上橡膠體與內骨架之間有限位間隙。
3.根據權利要求2所述的駕駛室半浮前懸置裝置，其特征在于下橡膠體的過軸線方向的垂直橫斷面從下至上呈階梯形逐層攀升變化，且每一層的橫斷面寬度接近相同。
4.根據權利要求1所述的駕駛室半浮前懸置裝置，其特征在于在內骨架通孔中過盈配合有管狀結構的尼龍套，同時，尼龍套中過盈配合內套管。
5.根據權利要求1至4之一所述的駕駛室半浮前懸置裝置，其特征在于所述支撐外殼帶通孔結構，支撐外殼的通孔為橡膠塊安裝孔，橡膠塊總成牢固固定在支撐外殼的橡膠塊安裝孔中。
6.根據權利要求5所述的駕駛室半浮前懸置裝置，其特征在于橡膠塊總成為兩個，沿其軸向對稱牢固固定在支撐外殼的橡膠塊安裝孔中，與支撐外殼固連為一體。
專利摘要本實用新型駕駛室半浮前懸置裝置，包括與駕駛室固定連接的上支架，與車架固定連接的下支架，以及連接在上、下支架之間的與上支架通過翻轉軸活動連接、與下支架固定連接的橡膠支撐總成。其中，橡膠支撐總成包括橡膠塊總成及安裝固定橡膠塊總成的支撐外殼，橡膠塊總成包括通孔結構的外骨架、內骨架，及安裝在內、外骨架之間的上、下橡膠體，上橡膠體與內骨架之間有限位間隙，且下橡膠體的過軸線方向的垂直橫斷面從下至上呈階梯形逐層攀升變化，且每一層的橫斷面寬度接近相同。橡膠塊總成牢固固定在支撐外殼中，本實用新型汽車駕駛室半浮式前懸置裝置，可以對駕駛室有效減振，同時，壽命高、可靠性好。
文檔編號F16F1/38GK2905594SQ20062009544
公開日2007年5月30日 申請日期2006年2月28日 優先權日2006年2月28日
發明者(要求不公開姓名) 申請人:東風汽車有限公司