內部金屬中具有聚氨酯隔離器的頂部座架的制作方法
【專利摘要】本發明涉及內部金屬中具有聚氨酯隔離器的頂部座架。具體地，本發明的一個變型可包括一種產品，所述產品包括用于支柱的頂部座架，所述頂部座架具有包括金屬的第一內支柱桿附接部件、至少一部分容納在所述第一支柱桿附接部件中的第二支柱附接部件、置于所述第一內支柱桿附接部件與所述第二內支柱桿附接部件之間的回彈或彈性材料，所述第二內支柱桿附接部件構造并且布置成容納支柱桿。本發明的一個變型可包括一種產品，所述產品包括用于支柱的頂部座架，所述頂部座架具有內支柱桿附接部件、嵌在回彈或彈性材料中的第一阻尼材料，并且其中所述第一阻尼材料與所述回彈或彈性材料相比具有更大的阻尼特性。
【專利說明】內部金屬中具有聚氨酯隔離器的頂部座架
[0001]相關申請的交叉引用
本申請要求2012年9月13日提交的美國臨時申請N0.61/700,408的權益。
【技術領域】
[0002]本發明總體涉及的領域包括:包括支柱(strut)的頂部座架的產品及該產品的制造和使用方法。
【背景技術】
[0003]支柱可以通過頂部座架連接到車輛。
【發明內容】
[0004]本發明的一個變型可包括一種產品，所述產品包括用于支柱的頂部座架，所述頂部座架具有包括金屬的第一內支柱桿附接部件、至少一部分容納在所述第一支柱桿附接部件中的第二支柱附接部件、置于所述第一內支柱桿附接部件與所述第二內支柱桿附接部件之間的回彈或彈性材料，所述第二內支柱桿附接部件構造并且布置成容納支柱桿。
[0005]本發明的一個變型可包括一種產品，所述產品包括用于支柱的頂部座架，所述頂部座架具有內支柱桿附接部件、嵌在回彈或彈性材料中的第一阻尼材料，并且其中所述第一阻尼材料與所述回彈或彈性材料相比具有更大的阻尼特性。
[0006]本發明的一個變型可包括一種產品，所述產品包括用于支柱桿的附接套管、覆蓋所述套管的至少一部分的微孔聚氨酯。
[0007]方案1.一種包括用于支柱的頂部座架的產品，所述頂部座架具有包括金屬的第一內支柱桿附接部件、至少一部分容納在所述第一支柱桿附接部件中的第二支柱附接部件、置于所述第一內支柱桿附接部件與所述第二內支柱桿附接部件之間的回彈或彈性材料，所述第二內支柱桿附接部件構造并且布置成容納支柱桿。
[0008]方案2.如方案I所述的產品，其中所述回彈或彈性材料包括微孔聚氨酯材料。
[0009]方案3.如方案I所述的產品，其中所述第二內支柱桿附接部件包括金屬。
[0010]方案4.如方案I所述的產品，其中所述第二支柱附接部件包括用于容納支柱桿的套管部分。
[0011]方案5.如方案4所述的產品，其中所述第二支柱附接部件包括沿著徑向方向延伸的凸緣。
[0012]方案6.如方案5所述的產品，其中所述回彈或彈性材料覆蓋所述凸緣的至少一部分。
[0013]方案7.如方案I所述的產品，其中所述回彈或彈性材料具有在其中形成的多個空隙。
[0014]方案8.如方案I所述的產品，進一步包括第二回彈或彈性材料，所述第二回彈或彈性材料環繞所述第一支柱桿附接部件的至少一部分。[0015]方案9.如方案8所述的產品，其中所述第一回彈或彈性材料與所述第二回彈或彈性材料相比具有更大的阻尼特性。
[0016]方案10.如方案I所述的產品，其中所述第一支柱桿附接部件具有球形形狀。
[0017]方案11.如方案I所述的產品，其中所述內支柱桿附接部件具有心臟形狀。
[0018]方案12.—種包括用于支柱的頂部座架的產品，所述頂部座架具有內支柱桿附接部件、嵌在回彈或彈性材料中的第一阻尼材料，并且其中所述第一阻尼材料與所述回彈或彈性材料相比具有更大的阻尼特性。
[0019]方案13.—種產品，所述產品包括用于支柱桿的附接套管、覆蓋所述套管的至少一部分的微孔聚氨酯。
[0020]方案14.如方案13所述的產品，其中所述套管包括沿徑向方向延伸的凸緣，并且其中所述微孔聚氨酯覆蓋所述凸緣的至少一部分。
[0021]通過下文提供的詳細描述，本發明的其它變型將變得顯而易見。應該理解，在公開本發明的說明性變型時，該詳細描述和具體例子僅是說明性的，并非意在限制本發明的范圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]通過對附圖進行的以下簡要描述，將能更全面地理解本發明的說明性變型。
[0023]圖1是根據本發明的多個變型的用于支柱的頂部座架的截面圖，該頂部座架具有剛性內支柱桿附接部件。
[0024]圖2是根據本發明的多個變型的從有用的軸承截取的若干部分的分解立體圖。
[0025]圖3圖示根據本發明的多個變型的包括內支柱桿附接部件的用于支柱的頂部座架，該附接部件包括至少兩部分，這兩部分包括第一上部內支柱桿附接部分和第一下部內支柱桿附接部分。
[0026]圖4圖示根據本發明的多個變型的用于支柱的頂部座架，該座架包括分離的內支柱桿附接部件和分離的主回彈或彈性元件。
[0027]圖5圖示根據本發明的一個變型的用于支柱的頂部座架，該座架包括高阻尼材料并且被嵌入主回彈或彈性元件中。
[0028]圖6圖示根據本發明的多個變型的用于支柱的頂部座架，該座架包括分離為至少四部分的主回彈或彈性元件。
[0029]圖7圖示根據本發明的多個變型的包括內支柱桿附接部件14的用于支柱的頂部座架，該附接部件可以具有球形形狀。
[0030]圖8圖示根據本發明的多個變型的用于支柱的頂部座架，該座架包括具有一體形成的環形軸承的內支柱桿附接部件。
[0031]圖9是根據本發明的多個變型的從有用的環形軸承截取的若干部分的分解立體圖。
[0032]圖10圖示根據本發明的多個變型的用于支柱的頂部座架，該座架包括具有一體形成的第二支柱軸承的下部殼部分。
[0033]圖11圖示根據本發明的多個變型的用于支柱的頂部座架，該座架包括分離為至少三部分的主回彈或彈性元件。[0034]圖12圖示支柱座架的一個變型，其中，三個支柱模塊負載聚集到穿過主回彈或彈性元件的單個路徑中。
[0035]圖13圖示支柱座架的一個變型，其中，支柱模塊負載聚集到兩個路徑中，一個路徑穿過主回彈或彈性元件，而另一個路徑穿過頂部座架外罩。
【具體實施方式】
[0036]對選定變型的以下詳細描述本質上僅是說明性的并且決非意在限制所主張的發明、其應用或用途。
[0037]圖1是根據本發明的多個變型的用于支柱的頂部座架的截面圖。頂部座架8包括可以用多個緊固裝置中的任意緊固裝置連接在一起的第一殼部分10和第二殼部分12，所述緊固裝置包括但不限于鉚釘、鉚螺母或螺栓和螺母9。第一殼部分10可包括可以由金屬或其它合適的材料制成的外層U。類似地，第二殼部分12可包括可以由金屬或其它合適的材料制成的外層13。在一個變型中，用于支柱的頂部座架8可包括內支柱附接部件14，而支柱桿軸承16可以與其一體形成。在多個變型中，內支柱桿附接部件14可具有心臟形狀，并且可以是單個部分或可以是至少兩部分。內支柱桿附接部件14可以由與下文討論的主回彈或彈性元件相比相對堅硬的材料制成。用于內支柱桿附接部件14的合適的剛性材料包括但不限于聚合材料或金屬，包括但不限于諸如鋁、鋼的金屬或纖維強化塑料或諸如尼龍的熱固性材料中的至少一種。支柱桿軸承16可包括至少兩部分，每個部分容納多個軸承
18,軸承18可以是容納在軸承套20中的球軸承或另一種形狀的軸承。可以設置第一端蓋22和第二端蓋24以保持軸承18處于套20中，如圖2所最佳示出的。
[0038]頂部座架8還可包括主回彈或彈性元件26，其可以是單個部分或多個部分。主回彈或彈性元件26可包括被構造和布置為反復阻尼載荷的任何合適的壓縮性材料，并且可包括但是不限于天然或合成橡膠材料。主回彈或彈性元件26可完全或至少部分地包圍內支柱桿附接部件14。支柱桿28可延伸穿過軸承部分16提供的開口。支柱桿28可包括接合每個軸承部分16的第一面32的第一肩30，并且螺母34可穿在支柱桿28的末端上并且可以靜置在每個軸承部分16的第二面36上。軸承16可包括分離的內圈(inner race)。內支柱桿附接部件14和一體形成的支柱桿軸承16允許支柱桿28進行更大的旋轉運動并且產生更好的性能，所述性能包括載荷隔離、轉向感、耐用性和減小松弛產生的隆隆聲。
[0039]現在參照圖3，在另一變型中，內支柱桿附接部件14包括至少兩個部分，這至少兩個部分包括第一上部內支柱桿附接部分14A和第一下部內支柱桿附接部分14B。上部內支柱桿附接部分14A可以與下部內支柱桿附接部分14B匹配，并且可以包括限定在其中的機械鎖定特征15以將上部內支柱桿附接部分14A和下部內支柱桿附接部分14B固定在一起。這種布置允許單獨地和更節約成本低制造上部內支柱桿附接部分14A和下部內支柱桿附接部分14B的零件。此外，上部支柱桿附接部分14A可以容納在上殼部分10中，并且下部內支柱桿附接部分14B可以容納在下殼12中。然而，機械鎖定特征不是必需的，并且可以通過緊固到一起的第一殼部分10和第二殼部分12將上部內支柱桿附接部分14A和下部內支柱桿附接部分14B簡單地保持在一起。
[0040]現在參照圖4，在多個變型中，用于支柱的頂部座架8可包括分離的內支柱桿附接部件14和分離的主回彈或彈性元件26。在一個變型中，可以設置上回彈或彈性元件26A和下回彈或彈性元件26B。上回彈或彈性元件26A可以沿軸向壓縮。分離的內支柱桿附接部件14和分離的主回彈或彈性元件26允許校準主回彈或彈性元件26，由此提高座架的靜態和動態性能。在多個變型中，可以在主回彈或彈性元件的分離部分上設置罐狀外殼。在多個變型中，外殼或罐可以是但不限于鋼、鋁或塑料或諸如尼龍的熱固性材料中的至少一種。在多個變型中，分離的主回彈或彈性元件26可以提供能夠沿兩個方向校準主回彈或彈性元件的優點。在多個變型中，分離的主回彈或彈性元件的其它優點可包括更好的性能，這包括載荷隔離、耐用性和減少松弛產生的隆隆聲。
[0041]現在參照圖5，在另一變型中，可以設置高阻尼材料38，諸如但不限于微孔聚氨酯(MCU) 38，并且其可以被嵌入主回彈或彈性元件26中。在一個變型中，高阻尼材料38還可以被嵌入內支柱桿附接部件14中以吸收由平坦道路震動和前進道路噪聲導致的小道路載荷。高阻尼材料38可以覆蓋被支柱桿28延伸穿過的第二支柱桿附接部件或套管40的一部分。第二支柱桿附接部件40可包括沿徑向方向延伸的凸緣41。在一個變型中，支柱桿28和所附接的第二支柱桿附接部件40被允許在高阻尼材料38中自由振動。可以在MCU 38中設置多個空隙39，這同樣用于校準性能。主回彈或彈性元件26可包括低阻尼天然回彈或彈性化合物，其可以經由相位角和kd/kd比率來“校準”。第二內支柱桿附接部件40可由包括但不限于硬質塑料或金屬的剛性材料制成。
[0042]現在參照圖6，在另一變型中，主回彈或彈性元件26可以分成至少四部分。在一個變型中，主回彈或彈性元件26可包括徑向分離部分42和沿支柱桿的軸線的軸向前后分離部分43。在一個變型中，可以在主回彈或彈性元件26A、26B、26C、26D中的至少一些中設置前后空隙，以減小前后比例并改進松弛隆隆聲。軸向前后分離部分43可以使主回彈或彈性元件26沿橫跨汽車的方向被壓縮以增大軸向-徑向比率。主回彈或彈性元件26的四個部分允許沿兩個方向校準主回彈或彈性元件26。經校準的四部分主回彈或彈性元件26具有優化的靜態和動態性能和優異的耐用性。在主回彈或彈性元件26的側面中的空隙50降低前后硬度。可以為主回彈或彈性元件26A、26B、26C、26D中的每一部分設置外殼53。也就是說，外殼53可包括四部分。可選擇地，外殼53可以是被主回彈或彈性元件26的多個部分插入的至少一個部分。外殼可以由金屬、纖維強化復合材料的聚合物制成。
[0043]再次參照圖6，在一個變型中，將主回彈或彈性元件26組裝到水平徑向分離部分中使得工具能被用于從側面進入穿過徑向分離部分以插入內支柱桿附接部件14。內支柱桿附接部件14可以是多個部分。之后，可以壓縮主回彈或彈性元件26。在另一變型中，內支柱桿附接部件14可以被設置為一個部分并且主回彈或彈性元件26的四個部分可以位于內支柱桿附接部件14周圍，并且之后可以壓縮主回彈或彈性元件26。
[0044]現在參照圖7，在另一變型中，內支柱桿附接部件14可以具有球形形狀，并且頂部座架8可以具有一體形成在球形內支柱桿附接部件14中的軸承16。具有球形形狀和一體形成的軸承16的內支柱桿附接部件14提供改進的轉向感并且改進松弛產生的隆隆聲。
[0045]現在參照圖8，在另一變型中，頂部座架8可包括具有球形形狀和一體形成的軸承16的內支柱桿附接部件14，該軸承16具有環形軸承18。具有該設計的支柱桿頂部座架的益處是提供改進的轉向感。環形滾珠軸承18減小內支柱桿附接部件14的圓錐率，這改進了轉向感、松弛隆隆聲、操作和耐用性。圖9圖示具有環形滾珠軸承18的軸承16。
[0046]現在參照圖10，在另一變型中，頂部座架的下殼部分12可具有一體形成的上彈簧軸承箱45。彈簧軸承44被容納在上彈簧軸承箱45和下彈簧軸承箱49之間。在一個變型中，震動緩沖杯46可以由包括但不限于金屬(諸如鋼)的任何合適材料制成，并且可以機械附接到下殼部分12。
[0047]現在參照圖11，在另一變型中，主回彈或彈性元件26可以分為至少三部分。在一個變型中，主回彈或彈性元件26可包括徑向分離部分42和沿支柱桿的軸線的軸向前后分離部分43，在完成徑向分離部分之后，支柱桿可以被設置在兩個部分中的上部部分中。
[0048]參照圖7，在多個變型中，本發明可包括插入或容納在主回彈或彈性元件中的一個或多個比率板100。比率板100可以是薄片材料，可包括鋼、鋁、塑料或熱固性樹脂(諸如但不限于尼龍)中的至少一種。比率板100可以被安置為增加主回彈或彈性組件的硬度。在多個變型中，比率板的方向可以在頂部座架中橫跨汽車。在多個變型中，比率板可具有部分空心圓錐或空心球的形狀。在多個變型中，比率板可具有第一和第二相對的平坦面以及第一和第二相對側。在一個變型中，第一和第二相對面可以具有高度A，高度A可以是例如12_。在另一變型中，第一和第二相對面可以具有第二高度B，第二高度B小于寬度A，從而與具有第一和第二相對面較寬的比率板的主回彈或彈性組件相比，減小主回彈或彈性組的硬度。
[0049]圖12圖示支柱座架，其中三個支柱模塊負載聚集到穿過主回彈或彈性元件的單個路徑中。彈簧負載、震動緩沖負載和支柱桿負載聚集穿過主回彈或彈性元件。
[0050]圖13圖示支柱座架，其中，支柱模塊負載聚集到兩個路徑，一個路徑穿過主回彈或彈性元件，而另一個路徑穿過頂部座架外罩。
[0051]對本發明的變型的以上描述在本質上僅是說明性的，并且因此不應該認為本發明的變型偏離了本發明的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種包括用于支柱的頂部座架的產品，所述頂部座架具有包括金屬的第一內支柱桿附接部件、至少一部分容納在所述第一支柱桿附接部件中的第二支柱附接部件、置于所述第一內支柱桿附接部件與所述第二內支柱桿附接部件之間的回彈或彈性材料，所述第二內支柱桿附接部件構造并且布置成容納支柱桿。
2.如權利要求1所述的產品，其中所述回彈或彈性材料包括微孔聚氨酯材料。
3.如權利要求1所述的產品，其中所述第二內支柱桿附接部件包括金屬。
4.如權利要求1所述的產品，其中所述第二支柱附接部件包括用于容納支柱桿的套管部分。
5.如權利要求4所述的產品，其中所述第二支柱附接部件包括沿著徑向方向延伸的凸緣。
6.如權利要求5所述的產品，其中所述回彈或彈性材料覆蓋所述凸緣的至少一部分。
7.如權利要求1所述的產品，其中所述回彈或彈性材料具有在其中形成的多個空隙。
8.如權利要求1所述的產品，進一步包括第二回彈或彈性材料，所述第二回彈或彈性材料環繞所述第一支柱桿附接部件的至少一部分。
9.一種包括用于支柱的頂部座架的產品，所述頂部座架具有內支柱桿附接部件、嵌在回彈或彈性材料中的第一阻尼材料，并且其中所述第一阻尼材料與所述回彈或彈性材料相比具有更大的阻尼特性。
10.一種產品，所述產品包括用于支柱桿的附接套管、覆蓋所述套管的至少一部分的微孔聚氨酯。
【文檔編號】F16C35/077GK103671572SQ201310416985
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月13日 優先權日:2012年9月13日
【發明者】B.D.威爾遜 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司