轉向柱減震元件和轉向柱裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于布置在外軸和被外軸至少部分且同軸容納的內軸之間的轉向柱減震元件(1)。其中，轉向柱減震元件(1)由彈性體制成，該減震元件形成為彈性體環(1)，具有40至80的肖氏硬度，且具有至少一個軸向孔(2)。
【專利說明】轉向柱減震元件和轉向柱裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于布置在外軸和被外軸至少部分且同軸容納的內軸之間的轉向柱減震元件和一種相應的轉向柱裝置。
【背景技術】
[0002]在現有技術中已經公開的是，借助一種安裝在轉向柱內的脫耦元件，使得從底盤沿方向盤的方向傳導的震動和噪音脫耦。以前的脫耦元件通常在靜態剛性(不管是線性剛性，還是旋轉剛性)和動態脫耦性能之間尋求折衷。通常在較低的剛性下伴隨著較好的脫耦性能，反之亦然。
[0003]常見的用于脫耦震動和扭矩峰值的橡膠彈性減震元件通常具有線性的剛性和嚴格受限的最大可傳遞扭矩。為了實現更好的脫耦性能，使用部分纖維強化的具有可自由調節剛性特征曲線的彈性體部件。這通過在彈性體中按規定和有針對性地嵌入纖維束加以實現。當然，這一類的萬向節盤需要較大的空間，同時該部件在發生碰撞的情況下不會被貫穿。此外，旋轉剛性在使用壽命期內會出現明顯的下降。
[0004]對于傳統的根據筒中筒原理的減震套筒而言，存在動態脫耦性能和靜態剛性之間的所謂的關聯性。
[0005]DE 10 2008 038 029 Al說明了一種這一類的車輛轉向軸連接裝置，該裝置在外軸和內軸之間具有一個彈性層作為脫耦元件。對此，DE 10 2008 038 029 Al關注的是設計結構，其中，內軸的外殼外表面具有至少一個外部平面區域，外軸的外殼內表面具有至少一個對應的內部平面區域。
【發明內容】
[0006]從所述現有技術出發，本發明的任務在于，創造一種具有良好脫耦性能/消除性能和較高剛性的改進型脫耦元件。
[0007]該任務通過具有權利要求1特征的轉向柱減震元件加以解決。
[0008]提供一種具有更佳震動傳遞性能和剛性的轉向柱的任務通過具有權利要求7特征的轉向柱裝置加以解決。
[0009]本裝置和方法的改進方案在從屬權利要求中作了說明。
[0010]根據本發明的轉向柱減震元件的第一種實施形式，用于在較高的線性剛性和旋轉剛性下脫耦來自底盤的方向盤震動的轉向柱減震元件由彈性體/合成橡膠制成。該轉向柱減震元件布置在外軸和被外軸至少部分且同軸容納的內軸之間。根據本發明的彈性體-轉向柱減震元件形成為彈性體環，具有40至80的肖氏硬度。為了調整脫耦性能和剛性，彈性體環具有至少一個軸向孔。由此可以在較高的線性剛性和旋轉剛性的情況下同時在底盤和方向盤之間實現良好的動態脫耦性能。
[0011]用于調整脫耦性能和剛性的其他參數包括彈性體環的厚度和長度以及孔的數量、類型和分布。孔的類型包括貫穿孔/通孔和盲孔，孔的分布是指盲孔的一側和兩側布置。如果所規定的孔為盲孔一并且其還布置在兩側，則布置在兩側的盲孔的軸向重疊部或者重疊部的長度在脫耦性能和剛性方面將發揮重要作用。因此可以這樣調整這些參數，使得轉向柱減震元件沿軸向、徑向和圓周方向獲得預先規定的或者期望的剛性和期望的脫耦性能。對此，增加厚度和增加長度以及減少孔的數量或者減少貫穿孔和降低重疊部(長度)會起到提高剛性的作用。
[0012]如果彈性體環具有布置在兩側的盲孔，則盲孔就可以相互偏移沿著彈性體環進行布置。在兩側的盲孔的數量可以相同或者存在差異。
[0013]適合制造根據本發明的彈性體環的彈性體為丁腈橡膠、羧化的丁腈橡膠或者乙烯丙烯酸酯橡膠。
[0014]構成轉向柱減震元件的彈性體環還可以固定在內部支撐環和外部支撐環之間的擠壓座/壓合座中。
[0015]此外，本發明還涉及一種轉向柱裝置，具有內軸和外軸，內軸被至少部分且同軸包裹在外軸中。轉向柱裝置包括布置在內軸和外軸之間的轉向柱減震元件，該轉向柱減震元件是根據本發明所述的由彈性體環制成的轉向柱減震元件。
[0016]內軸可以是指用于容納轉向軸的滑套，外軸由十字萬向節叉的容納段組成。轉向柱減震元件可以布置在滑套和容納段之間的擠壓座中。
[0017]根據本發明設計為彈性體環的轉向柱減震元件與根據現有技術的纖維強化的具有相應性能的萬向節盤相比具有更小的空間需求(在直徑方面)，此外，轉向軸在發生碰撞的情況下可以貫穿根據本發明的轉向柱減震元件。同時，剛性和脫耦性能的值在轉向軸減震元件的整個使用壽命期內也保持穩定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]所示優點和其他優點通過下列說明參考附圖加以說明。說明中參考的附圖是為了便于理解。附圖僅為本發明的一個實施形式的示意說明。
[0019]其中:
[0020]圖1:彈性體環的橫截面視圖，
[0021]圖2:圖1中沿線A-A的彈性體環的縱截面視圖。
【具體實施方式】
[0022]根據本發明的彈性體環構成用于轉向柱的震動減震器；該彈性體環被布置在十字萬向節叉的容納部中。十字萬向節叉的容納段通常具有圓柱形的外殼。
[0023]為了盡可能好地脫耦底盤中所產生的轉向系震動，并同時確保轉向柱較高的剛性，以實現良好的轉向舒適性，彈性體環由肖氏硬度為40至80的彈性體制成，并具有至少一個軸向孔。
[0024]圖1顯示的是星形的彈性體環I的橫截面，在該彈性體環中均勻分布有六個軸向孔2。孔2為盲孔2，如圖2中沿著圖1的線A-A的縱截面所示。此處也顯示了圖1的橫截面未顯示的內容:彈性體環I具有布置在兩側的盲孔2，該盲孔在區域U中沿軸向重疊。圖1中的環I例如可以在關于所有六個布置在“上部”的盲孔2的縱截面視圖傳遞中的同時也具有六個布置在下側的盲孔。
[0025]為了實現剛性和脫耦性能(沿軸向、徑向和圓周方向)之間的最佳比例，可以對以下參數進行調整:
[0026]-彈性體環I的厚度或者壁厚，其中剛性隨著壁厚的增大而增大，
[0027]-彈性體環I的長度,其中剛性隨著長度的增大而增大，
[0028]-孔2的數量，其中孔2越少，剛性越大，
[0029]-孔2的類型，即是貫穿孔還是盲孔2，其中，優先為盲孔2，因為貫穿孔越少，剛性越大，
[0030]-孔2的布置和分布。如圖2所示，盲孔2位于彈性體環I中的兩側(即近似地從后面看和從前面看)，根據不同或者相同的數量，由此可以實現剛性或者脫耦性能的均勻化。
[0031]-此外，在布置在兩側的盲孔2之間可以存在軸向的重疊部U，且可以調整該重疊部或其長度。如果重疊部U變小，則剛性增大。通過具有軸向重疊部U的布置在兩側的盲孔2，在調整參數時可以原則上實現特別良好的結果。
[0032]由此，減震元件的內部結構可以在具有良好脫耦性能的情況下獲得較高的剛性。
[0033]用于制造彈性體環I的材料可以優選地由NBR( 丁腈橡膠)、XBR(羧化的丁腈橡膠)或者AEM(乙烯丙烯酸酯橡膠)組成。
[0034]彈性體環可以固定在內部支撐環和外部支撐環之間的擠壓座中。為形成孔洞，可以將內部支撐環和外部支撐環組成的結構僅部分使用彈性體進行填充。通過局部連接內部支撐環和外部支撐環可以實現期望的性能。
[0035]通過彈性體環所形成的轉向柱減震元件可以布置在外軸和被外軸至少部分且同軸容納的內軸之間，由此構成既具有較高線性靜態剛性、也具有較高旋轉靜態剛性的轉向柱裝置。此外同時實現了底盤和方向盤之間良好的動態脫耦性能。彈性體環可以被擠壓在構成內軸的滑套上，該滑套容納于構成外軸的十字萬向節叉容納段中。
【權利要求】
1.一種用于布置在外軸和被外軸至少部分且同軸容納的內軸之間的轉向柱減震元件(I)，該轉向柱減震元件(I)由彈性體制成， 其特征在于， 彈性體-轉向柱減震元件(I)形成為彈性體環(I)，具有40至80的肖氏硬度，且具有至少一個軸向孔(2)。
2.根據權利要求1所述的轉向柱減震元件(I)， 其特征在于， 彈性體環(I) 根據轉向柱減震元件(I)沿軸向、徑向和圓周方向的預先規定的剛性和預先規定的脫耦性能，具有一個厚度和/或一個長度和/或多個孔(2)，該孔是貫穿孔和/或盲孔(2)，和/或孔⑵的分布，包含盲孔⑵在一側或者兩側的布置和/或布置在兩側的盲孔⑵的軸向的重疊部(U)和重疊部(U)的長度。
3.根據權利要求2所述的轉向柱減震元件(1)， 其特征在于， 布置在兩側的盲孔⑵相互偏移沿著彈性體環⑴進行布置，其中，在兩側的盲孔(2)的數量相同或者存在差異。
4.根據權利要求1至3中至少一項所述的轉向柱減震元件(I)， 其特征在于， 彈性體由丁腈橡膠、羧化的丁腈橡膠或者乙烯丙烯酸酯橡膠組成。
5.根據權利要求1至4中至少一項所述的轉向柱減震元件(I)， 其特征在于， 彈性體環(I)通過內部支撐環和外部支撐環之間的擠壓座進行固定。
6.一種轉向柱裝置，具有內軸和外軸，內軸被至少部分且同軸包裹在外軸中，其中，在內軸和外軸之間布置有轉向柱減震元件， 其特征在于， 轉向柱減震元件為根據權利要求1至5中至少一項所述的轉向柱減震元件(I)。
7.根據權利要求6所述的轉向柱裝置， 其特征在于， 內軸為用于容納轉向軸的滑套，外軸為十字萬向節叉的容納段，其中，轉向柱減震元件(I)布置在滑套和容納段之間的擠壓座中。
【文檔編號】F16D3/76GK104204580SQ201380015921
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年1月19日 優先權日:2012年3月23日
【發明者】A·赫本斯特雷特, S·克勞斯, S·舒爾茨 申請人:戴姆勒股份公司