转向柱减震元件和转向柱装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于布置在外轴和被外轴至少部分且同轴容纳的内轴之间的转向柱减震元件(1)。其中，转向柱减震元件(1)由弹性体制成，该减震元件形成为弹性体环(1)，具有40至80的肖氏硬度，且具有至少一个轴向孔(2)。
【专利说明】转向柱减震元件和转向柱装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于布置在外轴和被外轴至少部分且同轴容纳的内轴之间的转向柱减震元件和一种相应的转向柱装置。
【背景技术】
[0002]在现有技术中已经公开的是，借助一种安装在转向柱内的脱耦元件，使得从底盘沿方向盘的方向传导的震动和噪音脱耦。以前的脱耦元件通常在静态刚性(不管是线性刚性，还是旋转刚性)和动态脱耦性能之间寻求折衷。通常在较低的刚性下伴随着较好的脱耦性能，反之亦然。
[0003]常见的用于脱耦震动和扭矩峰值的橡胶弹性减震元件通常具有线性的刚性和严格受限的最大可传递扭矩。为了实现更好的脱耦性能，使用部分纤维强化的具有可自由调节刚性特征曲线的弹性体部件。这通过在弹性体中按规定和有针对性地嵌入纤维束加以实现。当然，这一类的万向节盘需要较大的空间，同时该部件在发生碰撞的情况下不会被贯穿。此外，旋转刚性在使用寿命期内会出现明显的下降。
[0004]对于传统的根据筒中筒原理的减震套筒而言，存在动态脱耦性能和静态刚性之间的所谓的关联性。
[0005]DE 10 2008 038 029 Al说明了一种这一类的车辆转向轴连接装置，该装置在外轴和内轴之间具有一个弹性层作为脱耦元件。对此，DE 10 2008 038 029 Al关注的是设计结构，其中，内轴的外壳外表面具有至少一个外部平面区域，外轴的外壳内表面具有至少一个对应的内部平面区域。
【发明内容】
[0006]从所述现有技术出发，本发明的任务在于，创造一种具有良好脱耦性能/消除性能和较高刚性的改进型脱耦元件。
[0007]该任务通过具有权利要求1特征的转向柱减震元件加以解决。
[0008]提供一种具有更佳震动传递性能和刚性的转向柱的任务通过具有权利要求7特征的转向柱装置加以解决。
[0009]本装置和方法的改进方案在从属权利要求中作了说明。
[0010]根据本发明的转向柱减震元件的第一种实施形式，用于在较高的线性刚性和旋转刚性下脱耦来自底盘的方向盘震动的转向柱减震元件由弹性体/合成橡胶制成。该转向柱减震元件布置在外轴和被外轴至少部分且同轴容纳的内轴之间。根据本发明的弹性体-转向柱减震元件形成为弹性体环，具有40至80的肖氏硬度。为了调整脱耦性能和刚性，弹性体环具有至少一个轴向孔。由此可以在较高的线性刚性和旋转刚性的情况下同时在底盘和方向盘之间实现良好的动态脱耦性能。
[0011]用于调整脱耦性能和刚性的其他参数包括弹性体环的厚度和长度以及孔的数量、类型和分布。孔的类型包括贯穿孔/通孔和盲孔，孔的分布是指盲孔的一侧和两侧布置。如果所规定的孔为盲孔一并且其还布置在两侧，则布置在两侧的盲孔的轴向重叠部或者重叠部的长度在脱耦性能和刚性方面将发挥重要作用。因此可以这样调整这些参数，使得转向柱减震元件沿轴向、径向和圆周方向获得预先规定的或者期望的刚性和期望的脱耦性能。对此，增加厚度和增加长度以及减少孔的数量或者减少贯穿孔和降低重叠部(长度)会起到提高刚性的作用。
[0012]如果弹性体环具有布置在两侧的盲孔，则盲孔就可以相互偏移沿着弹性体环进行布置。在两侧的盲孔的数量可以相同或者存在差异。
[0013]适合制造根据本发明的弹性体环的弹性体为丁腈橡胶、羧化的丁腈橡胶或者乙烯丙烯酸酯橡胶。
[0014]构成转向柱减震元件的弹性体环还可以固定在内部支撑环和外部支撑环之间的挤压座/压合座中。
[0015]此外，本发明还涉及一种转向柱装置，具有内轴和外轴，内轴被至少部分且同轴包裹在外轴中。转向柱装置包括布置在内轴和外轴之间的转向柱减震元件，该转向柱减震元件是根据本发明所述的由弹性体环制成的转向柱减震元件。
[0016]内轴可以是指用于容纳转向轴的滑套，外轴由十字万向节叉的容纳段组成。转向柱减震元件可以布置在滑套和容纳段之间的挤压座中。
[0017]根据本发明设计为弹性体环的转向柱减震元件与根据现有技术的纤维强化的具有相应性能的万向节盘相比具有更小的空间需求(在直径方面)，此外，转向轴在发生碰撞的情况下可以贯穿根据本发明的转向柱减震元件。同时，刚性和脱耦性能的值在转向轴减震元件的整个使用寿命期内也保持稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]所示优点和其他优点通过下列说明参考附图加以说明。说明中参考的附图是为了便于理解。附图仅为本发明的一个实施形式的示意说明。
[0019]其中:
[0020]图1:弹性体环的横截面视图，
[0021]图2:图1中沿线A-A的弹性体环的纵截面视图。
【具体实施方式】
[0022]根据本发明的弹性体环构成用于转向柱的震动减震器；该弹性体环被布置在十字万向节叉的容纳部中。十字万向节叉的容纳段通常具有圆柱形的外壳。
[0023]为了尽可能好地脱耦底盘中所产生的转向系震动，并同时确保转向柱较高的刚性，以实现良好的转向舒适性，弹性体环由肖氏硬度为40至80的弹性体制成，并具有至少一个轴向孔。
[0024]图1显示的是星形的弹性体环I的横截面，在该弹性体环中均匀分布有六个轴向孔2。孔2为盲孔2，如图2中沿着图1的线A-A的纵截面所示。此处也显示了图1的横截面未显示的内容:弹性体环I具有布置在两侧的盲孔2，该盲孔在区域U中沿轴向重叠。图1中的环I例如可以在关于所有六个布置在“上部”的盲孔2的纵截面视图传递中的同时也具有六个布置在下侧的盲孔。
[0025]为了实现刚性和脱耦性能(沿轴向、径向和圆周方向)之间的最佳比例，可以对以下参数进行调整:
[0026]-弹性体环I的厚度或者壁厚，其中刚性随着壁厚的增大而增大，
[0027]-弹性体环I的长度,其中刚性随着长度的增大而增大，
[0028]-孔2的数量，其中孔2越少，刚性越大，
[0029]-孔2的类型，即是贯穿孔还是盲孔2，其中，优先为盲孔2，因为贯穿孔越少，刚性越大，
[0030]-孔2的布置和分布。如图2所示，盲孔2位于弹性体环I中的两侧(即近似地从后面看和从前面看)，根据不同或者相同的数量，由此可以实现刚性或者脱耦性能的均匀化。
[0031]-此外，在布置在两侧的盲孔2之间可以存在轴向的重叠部U，且可以调整该重叠部或其长度。如果重叠部U变小，则刚性增大。通过具有轴向重叠部U的布置在两侧的盲孔2，在调整参数时可以原则上实现特别良好的结果。
[0032]由此，减震元件的内部结构可以在具有良好脱耦性能的情况下获得较高的刚性。
[0033]用于制造弹性体环I的材料可以优选地由NBR( 丁腈橡胶)、XBR(羧化的丁腈橡胶)或者AEM(乙烯丙烯酸酯橡胶)组成。
[0034]弹性体环可以固定在内部支撑环和外部支撑环之间的挤压座中。为形成孔洞，可以将内部支撑环和外部支撑环组成的结构仅部分使用弹性体进行填充。通过局部连接内部支撑环和外部支撑环可以实现期望的性能。
[0035]通过弹性体环所形成的转向柱减震元件可以布置在外轴和被外轴至少部分且同轴容纳的内轴之间，由此构成既具有较高线性静态刚性、也具有较高旋转静态刚性的转向柱装置。此外同时实现了底盘和方向盘之间良好的动态脱耦性能。弹性体环可以被挤压在构成内轴的滑套上，该滑套容纳于构成外轴的十字万向节叉容纳段中。
【权利要求】
1.一种用于布置在外轴和被外轴至少部分且同轴容纳的内轴之间的转向柱减震元件(I)，该转向柱减震元件(I)由弹性体制成， 其特征在于， 弹性体-转向柱减震元件(I)形成为弹性体环(I)，具有40至80的肖氏硬度，且具有至少一个轴向孔(2)。
2.根据权利要求1所述的转向柱减震元件(I)， 其特征在于， 弹性体环(I) 根据转向柱减震元件(I)沿轴向、径向和圆周方向的预先规定的刚性和预先规定的脱耦性能，具有一个厚度和/或一个长度和/或多个孔(2)，该孔是贯穿孔和/或盲孔(2)，和/或孔⑵的分布，包含盲孔⑵在一侧或者两侧的布置和/或布置在两侧的盲孔⑵的轴向的重叠部(U)和重叠部(U)的长度。
3.根据权利要求2所述的转向柱减震元件(1)， 其特征在于， 布置在两侧的盲孔⑵相互偏移沿着弹性体环⑴进行布置，其中，在两侧的盲孔(2)的数量相同或者存在差异。
4.根据权利要求1至3中至少一项所述的转向柱减震元件(I)， 其特征在于， 弹性体由丁腈橡胶、羧化的丁腈橡胶或者乙烯丙烯酸酯橡胶组成。
5.根据权利要求1至4中至少一项所述的转向柱减震元件(I)， 其特征在于， 弹性体环(I)通过内部支撑环和外部支撑环之间的挤压座进行固定。
6.一种转向柱装置，具有内轴和外轴，内轴被至少部分且同轴包裹在外轴中，其中，在内轴和外轴之间布置有转向柱减震元件， 其特征在于， 转向柱减震元件为根据权利要求1至5中至少一项所述的转向柱减震元件(I)。
7.根据权利要求6所述的转向柱装置， 其特征在于， 内轴为用于容纳转向轴的滑套，外轴为十字万向节叉的容纳段，其中，转向柱减震元件(I)布置在滑套和容纳段之间的挤压座中。
【文档编号】F16D3/76GK104204580SQ201380015921
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年1月19日 优先权日:2012年3月23日
【发明者】A·赫本斯特雷特, S·克劳斯, S·舒尔茨 申请人:戴姆勒股份公司