内部金属中具有聚氨酯隔离器的顶部座架的制作方法
【专利摘要】本发明涉及内部金属中具有聚氨酯隔离器的顶部座架。具体地，本发明的一个变型可包括一种产品，所述产品包括用于支柱的顶部座架，所述顶部座架具有包括金属的第一内支柱杆附接部件、至少一部分容纳在所述第一支柱杆附接部件中的第二支柱附接部件、置于所述第一内支柱杆附接部件与所述第二内支柱杆附接部件之间的回弹或弹性材料，所述第二内支柱杆附接部件构造并且布置成容纳支柱杆。本发明的一个变型可包括一种产品，所述产品包括用于支柱的顶部座架，所述顶部座架具有内支柱杆附接部件、嵌在回弹或弹性材料中的第一阻尼材料，并且其中所述第一阻尼材料与所述回弹或弹性材料相比具有更大的阻尼特性。
【专利说明】内部金属中具有聚氨酯隔离器的顶部座架
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求2012年9月13日提交的美国临时申请N0.61/700,408的权益。
【技术领域】
[0002]本发明总体涉及的领域包括:包括支柱(strut)的顶部座架的产品及该产品的制造和使用方法。
【背景技术】
[0003]支柱可以通过顶部座架连接到车辆。
【发明内容】
[0004]本发明的一个变型可包括一种产品，所述产品包括用于支柱的顶部座架，所述顶部座架具有包括金属的第一内支柱杆附接部件、至少一部分容纳在所述第一支柱杆附接部件中的第二支柱附接部件、置于所述第一内支柱杆附接部件与所述第二内支柱杆附接部件之间的回弹或弹性材料，所述第二内支柱杆附接部件构造并且布置成容纳支柱杆。
[0005]本发明的一个变型可包括一种产品，所述产品包括用于支柱的顶部座架，所述顶部座架具有内支柱杆附接部件、嵌在回弹或弹性材料中的第一阻尼材料，并且其中所述第一阻尼材料与所述回弹或弹性材料相比具有更大的阻尼特性。
[0006]本发明的一个变型可包括一种产品，所述产品包括用于支柱杆的附接套管、覆盖所述套管的至少一部分的微孔聚氨酯。
[0007]方案1.一种包括用于支柱的顶部座架的产品，所述顶部座架具有包括金属的第一内支柱杆附接部件、至少一部分容纳在所述第一支柱杆附接部件中的第二支柱附接部件、置于所述第一内支柱杆附接部件与所述第二内支柱杆附接部件之间的回弹或弹性材料，所述第二内支柱杆附接部件构造并且布置成容纳支柱杆。
[0008]方案2.如方案I所述的产品，其中所述回弹或弹性材料包括微孔聚氨酯材料。
[0009]方案3.如方案I所述的产品，其中所述第二内支柱杆附接部件包括金属。
[0010]方案4.如方案I所述的产品，其中所述第二支柱附接部件包括用于容纳支柱杆的套管部分。
[0011]方案5.如方案4所述的产品，其中所述第二支柱附接部件包括沿着径向方向延伸的凸缘。
[0012]方案6.如方案5所述的产品，其中所述回弹或弹性材料覆盖所述凸缘的至少一部分。
[0013]方案7.如方案I所述的产品，其中所述回弹或弹性材料具有在其中形成的多个空隙。
[0014]方案8.如方案I所述的产品，进一步包括第二回弹或弹性材料，所述第二回弹或弹性材料环绕所述第一支柱杆附接部件的至少一部分。[0015]方案9.如方案8所述的产品，其中所述第一回弹或弹性材料与所述第二回弹或弹性材料相比具有更大的阻尼特性。
[0016]方案10.如方案I所述的产品，其中所述第一支柱杆附接部件具有球形形状。
[0017]方案11.如方案I所述的产品，其中所述内支柱杆附接部件具有心脏形状。
[0018]方案12.—种包括用于支柱的顶部座架的产品，所述顶部座架具有内支柱杆附接部件、嵌在回弹或弹性材料中的第一阻尼材料，并且其中所述第一阻尼材料与所述回弹或弹性材料相比具有更大的阻尼特性。
[0019]方案13.—种产品，所述产品包括用于支柱杆的附接套管、覆盖所述套管的至少一部分的微孔聚氨酯。
[0020]方案14.如方案13所述的产品，其中所述套管包括沿径向方向延伸的凸缘，并且其中所述微孔聚氨酯覆盖所述凸缘的至少一部分。
[0021]通过下文提供的详细描述，本发明的其它变型将变得显而易见。应该理解，在公开本发明的说明性变型时，该详细描述和具体例子仅是说明性的，并非意在限制本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]通过对附图进行的以下简要描述，将能更全面地理解本发明的说明性变型。
[0023]图1是根据本发明的多个变型的用于支柱的顶部座架的截面图，该顶部座架具有刚性内支柱杆附接部件。
[0024]图2是根据本发明的多个变型的从有用的轴承截取的若干部分的分解立体图。
[0025]图3图示根据本发明的多个变型的包括内支柱杆附接部件的用于支柱的顶部座架，该附接部件包括至少两部分，这两部分包括第一上部内支柱杆附接部分和第一下部内支柱杆附接部分。
[0026]图4图示根据本发明的多个变型的用于支柱的顶部座架，该座架包括分离的内支柱杆附接部件和分离的主回弹或弹性元件。
[0027]图5图示根据本发明的一个变型的用于支柱的顶部座架，该座架包括高阻尼材料并且被嵌入主回弹或弹性元件中。
[0028]图6图示根据本发明的多个变型的用于支柱的顶部座架，该座架包括分离为至少四部分的主回弹或弹性元件。
[0029]图7图示根据本发明的多个变型的包括内支柱杆附接部件14的用于支柱的顶部座架，该附接部件可以具有球形形状。
[0030]图8图示根据本发明的多个变型的用于支柱的顶部座架，该座架包括具有一体形成的环形轴承的内支柱杆附接部件。
[0031]图9是根据本发明的多个变型的从有用的环形轴承截取的若干部分的分解立体图。
[0032]图10图示根据本发明的多个变型的用于支柱的顶部座架，该座架包括具有一体形成的第二支柱轴承的下部壳部分。
[0033]图11图示根据本发明的多个变型的用于支柱的顶部座架，该座架包括分离为至少三部分的主回弹或弹性元件。[0034]图12图示支柱座架的一个变型，其中，三个支柱模块负载聚集到穿过主回弹或弹性元件的单个路径中。
[0035]图13图示支柱座架的一个变型，其中，支柱模块负载聚集到两个路径中，一个路径穿过主回弹或弹性元件，而另一个路径穿过顶部座架外罩。
【具体实施方式】
[0036]对选定变型的以下详细描述本质上仅是说明性的并且决非意在限制所主张的发明、其应用或用途。
[0037]图1是根据本发明的多个变型的用于支柱的顶部座架的截面图。顶部座架8包括可以用多个紧固装置中的任意紧固装置连接在一起的第一壳部分10和第二壳部分12，所述紧固装置包括但不限于铆钉、铆螺母或螺栓和螺母9。第一壳部分10可包括可以由金属或其它合适的材料制成的外层U。类似地，第二壳部分12可包括可以由金属或其它合适的材料制成的外层13。在一个变型中，用于支柱的顶部座架8可包括内支柱附接部件14，而支柱杆轴承16可以与其一体形成。在多个变型中，内支柱杆附接部件14可具有心脏形状，并且可以是单个部分或可以是至少两部分。内支柱杆附接部件14可以由与下文讨论的主回弹或弹性元件相比相对坚硬的材料制成。用于内支柱杆附接部件14的合适的刚性材料包括但不限于聚合材料或金属，包括但不限于诸如铝、钢的金属或纤维强化塑料或诸如尼龙的热固性材料中的至少一种。支柱杆轴承16可包括至少两部分，每个部分容纳多个轴承
18,轴承18可以是容纳在轴承套20中的球轴承或另一种形状的轴承。可以设置第一端盖22和第二端盖24以保持轴承18处于套20中，如图2所最佳示出的。
[0038]顶部座架8还可包括主回弹或弹性元件26，其可以是单个部分或多个部分。主回弹或弹性元件26可包括被构造和布置为反复阻尼载荷的任何合适的压缩性材料，并且可包括但是不限于天然或合成橡胶材料。主回弹或弹性元件26可完全或至少部分地包围内支柱杆附接部件14。支柱杆28可延伸穿过轴承部分16提供的开口。支柱杆28可包括接合每个轴承部分16的第一面32的第一肩30，并且螺母34可穿在支柱杆28的末端上并且可以静置在每个轴承部分16的第二面36上。轴承16可包括分离的内圈(inner race)。内支柱杆附接部件14和一体形成的支柱杆轴承16允许支柱杆28进行更大的旋转运动并且产生更好的性能，所述性能包括载荷隔离、转向感、耐用性和减小松弛产生的隆隆声。
[0039]现在参照图3，在另一变型中，内支柱杆附接部件14包括至少两个部分，这至少两个部分包括第一上部内支柱杆附接部分14A和第一下部内支柱杆附接部分14B。上部内支柱杆附接部分14A可以与下部内支柱杆附接部分14B匹配，并且可以包括限定在其中的机械锁定特征15以将上部内支柱杆附接部分14A和下部内支柱杆附接部分14B固定在一起。这种布置允许单独地和更节约成本低制造上部内支柱杆附接部分14A和下部内支柱杆附接部分14B的零件。此外，上部支柱杆附接部分14A可以容纳在上壳部分10中，并且下部内支柱杆附接部分14B可以容纳在下壳12中。然而，机械锁定特征不是必需的，并且可以通过紧固到一起的第一壳部分10和第二壳部分12将上部内支柱杆附接部分14A和下部内支柱杆附接部分14B简单地保持在一起。
[0040]现在参照图4，在多个变型中，用于支柱的顶部座架8可包括分离的内支柱杆附接部件14和分离的主回弹或弹性元件26。在一个变型中，可以设置上回弹或弹性元件26A和下回弹或弹性元件26B。上回弹或弹性元件26A可以沿轴向压缩。分离的内支柱杆附接部件14和分离的主回弹或弹性元件26允许校准主回弹或弹性元件26，由此提高座架的静态和动态性能。在多个变型中，可以在主回弹或弹性元件的分离部分上设置罐状外壳。在多个变型中，外壳或罐可以是但不限于钢、铝或塑料或诸如尼龙的热固性材料中的至少一种。在多个变型中，分离的主回弹或弹性元件26可以提供能够沿两个方向校准主回弹或弹性元件的优点。在多个变型中，分离的主回弹或弹性元件的其它优点可包括更好的性能，这包括载荷隔离、耐用性和减少松弛产生的隆隆声。
[0041]现在参照图5，在另一变型中，可以设置高阻尼材料38，诸如但不限于微孔聚氨酯(MCU) 38，并且其可以被嵌入主回弹或弹性元件26中。在一个变型中，高阻尼材料38还可以被嵌入内支柱杆附接部件14中以吸收由平坦道路震动和前进道路噪声导致的小道路载荷。高阻尼材料38可以覆盖被支柱杆28延伸穿过的第二支柱杆附接部件或套管40的一部分。第二支柱杆附接部件40可包括沿径向方向延伸的凸缘41。在一个变型中，支柱杆28和所附接的第二支柱杆附接部件40被允许在高阻尼材料38中自由振动。可以在MCU 38中设置多个空隙39，这同样用于校准性能。主回弹或弹性元件26可包括低阻尼天然回弹或弹性化合物，其可以经由相位角和kd/kd比率来“校准”。第二内支柱杆附接部件40可由包括但不限于硬质塑料或金属的刚性材料制成。
[0042]现在参照图6，在另一变型中，主回弹或弹性元件26可以分成至少四部分。在一个变型中，主回弹或弹性元件26可包括径向分离部分42和沿支柱杆的轴线的轴向前后分离部分43。在一个变型中，可以在主回弹或弹性元件26A、26B、26C、26D中的至少一些中设置前后空隙，以减小前后比例并改进松弛隆隆声。轴向前后分离部分43可以使主回弹或弹性元件26沿横跨汽车的方向被压缩以增大轴向-径向比率。主回弹或弹性元件26的四个部分允许沿两个方向校准主回弹或弹性元件26。经校准的四部分主回弹或弹性元件26具有优化的静态和动态性能和优异的耐用性。在主回弹或弹性元件26的侧面中的空隙50降低前后硬度。可以为主回弹或弹性元件26A、26B、26C、26D中的每一部分设置外壳53。也就是说，外壳53可包括四部分。可选择地，外壳53可以是被主回弹或弹性元件26的多个部分插入的至少一个部分。外壳可以由金属、纤维强化复合材料的聚合物制成。
[0043]再次参照图6，在一个变型中，将主回弹或弹性元件26组装到水平径向分离部分中使得工具能被用于从侧面进入穿过径向分离部分以插入内支柱杆附接部件14。内支柱杆附接部件14可以是多个部分。之后，可以压缩主回弹或弹性元件26。在另一变型中，内支柱杆附接部件14可以被设置为一个部分并且主回弹或弹性元件26的四个部分可以位于内支柱杆附接部件14周围，并且之后可以压缩主回弹或弹性元件26。
[0044]现在参照图7，在另一变型中，内支柱杆附接部件14可以具有球形形状，并且顶部座架8可以具有一体形成在球形内支柱杆附接部件14中的轴承16。具有球形形状和一体形成的轴承16的内支柱杆附接部件14提供改进的转向感并且改进松弛产生的隆隆声。
[0045]现在参照图8，在另一变型中，顶部座架8可包括具有球形形状和一体形成的轴承16的内支柱杆附接部件14，该轴承16具有环形轴承18。具有该设计的支柱杆顶部座架的益处是提供改进的转向感。环形滚珠轴承18减小内支柱杆附接部件14的圆锥率，这改进了转向感、松弛隆隆声、操作和耐用性。图9图示具有环形滚珠轴承18的轴承16。
[0046]现在参照图10，在另一变型中，顶部座架的下壳部分12可具有一体形成的上弹簧轴承箱45。弹簧轴承44被容纳在上弹簧轴承箱45和下弹簧轴承箱49之间。在一个变型中，震动缓冲杯46可以由包括但不限于金属(诸如钢)的任何合适材料制成，并且可以机械附接到下壳部分12。
[0047]现在参照图11，在另一变型中，主回弹或弹性元件26可以分为至少三部分。在一个变型中，主回弹或弹性元件26可包括径向分离部分42和沿支柱杆的轴线的轴向前后分离部分43，在完成径向分离部分之后，支柱杆可以被设置在两个部分中的上部部分中。
[0048]参照图7，在多个变型中，本发明可包括插入或容纳在主回弹或弹性元件中的一个或多个比率板100。比率板100可以是薄片材料，可包括钢、铝、塑料或热固性树脂(诸如但不限于尼龙)中的至少一种。比率板100可以被安置为增加主回弹或弹性组件的硬度。在多个变型中，比率板的方向可以在顶部座架中横跨汽车。在多个变型中，比率板可具有部分空心圆锥或空心球的形状。在多个变型中，比率板可具有第一和第二相对的平坦面以及第一和第二相对侧。在一个变型中，第一和第二相对面可以具有高度A，高度A可以是例如12_。在另一变型中，第一和第二相对面可以具有第二高度B，第二高度B小于宽度A，从而与具有第一和第二相对面较宽的比率板的主回弹或弹性组件相比，减小主回弹或弹性组的硬度。
[0049]图12图示支柱座架，其中三个支柱模块负载聚集到穿过主回弹或弹性元件的单个路径中。弹簧负载、震动缓冲负载和支柱杆负载聚集穿过主回弹或弹性元件。
[0050]图13图示支柱座架，其中，支柱模块负载聚集到两个路径，一个路径穿过主回弹或弹性元件，而另一个路径穿过顶部座架外罩。
[0051]对本发明的变型的以上描述在本质上仅是说明性的，并且因此不应该认为本发明的变型偏离了本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种包括用于支柱的顶部座架的产品，所述顶部座架具有包括金属的第一内支柱杆附接部件、至少一部分容纳在所述第一支柱杆附接部件中的第二支柱附接部件、置于所述第一内支柱杆附接部件与所述第二内支柱杆附接部件之间的回弹或弹性材料，所述第二内支柱杆附接部件构造并且布置成容纳支柱杆。
2.如权利要求1所述的产品，其中所述回弹或弹性材料包括微孔聚氨酯材料。
3.如权利要求1所述的产品，其中所述第二内支柱杆附接部件包括金属。
4.如权利要求1所述的产品，其中所述第二支柱附接部件包括用于容纳支柱杆的套管部分。
5.如权利要求4所述的产品，其中所述第二支柱附接部件包括沿着径向方向延伸的凸缘。
6.如权利要求5所述的产品，其中所述回弹或弹性材料覆盖所述凸缘的至少一部分。
7.如权利要求1所述的产品，其中所述回弹或弹性材料具有在其中形成的多个空隙。
8.如权利要求1所述的产品，进一步包括第二回弹或弹性材料，所述第二回弹或弹性材料环绕所述第一支柱杆附接部件的至少一部分。
9.一种包括用于支柱的顶部座架的产品，所述顶部座架具有内支柱杆附接部件、嵌在回弹或弹性材料中的第一阻尼材料，并且其中所述第一阻尼材料与所述回弹或弹性材料相比具有更大的阻尼特性。
10.一种产品，所述产品包括用于支柱杆的附接套管、覆盖所述套管的至少一部分的微孔聚氨酯。
【文档编号】F16C35/077GK103671572SQ201310416985
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2012年9月13日
【发明者】B.D.威尔逊 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司