CN107606015A - 一种板簧衬套总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种板簧衬套总成，包括两个外衬套、两个内衬套及一个轴管；两个外衬套套于轴管上，两个内衬套分别从轴管的两端设置于外衬套与轴管之间；外衬套包括内筒和橡胶层，橡胶层硫化于内筒的外侧面上；橡胶层包括圆柱主体，在圆柱主体的侧表面的轴向设置有多个小凸起。避免板簧卷耳端部与板簧支架干涉；采用非金属件，减轻重量；过盈量较小，减小车辆在行驶时板簧相对板簧支架的力矩，提高车辆行驶的平顺性；维修时拆换方便；消除板簧运动时的噪声。

Description

一种板簧衬套总成

技术领域

本发明属于汽车板簧技术领域，特别是指一种板簧衬套总成。

背景技术

在悬架系统的导向装置中(如摆臂、后桥、板簧等)，与车身连接的铰链点越来越多的采用橡胶衬套的连接方式。橡胶衬套以其隔振性能好，具有弹性特征及衰减特性等优点，已成为汽车上不可或缺的重要元件。

悬架摆臂衬套将悬架摆臂和车身(或车架、副车架)连在一起，当摆臂上下运动时，起到缓冲关节的作用，当悬架收到冲击时，起到缓冲作用，同时，作为汽车悬架系统的导向和传力元件，将车轮上的各种里传递给车身同时保证车轮按一定轨迹运动。

随着人们对车辆乘坐舒适性要求越来越高，对汽车悬架系统的特性的要求越来越大。为了减小摆臂上下运动时的阻力，同时有效的控制来自路面冲击而引起车身的振动，在设计时不仅要使摆臂衬套具有较大的径向刚度和轴向刚度来保证摆臂相对摆臂轴的轴向和侧向位置，而且要降低衬套的扭转刚度以减小阻力，提供悬架舒适性，但是对于衬套来说，增大径向和轴向刚度和减小扭转刚度是互相矛盾。

越来越多的轻型卡车、商务客车等车型中，在满足足够承载要求的前提下，车辆的设计越来越追求舒适性能，因而在其使用的板簧式非独立悬架结构中(大部分车型仍在使用该类悬架)，橡胶衬套式的连接方式也非常普遍。因此板簧卷耳衬套作为一个连接的软关节，如何在承受大载荷、大变形的情况下仍能够保持较长使用寿命是一个重要的研究课题。

现行比较普通摆臂衬套一般由金属内筒和金属外筒，以及两者之间的橡胶构成，三者通过硫化形成一体，然后将衬套压入摆臂本体，通过过盈配合使外管与摆臂本体结合一体。当衬套扭转刚度较大，舒适性变差，同时在大扭转角度下，产生较大的扭转力矩，橡胶内部产生较大的剪切力，衬套寿命大幅降低。

如图1所示为现有技术的板簧及衬套结构，包括板簧、金属外筒、橡胶层、金属内筒及板簧卷耳；汽车板簧非独立悬架的衬套由金属内筒和金属外筒，以及两者之间的橡胶层构成，三者通过硫化形成一体，然后将衬套压入板簧卷耳中，通过过盈配合使金属外筒与板簧卷耳结合一体。

现有技术通过过盈配合使金属外筒与板簧卷耳结合一体，过盈量小，衬套的拔脱力就小，在车辆运动过程中受到侧向力作用时容易脱出，造成板簧与板簧支架干涉和噪声，反之，过盈量过大，难以压装；板簧上下运动时衬套与销轴之间摩擦阻力大；衬套是易损件，维修时不方便。

如图2所示为现有技术钢板弹簧弹性混合型衬套总成，包括轴管、外护套及内护套总成；见现有技术文献，钢板弹簧弹性混合型衬套总成(CN202623834U)和一种板簧卷耳衬套及其安装方法(CN106347055A)，但是各个结构特征不清楚，以及结构尺寸之间关系不清楚，无法生产有用的产品，不能保证能否安装，更不能保证衬套的可靠性和性能；板簧衬套总成压入板簧卷耳前后的结构和尺寸变化不清；影响衬套性能的具体结构细节不清楚。

发明内容

本发明的目的是提供一种板簧衬套总成，以解决现有技术的板簧衬套易从板簧中脱出及摩擦阻力大，寿命低的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种板簧衬套总成，包括两个外衬套、两个内衬套及一个轴管；两个所述外衬套套于所述轴管上，两个所述内衬套分别从所述轴管的两端设置于所述外衬套与所述轴管之间；

所述外衬套包括内筒和橡胶层，所述橡胶层硫化于所述内筒的外侧面上；

所述内筒为设置有轴向贯通的缺口的圆柱管结构；在所述内筒的两端部的内表面均设置有端部锥面；

所述橡胶层包括圆柱主体，在所述圆柱主体的一端设置有向所述圆柱主体的内径方向延伸的小圆环；在所述圆柱主体的另一端设置沿所述圆柱主体径向向外延伸的圆环，在所述圆柱主体的侧表面靠近所述圆环处设置有沟槽；

在所述圆环面向所述小圆环的一侧的边沿处设置有一圈锥面圆环；

所述圆柱主体的长度大于所述内筒的长度；

在所述圆柱主体的侧表面的轴向设置有多个小凸起。

所述轴管为圆柱管结构，所述轴管两端均凸出于相对应的所述内衬套的端面。

所述内筒缺口的宽度＝π×(内筒的内径-内衬套的外径)+π×(筒体的内径-轴管的外径)+2。

所述圆柱主体设置有所述小圆环的一端与相近的所述内筒端部的距离，大于所述圆柱主体的另一端与相近的所述内筒端部的距离。

所述小凸起的截面为半圆形。

所述内衬套包括筒体及在所述筒体的一端沿所述筒体的径向向外延伸的圆环部；

在所述圆环部的外表面的边沿处设置有一圈截面为三角形的凸起，凸起的两个表面分别为内锥面和外锥面；

在所述圆环部的内表面近所述筒体处设置有内圆环面，且在所述圆环部的内表面的边沿处设置有内侧锥面；

在所述筒体的另一端内表面设置有一圈端部锥面；

在所述筒体的外表面及所述内圆环面上设置有L形缺口。

所述L形缺口的内侧宽度大于所述L形缺口外侧的宽度。

所述L形缺口位于所述内圆环面上的长度大于所述筒体内径的三分之一。

所述内锥面与所述外锥面的夹角大于120°。

本发明的有益效果是：

避免板簧卷耳端部与板簧支架干涉；采用非金属件，减轻重量；过盈量较小，减小车辆在行驶时板簧相对板簧支架的力矩，提高车辆行驶的平顺性；维修时拆换方便；消除板簧运动时的噪声。

附图说明

图1为现有技术板簧及衬套结构；

图2为现有技术钢板弹簧弹性混合型衬套总成；

图3为本发明结构示意图；

图4为本发明压装前的主视图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为外衬套压装前的示意图；

图7为内筒硫化前的示意图；

图8为内衬套压装前的示意图；

图9为本发明压入板簧卷耳后并安装到板簧支架上的示意图。

附图标记说明

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本申请提供一种板簧衬套总成，如图3至图9所示，包括两个外衬套、两个内衬套及一个轴管；两个外衬套套于轴管上，两个内衬套分别从轴管的两端设置于外衬套与轴管之间。同时，板簧衬套总成的设计还涉及到板簧4、销轴5、板簧支架6等，外衬套1、内衬套2、轴管3为单个零部件，压入板簧4中后形成一个功能整体。

板簧4的端部有板簧卷耳41，板簧卷耳41的宽度为L1，内径为D4，如图9所示。

外衬套包括内筒和橡胶层，橡胶层硫化于内筒的外侧面上。

内筒为设置有轴向贯通的缺口的圆柱管结构；在内筒的两端部的内表面均设置有端部锥面。

橡胶层包括圆柱主体，在圆柱主体的一端设置有向圆柱主体的内径方向延伸的小圆环；在圆柱主体的另一端设置沿圆柱主体径向向外延伸的圆环，在圆柱主体的侧表面近圆环处设置有沟槽。

在圆环面向小圆环的一侧的边沿处设置有一圈锥面圆环。

圆柱主体的长度大于内筒的长度。

在圆柱主体的侧表面的轴向设置有多个小凸起。

轴管3为金属材料，内外为同心的圆柱面，两端都有倒角，便于安装，外径为D1，轴管3凸出内衬套2的外圆环面21的高度为H，如图3、图4、图5及图9所示。

外衬套1由内筒11和橡胶层12硫化而成，内筒11位于橡胶层12内侧，内径为D2，内筒11相对橡胶层12内侧的圆柱主体123，一端缩进c1，另一端缩进c2，圆柱主体123长度为a2，内筒11长度为a2，a2＝a1-c1-c2，c1＞c2，如图3、图5、图6、图7及图9所示。

内筒11为高强度、耐磨耐热的非金属材料，内外为同心圆柱面，厚度为t2，长度为a2，内径为D2，包括缺口111、端部锥面112；缺口111的宽度为c3，c3＝π×(D2-d2)+π×(d1-D1)+2，其中D1为轴管3的外径，d2为内衬套2外径，用于内筒11的直径的收缩；端部锥面112的截面与中心夹角为15°左右，用于减小端部刚度与内衬套2的干涉，如图3、图5、图6、图7及图9所示。

橡胶层12上有小圆环121、圆角122、圆柱主体123、小凸起124、沟槽125、圆环126、锥面圆环127；小圆环121包裹内筒11端部一部分，厚度为c1；圆柱主体123为橡胶层12的主体，厚度为t1，长度为a1，外径为d3，衬套压入前d3＞D4；圆柱主体123四周均布复数个小凸起124，小凸起124外表面为圆柱面，圆柱面高出圆柱主体123的高度为1～1.5mm，长度为a3，a3在圆柱主体123的长度a2的1/2～2/3之间；沟槽125的宽度a4为2～3mm，沟底直径为d4，d4＜d3，用途是安装时橡胶层12的流动，避免橡胶层12内伤和安装时与板簧卷耳的干涉；圆环126的厚度为t3，用于缓冲侧向力的作用，圆环126内侧到小圆环121的距离为a0；锥面圆环127的厚度和作用与圆环126相同，如图1、图3、图4、图5、图7所示。

外衬套1的制造时先用圆柱体内撑于内筒11内，使缺口111的宽度c3为π×(D2-d2)+π×(d1-D1)+2，然后进行橡胶层12成型，橡胶填满内筒11的缺口111，最后将内筒11和橡胶层12硫化在一起，外衬套1的内孔略呈椭圆形，D2＞d2，如图3、图5、图6及图7所示。

内衬套2为非金属材料，机械强度、耐磨、润滑等性能优于金属材料，如改性尼龙PA66等，上有外圆环面21、内锥面22、外锥面23、内侧锥面24、内圆环面25、L形缺口26、筒体27、端部锥面28等。筒体27为内衬套2的主体，内外为同心圆柱面，厚度为t3，内径为d1，衬套压入前d1＞D1；大端由外圆环面21、内锥面22、外锥面23、内侧锥面24、内圆环面25等组成，用于缓冲侧向力的作用，外圆环面21的直径为d5，内圆环面25的直径为d6，外圆环面21到内圆环面25的厚度为t4；内侧锥面24与内圆环面25的截面夹角为4°，用于本发明安装后始终保持与板簧支架6的柔性接触；内锥面22和外锥面23的夹角大于120°，内锥面22和外锥面23的交线为尖圈，尖圈到外圆环面21的高度为h，直径为d7，与内侧锥面24一起，用于密封，防止灰尘和水等进入衬套内，d7＞d6＞d5＞d3；L形缺口26内侧宽度m1，外侧宽度m2，m1＞m2，π×(d1-D1)≤m1＜π×(d1-D1)+0.5，径向长度大于筒体27内径d1的1/3，用于筒体27内径d1的收缩，如图3、图4、图5、图8及图9所示。

在板簧衬套总成压装前t1＞t2＞t3，t3≥t4，D2＞d2，d3＞D4，如图3至图8所示。

用专用装置将安装好的两个外衬套1、两个内衬套2和一个轴管3一起压入板簧4的板簧卷耳41内，外衬套1的橡胶层12的外径d3＞板簧41的内径D4，加上橡胶层12上的小凸起124，当板簧衬套总成被压入板簧41中后，由于橡胶层12的挤压，内筒11的缺口111的宽度c3由(D2-d2)+π×(d1-D1)+2变为2mm，并挤压内衬套2mm，使内衬套2上的L形缺口26的宽度m1变到0.5mm以内，使内衬套2紧贴轴管3，由D2＞d2变为D2＝d2，由d3＞D4变为d3＝D4，板簧衬套总成变为紧固于板簧卷耳41内的可运输、装配的功能整体，如图9所示。

同时，压装后轴管3凸出内衬套2的外圆环面21的高度为H，尖圈高度h＞H，板簧4的宽度L1＞2×a0，使两个内衬套2在板簧卷耳41内保持一定距离，如图9所示。

再用销轴5和螺母将板簧4固定到板簧支架6内，轴管3的两端面与板簧支架6内侧贴合，由于h＞H，衬套内部密封，防止灰尘和水等进入衬套内，如图9所示。

工作原理

1、将板簧卷耳中一个衬套改为两个短衬套，从板簧卷耳两端压入，衬套大端有缓冲圆环，把板簧卷耳端部与板簧支架隔开，防止在车辆行驶时侧向力使板簧卷耳端部与板簧支架干涉和摩擦。

2、确立内衬套、外衬套、轴管、板簧卷耳、板簧支架之间的结构和尺寸关系，以及安装前后的尺寸变化关系，使板簧衬套容易安装，且安装后具有良好的可靠性。

3、不采用金属外筒，橡胶层直接与板簧卷耳接触，大幅减轻衬套的重量，并减小振动和噪声。

4、由于合理的结构尺寸，衬套不需要用很大的力压入板簧卷耳，过盈量较小，减小车辆在行驶时板簧相对板簧支架的力矩，提高车辆行驶的平顺性。

5、由于合理的结构尺寸，衬套压入力小，拔脱力也小，衬套是易损件，维修时拆换方便。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (9)

1.一种板簧衬套总成，其特征在于，包括两个外衬套、两个内衬套及一个轴管；两个所述外衬套套于所述轴管上，两个所述内衬套分别从所述轴管的两端设置于所述外衬套与所述轴管之间；

所述外衬套包括内筒和橡胶层，所述橡胶层硫化于所述内筒的外侧面上；

所述内筒为设置有轴向贯通的缺口的圆柱管结构；在所述内筒的两端部的内表面均设置有端部锥面；

所述橡胶层包括圆柱主体，在所述圆柱主体的一端设置有向所述圆柱主体的内径方向延伸的小圆环；在所述圆柱主体的另一端设置沿所述圆柱主体径向向外延伸的圆环，在所述圆柱主体的侧表面靠近所述圆环处设置有沟槽；

在所述圆环面向所述小圆环的一侧的边沿处设置有一圈锥面圆环；

所述圆柱主体的长度大于所述内筒的长度；

在所述圆柱主体的侧表面的轴向设置有多个小凸起。

2.根据权利要求1所述的板簧衬套总成，其特征在于，所述轴管为圆柱管结构，所述轴管两端均凸出于相对应的所述内衬套的端面。

3.根据权利要求1所述的板簧衬套总成，其特征在于，所述内筒缺口的宽度＝π×(内筒的内径-内衬套的外径)+π×(筒体的内径-轴管的外径)+2。

4.根据权利要求1所述的板簧衬套总成，其特征在于，所述圆柱主体设置有所述小圆环的一端与相近的所述内筒端部的距离，大于所述圆柱主体的另一端与相近的所述内筒端部的距离。

5.根据权利要求1所述的板簧衬套总成，其特征在于，所述小凸起的截面为半圆形。

6.根据权利要求1所述的板簧衬套总成，其特征在于，所述内衬套包括筒体及在所述筒体的一端沿所述筒体的径向向外延伸的圆环部；

在所述圆环部的外表面的边沿处设置有一圈截面为三角形的凸起，凸起的两个表面分别为内锥面和外锥面；

在所述圆环部的内表面近所述筒体处设置有内圆环面，且在所述圆环部的内表面的边沿处设置有内侧锥面；

在所述筒体的另一端内表面设置有一圈端部锥面；

在所述筒体的外表面及所述内圆环面上设置有L形缺口。

7.根据权利要求6所述的板簧衬套总成，其特征在于，所述L形缺口的内侧宽度大于所述L形缺口外侧的宽度。

8.根据权利要求6所述的板簧衬套总成，其特征在于，所述L形缺口位于所述内圆环面上的长度大于所述筒体内径的三分之一。

9.根据权利要求6所述的板簧衬套总成，其特征在于，所述内锥面与所述外锥面的夹角大于120°。