CN1003987B - 联接车架和刚性车轴的联接装置 - Google Patents

Abstract

通过少量的单独连接件完成刚性轴８、１８、３８与刚性联接在车轴底盘上的可垂直滑动悬架之间的固定联接，所说的连接件能承受纵向推力和制动扭矩，并通过适当组合的旋转移动接头吸收侧向推力，从而满足了车轴联接对各个运动方向的要求。对每一根车轴都设想至少用这样一个接头，该接头的一端与悬架１０、２０的底部联接，另一端联接在车轴８、１８、３８上。组成接头的基本零件有一个可转动的销柱３、１３、４３，此销柱或与一个旋转移动套筒２、１２联接，或者与一个叉形构件３７联接，叉形构件３７可绕车轴３８上的一个销子３６转动。见图２。

Description

联接车架和刚性车轴的联接装置

本发明涉及一种用旋转移动接头组件连接车轴和可垂直滑动的悬架的联接装置。

更准确地说，本发明介绍的是一种包括用旋转移动接头组件，使刚性轴装在机动车辆车架上的联接装置。

已经知道，在刚性轴的悬架中使用可作垂直运动轨迹的弹性元件（螺旋弹簧、空气弹簧、液压空气弹簧和类似的其它弹簧），其纵向和横向推力被车辆车轴和底盘之间的各个独立联接元件所吸收;这些联接元件由铰接的臂和反作用杆系统组成。本说明书中所用的术语“横向”和“纵向”是对车辆的行进方向而说的。

对于一般安装在工业车辆上的悬架，所说的刚性轴与车架之间的联接件铰接系统，包括一组与一根刚性横向杆（Panhard式）相接的多元纵向拉杆;或由一根横向推力杆与一个三角形拉杆相联，而三角形拉杆的底部紧固在车轴上，其顶部枢轴连接在底盘上;或者由许多纵向拉杆与一个三角形拉杆相联，而三角形拉杆的顶部枢轴连接在车轴上，其底部通过一根可吸收横向推力的销子联接在底盘上。

因此，无论在那种情况下，车轴与车架之间都需要一个由许多独立的联接件构成的复杂系统，以便吸收横向和纵向推力，使悬架严格按照一个垂直的运动轨迹运动。

由于这种系统中包括有许多联接件和接头，而且这种复杂的联接结构的尺寸和重量都相当大，维护保养困难（比如接头的润滑），因此，该联接系统的制造和维修费用都很高。

本发明的目的就是要消除或减小上述系统的缺点。本发明提供了一种联接刚性轴和车架的装置，其中包括设置在车轴和悬架之间的接头组件，因此在车架和车轴之间仅需要少量的联接元件，从而减小了联接结构的尺寸和重量，维修方便，降低制造和维修费用。

从下列描述中，将会使明显地认识本发明的上述目的和优点，它们通过一联接装置而实现，该联接装置把装有可垂直滑动悬架的车架紧固在车轴上，联接装置包括有设置在刚性轴和车架之间的联接元件（拉力杆或三角形拉杆），这些联接元件适于承受纵向推力和制动扭矩，其特征是可垂直滑动的悬架至少通过一个接头组件与所说的车轴联接，所说的接头组件包括一个可转动的销柱，转动销柱与一个旋转移动套筒相联接，而旋转移动套筒装在所说悬架底部的圆柱形支座内。

现在参照附图对本发明进行描述，其中：

图1是本发明第一实施例接头组件的透视部件分解图;

图2是图1中的接头组件联接在一个车轴和一个可垂直滑动悬架上的透视图，其中一部分为剖视图;

图3是本发明第二实施例接头组件的透视部件分解图;

图4是图3中的接头组件联接在一个车轴和一个可垂直滑动悬架上的透视图，其中一部分为横向剖视图;

图5是图3中的接头组件联接在一个车轴和一个可垂直滑动悬架上的透视图，其中一部分为纵向剖视图;

图6是本发明第三实施例接头组件的透视部件分解图;

图7是图6中的接头组件联接在一个车辆和一个可垂直滑动悬架上的透视图，其中一部分为剖视图;

图8是本发明第四实施例接头组件联接在一个车轴和一个可垂直滑动悬架上的透视图，其中一部分为剖视图;

图9和图10简略地表示两个根据本发明的刚性轴联接装置;

图11和图12简略地表示出图9中的车轴悬架系统处于两种不同运行位置时的情况，其中一部分为正剖视图;

图13和图14简略地表示出图9中的一部分车轴悬架系统处于两种不同运行位置时的情况，其中一部分为侧剖视图;

图15和图16简略地表示出图10中的车轴悬架系统处于两种不同运行位置时的情况，其中一部分为正剖视图;

图17和图18为沿图10中箭头A向的侧视图，表示一部分车轴悬架系统处于两种不同运行位置时的情况;

图19和图20为沿图10中箭头B向的侧视图，表示一部分车轴悬架系统处于与图17和图18同样的两种位置时的情况。

根据本发明，联接车辆刚性轴和固定在车架上的悬架的系统，包括在车架和车轴之间使用独立联接元件，这些联接元件适于承受纵向推力和制动扭矩，还包括有设置在悬架和车轴之间的旋转移动联接头组件，这将在下面详细描述。

参照附图1和2，根据本发明的旋转移动接头组件包括有一个空心圆筒形壳体1，圆筒形壳体1底部开启，圆筒柱面上至少有一开口4，最好是两个相对的开口4和4′。壳体1内容纳一个空心套筒2，套筒2同样向下开启，空心套筒2由两垂直交叉的圆柱形成一圆件，可以作旋转移动运动。事实上，套筒2可沿开口4、4′的轴线，也就是图1中箭头A的方向移动，并能绕所说的轴线转动，即沿图1中箭头B的方向。带有一个销柱3的球接头5通过耳轴6装在套筒2内，销柱3可绕耳轴的轴线转动，如图1中箭头C所指转动方向。销柱3穿过套筒2和壳体1底部的开口并通过一座板7联接到车辆的车轴8上。另一方面，圆筒形壳体1固定在悬架构件10的一个内套筒9的底部，套筒9可垂直运动在悬架内装设如气动弹簧、机械弹簧、油压弹簧或组合式弹簧。

上述本发明的第一实施例的接头组件使可垂直滑动悬架10与车轴8枢轴连接起来。从理论上讲，当车轴8与车架（未图示）之间的相对运动正好在垂直方向时，本发明的接头组件无任何内部运动，因此这个垂直运动全部被悬架10吸收，当车轴与车架之间的相对运动有非垂直方向上的分量时，接头组件开始运行并能完成下列的运动。

1）销柱3的球形端头5在套筒2内绕耳轴6轴线的转动，即沿图1中箭头C向的转动;

2）被耳轴6紧固在一起的销柱和套筒在圆筒形壳体1内绕开口4，4′轴线的转动，即沿图1中箭头B向的转动;

3）套筒2在圆筒形壳体1内沿开口4、4′轴线的移动，即沿图1中箭头A向的移动。

因此，接头组件就有两种转动的可能性和一种移动的可能性，使车轴8即可相对悬架10的内套筒9横向移动，也可相对一横向轴线和一纵向轴线转动，接头还可吸收纵向推力，特别是由制动扭矩引起的推力，从而使原来为这种用途而使用的拉杆系统得以简化，这将在下面详细描述。

图3、4、5表示本发明第二实施例的接头组件，其作用与图1、2所示接头组件的作用一样。

在第二实施例中，销柱3a带有一圆柱形端头5a，端头5a装在空心套筒2a中，套筒2a除向下开口外，其圆柱面上还有两个横向开口30和31，这些开口被圆盘32、33封闭，使圆柱形端头5a之能在套筒2a内转动。

这个组件包括有插入上述圆筒形壳体1内的销柱3a、套筒2a和圆盘32、33，使所形成的接头组件同样能沿上述箭头A、B、C所指的方向运动。

图4和图5表示图3的接头组件联接在车轴8的悬架10上时的情形，分别为横剖视图和纵剖视图。

图6和图7表示本发明第三实施例的接头组件。

该接头组件的形成同样有一个底部开口并至少在圆柱面上有一开口14的圆筒形壳体11，开口最好是两个相对的开口14、14′。壳体11内容纳一个与上述套筒2a形状相同的空心套筒12，套筒12的圆柱面上有三个开口16、16′，16″并能做旋转移动运动。装入壳体11内的套筒12的轴线正好与开口14、14′的轴线重合，使套筒12能沿此轴线移动，即沿图6中箭头A的方向，并能绕此轴线转动。如图6中箭头B所指方向。销柱13从套筒的下开口16和圆筒形壳体11的底部伸出，与销柱13紧固在一起的接头端15能沿其自身轴线移动，如图6中箭头D所指方向，并能绕该轴线转动，如图6中箭头C所指方向。因为圆柱形接头端15的长度比套筒12空腔的尺寸小，因此沿箭头D向的移动是可能的。

如上面参照附图所述，销柱13与车轴18联接，圆筒形壳体11紧固在可垂直滑动的弹性悬架20的一个内套筒19的底部。

因此，参照图6和图7所描述的本发明第三实施例的接头组件可作下列运动：

1.销柱13的圆柱形端头15在空心套筒12内沿其自身轴线的移动，即沿图6中箭头D所示方向的移动;

2.销柱13的圆柱形端头15在空心套筒12内绕其自身轴线的转动，即沿图6中箭头C所示方向的转动;

3.套筒12在圆筒形壳体11内沿其自身轴线的移动，即沿图6中箭头A所示方向的移动;

4.套筒12在圆筒形壳体11内绕其自身轴线的转动，即沿图6中箭头B所示方向的转动。

因此，接头组件就有两种转动的可能性和两种移动的可能性，凭借着这些运动，接头组件就在车轴和悬架之间提供了一个铰链联接，从而可使车轴18相对悬架20的内套筒19作纵向移动和横向移动，同时车轴18也可相对于一横向轴线和一纵向轴线转动。

图8表示本发明联接车轴和悬架的接头组件的第四个实施例。在悬架40的内套筒39的底部装有一个下端开启中间有一球面空腔的圆柱体41，球面空腔内容纳一个带销柱43的球形接头端。销柱43固定在一个叉形构件37上，构件37可绕车轴38上的一个销子36旋转。

因为这种接头组件能有两种转动，即销柱43的球形接头的转动（如图8箭头A所示）和叉形构件37绕销子36的转动（如图8箭头B所示），车轴38就可根据悬架40的正常运行需要，相对悬架40的内套筒作旋转移动运动。

图9和图10以实例的方式表示出用上述的旋转移动接头组件联接车辆（图示）车架和刚性轴的两种可能的实施例装置。

在图9中，刚性轴8与车辆（未图示）底盘21上刚性固定的可垂直滑动悬架10，10a之间的联接是通过下述类型的接头组件实现的。

一个普通的球接头组件24，用于联接车轴8和悬架10A。

一个如图1和2所示类型的包括有一销柱3的旋转移动接头组件，接头组件还有一个套筒2，套筒2可沿一横向轴线移动。这样一种联接系统中，两种接头的组合使得车轴可根据其正常运行的需要以及上面所描述的而进行一些相对运动。另外，普通的球接头组件24能吸收横向推力。两个接头和各自通过球接头25、25′联接在车架和车轴上的拉杆22、22′一起。能够吸收纵向推力，特别是由制动扭矩引起的推力。

在图10中，刚性轴18与车辆（未图示）底盘21′上刚性固定的悬架20、20a之间的联接是通过下述类型的接头组件实现的。

一个如图1和2所示类型的包括有一个销柱3的旋转移动接头组件，还有一个套筒2，套筒2可在位于悬架20a底部的圆筒形壳体1内移动，套筒2沿一纵向轴线移动。

一个如图6和7所示类型的包括有一个销柱13的旋转移动接头组件。还有一个套筒12，套筒12可在位于悬架20底部的圆筒形壳体11内移动，套筒12沿一横向轴线移动。在这样一种联接系统中，两种接头组件的组合使得车轴可根据其正常运行的需要以及上面所描述的而进行一些相对运动;另外，如图1和2所示的带球形接头端的旋转移动接头组件对横向推力起作用;另一方面，纵向推力和制动扭矩通过一三角形拉杆23被吸收，三角形拉杆的底部与车轴18固定联接，而其顶部通过一球接头27联接在车架的横向梁26上。

图11表示当车辆在平地上行驶时，图9的悬架系统的状况，图12表示在不平坦的地面上行驶时的状况，特别是当右轮落入一个坑中，或是左轮处在一个隆起面上时的情况。在这种情形下，车轴8呈倾斜状。普通球接头组件24的球形接头端转动，并且它只能作一种旋转运动;而悬架10伸长一段，销柱3的球形接头端5的中心沿一相对悬架轴线的圆弧轨道运动。由此引起接头端绕耳轴6轴线的转动（如图1箭头A所示），以及套筒2在壳体1内运动而引起的接头端移动（如图1中箭头A所示）。

一个带有普通的球形接头端的接头组件和一个根据本发明的带有销柱和一个球形接头端的接头组件的组合保证了对横向推力的吸收，同时使车轴能相对一纵向轴线移动，该纵向轴线通过普通球接头组件24的球形接头端的中心。对于纵向推力，本发明接头组件的状态如图13和14所示，图13和图14分别表示车辆沿箭头A的方向正常行驶时的情形和车辆制动时的情形。

为承受纵向推力，这里以制动的情况为例子，只需要设置两根铰接杆22、22′（见图9），从而简化了普通悬架所用的多个独立联接件系统。

相对图13所示的正常行驶状况，在制动时负荷传到车辆上，悬架10的内套筒9升起。杆22以接头25为中心向上转动，这个传动通过接头25′传到接头的销柱3，引起接头的接头端5和套筒2在壳体1内转动（如图1箭头B所示）。

上述两种接头组件和两铰接杆22、22′的组合保证了对纵向推力的吸收，特别是由制动扭矩引起的推力，并使车轴可相对接头25转动。

应当理解的是，在上述申请中所描述的带球形接头端5和销柱3的接头组件也可由如图3、4、5中所示的带销柱3a和圆柱形接头端5a的接头组件代替。

图15是图10中的车轴18联接装置的后视图，表示在平地行驶时的情形。

另一方面，图16表示上述装置在不平坦的路面上行驶时的状况。特别是当右轮落入一个坑中，或是左轮处在一个隆起面上时的状况。与前面参照图12所描述的一样，车轴18呈倾斜状悬架20伸长一段。而销柱3也倾斜，同时引起接头端5和套筒2在圆筒形壳体1内转动（如图1中箭头B所示）销柱B的圆柱形接头端15的中心沿一相对悬架轴线的圆弧轨道运动，由此引起接头端15绕其自身轴线的转动（如图6中箭头C所示），以及套筒12在壳体11内运动而引起的接头端移动（如图6中箭头A所示）。

根据本发明的一个带有销柱和球形接头端的旋转移动接头组件和一个带有销柱和圆柱形接头端的旋转移动接头组件的组合保证了对横向推力的吸收并使车轴能相对一纵向轴线转动，该纵向轴线通过销柱3的球形接头端的中心。

图17和图18为根据图10箭头A的视图，表示带圆柱形接头端的旋转移动接头组件联接装置在行驶状况下和承受纵向推力状况下的情形，承受纵向推力的状况以制动时的推力为例。

这个联接装置设想在车轴18和底盘的横梁26之间使用三角形拉杆23作为一个独立联接件。三角形拉杆23的底部紧固在车轴上，顶部通过一球接头27枢轴联接在车架的横梁26上。

相对图17所示的正常行驶状况，在图18中，车辆制动，使车架相对车轴升起，并引起悬架的伸长和三角形拉杆23绕球接头27的转动。这个转动刚性地传到接头的销柱13处，并引起销柱13的圆柱形端头15和套筒12二者在圆柱形壳体11内的转动（如图6中箭头B所示），同时引起圆柱形端头15在套筒12内的移动（如图6中箭头D所示）。

联接悬架20a和车轴18的带销柱3和球形端头6的旋转移动接头的状况在图19和图20中示出，图19和图20是图10中箭头B向的视图。

相对于图19的正常行驶状态，在图20中，以图10的制动状况为例，制动使车架相对车轴18升起，并引起悬架的伸长和三角形拉杆23绕球接头27转动。这个转动刚性地传给旋转移动接头组件的销柱3，并引起销柱3的球形接头端5在套筒2内绕耳轴6轴线的转动（如图1中箭头C所示），同时引起套筒2在圆筒形壳体1内的移动（如图1中箭头A所示）。

上述两种接头组件和一个底部固定联接在车轴上的三角形拉杆的组合，使得车轴能相对一通过接头27中心的横向轴线转动，并保证了对纵向推力的吸收，特别是由制动扭矩引起的推力。

从以上给出的例子，对本发明的理解即可明确，通过使用根据本发明的联接装置，在车轴和车架之间只需设置或是由一对铰接杆或是由一个三角形拉杆构成的独立联接件，与按照常规设置的联接件数量相比大大地减小了。从而提供了如前所述的优点，即较小的总体尺寸和重量，安装方便，制造和维修费用低廉。

很显然，上面所描述的只是本发明的最佳实施方案，但在同一发明思想范围内，还可作出很多的改进和变化。

Claims (8)

1、联接车架和刚性车轴的联接装置，该装置包括位于车架和刚性轴之间的联接元件（拉力杆或三角形拉杆），这些元件适于承受纵向推力和制动扭矩，其特征在于至少有一个可垂直滑动悬架通过一个接头组与所说的车轴8相联接，该接头组件包括一个可转动的销柱3，转动销柱3与一个旋转移动套筒2联接，旋转移动套筒2装在所说悬架底部的圆筒形支座1内。

2、根据权利要求1的联接装置，其特征是所说的接头组件由下列零件组成，固定在所说悬架下端的一个空心圆筒1、11，空心圆筒上至少有一个开口4、14，可滑动地插入开口4、14中的一个可作旋转移动运动的套筒2、2a、12，装在套筒内的可绕自身轴线转动的接头端5、5a、15，接头端带有一个销柱3、3a、13。

3、根据权利要求1或2的联接装置，其特征在于所说销柱3的接头端是一球形端头5，该球形端头5通过一耳轴6与所说的套筒2联接，耳轴6垂直于套筒2所对应的开口4的轴线延伸。

4、根据权利要求1或2的联接装置，其特征在于所说销柱3a的接头端是一圆柱形端头5a，该圆柱形端头5a由从套筒侧向开口30、31插入的圆盘32、33保持在所说的套筒2a内。所说的套筒2a装入圆筒形壳体1内。

5、根据权利要求1或2的联接装置，其特征在于所说销柱13的接头端15是圆柱形端头，该圆柱形端头在所说的套筒12内可沿其自身轴线移动。

6、根据权利要求1或2的联接装置，其特征在于车轴8通过一球形接头组件24与一悬架构件10a联接，并通过一旋转移动接头组件与另一悬架构件10联接，所说的旋转移动接头组件带有一个球形端头5和一个可横向移动的套筒2。

7、根据权利要求1的联接装置，其特征在于车轴18通过一旋转移动接头组件与一悬架构件20a联接，该旋转移动接头组件带有一球形端头5和可纵向移动的套筒2;并通过一旋转移动接头组件与另一悬架构件20联接，该旋转移动接头组件带有一可在套筒12内纵向移动的圆柱形端头15，套筒12可横向移动。

8、联接车架和刚性车轴的联接装置，该装置包括位于车架和刚性轴之间的联接元件（拉力杆或三角形拉杆），这些元件适于承受纵向推力，其特征在于可垂直滑动悬架通过至少一个包括有空心圆柱壳体41的接头组件与所说的车轴联接，空心圆柱壳体41安装在所说悬架的底部，壳体41内容纳一个带销柱43的球形端头，销柱43固定联接在叉形构件37上，叉形构件37可转动地联接在车轴的一个纵向销子36上。

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