CN100476232C

CN100476232C - 护环系统

Info

Publication number: CN100476232C
Application number: CNB2006100568585A
Authority: CN
Inventors: 杰森·K.特罗特
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2026-03-09
Also published as: US20060226622A1; DE102006005071A1; US7261306B2; CN1844697A

Abstract

本发明涉及护环系统。具体来说，本发明涉及应用于交通工具悬挂系统中的护环系统。在优选实施例中，护环的圆顶端包含环状延伸部分，所述环状延伸部分与伸过护环的紧固件或螺栓相接合。

Description

护环系统

技术领域

本发明涉及护环系统，特别是，本发明涉及应用于车辆悬挂系统中的护环系统。

背景技术

独立的车辆悬挂系统被用于吸收路面的震动和其他振动并提供一个更平稳更舒适的车辆行驶。在这种类型的悬挂系统中，通常装配有一个平衡杆用来提高防倾阻力并改善车辆转向的稳定性。典型的平衡杆是一个沿车辆横向延伸的扭杆。在平衡杆两端各有一个完整的曲柄臂。扭杆被临近每个曲柄臂的车辆底盘可旋转地支撑，而且每一个曲柄臂都通过一个连接器的连接装置与一个控制臂相连。

当车辆受到导致其倾斜的力时，曲柄臂绕扭杆长轴转动，以对抗扭杆的抗扭阻力。通过曲柄臂施加的扭力推动车辆的控制臂返回其正常的位置。当成对的左轮和右轮由于转弯操作而彼此不在同一水平时这种类型的平衡杆在某种意义上起作用，例如，通过平衡杆的抗扭阻力防止车身过分地倾斜或倒向任何一侧。

将扭杆的曲柄臂连接到车身和控制臂上的连接装置，一般是一个螺栓型装置。这种装置的例子在美国专利No.4,944,523、5,704,631、6,402,171、6,572,127和美国专利申请No.2003/0226939中被描述，其中每一个文献在此被整体引入作为参考。在螺栓型装置中，通常有一个合适尺寸的螺栓和垫圈被用于连接平衡杆和车辆控制臂。装配于螺栓上的护环与平衡杆臂和车辆控制臂的外表面接合。一对类似形状的护环分别与车辆部件的内表面接合，并且与一对内部垫圈接合，所述内部垫圈通过装在螺栓杆上的圆柱形套管被保持于预定间距。

现有技术的这些构造通常有复杂和成本高的缺点。这样的装置一般至少包含4个、甚至有时达到6个不同的组件。此外，这样的装置通常是在车辆装配线上由这些组件组装完成的。

目前可用的悬挂系统的局限性是包括这样的连接装置，所述连接装置在控制臂和/或平衡杆倾斜的过程中使螺栓承受很高的应力负载。要降低悬挂系统中作用于螺栓上的应力负载，就需要改进护环。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷，提供一种降低悬挂系统中作用于螺栓上的应力负载的护环系统。

本发明涉及护环，特别是，本发明涉及应用于交通工具悬挂系统中的护环。

在一些实施例中，本发明提供了一种护环，所述护环包含基底端和圆顶端，护环具有从基底端中心延伸到圆顶端中心的圆柱形孔，圆柱形孔由圆柱形表面形成，护环还具有从圆柱形表面的圆顶端伸入圆柱形孔的环状延伸部分。在一些实施例中，基底端具有容纳垫圈的环状槽。在一些优选的实施例中，圆柱形孔用于容纳紧固件。本发明的护环不限于任何特殊的材料。实际上，可以预料护环能用多种材料制成。在一些实施例中，护环用弹性体材料制成。在一些优选的实施例中，弹性体材料是合成橡胶。

在其他的实施例中，本发明提供的护环系统包含连接装置，所述连接装置包含：第一和第二垫圈以及第一和第二护环，所述第一和第二护环包含基底端、圆顶端，并具有从基底端中心延伸到圆顶端中心的圆柱形孔，具有内直径的圆柱形孔由圆柱形表面形成，第一和第二护环还具有从圆柱形表面的圆顶端伸入圆柱形孔的环状延伸部分，其中垫圈位于第一和第二护环的环状槽内；具有孔眼的杆，所述具有孔眼的杆位于第一和第二护环之间，以使第一和第二护环的圆顶端与杆孔眼接合；和包含头和茎的紧固件，其中所述紧固件的位置为，使紧固件茎穿过第一垫圈、第一护环、杆的孔眼、第二护环和第二垫圈，所述茎的外直径小于所述第一和第二护环的所述圆柱形孔的所述内直径，其中所述系统的布置使所述杆的倾斜在所述第一和第二护环的所述圆顶端上施加应力负载，所述应力负载引起所述环状延伸部分接合所述紧固件，这样又阻止所述紧固件茎的所述外直径和所述第一和第二护环的所述圆柱形孔的所述内直径接合。

在一些实施例中，第一和第二护环的环状延伸部分保持紧固件茎与连接装置和杆的孔眼同轴排列。在另外的实施例中，杆的倾斜对第一和第二护环的圆顶端施加应力负载。在另外的其他实施例中，应力负载使环状延伸部分与紧固件接合。在一些优选实施例中，茎是控制臂。在其他的优选实施例中，茎是平衡杆。本发明系统的护环不限于任何特殊的材料。实际上，可以预料护环能用多种材料制成。在一些实施例中，护环用弹性体材料制成。在一些优选的实施例中，弹性体材料是合成橡胶。

在其它实施例中，本发明提供的护环系统包含：连接装置，所述连接装置包含第一、第二、第三和第四垫圈、第一、第二、第三和第四护环、间隔管和螺母，护环包含基底端、圆顶端，并具有从基底端中心延伸到圆顶端中心的圆柱形孔，具有内直径的圆柱形孔由圆柱形表面形成，护环还具有从圆柱形表面的圆顶端伸入圆柱形孔的环状延伸部分，其中间隔管位于第二和第三护环之间，并且其中的第一、第二、第三和第四垫圈分别位于第一、第二、第三和第四护环的环状槽内，螺母位于第四垫圈之后；有孔眼的控制臂，其中所述控制臂位于第一和第二护环之间，以使圆顶端与控制臂孔眼接合；有孔眼的平衡杆，其中所述平衡杆位于第三和第四护环之间，以使圆顶端与平衡杆孔眼接合；和包含头和茎的紧固件，其中所述紧固件的位置为，使紧固件茎穿过第一垫圈、第一护环、控制臂孔眼、第二护环、第二垫圈、间隔杆、第三垫圈、第三护环、平衡杆孔眼、第四护环、第四垫圈和螺母，所述茎的外直径小于所述第一护环、第二护环、第三护环和第四护环的所述圆柱形孔的所述内直径，其中所述系统布置为，使所述控制臂的倾斜在所述第一和第二护环的所述圆顶端上施加应力负载，所述应力负载引起所述第一和第二护环的所述环状延伸部分接合所述紧固件，这样又阻止所述紧固件茎的所述外直径和所述第一和第二护环的所述圆柱形孔的所述内直径接合，其中所述系统进一步布置为，使所述平衡杆的倾斜在所述第三和第四护环的所述圆顶端上施加应力负载，所述应力负载引起所述第三和第四护环的所述环状延伸部分接合所述紧固件，这样又阻止所述紧固件茎的所述外直径和所述第三和第四护环的所述圆柱形孔的所述内直径接合。

在一些实施例中，护环的环状延伸部分保持紧固件茎与连接装置、控制臂孔眼和平衡杆孔眼同轴排列。在一些优选的实施例中，控制臂的倾斜对第一和第二护环部件的圆顶端施加应力负载。在其他优选的实施例中，平衡杆的倾斜对第三和第四护环部件的圆顶端施加应力负载。在另外的其他优选实施例中，应力负载使环状延伸部分与紧固件接合。本发明的护环不限于任何特殊的材料。实际上，可以预料护环能用多种材料制成。在一些实施例中，护环用弹性体材料制成。在一些优选的实施例中，弹性体材料是合成橡胶。

附图说明

图1是本发明的护环部件的横截面侧视图。

图2是本发明的护环部件从基底端到圆顶端的透视图。

图3是车辆悬挂系统的横截面侧视图。

图4是车辆悬挂系统的横截面侧视图，其中杆倾斜。

图5是车辆悬挂系统实施例的横截面侧视图。

具体实施方式

本发明涉及护环部件。别是，本发明涉及应用于交通工具悬挂系统中的护环部件。图1-图5说明了本发明的护环部件和悬挂系统的各种各样的优选实施例。本发明不受这些特殊实施例的限制。

本发明的护环部件被应用于在孔中容纳和紧固紧固件(例如螺栓)。在优选实施例中，本发明的护环部件可以在车辆悬挂系统中用于在平衡杆和/或控制臂的孔眼中紧固紧固件。护环部件在现代车辆悬挂系统中的应用是普遍的。本发明的护环部件与现有技术的护环部件相比具有很多优点，如增强的耐用性，但不只限于此。另外，利用本发明的护环部件的车辆悬挂系统与现有技术的车辆悬挂系统相比具有很多优点，包括，但不只限于此，1)在控制臂和/或平衡杆倾斜的过程中降低了作用于护环部件的应力负载，2)减少了紧固件脱离与连接装置同轴排列的移动，3)延长了车辆悬挂系统的使用寿命。本发明不局限于任何具体的机理。实际上，对于实施本发明来说，对于机理的理解不是必要的。不过，可以预料，护环部件的作用原理是，在护环部件体和紧固件的较小面积上的倾斜应力负载分布导致护环部件耐用性的增加和车辆悬挂系统使用寿命的延长(下面将详细描述)。

图1显示本发明实施例护环部件100的横截面侧视图。护环部件100不限于一个特殊的材料成分(例如合成橡胶、天然橡胶、弹性体材料、聚亚安酯、或者其混合物)。在优选实施例中，聚亚安酯100的材料成分为合成橡胶。护环部件100不限于一个特殊的形状(椭圆形、圆顶形)。在优选实施例中，护环部件100是圆顶形。在优选实施例中，护环部件100被设计为在车辆悬挂系统中容纳并紧固一个紧固件(例如有螺纹的紧固件、螺栓)(下面将进一步详细描述)。

仍然参考图1，在一些实施例中，护环部件100通常包含一个基底端110和一个圆顶端120。另外，在优选实施例中，护环部件100有一个从接近基底端110中心延伸到接近圆顶端120中心的圆柱形孔130。在优选实施例中，圆柱形孔130由一个圆柱形表面140形成。圆柱形孔130不限于一个特殊的直径尺寸。在优选实施例中，圆柱形孔130被设计成用于容纳并紧固一个紧固件(下面将进一步详细描述)。

仍然参考图1，在优选实施例中，一个环状延伸部分150从圆柱形表面140的圆顶端120伸入圆柱形孔130。环状延伸部分150减小了圆柱形孔130在圆顶端120内的尺寸。环状延伸部分150不限于一个特殊的尺寸。在优选实施例中，由于护环部件100在车辆悬挂系统中容纳一个紧固件，环状延伸部分150用于保持紧固件同轴排列，并且在控制臂和/或平衡杆倾斜时，环状延伸部分150与紧固件接合从而减低作用于紧固件和护环部件100上的应力负载(下面将进一步详细描述)。

仍然参考图1，在优选实施例中，基底端110有一个容纳垫圈的环状槽160。环状槽160被基底端边缘延伸部分170环绕。在优选实施例中，护环部件100在车辆悬挂系统中容纳一个垫圈和一个紧固件，垫圈进一步帮助环状延伸部分150保持紧固件同轴排列(下面将进一步详细描述)。

图2是护环部件100从基底端110到圆顶端120的透视图。如图所示，护环部件100有一个从基底端110中心延伸到圆顶端120中心的圆柱形孔130，其中圆柱形孔130由一个圆柱形表面140形成。另外，一个环状延伸部分150从圆柱形表面140的圆顶端120伸入圆柱形孔130，其中基底端110有一个被基底端边缘延伸部分170环绕的环状槽160，所述环状槽160用于容纳一个垫圈，其中环状槽160被基底端边缘延伸部分170环绕。

图3是本发明的一个车辆悬挂系统实施例的横截面侧视图。如图所示，带有孔眼190的杆180(例如控制臂、平衡杆)被设置于两个护环部件100之间，这样两个圆顶端120分别与孔眼190接合。另外，每一个护环部件100中有一个从基底端110中心延伸到圆顶端120中心的圆柱形孔130，其中圆柱形孔130由一个圆柱形表面140形成。另外，如图所示，每一个护环部件100中有一个环状延伸部分150从圆柱形表面140的圆顶端120伸入圆柱形孔130，基底端110有一个被基底端边缘延伸部分170环绕的环状槽160，所述环状槽160用于容纳一个垫圈，其中环状槽160被基底端边缘延伸部分170环绕。垫圈200被设置于每一个护环部件100的环状槽160中，并被每个基底端边缘延伸部分170固定在此位置上。

仍参考图3，系统还包括一个具有紧固件头220和紧固件茎230的紧固件210(例如螺栓)。如图所示，紧固件头220被设置于基底端110并与一个垫圈200相接触。紧固件茎230被显示延伸通过垫圈200、护环部件100和杆孔眼190。

图4是车辆悬挂系统的横截面侧视图，其中杆180倾斜。如图所示，带有孔眼190的杆180(例如控制臂、平衡杆)被设置于两个护环部件100之间，这样两个圆顶端120分别与孔眼190接合。另外，每一个护环部件100中有一个从基底端110中心延伸到圆顶端120中心的圆柱形孔130，其中圆柱形孔130由一个圆柱形表面140形成。另外，如图所示，每一个护环部件100中有一个环状延伸部分150从圆柱形表面140的圆顶端120伸入圆柱形孔130，基底端110有一个被基底端边缘延伸部分170环绕的环状槽160，所述环状槽160用于容纳一个垫圈，其中环状槽160被基底端边缘延伸部分170环绕。垫圈200被设置于每一个护环部件100的环状槽160中，并被每个基底端边缘延伸部分170固定在此位置上。

仍参考图4，所示杆180在朝向紧固件头220的方向上倾斜。这样的倾斜引起杆180与圆顶端120进一步接合而导致圆顶端120的压缩。由于圆顶端120被压缩，每一个护环部件100的环状延伸部分150被强制与紧固件茎230接合，从而将应力负载从杆180的倾斜上转移到紧固件茎230上。

图5是可选择的车辆悬挂系统的横截面侧视图。如图所示，车辆悬挂系统包括，按照所示顺序，一个具有紧固件头310和紧固件茎320的紧固件300、一个第一垫圈330、一个第一护环部件340、一个带有控制臂孔眼360的控制臂350、一个第二护环部件370、一个第二垫圈380、一个间隔管390、一个第三垫圈400、一个第三护环部件410、一个带有平衡杆孔眼430的平衡杆420、一个第四护环部件440、一个第四垫圈450和一个螺母460。第二垫圈380和第三垫圈400具有容纳间隔管390的凸缘。

仍参考图5，每一个护环部件340、370、410和440通常都包含一个基底端470和一个圆顶端480。另外，每一个护环部件340、370、410和440中都有一个从基底端470中心延伸到圆顶端480中心的圆柱形孔490，其中圆柱形孔490由一个圆柱形表面500形成。另外，如图所示，每一个护环部件340、370、410和440中都有一个环状延伸510从圆柱形表面500的圆顶端480伸入圆柱形孔490，基底端470有一个被基底端边缘延伸530环绕的环状槽520，所述环状槽520用于容纳垫圈330、380、400和450。

仍参考图5，控制臂350被设置于第一护环部件340和第二护环部件370之间，这样每一个圆顶端480与控制臂孔眼360接合并因而产生了一个通道。同样，平衡杆420被设置于第三护环部件410和第四护环部件440之间，这样每一个圆顶端480与平衡杆孔眼430接合并因而产生了一个通道。垫圈330、380、400和450分别在护环部件340、370、410和440的环状槽520和基底端边缘延伸530中被紧固。间隔管390在第二垫圈380和第三垫圈400之间，这样间隔管390与第二垫圈380和第三垫圈400的凸缘接合。第二垫圈380和第三垫圈400的凸缘用于防止间隔管390与紧固件茎320接合。间隔管390固定第二护环部件370和第三护环部件410，使其分别抵靠控制臂350和平衡杆420。

仍参考图5，紧固件头310被设置于第一垫圈330与第一护环部件340的基底端470的接触面。紧固件茎320被设置在车辆悬挂系统中同轴排列。紧固件茎320被设置于一个通道中，所述通道是垫圈330、380、400和450，护环部件340、370、410和440，控制臂孔眼360，间隔管390和平衡杆孔眼430的排列产生的。另外，如图所示，紧固件茎320延伸通过第四垫圈450。螺母460与第四垫圈450接合，从而固定第一护环部件340和第四护环部件440，使其分别抵靠控制臂350和平衡杆420。另外，螺母460用于将紧固件300紧固在车辆悬挂系统中的一个锁定的位置。

仍参考图5，护环部件340、370、410和440的环状延伸510用于在控制臂350和/或平衡杆420倾斜时保持紧固件茎320同轴排列。

本发明的护环部件展现优于没有圆顶端开放肋的现有技术的护环部件的改进。在车辆悬挂系统中的控制臂或平衡杆倾斜时，护环部件被强制弯曲并在较大面积上承担倾斜应力负载，并将此应力负载转移到紧固件茎的更大的面积上。这种倾斜应力负载的承担和转移危害护环部件和紧固件茎的耐久性。由于圆顶端的开放肋，本发明的护环部件在控制臂或平衡杆倾斜时与紧固件茎较小的面积接合。实际上，只有圆顶端的开放肋与紧固件茎接合，因此减少了护环部件承担倾斜应力负载的面积。另外，紧固件茎承担倾斜应力负载的面积由于圆顶端开放肋的分散而减小。

所有上面说明书中提到的出版物和专利在这里被引用作为参考。虽然本发明是结合特定的优选实施例来描述的，但是应该理解为，本发明不应该不适当地被限制于这些特定的实施例。实际上，对于相关领域的技术人员来说为显而易见的、用于实施本发明的所述方式的各种变型包含在所附权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种护环系统，包括：

连接装置，所述连接装置包含第一和第二垫圈以及第一和第二护环，所述第一和第二护环包含基底端、圆顶端，并具有从所述基底端中心延伸到所述圆顶端中心的圆柱形孔，具有内直径的所述圆柱形孔由圆柱形表面形成，所述第一和第二护环还具有从所述圆柱形表面的所述圆顶端伸入所述圆柱形孔的环状延伸部分，其中所述垫圈位于所述第一和第二护环的环状槽内；

带有孔眼的杆，其中所述杆位于第一和第二护环之间，以使所述第一和第二护环的所述圆顶端与所述杆孔眼接合；和

包含头和茎的紧固件，其中所述紧固件的位置为，使所述紧固件茎通过所述第一垫圈、所述第一护环、所述杆孔眼、所述第二护环和所述第二垫圈，所述茎的外直径小于所述第一和第二护环的所述圆柱形孔的所述内直径，其中所述系统的布置使所述杆的倾斜在所述第一和第二护环的所述圆顶端上施加应力负载，所述应力负载引起所述环状延伸部分接合所述紧固件，这样又阻止所述紧固件茎的所述外直径和所述第一和第二护环的所述圆柱形孔的所述内直径接合。

2.权利要求1的护环系统，其中所述第一和第二护环的所述环状延伸部分保持所述紧固件茎与所述连接装置和所述杆孔眼同轴排列。

3.权利要求1的护环系统，其中所述杆是控制臂。

4.权利要求1的护环系统，其中所述杆是平衡杆。

5.权利要求1的护环系统，其中所述护环用弹性体材料制成。

6.权利要求5的护环系统，其中所述弹性体材料是合成橡胶。

7.一种护环系统，包括：

连接装置，所述连接装置包含第一、第二、第三和第四垫圈、第一、第二、第三和第四护环、间隔管和螺母，所述护环包含基底端、圆顶端，并具有从所述基底端中心延伸到所述圆顶端中心的圆柱形孔，具有内直径的所述圆柱形孔由圆柱形表面形成，所述护环还具有从所述圆柱形表面的所述圆顶端伸入所述圆柱形孔的环状延伸部分，其中所述间隔管位于所述第二和第三护环之间，所述第一、第二、第三和第四垫圈分别位于所述第一、第二、第三和第四护环的环状槽内，其中所述螺母位于第四垫圈之后；

带有孔眼的控制臂，其中所述控制臂位于所述第一和第二护环之间，以使所述圆顶端与所述控制臂孔眼接合；

带有孔眼的平衡杆，其中所述平衡杆位于所述第三和第四护环之间，以使所述圆顶端与所述平衡杆孔眼接合；

包含头和茎的紧固件，其中所述紧固件的位置为，使所述紧固件茎穿过所述第一垫圈、所述第一护环、所述控制臂孔眼、所述第二护环、所述第二垫圈、所述间隔管、所述第三垫圈、所述第三护环、所述平衡杆孔眼、所述第四护环、所述第四垫圈和所述螺母，所述茎的外直径小于所述第一护环、第二护环、第三护环和第四护环的所述圆柱形孔的所述内直径，其中所述系统布置为，使所述控制臂的倾斜在所述第一和第二护环的所述圆顶端上施加应力负载，所述应力负载引起所述第一和第二护环的所述环状延伸部分接合所述紧固件，这样又阻止所述紧固件茎的所述外直径和所述第一和第二护环的所述圆柱形孔的所述内直径接合，其中所述系统进一步布置为，使所述平衡杆的倾斜在所述第三和第四护环的所述圆顶端上施加应力负载，所述应力负载引起所述第三和第四护环的所述环状延伸部分接合所述紧固件，这样又阻止所述紧固件茎的所述外直径和所述第三和第四护环的所述圆柱形孔的所述内直径接合。

8.权利要求7的护环系统，其中所述护环的所述环状延伸部分保持所述紧固件茎与所述连接装置和所述控制臂孔眼及所述平衡杆孔眼同轴排列。

9.权利要求7的护环系统，其中所述护环用弹性体材料制成。