CN101007499A - 铸造顶点可调v型扭矩杆 - Google Patents

铸造顶点可调v型扭矩杆 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种V型扭矩杆，其包括顶点接头组件，该顶点组件包括铸造顶点接头壳体。一对实心杆被螺纹承接在铸造顶点接头壳体内，端部接头组件与每根实心杆的端部连接。具有夹具或侧螺母形式的紧固系统将实心杆固定到铸造顶点接头壳体上。必要时在实心杆和端部接头组件之间可以集成长度调节机构。

Description

铸造顶点可调V型扭矩杆
技术领域
本发明涉及用于针对卡车、客车之类的悬吊系统中的扭矩杆组件。更具体地，本发明涉及一种改进的铸造顶点可调V型扭矩杆组件。
背景技术
卡车和客车悬吊系统使用至少一根扭矩杆将驱动轴固定到车架上。通过扭矩杆将驱动轴固定到车架，使驱动轴与车架保持对准，它使车辆保持适当的悬架几何形状，并可在各种地带、道路和驾驶条件下摇摆和回弹地作自由悬浮运动。由于这些车辆有宽泛的动态运行环境，尤其是对于重载的卡车，悬架系统的剧烈冲击载荷，加上悬架系统上路面引起的振动，导致对包括扭矩杆在内的单个悬架部件产生有害影响，以及对操作者的身体疲劳状况产生负面影响。这些恶劣的动态环境能加速悬架系统的扭矩杆的磨损，导致这些扭矩杆过早实效。
大型车辆上的扭矩杆的目的在于稳定轴。它们防止轴绕它的轴线旋转；它们防止轴在制动和加速过程中前后移动；它们防止轴偏移。虽然有很多种悬架设计，不过基本上采用两种方法之一来稳定轴。第一种方法使用各端带有枢轴接头的直杆。这些直杆中有两根装配在车辆的前后；其中一端装配在轴上，另一端装配在车架上。第三根直杆相似地装配在车辆侧方，大致与其它两根垂直。第二种方法是V型构造的扭矩杆组件。这种扭矩杆在V型顶点以及支管的端部有枢轴接头。顶点装配在轴上，支管装配在车架上。V型构造控制前后移动和侧向移动。V型构造杆件的主要优点在于轴的稳定性。
现有技术中单根或V型扭矩杆一般包括两个或三个枢轴接头的孔眼，它们与圆管刚性连接以提供机械一体化。孔眼和圆管形成冲击或振动能量从悬架系统传递到车架、驾驶室、以及车辆簧上质量的其它区域的天然路径。为了阻断这一路径，尝试将隔离功能集成到枢轴接头设计中。隔离功能使枢轴接头成为扭矩杆组件和悬架系统这一整体关键的多功能部件。
这些现有技术的扭矩杆都被设计成MIG焊接式管对管设计、电阻与MIG焊接式管对管设计、聚合体设计以及其它类型的结构。较为便宜的集成了实心杆的设计没有得到发展，原因在于如下事实，即，实心杆直径太小，不能连接到枢轴接头和保持可接受的孔眼弯曲和疲劳寿命。圆管设计由于直径较大，在与枢轴接头的焊接点连接处提供了较大的半径，从而有效提高组件的弯曲和疲劳强度。
扭矩杆组件向着顶点连接处的低成本设计方向持续改进，这样允许使用实心杆来降低成本，并提供同样或更好的性能特征。
发明内容
本发明提供用于V型扭矩杆组件的铸造顶点连接处的技术，该扭矩杆组件设计成与实心杆扭矩杆配合，在降低了与扭矩杆组件有关的成本的同时，提供了伴随着高载荷承载能力的改进性能。本发明的扭矩杆组件由于使用了低成本的实心杆连接零件而更加经济。
本发明的进一步的应用领域将在随后提供的详细说明中变得明显。应当理解该详细说明和具体例子，在说明本发明的优选实施例时，只是用来解释，而不是用于限定发明范围。
附图说明
本发明将从详细说明书和附图得到更充分的理解，其中：
图1是具有现有技术中V型构造扭矩杆的现有技术卡车或客车的后悬架的局部透视图；
图2是说明图1所示的现有技术V型构造扭矩杆的部分剖面的平面视图；
图3是根据本发明具有结合实心杆连接杆的V型扭矩杆的典型卡车或客车的后悬架的局部透视图；
图4是描述根据本发明特有的V型扭矩杆的部分剖面的平面视图；
图5是图4所示的间隔杆和端部枢轴接头之间的连接的放大侧视图；
图6是图4所示的扭矩杆的实心杆和顶点枢轴接头之间的连接的放大视图；
图7是描述根据本发明的另一实施例的V型扭矩杆组件的部分剖面的平面视图；
图8是描述根据本发明的又一实施例的V型扭矩杆组件的部分剖面的平面视图；
图9是描述根据本发明的又一实施例的V型扭矩杆组件的部分剖面的平面视图；以及
图10是描述根据本发明的又一实施例的V型扭矩杆组件的部分剖面的平面视图。
具体实施方式
以下对优选实施例的描述从本质上仅仅是示例性的，而决不意在于限定本发明及其应用、或使用。
贯穿各视图，附图中的相同的附图标记表示相同或对应的部件，现在参照附图，图1所示为一般以附图标记10表示的现有技术卡车或客车的后悬架。后悬架10包括车架12、驱动轴14、一对弹簧16以及V型扭矩杆18。车架12支撑车体(未示出)和称作簧上质量(sprung mass)的车辆其它构件。驱动轴14包括差速器20，该差速器20通过传动轴(未示出)从发动机(未示出)接受扭矩。驱动轴14还包括一对中空圆管22，每个圆管向外延伸到相应的车轮组件(未示出)。设置在每个圆管22内的是驱动轴24，它延伸到车轮(未示出)所连接的轮毂(未示出)。所述发动机通过传动轴向差速器20传递扭矩。差速器20将扭矩从传动轴传递到驱动轴24，以旋转并进而驱动车轮。如公知的现有技术一样，在车架12和驱动轴14之间设置有弹簧16。此外在车架12和驱动轴14之间设置有减震器(未示出)以缓冲这两个部件之间的运动。在车架12和驱动轴14之间还设置有扭矩杆18以控制驱动轴14相对于车架12的运动。
现在参照图2，V型扭矩杆18包括顶点枢轴接头组件30、一对端部枢轴接头组件32和一对圆管34。每个圆管34在顶点枢轴接头组件30和相应的端部枢轴接头组件32之间延伸。顶点枢轴接头组件30和端部枢轴接头组件32通过焊接或本领域公知的其它方法固定到圆管34上。
现在参照图3，结合根据本发明的扭矩杆组件说明卡车或客车的后悬架，并且该后悬架一般用附图标记110标识。后悬架110包括车架12、驱动轴14、一对弹簧16以及V型扭矩杆118。除了用扭矩杆118代替了扭矩杆18之外，后悬架110与后悬架10是相同的。
现在参照图4，V型扭矩杆118包括铸造顶点枢轴接头组件130、一对端部枢轴接头组件132以及一对实心杆134。每根实心杆134在铸造顶点枢轴接头组件130和相应的端部枢轴接头组件132之间延伸。端部枢轴接头组件132通过焊接或本领域公知的其它方法固定到实心杆134上。铸造顶点枢轴接头组件130通过如下详细说明的螺纹连接固定到实心杆134上。
如图4所示，铸造顶点枢轴接头组件130装配进入V型壳体136，V型壳体136包括一对成角的管状延伸杆138，这对延伸杆的夹角的角度视车辆的每种应用情况而定。
现在参照图4到图6，每根管状延伸杆138限定了螺纹孔140，该螺纹孔设计成螺纹承接实心杆134的螺纹端142。夹具144与管状延伸杆138一体形成，并设计成一旦铸造顶点枢轴接头组件130和端部枢轴接头组件132之间的长度设置适当，就使用螺栓146和螺母148夹住实心杆134的一部分。虽然夹具144被描述成与管状延伸杆138一体形成，不过夹具144作为单独部件而装配到管状延伸杆138上也在本发明的范围内。
现在参照图5，示出了实心杆134及其相应的端部枢轴接头组件132之间的连接的放大视图。实心杆134限定了一个扩展部分150，其限定出大致为圆柱形的表面152。优选是，扩展部分150的制造通过对实心杆134的端部进行镦锻加工而实现，如公知的现有技术。一大致为管状的孔眼154限定了与圆柱表面152配合的外表面156。孔眼154通过MIG焊接或本领域公知的其它方法固定到扩展部分150。在实心杆134上进行的镦锻加工增大了焊接区域的径向尺寸，从而允许在径向尺寸处进行焊接，这已被证明能避免连接的过早疲劳失效。一旦孔眼154已经固定到实心杆134上，就能够实现将端部枢轴接头组件132装配进入孔眼154。
现在参照图7，描述了根据本发明另一实施例的V型扭矩杆218。V型扭矩杆218包括铸造顶点枢轴接头组件130、一对端部枢轴接头组件132、一对实心杆134以及一对连接夹具220。V型扭矩杆218基本上与V型扭矩杆118相同，不同之处在于，实心杆134在靠近端部枢轴接头组件132的位置处的端部添加有夹具220。
夹具220包括带有一对径向延伸耳状件224的管状壳体222。管状孔眼154的延伸部226限定螺纹端228。螺纹端228可与管状孔眼154一体形成，或者螺纹端228可以通过与针对上述实心杆134的扩展部分150的描述相似的方法，焊接到管状孔眼154。实心杆134的端部限定螺纹端230。管状壳体222限定螺纹孔232，延伸部226的螺纹端228与实心杆134的螺纹端230装配进入该螺纹孔。一旦螺纹端228和螺纹孔232之间的配合长度合适，螺纹端230和螺纹孔232之间的配合长度合适，V型扭矩杆218的长度设置合适，就通过耳状件224插入一对螺栓234并将一对螺母236螺纹拧到螺栓234上。螺母236被拧紧以紧固夹具220的连接。如果希望，可以使用防松垫圈、防扭螺母、锁紧化学制品之类来确保螺栓234和螺母236的一体化连接。
现在参照图8，描述了根据本发明又一实施例的V型扭矩杆318。V型扭矩杆218包括铸造顶点枢轴接头组件130、一对端部枢轴接头组件132、一对实心杆134以及调节机构320。V型扭矩杆318基本上与V型扭矩杆118相同，不同之处在于，实心杆134的靠近端部枢轴接头组件132的位置处的端部添加了调节机构320。
调节机构320包括管状壳体322和一对螺母324。管状孔眼154的延伸部326限定螺纹端328。螺纹端328可与管状孔眼154一体形成，或者螺纹端328可以通过与针对上述实心杆134的扩展部分150的描述相似的方法，焊接到管状孔眼154。实心杆134的端部限定螺纹端330。管状壳体322限定螺纹孔332，延伸部326的螺纹端328与实心杆134的螺纹端330装配进入该螺纹孔。在延伸部326和实心杆134与管状壳体322装配之前，一个螺母324装配到延伸部326的螺纹端328上，并且另一个螺母324装配到实心杆134的螺纹端330。一旦螺纹端328和螺纹孔332之间的配合长度合适，螺纹端330和螺纹孔332之间的配合长度合适，V型扭矩杆218的长度设置合适，则螺母324朝着管状壳体322移动，并且被拧紧而紧靠管状壳体322，起到保持两处螺纹连接进而保持V型扭矩杆318长度的侧螺母的作用。
现在参照图9，描述了根据本发明又一实施例的V型扭矩杆418。V型扭矩杆418包括铸造顶点枢轴接头组件430、一对端部枢轴接头组件432以及一对实心杆434。每根实心杆434在铸造顶点枢轴接头组件430和相应的端部枢轴接头组件432之间延伸。端部枢轴接头组件432通过焊接或本领域公知的其它方法固定到实心杆434上。铸造顶点枢轴接头组件430通过如下详细说明的螺纹连接固定到实心杆434上。
如图9所示，铸造顶点枢轴接头组件430装配进入V型壳体436，V型壳体436包括一对成角的管状延伸杆438，这对延伸杆的夹角的角度视车辆的每种应用而定。
每个管状杆延伸部438限定螺纹孔440，它被设计成螺纹承接实心杆434的螺纹端442。在将实心杆434与铸造顶点枢轴接头组件430装配起来之前，侧螺母444被拧到每根实心杆434的螺纹端442上。一旦铸造顶点枢轴接头组件430和端部枢轴接头组件432之间的长度设置正确，则侧螺母444拧紧而紧靠铸造顶点枢轴接头组件430的管状杆延伸部438，以防止长度的任何进一步变化。
实心杆434通过与针对上述实心杆134和端部枢轴接头组件132的描述相同的方式，连接到端部枢轴接头组件432。这样实心杆434也限定扩展部分150和大致为圆柱形的表面152。端部枢轴接头组件432包括大致管状的孔眼154，该孔眼限定与圆柱表面152配合的外表面156。孔眼154通过MIG焊接或其它本领域公知的方法固定到扩展部分150。端部枢轴接头组件432包括：大致为管状的孔眼154；内金属件450，其限定圆柱部分452；和弹性衬圈454，其设置在内金属件450和大致管状的孔眼154之间。圆柱部分452允许内金属件450相对于大致管状的孔眼154作旋转运动。内金属件450和大致管状的孔眼154之间的任何角运动都通过偏转弹性衬圈454调节。
现在参照图10，描述了根据本发明又一实施例的V型扭矩杆518。V型扭矩杆518包括铸造顶点枢轴接头组件430、一对端部枢轴接头组件532以及一对实心杆434。每根实心杆434在铸造顶点枢轴接头组件430和相应的端部枢轴接头组件532之间延伸。端部枢轴接头组件532通过焊接或本领域公知的其它方法固定到实心杆434上。铸造顶点枢轴接头组件430采用如下详细说明的螺纹连接固定到实心杆434上。
如图10所示，铸造顶点枢轴接头组件430装配进入V型壳体436，V型壳体436包括一对成角的管状延伸杆438，这对延伸杆的夹角的角度随车辆的每种应用而定。
每个管状杆延伸部438限定螺纹孔440，它被设计成螺纹承接实心杆434的螺纹端442。在将实心杆434与铸造顶点枢轴接头组件430装配在一起之前，侧螺母444被拧到每根实心杆434的螺纹端442上。一旦铸造顶点枢轴接头组件430和端部枢轴接头组件532之间的长度设置合适，侧螺母444就被拧紧而紧靠铸造顶点枢轴接头组件430的管状杆延伸部438，以防止长度的任何进一步变化。
实心杆434通过与针对上述实心杆134和端部枢轴接头组件132的描述相同的方式，连接到端部枢轴接头组件532。这样实心杆434也限定扩展部分150和大致为圆柱形的表面152。端部枢轴接头组件532包括大致管状的孔眼154，该孔眼154限定与圆柱表面152配合的外表面156。孔眼154通过MIG焊接或本领域公知的其它方法固定到扩展部分150。端部枢轴接头组件532包括：大致为管状的孔眼154；内金属件550，其限定球形部分552；和弹性衬圈554，其设置在内金属件550和大致为管状的孔眼154之间。球形部分552允许内金属件550相对大致为管状的孔眼154作旋转和角运动。
本发明的说明在本质上只是示例性的，因而不偏离本发明要旨的改变都将落在本发明范围内。这种改变不会被视作偏离本发明的主旨和范围。

Claims (17)

1、一种扭矩杆，包括：
第一端部接头组件；
固定到所述第一端部接头组件的第一实心杆，所述第一实心杆限定第一螺纹端；
第二端部接头组件；
固定到所述第二端部接头组件的第二实心杆，所述第二实心杆限定第二螺纹端；
限定第一和第二螺纹孔的顶点接头组件，所述第一实心杆的所述第一螺纹端与所述第一螺纹孔螺纹配合，所述第二实心杆的所述第二螺纹端与所述第二螺纹孔螺纹配合。
2、根据权利要求1所述的扭矩杆，进一步包括连接到所述顶点接头组件的夹具，所述夹具防止所述第一实心杆相对于所述顶点接头组件转动。
3、根据权利要求2所述的扭矩杆，其中，所述夹具与所述顶点接头组件一体形成。
4、根据权利要求1所述的扭矩杆，进一步包括连接到所述顶点接头组件的第一夹具和第二夹具，所述第一夹具防止所述第一实心杆相对于所述顶点接头组件转动，所述第二夹具防止所述第二实心杆相对于所述顶点接头组件转动。
5、根据权利要求4所述的扭矩杆，其中，所述第一夹具和第二夹具与所述顶点接头组件一体形成。
6、根据权利要求1所述的扭矩杆，进一步包括设置在所述第一端部接头组件和所述第一实心杆之间的长度调节机构。
7、根据权利要求6所述的扭矩杆，其中，所述长度调节机构包括固定到所述第一端部接头组件并固定到所述第一实心杆的夹具，所述夹具防止所述第一端部接头组件和所述第一实心杆之间的相对移动。
8、根据权利要求7所述的扭矩杆，其中，所述调节机构包括螺纹管状壳体和一对螺母，所述一对螺母中的一个与所述第一端部接头组件螺纹配合，所述一对螺母中的另一个与所述第一实心杆螺纹配合，所述螺纹管状壳体螺接承接所述第一端部接头组件和所述第一实心杆，所述一对螺母与所述螺纹管状壳体配合，以防止所述第一端部接头组件和所述第一实心杆之间的相对移动。
9、根据权利要求1所述的扭矩杆，进一步包括：
设置在所述第一端部接头组件和所述第一实心杆之间的第一长度调节机构；以及
设置在所述第二端部接头组件和所述第二实心杆之间的第二长度调节机构。
10、根据权利要求9所述的扭矩杆，其中：
所述第一长度调节机构包括固定到所述第一端部接头组件并固定到所述第一实心杆的第一夹具，所述第一夹具防止所述第一端部接头组件和所述第一实心杆之间的相对移动；并且
所述第二长度调节机构包括固定到所述第二端部接头组件并固定到所述第二实心杆的第二夹具，所述第二夹具防止所述第二端部接头组件和所述第二实心杆之间的相对移动。
11、根据权利要求9所述的扭矩杆，其中：
所述第一调节机构包括第一螺纹管状壳体和第一对螺母，所述第一对螺母中的一个与所述第一端部接头组件螺纹配合，所述第一对螺母中的另一个与所述第一实心杆螺纹配合，所述第一螺纹管状壳体螺接承接所述第一端部接头组件和所述第一实心杆，所述第一对螺母与所述第一螺纹管状壳体配合，以防止所述第一端部接头组件和所述第一实心杆之间的相对移动；并且
所述第二调节机构包括第二螺纹管状壳体和第二对螺母，所述第二对螺母中的一个与所述第二端部接头组件螺纹配合，所述第二对螺母中的另一个与所述第二实心杆螺纹配合，所述第二螺纹管状壳体螺接承接所述第二端部接头组件和所述第二实心杆，所述第二对螺母与所述第二螺纹管状壳体配合，以防止所述第二端部接头组件和所述第二实心杆之间的相对移动。
12、根据权利要求1所述的扭矩杆，进一步包括被所述第一实心杆螺纹承接的侧螺母，所述侧螺母与所述顶点接头组件配合，以防止所述第一实心杆和所述顶点接头组件之间的相对移动。
13、根据权利要求1所述的扭矩杆，进一步包括：
被所述第一实心杆螺纹承接的第一侧螺母，所述第一侧螺母与所述顶点接头组件配合，以防止所述第一实心杆和所述顶点接头组件之间的相对移动；以及
被所述第二实心杆螺纹承接的第二侧螺母，所述第二侧螺母与所述顶点接头组件配合，以防止所述第二实心杆和所述顶点接头组件之间的相对移动。
14、根据权利要求1所述的扭矩杆，其中，所述第一端部接头组件包括限定一球形部分的内金属件。
15、根据权利要求1所述的扭矩杆，其中，所述第一端部接头组件包括限定第一球形部分的第一内金属件，并且所述第二端部接头组件包括限定第二球形部分的第二内金属件。
16、根据权利要求1所述的扭矩杆，其中，所述第一端部接头组件包括限定一圆柱表面的内金属件。
17、根据权利要求1所述的扭矩杆，其中，所述第一端部接头组件包括限定第一圆柱表面的第一内金属件，并且所述第二端部接头组件包括限定第二圆柱表面的第二内金属件。
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