CN101189158A - 防倾杆 - Google Patents

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Abstract

一种防倾杆(1)，用于将驾驶室连接到车辆框架，其中防倾杆包括至少一个扭杆(2)和两个臂(3)，每一个臂(3)都可释放地连接到扭杆(2)的每一端。防倾杆的特征在于每一个臂(3)都通过至少一个连接装置(4)连接到扭杆(2)，其中连接装置(4)定位在每一个臂(3)的贯穿通道(7)中。连接装置的端部(4a)容纳在扭杆(2)的孔(8)中。

Description

防倾杆
技术领域
本发明涉及一种防倾杆(anti roll bar)，其将驾驶室连接到车辆框架。依照现有技术，所述防倾杆包括至少一个扭杆(torsion bar)和两个臂，每一个臂都可释放地连接到扭杆的每一端上。
背景技术
在传统类型的防倾杆中，如果例如为了清洁需要而移开散热器，或如果更换防倾杆的轴承单元，这需要拆除整个防倾杆。这将需要使用用于使驾驶室悬起的横向起重机。这是非常麻烦和昂贵的解决方案。
据此，出现对用模块化解决方案设计的防倾杆的需要。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种解决方案，诸如扭杆或轴承这样的防倾杆的零件可以被拆除(以及可能还可以安装)，而无需从车辆移走整个防倾杆。
如今已经存在模块化的解决方案，但是它们是昂贵的且需要大量的空间。SE 523 939公开了模块化解决方案的一个例子，其中当防倾杆位于车辆中时，防倾杆的扭杆可以从防倾杆的臂上释放。SE 523 939中提出的解决方案制造昂贵且另外该解决方案没有提供当防倾杆位于车辆中时更换轴承的可能性。因此，当采用像SE 523 939中的解决方案时，如果需要更换轴承则需要将整个防倾杆拆除。
本发明的进一步的目的是提供一种基于模块的防倾杆，其紧凑且价格合理，并可以更换轴承而无需从车辆拆除整个防倾杆。
如独立权利要求中详细说明的，通过本发明可实现上述目的。在从属权利要求中说明了本发明的实施例。
依照本发明的防倾杆通过防倾杆的每一个臂提供，所述臂通过至少一个连接装置固定到扭杆，所述至少一个连接装置定位在每一个臂的贯穿通道中。连接装置的端部容纳在扭杆中的孔中。
依照本发明的优选实施例，每一个连接装置都以可释放的方式布置。扭杆的孔可以设置有螺纹，由此使得连接装置可以拧到孔中，或连接装置通过其它方法在其端部位于扭杆的孔中的情况下被紧固。如果需要拆除扭杆或防倾杆的其中轴承，则连接装置的端部从扭杆的孔中退出。连接装置位于该位置时，扭杆可以从防倾杆上释放而其余部分还留在车辆上。
在防倾杆中，不使用滑动轴承或滚动轴承而可以使用弹性轴承。防倾杆可以具有两个弹性轴承，每一个弹性轴承都被安装在每一个臂的轴承空间中。连接装置延伸穿过过设置于弹性轴承中的孔并将弹性轴承紧固在轴承空间中的合适位置。在一个实施例中，可以由中间结构制成，所述中间结构同轴地布置在连接装置周围，中间结构的一部分安装在弹性轴承和连接装置之间。在优选实施例中，弹性轴承具有轴套状的形状，其中轴承壁是外部弯曲表面的形式，优选地具有凸起或凹入的形状。轴承壁的弯曲的形状由弹性轴承的设计所提供。弹性轴承在形状上弯曲的事实允许吸收轴线方向和半径方向的力。
在弹性轴承的实施例中，弹性轴承的内表面连到第一刚性镶嵌物的外表面。弹性轴承的外表面连到第二刚性镶嵌物的内表面。第一刚性镶嵌物的其余表面可以由弹性材料的内层覆盖，而弹性材料的外层可以连到第二刚性镶嵌物的外表面。弹性材料的外层连接到第二刚性镶嵌物的外表面。弹性材料的外层可以吸收公差。
臂的轴承空间可以设计为具有用于插入和移出橡胶轴承的开口侧。此外，采用适合地连接装置来确保弹性轴承固定到车辆框架。驾驶室可以通过弹簧单元连接到臂，弹簧单元的一端固定到驾驶室而另一端通过合适的装置固定到连接装置或固定到中间结构。
连接装置的中心轴线可以与扭杆的中心轴线重合或平行，而连接装置可以由中心螺栓构成。中间结构可以由中心衬套构成。
在扭杆和每一个臂的过渡部中，可以设置扭矩传递装置，其可以吸收扭矩。扭矩传递装置可以由球、圆柱体、销或其它适于传递扭矩的结构构成。扭矩传递装置可以通过各种方法连接到扭杆和臂。在本发明的优选实施例中，扭杆和每一个臂的每一端都设置有座，优选地是适于容纳扭矩传递装置的凹槽。当将臂安装到扭杆时，所述座可以塑性地变形，且扭矩传递装置可以设置为公差吸收形式。当扭杆必须从防倾杆移除时，弹性轴承的弹性使得它可以从设置于扭杆中的那套凹槽或设置于臂中的那套凹槽中释放。当拆除扭杆时，合适的装置或布置确保扭矩传递装置紧固到扭矩杆的那套凹槽或臂的那套凹槽中，由此防止扭矩传递装置掉出来。
在一个实施例中，设置可以装配到一起的至少一个凹部和至少一个凸出部，用于扭杆和每一个臂的连接。所述凹部可以设置在臂的端部以及凸出部设置在扭杆的端部，或凹部可以设置在扭杆的端部以及凸出部设置在臂的端部。凹槽可以位于凹部中和凸出部中。当每一个臂都连接到扭杆时，每一个扭矩传递装置都紧固在设置于凹部或凸出部中的其中一个凹槽中，并被容纳于设置在凸出部或凹部中的另一凹槽，从而每一个臂和扭杆之间的分离线与扭矩传递装置的中心线相对应。
每一个扭矩传递装置都可以通过局部变形而紧固在每一个凹槽中。
当扭矩传递装置被紧固在凹部的凹槽中时，可以进行靠近所述扭矩传递装置的至少一部分凹部的局部变形，借此将旁边的材料弯曲到每一个扭矩传递装置的上方。凸出部的凹槽容纳每一个扭矩传递装置且为了在凹部的凹槽中的扭矩传递装置进行的局部变形而调整形状。
当扭矩传递装置被紧固在突出部的凹槽中时，每一个凹槽的开口的形状可以确保扭矩传递装置保持在凹槽中。可替代地，通过将旁边的材料弯曲到每一个扭矩传递装置的上方，进行局部变形以将扭矩传递装置紧固在凹槽中。
本领域的技术人员将会理解可以设置各种数量的凹部和凸出部。在一个实施例中，布置一个凹部和一个凸出部，以安装在一起。在一个替代实施例中，通过在臂或扭杆上形成两个凹部来形成两个凸出部，其中如果需要，所述扭矩传递装置可以通过局部变形紧固在这两个凸出部之间的凹部的凹槽中，以将所述扭矩传递装置保持在凹槽中。另一个臂或扭杆可以相应地设置为与两个凸出部的布置相配合。
在一个实施例中，弹性轴承被设置为可以防止旋转。优选地通过将外层的横截面形成为非圆形或通过在外层设置紧固到车辆的相应部分的至少一个锁定元件，外层被设置为使得可以防止弹性轴承旋转。
如上所述的在两个需要相互连接的部件中采用容装在凹槽中的扭矩传递装置的原理——其中凹槽至少局部地塑性变形——除了用于将臂连接到扭杆外还可以具有其它应用。这个原理可以用于所有需要将力或扭矩在两个部件件之间传递的应用领域。
如果需要扭杆拆除，连接装置从扭杆的孔中退出，然后移出扭杆。弹性轴承的弹性允许扭矩传递装置从其中一套凹槽中释放，扭矩传递装置可以紧固到例如扭杆、臂或备选地紧固至臂和扭杆。如果扭杆需要安装到防倾杆上，则扭杆以这样的方式定位：使连接装置可以移动至与扭杆的孔接合。
如果当防倾杆位于车辆中时，弹性轴承需要从防倾杆上拆除，则连接装置从扭杆的孔中退出，于是一旦连接装置以及可能地中间结构从臂的孔中退出，弹性轴承可以自由地从轴承空间的侧开口退出。如果弹性轴承需要安装到防倾杆中，弹性轴承通过所述空间的侧开口插入。弹性轴承以这样的方式被定位：使连接装置和可能地中间结构可以通过弹性轴承的孔插入且连接装置可以移动至与扭杆的孔接合。
附图说明
本发明的实施例的例子将参考附图进行描述，其中：
图1是从上方观察的依照上文所述的本发明的防倾杆的平面截面图。
图2示出了图1的一部分。
图3示出了图1和图2中所示的防倾杆中使用的弹性轴承。
图4a和图4b示出了安装前后扭矩传递装置的座。
具体实施方式
图1示出了用于驾驶室的防倾杆1，所述驾驶室优选地属于卡车。防倾杆1包括两个臂，每一个都连接到扭杆2上。扭杆2的纵向尺寸——在此处用箭头T示出——与车辆的横向方向一致，而臂3的纵向尺寸——在此处用箭头A示出——与车辆的纵向一致。在图1中只示出了防倾杆1的一部分。从图1中可以看到，臂3在它的一个端部3a处通过连接装置4连接到扭杆2，所述连接装置4在此处以螺栓的形式示出。为了将臂3连接到扭杆2，连接装置4被定位在臂的通道7中且连接装置的端部4a安装在扭杆2中的孔8中。从图1可以看到，定心衬套9形式的中间结构同轴线地安装在通道7中的连接装置周围，且通道设置有适于定心衬套9的直径的直径延伸部10。定心衬套9设置有与臂的侧表面3c邻靠的部分9a。连接装置4还用作四个弹簧腿之一(未示出)的连接区域，所述四个弹簧腿设置在驾驶室的四个角的每一处。两个前弹簧腿可以通过合适的连接件15固定到两个连接装置4的每一个上。定心衬套9示出为设置有延伸部9b，用作用于其中一个弹簧腿的连接的区域。
臂的另一端部3b通过合适的装置(未示出)连到驾驶室。在臂的端部3b和扭杆2之间的结合区域中，防倾杆1设置有扭矩传递装置。在图1中，扭矩传递装置5被显示为是位于凹槽6a和6b中的球体，所述凹槽6a和6b分别设置于扭杆2中和臂的端部3a中。从沿着A-A的截面可以看出，容纳球体5的凹槽6a、6b相隔一定距离地布置在扭杆2和臂部的圆周方向上。
图2中示出了扭杆2和臂的端部之间的连接区域的截面。弹性轴承11安装在设置于臂的端部3a中的轴承空间12中。弹性轴承11设置有孔13，连接装置4通过所述孔13。借此，连接装置4将弹性轴承11保持在轴承空间12中的适当的位置上。弹性轴承通过连接装置14固定到车辆框架上。
扭杆2通过紧固到扭杆的孔8中的连接装置安装到每一个臂3上。由于臂的端部3a和扭杆之间的压缩，凹槽6a和6b在装配过程中局部塑性地变形。这已经在分别示出了装配前后的凹槽的图4a和4b中详细地示出。扭矩传递装置5使凹槽6a、6b变形，从而吸收公差偏差(tolerance variation)并将扭矩传递装置5装入凹槽中。凹槽变形的程度既依赖于扭矩传递装置5的硬度和设计也依赖于凹槽材料的特性和设计。如果随后需要从防倾杆1上拆除扭杆2，则连接装置4释放与孔8的结合，连接装置从孔中退出且扭杆2可以释放。
弹性轴承的弹性使得，当必须将扭杆2从防倾杆1拆除时，可以从一套凹槽6a和6b中的一个上释放扭矩传递装置5。然后扭矩传递装置5被紧固在一套凹槽6a和6b中的第二个中，借此防止扭矩传递装置5掉出来。当然，也可以设想一些扭矩传递装置5紧固在一套凹槽6a和6b中而其余的扭矩传递装置5紧固在另一套凹槽6a和6b中。扭矩传递装置5可以以各种的方法紧固在它们的凹槽中。部件中的一个——扭杆2或臂的端部3a——可以由比部件的第二个——扭杆2或臂的端部3a——更软的材料制成。然后可以实现这样的目标，当装配扭杆2和臂的端部3a时，扭矩传递装置5被最大限度的压入最软的部件中。由此，当随后必须拆除扭杆2时，扭矩传递装置5可以被这样设计：使得当扭杆2从防倾杆移出时扭矩传递装置5被保持在最软的部件中的适当位置上。可替代地，扭矩传递装置5可以通过诸如胶这样的其他连接方式来紧固在凹槽中。另一可能性是，其中一个部件设置有短圆柱部分，所述短圆柱部分可以确保扭矩传递装置5可靠地连接。
图5示出了本发明的一个可替换实施例。臂3——此处示出其中之一——在每一臂的端面上设置有凹部20。如图5所示，凹槽6b位于凹部20的底部，凹部的两个侧壁围绕扭矩传递装置5的相对侧。在该实施例中，扭矩传递装置5被显示为球形元件。
在扭杆2上设置有凸出部(embossed section)21。凹槽6a实质上位于凸出部21的顶面上。从图5可以看到，凹槽6a具有从顶面延伸且在凸出部21的侧边有点向下地延伸的开口。
为了紧固扭矩传递装置5在凹部的凹槽6b中，位于每一个扭矩传递装置5两侧的侧壁区域受到如图6的箭头22所示的局部变形。通过使这些区域变形，可以防止扭矩传递装置5从凹槽中掉出来。可以通过集成在用于扭矩传递装置5的装配台上的水压机进行所述局部变形。当为了相互连接而将扭杆2和每一个臂3安装到一起时，如图5所示，在凸出部21的侧边向下延伸的凹槽6a的形状适于与每一个扭矩传递装置5的变形区域装配。通过这个装置，可以确定凸出部21紧密地安装到凹部20中，如图7所示，且扭杆2和每一个臂3之间的分离线(split line)沿扭矩传递方向定位在扭矩传递装置5的中心线上。扭杆2和每一个臂3之间的分离线和扭矩传递装置5的中心线之间的对应确保了在扭杆2和每一个臂3的结合区域中最大扭矩(torque capacity)不会降低。
如前面所提及的，扭矩传递装置5可以备选地被紧固在凸出部21中的凹槽中并被容纳到凹部20的凹槽中。
图8中，示出了直接连接到其中一个臂3的扭杆23。依照本图中所示的实施例，弹性轴承11被设置为可以防止它旋转。本发明的该实施例的一个目的是防止弹性轴承11相对于诸如支架(bracket)24和夹具(clamp)25这样的车辆的静止部分旋转。可以通过各种方法来获得防止弹性轴承11旋转的装置。
在一种形式中，设置了弹性轴承11的外部弹性层17从而防止旋转。可以通过将外部弹性层横截面形成为非圆形来提供这个效果，或通过为外部弹性层设置紧固到车辆的相应部分上的至少一个锁定元件来提供这个效果。外部弹性层17可以包括所述锁定元件，所述外部弹性层17具有突出物，所述突出物可以容置于布置在车辆的相应部分中/上的容纳装置中。
当从防倾杆1上拆除扭杆2时，经由连接装置4，臂3和弹性轴承11确保驾驶室保持在合适位置上，且因此不需要在拆除操作中使用横向起重机(以从连接装置上减轻驾驶室的重量)。
当拆除弹性轴承11时，连接装置4被释放并从扭杆的孔8中退出，并进一步从弹性轴承的孔13中与定心衬套9一起退出。现在弹性轴承11可以在防倾杆位于车辆中时通过轴承空间的开口15自由地卸下。如果驾驶室固定到连接装置4，则必须在拆除操作中减轻驾驶室的重量，但是无需使用横向起重机。
图3示出了弹性轴承11的构造。从图3中可以看出，弹性轴承具有衬套状的形状。所示轴承壁显示为具有外部弯曲表面，优选地具有由弹性轴承16的设计所提供的凸起或凹入的形状。弹性轴承16的弯曲形状允许在半径方向和轴线方向上吸收力。此外，弹性轴承11覆盖有外部弹性层17，其吸收弹性轴承11和将弹性轴承11连接到车辆框架的连接装置14之间的公差偏差。弹性轴承11具有与定心衬套9的表面和轴承空间12的内壁12’邻靠的内部弹性层18。当驾驶室倾斜时，在旋转动作变得如此之大以致内部弹性层18用作用于臂和紧固地连接到车辆框架的弹性轴承11之间的运动的滑动层之前，内部弹性层18具有一定的吸收旋转运动的能力。
图3进一步示出了弹性轴承11的内表面连接到第一刚性镶嵌物(inlay)19的外表面且弹性轴承的外表面连接到第二刚性镶嵌物20的内表面。内部弹性层18和外部弹性层17分别覆盖第一镶嵌物19和第二刚性镶嵌物20的其余表面。弹性轴承11和弹性层17、18可以包括连接材料或独立部分。弹性可以由诸如橡胶材料这样的弹性材料产生。此外，弹性轴承和弹性层可以通过各种方法固定到刚性镶嵌物上，但是优选的连接方法是硫化(vulcanisation)。

Claims (25)

1.一种防倾杆，其将驾驶室连接到车辆框架，其中，所述防倾杆包括至少一个扭杆和两个臂，每一个臂都可释放地连接到扭杆的每一端，其特征在于，每一个臂都通过至少一个连接装置固定到所述扭杆，所述至少一个连接装置定位在每一个臂中的贯穿通道上，且所述连接装置的端部容纳于所述扭杆的孔中。
2.如权利要求1所述的防倾杆，其特征在于，每一个连接装置都以可释放的方式布置，且所述连接装置可以从所述扭杆的孔中退出，由此使得扭杆可以从所述防倾杆上释放而其余部分留在车辆上。
3.如前面权利要求之一所述的防倾杆，其特征在于，在每一个臂中的轴承空间里安装有弹性轴承，所述连接装置延伸穿过设置在所述弹性轴承中的孔并将所述弹性轴承紧固在所述轴承空间中的合适位置上。
4.如前面权利要求之一所述的防倾杆，其特征在于，所述连接装置的中心轴线与所述扭杆的中心轴线重合或平行。
5.如前面权利要求之一所述的防倾杆，其特征在于，在所述扭杆和每一个臂之间的过渡部处设置有扭矩传递装置，其中，所述扭矩传递装置可以由球、圆柱体、销或其它适于传递扭矩的结构构成。
6.如权利要求5所述的防倾杆，其特征在于，所述扭杆和每一个臂的每一端设置有座，优选为适于容纳扭矩传递装置的凹槽。
7.如权利要求6所述的防倾杆，其特征在于，为了所述扭杆和每一个臂的连接，设置了要装配在一起的至少一个凹部和至少一个凸出部，其中，所述凹部(一或多个)可以设置在所述臂的端部而所述凸出部(一或多个)设置在所述扭杆的端部，或所述凹部(一或多个)可以设置在所述扭杆的端部而所述凸出部(一或多个)设置在所述臂的端部。
8.如权利要求7所述的防倾杆，其特征在于，所述凹槽位于所述凹部内和所述凸出部处。
9.如权利要求7-8之一所述的防倾杆，其特征在于，当每一个臂都连接到所述扭杆时，每一个扭矩传递装置都紧固于设置在所述凹部或所述凸出部中的所述凹槽之一中，并容纳于设置在另一所述凸出部或所述凹部的所述凹槽之一中，且每一个臂和所述扭杆之间的分离线沿扭矩传递方向与所述扭矩传递装置的中心线相对应。
10.如权利要求8所述的防倾杆，其特征在于，每一个扭矩传递装置通过局部变形而被紧固在每一个凹槽中。
11.如权利要求6-7之一所述的防倾杆，其特征在于，当将所述臂安装到所述扭杆时，所述座可以塑性变形，且所述扭矩传递装置设置为公差吸收形式。
12.如权利要求5-8之一所述的防倾杆，其特征在于，当拆除所述扭杆时，合适的装置或布置确保所述扭矩传递装置紧固到所述扭力杆或所述臂。
13.如前面权利要求之一所述的防倾杆，其特征在于，所述轴承空间在一侧开口，用于橡胶轴承的插入和退出。
14.如权利要求3-8之一所述的防倾杆，其特征在于，中间结构同轴线地安装在所述连接装置周围，所述中间结构的一部分安装在所述弹性轴承和所述连接装置之间。
15.如前面权利要求之一所述的防倾杆，其特征在于，适合的连接装置确保弹性轴承紧固到车辆框架上。
16.如前面权利要求之一所述的防倾杆，其特征在于，至少一个弹簧单元在一端连接到驾驶室，且所述弹簧单元的另一端通过合适的连接装置固定到所述臂、所述连接装置或所述中间结构上。
17.如前面权利要求之一所述的防倾杆，其特征在于，所述连接装置包括中心螺栓，和/或所述中间结构包括中心衬套。
18.如权利要求2-13之一所述的防倾杆，其特征在于，所述弹性轴承具有衬套状的形状，其中，轴承壁呈优选具有凸起或凹入形状的外部弯曲表面的形式。
19.如权利要求14所述的防倾杆，其特征在于，所述轴承壁的弯曲形状由所述弹性轴承的设计所提供。
20.如权利要求13所述的防倾杆，其特征在于，所述弹性轴承的内表面连接到第一刚性镶嵌物的外表面，而所述弹性轴承的外表面连到第二刚性镶嵌物的内表面。
21.如权利要求16所述的防倾杆，其特征在于，第一刚性镶嵌物的其余表面由弹性材料的内层覆盖而弹性材料的外层连到第二刚性镶嵌物的外表面，其中所述外层可以吸收公差。
22.如前面权利要求之一所述的防倾杆，其特征在于，弹性轴承被设置为可以防止旋转。
23.如权利要求17所述的防倾杆，其特征在于，优选通过将所述外层的横截面形成为非圆形或通过在所述外层设置紧固到车辆的相应部分的至少一个锁定元件将外层设置为可以防止弹性轴承旋转。
24.一种方法，用于从如前面权利要求之一所述的防倾杆拆除和安装扭杆的方法，其特征在于，拆除步骤包括从扭杆的孔中退出连接装置，于是移出扭杆；而安装步骤包括以使连接装置移动至与扭杆的孔接合的方式来定位扭杆。
25.一种方法，用于从如权利要求2-16之一所述的防倾杆拆除和安装弹性轴承的方法，其特征在于，
-拆除步骤包括，从扭杆的孔中退出连接装置，于是连接装置以及可能还有中间结构从臂中的孔中退出，且弹性轴承可以自由地从轴承空间的侧开口退出，
-安装步骤包括，弹性轴承通过所述空间的侧开口插入至这样的位置：使得连接装置和可能还有中间结构通过弹性轴承的孔插入，且使得连接装置可以继续移动到与扭杆的孔接合。
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