CN101547826B - 车辆转向桥组件 - Google Patents

Abstract

一方面，车辆转向桥(11、21)具有水平的车桥构件(12、22)，所述水平的车桥构件(12、22)具有一体地形成在端部上的转向轴线插入式部件(13、23)，其中形成车辆转向轴线内孔部件(15、15′)的车辆转向节(14、24)可转动地直接联接到车辆转向桥。另一方面，车辆转向节(36)具有水平的转向节构件(38)，所述水平的转向节构件(38)具有一体地形成在端部上的转向轴线插入式部件(37)，其中车辆转向节可转动地直接联接到形成车辆转向轴线内孔部件(15″)的车辆转向桥(31)。这些方面没有一个利用可分离的主销。

Description

车辆转向桥组件

技术领域

本发明涉及车辆转向桥组件。本发明尤其涉及不利用可分离的主销的车辆转向桥组件。

背景技术

在传统的车辆转向桥组件中，转向节包括本体、转向节臂、制动器安装板以及用于轮毂、轴承和轮胎组件的心轴(例如参见通过参考包含于本文的美国专利No.6,623,019)。转向节联接到使用可分离的主销的转向桥，并且转向节臂连接到车辆的转向部件。

典型地，转向节具有叉状轭，该叉状轭限定具有对准的孔的第一和第二轴套(bosses)。该轭围绕限定轴套的转向桥的一端，所述轴套具有与转向节轭的孔对准的轴孔。主销延伸通过转向节孔中的一个或多个、通过轴孔并且通过剩余的转向节孔，以将转向节和转向桥可转动地联接在一起。在这些传统的转向桥组件中，转向节绕竖直地倾斜的转向轴线上的主销枢转。典型地，衬套布置(例如，挤压)在转向节的对准的孔内，以允许转向节相对于主销转动。

传统的转向桥组件具有若干缺点。典型地，传统的车辆转向桥组件允许转向节相对于主销有相对大量的轴向和径向运动，这导致主销接合部受到更多的磨损。结果，产生较大的间隙，所述间隙允许主销在转向节孔内移动和摆动，这减少了组件部件的有用寿命。

传统的主销设计也经常要求手动填垫转向桥组件构件，以限制上述的转向节相对于主销的轴向和径向运动。因此，这些设计要求额外的制造步骤和成本。典型地，衬套导致相对较大的公差并通常要求对衬套进行扩孔操作或铰孔操作。可能会要求这些操作以维持衬套的内径对主销的外径的紧配合公差。

诸如以上所述的转向节是复杂的，并因而导致高的材料、制造以及劳动力成本。由于主销难于去除以用于修理并且主销自身增加了转向桥组件的尺寸和重量，所以这些转向节也是不利的。另外，主销至转向桥接合部的载荷很高，并因此要求精确的配合公差和坚固的机构以将主销锁定至车桥梁(axle beam)。在该接合部处的局部应力也典型地要求用于主销的高强度材料。

要寻求的是，提供不利用可分离的主销的车辆转向桥组件，其中消除了在转向桥和转向节之间的接合部。这将至少导致提供具有较低材料成本和劳动成本、消除间隙、降低联接区域中的机械应力以及消除手动填垫的车辆转向桥组件。

发明内容

本发明涉及一种包括车辆转向桥和车辆转向节的车辆转向桥组件，其中车辆转向桥或车辆转向节包括基本上为水平的构件和一体地形成在所述水平构件的端部部分上的车辆转向轴线插入式部件(malefeature)。其中车辆转向节可转动地直接联接至车辆转向桥而没有利用可分离的主销。

参照形成说明书的一部分的附图，本发明的其它优点将从以下说明和所附权利要求而变得清楚，其中同样的附图标记指示若干附图的相对应的部件。

附图说明

图1是第一车辆转向桥和第一车辆转向节的剖视正视图；

图2是第二车辆转向桥和第二车辆转向节的剖视正视图；

图3是第三车辆转向节和第三车辆转向桥的剖视正视图；以及

图4是车辆的立体图。

具体实施方式

应理解的是，除了相反的特意指定之处以外，本发明可以假设多种可替代的定向以及步骤次序。也应理解的是，在附图中示出的并且在以下说明书中说明的具体装置和方法仅是在所附权利要求中限定的本发明原理的典型实施例。因此，涉及所公开的实施例的具体尺寸、方向或其它物理特征将不认为是限制，除非权利要求另外特意声明。

图1示出了包括第一车辆转向桥11和第一车辆转向节14的第一车辆转向桥组件10，所述第一车辆转向节14包括转向节臂32、34，所述转向节臂32、34是转向系统(未示出)的一部分。转向节臂32、34如图1所示，在大致与心轴35相对的位置处附装至第一转向节14的本体40，所述心轴35具有顶部心轴肩部35′和底部心轴肩部35″。第一车辆转向桥11包括第一基本水平的车桥构件12，所述第一基本水平的车桥构件12可以是具有第一车辆转向轴线插入式部件13(基本上是竖直的)的一体结构，所述第一车辆转向轴线插入式部件13一体地形成在其端部部分上并且是倾斜的，具有第一转向轴线SA1。通过一体地形成，意味着两个部件12、13是例如通过锻造金属形成、通过铸造金属形成，是焊接和/或粘接地结合成单一的构件。

虽然图1示出了单个的第一车辆转向轴线插入式部件13的结构，但是典型地，大体同样的第一车辆转向轴线插入式部件13(即，双重结构)附装在水平转向桥构件12(参见图4)的另一端部部分上。这种还要在下面讨论的类似部件的双重结构施加至图2至3中示出的其它组件20、30。这些组件10、20、30全部可以用在大型卡车中(再次参见图4)或用在多种其它车辆中。

形成第一车辆转向轴线内孔部件(female feature)15的第一车辆转向节14经由轴承18、18′可转动地直接联接到第一车辆转向桥11。该可转动的联接是不需要可分离的主销而实现的。车辆转向轴线插入式部件13从水平转向桥构件12向上延伸并且延伸至车辆转向轴线内孔部件15中。在图1中，以剖视图示出了第一车辆转向轴线插入式部件13，以更好地说明在该组件10中没有可分离的主销。与此相反，第一水平车桥构件12没有以剖视图示出。

图1还示出了如上轴承18和下轴承18′(邻接它们相对应的轴承座圈，轴承18、18′也施加至组件20、30)、螺母25、衬垫27以及垫圈29(也施加至组件30)的多种其它元件，这些元件以与美国专利No.6,623,019中公开的那些元件类似的方式被利用。轴承18、18′例如可以是本领域中普通的圆锥滚子轴承或球轴承。

由于消除了主销，因此消除了在第一转向桥11和第一转向节14之间的主销接合部。同样，如图1和2的实施例中所示，锥形轴承18、18′沿轴向充分地分离(例如，当与美国专利No.6,623,019比较时)并显示为与它们的相对应的转向轴线SA1-2对准。具体地，上轴承18的下末端51定位在顶部心轴肩部35′之上，并且下轴承18′的上末端52定位在底部心轴肩部35″之下。在第一组件10中，螺母25向下拧紧到垫圈29上，所述垫圈29在第一车辆转向节14的第一转向轴线内孔部件15内向上拉转向轴线插入式部件13，由此在垫圈29和衬垫27之间施加压缩载荷。

由于在转向轴线插入式部件13、轴承内圈(cone)衬垫16、转向节轴承肩部(即，内圈衬垫16内部地接触转向节14的地方)和轴承18、18′之间的小的公差累积，而消除了手动填垫。通过轴承18、18′和配合零件13、14、16的尺寸自动地设定第一锥形轴承18和第二锥形轴承18′的预载荷。轴承18、18′上的预载荷通过轴承18、18′沿着转向轴线SA1的较宽的轴向分离而被大大地降低。另外，由于转向轴线轴承18、18′的预载荷，结果消除了游隙。第一组件10的这些部件以非常相同的方式施加至第二和第三组件20、30。

在组件10、20、30中，轴承18、18′的内圈孔内径(ID)大于传统的主销转向桥组件。结果，在车辆转向轴线插入式部件13、23、37上实现较小的机械应力，由此有利地生产包括铸造金属或锻造金属(例如钢)而没有特殊加热处理或昂贵的金属合金的转向桥11、21、31。继而，转向桥11、21、31将仅需要最少的机械加工。

由于不生产或机械加工可分离的主销，所以从上述的结构中导致的结果是生产第一转向桥11而节省额外的成本。同样，轴承18、18′是允许第一转向节14和第一转向桥11重新使用的分开的耐用零件。与组件10相关联的这些优点等同地应用至图2和3分别示出的组件20、30，并且以下更详细地说明组件20、30。

图2中示出了包括第二转向桥21和第二车辆转向节24的第二车辆转向桥组件20，所述第二车辆转向节24包括是转向系统的一部分的转向节臂32、34。转向节臂32、34如图2中所示，附装至第二转向节24的本体40′并大致定位成与具有顶部/底部心轴肩部35′和35″的心轴35相对。虽然没有要求，但是转向节臂32、34显示为竖直地跨越心轴35。第二车辆转向桥21包括第二基本水平的车桥构件22(能够是一体结构)，所述第二基本水平的车桥构件22具有第二车辆转向轴线插入式部件23(是基本竖直的)，所述第二车辆转向轴线插入式部件23一体地形成在第二基本水平的车桥构件22的端部部分上并倾斜地具有第二转向轴线SA2。

形成第二车辆转向轴线内孔部件15′的第二车辆转向节24经由轴承18、18′可转动地直接联接到第二车辆转向桥21。不需要可分离的主销而实现该可转动的联接。在图2中，第二车辆转向桥21没有以剖视图示出，以更好地说明在该实施例20中没有可分离的主销。与此相反，第二车辆转向节24以剖视图示出。

在图2中也示出了盖33、螺栓25′、轴承18、18′、以及加油嘴39。第二车辆转向轴线插入式部件23定位在盖33之间，所述盖33用于将车辆转向轴线插入式部件23布置在第二转向节24的一部分中。顶部螺栓25′和顶部盖33将第二转向轴线内孔部件15′的顶部部分附装至转向轴线插入式部件23的顶部部分。该附装可以是通过限定在第二转向节24内的螺纹孔(未示出但是在本领域中是普通的)，或可能是通过在第二转向节24外的螺母(未示出但是在本领域中是普通的)。

类似地，底部螺栓25′和底部盖33将转向轴线内孔部件15′的底部部分附装至转向轴线插入式部件23的底部部分。因而，转向轴线插入式部件23附装在转向轴线内孔部件15′之间，转向轴线插入式部件23可以在其顶部部分处和在其底部部分处径向地变窄。加油嘴39用于将滑润剂提供至轴承18、18′。由于转向节24、转向轴线插入式部件23和轴承18、18′之间的小的公差累积，所以消除了手动填垫。

图3中示出了具有第三车辆转向桥31和第三车辆转向节36的车辆转向节组件30。第三车辆转向节36包括基本水平的转向节构件38和基本竖直的第三车辆转向轴线插入式部件37。第三车辆转向轴线插入式部件37一体地形成在水平的转向节构件38的端部部分上。第三车辆转向轴线插入式部件37可以在该转向轴线插入式部件37的项部部分和转向轴线插入式部件37的底部部分之间径向地变窄。

其中，第三车辆转向节36经由轴承18、18′可转动地直接联接到形成第三车辆转向轴线内孔部件15″的第三车辆转向桥31。不需要可分离的主销而实现可转动的联接。

第三车辆转向轴线插入式部件37从水平的转向节构件38向下延伸并且延伸至第三车辆转向轴线内孔部件15″中。第三车辆转向节36具有至少一个附装至第三车辆转向节36的本体40″的转向节臂32、34。本体40″可以是第三车辆转向轴线插入式部件37。水平的转向节构件38包括可以与转向节臂32、34水平地成一行(inline)的心轴35，如图3所示。

在第三组件30中，螺母25向上拧紧到垫圈29上，所述垫圈29在第三车辆转向节36的第三车辆转向轴线内孔部件15″内向下拉转向轴线插入式部件37，所述第三车辆转向节36在垫圈29和衬垫27之间施加压缩载荷。由于轴承18、18′的组合结构而消除了手动填垫。在图3中，以剖视图的方式示出了第三车辆转向轴线插入式部件37，以更好地说明在该实施例30中没有可分离的主销。与此相反，水平的转向节构件38没有以剖视图示出。

对于所有的三个组件10、20、30，转向轴线SA1-3中每个都通过相应的转向轴线插入式部件13、23、37的轴向中心。因此，因为相应的转向轴线插入式部件13、23、37与相应的配合转向节14、24或配合转向桥31的内孔同心地对准，所以在这些组件10、20、30的每个中都形成转向枢转轴线。

作为可以利用转向组件10、20、30的示例，图4示出了具有驾驶室43的大型卡车42(通常已知为牵引车或半牵引车)。牵引车42显示为连接至拖车44，牵引车42具有前轮组件45和后轮组件46。拖车44具有拖车轮组件47。

转向组件10、20、30显示为典型地对牵引车-拖车42、44进行转向的前轮组件的一部分。通过前轮组件45之间的水平虚线示出了相对应的水平的转向桥12、22、31。典型地，卡车后轮组件46和拖车车轮组件47不用于转向，但是组件10、20、30不限于转向组件的位置。

将应理解，本专利附图不意在限制本发明的元件的精确比例，而是意在与其余的说明书一起使用。除非相反特意指定，也应理解，多种元件之间的、可以是测量单位的尾数(fraction)的差异，不意在用来精确度量多种元件之间的差异。根据专利条例的规定，本发明的操作原理和模式已经在其优选实施例中描述和说明。然而，必须理解，除了具体地解释和说明之外也可以实行本发明而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种车辆转向节组件，其包括：

车辆转向节，其包括水平的转向节构件和一体地形成在其端部部分上的车辆转向轴线插入式部件并且具有至少一个附装至所述车辆转向轴线插入式部件的转向节臂；

车辆转向桥，其形成车辆转向轴线内孔部件；以及

第一锥形轴承和第二锥形轴承，所述车辆转向轴线内孔部件、所述第一锥形轴承和所述第二锥形轴承都位于所述水平的转向节构件和所述至少一个转向节臂二者的下方；

其中，所述车辆转向节经由所述第一锥形轴承和所述第二锥形轴承可转动地直接联接至所述车辆转向桥。

2.根据权利要求1所述的车辆转向节组件，还包括螺母、垫圈以及衬垫，其中所述螺母向上拧紧至所述垫圈上，以在所述转向轴线内孔部件内向下拉所述转向轴线插入式部件，由此在所述垫圈和所述衬垫之间施加压缩力。

3.根据权利要求1所述的车辆转向节组件，还包括心轴。

4.根据权利要求3所述的车辆转向节组件，其中所述转向节臂与所述心轴成一行。

5.根据权利要求1所述的车辆转向节组件，其中所述转向轴线插入式部件从所述转向轴线插入式部件的顶部部分至所述转向轴线内孔部件内径向地变窄。

6.根据权利要求1所述的车辆转向节组件，其中所述水平的转向节构件和所述车辆转向轴线插入式部件通过金属锻造或金属铸造一体地形成。

7.根据权利要求1所述的车辆转向节组件，其中所述水平的转向节构件和所述车辆转向轴线插入式部件通过焊接和/或粘接结合一体地形成。

8.根据权利要求1所述的车辆转向节组件，其中所述车辆转向轴线插入式部件从所述水平的转向节构件向下延伸，并且延伸至所述车辆转向轴线内孔部件中。

9.根据权利要求1所述的车辆转向节组件，其中所述第一锥形轴承和所述第二锥形轴承的预载荷通过配合部件的尺寸自动地进行设置。

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