CN101977785A - 用于轮轴悬架的铰接装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的轮轴悬架的铰接装置，包括连接孔眼和铰接销，所述连接孔眼固定到部件以便铰接到车辆，并且诸如铰接螺栓的所述铰接销连接到被固定的车辆部件。所述铰接销延伸穿过所述连接孔眼，其中所述连接孔眼具有用于所述铰接销的孔，该孔包括至少一个渐缩孔部。所述装置进一步包括至少一个弹性圈和夹持构件，所述至少一个弹性圈和所述夹持构件中的每一个均具有用于所述铰接销的中心孔，其中，在安装状态下，所述弹性圈至少部分地容放于所述渐缩孔部内。所述弹性圈利用一侧抵靠所述渐缩孔部的渐缩表面，并且所述夹持构件压靠所述弹性圈的另一侧，从而在所述夹持构件和所述渐缩孔部的渐缩表面之间对所述弹性圈进行压缩。

Description

用于轮轴悬架的铰接装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的轮轴悬架(wheel axle suspension)的铰接装置，其包括连接孔眼和铰接销，所述连接孔眼固定到部件以便铰接地连接到车辆，并且诸如铰接螺栓的所述铰接销连接到被固定的车辆部件，所述铰接销经过所述连接孔眼而延伸。
背景技术
众所周知，这样的铰接装置例如用于将悬架臂的前端部铰接到支承支架，所述支承支架连接到车辆底盘。公知的铰接装置具有圆柱形金属衬套，该金属衬套夹持于所述支承支架的各侧板之间。在所述金属衬套周围布置有圆柱形橡胶衬套，该橡胶衬套接合于所述连接孔眼的内侧，并且允许所述悬架臂围绕所述铰接销进行旋转运动。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于轮轴悬架的可替代的铰接装置。
该目的通过根据权利要求1的铰接装置而实现。
对于“渐缩(tapering)”孔部，按照本发明中的含义，意思是具有第一端和第二端的孔部，其中该孔在第一端处具有比第二端处更大的直径，并且其中所述孔部的直径从所述第一端向着所述第二端连续递减。该渐缩形状可以是圆锥形形状，但也可以是球形形状。
根据本发明的所述铰接装置可以有利地结合于车辆的悬架中，所述悬架包括纵向悬架臂，所述轴固定到所述纵向悬架臂；支承支架，所述支承支架固定到所述车辆底盘；以及空气弹簧，所述空气弹簧抵靠所述车辆底盘，其中从车辆的驾驶方向看来，所述悬架臂在其后端上连接到所述空气弹簧，并且在其前端上铰接到所述支承支架。所述悬架臂通常是有弹性的构件。然后，根据本发明的所述铰接装置就能够在所有方向上支撑所述悬架臂。所述铰接装置通过铰接作用而吸收旋转方向上的力，所述铰接作用是由于所述悬架臂的弹动作用(springing action)引起的。另外，所述铰接装置能够吸收横向方向上的力、由于车轮上的制动作用引起的水平力以及由于所述轴上的负载以及滚翻运动引起的竖直方向上的力。还对扭转力进行吸收，该扭转力是由于车辆滚翻运动引起的。
优势在于，由于所述渐缩形状，所述孔眼可以通过铸造而更容易形成，而不必在之后对该孔眼进行加工以便对该孔进行校准。
在各从属权利要求中限定了本发明的优选实施方案。
附图说明
在随后的优选实施方案的描述中将参考附图对本发明进行更为具体的解释，在这些附图中：
图1显示了根据本发明的车辆的优选轮轴悬架的侧视图，该轮轴悬架具有典型的悬架臂，
图2显示了根据图1中所示的截面A-A的悬架臂的铰接装置的截面图，
图3显示了图1中的轮轴悬架的主视图，
图4显示了图1中的悬架臂的前端部的俯视图，
图5显示了图1中的悬架臂的前端部的侧视图，
图6显示了根据图5所示的截面线C-C的截面图，
图7显示了根据本发明的用于悬架臂的铰接装置的另一优选实施方案的截面图，
图8显示了根据本发明的铰接装置的另一实施方案的截面图，
图9A和9B分别示出了根据本发明的铰接装置的又一实施方案的截面图和立体图，
图10显示了根据本发明的铰接装置的再一实施方案，并且
图11显示了根据本发明的铰接装置的另一实施方案，特别适合于减震器。
具体实施方式
图1显示了例如为拖车的车辆的轮轴悬架的一侧。轮轴1显示为空心圆形轴，一个或更多车轮布置在轮轴1的两端。然而，轮轴1也可以是正方形的或者具有某些其它横截面。
图1中所示的轮轴悬架包括承载支架3，该承载支架3连接到车辆的底盘，底盘高度图示地显示于图1中，并由附图标记2所表示。悬架臂5在车辆的纵向方向上延伸，并且通过铰接装置4铰接到承载支架3。气动弹簧7设置于悬架臂5的自由后端部6和底盘2之间，自由后端部6远离铰接装置4一定距离而设置。减震器8装配在承载支架3和悬架臂5之间。轮轴1借助于轴垫10以本身公知的方式固定到悬架臂5，轴垫10靠着悬架臂5设置并形成用于轴1和U形螺栓9的支座，悬架臂5、轴垫10和轴1利用U形螺栓9夹持在一起。
应当注意，如图1所示的轮轴悬架的配置以及其中的具体部件1-10的形状应当被认为是仅作为实例的。在本发明的范围内可以想象许多其它配置和形状。
悬架臂5借助于铰接螺栓11紧固到支撑支架3。在示出的实施方案中。如图2和3也显示的，支撑支架3包括两个侧板12和13，并且在行驶方向看来，支撑支架3向着后部开放。铰接螺栓11在横向方向上经过支撑支架3延伸，并且配合穿过支撑支架3的侧板11和12中的孔14。孔14设计为基本在纵向悬架臂5的方向上延伸的沟槽，从而可以调整铰接螺栓位置，并且可以对准支撑同样的轴的各悬架臂。
悬架臂5在其前端部上设置有连接孔眼15，图4-6中对其进行了更为详细的显示。如图6中可以特别清楚地看到，连接孔眼15具有用于铰接螺栓11的通道，所述通道包括中心孔16和两个相对的渐缩孔部17。渐缩孔部17具有外端17a和内端17b，其中外端17a具有比内端17b更大的直径。渐缩孔部17的径向向内面对的表面17c从外端向着内端17b渐缩。因此，渐缩孔部17的直径从外端17a向着内端17b连续递减。中心孔16具有恒定的直径，并且连接各自的渐缩孔部17的内端17b。
铰接装置4进一步包括弹性圈18，弹性圈18优选地由橡胶或其它适合的弹性体材料制成。如图2所示，橡胶圈18容放于渐缩孔部17的每一个内。所述橡胶圈18利用一侧抵靠渐缩孔部17的渐缩表面17c。在渐缩孔部17的每一个中设置圆锥形夹持构件19。夹持构件19具有用于铰接螺栓11的中心孔20。夹持构件19具有圆锥形外表面19c，圆锥形外表面19c面对渐缩孔部17的渐缩表面17c。在安装状态下，夹持构件19和所述表面借助于铰接螺栓11和螺母21而向着彼此被夹持，并在夹持构件19和所述表面之间压缩弹性圈18。
弹性圈18优选为由橡胶制成，并优选为在夹持构件19的圆锥形表面上硫化。
在中心孔16中，在彼此面对的夹持构件19的内端之间设置间隔衬套22。衬套22夹持于圆锥形夹持构件19的内端之间，并限制施加到铰接装置4的橡胶圈18的压缩力。
悬架臂5的铰接装置安装如下：在悬架臂5的连接孔眼15中将间隔衬套22插入中心孔16中，并且将夹持构件19插入渐缩孔部17的每一个中，夹持构件19具有在其圆锥形表面上硫化的橡胶圈18。调节支架23例如从EP 943 529当中本身是公知的，并且设置在承载支架3的侧板12、13上。然后将悬架臂的孔眼15插入承载支架3的侧板12、13之间。接下来，将所述铰接螺栓经过所述调节支架、侧板12和13、夹持构件19的孔20并经过衬套22而插入。该组件通过将螺栓11和螺母21组件拉紧而被夹持在一起。
橡胶圈18的弹性使悬架臂在旋转方向上运动的自由度受到限制。另外，弹性圈18使横向方向上(即，螺栓11的轴向方向上)以及与其垂直的方向上的自由度也受到限制。通过螺栓11和螺母21而使各金属部件彼此抵靠的张紧力对橡胶圈18进行偏压，从而获得较长的使用寿命。
在图7中显示了用于悬架臂5的铰接装置的可替代的实施方案。在该实施方案中，在悬架臂5的前端部处的连接孔眼15与上述的连接孔眼相似。在该实施方案中，支承支架具有基本平行的侧板71、72，其中向内突出的凹口73设置在用于铰接螺栓11的各孔周围的区域中。用于上述铰接螺栓的各孔优选为槽孔，从而可以对准铰接螺栓11以及具有该铰接螺栓11的用于所述轴的各悬架臂。凹口73具有渐缩侧壁74。凹口73的内侧容放于孔眼15的渐缩孔部17中。夹持构件75容放在凹口73的外侧上。夹持构件75具有基本为截头圆锥形的形状，该形状的圆锥形表面抵靠所述凹口的渐缩表面。隔离件衬套76设置在相对凹口73的内端77之间。在凹口73的圆锥形表面的内侧上设置有盘形金属圈77，橡胶圈78硫化在该盘形金属圈77上。橡胶圈78抵靠渐缩孔部17的渐缩表面。铰接螺栓11穿过夹持构件75、侧板71与72以及衬套76。通过在螺栓11上拉紧螺母21，而对所述铰接装置进行固定。
在图8中显示了经过悬架臂的非对称连接孔眼80的横截面。孔眼80连接到支承支架，所述支承支架包括一个单一的侧板81。所述孔眼包括圆锥形孔82，该圆锥形孔82从远离侧板81的一端向着靠近侧板81的一端渐缩。在面对侧板81的所述孔眼的一侧和侧板81之间设置有扁平橡胶圈83。在渐缩孔82中容放橡胶圈84。另外，隔离件衬套85和夹持构件86插入孔82中，隔离件衬套85利用一端抵靠侧板81，夹持构件86具有圆锥形外表面和用于铰接螺栓11的轴的孔。所述悬架臂的孔眼80借助于铰接螺栓11和螺母21而靠着侧板81被夹持。橡胶圈83和84围绕铰接螺栓11的中心轴线在旋转方向上具有一定程度的运动自由度。
在图9A中显示了根据本发明的铰接装置的横截面图，其中所述支承支架包括一个单一的侧板91。所述悬架臂的连接孔眼90(参见图9B)是对称的，并具有相对较小的宽度。其具有孔，该孔具有圆柱形中心孔部92和两个相对的渐缩孔部93。两个橡胶圈94从相对侧插入到所述孔内。橡胶圈94具有相对扁平的基部94b和从基部94b突出的截头圆锥形部94a。截头圆锥形部94a容放于孔眼90的渐缩孔部93中。截头圆锥形部94a的顶侧可以在中心孔部92中彼此邻接。基部94b接合在孔眼90的侧表面上。
隔离件衬套95优选为由金属制成，并经过橡胶圈94的中心孔而延伸，并且与所述支承支架的侧板91的一端邻接。在隔离件衬套95的另一端上接合有夹持构件96。通过与螺母21配合的铰接螺栓11而将整个组件夹持在一起。
还可以想到，具有如图8和9所示的一个单一的侧板81、91的所述支承支架可以具有凹口，该凹口环绕用于铰接螺栓11的孔，该孔优选为槽孔，如图7所示。
在图10中显示了根据本发明的铰接装置的局部截面图、局部主视图，其中连接孔眼100具有圆形横截面。经过孔眼100的孔由此具有渐缩表面，该渐缩表面沿着凸曲面向着中心变窄。夹持构件101具有弯曲的外表面，并且与其内端彼此邻接。在夹持构件101的每一个和孔眼100的渐缩表面之间设置有橡胶圈102。所述圈102的厚度从圈102的径向内侧向着径向外侧增大。
在图11中显示了具有液滴形横截面的连接孔眼110的横截面图。经过孔眼110的孔由此具有两个渐缩的相对孔部。在渐缩孔部的每一个中插入具有截头圆锥形形状的橡胶圈112。橡胶圈112在中心处彼此邻接。橡胶圈112具有中心通道113，金属的隔离件衬套经过中心通道113而延伸。在橡胶圈112的每一个的外端上接合有夹持构件115，在该情况下，夹持构件115设置为金属圈。借助于螺栓和螺母，以与前述实施方案中描述的相似的方式将该组件夹持在一起。图11中的该实施方案特别适合于，但不限于铰接车辆悬架的减震器。

Claims (23)

1.一种用于车辆的轮轴悬架的铰接装置，包括连接孔眼和铰接销，所述连接孔眼固定到部件以便铰接到车辆，并且诸如铰接螺栓的所述铰接销连接到被固定的车辆部件，所述铰接销经过所述连接孔眼而延伸，其中所述连接孔眼具有用于所述铰接销的孔，该孔包括至少一个渐缩孔部，所述装置进一步包括至少一个弹性圈和夹持构件，所述至少一个弹性圈和所述夹持构件中的每一个均具有用于所述铰接销的中心孔，其中，在安装状态下，所述弹性圈至少部分地容放于所述渐缩孔部内，所述弹性圈利用一侧抵靠所述渐缩孔部的渐缩表面，并且所述夹持构件压靠所述弹性圈的另一侧，从而在所述夹持构件和所述渐缩孔部的渐缩表面之间对所述弹性圈进行压缩。
2.根据权利要求1所述的铰接装置，其中所述夹持构件至少部分地插入所述渐缩孔部中。
3.根据权利要求1或2所述的铰接装置，其中所述连接孔眼包括中心孔部和两个相对的渐缩孔部，其中所述中心孔部连接所述相对的渐缩孔部的内端，所述装置进一步包括两个夹持构件，所述夹持构件具有用于所述铰接销的中心孔，所述夹持构件，其中，在安装状态下，所述夹持构件的每一个被容放在所述相对的渐缩孔部中的一个中。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的铰接装置，其中所述渐缩孔部的渐缩表面为圆锥形。
5.根据前述权利要求中的任意一项所述的铰接装置，其中所述夹持构件具有截头圆锥形形状。
6.根据权利要求1-3中的任意一项所述的铰接装置，其中所述渐缩孔部的直径沿着曲面减小。
7.根据权利要求6所述的铰接装置，其中所述夹持构件为球形。
8.根据前述权利要求中的任意一项所述的铰接装置，其中所述弹性圈由弹性体材料制成，优选为由橡胶制成。
9.根据前述权利要求中的任意一项所述的铰接装置，其中所述弹性圈由橡胶制成，并且其中所述橡胶圈在所述夹持构件上被硫化。
10.根据前述权利要求中的任意一项所述的铰接装置，其中所述弹性圈由橡胶制成，该橡胶在盘形金属圈上被硫化。
11.根据前述权利要求中的任意一项所述的铰接装置，其中所述弹性圈为盘形。
12.根据前述权利要求中的任意一项所述的铰接装置，其中所述弹性圈在径向外端处具有比径向内端处更大的厚度。
13.根据前述权利要求中的任意一项所述的铰接装置，其中在所述夹持构件彼此面对的端部之间的中心孔中设置有隔离件衬套。
14.一种用于车辆的轮轴悬架，包括纵向悬架臂，所述轴固定到所述纵向悬架臂；支承支架，所述支承支架固定到车辆底盘；以及空气弹簧，所述空气弹簧抵靠所述车辆底盘，其中从车辆的驾驶方向看来，所述悬架臂在其后端上连接到所述空气弹簧，并且在其前端上借助于根据前述权利要求中的任意一项所述的铰接装置而铰接到所述支承支架，其中连接孔眼固定到所述悬架臂。
15.根据权利要求14所述的轮轴悬架，其中所述支承支架包括两个基本平行的侧板，所述侧板具有用于穿过铰接螺栓的孔，其中所述悬架臂的所述连接孔眼设置于所述侧板之间，使得其中的中心通道和所述侧板中的孔对准，并且其中所述夹持构件的外端抵靠所述支承支架的各侧板，或者抵靠设置在所述侧板上的中间板，借助于所述铰接螺栓将所述侧板、所述夹持构件、所述弹性圈以及所述孔眼夹持在一起，所述铰接螺栓的轴经过所述侧板、所述夹持构件、所述孔眼的中心孔以及所述弹性圈、螺母而延伸。
16.根据权利要求14所述的轮轴悬架，其中所述支承支架包括两个基本平行的侧板，所述侧板具有用于穿过铰接螺栓的孔，其中所述悬架臂的所述连接孔眼设置于所述侧板之间，使得其中的中心孔和所述侧板中的孔对准，并且其中在所述侧板中形成向内突出的凹口，其中所述凹口的内侧容放于所述孔眼的渐缩孔部中，并且其中所述夹持构件容放于所述凹口的外侧中。
17.根据权利要求16所述的轮轴悬架，其中在所述凹口的内侧上设置有根据权利要求10所述的圈，其中所述金属圈面对所述侧板，并且所述橡胶面对所述连接孔眼的渐缩孔部的表面。
18.根据权利要求14所述的轮轴悬架，其中所述支承支架包括一个单一的侧板，其中所述悬架臂的所述连接孔眼靠着所述侧板而被夹持。
19.一种悬架臂，用于根据权利要求14-18中的任意一项所述的轮轴悬架。
20.根据权利要求19所述的悬架臂，其中所述连接孔眼整体形成在所述悬架臂的前端上。
21.根据权利要求19或20所述的悬架臂，其中所述悬架臂通过铸造而制造。
22.一种用于车辆的轮轴悬架，包括纵向悬架臂，所述轴固定到所述纵向悬架臂；支承支架，所述支承支架固定到车辆底盘；以及空气弹簧，所述空气弹簧抵靠所述车辆底盘，其中从车辆的驾驶方向看来，所述悬架臂在其后端上连接到所述空气弹簧，并且在其前端上铰接到所述支承支架，并且所述轮轴悬架进一步包括减震器，所述减震器借助于根据权利要求1-13中的任意一项所述的铰接装置而铰接地接合到车辆的被固定部件，例如接合到所述支承支架，其中所述连接孔眼固定到所述减震器。
23.一种用于车辆的轮轴悬架，包括纵向悬架臂，所述轴固定到所述纵向悬架臂；支承支架，所述支承支架固定到车辆底盘；以及空气弹簧，所述空气弹簧抵靠所述车辆底盘，其中从车辆的驾驶方向看来，所述悬架臂在其后端上连接到所述空气弹簧，并且在其前端上铰接到所述支承支架，并且所述轮轴悬架进一步包括减震器，所述减震器借助于根据权利要求1-13中的任意一项所述的铰接装置并且例如经过具有连接耳部的轴垫而铰接地接合到所述轴，其中所述连接孔眼固定到所述减震器。
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