CN102256861A - 用于车辆的铸造转向节和包括铸造转向节的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆、特别地用于商用车辆、更特别地用于卡车的铸造转向节(10)，所述铸造转向节(10)包括转向节本体(12)。一个或多个管(26、28)被模制到转向节本体(12)内，提供用于流体和/或一个或多个电线束的管道，该一个或多个管(26、28)中的每一个均包括管本体。

Description

用于车辆的铸造转向节和包括铸造转向节的车辆

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的用于车辆的铸造转向节和包括铸造转向节的车辆。

背景技术

已知使用铸造转向节用于悬挂特别地是卡车的商用车辆的车轮。为能够使得商用车辆更有效，希望为这样的车辆配备液压驱动的转向车轮。必要的流体连接物通过转向节。这通过在转向节的铸造本体内钻凿用于将液压油供应到车轮用液压马达的通道来实现。然而，钻凿的通道的可利用的长度和宽度以及通道的密度受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供改进的铸造转向节，所述铸造转向节包括实现流体的优化流动的流体通道，其中优化流动具有降低的损耗。本发明的另一个目的是提供包括改进的铸造转向节的车辆。

所述目的通过独立权利要求的特征实现。其它权利要求和说明公开了本发明的有利实施例。

提出了用于车辆、特别是用于商用车辆、更特别是用于卡车的铸造转向节，所述转向节包括转向节本体。每一个均包括管本体的一个或多个管被模制到转向节本体中，从而在转向节本体内提供作为用于流体和/或一个或多个电线束的管道的一个或多个通道。

优选地，通道可设置成用于输送流体。就本发明而言，流体可以是例如液压液体的液体，或例如压缩空气的气体。管(多个管)内的流动阻力对于流体的流动具有大的影响。由流动阻力导致的损耗能够以如下方式影响流动速度、流体的压力和/或温度，所述方式为干扰放置在转向节处或其附近的例如车轮用液压马达或中央轮胎充放气系统(CTIS)的装置的功能。流动阻力能够大致受到管(多个管)的弯曲和管(多个管)的内表面的粗糙度的影响。一个或多个通道也可用作一个或多个电缆的馈通孔。

有利地，与这样的钻凿通道或通过在通道的希望的位置处使用砂芯来铸造转向节而形成的通道的技术相比，根据本发明的转向节的设计使得能够降低流动阻力且改善流体的流动。流体通道的路径和表面通过一个或多个模制在内的管限定。以此方式，即使对于非常复杂的路径和/或包括数个转弯的长的流体通道也可实现改进的流动阻力。

有利地，在模制在内之前，一个或多个管可根据希望的设计而预先形成到不同的方向和角度或以不同的方向和角度弯曲。特别地在弯曲中，一个或多个管的内表面是平滑的且很精密地弯曲，因此产生了有利的低流动阻力。在钻凿通道技术的情况下，不能实现平滑弯曲的通道或带有复杂路径的通道。

有利地，容易制造带有平滑的内表面的管。通过根据用于流体通道的已知技术采用砂芯来铸造转向节本体，由于砂粒的结构的影响，所以通道的内表面与本发明的管的内表面相比是粗糙的。此外，存在的风险是砂粒可能保留在通道内且污染流体。

有利地，能够针对铸造转向节的重量和稳定性以及转向特性来优化一个或多个管在铸造转向节内的路径。

根据本发明的有利实施例，在铸造所述转向节本体之前，一个或多个管可装配有至少一个接头。这样的接头可容易地在铸造所述转向节本体之前安装，特别是如果接头必须放置在转向节本体的难以接近的区域内。接头提供了到转向节外部的其它管或设备的容易的连接。有利地，一个或多个管可预先组装，因此便于转向节的制造。

根据本发明的另一个有利实施例，一个或多个管可装配有至少一个前安装件，所述前安装件使一个或多个管的一个或多个自由端成为一体。自由端可在铸造过程期间被保护。前安装件也可造成或维持自由端的很好地限定的形状，因此便于将自由端连接到接头或管连接器。另外，前安装件可适合于在模制过程期间将一个或多个管在转向节本体内保持在适当位置。此外，前安装件可适合于在铸造过程期间密封管的自由端，特别地以防止熔融的材料进入一个或多个管。有利地，前安装件可提供允许到轴的扭转刚性连接的区域，例如用于当液压马达附接到转向节时可靠地处理高转矩。

根据本发明的另外的有利的实施例，一个或多个管中的至少一个可弯曲至少90°。以此方式可实现管路径的优化。也可实现将一个或多个管弯曲超过90°，因此允许使用转向节本体内的可利用空间。这样的通道形状几乎不能以钻凿或砂芯铸造实现。

根据本发明的另外的有利的实施例，一个或多个管的弯曲半径可大于相应管的内径。这可有利于降低在管内流动的介质的压降。例如，弯曲半径可至少为内径的两倍。

根据本发明的另外的有利的实施例，一个或多个管中的至少一个可至少在二维上弯曲。因此，可实现非常复杂的管路径，这使用例如钻凿通道的已知技术实际上是不可能的。

根据本发明的另外的有利的实施例，一个或多个管中的至少一个的管本体可具有沿其管本体的一个或多个液压成形部分。当然，整个管本体可通过液压成形制造。液压成形是将可锻金属成形为轻质的、结构上刚硬且坚固的件的成本有效的方式。液压成形的管或管的一部分可非常精密地弯曲，且可具有非常平滑的内表面，所述内表面有利于管的低流动阻力。与使用砂芯或钻凿通道不同，不存在微粒即砂粒、碎片或磨损碎屑保留在通道内的风险。此外，通过将管本体的部分液压成形，在可利用用于转向节本体内的通道的足够空间处，管本体的横截面可增大，且在转向节本体内的空间受到限制的位置处，管本体的横截面可减小。因此，这样的液压成形管使得能够提供管的流动优化的横截面。特别地，横截面可沿管的长度变化以提供流动优化的管。更具体地，横截面可具有利用局部可利用空间的轮廓。横截面不必是圆形的，而是可以是任何形式，例如椭圆形的或带有角度的，例如三角形的、正方形的或根据需要而更复杂形状的。横截面可沿管的长度从圆的，例如圆形的或椭圆形的改变为带有角度的横截面，且反之亦然，这允许管的非常灵活的设计和转向节内部的可利用空间的改进的使用。

优选地，一个或多个管中的至少一个可具有液压成形本体。因此，整个管本体可容易地仅在一个步骤中形成。

根据本发明的另一个有利的实施例，一个或多个管中的至少一个的长度可以是直径特别是外径的至少五倍，优选地至少八倍。因此，可在铸造转向节内实现长的流体通道，因为带有管本体的管是稳定的，即使其与其直径相比较长。“长”意味着通道的长度为直径的至少五倍，优选地为直径的至少八倍。在现有技术中已知的像使用砂芯的其它技术的情况下，因为具有小直径的长的砂芯将断裂，所以通道的长度受到限制。

管的横截面不必是圆形的，而是可具有卵形形状、三角形形状、正方形形状或希望的任何横截面。为了优化转向节本体内的空间的使用和/或调节管的流动阻力或流动特性，甚至能够提供带有沿其延伸的变化的直径和/或横截面的一个或多个管。

根据本发明的另外的有利实施例，一个或多个管可集中在转向节本体的中间部分内。以此方式，能够改进铸造转向节的稳定性。另外，管可通过铸造转向节的周围材料保护。另一个优点是能够改进管内的流体和转向节本体之间的热补偿。

根据本发明的另外的有利实施例，一个或多个管可在铸造所述转向节本体之前固定在一起。以此方式，一个或多个管可在转向节本体的铸造期间保持在适当位置。

根据本发明的另外的有利实施例，转向节本体的铸造材料可布置在一个或多个管之间。因此，转向节本体和管的稳定性可进一步改进。此外，铸造材料可用作管之间的热隔离件。另一方面，铸造材料可进一步改进管内流体和转向节本体之间的热补偿。

根据本发明的另外的有利实施例，一个或多个管本体中的至少一个可在外表面处设置有表面涂层。以此方式，铸造材料和管之间的接触可被优化。特别地，在铸造过程期间铸造材料沿管的流动能力可得以改进，使得特别可防止在管的外表面附近的铸造材料内的起泡。也能够在一个或多个管的内表面处提供例如用于腐蚀保护等的涂层。有利地，内表面可在铸造所述转向节本体之前被处理。

特别地，外表面处的表面涂层可包含锌或锡。锌和锡很好地适合于作为表面涂层，特别地用于防止在铸造材料内的起泡。

根据本发明的另外的有利实施例，一个或多个管中的至少一个可设置为用于液压流体的管道。因此，铸造转向节可用于液压装置，例如用于液压驱动的转向车轮的车轮用液压马达。

根据本发明的另外的有利实施例，至少三个管可包括在转向节本体内，特别地用于驱动安装在转向节上的液压马达。以此方式，管可适合于输送带有不同的指定功能和/或特性的流体。特别地，两个管可适合于用于驱动车轮用液压马达的流体的流入和流出，且一个管例如用于排放。

根据本发明的另外的有利实施例，至少三个管可铸造在转向节的轴部分内。转向节的轴部分是液压流体必须经其输送到旋转的液压马达的部分。

根据本发明的另外的有利实施例，至少四个管可包括在转向节本体内。以此方式，管可适合于输送具有不同指定功能和/或特性的流体。特别地，两个管可适合于用于驱动例如车轮用液压马达的装置的流体的流入和流出，且两个管可适合于用于控制该装置的流体的流入和流出。也能够使用用于不同液体或气态流体的管，特别地用于控制和/或驱动所述装置。因为转向节可设置成用于支承马达，所以管可用于输送液压油，特别地输送用于供应给液压马达的冷却剂，且所以管还用作用于电线束的馈通孔，所述电线束用于连接到传感器和/或致动器或例如作为附接到转向节的液压马达的替代的电动马达的电源。

优选地，管直径可在10mm至20mm之间。一个或多个管可具有从一端到另一端变化的直径。为特别地在高压下传送流体出入附接到转向节的液压马达，有利地提供其直径尽可能大的管，以能够将所需量的液压油和/或冷却剂供应到液压马达。液压马达在运行期间需要非常高的液压油流量。然而，在转向节中涉及尺寸限制。特别地，液压成形的管提供使管的直径沿其延伸变化且以此方式优化横截面的可能性。带有较小直径的管可用于低压流体，例如用于带有恒定压力的流体，用于排放和用于电缆，该电缆例如用于传感器、致动器等。

本发明不限制于带有车轮用液压马达的铸造转向节。本发明也可应用于带有中央轮胎充放气系统(CTIS)的装置。在此情况中，管适合于输送压缩空气。

根据本发明的另一方面，提出具有创造性的铸造转向节的车辆，特别是商用车辆，更特别是卡车。车轮联接到设置有液压马达的铸造转向节。因此，能够实现具有本发明的所有优点的、具有液压驱动的转向车轮的车辆。

附图说明

本发明与以上所述的和其它的目的和优点一起可从下面的实施例的详细描述中更好地理解，但不限制于所述实施例，其中各图示意性地示出：

图1示出了根据本发明的铸造转向节的第一实施例的等轴视图，其中管被模制在转向节本体内，所述转向节本体被部分透明地示出；

图2示出了图1的铸造转向节的分解图；

图3示出了图1和图2的铸造转向节的后视图；

图4示出了根据本发明的铸造转向节的第二实施例的等轴视图，其中管装配有前安装件；

图5示出了图4的管和前安装件的分解图；以及

图6示出了装配有前安装件的图4和图5的管的等轴视图。

具体实施方式

在附图中，相同或类似的元件通过相同的附图标号表示。附图仅是示意性表示，而不意图展示本发明的指定参数。此外，附图意图于仅描绘本发明的典型实施例，且因此不应考虑为限制本发明的范围。

图1至图3示意性地描绘了用于卡车的铸造转向节10的第一实施例。车轮(未示出)联接到设置有车轮用液压马达的铸造转向节10。

铸造转向节10包括具有复杂形状的转向节本体12。转向节本体12具有在图1和图2中示出的转向轴14。转向节本体12进一步具有多阶梯容座通孔16，以用于卡车的转向系统的主销(未示出)的主销轴承。容座通孔16的路径呈现在图3中示出的转向节本体12的后侧上。

另外，转向节本体12在容座通孔16的相反侧上具有两个安装凸缘18，以用于转向系统的转向臂和用于车轮用马达(未示出)。每个安装凸缘18包括用于固定转向臂的三个安装通孔20和每个例如通过使用螺栓而用于固定车轮用马达的两个安装通孔22。

与转向轴14(图3)相反，六个盲孔24位于转向节本体12的后侧上的外表面内。

容座通孔16、安装通孔20和22中的一个或多个以及盲孔24可在铸造过程中通过使用例如砂芯制成。替代地，容座通孔16、安装通孔20和/或22和/或盲孔24可在铸造过程之后钻凿。

四个管26和28模制在转向节本体12内，该四个管26和28中的每一个均通过示例包括液压成形管本体。每个管26和28可提供用于液压油的管道。两个管26的直径相同，且大于两个管28的直径。

管26和28集中在转向节本体12的中间部分中。在转向轴14内，四个管26和28平行，如在图1中可见。在一端处，管26和28中的每一个延伸到转向轴14的端面30。在相反端处，一个大管26和一个细管28每个都延伸到安装凸缘18中的一个，且另一管26和28的自由端延伸到安装凸缘18的侧边缘。较大的管26每个都终止在用于此处的车轮用马达的两个安装通孔22之间。较细的管28每个都终止在用于车轮用马达的安装通孔22中的一个和用于转向臂的安装通孔20中的一个之间。

在转向轴14和安装凸缘18之间的过渡区域内，管26和28呈现90°或更大的弯曲。有利地，弯曲半径可为管26、28的内径的二倍。

管26和28沿其延伸在三维上多次弯曲，以用于在转向节本体12内获得沿用于主销轴承的容座通孔16、在安装凸缘18内的安装通孔20和22以及盲孔24的改进的路径。在安装凸缘18的具有减小的厚度的部分内，管26和28的路径呈现在图3中示出的转向节本体12的后侧上。每个管26和28的长度是直径的至少八倍。与现有技术的铸造转向节10内的流体通道相比这是非常长的，且这允许优化的路径。在管26和28之间布置了转向节本体12的铸造材料，以用于改进转向节本体12的稳定性且改进流体和铸造材料之间的热传递。

在铸造所述转向节本体12之前，四个管26和28在其自由端处装配有接头32。接头32中的一个在图1和图2中示例性地示出在右下侧管26的端部处。通过使用接头32，管26和28的端部可容易且快速地连接到液压管线(在图1和图3中未示出)。管26和28的在安装凸缘18内的端部可连接到通向卡车的液压系统或来自所述液压系统的液压管线。管26和28的在转向轴14的端面30内的端部可与车轮用液压马达(未示出)的液压管线连接。

管26和28在外表面34(图2)处设置有表面涂层。表面涂层包含锌。在铸造过程期间，表面涂层使铸造材料与管26和28的外表面34的连接优化且防止起泡。

为生产铸造转向节10，管26和28可通过使用例如液压成形的方法弯曲为其希望的形状。

管26和28的外表面34可涂敷有锌。管26和28的自由端可装配有接头32。

管26和28可固定在用于转向节本体12的铸造模具(未示出)内。用于实现容座通孔16、安装通孔20和22以及盲孔24的未描绘的芯可位于铸造模具内。替代地，通孔16、20和/或22和/或盲孔24中的一个或多个可在铸造过程之后被钻凿。在此情况中，相关的芯是不必要的。

熔融的铸造材料可浇铸在铸造模具内，使得管26和28模制在转向节本体12内，其中铸造材料在管26和28之间流动。在固化之后，铸造转向节10可取出，且用于通孔20、22和盲孔24型芯可被移除。

图4至图6示出了第二实施例，其中管26和28装配有前安装件36，所述前安装件36与管26和28的自由端接合。前安装件36位于转向轴14的端面30处。前安装件36是带有用于每个自由端的通孔38的板，在铸造所述转向节本体12之前可将管26和28的自由端固定在所述通孔38内。这在图6中示出。图5图示了在将管26和28的自由端固定在前安装件36的通孔38内之前的情况。有利地，前安装件36可提供允许到轴的扭转刚性连接的区域，例如在外周处的花键(未示出)。因此，当液压马达附接到转向节10时可应对很高的转矩。

通过前安装件36，管26和28在铸造过程期间也保持在其正确位置。前安装件36可固定在铸造模具的壁内，使得管26和28的自由端相对于铸造材料密封。

本发明不限制于用于带有车轮用液压马达的卡车的铸造转向节10。本发明也可用于其它类型的车辆，特别地用于商用车辆。

此外，本发明可用于与车轮用液压马达不同的其它类型的装置。例如，本发明可应用于带有中央轮胎充放气系统(CTIS)的装置。

作为液压油的替代，管26和28也可适合于其它类型的液压流体或与液压流体不同的其它的液体或气态流体。例如，当与CTIS一起使用时，压缩空气可用作流体。

转向节本体12内也能够包括多于或少于四个管26和28。此外，管26和28的横截面不必是圆形的，而是可以具有卵形形状、三角形形状、正方形形状或任何希望的横截面。为了优化转向节本体12内的空间的使用和/或调节管26、28的流动阻力或流动特性，甚至能够提供带有沿其延伸变化的直径和/或横截面的一个或多个管26、28。

管26和28也可在铸造所述转向节本体12之后装配有接头32。

管26和28也可仅在二维上弯曲。

作为具有液压成形本体的替代，管26和28中的一个或多个可仅具有沿其管本体的一个或多个液压成形部分。管26和28也可通过使用与液压成形不同的方法形成。

作为具有至少直径八倍的长度的替代，管26和28中的一个或多个的长度可以是直径的至少五倍或更短。

作为集中在转向节本体12的中间部分的替代，管26和28中的一个或多个可位于转向节本体12的偏心位置中，特别地位于转向轴14的偏心位置中。也能够使得管26和28中的两个或多个相互抵靠，且在它们之间没有布置铸造材料。

在图4至图6中示出的第二实施例中，作为在铸造所述转向节本体12之前在前安装件36内成为一体的补充或替代，一个或多个管26和28可直接连接在一起。这对于图1至图3中示出的第一实施例也是可能的。

管26和28的外表面34也可没有表面涂层。也能够使用不带有锌而例如包含锡的表面涂层。

在图4至图6中示出的第二实施例中，一个或多个前安装件36可设置成使管26和28的另一自由端成为一体。

Claims (20)

1.一种用于车辆、特别地用于商用车辆、更特别地用于卡车的铸造转向节(10)，所述铸造转向节(10)包括转向节本体(12)，其特征在于，一个或多个管(26、28)被模制在所述转向节本体(12)中，提供用于流体和/或一个或多个电线束的管道，其中所述一个或多个管(26、28)中的每一个均包括管本体。

2.根据权利要求1所述的铸造转向节，其特征在于，在铸造所述转向节本体(12)之前，所述一个或多个管(26、28)被装配有至少一个接头(32)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，所述一个或多个管(26、28)被装配有至少一个前安装件(36)，所述前安装件(36)使所述一个或多个管(26、28)的至少一个自由端成为一体。

4.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，所述一个或多个管(26、28)中的至少一个被弯曲至少90°。

5.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，所述一个或多个管(26、28)的弯曲半径大于相应管(26、28)的内径。

6.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，所述一个或多个管(26、28)中的至少一个至少在二维上弯曲。

7.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，所述一个或多个管(26、28)中的至少一个的管本体沿其管本体具有一个或多个液压成形部分。

8.根据权利要求6所述的铸造转向节，其特征在于，所述一个或多个管(26、28)中的至少一个具有液压成形本体。

9.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，所述一个或多个管(26、28)中的至少一个的长度是直径的至少五倍，优选地是直径的至少八倍。

10.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，所述一个或多个管(26、28)集中在所述转向节本体(12)的中间部分中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，在铸造所述转向节本体(12)之前将所述一个或多个管(26、28)固定在一起。

12.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，在所述一个或多个管(26、28)之间布置所述转向节本体(12)的铸造材料。

13.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，所述一个或多个管(26、28)中的至少一个在外表面(34)处设置有表面涂层。

14.根据权利要求12所述的铸造转向节，其特征在于，在外表面(34)处的表面涂层包含锌或锡。

15.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，所述一个或多个管(26、28)中的至少一个设置为用于液压流体的管道。

16.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，在所述转向节本体(12)内包括至少三个管(26、28)。

17.根据权利要求15所述的铸造转向节，至少三个管(26、28)能够被铸造在所述转向节(10)的轴部分(14)中。

18.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，在所述转向节本体(12)中包括至少四个管(26、28)。

19.根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节，其特征在于，在所述转向节本体(12)中包括至少四个管(26、28)。

20.一种车辆，特别是商用车辆，更特别是卡车，所述车辆带有根据前述权利要求中任一项所述的铸造转向节(10)，其特征在于，车轮联接到设置有液压马达的铸造转向节(10)。

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