CN103347715B - 用于v型扭矩杆的顶端内部安装结构 - Google Patents

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Abstract

一种V形扭矩杆包括顶端接头组件，该顶端接头组件仅利用单个紧固件而被附接到车辆的部件。所述顶端接头组件包括壳体、内部金属件、设置在所述壳体与所述内部金属件之间的弹性构件以及接合所述内部金属件的柱。所述单个紧固件延伸穿过所述内部金属件并穿过所述柱以将所述顶端接头组件紧固到所述车辆。所述柱可为锥形柱或者所述柱可为非锥形柱。

Description

用于V型扭矩杆的顶端内部安装结构
技术领域
本公开旨在用于在卡车、公共汽车以及其它车辆的悬架系统中使用的扭矩杆组件。更具体而言，本公开旨在用于V型扭矩杆的顶端接头组件的顶端内部安装结构。
背景技术
本部分提供与本公开相关的背景信息，其未必是现有技术。
卡车和公共汽车悬架以及其它车辆悬架利用至少一个扭矩杆将驱动轴紧固到车辆的车架。通过扭矩杆将驱动轴紧固到车辆的车架使驱动轴与车辆的车架保持对准，其使车辆保持合适的悬架尺寸，并且其在所有地形、道路和驾驶条件的颠簸和回弹中允许自由悬架运动。由于这些车辆的宽范围的动态操作条件，尤其对于重型卡车而言，悬架系统的剧烈冲击载荷结合悬架系统上的路面引发的振动导致对包括扭矩杆的单独的悬架部件产生不利影响并对操作者的身体疲劳状况具有负面影响。这些剧烈动态条件可加速悬架系统的扭矩杆的磨损，由此导致这些扭矩杆过早的失效。
大型车辆上的扭矩杆的目的在于稳定轴。它们防止轴围绕其轴线旋转；它们防止轴在制动或加速期间纵向移动；并且它们防止轴偏向。虽然存在多种悬架设计，但是两种方法之一通常用于稳定轴。第一种方法使用在其各个端部具有枢转接头的直杆。两个这种直杆被纵向安装在车辆上；其中一端安装在轴上且另一端安装在车架上。第三直杆类似地横向安装在车辆中，通常与其它两个直杆垂直。第二种方法为V型扭矩杆组件。这种类型的扭矩杆具有在V的顶端以及在支腿的端部处的枢转接头。顶端通常被安装到轴，支腿通常被安装到车架。V型构造控制纵向移动以及横向移动。V型杆组件的主要优点在于轴的稳定性。
典型的现有技术的单个或V型扭矩杆包括两个或三个枢转接头孔眼锻造部，它们与管刚性连接的以提供机械整体性。孔眼和管形成将冲击和振动能量从悬架系统传递到车辆的簧上质量的车架、驾驶室以及其它区域中的自然路径。为了阻断该路径，已经做了尝试将隔离功能引入枢转接头设计中。隔离功能因此使枢转接头成为作为整体的扭矩杆组件以及悬架系统的关键的多功能部件。
在V型扭矩杆的顶端处的枢转接头组件以许多不同的方式被附接到轴。一个示例使用被螺栓连接到轴的支架，该支架包括与枢转接头组件相接的整合实心锥形销。另一示例为传统的杆销/叉形销(straddle pin)安装件，其中该杆销/叉形销安装件被螺栓连接到附接到轴的支架。这些附接均需要大的且相对昂贵的支架，该支架必须使用诸如紧固件、垫圈、冲压件和锻造件之类的多个部件附接到轴。
发明内容
本部分提供本公开的大致总结，并非其全部范围或其所有特征的全面公开。
本公开提供一种顶端安装系统，其利用具有直接附接到轴的紧固件的单个通孔构思。该构思包括与V型扭矩杆的顶端的枢转接头相接的锥形柱或压配合柱设计。该构思减少了用于将V型扭矩杆紧固到车辆所需的成本和包装空间。
本公开提供一种扭矩杆组件与驱动轴的组合，该组合包括：第一端部接头组件；附接到所述第一端部接头组件的第一杆；第二端部接头组件；附接到所述第二端部接头组件的第二杆；附接到所述第一杆和所述第二杆的顶端接头组件；所述顶端接头组件包括：附接到所述第一杆和所述第二杆的壳体；内部金属件；设置在所述壳体与所述内部金属件之间的弹性构件；接合所述内部金属件的柱；以及完全穿过由所述内部金属件限定的第一孔并完全穿过由所述柱限定的第二孔延伸的紧固件，所述紧固件限定螺纹端，该螺纹端螺纹接合由所述驱动轴限定的螺纹孔。
本公开还提供一种扭矩杆组件，包括：第一端部接头组件；附接到所述第一端部接头组件的第一杆；第二端部接头组件；附接到所述第二端部接头组件的第二杆；附接到所述第一杆和所述第二杆的顶端接头组件；所述顶端接头组件包括：附接到所述第一杆和所述第二杆的壳体；内部金属件；设置在所述壳体与所述内部金属件之间的弹性构件；接合所述内部金属件的柱；延伸穿过由所述内部金属件限定的第一孔以及由所述柱限定的第二孔的紧固件；关闭所述壳体中的孔的第一端的端盖，所述端盖包括：底部垫；和附接到所述底部垫的顶部密封件。
进一步的应用领域根据在此提供的描述将变得明显。该发明内容中的描述和具体示例仅意欲例示的目的，并非意欲限制本公开的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于所选实施例而非所有可能实施方式的例示目的，并非意欲限制本公开的范围。
图1为包含现有技术的V型扭矩杆的现有技术的车辆的后悬架的局部透视图；
图2为例示图1中所示的现有技术的V型扭矩杆的部分为剖视的俯视图；
图3为具有包含根据本公开的附接概念的V型扭矩杆的典型的车辆后悬架的局部透视图；
图4为例示根据本公开的V型扭矩杆的俯视图；
图5为在图4中例示的V型扭矩杆的顶端处的枢转接头的剖视图；
图6为图5中例示的锥形柱的透视图；
图7为根据本公开的另一实施例的压配合柱的透视图；
图8为在图4中例示的V型扭矩杆的顶端处的枢转接头的剖视图，该枢转接头包含根据本公开另一实施例的端盖组件；
图9为图8中例示的端盖组件的透视图；以及
图10为通过图8和图9中例示的端盖组件的侧视剖视图。
对应的附图标记在附图的数个视图中始终指示对应的部分。
具体实施方式
现在将参照附图更完全地描述示例实施例。
现在参见附图，其中相似的附图标记在数个视图中始终表示相似或对应的部分，图1中示出一般由附图标记10指示的现有技术的车辆的后悬架。后悬架10包括车架12、驱动轴14、一对弹簧16和V型扭矩杆18。车架12支撑车辆的被称为簧上质量的车身(未示出)和其它部件。驱动轴14包括通过传动轴(未示出)从发动机接收扭矩的差速器20。驱动轴14还包括一对中空管22，每个中空管向外延伸到相应的车轮组件(未示出)。驱动轴24设置在每个管22内，驱动轴24延伸到车轮(未示出)被附接到的毂(未示出)。发动机通过传动轴将扭矩传递到差速器20。差速器20将扭矩从传动轴传递到驱动轴24以旋转并由此驱动车轮。如本领域众所周知的，弹簧16被设置车架12与驱动轴14之间。另外，减震器(未示出)可被设置在车架12与驱动轴14之间以缓冲该两个部件之间的运动。V型扭矩杆18也被设置车架12与驱动轴14之间以控制驱动轴14相对于车架12的运动。
现在参见图2，V型扭矩杆18包括顶端枢转接头组件30、一对端部枢转接头组件32和一对管34。每个管34在顶端枢转接头组件30与相应的端部枢转接头组件32之间延伸。顶端枢转接头组件30和端部枢转接头组件32通过焊接或本领域众所周知的其它方法被紧固到管34。
现在参见图3，车辆的后悬架被例示为包含根据本公开的扭矩杆组件并且通常由附图标记110表示。后悬架110包括车架12、驱动轴14、一对弹簧16和V型扭矩杆118。因此，除了用V型扭矩杆118替代了V型扭矩杆18之外，后悬架110与后悬架10相同。
现在参见图4，V型扭矩杆118包括顶端枢转接头组件130、一对端部枢转接头组件132和一对实心杆134。每个实心杆134在铸造顶端枢转接头组件130与相应的端部枢转接头组件132之间延伸。端部枢转接头组件132通过焊接或本领域已知的其它方法被紧固到实心杆134。顶端枢转接头组件130利用螺纹连接被紧固到实心杆134。虽然图4例示V型扭矩杆118包括实心杆134，实心杆134与端部枢转接头组件132之间为焊接连接，实心杆134与顶端枢转接头组件130之间为螺纹连接，但是使用管状杆替代实心杆134，杆可被焊接到顶端枢转接头组件130且长度调节机构可被包含到实心或管状杆134中或包含到在实心或管状杆134的任一端处的连接部中也在本公开的范围内。
如图4中所示，顶端枢转接头组件130被组装到V形铸造或锻造壳体136中，壳体136包括一对成角度的管状杆延伸部138，对于每个车辆应用而言，该对成角度的管状杆延伸部138的夹角为一定的角度。每个管状杆延伸部138限定螺纹孔，该螺纹孔被设计为螺纹地接纳实心杆134的螺纹端。夹具144与管状杆延伸部138成整体并被设计为一旦顶端枢转接头组件130与端部枢转接头组件132之间的合适长度被设定则使用螺栓和螺母夹紧实心杆134的一部分。虽然夹具144被例示为与管状杆延伸部138成整体，但是夹具144为随后被组装到管状杆延伸部138的单独部件也在本发明的范围内。
现在参见图5和图6，顶端枢转接头组件130被更详细地例示。顶端枢转接头组件130包括V形铸造或锻造壳体136、内部金属件150、一对环形弹性衬套152、锥形柱154和紧固件156。内部金属件150被设置在由V形壳体136限定的孔158中。一对环形弹性衬套152被设置在内部金属件150与V形壳体136之间。内部金属件150的外表面160为弯曲的且外表面160与由一对环形弹性衬套152形成的内部弯曲表面162匹配。端盖164密封由孔158限定的腔。卡环166将端盖164保持在相对于V形壳体136的适当位置。弹性密封组件168在V形壳体136与锥形柱154之间延伸以密封孔158的与端盖164相对的端部。
锥形柱154限定锥形表面170，该锥形表面170与由内部金属件150限定的锥形表面172接合。锥形柱154还限定被设计为接合驱动轴14的支撑表面174和延伸穿过锥形柱以容纳紧固件156的孔176。如图5中例示，孔176包括减小直径部分178，该减小直径部分178限定比紧固件156大的螺纹，其为提供用于可维护性的特征。沉孔180延伸到锥形柱154中，并且沉孔180被设计为接纳形成在驱动轴14上的匹配凸起。硬化垫圈182被粘接或以另外的方式紧固在沉孔180内，以便V型扭矩杆18的处理、传送和维护。在将V型扭矩杆18从驱动轴14移除的过程中，移除工具被拧到减小直径部分178的螺纹部分中。移除工具将接合随后将接合驱动轴14的较软的铸造材料的硬化垫圈182，以便于移除V型扭矩杆18。
在将V型扭矩杆18组装到后悬架10的过程中，沉孔180与驱动轴14上的匹配凸起接合，这将孔176与驱动轴14中的螺纹孔(未示出)对准，紧固件156被插入到孔176中以螺纹接合驱动轴14中的螺纹孔。紧固件156被拧紧到特定的扭矩值。紧固件156的拧紧产生夹紧载荷，该夹紧载荷将在全部夹紧部件中引起压缩应力，这将增加部件的强度和疲劳寿命。一旦紧固件156被扭转达到其规格要求，则端盖164被放置到适当的位置且卡环166被组装到V形壳体136以保持端盖164。如图5中所公开，紧固件156为单个螺栓。
参见图7，非锥形大致圆柱形柱154’被例示。非锥形柱154’限定非锥形表面170’，并且非锥形柱154’直接替代锥形柱154。当使用非锥形柱154’时，由内部金属件150限定的锥形表面172将变成非锥形表面，其被设计为与由非锥形柱154’限定的非锥形表面170’为压配合关系。关于锥形柱154的以上讨论也可应用到非锥形柱154’。
现在参见图8-10，顶端接头组件230的一部分被例示。除了端盖164已经用端盖组件264替代以外，顶端接头组件230与顶端接头组件130相同。顶端枢转接头组件230的剩余部分与顶端枢转接头组件130等同，并且顶端枢转接头组件130的以上描述也可应用到顶端枢转接头组件230。端盖组件264利用卡环166以与端盖164相同的方式附接到V形壳体136。
端盖组件264包括结合到环形下部组件268的顶部整合密封件266。顶部整合密封件266为金属、塑料或弹性材料，包括底部结合垫270和顶部密封部件272。系链(tether)274从底部结合垫270通过形成在环形下部部件268中的槽276延伸到顶部密封组件272。顶部密封组件272包括拉片278以便于如下描述地打开和关闭端盖组件264。
环形下部部件268为结合到底部结合垫270的弹性部件、金属部件或橡胶部件。环形下部部件268为S形部件，其一端结合到顶部整合密封件266的底部结合垫270且相反端部设置在由顶部整合密封件266的顶部密封部件272限定的环形槽280中。
当端盖组件264如图8-图10中例示的那样处于其关闭位置时，端盖组件264可通过利用拉片278将顶部密封部件272移动远离底部结合垫270并使环形下部部件268的端部与环形槽280脱离接合而被移动到其打开位置。这允许顶部密封部件272相对系链274枢转以允许进入紧固件156。一旦紧固件156已经被组装到驱动轴14或从驱动轴14拆下，则端盖组件264可移动到其关闭位置。
为了移动到其关闭位置，顶部密封组件272朝向环形下部部件268的打开端部移动。通过将压力施加到顶部密封部件272，顶部密封部件272和环形下部部件268将偏转，从而允许环形下部部件268的端部再次接合环形槽280。
端盖组件264密封由V形壳体136限定的孔158。第一密封件通过底部结合垫270被提供在端盖组件264的外径处。第二密封件被提供在环形下部部件268与环形槽280之间的接合处。第一密封件与第二密封件之间的区域通过结合到环形下部部件268的顶部整合密封件266密封。
实施例的前述描述出于例示和描述的目的已被提供。其并不意欲穷尽或限制本公开。即使没有被具体示出或描述，特定实施例的各个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在可以应用的场合能互换并可被用于选定的实施例中。各个元件或特征还能以许多方式变化。这种变化不被认为背离本公开，并且所有这种更改意欲被包括在本公开的范围内。

Claims (18)

1.一种扭矩杆组件与驱动轴的组合，该组合包括：
第一端部接头组件；
附接到所述第一端部接头组件的第一杆；
第二端部接头组件；
附接到所述第二端部接头组件的第二杆；
附接到所述第一杆和所述第二杆的顶端接头组件；所述顶端接头组件包括：
附接到所述第一杆和所述第二杆的壳体；
内部金属件；
设置在所述壳体与所述内部金属件之间的弹性构件；
接合所述内部金属件的柱；以及
完全穿过由所述内部金属件限定的第一孔并完全穿过由所述柱限定的第二孔延伸的紧固件，所述紧固件限定螺纹端，该螺纹端螺纹接合由所述驱动轴限定的螺纹孔。
2.根据权利要求1所述的组合，其中所述第二孔在所述第二孔的紧邻所述驱动轴的端部限定螺纹部分，所述紧固件延伸穿过所述螺纹部分而不螺纹接合所述螺纹部分。
3.根据权利要求1所述的组合，其中所述柱为锥形柱，所述锥形柱限定锥形表面，该锥形表面接合由所述内部金属件限定的锥形孔。
4.根据权利要求1所述的组合，其中所述柱为非锥形柱，所述非锥形柱与由所述内部金属件限定的孔成压配合关系。
5.根据权利要求1所述的组合，其中：
所述壳体限定孔；
所述内部金属件、所述弹性构件、所述柱和所述紧固件被设置在由所述壳体限定的所述孔内；并且
所述顶端接头组件进一步包括关闭所述孔的第一端的端盖。
6.根据权利要求5所述的组合，其中所述顶端接头组件进一步包括关闭所述孔的第二端的密封组件。
7.根据权利要求6所述的组合，其中所述密封组件被设置在所述壳体与所述柱之间。
8.根据权利要求1所述的组合，其中所述弹性构件包括一对弹性衬套。
9.根据权利要求1所述的组合，其中所述紧固件适于螺纹接合车辆的部件。
10.根据权利要求1所述的组合，其中所述内部金属件限定球形表面，该球形表面直接接合由所述弹性构件限定的球形表面。
11.根据权利要求1所述的组合，其中所述紧固件为单个螺栓。
12.一种扭矩杆组件，包括：
第一端部接头组件；
附接到所述第一端部接头组件的第一杆；
第二端部接头组件；
附接到所述第二端部接头组件的第二杆；
附接到所述第一杆和所述第二杆的顶端接头组件；所述顶端接头组件包括：
附接到所述第一杆和所述第二杆的壳体；
内部金属件；
设置在所述壳体与所述内部金属件之间的弹性构件；
接合所述内部金属件的柱；
延伸穿过由所述内部金属件限定的第一孔以及由所述柱限定的第二孔的紧固件；
关闭所述壳体中的孔的第一端的端盖，所述端盖包括：
底部垫；和
附接到所述底部垫的顶部密封件。
13.根据权利要求12所述的扭矩杆组件，其中所述底部垫被粘合到所述顶部密封件。
14.根据权利要求12所述的扭矩杆组件，进一步包括将所述顶部密封件枢转地附接到所述底部垫的系链。
15.根据权利要求14所述的扭矩杆组件，其中所述底部垫被粘合到所述顶部密封件。
16.根据权利要求12所述的扭矩杆组件，其中所述底部垫接合由所述顶部密封件限定的槽。
17.根据权利要求16所述的扭矩杆组件，其中所述底部垫被粘合到所述顶部密封件。
18.根据权利要求17所述的扭矩杆组件，进一步包括将所述顶部密封件枢转地附接到所述底部垫的系链。
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