CN106687309A - 接头定位器 - Google Patents

Abstract

一种用于使凸形元件(144)相对于接头(132)中的凹形元件(142)定位的定位器(150)，该凸形元件(144)具有比凹形元件(142)小的覆盖区，并且该定位器(150)包括孔(156)和定位装置(164)，该孔(156)用于接纳凸形元件(144)并且具有比该凹形元件(142)小的覆盖区，该定位装置用于使定位器(150)相对于接头(132)的凹形元件(142)定位，使得定位器(150)的孔(156)选择性地仅暴露凹形元件(142)的一部分以确保凸形元件(144)定位在凹形元件(142)内的期望位置中。该定位器(150)还包括用于将定位器(150)附接至接头(132)的附接装置，其中，附接装置构造成在施加阈值力时分离。因此，本发明提供了一种能够在初始安装阶段期间使接头中的凸形元件(144)相对于凹形元件(142)可靠地定位在期望的位置中而不使接头(132)可视化的简单装置。本发明特别应用于车辆悬架系统中的位于框架(132)与支承控制臂(16)的螺栓(145)之间的接头(132)。

Description

接头定位器

技术领域

本发明涉及一种用于使接头中的凸形元件相对于凹形元件定位的接头定位器，该凸形元件具有比凹形元件小的覆盖区(footprint)。具体地但非排他地，本发明涉及一种用于车辆的悬架系统中的接头定位器。

背景技术

高负载事件——比如车辆撞击路缘石或坑洞——可能导致对车辆悬架部件——比如球接头或控制臂——的损坏。球接头是车辆悬架系统的控制臂与将轮毂连接至悬架系统的转向节之间的连接件。例如，损坏的球接头可能最初未被驾驶员检测到，因为在许多情况下，它们不产生可辨别的症状。然而，球接头的损坏可能导致球接头因疲劳而产生的失效。球接头的失效可能导致车辆不能操作，直到球接头和任何其他车辆部件由于故障而损坏的时候被修复为止。

在具有压缩和侧向下控制臂的多连杆前悬架系统中，在现有技术中已知的是，通过在臂中提供扭折而使多个臂中的一个臂可塌缩。例如，扭折的臂可以设计成在高侧向负载时塌缩，以在侧面碰撞的情况下吸收负载。在维修悬架系统期间必须更换塌缩的控制臂，并且在一些情况下，塌缩的控制臂可以使车辆不可驾驶，直到悬架系统已被维修为止。塌缩的控制臂的更换和悬架系统的维修是昂贵的，并且如果车辆在此期间不可驾驶则是不方便的。

发明内容

在这种背景下，本发明在于一种用于使接头中的凸形元件相对于凹形元件定位的定位器，该凸形元件具有比凹形元件小的覆盖区，并且该定位器包括：用于接纳凸形元件的孔，该孔具有比该凹形元件小的覆盖区。定位器包括孔和定位装置，该孔用于接纳凸形元件的孔，该孔具有比凹形元件小的覆盖区，以及该定位装置用于使定位器相对于接头的凹形元件定位，由此定位器的孔选择性地仅暴露凹形元件的一部分以确保凸形元件定位在凹形元件内的期望位置中。该定位器还包括用于将定位器附接至接头的附接装置，其中，附接装置构造成在施加阈值力时分离。

当定位器在接头中就位时，定位器的孔仅暴露凹形元件的一部分，使得凸形元件仅能相对于凹形元件插入期望的位置中。因此，本发明提供了一种简单的装置，用于在初始安装阶段期间在接头中将凸形元件相对于凹形元件可靠地定位在期望位置中而不需要使接头可视化。

使得附接装置以这种方式从接头分离意味着一旦施加了阈值力，定位器则可以在接头的凹形元件内自由移动，并且因此由定位器支承的凸形元件也可以在接头的凹形元件内自由移动。凸形元件在凹形元件内自由移动的能力可以通过非可视的装置(例如，在车辆悬架接头的具体应用中，通过改变车辆的转向，比如通过给予方向盘有限的角度位移)分离，从而允许观察者确定已经超过阈值力而不需要使接头可视化。

定位装置也可以是附接装置。以这种方式，定位器可以定位在所需的位置，并且在单个过程中附接至接头，从而便于定位器在接头中的安装。此外，定位器上的特征的数量可以减少，这有利于定位器的制造。

定位装置可以包括用于定位在设置在凹形元件附近的孔或凹部中的凸起。以这种方式，定位装置可以容易地形成在定位器上，并且可以将定位器牢固地定位在期望的位置中。

定位器可以包括用于固定定位器相对于凹形元件的取向的保持特征。保持特征例如通过阻止定位器绕附接装置的旋转而防止定位器绕附接装置的运动并且远离期望位置。

为了易于制造定位器，保持特征可以是当定位器在使用时延伸到凹形元件中的凸耳。有利地，凸耳从定位器突出，使得如果凸耳中的一个凸耳未正确地定位在凹形元件中，凸耳则抵靠接头就位，阻止了定位装置相对于接头正确定位，并且向操作者发信号通知需要重新定位定位器。

连接装置可以包括可配合的附接结构。可配合的附接结构可以通过推入配合而接合。推入配合允许可配合的附接结构的简单接合而不需要额外的工具，或者需要使附接结构可视化来实现接合。可配合的附接结构包括凸形附接结构和凹形附接结构。

定位器可以包括设置在可配合的附接结构之间的柔性部分。以这种方式，定位器可以容易地绕柔性部分折叠，以允许可配合的附接结构的接合。

为了增加柔性部分的柔性，柔性部分的至少一部分可以比定位器的其余部分薄。附加地或替代性地，柔性部分可以包括波纹状部段以进一步增加柔性。

定位器可以包括围绕孔的加强装置以增加接头的完整性。

定位器可以包括用于支承加强装置的框架。

加强装置可以通过推入配合可插入到框架中。替代性地，加强装置可以通过粘合剂或在制造过程期间固定到框架中。在其他实施方式中，框架和加强装置可以一体地形成。

加强装置可以是包括孔的盘。例如，加强装置可以是垫圈。

框架可以包括支承定位装置的突起部分。以这种方式，框架可以由比加强装置便宜的材料制成，并且可以容易地模制以形成定位器的定位特征。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于使接头中的凸形元件相对于凹形元件定位的定位器，该凸形元件具有比凹形元件小的覆盖区，并且该定位器包括：用于接纳凸形元件的孔，该孔具有比该凹形元件小的覆盖区；以及定位装置，该定位装置用于使定位器相对于接头的凹形元件定位，使得定位器的孔选择性地仅暴露凹形元件的一部分，以确保凸形元件定位在凹形元件内的期望位置中。定位器可以包括用于将定位器附接至接头的附接结构。定位装置也可以是附接结构。可选地，附接结构构造成在施加阈值力时分离。

本发明还扩展到一种接头，该接头包括凹形元件、凸形元件和定位器，其中，该凸形元件接纳在凹形元件中，该凸形元件具有比凹形元件小的覆盖区，该定位器具有用于接纳凸形元件的孔，该孔具有比凹形元件小的覆盖区。定位器的定位装置与在凹形元件附近的定位装置配合，由此定位器被定位成使得孔选择性地暴露凹形元件的一部分，以便在接头中将凸形元件相对于凹形元件定位在期望的位置中。

凹形元件可以是狭槽。

定位器可以附接至在凹形元件附近的接头。具体地，定位器可以附接至支承凹形元件的框架。在这种情况下，在凹形元件附近的定位装置可以是设置在框架中的孔。定位装置可以用作用于接纳定位器的附接装置的附接装置。

定位器可以包括用于将定位器附接在狭槽附近的附接装置。

框架可以包括用于将定位器附接至框架的附接装置。为了简单起见，框架的附接装置可以是用于接纳定位器的附接装置的孔。

接头的定位器可以是上述定位器。

接头可以是车辆的悬架系统中的接头。

本发明还扩展到包括上述接头的车辆中的悬架系统。

悬架系统还可以包括控制臂，该控制臂在第一端处安装至车辆的框架部分，其中，控制臂的至少一部分设置成当控制臂受到超过预定水平的负载时相对于框架部分滑动。该系统还可以包括保持装置，该保持装置构造成当控制臂受到低于预定水平的负载时防止控制臂相对于框架部分滑动。

保持装置可以包括上述定位器。

控制臂可以包括上述凸形构件。

车辆的框架部分可以包括上述凹形元件。

本发明进一步延伸到使用定位器组装接头的方法，该接头包括凹形元件和具有比凹形元件小的覆盖区的凸形元件，该定位器包括具有比凹形元件小的覆盖区的孔，并且该方法包括：

将定位器设置成使得该定位器的孔选择性地暴露凹形元件的一部分；

将该定位器附接至接头；以及

将凸形元件穿过该接头定位器的孔插入凹形元件中。

该方法可以包括在将凸形元件穿过该接头定位器的孔插入凹形元件中之前将定位器附接至接头。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于使接头中的凸形元件相对于凹形元件定位的定位器，该凸形元件具有比凹形元件小的覆盖区。定位器包括用于接纳凸形元件的孔，该孔具有比凹形元件小的覆盖区，以及用于使定位器相对于接头的凹形元件定位的定位装置，由此定位器的孔选择性地仅暴露一部分以确保凸形元件定位在凹形元件内的期望位置中。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆悬架系统，该悬架系统包括在第一端处安装至车辆的框架部分的控制臂，其中，控制臂的至少一部分布置成在控制臂受到超过预定水平的负载时相对于框架部分滑动，该系统还包括保持装置，该保持装置构造成当该控制臂受到低于预定水平的负载时防止该控制臂相对于框架部分滑动。

当悬架系统经受高负载事件时，例如，如果车辆在加速或制动时撞击路缘石或坑洞，则控制臂相对于车辆的框架部分滑动。在本发明的实施方式中，该系统构造成使得超过大约60kN的负载导致了控制臂滑动。当控制臂滑动时，控制臂吸收高负载事件的一些冲击，并且因此保护车辆和悬架系统的其他部件免受损坏。例如，本发明的新颖的和创造性的滑动装置用于保护球接头免受损坏。此外，通过滑动，控制臂本身在高负载事件期间不太可能断裂或损坏，因此降低了维修成本。

在本发明的特别有利的装置中，当控制臂滑动时，导致了车辆的方向盘的永久角位移。这是对驾驶员的即时信号，即在高负载事件之后车辆需要注意。然而，车辆有利地在事件之后保持可驱动，并且对车辆的控制基本上没有负面影响，因此驾驶员可以安全地将车辆驾驶到维修站以进行检查和维修。这是优于可塌缩悬架装置——其可能使得车辆在高负载事件之后不能操作——的优点。

该系统可以构造成使方向盘的永久角位移介于5度至15度之间。角位移可以介于7度至12度之间。本发明的发明人已经确定驾驶员容易注意到7度或更大的角位移。应当使角位移最小，同时保持显著，以便不会不利地影响车辆的控制。发明人已经确定12度的角位移是合适的上限，因此基本上不影响驾驶员对车辆的控制。

在对悬架系统进行维修时，比如球接头的关键部件可以被检查是否损坏并且在必要时对其进行更换或维修，并且控制臂与框架部分之间的滑动布置可以被重置为出厂设置。与高冲击事件可能首先不引起可辨别的症状但是可能稍后导致疲劳失效的现有技术的悬架装置相比，本发明可有利地产生良性故障(例如方向盘的不对准)，其向驾驶员发出车辆需要特别注意的信号。因此，作为本发明的结果，可以基本上避免随后的疲劳失效。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括如前述方面所述的车辆悬架系统的车辆。

控制臂的第二端可以直接或间接地安装至转向节，例如，转向关节。控制臂可以构造成沿大致平行于由在控制臂的第一端与第二端之间延伸的直线限定的轴线的滑动方向相对于框架部分滑动。控制臂可以是直的，在这种情况下，轴线可以沿着控制臂的主体延伸，或者控制臂可以是弯曲的，例如所谓的“香蕉臂”。

在本发明的一个实施方式中，控制臂的第一端可滑动地安装至车辆的框架部分。控制臂的第一端可以例如通过衬套以可枢转的方式连接至框架部分，使得控制臂能够相对于框架部分绕枢转轴线枢转。控制臂与框架部分之间的滑动运动可能导致枢转轴线在滑动方向上的位移。

车辆的框架部分可以包括狭槽，控制臂的第一端通过该狭槽连接至框架部分。控制臂可以布置成当受到超过预定水平的负载时沿着狭槽滑动。框架部分可以包括一对相对的狭槽。控制臂的第一端可以连接在所述一对狭槽之间，并且当受到超过预定水平的负载时可沿着所述一对狭槽滑动。框架部分可以是U形夹，并且狭槽分别设置在U形夹的相互相对的侧壁中。

保持装置可以构造成在控制臂与框架部分之间施加夹紧力。当控制臂受到低于预定水平的负载时，夹紧力可足以防止控制臂相对于框架部分滑动，但是当控制臂受到超过预定水平的负载时，夹紧力不足以防止控制臂相对于框架滑动。在本发明的一个实施方式中，保持装置包括螺母和螺栓组件。

保持装置可以包括可变形部件，该可变形部件构造成当控制臂受到高于预定水平的负载时变形。例如，保持装置可以包括具有从其周边延伸的突起部的垫圈。突起部可以弯曲并且与限定在邻近于狭槽的框架部分中的定位特征接合。该突起部可以构造成在控制臂受到超过预定水平的负载时伸直，从而允许控制臂沿着狭槽滑动。

在特定实施方式中，保持装置包括与框架部分齐平布置的板。板具有孔，螺栓通过该孔延伸，并且板还包括基本平行于限定在框架部分中的槽延伸的狭槽。板可以通过位于板中的狭槽中的一个或更多个紧固件被夹紧到框架部分。在特定示例中，这些紧固件是铆钉并且用于将板相对于车辆框架连接在预定位置中。因此，板提供了方便的定位装置，该定位装置使得当悬架系统初始设置时或者在高负载事件之后复位时，控制臂能够被正确地定位在框架部分中的狭槽中。

悬架系统可以用于车辆的前轮。在一个实施方式中，控制臂是前下控制臂。悬架系统可以是多连杆悬架系统并且控制臂可以是压缩臂。

本发明构思了包括一种包括上述悬架系统的车辆。

在本申请的范围内明确地预期的是，在前述段落、权利要求和/或以下说明书和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替代例、特别是其各个特征可以单独地使用或以任何组合的方式使用。也就是说，任何实施方式的所有实施方式和/或特征可以以任何方式和/或组合来结合，除非这些特征是不兼容的。申请人保留改变任何原始提交的权利要求或相应地提交任何新权利要求的权利，包括修改任何原始提交的权利要求以从属于和/或并入尽管最初未以该方式声称的任何其他权利要求的任何特征。

附图说明

现在将参照附图仅以示例的方式对本发明的一个或更多个实施方式进行描述，其中：

图1是安装有根据本发明的实施方式的前悬架系统的车辆的前子框架的前视图；

图2是图1的前子框架的仰视图；

图3是根据本发明的实施方式的悬架系统的第一下控制臂和第二下控制臂的立体图，其中，第一控制臂的端部可滑动地安装至前子框架的U形夹部分；

图4是在附接第一控制臂之前的前子框架的U形夹部分的特写立体图，并且示出了设置在U形夹部分的侧壁中的一对狭槽；

图4A是狭槽中的一个狭槽的示意图，示出了狭槽的形状和尺寸；

图5是连接有控制臂的U形夹的特写立体图；

图6是U形夹和附接的第一控制臂的截面平面图；

图7是U形夹和附接的第一控制臂的侧视图，指示控制臂相对于子框架可滑动的方向；

图8是U形夹和附接的第一控制臂的平面图，指示控制臂相对于子框架可滑动的方向；

图9是本发明的另一实施方式的立体图，其中，该系统还包括可变形突起部垫圈；以及

图10是本发明的又一实施方式的立体图，其中，该系统还包括通过铆钉附接至U形夹的压板。

图11A是形成车辆中的悬架接头的一部分的框架的立体图；

图11B是车辆中的悬架接头的立体图。

图12A是从使用中的定位器的前部观察的立体图，用于在接头中将凸形元件相对于凹形元件定位；

图12B是图12A的接头的凸形元件和凹形元件的示意性截面图；

图13是图12A的接头的截面图；

图14是从具有狭槽并形成图12A的接头的一部分的框架的后部观察的立体图；

图15是从图12A的定位器的后部观察的立体图；

图16A和图16B分别是从图4的框架的前部和后部观察的立体图，其中，定位器固定至框架，准备用于使螺栓相对于框架的狭槽定位；

图17至图20示出了使用图14的定位器将接头中的凸形元件相对于凹形元件定位的方法中的步骤；

图21是用于使接头中的凸形元件相对于凹形元件定位的另一定位器的截面图；以及

图22A和图22B是另一定位器的立体图。

在整个说明书中，比如“上”、“下”、“左”、“右”等的术语涉及如附图中所示的定位器和接头的取向。然而，应当理解的是，定位器可以以任何合适的取向使用。

具体实施方式

参照图1，图1示出了从前面观察的车辆(在这种情况下为汽车)的前子框架10。前左轮12a和前右轮12b邻近于子框架10定位。根据本发明的实施方式，每个轮12a、12b通过根据本发明的实施方式的相关联的前悬架系统14安装至子框架10。

现参照图2的仰视图，该示例中的前悬架系统14是包括第一下控制臂16和第二下控制臂18的多连杆悬架系统。第一控制臂16在本文中也被称为“压缩臂”，并且具有大致弯曲的形状。考虑到其弯曲形状，该臂16有时被称为“香蕉臂”。第二臂18在本文中也被称为“横向臂”，并且大体上是直的并且在相关联的轮12a、12b和子框架10之间沿横向(即宽度方向)延伸。控制臂16、18各自在第一端20、19处连接至子框架10并且在第二端22、21处连接至安装有车轮12a、12b的转向节。转向节由图2中的车轮12a、12b遮挡。

在图2中示出了在压缩臂16的第一端20与第二端22之间延伸的虚线24，并且将在后面对该线的意义进行解释。

现参照图3的立体图，其示出用于左前轮12a的悬架系统14的第一控制臂16和第二控制臂18。横向臂18在其第一端19处通过橡胶衬套26连接至子框架10，这横向臂18相对于子框架10上下枢转。横向臂18的第二端21包括连接至转向节的球接头28。压缩臂16的第二端22还经由橡胶衬套30连接至横向臂18的第二端21，这允许压缩臂16相对于横向臂18枢转。因此，压缩臂16间接地连接至该示例中的转向节。压缩臂16的第一端20经由橡胶衬套34(在图6中可见)连接至子框架10的U形夹部分32，这允许压缩臂16绕枢转轴线36相对于子框架10上下枢转。

现参照图4，子框架10的U形夹部分或框架部分32包括一对相互相对且间隔开的侧壁38a、38b，在侧壁38a、38b之间限定有间隙40。在这些侧壁38a、38b中的每一者中设置有狭槽42a、42b。狭槽42a、42b呈长形孔的形式，其完全延伸穿过U形夹32的侧壁38a、38b的厚度。狭槽42a、42b彼此相对地布置在相应的侧壁38a、38b中。参照图4A，其示出了狭槽42a、42b的形状和尺寸。狭槽42a、42b具有圆形的第一端44和第二端45，第一端44和第二端45是部分圆形的。在该示例中，狭槽的长度在限定狭槽42a、42b的相应部分圆形端部44、45的圆形46的中心之间为28毫米，如图4A中的双头箭头48所示。

现参照图5，其示出了附接至子框架10的U形夹部分32的压缩臂16的第一端20。压缩臂16的第一端20位于限定在U形夹的相对侧壁38a、38b之间的间隙40。呈螺母52(图6所示)和螺栓54形式的紧固件50被用于将压缩臂16附接至U形夹32。此外参照图6的截面图，螺栓54延伸穿过限定在U形夹32的相应侧壁38a、38b中的一对相对的狭槽42a、42b，并且穿过限定在压缩臂16的橡胶衬套34中的中心孔56。在控制臂16与U形夹32之间的枢转轴线36由螺栓54的纵向延伸部限定并且在图6中由水平点划线示出。螺母52设置在螺栓54的螺纹端58上，并且在螺母52与U形夹32的第二侧壁38b的外表面62b之间设置有第一垫圈60。在螺栓54的头部66与U形夹32的第一侧壁38a的外表面62a之间设置有第二垫圈64。

当压缩臂16最初连接至U形夹32时，螺栓54位于狭槽42a、42b中的第一位置处，在该示例中，螺栓54位于狭槽42a、42b的第一端44处，如图5所示。拧紧螺母52以将压缩臂16夹持到子框架10，即将压缩臂16的第一端20夹持在U形夹32的相对侧壁38a、38b之间。再次参照图6，当螺母52被紧固时，衬套34允许压缩臂16相对于U形夹32上下枢转。螺母52被紧固到预定的扭矩水平，这在悬架系统14经受正常负载水平时防止了压缩臂16在狭槽42a、42b中滑动。在该示例中，扭矩水平大约为200Nm。正常负载水平是通常不会导致悬架部件损坏的水平。因此，在正常负载水平下，螺栓54保持在狭槽42a、42b的第一端44处，如图5所示。

在悬架受到高负载事件的情况下，例如如果车辆撞击路缘石或坑洞，则冲击力可足以克服螺母和螺栓紧固件50的夹紧力。如果出现这种情况，则压缩臂16的第一端20沿着狭槽42a、42b朝向狭槽的第二端45处的第二位置滑动。在该示例中，超过大约60kN的负载将导致压缩臂16沿着狭槽42a、42b滑动。参照图7的侧视图，其示出了压缩臂16的第一端20处于沿着狭槽42a、42b的第一位置，并且箭头68表示在高负载事件中的滑动方向。

同样地，在图8的平面图中，箭头68指示在高负载事件中的滑动方向。这里可以看出的是，控制臂16的相对于子框架10的滑动运动旋转导致了枢转轴线36在滑动方向68上的位移。再次参照图2，滑动方向68大致平行于图2中的虚线24，该虚线24是在压缩臂16的第一端20与第二端22之间延伸的直线。

在现有技术的系统中，其不包括在控制臂与子框架之间的滑动连接，这种高负载事件可能导致控制臂破裂或弯曲或者例如对球接头造成损坏。然而，本发明的滑动装置能够吸收高负载事件的一些冲击，这有利地保护球接头和控制臂在这种情况下不被损坏。

当控制臂16滑动到第二位置时，这导致在车辆的方向盘中的大约七度的永久角位移。这是司机需要注意的直接标志。车辆仍然是可驱动的，这允许驾驶员将车辆驾驶到服务中心，而不是需要使车辆恢复。在使用期间，如果需要，可以对球接头28(图3)和其他悬架部件进行检查、更换或维修。压缩臂16和与U形夹38之间的滑动连接也通过将压缩臂16定位在狭槽42a、42b中的第一位置并且将螺母52(图6)重新拧紧到预定扭矩水平而复位。

本发明表现出了优于现有技术系统的显著优点，在现有技术系统中悬架部件的损坏可能未被检测到，因为在高负载事件之后可能没有损坏的症状。因此，这种现有技术的系统更易于疲劳失效，这可能是危险的并且使车辆不能操作并且需要恢复。偏移的方向盘向驾驶员提供车辆需要注意的立即视觉指示，并且因此可以评估悬架以检查部件中的任何部件是否损坏。驾驶员还将能够感觉到通过车轮的偏移转向的影响。通过吸收滑动机构中的冲击，悬架部件不太可能在本发明的高负载事件中引起损坏，因此减少了维修成本。

参照图9，其示出了本发明的另一实施方式。该另一实施方式在其他方面与另一实施方式相同，但是包括具有环形本体72的附加金属突起部垫圈70，该环形本体72具有从其外周突出的突起部74。此外，应当理解的是，图9示出了与另一实施方式相比在相反方向上延伸的螺栓54，即，使得螺母52邻近于U形夹32的第一侧壁38a，但是应当理解的是，在所有实施方式中螺栓54的取向是可互换的。

在该实施方式中，U形夹32的第一侧壁38a还包括邻近于狭槽42a的孔76。突起部垫圈70设置在螺母52与U形夹32的第一侧壁38a的外表面62a之间。在突起部垫圈70与螺母52之间设置有另一垫圈64。突起部垫圈70具有第一构型，在第一构型中，突起部74弯曲并延伸穿过邻近于狭槽42a的孔76。如图9所示，弯曲突起部74形成钩，该钩在U形夹32的第一侧壁38a周围钩在孔76中。当悬架系统14在工厂或维修期间设置时，突起部垫圈70方便地用于将螺栓54正确地定位在第一位置中。类似的突起部垫圈可以设置在U形夹的另一侧上，即设置在螺栓头与U形夹的第二侧壁的外表面之间。

突起部74是可变形的，并且构造成变形成使得在悬架系统14经受超过预定水平(即，高负载事件)的负载时突起部变直。变直的突起部允许压缩臂16的第一端如上面关于另一实施方式所述的在狭槽42a、42b中滑动。变直的突起部也被称为突起部74的“第二构型”。当受到低于预定水平的负载时，突起部74保持在弯曲的第一构型中，并且通过用于将压缩臂16相对于狭槽42a、42b保持在第一位置而另外允许突起部垫圈70作为保持装置，并且因此防止臂16相对于子框架10滑动。突起部垫圈70是可选特征，因为螺母52和螺栓54可以提供足够的夹紧力以防止在正常条件下(即，另一实施方式)的滑动。然而，除了提供方便的定位特征，突起部垫圈70还可以提供额外的安全防护以防止在正常负载下的滑动或允许将较低的扭矩水平施加到螺母52。突起部垫圈70在悬架系统14的维修/复位期间将需要更换。

现参照图10，其示出了本发明的又一实施方式，其中，在螺母52与U形夹32的第一侧壁38a之间设置有金属压板80。另外，另一垫圈64设置在螺母52与压板80之间。压板80包括平行于U形夹32的侧壁38a中的狭槽42a延伸的狭槽82。压板80通过第一铆钉84a和第二铆钉84b铆接到U形夹32的侧壁38a，第一铆钉84a和第二铆钉84b延伸穿过侧壁38a中的孔并穿过板80中的狭槽82。铆钉84a、84b与螺母和螺栓组合用于保持装置，仅允许压缩臂16在被施加超过预定水平的负载时在狭槽82中滑动。另外，可以在U形夹32的另一侧上设置类似的板。板80提供方便的定位特征，以允许在对悬架进行组装、调整或维修时螺栓54被正确地设置在第一位置。

在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对上述示例进行许多修改。例如，除了设置延伸穿过U形夹的整个厚度的狭槽之外，U形夹可以设置有沿着相对的侧壁的内表面延伸的合适的凹槽，并且代替螺母和螺栓组件，控制臂可以通过在各个端部处与凹槽中的一个凹槽接合的杆附接至凹槽。杆可以是朝向延伸构型偏置的弹簧杆，类似于表带销，尽管更坚固。因此，应当理解的是，狭槽或螺母和螺栓组件都不是本发明的必要元件，并且其他替代装置也是可能的。尽管图中所示的实施方式包括控制臂与子框架之间的滑动连接，但是在其他实施方式中，控制臂可以具有通过滑动连杆连接的两个部分。

现参照图11A和图11B，这示出了本发明的又一实施方式，其中，车辆悬架系统110包括框架部分112和控制臂114(参见图11B)。控制臂114布置成在控制臂114经受超过预定水平的负载时相对于框架部分112滑动。为此，框架部分112设置有接纳控制臂114并允许滑动运动的狭槽116。控制臂114最初通过螺栓118相对于狭槽116固定就位。由螺栓118施加的夹持力将控制臂114保持在其初始构型中直到施加阈值力为止。当施加阈值力时，夹紧力被克服，并且控制臂114沿箭头120的方向沿着狭槽116滑动。当控制臂114滑动时，其吸收高负载事件的冲击力的一部分，并且因此保护车辆和悬架系统10的其他部件免受损坏。

当悬架系统最初安装时，螺栓118必须固定在正确的位置。在该示例中，正确的位置在狭槽116的最左侧。在悬架系统110周围的拥挤区域中，在组装期间可能难以看到狭槽116和螺栓118，并且因此难以将螺栓118布置在狭槽116中的正确位置。如果螺栓118未布置在正确位置中，则车辆的几何形状设置将是不正确的，这可能导致车辆操作问题，并且可能会导致过度的轮胎磨损。此外，螺栓118可能不能够滑动到所需的最大程度，从而否定了可滑动悬架装置的有利效果。期望提供一种便于将螺栓118定位在狭槽116中的装置。

图12A和图13示出了车辆悬架系统130，该车辆悬架系统130包括位于框架132与控制臂34之间的接头140。框架132包括在这里被示为狭槽142(在图12A中不可见，但在图12B中可见)的凹形元件。凸形元件这里被示出为具有螺栓轴144的螺栓145，该凸形元件被接纳在狭槽142中，并且延伸穿过控制臂34。螺栓145被紧固以将螺栓轴144固定在狭槽142中，从而将框架132接合至控制臂34。

图12B示意性地且以截面的方式示出了螺栓轴144和狭槽142，并且揭示了螺栓轴144的覆盖区比由狭槽142的内壁143限定的覆盖区小。这样，当螺栓轴144在狭槽142中，狭槽142的一部分保持敞开，以允许螺栓轴144在狭槽142中的左右滑动运动。

螺栓轴144的覆盖区与狭槽142的覆盖区之间的尺寸差异是必要的，以允许在需要时使螺栓轴144在狭槽142中滑动。然而，覆盖区的尺寸的差异也意味着当螺栓轴144最初固定就位在狭槽142中时，螺栓轴144可以位于相对于狭槽142的若干位置中的一个位置中。在上述车辆悬架系统中，在安装阶段，螺栓轴144的期望位置在狭槽142的最左侧，如图12B所示。

返回参照图12A，定位器150在狭槽142的区域中附接至框架，以在螺栓145被安装的情况下将螺栓轴144定位在狭槽142中的正确位置中。在所示的实施方式中，正确位置是沿着狭槽142的长度的期望位置。如图13所示，当定位器150被布置为使用时，定位器150的第一或内表面151a抵靠框架132，而第二或外表面151b暴露于周围环境。

图14示出了隔离的框架132。狭槽142靠近框架132的边缘136设置，并且狭槽在框架132中限定内壁143。孔146在框架132中设置在狭槽142附近，位于狭槽142与框架132的边缘136之间。孔146形成了附接装置的一部分，以允许当定位器150在使用时将定位器150附接至框架132。

定位器150在图15中单独示出。定位器150包括呈内部盘154形式的加强元件和支承内部盘154的外框架152。

当定位器150在使用时，内部盘154用作螺栓145与框架132之间的垫圈(参见图13)。内部盘154由足够硬的材料制成，以便允许螺栓145围绕孔紧固而不存在盘154的显著变形，并且不影响接头完整性。例如，盘154可以由钢或任何其他合适的材料制成。

当定位器150在使用中时，内部盘154中的孔156接纳螺栓轴144。定位器150的孔156的覆盖区小于由框架132的狭槽142的内壁143限定的覆盖区。特别地，内部盘154的孔156的尺寸和形状基本上形成为螺栓轴144的截面，使得当定位器150在使用中时，螺栓轴144紧密地配合在孔156中。

外框架152由塑料材料模制而成，并且包括容纳内部盘154的圆形环状部分160和长形突起部分162。内部盘154通过在内部盘154周围在外框架152上附着模制而结合到外框架152中。

突起部分162包括定位和附接装置164，用于将定位器150相对于框架132的狭槽142定位在期望位置，并且用于以推入配合的方式在狭槽142附近将定位器150附接至接头，如后面将进行描述的。

考虑到框架152的环形部分160，环形部分160限定容纳盘154的孔161。环状部160的内径的直径基本上与盘154的外径相同，并且因此孔161的直径基本上与盘154的外径相同。在环形部分160的内侧160a上，突起部158从环状部160朝向孔161的中心向内延伸，以限定围绕孔161的部分边缘。突起部158与盘154的表面齐平。以这种方式提供突起部意味着盘154可以通过沿箭头100的方向的简单推入配合而装配到框架152的环形部分160中。突起部158防止盘154被推出框架152。

现转到框架152的突起部分162，突起部分162包括长形的材料条，其在颈部166处与环形部分160相交并且向外延伸到远离颈部166的端部170。呈第一凸耳168a和第二凸耳168b形式的保持装置在颈部166附近从定位器150的内表面151a突出。凸耳168a和168b一者设置在另一者的上方，其中，上凸耳168a朝向突起部162的上边缘并且下凸耳168b朝向突起部162的下边缘。凸耳168a、168b之间的间隔稍小于框架132的狭槽142的高度h(参见图14)。

远离颈部166并朝向突起部162的端部170，第三凸耳172从定位器150的内表面151a突出。第三凸耳172设置在突起部162的中心纵向轴线L上。第三凸耳172包括钩形结构73，该钩形结构73背离环形部分160并且朝向突起部162的端部170。

继续朝向突起部162的端部170，构成定位器150的定位和附接装置164的两个互补附接结构174、176设置在突起部162的中心轴线L上。

第一或凹形附接结构174朝向第三凸耳172设置，而第二或凸形附接结构176朝向突起部162的端部170设置。

凹形附接结构174包括圆形孔178和从定位器150的内表面151a突出的并且围绕孔178的部分套环180。在部分套环180的上边缘处是内边缘181，该内边缘181面向定位器150的外表面151b。

凸形附接结构176包括一对凸耳176a、176b，所述一对凸耳176a、176b各自具有钩形结构177。凸耳176的钩形结构177向外且相反地面向，以便在第一附接结构174和第二附接结构176接合时与凹形附接结构174的部分套环180的内边缘接合。

在凸形附接结构174和凹形附接结构176之间是突起部162的柔性部分182。柔性部分182比突起部162的其余部分更薄以允许存在柔性。柔性部分182的外表面182b包括波纹状部分184。波纹状部分84加强柔性部分182，同时仍然允许存在柔性。

突起部162的柔性部分82的柔性允许突起部162的端部170向后折叠抵靠突起部162的中心部分，以使凸形附接结构174和凹形附接结构176接合。

图16A和图16B示出了当定位器150在框架132的狭槽142附近固定就位时的定位器150。

定位器150被布置成使得定位器150的内表面151a抵靠框架132。环形部分160、内部盘154和突起部162的最靠近颈部166的部分位于外框架132的第一或外表面133a，如图16B所示。定位器150的定位和附接装置164的凹形结构174位于框架132的孔146中，使得部分套环180延伸到孔146中。以这种方式，凹形结构174用作将定位器150相对于狭槽142定位在期望的位置中的定位装置。

突起部162的柔性部分182绕框架132的边缘136卷绕，使得突起部162的朝向突起部150的端部170的部分抵靠框架132的第二或内表面133b，如图16A所示。定位器150的定位和连接装置164的凸形结构176与定位器150的定位和附接装置164的凹形结构174接合，以便将定位器150固定就位。为此，凸形附接结构176的凸耳176a、176b位于凹形附接结构180的部分套环180中，并且凸耳176a、176b的钩部177与部分套环180的边缘181接合以防止凸形附接结构176从凹形附接结构174断开接合。

因此，凸形附接结构174和凹形附接结构176通过框架132的孔146接合，以将定位器150附接至接头132。

如在图16A中可见，当定位器150固定就位时，凸耳168a、168b、172突出到框架132的狭槽142中。

在狭槽142的基部处，下凸耳168b搁置在狭槽142的内壁143上，并且防止定位器150绕定位和附接装置164、146向下枢转。

在狭槽142的顶部处，上凸耳168a位于狭槽142的内壁143的稍下方。如果定位器150在组装接头的过程中向上移位，则上凸耳168a抵接狭槽142的内壁143，从而防止定位器150绕定位和附接装置164、146向上枢转。

以这种方式，上凸耳168a和下凸耳168b用作保持装置，其防止定位器150的不期望的向上移位和向下移位，从而固定定位器150的取向。

第三凸耳172位于狭槽142的最靠近框架132的边缘136的端部。第三凸耳172的钩形结构73钩在狭槽142的内壁143上。因此，第三凸耳172帮助以将定位器150相对于狭槽142引导到正确位置。此外，如果第三凸耳172未正确地定位在狭槽中，则第三凸耳172反而抵靠在框架132上，使得凹形连接结构174不能完全突出穿过孔146，从而防止凸形附接结构174和凹形附接结构176接合，以及向操作者发信号通知定位器150未正确定位。

因此，当定位器150固定在使用位置时，定位和附接装置146、164以及凸耳168a、168b、172防止定位器150相对于狭槽142的移动。凸耳168a、168b、172的突出特性还确保了当凹形附接结构174成功地定位在框架142的孔146中时，定位器150将仅与框架142齐平地坐落。以这种方式，安装者可能意外地折叠突起部162的端部170以接合附接结构174、176，而凹形附接结构174不位于框架132的孔146中。

定位器150构造成使得当定位器150附接至框架132时，定位器150的孔156与框架132的槽142对准。

因为定位器150的孔156的覆盖区小于框架132的狭槽142的覆盖区，所以定位器150屏蔽框架132的狭槽142的大部分，仅留下狭槽142的选择性地暴露以将螺栓轴144插入期望的一部分。

换句话说，定位器150将框架132的狭槽142的覆盖区限制到与螺栓轴144的覆盖区相同尺寸的较小覆盖区。这样，螺栓轴144仅能在预定位置处被插入到狭槽142。

因此，当安装螺栓145时，定位器150将螺栓轴144定位在狭槽142内的期望位置处。以这种方式，螺栓145可以可靠地安装在接头132中的所需位置，而不需要使接头132可视化。

现将参照图17至图20对使用定位器150将螺栓145定位在框架132的狭槽142中的方法进行描述。

如图17和图18所示，定位器150首先抵靠框架132设置。凹形附接结构174的部分套环180位于框架的孔146中以将定位器定位在正确的位置。凸耳168a、168b、172位于狭槽142中，第三凸耳172的钩形结构73钩在狭槽142上。

定位器150的孔156位于狭槽142上方，以便限定螺栓轴144的插入点。

参照图19，突起部162的柔性部分82绕框架132的边缘136卷在周围，并且定位器150的定位和附接装置164通过框架的孔146彼此接合，以便将定位器150固定在狭槽142附近。

接着，如图20所示，螺栓轴144穿过定位器150的孔156插入并在所需位置处进入狭槽142，从而形成接头130。螺栓145紧靠定位器150，使得内部盘154用作垫圈。

当悬架机构处于正常操作状态时，由螺栓145施加在框架132上环绕狭槽142的夹紧力将螺栓轴144保持在接头中所需的位置。当出现高负载事件并且大的力施加在悬架机构上时，克服了夹紧力。大的力还使得定位器150的定位和附接装置164断开接合，使得螺栓轴144和定位器150可以相对于狭槽142滑动远离期望的位置，以吸收高负载事件的一些冲击。

因此，本发明提供了在初始安装阶段期间将螺栓轴144定位在相对于接头130中的狭槽142的期望位置中的简单装置，同时仍然允许在高负载事件发生时螺栓轴144在狭槽142内滑动远离期望的位置。

尽管所描述的实施方式涉及车辆悬架机构中的接头，但接头可以是任何机构或结构中的任何合适类型的接头，其中，凸形元件必须位于相对于凹形元件的位置中。例如，接头可以是车辆中的另一种类型的接头，或者接头可以是扁平包装家具结构中的接头。

凸形元件和凹形元件不需要是螺栓和狭槽，而是可以是凸形元件具有比凹形元件小的覆盖区的任何合适的构造。例如，凹形元件可以是圆形孔，该圆形孔的直径大于凸形元件的横截面的直径。凹形元件可以是凹部而不是孔，并且可以是任何合适的形状。凸形元件不需要是螺栓，而是可以是螺钉、杆、钉、销钉或可以插入凹形元件中的任何其他合适的部件。

定位器的环形框架和内部盘不需要是分离的部件，而是可以整体地形成。定位器的孔可以是适合于接纳凸形元件的任何形状和尺寸。

定位器可以包括由其支承或结合到其中的凹形元件。在这种情况下，凹形元件限定定位器的孔。凹形元件可以是例如螺母。图21示出了这种定位器250，其中，螺母190固定至内部盘254。在使用中，螺栓144延伸穿过螺母190。

定位器和框架的定位和附接装置不需要采用所描述的形式，而是可以是任何合适的定位和附接装置。例如，框架可以包括任何合适构造的凸形附接结构和凹形附接结构，并且定位器可以分别包括与框架的凸形附接结构和凹形附接结构可配合的相对应的凸形附接结构和凹形附接结构。也可以采用其他合适的定位和连接装置，比如例如磁体。

可以提供单独的定位装置和附接装置，使得定位器包括定位装置和附接装置。例如，定位器上的突出部或止动装置可以用作使定位器相对于凹形元件定位的定位装置，并且单独的附接结构可以将定位器附接至凹形元件附近的接头中。在其他示例中，附接装置可以被省略，使得定位器包括定位装置，并且不包括附接装置。

在图22A和图22B所示的定位器350中，突起部362的第三凸耳372和以朝向突起部362的端部370定位的孔86的形式提供的附加凹形附接结构也形成了突起部362的定位和附接装置364的一部分。当突起部362的端部370被向后折叠抵靠突起部362的中心部分时，如图22B所示，除了凸形附接结构374和凹形附接结构376之间的接合之外，第三凸耳372和孔386也接合。

在该实施方式中，如果第三凸耳372正确地定位在狭槽中，则孔386可以仅与突起部362的第三凸耳372接合，使得第三凸耳372突出穿过狭槽，以便被暴露以与孔386接合。因此，定位器350仅能在其已经成功地定位在所需位置中时附接就位。

本领域技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以修改本发明以采用许多替代形式。

Claims (35)

1.一种定位器，所述定位器用于使接头中的凸形元件相对于凹形元件定位，所述凸形元件具有比所述凹形元件小的覆盖区，并且所述定位器包括：

孔，所述孔用于接纳所述凸形元件，所述孔具有比所述凹形元件小的覆盖区；以及

定位装置，所述定位装置用于使所述定位器相对于所述接头的所述凹形元件定位，使得所述定位器的所述孔选择性地仅暴露所述凹形元件的一部分以确保所述凸形元件定位在所述凹形元件内的期望位置中；

其中，所述定位器还包括用于将所述定位器附接至所述接头的附接装置，并且其中，所述附接装置构造成在施加阈值力时分离。

2.根据权利要求1所述的定位器，其中，所述定位装置也是所述附接装置。

3.根据任一前述权利要求所述的定位器，其中，所述定位装置包括突出部，所述突出部用于定位于设置在所述凹形元件附近的孔或凹部中。

4.根据任一前述权利要求所述的定位器，其中，所述定位器包括保持特征，所述保持特征用于固定所述定位器相对于所述凹形元件的取向。

5.根据权利要求4所述的定位器，其中，所述保持特征是当所述定位器在使用中时延伸到所述凹形元件中的凸耳。

6.根据任一前述权利要求所述的定位器，其中，所述附接装置包括可配合的附接结构。

7.根据权利要求6所述的定位器，其中，所述可配合的附接结构能够通过推入配合而接合。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的定位器，其中，所述定位器包括设置在所述可配合的附接结构之间的柔性部分。

9.根据权利要求8所述的定位器，其中，所述柔性部分的至少一部分比所述定位器的其余部分薄。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的定位器，其中，所述柔性部分包括波纹状部段。

11.根据权利要求6至10中的任一项所述的定位器，其中，所述可配合的附接结构包括凸形附接结构和凹形附接结构。

12.根据任一前述权利要求所述的定位器，其中，所述定位器包括围绕所述孔的加强装置。

13.根据权利要求12所述的定位器，其中，所述定位器包括用于支承所述加强装置的框架。

14.根据权利要求13所述的定位器，其中，所述加强装置能够通过推入配合而插入到所述框架中。

15.根据权利要求14所述的定位器，其中，所述加强装置是包括所述孔的盘。

16.根据权利要求13至15中的任一项所述的定位器，其中，所述框架包括支承所述定位装置的突起部分。

17.一种接头，包括：

凹形元件；

凸形元件，所述凸形元件接纳在所述凹形元件中，所述凸形元件具有比所述凹形元件小的覆盖区；以及

定位器，所述定位器具有用于接纳所述凸形元件的孔，所述孔具有比所述凹形元件小的覆盖区；

其中，所述定位器的定位装置与在所述凹形元件附近的定位装置配合，由此所述定位器定位成使得所述孔选择性地暴露所述凹形元件的一部分，以便在所述接头中将所述凸形元件相对于所述凹形元件定位在期望的位置中。

18.根据权利要求17所述的接头，其中，所述凹形元件为狭槽。

19.根据权利要求17或权利要求18所述的接头，其中，在所述凹形元件附近的所述定位装置设置在支承所述凹形元件的框架上。

20.根据权利要求19所述的接头，其中，在所述凹形元件附近的所述定位装置为设置在所述框架中的孔。

21.根据权利要求19或权利要求20所述的接头，其中，所述定位器包括用于将所述定位器附接至所述框架的附接装置。

22.根据权利要求21所述的接头，其中，所述定位器的所述定位装置用作所述附接装置。

23.根据权利要求21或权利要求22所述的接头，其中，在所述凹形元件附近的所述定位装置用作用于接纳所述定位器的所述附接装置的附接装置。

24.根据权利要求17至23中的任一项所述的接头，其中，所述定位器为根据权利要求1至18中的任一项所述的定位器。

25.根据权利要求17至24中的任一项所述的接头，其中，所述接头为车辆的悬架系统中的接头。

26.一种车辆中的悬架系统，所述悬架系统包括根据权利要求25所述的接头。

27.一种悬架系统，所述悬架系统包括根据权利要求26所述的悬架系统的特征以及控制臂，所述控制臂在第一端处安装至所述车辆的框架部分，其中，所述控制臂的至少一部分设置成当所述控制臂受到超过预定水平的负载时相对于所述框架部分滑动，所述系统还包括保持装置，所述保持装置构造成当所述控制臂受到低于所述预定水平的负载时防止所述控制臂相对于所述框架部分滑动。

28.根据权利要求27所述的悬架系统，其中，所述保持装置包括具有根据权利要求17至25中的任一项所述的定位器的特征的定位器。

29.根据权利要求27或权利要求28所述的悬架系统，其中，所述控制臂包括具有根据权利要求17至25中的任一项所述的凸形构件的特征的凸形构件。

30.根据权利要求27至29中的任一项所述的悬架系统，其中，所述车辆的所述框架部分包括具有根据权利要求17至25中的任一项所述的凹形元件的特征的凹形元件。

31.一种使用定位器组装接头的方法，所述接头包括凹形元件和凸形元件，所述凸形元件具有比所述凹形元件小的覆盖区，所述定位器包括孔，所述孔具有比所述凹形元件小的覆盖区，并且所述方法包括：

将所述定位器设置成使得所述定位器的所述孔选择性地暴露所述凹形元件的一部分；

将所述定位器附接至所述接头；以及

将所述凸形元件穿过接头定位器的所述孔插入到所述凹形元件中。

32.根据权利要求31所述的方法，包括在将所述凸形元件穿过所述接头定位器的所述孔插入到所述凹形元件中之前将所述定位器附接至所述接头。

33.一种大致如下文参照附图中的图12A、图13、图15、图16A、图16B、以及图18至图21、图22A和图22B所描述的接头定位器。

34.一种大致如下文参照附图中的图12A以及图13至图21所描述的接头。

35.一种使用大致如下文参照附图中的图17至图20所描述的定位器组装接头的方法。