CN107428372A - 具有集成式制动器安装装置的转向节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了集成致动器安装装置的转向节。转向节包括第一部件、第二部件和心轴。第一部件包括第一和第二安装臂，每个臂包括制动器组件接合表面以及制动器组件安装孔，它们的每一个能够被修改以适应将盘式制动器或鼓式制动器可拆卸地连接到转向节的很多不同的方式。

Description

具有集成式制动器安装装置的转向节

相关申请

本申请要求2015年3月20日提交的美国临时专利申请No.62/136,308的优先权，其内容通过引用被并入本文。

描述

技术领域

本发明总体涉及用于轮式车辆的转向节与制动器组件。更具体地，本发明涉及基础制动器组件元件与转向节的集成，从而将盘式制动器和鼓式制动器直接地且可拆卸地连接到转向节。本发明提出可以用于特定目的的若干示范实施例。

背景

在常规的重型制动器系统中，盘式制动器和鼓式制动器组件通过使用单独的制动器基础元件(比如针对盘式制动器组件的扭矩板和针对鼓式制动器组件的制动器底盘)被固定到车辆悬架系统。传统的使用单独制动器基础元件将盘式或鼓式制动器组件固定(具体地在转向轴上)只能有限地减少转向与制动组件的重量和体积，且具有安装、维护和修理复杂的缺点。也排除了更小的转子与制动器组件的使用。

概述

可以在本文描述和声明的装置和系统中独立地或组合地实施本发明的多个方面。这些方面可以被单独地采用，或者结合本发明的其他方面被采用，对这些方面的集中描述不表示排除这些方面的单独使用或者这些方面的单独保护，如同在后附权利要求中所给出那样。

在本发明的一个方面中，一种转向节包括第一部件和第二部件。第一部件包括第一主销孔、第一安装表面以及第一和第二制动器安装臂。第二部件包括第二主销孔和第二安装表面。第一和第二安装表面彼此接合以将第一部件连接到第二部件，第一和第二安装表面中至少一个形状是大致弧形的。第一和第二制动器安装臂被配置以直接连接到制动器组件，每个臂具有近侧部和远侧部。能实现盘式或鼓式制动器组件的轴向的和非轴向的(具体是径向的)安装。

在本发明的另一个方面中，一种转向节包括第一部件、第二部件和心轴。第一部件包括第一和第二安装臂，每个臂具有近侧部和远侧部。每个臂包括制动器组件接合面和制动器组件安装孔。第一和第二安装臂远侧部被配置以直接连接到制动器组件。能实现盘式或鼓式制动器组件的轴向的和非轴向的(具体是径向的)安装。

附图说明

在描述优选实施例的过程中，参考了以下附图，附图中相同的零件具有相同的数字，其中：

图1是根据本发明的一个方面的带有被配置用于盘式制动器轴向安装的集成式制动器安装装置的两件式转向节的上方正面透视图；

图2是图1中所画的实施例的上方背面透视图；

图3是图1-2中所画的实施例的上方正面分解透视图；

图4是图1-2中所画的实施例的上方背面分解透视图；

图5是带有心轴的常规转向节的侧面平视图；

图6是类似于图1-4的带有集成式安装装置的转向节的侧面平视图；

图7是利用图1-4的集成式制动器安装装置被轴向安装到两件式转向节的盘式制动器的左上方背面透视图；

图8是图7中所画的实施例的右上方面透视图；

图9是被安装到车轴的图8的转向节和盘式制动器的左上方背面透视图；

图10是图9中所画的实施例的分解图；

图11是装配了带有集成式制动器安装装置的左侧转向节和右侧转向节的车轴的右上方正面透视图；

图12是根据本发明的一个方面带有用于盘式制动器的非轴向安装(尤其是径向安装)的集成式制动器安装装置的两件式转向节的左上方正面透视图；

图13是图12中所画实施例的右上方背面透视图；

图14是根据本发明的一个方面带有集成式制动器安装装置的两件式转向节和被轴向安装的鼓式制动器组件的右上方正面透视图；

图15是图14中所画的实施例的右上方背面透视图；

图16是图14-15中所画的实施例的左上方背面透视图；

图17是图14-16中所画的实施例在没有转向节组件紧固器的情况下的正面平视图；

图18是图17中所画的实施例在指定组件被分解的情况下的右上方背面透视图；

图19是根据本发明的一个方面带有集成式制动器安装装置的两件式转向节以及非轴向安装(尤其是径向安装)的鼓式制动器的右上方正面透视图；

图20是图19中所画的实施例的右上方背面透视图。

具体实施方式

本文所公开的实施例用于提供本发明的描述，应当理解，可以以未被详细画出的多种其他的形式以及组合实施本发明。所以，本文所公开的具体设计和特征不被解读为对后附权利要求中限定的本发明的范围构成限制。

本发明的转向节提供一种转向节上的集成式制动器安装装置，从而允许盘式或鼓式制动器组件与转向节之间的直接可拆卸连接。所述直接连接避免了对通常作为常规制动器组件必要基础元件的单独扭矩板或制动器底盘的需求。将扭矩板(在盘式制动器的情况下)或制动器底盘(在鼓式制动器的情况下)按照本文所公开的方式集成到转向节，这简化了转向和制动组件的安装、维护和修理。相比现有的多构件式组件，它还缩小了相关构件的尺寸和重量以及车辆簧下重量，还改善了结构完整性和定位精度。这可获得改善的车辆操控、燃料消耗、和/或制动器性能以及磨损特性。应当明白，在不脱离本发明的前提下，根据本发明的带有集成式制动器组件安装装置的转向节也可以具备单独的或额外的制动器安装构件。

本发明图示的示范转向节由两个构件构成。第一部件20可以被称为转向节本体或主干。第二部件40可以被称为上轭臂或转向臂或上转向节构件。尽管图示的示范转向节由两个部件构成，但由单个部件构成或由三个或更多个部件构成的转向节也在本发明的范围内。

要明白，本发明的转向节构件(包括第一部件20和第二部件40)可以由各种材料制成，包括钢、球墨铸铁、铝、合金或其他合适的基本刚性材料。还要明白，所述部件可以通过任意合适的方法制造，比如通过铸造、锻造、机械加工或类似。每个部件不需要采用相同的制造材料和/或方法。转向节构件的制造还可以包括机械加工以钻出和/或攻出孔或者使接合表面平整，如在本文中被进一步讨论那样。

另外，尽管本发明的转向节将配合固定式主销使用，但配合可拆卸式主销使用的方案也落入本发明的范围内。

如图1-4所示，示范转向节28具有竖直部分，所述竖直部分包含允许盘式制动器组件直接连接的集成式制动器安装臂60、70。第一部件20限定了多个轴向孔22、68、78、84以及大致竖直的第一主销孔24(被称为转向枢转轴线孔)。在本文中，“轴向”(及其变型)被用于指示至少基本上平行于心轴的中心轴线的方向。反之，“非轴向”(及其变型)是指至少基本上不平行于心轴的中心轴线的方向，而“径向”(及其变型)是指至少基本上垂直于心轴的中心轴线的方向。

如图3-4所示，在轴向孔之间是被配置以接收压配合心轴80的心轴保持孔84，所述心轴优选地由高强度材料制成，比如优质钢或类似。在图3-4所画的例子中，心轴80包括在其底部处的轴肩82，当心轴被装配到第一部件20内侧的沉孔中时，轴肩提供止挡。如果压配合所提供的保持力失效，这种布置阻止心轴80脱出。或者，第一部件20与心轴80被整体地形成。

如图5-6所示，心轴80在转向节内的位置可以相比常规设计进行修改。在图5的实施例中，从心轴的中心轴线到下主销套的顶部的距离(X)是74mm，这占上主销套的底表面到下主销套的顶表面的距离(Y)116mm的63％。在现有技术中(图5)的相应距离和比例是64mm/116mm或56％。因此，心轴80相比常规设计更远离下主销套的顶部。在刹车片的磨损期间，这允许在转向节28的顶面上方的制动钳的更大间隙。

除了各种孔22之外，第一部件20还可以包括整体拉杆臂，也被称为阿克曼臂16(图4)，所述阿克曼臂被配置以连接到拉杆14(图11)。在使用期间，拉杆14将左侧转向节和右侧转向节连接起来(图11)。通过拉杆相关联的左侧和右侧转向节可以是基本一致的镜像映像，或可以被不同地配置。

第二部件40包括第二主销孔44和提供多个轴向组装孔42的大致弧形安装表面41(图3)。第一部件20上的大致弧形安装表面21(图4)提供被配置与第二组件组装孔42对准的轴向组装孔22，且使得第一部件20能通过紧固件被可拆卸地安装到第二部件40。示范第二部件40的孔42可以具有内螺纹，从而与外螺纹式机械紧固器30匹配，但是要明白，第一和第二部件20、40之间的可拆卸连接可以利用根据图3所画的模式的六角螺母与螺栓来实现，或者利用其他合适数量与类型的紧固器、紧固器模式或连接方法。在不脱离本发明范围的前提下，本文中描述或展示的任何一种紧固器模式可以配合任何一种示范转向节被使用。

也可以通过将第一和第二部件焊接或锻造在一起利用本发明的转向节实现永久的或不可拆卸的连接。但是，这要求转向节配合可拆卸主销使用，从而允许转向节组件和主销组件的维护和修理。

第一部件20还提供第一安装臂60和第二安装臂70，每个安装臂具有近侧部和远侧部。在本文中，“近侧”和“远侧”是指从心轴到所述臂部的距离。每个安装臂60、70提供一个或多个制动器组件接合表面64、74以及一个或多个制动器组件安装孔68、78，从而利用机械紧固器72将制动器组件可拆卸地连接到转向节。在涉及盘式制动器组件轴向安装的优选示范转向节28中，第一和第二安装臂60、70沿心轴80的纵向延伸，且位于基本上垂直于心轴的中心轴线的平面内。竖直的制动器组件接合表面64、74以及轴向的制动器安装孔68、78被定位在每个安装臂60、70的远侧部上。

要明白的是，通过在制动器组件接合表面64、74与心轴80之间定位转向节弧形组件安装表面21、41的端部位置，组件安装表面21、41至少部分地围绕心轴80的中心轴线，从而提供一种紧凑但坚固的组装转向节轮廓。

制动器组件安装孔68、78被提供与制动器支架92上的支撑板93上的多个安装孔94对准，从而利用机械紧固器72将气压盘式制动器组件90固定到转向节28，如图10中所示。要明白，示范转向节到制动器组件的连接对每个安装臂使用了三个紧固器，但是在不脱离本发明范围的前提下，制动器支架能为每个安装臂使用少于或多于三个紧固器被正确地固定。

应当明白，图1-4和6-13中所画的转向节的具体配置只是示范性的，在不脱离本发明范围的前提下，用于轴向安装盘式制动器的转向节可以被不同地配置。

在图12-13中，画出另一种示范转向节128。正如在本文中被描述和被展示的其他示范转向节一样，示范转向节128由第一和第二部件120、140构成。第一和第二部件120、140相应的大致弧形安装表面121、141提供轴向组装孔122、142。被配置与第二部件组装孔对准的第一部件组装孔使得第一部件能通过使用合适的紧固器被可拆卸地连接到第二部件。

示范转向节128还具有第一和第二安装臂制动器组件接合表面164、174，所述第一和第二安装臂制动器组件接合表面是基本上共平面的且到心轴孔184的中心轴线是大致等距的。但是在该示例中，制动器组件接合表面164、174与制动器安装孔168、178分别被水平地和竖直地定向。所述示范转向节128在本文中可以被视为提供制动器组件的非轴向安装。相反，图1-4和7-10中的示范转向节具有竖直的制动器组件接合表面64、74和水平的制动器安装孔68、78，并提供制动器组件的轴向安装。

图1-4和6-20中所画的示范转向节的独特构造(其结合集成式制动器安装装置、抬高的转向心轴和被重新定位的制动器组件)将盘式制动器组件的气压室安排在十二点钟位置，从而允许示范转向节适应更小、更紧凑和更轻的转子与制动器组件，比如图7-10中所画的415mm直径转子或更小的410mm直径转子。

本发明的转向节无论被配置用于制动器组件的径向还是轴向安装，都能以多种方式进行改变。例如，第一和第二安装臂可以以大于90度的任意角度被分别设置(角度测量分离的顶点在心轴孔的中心轴线上)。第一和第二安装臂能相对于心轴孔的中心轴线被定位在九点钟和三点钟位置，或者在十二点钟和六点钟位置。

作为其他的示例，前述示范转向节的任何一个都具有第一和第二安装臂的任何一个或者被定位在心轴中心轴线上方、轴线上、轴线下方的制动器组件接合表面。

作为其他的示例，前述示范转向节的任何一个具有位于相同平面内或平行平面内的第一和第二制动器组件接合表面。第一和第二安装臂制动器组件接合表面也可以被定位在距离心轴孔的中心轴线不同距离的位置处。另外，第一和第二安装臂制动器组件接合表面当彼此相向或相离地倾斜时可以被定位在相交的平面内。

本发明的转向节还可以被配置以适应鼓式制动器组件。

由至少两个部件构成且被可拆卸地连接到鼓式制动器组件的示范转向节228、328在图14-18和19-20中被分别画出。

在这些额外图示的两件式转向节228、328的实施例中，第一部件220、320可以被认为是转向节本体或主干，并且限定了多个轴向孔222、268、278、284；322、368、378、384以及大致竖直的第一主销孔224、324。轴向孔中的一个284、384接收心轴280、380。轴向孔中的两个接收锚定销296、396。

第二部件240、340可以被认为是上轭臂、转向臂或上转向节部件，且包括第二主销孔224、324。第一和第二部件220、240；320、340的相应的大致弧形安装表面221、241；321、341提供轴向组装孔222、242；322、342。第一部件组装孔222、322被配置与第二部件组装孔242、342对准，且使得第一部件220、320能通过机械紧固器230、330被可拆卸地连接到第二部件240、340。

第一部件220、320还提供第一安装臂260、360和第二安装臂270、370，每个安装臂具有近侧部和远侧部。第一和第二安装臂260、270；360、370之一或两个也提供一个或多个制动器组件接合表面264、364以及一个或多个制动器安装孔268、278；368、378，从而利用机械紧固器272、297；368、396将制动器组件可拆卸地连接到转向节。

盘式制动器S-凸轮组件能通过本发明范围内的多种不同的方法被可拆卸地连接到示范转向节。按照轴向方案(图14-18)，S-凸轮组件通过轴向紧固器被可拆卸地连接到示范转向节组件安装臂。或者，根据非轴向方案(图19-20)，S-凸轮组件通过沿至少基本上不平行于心轴的中心轴线的方向定向的紧固器被固定到示范转向节组件安装臂。后者包括径向方案(图19-20)，其中S-凸轮通过沿至少基本上垂直于心轴的中心轴线的方向定向的紧固器被固定(被称为“径向连接”)。在所有的前述实施例中，非S-凸轮组件安装臂利用轴向锚定销或紧固器297、397。

将S-凸轮组件与转向节(包括两件式转向节)可拆卸地相连的不同技术(包括在本文中被描述和被展示的技术)的多个实施例是题为"Alternative Approaches toMounting the S-CAM Tube of a Vehicle Brake Assembly"的共同提交美国专利申请No.62/136,040的发明主题(代理方案号No.:0715-0222)，其全部内容通过引用被并入本文。

要明白，以上被描述的实施例是本发明的原理的某些应用的示范。本领域技术人员在不脱离权利要求的精神和范围的前提下，可以做出很多改变，包括在本文中被单独公开或声明的特征的组合。所以，本发明的范围不限于之前的描述，而是由后面的权利要求给出，应理解权利要求可能涉及本发明的特征，包括在本文中被单独公开或声明的特征的组合。

Claims (37)

1.一种联合车轴转向组件和制动器组件使用的转向节，所述转向节包括：

具有第一主销孔的第一部件，所述第一主销孔沿第一方向延伸且被配置以接收主销的第一部分；

具有第二主销孔的第二部件，所述第二主销孔沿第一方向延伸且被配置以接收主销的第二部分；

其中，所述第一部件包括第一安装表面，所述第二部件包括第二安装表面，所述第一安装表面和第二安装表面中的至少一个是大致弧形的，所述第一安装表面和第二安装表面彼此接合从而将所述第一部件连接到所述第二部件；并且其中，所述第一部件还包括第一安装臂和第二安装臂，每个安装臂均具有近侧部和远侧部，第一安装臂和第二安装臂的远侧部被配置用于直接连接到制动器组件。

2.根据权利要求1所述的转向节，还包括心轴，所述心轴具有沿大致垂直于所述第一方向的第二方向延伸的中心轴线。

3.根据权利要求2所述的转向节，其中，所述转向节包括心轴孔，所述心轴被接收在所述心轴孔内。

4.根据权利要求1-3的任何一个所述的转向节，其中，所述第一部件包括拉杆臂。

5.根据权利要求4所述的转向节，其中，所述拉杆臂与所述第一部件被整体地形成。

6.根据权利要求1-5的任何一个所述的转向节，其中，所述第二部件包括转向臂。

7.根据权利要求6所述的转向节，其中，所述转向臂与所述第二部件被整体地形成。

8.根据权利要求1-7的任何一个所述的转向节，包括将所述第一部件连接到所述第二部件的紧固器。

9.根据权利要求2所述的转向节，其中，所述第一安装表面和第二安装表面至少部分地围绕心轴的中心轴线。

10.根据权利要求1-9的任何一个所述的转向节，其中，第一安装表面和第二安装表面中的另一个是大致弧形的，所述第一安装表面和第二安装表面中的每一个均提供多个孔，与第一部件关联的多个孔和与第二部件关联的多个孔被配置成彼此对准。

11.根据权利要求10所述的转向节，其中，与第一安装表面关联的多个孔或者与第二安装表面关联的多个孔中的至少一者具有螺纹且被配置以接收螺纹紧固器。

12.根据权利要求1-11的任何一个所述的转向节，其中，第一安装表面或第二安装表面的一部分被定位在第一安装臂或第二安装臂上方。

13.根据权利要求1-12的任何一个所述的转向节，其中，第一安装表面的一部分和第二安装表面的一部分被定位在第一安装臂和第二安装臂上方。

14.根据权利要求1-13的任何一个所述的转向节，其中，第一安装臂的远侧部或者第二安装臂的远侧部具有至少一个制动器组件安装孔。

15.根据权利要求1-14的任何一个所述的转向节，其中，第一安装臂的远侧部和第二安装臂的远侧部都具有两个或更多个制动器组件安装孔。

16.根据权利要求15所述的转向节，其中，所述两个或更多个制动器组件安装孔大致垂直于所述第一方向。

17.根据权利要求15所述的转向节，其中，所述两个或更多个制动器组件安装孔大致彼此平行。

18.根据权利要求15所述的转向节，其中，所述两个或更多个制动器组件安装孔基本上彼此不平行。

19.根据权利要求1-18的任何一个所述的转向节，其中，第一安装臂或第二安装臂中的至少一个的远侧部具有大致平行于所述第一方向的制动器组件接合表面。

20.根据权利要求1-19的任何一个所述的转向节，其中，第一安装臂或第二安装臂中的至少一个的远侧部具有大致不平行于所述第一方向或大致垂直于所述第一方向的制动器组件接合表面。

21.根据权利要求1-20的任何一个所述的转向节，其中，第一安装臂的远侧部和第二安装臂的远侧部具有大致平行于彼此或平行于所述第一方向的制动器组件接合表面。

22.根据权利要求1-21的任何一个所述的转向节，所述转向节被配置用于直接连接到盘式制动器组件或鼓式制动器组件。

23.根据权利要求1-22的任何一个所述的转向节，所述转向节被配置用于连接到具有415mm或更小直径的转子。

24.根据权利要求2所述的转向节，其中，第一主销孔的顶部到心轴的中心轴线的距离和第一主销孔的顶部到第二主销孔的底部的距离的比率大于56％。

25.根据权利要求24所述的转向节，其中，所述比率大约是63％。

26.根据权利要求1-21、23和25的任何一个所述的转向节，其中，第一安装臂和第二安装臂被配置用于直接连接到盘式制动器组件。

27.根据权利要求1-21、23和25的任何一个所述的转向节，其中，第一安装臂和第二安装臂被配置用于直接连接到鼓式制动器组件。

28.一种联合车轴转向组件和制动器组件使用的转向节，所述转向节包括：

第一部件，所述第一部件具有延伸穿过其中的第一主销孔；

连接到第一部件的第二部件，第二部件具有延伸穿过其中的第二主销孔；和

连接到第一部件且具有中心轴线的心轴；和

其中，第一部件还包括第一安装臂和第二安装臂，每个安装臂均具有近侧部和远侧部，其中，第一安装臂的远侧部和第二安装臂的远侧部被配置用于直接连接到制动器组件。

29.根据权利要求28所述的转向节，其中，第一部件被可拆卸地连接到第二部件。

30.根据权利要求28所述的转向节，其中，第一安装臂的远侧部和第二安装臂的远侧部均具有至少一个制动器组件安装孔。

31.根据权利要求30所述的转向节，其中，第一安装臂的制动器组件安装孔和第二安装臂的制动器组件安装孔平行于心轴的中心轴线。

32.根据权利要求30所述的转向节，其中，制动器组件安装孔垂直于心轴的中心轴线。

33.根据权利要求28-32的任何一个所述的转向节，其中，第一安装臂和第二安装臂被配置用于直接连接到盘式制动器组件。

34.根据权利要求33所述的转向节，其中，第一安装臂和第二安装臂被配置用于连接到具有412mm直径的转子。

35.根据权利要求28-32的任何一个所述的转向节，其中，第一部件被可拆卸地连接到鼓式制动器组件。

36.根据权利要求28-35的任何一个所述的转向节，其中，第二部件还包括转向臂。

37.根据权利要求28-35的任何一个所述的转向节，其中，第二部件还包括集成式阿克曼臂或拉杆臂。