CN112158038B - 转向节通用套筒总成结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供转向节通用套筒总成结构及车辆，转向节通用套筒总成结构包括转向节、控制臂以及转向节通用套筒；其中，转向节通用套筒包括刚性内套筒、柔性套筒和弹性外套筒，柔性套筒采用弹性材质的材料制成，柔性套筒套设于刚性内套筒的外围；弹性外套筒连接于柔性套筒的外围面上，弹性外套筒设有开口部，以使弹性外套筒的横截面形成缺口环状结构。本发明实施例提供了转向节通用套筒总成结构及车辆，在将转向节通用套筒压装于不同内径的安装孔中，弹性外套筒压装过程中发生形变，开口部的两端面不会发生重叠或干涉而导致压装后弹性外套筒与压装孔内壁面产生间隙，引发车辆行驶过程中异响或应力增大的情况发生。

Description

转向节通用套筒总成结构及车辆

技术领域

本发明涉及多轴转向技术领域，特别涉及转向节通用套筒总成结构及车辆。

背景技术

多轴转向技术可以提高车辆的操纵稳定性，但是将后轴作为转向轴会增大控制臂与转向节连接部位的载荷，需求拧紧螺栓能够承受更大的拉力。同时，因载荷增大，转向节的壁厚往往会加厚，控制臂衬套与关节头开裆的间隙需要在螺栓拧紧过程中消除，这进一步增大了螺栓拧紧时需要产生的轴向力。为保证紧固性能，往往需要增大螺栓规格，导致成本和重量的增加。

目前常用的解决方案为减少拧紧过程中消耗在使转向节开裆变形的力，如在转向节孔中压装金属转向节通用套筒，将使转向节开裆变形的力用转向节通用套筒与转向节孔内壁的摩擦力代替，大大得减少螺栓需要承受的轴向力。

请参考图1-2，现有技术中通过螺栓件200穿过转向节通用套筒结构100连接于转向节上。

现有方案有效减少消耗在使转向节开裆变形的力，但在各平台甚至同平台车型中，因载荷、硬点布置的差异，对转向节的强度要求往往不同，因此转向节的壁厚和开孔尺寸也会存在差异，而金属转向节通用套筒外径固定，无法适配进不同孔径的转向节内，即无法适用于不同车型。造成同平台车型内需要设计多种金属转向节通用套筒，增加了开发成本和专用件数量，对通用化不利。而且转向节通用套筒与关节头的刚性接触还可能导致异响或疲劳失效。

发明内容

本发明实施例提供一种转向节通用套筒总成结构及车辆，以解决相关技术中转向节的壁厚和开孔尺寸存在差异，而金属转向节通用套筒外径固定，无法适配进不同孔径的转向节内，即无法适用于不同车型的问题。

第一方面，本发明提供一种转向节通用套筒总成结构，其包括转向节、控制臂，以及转向节通用套筒，所述转向节通用套筒将控制臂连接于转向节上，螺栓穿过刚性内套筒将所述转向节通用套筒固定于转向节上；其中，所述转向节通用套筒包括刚性内套筒、柔性套筒和弹性外套筒，所述柔性套筒采用弹性材质的材料制成，所述柔性套筒套设于刚性内套筒的外围；所述弹性外套筒包覆于所述柔性套筒的外围面上，所述弹性外套筒设有开口部，以使所述弹性外套筒的横截面形成缺口环状结构。

在一较佳实施例中，当所述弹性外套筒受到挤压作用时，所述弹性外套筒沿径向向圆心方向发生压缩形变。

在一较佳实施例中，当所述弹性外套筒上设置一开口部时，所述弹性外套筒卡设于所述柔性套筒的外壁面上；

当所述弹性外套筒设有多个开口部时，所述弹性外套筒粘接固定于所述柔性套筒的外壁面上。

在一较佳实施例中，所述弹性外套筒粘接固定于所述柔性套筒上。

在一较佳实施例中，所述弹性外套筒通过金属薄片弯曲形成。

在一较佳实施例中，所述刚性内套筒设为金属转向节通用套筒，所述柔性套筒为橡胶套筒。

在一较佳实施例中，所述柔性套筒硫化固结于所述刚性内套筒上。

在一较佳实施例中，所述开口部沿所述弹性外套筒轴向设置，所述开口部的开口弧长占所述弹性外套筒截面所在圆弧弧长的1/10-1/3。

在一较佳实施例中，所述刚性内套筒两端突出高于所述柔性套筒的两端面。

第二方面，本发明提供了一种车辆，包括如上所述的转向节通用套筒总成结构。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了转向节通用套筒总成结构及车辆，由于柔性套筒具有形变能力，弹性外套筒具有开口部，在将所述转向节通用套筒压装于不同内径的安装孔中，弹性外套筒压装过程中发生形变，开口部的两端面不会发生重叠或干涉而导致压装后弹性外套筒与压装孔内壁面产生间隙，引发车辆行驶过程中异响或应力增大的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中转向节通用套筒总成结构的结构示意图；

图2为现有技术中转向节通用套筒总成结构的局部结构示意图；

图3为本发明提供的转向节通用套筒的结构示意图；

图4为本发明提供的转向节通用套筒的剖面结构示意图；

图5为本发明提供的转向节通用套筒总成结构的结构示意图。

图中：1、转向节通用套筒；2、螺栓；3、转向节；4、控制臂；11、刚性内套筒；12、柔性套筒；13、弹性外套筒；131、开口部；100、转向节通用套筒结构；110、内筒；111、贯通孔；120、弹性件；130、外筒；200、螺栓件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了转向节通用套筒总成结构及车辆，其能解决相关技术中由于转向节3的壁厚和开孔尺寸存在差异，而金属转向节通用套筒1外径固定，无法适配进不同孔径的转向节3压装孔内，即无法适用于不同车型的问题。

请参考图3，本发明提供一种转向节通用套筒总成结构，其包括转向节3、控制臂4，以及转向节通用套筒1，所述转向节通用套筒1将控制臂4连接于转向节3上，螺栓2穿过刚性内套筒11将所述转向节通用套筒1固定于转向节3上；其中，所述转向节通用套筒1包括刚性内套筒11、柔性套筒12和弹性外套筒13，所述柔性套筒12采用弹性材质的材料制成，所述柔性套筒12套设于刚性内套筒11的外围；所述弹性外套筒13包覆于所述柔性套筒12的外围面上，所述弹性外套筒13设有开口部131，以使所述弹性外套筒13的横截面形成缺口环状结构。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了转向节通用套筒总成结构及车辆，由于柔性套筒12具有形变能力，弹性外套筒13具有开口部131，在将所述转向节通用套筒1压装于不同内径的安装孔中，弹性外套筒13压装过程中发生形变，开口部131的两端面不会发生重叠或干涉而导致压装后弹性外套筒13与压装孔内壁面产生间隙，引发车辆行驶过程中异响或应力增大的情况发生。

紧固螺栓2在向箭头A方向拧紧时，转向节通用套筒1会在螺栓2端面的挤压下，克服弹性外套筒13外壁面和转向节3压装孔内壁面之间的摩擦力，随着螺栓2沿箭头方向移动，直至转向节通用套筒1另一端面与控制臂4贴合，从而消除了转向节3开裆部分和控制臂4之间的间隙。

如上所述，根据本发明，通过推动转向节通用套筒1消除了转向节3的关节头开裆部分和控制臂4的间隙，与传统方案相比，避免了为使两被连接件贴合，大量螺栓2拧紧过程中的轴向力消耗在挤压关节头裆口部位上。转向节通用套筒1因橡胶可形变而可适配压装入不同孔径大小的结构中，实现通用化，减少开发成本。

本发明的通用转向节通用套筒1在安装过程中，刻意选择大于压装孔内径尺寸的转向节通用套筒1，利用柔性套筒12的弹性变形实现转向节通用套筒1的通用化。同时，压装转向节通用套筒1后，螺栓2旋入拧紧时原本需要消耗在使转向节3开裆变形的大量轴向力变为了用于克服转向节通用套筒1与转向节3孔内壁的少量摩擦力，可有效地减少连接系统的需求拧紧轴力，从而可选用较小规格的紧固件，使得连接系统轻量化，低成本化。

在一较佳实施例中，请参考图4，当所述弹性外套筒13上设置一开口部131时，所述弹性外套筒13卡设于所述柔性套筒12的外壁面上；当所述弹性外套筒13受到挤压作用时，所述弹性外套筒13发生压缩形变，柔性套筒12同时发生压缩形变，两者变形以紧配合于压装孔内壁面与刚性内套筒11之间的间隙。

在本发明变换的实施例中，当所述弹性外套筒13设有多个开口部131时，所述弹性外套筒13粘接固定于所述柔性套筒12的外壁面上，当所述弹性外套筒13受到挤压作用时，所述弹性外套筒13沿径向向圆心方向发生压缩形变。

在本发明变换的实施例中，所述弹性外套筒13还可实现为多个弧形金属薄片沿着柔性套筒12外围面间隔布置，所述弹性外套筒13为压装提供刚性轴向导向的作用，同时避免柔性套筒12与压装孔壁之间过多接触，导致压装过程中压装费力的情况出现。

在一较佳实施例中，所述弹性外套筒13粘接固定于所述柔性套筒12上。

如上所述，根据本发明，所述弹性外套筒13具有形变能力，并为柔性套筒12的外围面提供一定的刚性支撑力，所述弹性外套筒13的外壁面为光滑壁面，用于降低将所述转向节通用套筒1压装于压装孔中降低压装摩擦力。

在一较佳实施例中，所述开口部131沿所述弹性外套筒13轴向设置，所述开口部131的开口弧长占所述弹性外套筒13截面所在圆弧弧长的1/10-1/3，以适用于不同内径尺寸的压装孔，可将同种转向节通用套筒1压装如不同内径的压装孔中，实现对多种车型的适配。

在本发明变换的实施例中，所述开口部131还可实现为未沿所述弹性外套筒13的轴向设置，只要所述弹性外套筒13设有上下两端面贯通的开口部131，在所述转向节通用套筒1在压装过程中，为弹性外套筒13提供压缩形变空间即可。

在一较佳实施例中，所述弹性外套筒13通过金属薄片弯曲形成，生产加工简单方便，有利于大批量生产的实现；同时，结构简单，经久耐用。

在一较佳实施例中，所述刚性内套筒11设为金属转向节通用套筒1，用以给转向节通用套筒1提供足够的刚度，并提供拧紧时对螺栓2端面和控制臂4衬套的接触面。

在一较佳实施例中，所述柔性套筒12为橡胶套筒。内芯外壁硫化橡胶外壁，由于橡胶具有弹性，可以适用于不同的车型，橡胶还具有隔振和吸振的能力，能够进一步衰减控制臂4与关节头相对摆动时的振动，能够防止异响或疲劳失效。在平台化、通用化设计初期可将通用转向节通用套筒1的外径设计得大于同平台转向节3最大安装孔径值，利用橡胶可进行弹性变形的特性，同种转向节通用套筒1得以压装入不同直径的压装孔中，实现对多种车型的适配。

在一具体实施例中，橡胶套筒外径为

橡胶具有弹性，转向节通用套筒1可压入最小内孔尺寸

的孔径中，从而实现适配多种车型的作用。

在一较佳实施例中，所述柔性套筒12硫化固结于所述刚性内套筒11外壁面上，生产加工简单方便，固定效果好。

在一较佳实施例中，橡胶套筒外壁与弹性外套筒13的内壁面粘合，使得弹性外套筒13的外壁面与转向节3和控制臂4的压装孔内壁面接触，减少拧紧过程中弹性外套筒13与转向节3和控制臂4压装孔内壁面之间的摩擦力。

在一较佳实施例中，请参考图5，所述刚性内套筒11两端突出高于所述柔性套筒12的两端面。刚性内套筒11的突出部分与螺栓2接触实现紧固连接。

本发明提供了一种车辆，包括如上所述的转向节通用套筒总成结构。

本发明提供的转向节通用套筒1的使用方法为：

转向节3与控制臂4通过螺栓2相连，将转向节通用套筒1压装于后转向接和控制臂4的压装孔中，压装转向节通用套筒1时，将转向节通用套筒1径向尺寸压缩至略小于压装孔直径，转向节3通用完全压入转向节3内孔后，橡胶套筒会发生回弹，使得弹性外套筒13外壁面与转向节3和控制臂4的压装孔内壁面贴合，完成压装。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种转向节通用套筒总成结构，其特征在于，其包括：

转向节；

控制臂；以及，

转向节通用套筒，所述转向节通用套筒将控制臂连接于转向节上，螺栓穿过刚性内套筒将所述转向节通用套筒固定于转向节上；

其中，所述转向节通用套筒包括：

刚性内套筒；

柔性套筒，所述柔性套筒采用弹性材质的材料制成，所述柔性套筒套设于刚性内套筒的外围；

弹性外套筒，所述弹性外套筒包覆于所述柔性套筒的外围面上，所述弹性外套筒设有开口部，以使所述弹性外套筒的横截面形成缺口环状结构；

当所述弹性外套筒受到挤压作用时，所述弹性外套筒沿径向向圆心方向发生压缩形变。

2.如权利要求1所述的转向节通用套筒总成结构，其特征在于，当所述弹性外套筒上设置一个开口部时，所述弹性外套筒卡设于所述柔性套筒的外壁面上；

当所述弹性外套筒设有多个开口部时，所述弹性外套筒粘接固定于所述柔性套筒的外壁面上。

3.如权利要求1所述的转向节通用套筒总成结构，其特征在于，所述弹性外套筒粘接固定于所述柔性套筒上。

4.如权利要求1所述的转向节通用套筒总成结构，其特征在于，所述弹性外套筒通过金属薄片弯曲形成。

5.如权利要求1所述的转向节通用套筒总成结构，其特征在于，所述刚性内套筒设为金属转向节通用套筒，所述柔性套筒为橡胶套筒。

6.如权利要求1所述的转向节通用套筒总成结构，其特征在于，所述柔性套筒硫化固结于所述刚性内套筒上。

7.如权利要求1所述的转向节通用套筒总成结构，其特征在于，所述开口部沿所述弹性外套筒轴向设置，所述开口部的开口弧长占所述弹性外套筒截面所在圆弧弧长的1/10-1/3。

8.如权利要求1所述的转向节通用套筒总成结构，其特征在于，所述刚性内套筒两端突出高于所述柔性套筒的两端面。

9.一种车辆，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述的转向节通用套筒总成结构。

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