专利名称：转向桥组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及转向桥组件，尤其是涉及一种装有轴承、允许转向节主销旋转的双凸台转向桥组件。
在这些常规的转向桥组件中，转向节主销固定地连接桥孔径，使转向主销不会相对桥孔径旋转。转向节绕一个竖直转向桥上的转向节主销转动。一般，在转向节的对准孔径内有轴衬，以使转向节相对转向节主销转动。
常规的转向桥组件有几个缺点。首先，常规转向桥组件允许转向节主销进行较大量的轴向和径向运动。这种轴向和径向运动导致，主销接头易受到较大磨损，由此，使间隙较大，允许主销在转向节孔径内移动并摆动，而使组件的使用寿命减少。为了限制主销的轴向和径向运动，通常需要对转向桥组件进行填隙和精度加工。其次，使用具有一个轭的转向节(即两个凸台的) (i)需要大量的密封件；(ii)由于设计较复杂，使工具、制造和装配的成本增大；(iii)使调节转向桥从心轴降低的能力达到最小；(iv)增大了组件的尺寸和重量；和(v)由于装配和车辆的加载使处于凸台内的轴承偏斜，而阻止了轴承预紧/端隙(endplay)达到一个可预测的较窄的公差范围。再次，常规转向桥组件的轴衬的使用使公差较大，并通常需要对轴衬进行拉削和铰削。
因此，需要一种能使上述缺点的一个或几个减至最少或排除的转向桥组件。
根据本发明的一个转向桥组件包括一个桥梁，该桥梁有一个具有一个第一孔径的第一凸台。该组件还包括一个具有一个体的转向节，该体与具有第二和第三凸台的常规转向节相比，只有一个第二凸台。该第二凸台是整体套筒的形式，一个横拉杆臂和转向臂从此处延伸。第二凸台包括一个第二孔径。该组件还包括一套布置在第一和第二孔径中的一个内的轴承。在本发明的一个实施例中，轴承布置在桥梁的孔径内。在本发明的另一实施例中，轴承布置在转向节体的孔径内。组件最后包括一个主销。该主销可转动地接收在具有轴承的孔径内，并且刚性地连接在不包括轴承的孔径内。主销可以通过使用一个垫片和主销一端上的螺母而被紧固到所需的参数。
根据本发明的一个转向桥组件与常规的转向桥组件相比表现了相当大的改善。首先，由于不需填隙和精度加工，就能对主销的轴向和径向运动进行容易地和始终如一地监视和调节，因此，减少了这种运动。其次，本发明组件的双凸台系统提供一种简化的转向节设计和制造。与三个凸台系统相比，双凸台的使用也提供了(i)由于减少密封件的数量和所需的调节而提高了接头的使用寿命；(ii)减少了工具、制造和装配的成本；(iii)能通过容易地改变主销的长度和/或隔板的尺寸，而改变桥梁的下降，从而减少对从心轴到梁的弹簧垫或中心段锻压有不同S形弯管的多S形弯管梁的需要；(iv)减少了组件的整体尺寸和重量，并具有容纳各种制动器和位置的能力；(v)获得可预测的、窄的轴承预紧/端部间隙的公差范围的能力；和(vi)使用除锻造梁外的各种横截面的结构钢的能力。最后，与轴衬相比，在凸台孔径内使用轴承提供了(i)获得较好公差的能力；(ii)接头运动变动的减少；和(iii)较低的维修和制造成本。
本领域技术人员将从下面的详细说明和以举例的方式示例本发明特征的附图明白本发明的这些和其它的特征和目的。
图2是根据本发明的第二实施例的一个转向桥组件的横截面正视图。
图3是根据本发明的第三实施例的示例主销的不同结构的一个转向桥组件的横截面正视图。
图4-7是根据本发明的第一实施例的示例所使用的不同转承结构的一个转向桥组件的截面正视图。
桥梁12用于将车辆(无图示)支撑于接近桥梁12每一端的车轮(无图示)上。桥梁12可以是钢制的，可以锻造或组装而成。梁12的每一端(
图1中只图示了一端)有第一凸台26。。在本示例的实施例中，凸台26是双凸台组件10的下凸台(即更接近地面的凸台)。由于如下面所描述的，桥梁的下降可以不必通过桥梁，而通过改变主销16和/或隔板20的尺寸来改变，因此，这种结构便于使用除常规锻造的(通常具有S形弯管的)I字梁外的各种横截面的结构钢制成的直梁。凸台26包括一个通常竖直延伸的并且基本上垂直于梁12的纵轴线的孔径28。孔径28用于接收主销16。
转向节14用于安装车辆的一个车轮(无图示)，并用于连接桥梁12和车辆的转向部件。转向节14可以是钢制的，可以锻造或组装而成。转向节可以包括一个体30，转向和横拉杆臂32，34，一个心轴36和一个制动器安装板38。
体30为转向节14的其它的部件提供结构支撑，定义一个接受主销16的第二凸台40。凸台40是整体套筒的形式，转向和横拉杆臂32，34从凸台40延伸，凸台40包括一个用于接收主销16的孔径42。桥孔径28的角度和转向节孔径42一般能使主销竖直定位，最好是从一个竖直位置向内倾少许角度，以辅助转向。
臂32，34用于将转向节40连接于车辆的转向机构，和一个通常平行梁12延伸的支撑杆(无图示)。臂32，34是现有技术中常规部件，如图1所示可以与体30一体制成。备选的，臂32，34可以螺固于体30上，或经一个锥形的第一或其它的常规装置连接。在臂32，34与体30一体制成的情形中，臂32，34起初在转向节14的制造时，可以直接平行于心轴36延伸，然后加负荷使它们进入最终它们的位置。
心轴36用于安装车辆的一个车轮(无图示)于车辆轴承(无图示)。心轴在现有技术中是常规部件，可以与体30一体制成。
制动器安装板38用于安装车辆的一个制动器(无图示)。板38可以与体38一体制成，也可以以各种常规方式固定于转向节14。本发明的组件10方便了大量制动器的使用。例如，板38可以包括一个常规的圆凸缘。备选的板38可以被制成接受不同的空气盘式或液压制动器。
主销16用于连接转向节14和梁12。主销16可以是钢制的，或常规的金属或合金制成。主销16在转向节体30的孔径42有一个可转动地由轴承18支撑的第一部，在梁12的孔径28内有一个固定连接的第二部。参见图2，在根据本发明的第二实施例的一个转向桥组件10’内，主销16有一个处于梁12的孔径28内的由轴承18可转动地支撑的第一部，和一个处于转向节体30的孔径42内固定连接的第二部。主销16可以以常规的方式，通过使用一个或几个滑键(drawkey)固定地连接于梁12的孔径28内(或在组件10’的情形中的转向节体30的孔径42内)。
再参见图1，主销16具有一个绕一个轴线46布置的纵向体44，其第一轴向端有一个端部凸缘48，第二轴向端有一个部分螺纹柄50。凸缘48从体44径向向外延伸，并靠着邻近最接近地面的孔径28的端部52的桥12布置。柄50沿轴向从体44延伸，其直径小于体44的直径。柄50从转向节体30的孔径42的端部54向外延伸。参见图3，在本发明的转向桥组件10”的一个备选实施例中，凸缘48可以顶着邻近孔径42的端部54的轴承18布置，柄50可以从梁12的孔径28的端部52向外延伸。
轴承18允许主销16和每个转向节14(在组件10中)或梁12(在组件10’)之间相对转动。在组件10’的情形中，即轴承18布置在下凸台26(即，接近地面的凸台)中的情形中，由于轴承18和地面的距离与常规的转向桥组件的相比较短，而在车辆制动过程中减少了所需的载荷，因此，轴承18可以包括常规的车轮轴承。轴承18可以是多种形式中的一种。参见图1，轴承18可以包括一个统一的或由Timken公司的商标为“UNIPAC”的筒式轴承(cartridge bearing)。轴承18包括彼此相邻的轴承锥形物56，58。锥形物56，58形成轴承内座圈，并为主销16提供一个支承表面。轴承18还包括一个整体的两个锥形物56和58径向向外布置的轴承杯60，并形成一对轴承外座圈。杯60的尺寸能接收在转向节体30的孔径42(或在图2的组件10’的梁12的孔径28)内。备选地，杯60可以与转向节体30一体制成。
参见图4，示例了用在本发明的转向桥组件中的另一套备选轴承18’。轴承18’可以包括图1中所示的统一的或筒式轴承(cartridgebearing)的大量类型。轴承18’包括由一个隔板66分开的第一和第二轴承锥形物62，64。锥形物62，64形成轴承内座圈，并为主销16提供一个支承表面。轴承18’还包括一个整体的从锥形物62和64和隔板66径向向外布置的轴承杯68，它形成一对轴承外座圈。杯68的尺寸能接收在转向节体30的孔径42(或在图2的组件10’的梁12的孔径28)内。备选地，杯68可以与转向节体30一体制成。
参见图5，示例了用在本发明的转向桥组件中的一套备选轴承18”。轴承18”或以包括手动调节轴承，其是由Timken公司生产的型号为2T-S轴承。轴承18”包括沿轴线46彼此分离的第一和第二轴承锥形部70，72。锥形物70，72构成轴承内座圈，并为主销16提供一个支承表面。轴承18”还包括一个分别从锥形物70，72径向向外布置的轴承杯74，76，它构成一对相应的轴承外座圈。杯74，76的尺寸能接收在转向节体30的孔径42(或在图2的组件10’的梁12的孔径28)内。
参见图6，又示例了用在本发明的转向桥组件中的另一套备选轴承18”’。轴承18”’可以包括由Timken公司生产的型号为2T-S的预设轴承。轴承18”’包括沿轴向彼此分开的第一和第二轴承锥形物78，80。在锥形物78，80间布置有一个隔板82。锥形物78，80构成轴承内座圈，并为主销16提供一个支承表面。轴承18”’还包括分别从锥形物78，80径向向外布置的轴承杯84，86，它们构成一对相应的轴承外座圈。杯84，86的尺寸能接收在转向节体30的孔径42(或在图2的组件10’的梁12的孔径28)内。
参见图7，又示例了用在本发明的转向桥组件中的另一套备选轴承18””。轴承18””可以包括Timken公司销售的商标为“WHEELPAC”的轴承。轴承18””包括沿轴向彼此邻近的第一和第二轴承锥形物88，90。在锥形物88，90构成轴承内座圈，并为主销16提供一个支承表面。轴承18””还包括分别从锥形物88，90径向向外布置的轴承杯92，94，它们构成一对相应的轴承外座圈。杯92，94的尺寸能接收在转向节体30的孔径42(或在图2的组件10’的梁12的孔径28)内。尽管图4-7示例了处于转向节体30的孔径42内的各种轴承，但对于本领域技术人员很容易理解到所示例的轴承可以备选地处于图2所示的梁12的孔径28中。
再见图1，隔板20用于保持梁12和转向节14间的预定的距离。隔板20在现有技术中是常规部件，可以用常规的金属或其它的固体材料制成。隔板20是环形的，并且内直径的大小可接收主销16。隔板20的一侧用于啮合轴承18。隔板20的一个相对侧用于啮合梁12(或图2中的组件10’的转向节体30)。为了改变梁12的下降，可以改变隔板20的轴向长度。
螺母22和垫片24能施加一个最初的轴承预应力于主销接头。螺母22和垫片24可以组合成一个单件凸缘螺母。垫片24绕柄50的一个螺纹部布置。转动螺母22，经垫片24、轴承18(轴承可以根据所用的轴承包括一个或更多的轴承锥形物和/或隔板)、隔板20、梁12(或图2的组件10’的转向节体30)和端部凸缘48产生一个预定的轴承预应力。如上所提出的，在每个在此所公开的轴承18、18’、18”、18”’、18””两列轴承布置在转向节14(或组件10’的梁12的凸台26)内。结果，通过拧紧螺母22，能获得预计的和窄的轴承预加载/端部间隙的公差范围。在一个常规的三凸台转向桥组件中，轴承列上于转向节体上的分离的凸台内，并且在装配的过程中，在车辆静态和动态载荷下发生偏斜，由此阻止获得和保持窄的公差的能力。螺母22和垫片24可以布置在连接转向节14的一个封闭盖(无图示)内。
如上所述，一个根据本发明的转向桥组件与常规的转向桥组件相比，表现了相当大的改善。首先，该装置能简单地通过拧紧螺母22来施加初始的轴承预应力。结果，不用填隙和精度加工，就减少了主销16的轴向和径向运动。其次，单个凸台转向节14(i)由于只需要一套密封件而提高了主销接头的寿命；(ii)由于转向节设计简单而减少了工具、制造和装配的成本；(iii)能通过改变主销16和/或隔板20的长度，较简单地调节梁的下降，从而减少或排除了对从心轴到弹簧垫或梁12的中心段锻压有不同S形弯管的多梁的需要；(iv)减少了组件的整体尺寸和重量；(v)能容纳各种制动器和定位；(vi)提供了获得一个预定的和窄的轴承预紧/端部间隙的公差范围；和(vii)便于使用除锻造梁外的各种横截面的结构钢梁。最后，与轴衬相比，在凸台孔径28，42内使用轴承18提供了(i)获得较好的公差的能力；(ii)接头运动的变量中的减少；和(iii)较低的维修和生产成本。
应理解到上述的说明只是示例性的，本质上而不是限定的，本发明只由下面的权利要求书限定。本领域普通技术人员可以作出各种改进和变动，它们均是本发明原理的具体化，并落到本发明的精神和范围之内。
权利要求
1.一种转向桥组件，包括一个限定有一个第一凸台的转向桥梁，所述第一凸台有一个第一孔径；一个具有一个体的转向节，该体有一个整体套筒形式的第二凸台，一个转向臂和一个横拉杆臂从第二凸台延伸，所述第二凸台有一个第二孔径；一套轴承，布置在所述第一和第二孔径的一个内；和一个转向节主销，具有一个由所述轴承支撑在所述一个孔径内的第一部，和一个固定地连接在所述第一和第二孔径的另一个内的第二部。
2.根据权利要求1所述组件，其特征在于，所述轴承包括第一和第二轴承锥形物，和一个布置在所述第一和第二轴承锥形物间的隔板。
3.根据权利要求1所述组件，其特征在于，所述轴承包括第一和第二轴承锥形物，和一个从所述第一和第二锥形物径向向外布置的整体轴承杯。
4.根据权利要求1所述组件，其特征在于，所述轴承包括彼此邻近的第一和第二轴承锥形物。
5.一种转向桥组件，包括一个限定有一个第一凸台的转向桥梁，所述所述第一凸台有一个第一孔径；一个具有一个体的转向节，该体有一个整体套筒形式的第二凸台，一个转向臂和一个横拉杆臂从第二凸台延伸，所述第二凸台有一个第二孔径；一套轴承，布置在所述第一孔径内；和一个转向节主销，具有一个由所述轴承支撑在所述第一孔径内的第一部，和一个固定地连接在所述第二孔径内的第二部。
6.根据权利要求5所述组件，其特征在于，所述轴承包括第一和第二轴承锥形物，和一个布置在所述第一和第二轴承锥形物间的隔板。
7.根据权利要求5所述组件，其特征在于，所述轴承包括第一和第二轴承锥形物，和一个从所述第一和第二锥形物径向向外布置的整体轴承杯。
8.根据权利要求5所述组件，其特征在于，所述轴承包括彼此邻近的第一和第二轴承锥形物。
9.根据权利要求5所述组件，其特征在于，还包括一个布置在所述轴承和所述转向节间的隔板。
10.根据权利要求5所述组件，其特征在于，还包括一螺母；和一个垫片其中所述主销包括一个限定一个凸缘的第一端和一个限定一个柄的第二端，所述螺母和所述垫片绕所述柄布置。
11.根据权利要求10所述组件，其特征在于，所述凸缘顶着所述转向节布置，所述垫片顶着所述轴承布置。
12.根据权利要求10所述组件，其特征在于，所述凸缘顶着所述轴承布置，所述垫片顶着所述转向节布置。
13.一种转向桥组件，包括一个限定有一个第一凸台的转向桥梁，所述第一凸台有一个第一孔径；一个具有一个体的转向节，该体有一个整体套筒形式的第二凸台，一个转向臂和一个横拉杆臂从第二凸台延伸，所述第二凸台有一个第二孔径；一套轴承，布置在所述第二孔径内；和一个转向节主销，具有一个由所述轴承支撑在所述第二孔径内的第一部，和一个固定地连接在所述第一孔径内的第二部。
14.根据权利要求13所述组件，其特征在于，所述轴承包括第一和第二轴承锥形物，和一个布置在所述第一和第二轴承锥形物间的隔板。
15.根据权利要求13所述组件，其特征在于，所述轴承包括第一和第二轴承锥形物，和一个从所述第一和第二轴承锥形物径向向外布置的整体轴承杯。
16.根据权利要求13所述组件，其特征在于，所述轴承包括彼此邻近的第一和第二轴承锥形物。
17.根据权利要求13所述组件，其特征在于，还包括一个布置在所述轴承和所述桥梁间的隔板。
18.根据权利要求13所述组件，其特征在于，还包括一螺母；和一个垫片其中所述主销包括一个限定一个凸缘的第一端和一个限定一个柄的第二端，所述螺母和所述垫片绕所述柄布置。
19.根据权利要求18所述组件，其特征在于，所述凸缘顶着所述桥梁布置，所述垫片顶着所述轴承布置。
20.根据权利要求18所述组件，其特征在于，所述凸缘顶着所述轴承布置，所述垫片顶着所述桥梁布置。
全文摘要
根据本发明的一个转向桥组件包括一个桥梁，该桥梁限定有一个具有一个第一孔径的第一凸台。该组件还包括一个限定一个第二凸台的转向节体。该第二凸台是整体套筒的形式，一个横拉杆臂和转向臂从此处延伸。第二凸台包括一个第二孔径。该组件还包括一套布置在第一和第二孔径中的一个内的轴承。在本发明的一个实施例中，轴承布置在桥梁的孔径内。在本发明的另一实施例中，轴承布置在转向节体的孔径内。组件最后包括一个转向节主销。该主销可转动地接收在具有轴承的孔径内，并且刚性地连接在不包括轴承的孔径内。主销可以通过使用主销一端上的一个垫片和螺母而被紧固到所需的参数。
文档编号B60G9/00GK1446163SQ01813735
公开日2003年10月1日 申请日期2001年8月1日 优先权日2000年8月7日
发明者马克·A·戴维斯 申请人:达纳公司