专利名称：车架梁扭矩衰减器的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆悬架，尤其是涉及一种用于车架梁的扭矩衰减器。
背景技术：
传统的车辆包括车架，车架具有一对纵向延伸的车架梁，车架梁支撑发动机和车体。车架支撑在多个接地车轮上，多个接地车轮设置在多个轴的相对端。车辆还可包括，例如，转向轴和驱动轴，车辆驾驶员可操纵转向轴上的车轮，由车辆发动机驱动驱动轴上的车轮。每个轴通过悬架连接于车架，所述悬架能够衰减车轮和车架之间传递的运动。
传统的车辆悬架系统包括片簧，片簧设置在车辆的相反侧上，每个片簧的第一端和第二端连接于车架，其第一端和第二端之间连接于轴梁。但是，这种悬架存在几个缺点。在刹车期间，轴的运动导致片簧卷绕，这引起轴上的主销后倾角(caster)的变化，并导致转向稳定性的降低。另外，片簧包含多个弹簧片，弹簧弯曲时会引起令人难受的乘坐。
另一种传统的悬架系统包括利用空气弹簧来代替片簧。空气弹簧可包括利用空气加压的加强橡胶囊，加强橡胶囊的底部固定到机架上，在颠簸期间，可减少囊的内部容积。这样的系统还可包括微处理器控制系统，用来调节空气弹簧，提供更加舒适的乘坐。
但是，安装前悬架的车架梁的断面，例如卡车上的车架梁的断面，具有小的法兰厚度。这种小的厚度不会显著地影响常用的片簧悬架的性能。由于片簧具有相当大的跨距，片簧没有局部承载车架梁，而是将扭转载荷传递给彼此远离的车架梁部位。但是，在空气弹簧悬架中，悬架系统的紧凑和紧密包装不可能提供同样的优点。车架上的载荷，例如一个车轮或两个车轮的颠簸，可以在空气弹簧构造的车架梁上产生扭转应力。
在此，发明人已经认识到，需要一种车架梁扭矩衰减器，其能够减少或消除一个或多个上述缺陷。
发明内容
本发明提供一种用于车架的扭矩衰减器，该车架具有基本上平行于一纵向轴线延伸的第一和第二纵向车架梁。
依照本发明一个实施例的扭矩衰减器包括分别连接于第一和第二车架梁的第一和第二托架。扭矩衰减器还包括缆绳，所述缆绳的第一端连接于第一托架，缆绳的第二端连接于第二托架。
依照本发明另一个实施例的扭矩衰减器包括两个缆绳。第一和第二托架分别连接于第一和第二车架梁；第一缆绳的第一端连接于第一托架，第一缆绳的第二端连接于第二托架。第二缆绳的第一端连接于第一托架，第二缆绳的第二端连接于所述第二托架。
依照本发明的扭矩衰减器是具有优点的。缆绳吸收车架梁之间的拉伸载荷。从而，作为一个系统的两个车架梁的抗扭刚度高于各单个车架梁。依照本发明的扭矩衰减器设置成将扭转载荷分配给车架梁系统，而不是分配到单个梁上。另外，与其他替代物例如在车架梁之间焊接横向杆相比，缆绳的使用，在成本、空间和重量方面更加经济。此外，缆绳的使用，提供了一种车架连接，其比焊接的横向元件更加抗疲劳。此外，与其他较重的替代物相比，使用轻型缆绳进一步减少了可能存在于弹簧座上的弯曲应力。
对本领域技术人员来说，本发明的这些以及其他优点将从下面的详细说明和附图中变得更加显而易见，附图以例子的形式显示了本发明的特征。
图1是一透视图，显示了车辆的一部分，该部分装有依照本发明一个实施例的扭矩衰减器。
图2是图1所示的组件的分解透视图。
图3是一透视图，显示了车辆的一个部分，该部分装有依照本发明另一个实施例的扭矩衰减器。
图4是一透视图，显示了车辆的一个部分，该部分装有依照本发明另一个实施例的扭矩衰减器。
具体实施例方式
现在参考附图，在各附图中，相同的附图标记用来标识相同的部件，图1和2显示了车架10和依照本发明的悬架12的部分。在所示的实施例中，车架10和悬架12适用于重型卡车。然而，应该明白，本发明还可以应用于多种类型的车辆。
车架10用来支撑重型卡车的发动机(未显示)、驾驶室(未显示)和其他部件。车架10是本技术领域中通用的，可由常用的金属和金属合金例如钢制成。车架10包括一对纵向梁14、16，两者沿车辆的行驶方向、并基本平行于纵向轴线18延伸，纵向轴线18在卡车的纵向方向上。车架10还包括梁加强元件20、22。
梁14、16用来将驾驶室固定并对齐在车架10上，梁14、16是本技术领域中通用的。梁14、16的横截面通常为C形，并朝向彼此开口。梁14、16包括多个孔，这些孔用来容纳螺栓、螺钉或其他紧固件，以固定悬架12和车辆的托架及其他部件。
加强元件20、22为车架10提供了额外的强度和抗扭刚度。元件20、22可以由常用的金属和金属合金比如钢制造。元件20、22可以设置在梁14、16的外表面周围，并可以利用螺栓、螺钉、焊接或其他紧固方法连接到该处。元件20、22还可以提供安装悬架12的各种部件的基座。
悬架12用来维持车辆的车轮与车辆的行驶一致，使转弯期间和颠簸行驶时车体的运动减到最小，在车辆中提供平稳、舒适的乘坐。悬架12可以是本技术领域中通用的，除包括其他部件之外，该悬架12包括一对上悬架控制臂(未显示)、一对下悬架控制臂(未显示)、冲击/弹簧单元(未显示)、弹簧座24、26、支撑柱(未显示)、扭矩衰减器28和转向传动机构(未显示)。
弹簧座24、26用作支撑件，悬架弹簧(未显示)可以固定在其上。如图所示，弹簧座24、26配置成与车辆的前轴组件协作。弹簧座24、26构造成用于固定空气弹簧。但是，本领域技术人员应该认识到，弹簧座24、26可适合于固定整个车辆悬架系统不同位置中的盘簧、单片簧或多片簧。弹簧座24、26还可固定车辆悬架系统的其他部件例如控制臂。弹簧座24、26可包括板30、32和托架34、36。板30、32和托架34、36可由常用的金属和金属合金例如钢制造。通过常用的方式，例如螺钉、螺栓或焊接的方式将板30、32连接到托架34、36上。托架34、36可配置成围绕梁加强元件20、22的一部分设置并安装在梁加强元件20、22上。托架34、36可通过螺钉、螺栓、焊接或其他常用方式安装到元件20、22上。可选择地，托架34、36还可以通过这些方式直接安装到梁14、16上。
扭矩衰减器28用来增加车架10的刚度，并使梁14和梁16之间的扭矩最小化。衰减器28可包括托架38、40和缆绳42。
托架38、40用来容纳和拉紧地保持缆绳42。托架38、40可由常用的金属和金属合金例如钢制造。托架38、40可设置在梁加强元件20、22的一部分的周围，且可通过螺栓、螺钉、焊接或其他常用的安装方法安装到元件20、22上。托架38、40可位于弹簧座24、26的托架34、36内并沿垂直于轴线18的方向从元件20、22伸出。另外，托架38、40的上部43可以抵接弹簧座24、26的板30、32以作为额外的支撑。该部分43也可以通过焊接、螺钉、螺栓或其他常用的方法安装到板30、32上，这样，托架38、40可从弹簧座24、26伸出。托架38、40还可包括安装板44、46，用来容纳缆绳42的端部。安装板44、46可以同样由金属或金属合金例如钢制成，其通过焊接、螺钉、螺栓或其他常用的方法安装到托架38、40上。安装板44、46包括孔48，缆绳42的端部可穿过该孔48延伸。
缆绳42用来承受梁14、16之间的拉伸载荷，增加车架10的抗扭刚度，并减少梁14、16之间的相关扭矩。缆绳42可以为常用的缆绳或钢丝绳，由各种等级的不锈钢或碳钢制成。然而，应当明白，在不背离本发明的精神的情况下，可以改变缆绳42的材料组分和制造方法。如图1所示，缆绳42通常横向于纵向轴线18延伸。缆绳42可具有螺纹端部50、52。端部50、52用来将缆绳42安装到托架38、40上。端部50、52可以是模锻到缆绳42上的螺纹套筒或双头螺栓。
现在参考图2，止动螺母54、56设置在端部50、52周围。止动螺母54、56用来抵接安装板44、46。端部50、52然后可穿过安装板44、46延伸，并通过垫圈58、60和重六角螺母62、64固定在该处，重六角螺母62、64围绕螺纹端部布置。可调节止动螺母54、56来改变缆绳42的应力，由此确保拉紧缆绳42。
现在参考图3，显示了本发明的用于车架66的另一个实施例。如上所述，托架68、70设置有安装板72、74。如上所述，托架68、70可直接安装到梁76、78上。在该实施例中，无论弹簧座(未显示)在什么位置，托架68、70都可以安装在梁76、78上。如上所述，具有螺纹端部82、84的缆绳80可拉紧地安装在托架68、70上。
现在参考图4，图中显示了本发明的用于车架86的又另一个实施例。车架86包括纵向延伸的车架梁88、90。弹簧座92、94通过螺栓、螺钉、焊接或其他常用方法安装到梁88、90上。弹簧座92、94还包括竖直延伸的托架部分96、98和安装凸耳100、102、104、106。
所述部分96、98和安装凸耳100、102、104、106协作共同保持拉紧一对缆绳108、110。具体地说，所述部分96、98各包括一对孔112、114、116、118，缆绳108、110穿过这些孔延伸。如图所示，缆绳108、110基本上彼此平行且基本上横向于车架梁88、90地在托架部分96、98之间延伸。
安装凸耳100、102、104、106可包括用于容纳缆绳108、110的孔。缆绳108、110可分别包括螺纹端部120、122；和124、126。如上所述，这些端部可以是模锻到缆绳108，110上的螺纹套筒或双头螺栓。在梁88、90的外侧处，螺纹端部120、122、124、126贯穿并安装到安装凸耳100、102、104、106上。
与重型卡车应用中的常用车架和悬架系统相比，依照本发明的扭矩衰减器显示了重大的改进。缆绳吸收了车架梁之间的拉伸载荷。一个或多个缆绳的使用增加了车架的扭转刚度，消除了在车架梁之间布置横向元件的需要。这也就消除了这样的横向元件焊接到车架梁上时增加的残留应力。此外，缆绳的使用，提供了一种车架连接，其比焊接的横向元件具有更大大的抗疲劳性。依照本发明的扭矩衰减器还使得采用空气弹簧悬架系统的车架的制造和生产相对容易。
尽管通过结合优选实施例已经具体地显示和描述了本发明，但是，本领域技术人员应该明白，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本发明可以进行各种变化和变更。
权利要求
1.一种用于车辆的扭矩衰减器，该车辆具有基本平行于纵向轴线延伸的第一和第二纵向车架梁，所述扭矩衰减器包括第一和第二托架，分别连接到第一和第二车架梁上；和缆绳，其第一端连接于所述第一托架，缆绳的第二端连接于所述第二托架。
2.如权利要求1所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述缆绳拉紧地连接在所述第一和第二托架之间。
3.如权利要求1所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述缆绳的所述第一端连接于第一螺纹端部，所述缆绳的所述第二端连接于第二螺纹端部，以及其中，所述第一和第二螺纹端部分别连接于所述第一和第二托架。
4.如权利要求1所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述缆绳基本上横向于所述纵向轴线。
5.如权利要求1所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述第一和第二托架基本上垂直于所述纵向轴线延伸。
6.如权利要求1所述的扭矩衰减器，还包括第一和第二弹簧座，所述第一和第二弹簧座分别接合到所述第一和第二车架梁上，其中，所述第一和第二托架从第一和第二弹簧座延伸。
7.一种用于车辆的扭矩衰减器，所述车辆具有基本平行于纵向轴线延伸的第一和第二纵向车架梁，所述扭矩衰减器包括第一和第二纵向加强元件，分别接合到第一和第二车架梁上；第一和第二托架，分别连接到第一和第二加强元件上；和缆绳，其第一端连接于所述第一托架，缆绳的第二端连接于所述第二托架。
8.如权利要求7所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述缆绳拉紧地连接在所述第一和第二托架之间。
9.如权利要求7所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述缆绳的所述第一端连接于第一螺纹端部，所述缆绳的所述第二端连接于第二螺纹端部，以及其中，所述第一和第二螺纹端部分别连接于所述第一和第二托架。
10.如权利要求7所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述缆绳基本上横向于所述纵向轴线。
11.如权利要求7所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述第一和第二托架基本上垂直于所述纵向轴线延伸。
12.如权利要求7所述的扭矩衰减器，还包括第一和第二弹簧座，所述第一和第二弹簧座分别接合到所述第一和第二加强元件上，其中，所述第一和第二托架从第一和第二弹簧座延伸。
13.一种用于车辆的扭矩衰减器，该车辆具有基本平行于纵向轴线延伸的第一和第二纵向车架梁，所述扭矩衰减器包括第一和第二托架，分别连接到第一和第二车架梁上；第一缆绳，其第一端连接于所述第一托架，该第一缆绳的第二端连接于所述第二托架；和第二缆绳，其第一端连接于所述第一托架，该第二缆绳的第二端连接于所述第二托架。
14.如权利要求13所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述第一和第二缆绳拉紧地连接在所述第一和第二托架之间。
15.如权利要求13所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述第一缆绳的所述第一端连接于第一螺纹端部，所述第一缆绳的所述第二端连接于第二螺纹端部，以及其中，所述第一缆绳的所述第一和第二螺纹端部分别连接于所述第一和第二托架；和其中，所述第二缆绳的所述第一端连接于第三螺纹端部，所述第二缆绳的所述第二端连接于第四螺纹端部，以及其中，所述第二缆绳的所述第三和第四螺纹端部分别连接于所述第一和第二托架。
16.如权利要求13所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述第一和第二缆绳基本上彼此平行地延伸，且基本上横向于所述第一和第二托架之间的所述纵向轴线。
17.如权利要求13所述的扭矩衰减器，还包括第一和第二弹簧座，所述第一和第二弹簧座分别接合到所述第一和第二车架梁上，其中，所述第一和第二托架从第一和第二弹簧座延伸。
18.如权利要求13所述的扭矩衰减器，其特征在于，所述第一和第二缆绳在所述第一和第二车架梁的外侧的位置处连接于所述第一和第二托架。
全文摘要
本发明提供了一种用于车架的扭矩衰减器，该车架具有基本上平行于纵向轴线延伸的第一纵向车架梁和第二纵向车架梁。依照本发明一个实施例的扭矩衰减器包括分别与第一和第二车架梁连接的第一和第二托架。扭矩衰减器还包括缆绳，缆绳的第一端连接于第一托架，缆绳的第二端连接于第二托架。依照本发明的扭矩衰减器设置成将扭转载荷分配给车架梁系统，而不是分配到单个梁上。这样的扭矩衰减器尤其在采用气动弹簧的悬架系统中有优势。
文档编号B60G21/05GK1856411SQ200480027227
公开日2006年11月1日 申请日期2004年9月21日 优先权日2003年12月3日
发明者S·P·曼加拉拉马南, J·C·里奇, M·L·泽布尔斯基 申请人:达纳公司