专利名称：车辆转向桥组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆转向桥组件。本发明尤其涉及不利用可分离的主销的车辆转向桥 组件。
背景技术：
在传统的车辆转向桥组件中，转向节包括本体、转向节臂、制动器安装板以及用于 轮毂、轴承和轮胎组件的心轴(例如参见通过参考包含于本文的美国专利No. 6，623，019)。 转向节联接到使用可分离的主销的转向桥，并且转向节臂连接到车辆的转向部件。典型地，转向节具有叉状轭，该叉状轭限定具有对准的孔的第一和第二轴套 (bosses)。该轭围绕限定轴套的转向桥的一端，所述轴套具有与转向节轭的孔对准的轴孔。 主销延伸通过转向节孔中的一个或多个、通过轴孔并且通过剩余的转向节孔，以将转向节 和转向桥可转动地联接在一起。在这些传统的转向桥组件中，转向节绕竖直地倾斜的转向 轴线上的主销枢转。典型地，衬套布置(例如，挤压)在转向节的对准的孔内，以允许转向 节相对于主销转动。传统的转向桥组件具有若干缺点。典型地，传统的车辆转向桥组件允许转向节相 对于主销有相对大量的轴向和径向运动，这导致主销接合部受到更多的磨损。结果，产生较 大的间隙，所述间隙允许主销在转向节孔内移动和摆动，这减少了组件部件的有用寿命。传统的主销设计也经常要求手动填垫转向桥组件构件，以限制上述的转向节相对 于主销的轴向和径向运动。因此，这些设计要求额外的制造步骤和成本。典型地，衬套导致 相对较大的公差并通常要求对衬套进行扩孔操作或铰孔操作。可能会要求这些操作以维持 衬套的内径对主销的外径的紧配合公差。诸如以上所述的转向节是复杂的，并因而导致高的材料、制造以及劳动力成本。由 于主销难于去除以用于修理并且主销自身增加了转向桥组件的尺寸和重量，所以这些转向 节也是不利的。另外，主销至转向桥接合部的载荷很高，并因此要求精确的配合公差和坚固 的机构以将主销锁定至车桥梁(axle beam)。在该接合部处的局部应力也典型地要求用于 主销的高强度材料。要寻求的是，提供不利用可分离的主销的车辆转向桥组件，其中消除了在转向桥 和转向节之间的接合部。这将至少导致提供具有较低材料成本和劳动成本、消除间隙、降低 联接区域中的机械应力以及消除手动填垫的车辆转向桥组件。
发明内容
本发明涉及一种包括车辆转向桥和车辆转向节的车辆转向桥组件，其中车辆转向 桥或车辆转向节包括基本上为水平的构件和一体地形成在所述水平构件的端部部分上的车辆转向轴线插入式部件(male feature)。其中车辆转向节可转动地直接联接至车辆转向 桥而没有利用可分离的主销。参照形成说明书的一部分的附图，本发明的其它优点将从以下说明和所附权利要 求而变得清楚，其中同样的附图标记指示若干附图的相对应的部件。
图1是第一车辆转向桥和第一车辆转向节的剖视正视图；图2是第二车辆转向桥和第二车辆转向节的剖视正视图；图3是第三车辆转向节和第三车辆转向桥的剖视正视图；以及图4是车辆的立体图。
具体实施例方式应理解的是，除了相反的特意指定之处以外，本发明可以假设多种可替代的定向 以及步骤次序。也应理解的是，在附图中示出的并且在以下说明书中说明的具体装置和方 法仅是在所附权利要求中限定的本发明原理的典型实施例。因此，涉及所公开的实施例的 具体尺寸、方向或其它物理特征将不认为是限制，除非权利要求另外特意声明。图1示出了包括第一车辆转向桥11和第一车辆转向节14的第一车辆转向桥组件 10，所述第一车辆转向节14包括转向节臂32、34，所述转向节臂32、34是转向系统(未示 出)的一部分。转向节臂32、34如图1所示，在大致与心轴35相对的位置处附装至第一转 向节14的本体40，所述心轴35具有顶部心轴肩部35'和底部心轴肩部35"。第一车辆 转向桥11包括第一基本水平的车桥构件12，所述第一基本水平的车桥构件12可以是具有 第一车辆转向轴线插入式部件13 (基本上是竖直的)的一体结构，所述第一车辆转向轴线 插入式部件13 —体地形成在其端部部分上并且是倾斜的，具有第一转向轴线SA1。通过一 体地形成，意味着两个部件12、13是例如通过锻造金属形成、通过铸造金属形成，是焊接和 /或粘接地结合成单一的构件。虽然图1示出了单个的第一车辆转向轴线插入式部件13的结构，但是典型地，大 体同样的第一车辆转向轴线插入式部件13(即，双重结构)附装在水平转向桥构件12(参 见图4)的另一端部部分上。这种还要在下面讨论的类似部件的双重结构施加至图2至3 中示出的其它组件20、30。这些组件10、20、30全部可以用在大型卡车中(再次参见图4) 或用在多种其它车辆中。形成第一车辆转向轴线内孔部件(female feature) 15的第一车辆转向节14经由 轴承18、18'可转动地直接联接到第一车辆转向桥11。该可转动的联接是不需要可分离的 主销而实现的。车辆转向轴线插入式部件13从水平转向桥构件12向上延伸并且延伸至车 辆转向轴线内孔部件15中。在图1中，以剖视图示出了第一车辆转向轴线插入式部件13， 以更好地说明在该组件10中没有可分离的主销。与此相反，第一水平车桥构件12没有以 剖视图示出。图1还示出了如上轴承18和下轴承18'(邻接它们相对应的轴承座圈，轴承18、 18'也施加至组件20、30)、螺母25、衬垫27以及垫圈29 (也施加至组件30)的多种其它元 件，这些元件以与美国专利No. 6，623，019中公开的那些元件类似的方式被利用。轴承18、18'例如可以是本领域中普通的圆锥滚子轴承或球轴承。由于消除了主销，因此消除了在第一转向桥11和第一转向节14之间的主销接合 部。同样，如图1和2的实施例中所示，锥形轴承18、18'沿轴向充分地分离(例如，当与美 国专利No. 6，623，019比较时)并显示为与它们的相对应的转向轴线SA1-2对准。具体地， 上轴承18的下末端51定位在顶部心轴肩部35'之上，并且下轴承18'的上末端52定位 在底部心轴肩部35〃之下。在第一组件10中，螺母25向下拧紧到垫圈29上，所述垫圈29 在第一车辆转向节14的第一转向轴线内孔部件15内向上拉转向轴线插入式部件13，由此 在垫圈29和衬垫27之间施加压缩载荷。由于在转向轴线插入式部件13、轴承内圈(cone)衬垫16、转向节轴承肩部(即， 内圈衬垫16内部地接触转向节14的地方)和轴承18、18'之间的小的公差累积，而消除 了手动填垫。通过轴承18、18'和配合零件13、14、16的尺寸自动地设定第一锥形轴承18 和第二锥形轴承18'的预载荷。轴承18、18'上的预载荷通过轴承18、18'沿着转向轴线 SAl的较宽的轴向分离而被大大地降低。另外，由于转向轴线轴承18、18'的预载荷，结果 消除了游隙。第一组件10的这些部件以非常相同的方式施加至第二和第三组件20、30。在组件10、20、30中，轴承18、18'的内圈孔内径(ID)大于传统的主销转向桥组 件。结果，在车辆转向轴线插入式部件13、23、37上实现较小的机械应力，由此有利地生产 包括铸造金属或锻造金属(例如钢)而没有特殊加热处理或昂贵的金属合金的转向桥11、 21、31。继而，转向桥11、21、31将仅需要最少的机械加工。由于不生产或机械加工可分离的主销，所以从上述的结构中导致的结果是生产第 一转向桥11而节省额外的成本。同样，轴承18、18'是允许第一转向节14和第一转向桥 11重新使用的分开的耐用零件。与组件10相关联的这些优点等同地应用至图2和3分别 示出的组件20、30，并且以下更详细地说明组件20、30。图2中示出了包括第二转向桥21和第二车辆转向节24的第二车辆转向桥组件 20，所述第二车辆转向节24包括是转向系统的一部分的转向节臂32、34。转向节臂32、34 如图2中所示，附装至第二转向节24的本体40'并大致定位成与具有顶部/底部心轴肩 部35'和35〃的心轴35相对。虽然没有要求，但是转向节臂32、34显示为竖直地跨越心 轴35。第二车辆转向桥21包括第二基本水平的车桥构件22 (能够是一体结构)，所述第二 基本水平的车桥构件22具有第二车辆转向轴线插入式部件23 (是基本竖直的)，所述第二 车辆转向轴线插入式部件23—体地形成在第二基本水平的车桥构件22的端部部分上并倾 斜地具有第二转向轴线SA2。形成第二车辆转向轴线内孔部件15'的第二车辆转向节24经由轴承18、18'可 转动地直接联接到第二车辆转向桥21。不需要可分离的主销而实现该可转动的联接。在图 2中，第二车辆转向桥21没有以剖视图示出，以更好地说明在该实施例20中没有可分离的 主销。与此相反，第二车辆转向节24以剖视图示出 在图2中也示出了盖33、螺栓25'、轴承18、18'、以及加油嘴39。第二车辆转向 轴线插入式部件23定位在盖33之间，所述盖33用于将车辆转向轴线插入式部件23布置 在第二转向节24的一部分中。顶部螺栓25'和顶部盖33将第二转向轴线内孔部件15' 的顶部部分附装至转向轴线插入式部件23的顶部部分。该附装可以是通过限定在第二转 向节24内的螺纹孔(未示出但是在本领域中是普通的)，或可能是通过在第二转向节24外的螺母(未示出但是在本领域中是普通的)。类似地，底部螺栓25'和底部盖33将转向轴线内孔部件15'的底部部分附装至 转向轴线插入式部件23的底部部分。因而，转向轴线插入式部件23附装在转向轴线内孔部 件15'之间，转向轴线插入式部件23可以在其顶部部分处和在其底部部分处径向地变窄。 加油嘴39用于将滑润剂提供至轴承18、18'。由于转向节24、转向轴线插入式部件23和 轴承18、18'之间的小的公差累积，所以消除了手动填垫。图3中示出了具有第三车辆转向桥31和第三车辆转向节36的车辆转向节组件 30。第三车辆转向节36包括基本水平的转向节构件38和基本竖直的第三车辆转向轴线插 入式部件37。第三车辆转向轴线插入式部件37—体地形成在水平的转向节构件38的端部 部分上。第三车辆转向轴线插入式部件37可以在该转向轴线插入式部件37的顶部部分和 转向轴线插入式部件37的底部部分之间径向地变窄。其中，第三车辆转向节36经由轴承18、18'可转动地直接联接到形成第三车辆转 向轴线内孔部件15"的第三车辆转向桥31。不需要可分离的主销而实现可转动的联接。第三车辆转向轴线插入式部件37从水平的转向节构件38向下延伸并且延伸至第 三车辆转向轴线内孔部件15"中。第三车辆转向节36具有至少一个附装至第三车辆转向 节36的本体40"的转向节臂32、34。本体40"可以是第三车辆转向轴线插入式部件37。 水平的转向节构件38包括可以与转向节臂32、34水平地成一行(inline)的心轴35，如图 3所示。在第三组件30中，螺母25向上拧紧到垫圈29上，所述垫圈29在第三车辆转向节 36的第三车辆转向轴线内孔部件15"内向下拉转向轴线插入式部件37，所述第三车辆转 向节36在垫圈29和衬垫27之间施加压缩载荷。由于轴承18、18'的组合结构而消除了手 动填垫。在图3中，以剖视图的方式示出了第三车辆转向轴线插入式部件37，以更好地说明 在该实施例30中没有可分离的主销。与此相反，水平的转向节构件38没有以剖视图示出。
对于所有的三个组件10、20、30，转向轴线SA1-3中每个都通过相应的转向轴线插 入式部件13、23、37的轴向中心。因此，因为相应的转向轴线插入式部件13、23、37与相应 的配合转向节14、24或配合转向桥31的内孔同心地对准，所以在这些组件10、20、30的每 个中都形成转向枢转轴线。作为可以利用转向组件10、20、30的示例，图4示出了具有驾驶室43的大型卡车 42 (通常已知为牵引车或半牵引车)。牵引车42显示为连接至拖车44，牵引车42具有前轮 组件45和后轮组件46。拖车44具有拖车轮组件47。转向组件10、20、30显示为典型地对牵引车-拖车42、44进行转向的前轮组件的 一部分。通过前轮组件45之间的水平虚线示出了相对应的水平的转向桥12、22、31。典型 地，卡车后轮组件46和拖车车轮组件47不用于转向，但是组件10、20、30不限于转向组件 的位置。将应理解，本专利附图不意在限制本发明的元件的精确比例，而是意在与其余的 说明书一起使用。除非相反特意指定，也应理解，多种元件之间的、可以是测量单位的尾数 (fraction)的差异，不意在用来精确度量多种元件之间的差异。根据专利条例的规定，本发 明的操作原理和模式已经在其优选实施例中描述和说明。然而，必须理解，除了具体地解释 和说明之外也可以实行本发明而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
一种车辆转向桥组件，其包括车辆转向桥，其包括一体的基本水平的转向桥构件，所述转向桥构件具有一体地形成在其端部部分上的车辆转向轴线插入式部件；车辆转向节，其形成车辆转向轴线内孔部件，所述车辆转向节具有至少一个转向节臂和附装至所述转向节臂的心轴，所述心轴具有顶部心轴肩部和底部心轴肩部；第一锥形轴承，其具有定位在所述顶部心轴肩部之上的下末端；以及第二锥形轴承，其具有定位在所述底部心轴肩部之下的上末端；其中，所述车辆转向节经由所述第一和第二锥形轴承可转动地直接联接至所述车辆转向桥。
2.根据权利要求1所述的车辆转向桥组件，其中所述车辆转向轴线插入式部件从所述 水平的转向桥构件向上延伸，并且延伸至所述车辆转向轴线内孔部件中。
3.根据权利要求1所述的车辆转向桥组件，其中所述第一锥形轴承和所述第二锥形轴 承的预载荷通过配合零件的尺寸自动地进行设定。
4.根据权利要求1所述的车辆转向桥组件，还包括螺母、垫圈以及衬垫，其中所述螺母 向下拧紧至所述垫圈上，以在所述转向轴线内孔部件内向上拉所述转向轴线插入式部件， 由此在所述垫圈和所述衬垫之间施加压缩力。
5.根据权利要求1所述的车辆转向桥组件，还包括盖和螺栓，其中所述螺栓中的至少 两个和所述盖中的一个将所述转向轴线内孔部件的顶部部分附装至所述转向轴线插入式 部件向上延伸的顶部部分，并且所述螺栓的至少另外两个和所述盖的另一个将所述转向轴 线内孔部件的底部部分附装至所述转向轴线插入式部件向下延伸的底部部分，由此将所述 转向轴线插入式部件附装在所述转向轴线内孔部件之间。
6.根据权利要求5所述的车辆转向桥组件，还包括心轴，其中所述转向节臂中的两个 竖直地跨越所述心轴。
7.根据权利要求1所述的车辆转向桥组件，其中所述转向轴线插入式部件在所述转向 轴线插入式部件的顶部部分处和在所述转向轴线插入式部件的底部部分处径向地变窄。
8.根据权利要求1所述的车辆转向桥组件，其中所述水平的转向桥构件和所述车辆转 向轴线插入式部件通过金属锻造或金属铸造一体地形成。
9.根据权利要求1所述的车辆转向桥组件，其中所述水平的转向桥构件和所述车辆转 向轴线插入式部件通过焊接和/或粘接结合一体地形成。
10.根据权利要求1所述的车辆转向桥组件，还包括用于将所述车辆转向轴线插入式 部件布置在所述车辆转向轴线内孔部件内的螺母、衬垫以及垫圈。
11.根据权利要求1所述的车辆转向桥组件，还包括盖，所述盖用于将所述车辆转向轴 线插入式部件布置在所述车辆转向轴线内孔部件的顶部部分与所述车辆转向轴线内孔部 件的底部部分之间。
全文摘要
本发明公开了一种车辆转向桥组件。一方面，车辆转向桥具有水平的车桥构件，所述水平的车桥构件具有一体地形成在端部上的转向轴线插入式部件，其中形成车辆转向轴线内孔部件的车辆转向节可转动地直接联接到车辆转向桥。另一方面，车辆转向节具有水平的转向节构件，所述水平的转向节构件具有一体地形成在端部上的转向轴线插入式部件，其中车辆转向节可转动地直接联接到形成车辆转向轴线内孔部件的车辆转向桥。这些方面没有一个利用可分离的主销。
文档编号B62D7/18GK101941461SQ201010284159
公开日2011年1月12日 申请日期2008年1月3日 优先权日2007年1月8日
发明者J·F·齐奇 申请人:德纳重型车辆系统集团有限责任公司