加工成形的车轴座组件的制作方法

相关申请的交叉参考

本发明要求于2017年9月23日提交的美国临时申请号62/562,361的权益和优先权，所述申请以引用方式并入本文。

本公开涉及车辆悬架系统以及将诸如像空气弹簧或板簧的能量储存和/或阻尼部件固定、稳定和支撑到轮式车辆的车轴的相关设备和方法。

本公开解决现有技术的悬架系统的需求和/或缺点。

背景技术：

已开发出比锻造工字梁车轴主体和其他替代技术坚固、耐用、重量轻且制造材料和劳力成本少的加工成形的车轴主体。加工成形的车轴主体通常由钢板制成，所述钢板经切割、弯曲并且随后通过焊接、螺纹紧固件或其他合适的装置固定在一起。它们可以具有空心的、盒状的构造，所述构造在相邻的平坦表面之间具有弓形或圆形的角部或过渡部，其由将钢板弯曲和成形为所期望的形状造成。在国际专利申请公开号wo2016/196375以及美国专利号us8616566、us8544961、us7862058和us6609764中示出并描述已知的加工成形的车轴的示例。在以这种方式制造的这些部件和其他部件的尺寸公差中观察到的变化以及其包括其外部形状和减轻重量的构造(通常为中空构造)的其他方面可能带来如下挑战：这些部件如何以可移除和可逆的方式与其他部件接合并且可以安全附接到其他部件，同时最小化部件相对于彼此的振动和不期望的移动。

本公开解决现有技术的悬架系统和设备的需求和/或缺点。

技术实现要素：

存在可以在本文所描述和要求保护的装置和系统中单独或一起体现的本主题的若干方面。这些方面可以单独使用或者与主题的其他方面组合使用，并且这些方面一起描述并不旨在排除单独使用这些方面或单独要求保护此类方面，如所附权利要求书所述。

在本公开的一个方面中，一种被构造成用于附接到车辆车轴的车轴座组件包括第一部件和第二部件。所述车轴座组件的所述第一部件具有第一壁和第二壁以及提供第一接合表面的第一车轴座部件接合部分。所述车轴座组件的所述第二部件具有第三壁和提供第二接合表面的第二车轴座部件接合部分。所述第一部件的所述第一壁和所述第二壁被取向成接合车轴主体的前表面和顶表面，并且所述第二部件的所述第三壁被取向成接合车轴主体的后表面。所述车轴座组件的所述第一部件的所述第一接合表面和所述车轴座组件的所述第二部件的所述第二接合表面被定位并构造成彼此接合，以通过使用紧固件将所述第一部件与所述第二部件可移除地且可逆地固定在一起，以形成车轴座组件。

在本公开的第二方面中，一种附接到车轴主体的车轴座组件包括第一车轴座部件和第二车轴座部件。所述第一车轴座部件具有第一壁、第二壁和提供第一接合表面的第一车轴座部件接合部分。所述第二车轴座部件具有第三壁和提供第二接合表面的第二车轴座部件接合部分。车轴主体具有外表面，所述外表面包括顶表面、底表面、前表面和后表面。相应的第一车轴座部件接合部分和第二车轴座部件接合部分的第一接合表面和第二接合表面被定位成接合并通过紧固件保持在一起。通过第二紧固件，所述第一车轴座部件的所述第一壁固定到所述车轴主体的所述前表面，并且所述第一车轴座部件的所述第二壁固定到所述车轴主体的所述后表面。

在本公开的第三方面中，一种制造具有第一部件和第二部件的车轴座组件的方法包括提供所述车轴座组件的所述第一部件的第一板、第二板和第三板。使所述第一板弯曲以产生将所述第一板的第一区段和第二区段分开的弯曲线，并且其中在使所述车轴座组件的所述第一部件的所述第一板弯曲的步骤之后，所述第一板的所述第一区段和所述第二区段相对于彼此成角度。使所述第二板弯曲以产生将所述第二板的第一区段和第二区段分开的弯曲线。在使所述车轴座组件的所述第一部件的所述第二板弯曲的步骤之后，所述第二板的所述第一区段和所述第二区段相对于彼此成角度。使所述第三板弯曲以产生将所述第三板的第一区段和第二区段分开的弯曲线。在使所述车轴座组件的所述第一部件的所述第三板弯曲的步骤之后，所述第三板的所述第一区段和所述第二区段相对于彼此成角度。将所述第二板的所述第一区段固定到所述第一板。将所述第三板的所述第一区段固定到所述第一板。

还提供所述车轴座组件的所述第二部件的第一板。使所述第二部件的所述第一板弯曲以产生将所述第二部件的所述第一板的第一区段和第二区段分开的弯曲线。在弯曲之后，所述第二部件的所述第一板的所述第一区段和第二区段相对于彼此成角度。

通过使用紧固件将所述第一车轴座部件固定到所述第二车轴座部件。通过使用第二紧固件将所述第一车轴座部件和所述第二车轴座部件固定到车轴。

附图说明

在描述优选示例时，参考附图。

图1a是结合根据本公开的第一实施例的车轴座组件的提升轴悬架系统的一部分的左侧上后部透视图。

图1b是图1a所示的主题的一部分的放大的右侧上后部透视图。

图1c是图1a所示的主题的右侧下前部透视图。

图1d是图1a所示的主题的一部分的顶视图。

图1e是图1a所示的主题的一部分的底视图。

图2a是图1a至图1e所示的用于车辆车轴的左侧的车轴座组件的右后部透视图，其具有将车轴座组件固定到车辆车轴的紧固件而没有将车轴座组件的第一部件固定到车轴座组件的第二部件的紧固件。

图2b是图2a的主题的后立视图。

图2c是图2a的主题的前立视图。

图3a是第一实施例的局部分解的、上后部透视的、剖视图，车轴座组件被构造成用于安装到类似于图1a至图1e和图2a至图2c所示的车辆车轴的左侧，其中截面垂直于车轴在内侧车轴座紧固件孔的内侧上截取。图3a示出将车轴座组件固定到车辆车轴的紧固件和将车轴座组件的第一部件固定到车轴座组件的第二部件的其他紧固件。

图3b是图3a的主题的未分解的、上后部透视的、剖视图。

图4a是也在图1a至图1e、图2a至图2c、图3a和图3b中示出的被构造成用于车辆车轴的左侧的车轴座组件的第一部件的右侧上前部透视图。

图4b是图4a的主题的左侧上后部透视图。

图4c是图4a的主题的后视图。

图4d是图4a的主题的右侧立视图。

图4e是图4a的主题的前立视图。

图5a是图4a所示的车轴座组件的第一部件的呈未弯曲构型的第一板的平面图。

图5b是呈弯曲构型的图5a的第一板的右侧上后部透视图。

图5c是呈弯曲构型的图5a的第一板的左侧前上部透视图。

图5d是呈弯曲构型的图5a的第一板的侧立视图。

图6a是根据本公开的另一方面的被构造成用于车辆车轴的左侧的车轴座组件的第一部件的呈未弯曲构型的第一板的平面图。

图6b是呈弯曲构型的图6a的第一板的右侧上后部透视图。

图6c是呈弯曲构型的图6a的第一板的左侧前上部透视图。

图6d是呈弯曲构型的图6a的第一板的侧立视图。

图7a是图4a所示的车轴座组件的第一部件的呈未弯曲构型的第二板的平面图。

图7b是呈弯曲构型的图7a的第二板的右侧上前部透视图。

图7c是呈弯曲构型的图7a的第二板的右侧立视图。

图7d是呈弯曲构型的图7a的第二板的底部平面右侧立视图。

图7e是呈弯曲构型的图7a的第二板的后部略上部透视图。

图8a是图4a所示的车轴座组件的第一部件的呈未弯曲构型的第三板的平面图。

图8b是呈弯曲构型的图8a的第三板的透视图。

图9a是呈未弯曲构型的板的平面图，所述板形成用于将下提升臂可枢转地安装到本公开的车轴座组件的支架的一部分。

图9b是呈未弯曲构型的图9a的板的立视图。

图9c是图9a的板的右侧透视图，其呈弯曲构型，以形成用于将下提升臂可枢转地安装到本公开的车轴座组件的支架的右侧，并且如果在相反方向上弯曲，则将形成同一支架的左侧。

图10a是本公开的车轴座组件的稳定板的平面图。

图10b是图10a的稳定板的侧立视图。

图11a是图1a至图1e、图2a至图2c、图3a和图3b所示的车轴座组件的呈未弯曲构型的第二部件的平面图。

图11b是呈弯曲构型的图11a所示的第二部件的透视图。

图11c是呈弯曲构型的图11a所示的第二部件的前立视图。

图11d是呈弯曲构型的图11a所示的第二部件的顶部平面图。

图11e是呈弯曲构型的图11a所示的第二部件的侧立视图。

图12a是如图13e所示的根据本公开的另一方面的车轴座组件的呈未弯曲构型的第二部件的平面图。

图12b是呈弯曲构型的图12a所示的第二部件的透视图。

图12c是呈弯曲构型的图12a所示的第二部件的前立视图。

图12d是呈弯曲构型的图12a所示的第二部件的顶部平面图。

图12e是呈弯曲构型的图12a所示的第二部件的侧立视图。

图13a至图13d示出安装到车辆的左侧的本公开的车轴座组件的变型，其中左侧、转向减振器臂的内侧端部附接到车轴座组件的第二部件。

图14是结合空气弹簧和转向减振器安装到其上的本公开的车轴座组件的提升轴悬架系统。

具体实施方式

本文所公开的实施例是为了提供对本主题的描述的目的，并且应当理解，主题可以未详细示出的各种其他形式和组合来体现。因此，本文所公开的特定设计和特征不应被解释为限制所附权利要求中限定的主题。

如本文所用，在按照常规设计与轮式车辆(包括拖车)相关联时，方向术语(例如，前、后、外侧、内侧、竖向、水平、侧向和纵向)应参考车轴(或单独部件或其部分)的取向来理解。

总体上以1指示结合本公开的第一示例性车轴座组件的提升轴悬架系统。车轴座，有时也称为车轴椅，是悬架部件，其位于车轴主体的外表面上或接触车轴主体的外表面，并提供将诸如空气弹簧或板簧的能量储存或阻尼部件的一端或一部分附接到车轴的另一表面或装置。能量储存或阻尼部件的另一端或另一部分通常通过支架连接到车架。

提升轴悬架系统1包括具有通道12和底板14的车轴10，所述底板可以比通道12宽，以便于通过可以包括焊接的适当的技术将底板14紧固到通道12。通道12和底板14可以由可以是片状的各种合适的材料制成，诸如像高强度钢材或其他合适的高强度低合金(“hsla”)钢材。车轴10的左侧和右侧还分别具有第一鹅颈段和第二鹅颈段，在所述第一鹅颈段和所述第二鹅颈段的远端处的是各自包括转向节安装到其上的主销的第一头部区段和第二头部区段。上提升臂18和下提升臂17经由车轴座支架组件可枢转地连接到车轴并且经由包括横向通道构件的支架组件可枢转地连接到车架。

在图3a和图3b中示出本公开的示例性车轴座组件附接到其上的示例性车轴主体。示例性车轴主体15的通道12可类似于倒置的、大致u形的截面，其包括前壁26、顶壁28和后壁30。示例性车轴主体的前表面、顶表面、后表面和底表面中的任一个的外表面大致垂直于相邻侧的外表面。由于通道12由单个钢板形成并且弯曲或成形，因此前壁与顶壁之间以及顶壁与后壁之间的外表面是圆形或弓形的。前壁和后壁26、30可以包括车轴座紧固件孔31、32，以允许安装用于悬架部件的车轴座。如在wo2016/196375中所描述和示出的那样，抗扭器和套筒与每个紧固件孔31、32配准地插入在前壁与后壁之间，以加强并使得车轴主体对扭转应力更具抵抗力。

如本文所用，术语“u形”被宽泛地使用并且不限于通道12的所示构型，所述通道具有大致垂直于顶壁28的一对向下延伸的前壁和后壁26、30。在该术语的范围内的其他构型可以包括例如向下延伸的壁或腿部，所述壁或腿部相对于顶壁倾斜或者弯曲以提供大致c形的截面。

本公开的车轴座组件可以与诸如像图3a和图3b所示或如在每一个都整体并入本文的wo2016/196375、us8616566、us8544961、us7862058和us6609764中所描述和示出的加工成形的车轴组合使用。然而，应当理解，本公开的车轴座组件不限于与具有如前述引用的专利申请或授权专利中的任一个所示的形状或构造的车轴组合使用，并且可以与例如实心或锻造或不规则形状或具有圆柱形或部分圆柱形外表面的车轴组合使用，而不脱离本公开的范围。

本公开组件的车轴座组件40可以包括第一车轴座部件42和第二车轴座部件50。

车轴座组件的第一车轴座部件42可以包括第一板60(图5a至图5d)、第二板70(图7a至图7e)以及第三板90(图8a至图8b)。第二车轴座部件可以包括板50(图11a至图11e)。第一车轴座部件42的位于第一板60的远端部分处的部分69被定位并构造成将第一车轴座部件42附接到第二车轴座部件50。第二车轴座部件44的部分54被定位并构造成将第二车轴座部件44附接到第一车轴座部件42。在示例性车轴座组件40中，第一车轴座部件和第二车轴座部件的相应部分69、54被定位并构造成彼此接合，以将第一车轴座部件42和第二车轴座部件44固定在一起。现在将更详细地讨论前述元件或特征中的每一个。

转到图5a至图5e，第一车轴座部件42的第一板60用作第一车轴座部件42的支撑件，如图4a至图4e所示，并且包括第一区段或第一壁62和第二区段或第二壁64，其中两个区段或壁由弯曲线63分开。示例性第一板60的第一区段62和第二区段64分别定位成与车轴主体15的后表面或后壁30以及顶表面或顶壁28齐平。在第一示例性车轴座组件40中，第一板60优选地仅接触车轴主体15的四个侧或表面中的两个，其中第一区段62接触后表面30，并且第二区段64包含顶表面28。

优选地，第一板60通过适当的紧固件布置可移除地且可逆地固定到车轴主体15(图3a至图3b)。在该示例中，第一板60的第一区段62限定第一或外侧孔65和第二或内侧孔66(图4e)。当放置在用于附接到车轴主体的位置时，第一板60的第一孔和第二孔65、66中的每一个与限定在车轴主体的后壁30和前壁26中的每一个中的车轴座紧固件孔31、32对准。紧固件9、11接收在第一板的第一区段的外侧孔和内侧孔中，以固定车轴主体。

第一车轴座部件42的部分69(其被定位并构造成用于与第二车轴座部件44接合以提供用于将第一车轴座部件和第二车轴座部件42、44可移除地且可逆地附接在一起的装置)定位在第一车轴座部件42的第一板60的远端部分处和在车轴主体15的前壁26的前方(图3a、图3b)。第一车轴座部件42的该部分69(也可以称为第一车轴座部件42的车轴座部件接合部分69)包括接合表面以及第一孔和第二孔67、68，并且将在下面进一步讨论。

车轴座组件40的第二车轴座部件50可以包括具有第一区段或第一壁52和第二区段或第二壁54的板，其中两个区段由弯曲线53分开(图11a至图11e)。第二车轴座部件50的第一区段52限定壁，所述壁被定位成用于与车轴主体15的前壁或前表面26接合(图3a、图3b)。第二车轴座部件50的第一区段52还限定孔51，所述孔可以与第一车轴座部件42的第一区段62中的外侧孔65对准。接收在对准的孔51(第二部件)、31(车轴主体)、65(第一板的第一壁)中的同一紧固件9将第二车轴座部件50可移除地且可逆地固定到车轴主体的前表面或前壁26。当将接收在第一板60的第一区段62的内侧孔66内的紧固件11、和紧固件9拧紧时，第一车轴座部件和第二车轴座部件42、50固定到车轴主体15并且车轴主体处于压缩状态。与两个单独的车轴座部件(而不是仅一体形成的单一件)接合的车轴主体允许车轴座组件紧密地适合多种不同的车轴主体类型并且有效地且以降低的成本适应车轴主体的精确尺寸的预期和未预期的变化(取决于其设计和制造方式)。尽管如果需要，车轴座组件的第一部件和/或第二部件可以焊接到车轴主体，但是当第一部件、第二部件或两者可逆地且可移除地固定到车轴主体时，这排除那个部件或多个部件焊接到车轴主体。

第二车轴座部件50的第二区段54(图11b)限定大致水平设置的壁，所述壁提供第二车轴座部件50的被定位并构造成用于与车轴座组件40的第一部件42接合的部分。第二车轴座部件50的该部分(也可以称为第二车轴座部件50的车轴座部件接合部分)包括与第一车轴座部件42的车轴座部件接合部分69的接合表面以及第一孔和第二孔67、68对应的接合表面以及第一孔和第二孔55、56。当使相应的接合表面彼此接触并且接收在相应孔内的紧固件3、5紧固时，第一车轴座部件42和第二车轴座部件50可逆地且可移除地彼此固定。第一车轴座部件42和第二车轴座部件50可以在它们附接到车轴主体之前或之后固定在一起。尽管如果需要，车轴座组件的第一部件和第二部件可以焊接在一起，但是当第一部件和第二部件可逆地且可移除地固定在一起时，这排除它们焊接到彼此。

如图15所示，第二车轴座部件50可以可选地在第二区段或第二壁54中包括竖向孔59(图11b)，用于安装转向减振器99的内侧端部。

如图7a至图7b所示，可以认为第一车轴座部件42的第二板70包括第一区段72和第二区段74，其中两个区段72和74由弯曲线73分开。第二板70的第一区段72限定被构造成定位在第一板60的第一区段62上的竖向取向的耳部78和被构造成远离耳部78并且跨第一板60的第二区段64延伸的框架构件或腿部77。耳部78的下内部边缘71可以被构造成由第一板60的第一区段62支撑，而框架构件77的下边缘75可以被构造成支撑在第一板60的第二区段64的上表面或顶表面上。在所示的实施例中，耳部78设置有定位在车轴主体15的顶表面28上方和前表面26的前方的孔或开口79并且被构造成用于将车轴座组件40连接到车轴提升组件的上枢转臂18。

当大致垂直于第一区段72弯曲时，第二板70的第二区段74提供平台或水平设置的壁，空气弹簧19等的下端可以固定到所述平台或水平设置的壁(图7b)。如图2b和图4c所示，第一区段72的框架构件77将第二区段74升高到第一板60的第二区段64上方。

转到图8a至图8b，可以认为第三板90包括第一区段92和第二区段94，其中两个区段92和94由弯曲线93分开。以大致类似于第二板70的第一区段72的方式，第三板90的第一区段92限定被构造成定位在第一板60的第一区段62上的竖向取向的耳部96和被构造成远离耳部96并且跨第一板60的第二区段64的顶表面延伸的框架构件或腿部98(图4a)。第三板90的第二区段94相对于第一区段92成角度，并且为由第二板70的第二区段74限定的平台提供附加的支撑(图4c)。

车轴提升组件的下枢转臂17可以通过在第二板和第三板的内侧固定在第一板60的第一壁的外表面上的支架85固定到车轴座组件40(图4a至图4b)。支架80由具有第一区段82和第二区段84的一对间隔开的耳形板80形成，所述两个区段由弯曲线83隔开(图9a至图9c)。第一区段82包括用于接收下提升臂的枢转衬套的销的一个端部部分的孔。左侧板80的第二区段84向右弯曲。右侧板80的第二区段向左弯曲。两个板一起形成固定到车轴座组件40的第一板60的第一区段62的支架85。通过将下提升臂枢转衬套的中心销接收在安装孔81中，下提升臂17可枢转地安装到支架85。通过将上提升臂的中心销接收在第二板和第三板70、90的耳部78、96中的定位在车轴主体上方和前方的安装孔79、99中，上提升臂18可枢转地安装到车轴座组件40。如图1a、图1c和图1f所示，下提升臂在上提升臂的枢转附接的位置的内侧可枢转地附接到车轴座支架组件。下提升臂和上提升臂的相对端部在它们枢转附接到进而连接到车架的支架组件的位置处侧向对准并且竖向偏移。

通过呈其弯曲构型的第二板70和第三板90，第二板70和第三板90可以布置成第一区段72和92大致彼此平行并且以适当的距离间隔开，如图2c所示。第二板70的形成平台或水平设置的壁的第二区段74可以被布置成朝向第三板90延伸，其中第三板90的第二区段94远离第二板70的第一区段72延伸。第三板90的第二区段94可以固定到第二板70的第二区段74的底侧。如果需要，稳定板86(图1)可以附接到耳部79、99，以为车轴座组件40提供附加的稳定性、强度和刚度。

第二板70和第三板90的第一区段72和92可以通过任何合适的、永久的或可逆的紧固件布置(例如，焊接或机械紧固件)固定到第一板60的顶表面。例如，车轴座组件可以在第一板、第二板和第三板与稳定板86之间(例如，在第一板60的顶表面与框架构件77、98的下边缘和耳部71、91的下内部边缘之间、在第三板90的框架构件98的顶边缘与平台74的底表面之间以及在稳定板86与第一板、第二板和第三板60、70、90之间)的界面的边缘处进行焊接。随后，车轴座15可以连接到其他车辆部件，诸如耳部78和96连接到车轴提升组件的枢转臂，并且第二板70的第二区段74连接到空气弹簧19等。

将理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对车轴座组件进行各种配置。

例如，如图12b和图13b至图13d所示，车轴座组件的第二部件150的第一区段或第一壁152可以包括多于一个的孔，所述孔中的每一个与第一板的第一区段中的对应孔和车轴主体的前壁和后壁的中间孔对准。

第一车轴座部件和第二车轴座部件60、50的通过其第一车轴座部件和第二车轴座部件可移除地且可逆地彼此固定的相应的车轴座部件接合部分69、54还可以彼此独立地或相互配合地变化，以实现多个目标中的任一个，包括但不限于在距车轴的端部的受控距离(如果需要，可以保持恒定)处提供转向减振器到第二车轴座部件的内侧附接部位，尽管车轴的尺寸或长度或孔30或31的位置发生变化(参见图3b与图13a与图13b至图13d)。