专利名称：用于车辆车轮的可转向悬架上的装置的制作方法
技术领域：
和现有技术本发明涉及一种用于车辆车轮的可转向悬架上的装置，该装置包括设置在一个支撑单元内的一个第一轴承和一个第二轴承，目的是形成一个几何枢转轴线，车辆车轮围绕该枢转轴线以可相对于支撑单元转向的方式支撑在轴承中，其中支撑单元设置有至少一个支撑表面。
本发明可应用到多种车辆车轮上，尤其是用于使汽车(例如卡车)转向的非驱动车轮上。
用于可转向卡车车轮上的最常见的悬挂装置就是采用转向节销的悬挂装置，采用转向节销的目的在于形成一个转向节，车辆车轮可通过该转向节相对车辆的车桥工字梁(axle beam)枢转。这种转向节销通常也被叫做“主销”，其基本沿垂直方向进行设置并通过一个锥形连接器与车桥工字梁相连接。车轮通过设置在转向节销的两个自由端上的轴承悬挂在车桥工字梁上。在该转向节销的上端，可以采用一个锥形滚柱轴承，目的是吸收径向力和轴向力，而下端轴承通常是一个仅用于吸收径向力的滑动轴承。
尽管上述公知的悬挂装置(见专利SE510895和专利申请SE9904731-8)在大部分情况下都具有良好的性能，但是它们的某些特性导致其制造和装配成本较高。转向节销本身的制造成本就较高，而且需要在车桥工字梁内非常精确地加工出一个锥形孔。车桥工字梁内的锥形孔和具有类似锥形形状的转向节销形成了一种锥形摩擦连接。这就意味着当将该转向节销安装到车桥工字梁上时，转向节销和车桥工字梁的结构还决定了这两个部件沿转向节销之纵向方向上的相对定位。此外，还需要采用特殊的设备将该转向节销安装到车桥工字梁上，而且即使采用了这种特殊的设备，仍然难于以高精确度预料该转向节销相对车桥工字梁的最终位置，而且难以在装配过程中保证该转向节销相对车桥工字梁设置在所需的位置上。这样就会使将轴承安装到转向节销上的操作更加复杂，由于该转向节销的位置不确定，因此需要对轴向间隙进行调节。
本发明的目的和发明内容本发明的目的在于提供一种通过介绍所述类型的装置，该装置能够使车辆车轮枢转，这样就能够使安装有这种车轮的汽车实现转向，而且无需采用传统的转向节销，该装置能够在很大程度上缓解在上述类型的现有悬挂装置中所存在的至少某些上述缺陷。
该目的可通过提供一种根据权利要求1的用于车辆车轮的可转向悬架上的装置而得以实现。
第一轴承设置有一个内圈，该内圈用于抵靠并支承在支撑单元的一个支撑表面上，目的是将沿几何枢转轴线的径向施加的作用力吸收掉，该特征意味着至少在涉及到第一轴承的设置时，无需采用转向节销，就可以提供一种能够将这些径向力传递给支撑单元的悬挂装置。因此，就可以设计出一种例如具有较短转向节销的悬挂装置，该转向节销仅用于安装第二轴承；或者，如果仅用其中一个轴承来吸收径向力就可以接受，那么可以完全省去转向节销。
根据本发明之装置的一个最佳实施例，第二轴承设置有一个内圈，该内圈抵靠并支撑在支撑单元的所述至少一个支撑表面上，或者抵靠并支撑在支撑单元的一个第二支撑表面上，目的是将沿枢转轴线的径向施加的作用力吸收掉。这样，就可以完全省去传统的转向节销，同时该装置还能够通过两个轴承吸收径向力。
在根据本发明之装置的另一最佳实施例中，支撑单元设置有一个第一水平承压表面(land surface)和一个第二水平承压表面，该第一水平承压表面用于将第一轴承的内圈固定在一个平行于几何枢转轴线的方向上并将该内圈固定在支撑单元上，第二水平承压表面用于将第二轴承的内圈固定在一个平行于几何枢转轴线的方向上并将该内圈固定在支撑单元上。当涉及到两个轴承相对支撑单元的位置时，通过这些凸肩，可将两个轴承以非常简单的方式高精确度地安装在支撑单元上，目的是形成一个几何枢转轴线，这样车轮就能够围绕该轴线枢转。
在根据本发明之装置的又一最佳实施例中，设置了一个用于将第一轴承的内圈抵压在第一水平承压表面上并且同时将第二轴承的内圈抵压在第二水平承压表面上的部件。这一点例如可通过一个螺杆和设置在两个轴承的其中一个内圈上的对应内螺纹来实现，当螺纹连接被拧紧时，通过该螺杆，可使两个轴承在彼此相向的方向受到顶压并抵压在支撑单元的各个凸肩上。这样就能够以非常简单和可靠的方式将两个轴承安装到位，而且安装工作仅需要以预定的扭矩将上述螺纹连接拧紧即可完成，这样就能够确保轴承定位在所需的位置上，而且还可以将轴承可靠固定到支撑单元上。
通过阅读下面的说明和所附的权利要求书，将会清楚根据本发明用于车辆车轮悬架上的装置的不同实施例的其它优选特征和功能。
在附图中图1为一个剖视图，图中示出了根据现有技术设计出来的车辆车轮的转向轴结构；图2为一个剖视图，图中示出了根据本发明设计出来的用于车辆车轮的可转向悬架上的装置；图3为图2所示之装置的一种变型结构。
对本发明最佳实施例的详细说明图1示出了一种根据现有技术设计出来的转向轴结构。对于车辆车轮(未示出)的可转向悬架而言，该结构设置有一个转向节销30，而该转向节销又在其两端设置有轴承。该转向节销通过一个锥形摩擦连接器被可靠连接到一个车桥工字梁31上。一个用于安装车轮的支臂32通过所述两个轴承从该车桥工字梁伸出并可围绕一个基本沿垂直方向设置的枢转轴线33相对车桥工字梁转动。上部轴承是一个用于吸收轴向力和径向力的锥形滚柱轴承，而下部轴承则是一个仅用于吸收径向力的滑动轴承。
图2示出了一种根据本发明设计出来的用于车辆车轮的可转向悬架上的装置。该装置包括设置在支撑单元3上的一个第一轴承1和一个第二轴承2，目的是形成一个几何枢转轴线4，一个安装有车辆车轮(未示出)的支臂5可围绕该枢转轴线4以可相对支撑单元转向的方式支承在轴承内。第一轴承1可以是一个用于吸收径向力和轴向力的锥形滚柱轴承。第二轴承2可以是一个用于吸收径向力或用于吸收径向力和轴向力的滑动轴承。在图示的实施例中，第一轴承设置在第二轴承的上方。尽管在该悬挂装置中，具有一定优点的锥形滚柱轴承被设置成上部轴承，滑动轴承被设置成下部轴承，但也可以将第二轴承例如一个滑动轴承设置成上部轴承，将第一轴承例如锥形滚柱轴承设置成下部轴承。
因此，在本发明的技术方案中没有采用传统的转向节销，在采用传统的转向节销时，径向力经过设置在车桥工字梁中的转向节销被设置在转向节销周围的轴承之内圈所吸收。相反，两个轴承分别设置有一个属于自己的内圈6、7，这些内圈直接或通过插件抵靠并支撑在支撑单元(例如一个车桥工字梁)的一个支撑表面8上，目的是将沿几何枢转轴线4的径向施加的作用力吸收掉。这样，就无需采用所谓的转向节销或类似部件，因此，就可以避免出现因为采用这种转向节销而产生的问题。
上述的至少一个支撑表面8可以适当的方式在支撑单元3上形成一个最好具有圆形横截面的圆筒形腔体10，该腔体按照能够使其纵向轴线平行于几何枢转轴线4的方式进行设置。在图2所示的实施例中，该腔体的纵向轴线与几何枢转轴线4基本重合。此外，两个轴承1、2中的每一个都设置在腔体10的端部上，而且腔体10穿过支撑单元3延伸，目的是使轴承在不同的位置上支撑于支撑表面8上并将沿几何枢转轴线4的径向方向施加的作用力吸收掉。为此，每个轴承的内圈都在腔体10内设置有一个颈部20、21，而且每个轴承的内圈还设置有一个指向径向并用于抵靠在支撑表面8上的外表面22、23。该腔体10和各个轴承的内圈可设置有一定的夹紧配合，目的是将轴承固定在支撑单元3内。在某些情况下，例如当采用特殊的部件使轴承沿轴向保持在合适位置上时，就可以按照下述方式设计轴承和腔体当将轴承安装到支撑单元内时，在各个内圈和腔体的支撑表面之间形成小间隙配合。但是，利用螺纹连接、花键或类似方式将轴承安装到支撑单元内也是切实可行的办法。
还应该强调一点除了利用通孔为轴承提供所需的支撑外，当然也可以通过使支撑单元下凹两个腔体来设置两个支撑表面的方式来提供支撑，这些腔体不延伸穿过支撑单元，而且这些腔体的一侧最好同轴设置在支撑单元上。
支撑单元3设置有一个第一水平承压表面11，该水平承压表面用于将第一轴承1的内圈6沿几何枢转轴线4的方向固定到支撑单元3上，该支撑单元还设置有一个第二水平承压表面12，该水平承压表面用于沿着几何枢转轴线将第二轴承2的内圈7沿着一个相反的方向固定到支撑单元上。通过这些水平承压表面11、12，就能够使两个轴承可靠地相对定位并使轴承相对支撑单元3可靠定位。因此，在安装轴承时，无需对轴向间隙进行调整，而且还可以通过为支撑单元3、支臂5和轴承元件选择合适的机械加工余量而对轴承预加载荷。
图3示出了根据本发明之装置的一个实施例，该装置设置有两个用于对轴承1的两个内圈6、7进行支撑的支撑表面8a、9。支撑单元3内的腔体或所谓的孔仍然用于为两个轴承1、2的内圈6、7提供水平承压表面11a、12a，目的是沿一个平行于几何枢转轴线4的方向将轴承定位在支撑单元3上。至于其它方面而言，仍然结合图2对该实施例进行说明，而且在本发明的说明书中，相同的附图标记表示相似或相同的部件。
在两个图示的实例中，根据本发明的装置还包括一个用于将第一轴承1的内圈6抵压在第一承压表面11、11a上和将第二轴承2的内圈7抵压在第二水平承压表面12、12a上的部件13。该抵压部件13包括一个杆14，例如一个螺栓或类似部件，该杆由第一轴承穿过支撑单元延伸到第二轴承并基本平行于枢转轴线，该杆还设置有一个螺纹，目的是通过螺纹连接产生所需的压力。因此，就可以将第一轴承1的内圈抵压在第一水平承压表面上并将第二轴承2的内圈抵压在第二水平承压表面上。最好，其中一个轴承1的内圈6设置有一个与杆上的螺纹相对应的内螺纹，而第二轴承2的内圈则设置有一个空腔，该杆可穿过该空腔自由延伸。通过用一个预定的扭矩对杆14与带螺纹的轴承1之间的螺纹连接进行紧固，就能够将两个轴承1、2分别抵压到支撑单元3的各个水平承压表面上，从而将这些轴承固定到支撑单元的所需位置上。杆14的一端设置有一个凸起部分24，该凸起部分用于抵压在其中一个轴承2的内圈7上；在该杆的另一端上设置有一个紧固螺母15，目的是确保该杆不至于从第二轴承1上松脱。在另一技术方案中，两个轴承可设置有多个没有螺纹的腔体，在这些腔体内，该杆能够自由延伸，其中采用了螺母15或一个相应的部件，目的是得到所需的紧固力，以将轴承保持在合适位置上，在这种情况下，为将螺母固定到位，还可以采用某种锁定部件。
对于这种采用所述杆14的技术方案而言，一个主要优点在于这种结构可按照下述方式进行设计当对螺纹连接进行紧固时，与传统的转向节销相比，可以得到较大的延伸率。由于该结构具有不利的几何形状和易弯曲性，因此在安装上部轴承的过程中，当采用传统的转向节销(如图1所示)来获得足够的紧固扭矩时，就可能出现问题，因为在相同力的作用下这种转向节销的结构使其具有较小的延伸率。
为了得到一种从润滑角度而言基本无需保养的装置，每个轴承1、2都设置有一个密封件16、17、17a，这些密封件用于密封在支撑单元3和设置有轴承1、2之内圈6、7的支臂5的一部分之间，这样就可以将所需的润滑剂添加到其中并容纳于其中，而且不会泄漏到周围环境中，而且外部环境也不会对轴承或润滑剂产生负面影响。
当然，除了在本专利申请中所描述的那些结构外，在本发明的构思范围内，还可以有多种不同的方式来设计根据本发明的装置，而且需要强调的是本发明并非仅仅局限于所附权利要求书限定的保护范围内。例如，下部轴承可包括两个独立的轴承单元，例如一个以滑动轴承形式存在并用于吸收径向力的第一轴承和一个以滑动轴承形式存在并用于吸收轴向力的第二轴承。
权利要求
1.一种用于车辆车轮的可转向悬架上的装置，其包括设置在一支撑单元(3)上的一个第一轴承(1)和一个第二轴承(2)，目的是形成一个几何枢转轴线(4)，车辆车轮可围绕该枢转轴线(4)以可相对于支撑单元转向的方式支撑在轴承内，其中支撑单元设置有至少一个支撑表面(8)，其特征在于所述第一轴承(1)设置有一个内圈(6)，该内圈又设置有一个指向径向的外表面(22)，该表面用于抵压并支撑在所述至少一个支撑表面(8)上，目的是将沿几何枢转轴线(4)的径向施加的作用力吸收掉。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于所述第二轴承(2)设置有一个内圈(7)，该内圈用于抵靠并支撑在所述至少一个支撑表面(8)上，或者抵靠并支撑在支撑单元(3)的一个第二支撑表面(9)上，目的是将沿几何枢转轴线(4)的径向施加的作用力吸收掉。
3.根据权利要求1或2的装置，其特征在于所述支撑单元(3)设置有一个第一水平承压表面(11)，该第一水平承压表面用于将第一轴承(1)的内圈(6)固定在一个平行于几何枢转轴线(4)的方向上并将其固定到支撑单元(3)上。
4.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于所述支撑单元(3)设置有一个第二水平承压表面(12)，该第二水平承压表面用于将第二轴承(2)的内圈(7)固定在一个平行于几何枢转轴线(4)的方向上并将其固定到支撑单元(3)上。
5.根据权利要求3的装置，其特征在于其包括一个用于将第一轴承(1)的内圈(6)抵压在第一水平承压表面(11)上的抵压部件(13)。
6.根据权利要求3、4和5的装置，其特征在于所述抵压部件(13)用于将第一轴承(1)的内圈(6)抵压在第一水平承压表面(11)上并同时将第二轴承(2)的内圈(7)抵压在第二水平承压表面(12)上。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于所述抵压部件(13)包括一个杆(14)，该杆由第一轴承(1)穿过支撑单元(3)延伸到第二轴承(2)，并基本平行于几何枢转轴线(4)，该杆用于将压力传递到第一轴承的内圈(6)和第二轴承的内圈(7)。
8.根据权利要求5、6或7的装置，其特征在于所述抵压部件(13)包括一个螺纹连接件，目的是产生压力。
9.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于所述第一轴承(1)是一个锥形滚柱轴承。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于所述第一轴承(1)设置在第二轴承(2)的上方。
11.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于所述第二轴承(2)是一个滑动轴承。
12.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于所述第二轴承被设置成仅能够将沿几何枢转轴线的径向施加的作用力吸收掉的结构形式。
13.根据权利要求1-11之一的装置，其特征在于所述第二轴承(2)被设置成能够将沿几何枢转轴线(4)的轴向和径向施加的作用力吸收掉的结构形式。
14.根据权利要求12的装置，其特征在于所述第二轴承包括两个独立的轴承单元，即，一个用于吸收径向力的第一轴承单元和一个用于吸收轴向力的第二轴承单元。
全文摘要
一种用于车辆车轮的可转向悬架上的装置，其包括设置在一支撑单元(3)上的一个第一轴承(1)和一个第二轴承(2)，目的是形成一个几何枢转轴线(4)，车辆车轮可围绕该枢转轴线(4)以可相对支撑单元转向的方式支撑在轴承内。该支撑单元设置有至少一个支撑表面(8)，第一轴承设置有一个内圈，该内圈又设置有一个指向径向的外表面(22)，该表面用于抵压并支撑在所述至少一个支撑表面(8)上，目的是将沿几何枢转轴线(4)的径向施加的作用力吸收掉。
文档编号B62D7/18GK1662412SQ03814167
公开日2005年8月31日 申请日期2003年6月17日 优先权日2002年6月19日
发明者扬-乌洛夫·博丁 申请人:沃尔沃·拉斯特韦格纳公司