专利名称：转动凸轮校准系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及机动车悬架，特别涉及用于机动车悬架和轴的校准的系统。
背景技术：
在一种常规的机动车悬挂系统中，悬架控制臂具有与机动车的轴刚性连接的第一端和与从机动车车架延伸的支架枢接的第二端。控制臂的第二端可终止于衬套中。支架一般包括将衬套接收在它们之间的间隔的第一和第二壁。紧固件穿过支架的第一壁、衬套以及支架的第二壁延伸。紧固件还穿过设置在支架的第一壁和第二壁之间并且在衬套的任何一侧上的一个或者多个垫圈。螺母用于使得紧固件相对于支架定位并且控制臂围绕紧固件枢转。
常规悬挂系统必须在前后方向上校准以调节轴相对于机动车车架的前后位置，从而校准被支撑在轴上的车轮。特别是，不适合的校准可导致轮胎过早磨损。在大多数常规悬挂系统中，通过使得控制臂相对于从车架延伸的支架移动来实现校准。支架的每一个间隔的壁一般包括具有平行于机动车纵向的主轴的细长狭槽。控制臂在其上枢转的紧固件在这些狭槽内移动以导致悬架控制臂和轴的相应移动。在一些常规的悬挂系统中，围绕紧固件设置焊接环圈并且环圈的位置被调节以移动紧固件。接着在完成适合的校准后将环圈焊接在车架支架上。这些常规系统是不利的，这是由于悬架和轴的重新校准需要去除现有的焊接和进行新的焊接-需要大量时间的工艺。在其他常规悬挂系统中，偏心凸轮被设置在紧固件周围并且利用在车架支架上的一个或者多个引导件引导凸轮。凸轮的转动使得紧固件在车架支架的狭槽内位移，从而调节悬架和轴的校准。尽管后面所述的这些系统能够在较短的时间内使得悬架重新校准，该系统需要附加的部件以及现有悬挂部件的机加工，从而增大悬架的成本、重量和复杂性。这些校准系统也可具有较低的承载能力，阻碍它们用于拖车和其他高承载能力的机动车。
本发明人这里已经认识到，需要一种将最大程度减少或者消除上述缺陷的一个或者多个的机动车悬架。
发明内容
本发明提供一种机动车悬架，特别涉及一种用于机动车悬架和轴的校准的系统。
本发明所涉及的用于机动车的悬架包括与机动车轴相连的悬架控制臂，所述悬架控制臂具有与从机动车车架延伸的支架枢接的一端。所述支架包括相互分隔的第一和第二板，所述第一和第二板限定了对准的细长开口。第一板还限定靠近所述细长开口的弧形孔。本发明的悬架还包括可相对于支架的第一板转动的凸轮。所述凸轮限定一个孔和与第一板中的细长开口对准的突出部。所述突出部被构成得用于插入和在第一板的细长开口内移动。所述凸轮还可限定被构成得用于插入和在支架的第一板的弧形孔内移动的销。紧固件穿过凸轮中的孔、支架的第一和第二板中的细长开口以及悬架控制臂的端部延伸。凸轮的转动可导致所述销沿着支架的第一板的弧形孔相应移动以及紧固件沿着支架的第一和第二板中的细长开口相应移动。
本发明所涉及的悬架与常规的悬挂系统相比，具有几个优点。第一，本发明系统无需在校准过程中安装或者去除焊接，从而与许多常规系统相比，悬架的重新校准需要较少的时间。第二，本发明的校准机构具有增加的承载能力且可与拖车和其它高承载能力的机动车一起使用。第三，本发明系统重量轻并且使用简单的低成本方法制造本发明的系统的部件。因此，本发明系统的重量低于大多数常规系统并且成本低。
本领域技术人员可以从下列详细描述和举例说明本发明的特征的附图中明显地看出本发明的这些和其他特征和目的。
图1是本发明所涉及的机动车悬架的一个侧平面图。
图2是图1的悬架的一部分的分解透视图。
图3是图2的凸轮的另一个透视图。
具体实施例方式
现参照附图，在各个附图中利用相同的附图标记表示相同的部件，图1示出了机动车10的一部分。机动车10可包括车架12、一个或者多个轴14、轮16和本发明所涉及的悬架18。在所示实施例中，机动车10包括半拖车。但是，应该理解的是，本发明可用于多种机动车中。
车架12为机动车10的车体提供结构支撑。车架12在本领域是常规的并且可由常规的金属和诸如钢的金属合金制成。车架12可包括一对纵向轨道(图1中仅示出了其中一个)和横向构件，这在本领域是常规的。车架12还可包括用于安装机动车10的各个部件(包括悬架18)的多个安装支架，诸如支架20。
参见图2，将详细描述支架20。提供支架20以将悬架18枢转地安装在车架12上并且在本领域是常规的。支架20包括中心板22和一对内侧和外侧的间隔的侧板24、26，支架20可被焊接到车架12上或者与车架12成为一体。侧板24、26包括能够使得悬架18和轴14前后校准的对准的细长狭槽28、30。狭槽28、30都具有基本上平行于机动车10的纵向的主轴32和基本上垂直于机动车10的纵向的副轴34(图2中仅示出了一组轴线)。每一个狭槽28、30可具有在主轴32的任何一侧上的平部36、38和在副轴34的任何一侧上的弯曲部分40、42。侧板26还包括靠近细长狭槽30设置的弧形孔44。弧形孔44可被设置成使孔44围绕细长狭槽30的弯曲部42形成弧形并且在狭槽30处的主轴34穿过孔44延伸。在图1的所示实施例中，孔44相对于机动车行驶方向设置在狭槽30的前面。但是，应该理解的是，孔44也可位于狭槽30的后面。
还参见图1，提供轴14以将车架12支撑在轮16上并且还为各个悬挂和制动部件提供安装表面。轴14在本领域是常规的并且可由常规的金属和诸如钢的金属合金制成。轴14在相对于机动车10的横向上延伸并且可将一个或者多个轮16支撑在每一端上。
提供车轮16以支撑机动车10并且在本领域也是常规的。轮16被支撑以在轴14的每一端上转动并且包括安装在其上的轮胎。
悬架18被提供以使得轴14与车架12接合并且允许轴14相对于车架12移动。在所示的实施例中，仅示出了一个悬挂组件。但是，应该理解的是，类似的组件可被设置在机动车10的另一侧上的轴14的相对端部处。悬架18可包括控制臂46、弹簧组件48和诸如U形螺栓50和支架52的用于将臂46安装在轴14上的装置。悬架18还可包括凸轮54、盘56和诸如安装组件58的用于将臂46枢转地安装在车架12上的装置。应该理解的是，悬架18还可包括其他常规的悬挂元件，诸如震动吸收器60，在这里未详细示出。
控制臂46为悬架18提供构架并且以可移动的方式使得轴14与车架12接合。臂46在本领域是常规的并且可由常规的金属和诸如钢的金属合金制成。在所示的实施例中，臂46包括常规的上悬牵引臂结构。但是，本领域技术人员应该理解的是，本发明校准装置可用于具有多种控制臂的悬架中。臂46的一端62(在所示的实施例中的后端)可为弹簧组件48提供安装表面。臂46的另一端64(在所示的实施例中的前端)被接收在支架20的侧板24、26内并且通过安装组件58被枢转地安装在支架20上，如下面详细描述的。
提供弹簧组件48以响应于机动车10驶过的地面的变化而阻尼车架12的移动。弹簧组件48在本领域是常规的。在所示实施例中，组件48包括常规空气弹簧66，常规空气弹簧66包括控制弹簧66内的空气压力的活塞68。活塞68以抵靠弹簧66的形式被安装在臂46的端部62上。本领域技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的保护范围的情况下，用于空气或者机械弹簧的多种已知构造可被使用。
U形螺栓50和支架52被提供以将控制臂46固定地接合在轴14上，并且在本领域是常规的。U形螺栓50被设置在轴14的周围并且其端部被接收在支架52中，利用螺母70将其端部固定在支架52上。支架52可被焊接在臂46上或者与臂46成为一体。本领域技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以多种方式使得臂46接合在轴14上。例如，臂46可被焊接在轴14上或者可利用多个设置在轴14周围并且接合在一起的卡子使得臂46接合在轴14上。
参见图2，凸轮54被提供以用作悬挂校准装置。凸轮54可被设置在支架20的外侧板26的外侧(相对于机动车)。但是，本领域技术人员应该理解的是，凸轮54也可被设置在支架20的内侧板24的内侧(相对于机动车)。凸轮54一般为梨形。但是，本领域技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的保护范围的情况下，凸轮54可包括多种形状，诸如矩形。凸轮54可由常规的金属和诸如钢的金属合金制成。可利用简单的低成本的方法制造本发明的转动凸轮校准系统的部件(包括凸轮54)。根据系统部件的低成本制造方法，凸轮54可被冲压或者激光切割，这取决于所需的部件的所需量。凸轮54限定突出部72和从动销74(在图3中最佳地示出)。
突出部72与狭槽30配合以使得紧固件76(下面进一步详细描述)在前后方向上移动，实现悬架18的校准。突出部72一般为圆形并且在组装时在狭槽30中。孔78穿过凸轮54延伸并且突出部72的尺寸适于接收紧固件76。突出部72和孔78与支架20的侧板24、26中的狭槽28、30对准。突出部72可朝向支架20延伸并且构成得插入支架20的壁26的细长狭槽30内和在支架20的壁26的细长狭槽30内移动。突出部72可穿过支架20延伸并且延伸到设置在控制臂46的端部64内的衬套(未示出)中。
提供销74以插入支架20的弧形孔44内和在支架20的弧形孔44内移动。从动销74在图3中被最佳地示出，其中示出了凸轮54的另一个透视图。从动销74可设置在与突出部72相同的凸轮54的一侧并且可朝向支架20延伸。还参见图2，凸轮54的转动使得从动销74在弧形孔44内运动并且使得突出部72和紧固件76在前后方向上移动。凸轮54的该转动能够实现悬架18的适合的校准。
凸轮54也可在外侧限定凹槽80。提供凹槽80以用于转动凸轮54的工具(未示出)接合。凹槽80一般为矩形，尽管本领域技术人员应该认识到，其他各种形状也在本发明的保护范围内。应该理解的是，多种结构可被提供以利用常规工具使得凸轮54接合。例如，多个凹槽可构成为接收用于转动凸轮54的工具以使得机动车悬架18校准。凸轮54也可包括适于利用用于转动凸轮54的工具接合的凸缘以使得机动车悬架18校准。在一个实施例中，诸如棘齿或者刀轮(breaker bar)的工具可接合凹槽80以转动凸轮54。凸轮54的转动使得突出部72在支架20的狭槽30内移动。因此，迫使紧固件76在支架20的狭槽30内前后移动，这取决于转动方向。
提供盘56以接收紧固件76。盘56可设置在支架20的内侧板24的内侧(相对于机动车)。盘56一般可为圆形。盘56可由常规的金属和诸如钢的金属合金制成。根据系统部件的低成本制造方法，盘56可被冲压或者激光切割，这取决于所需的部件的所需量。盘56可包括从盘56延伸的突出部82。突出部82可限定可用于接收紧固件76的基本上圆形的开口。突出部82可朝向支架20延伸并且可用于插入支架20的壁24的细长狭槽28内和在支架20的壁24的细长狭槽28内移动。突出部82可穿过支架20延伸并且延伸到设置在控制臂46的端部64内的衬套(未示出)中。
现参见图1，提供安装组件58以将悬架18接合在车架12上并且使得控制臂46的端部64围绕横过机动车10的纵向延伸的轴线84枢转运动。安装组件58可包括衬套(未示出)和紧固件组件86。
提供衬套以使得臂46围绕紧固件组件86的紧固件76转动。衬套在该领域是常规的并且通常被安装或者设置在控制臂46的端部64内。衬套可包括由金属或者金属合金制成的套筒并且还可包括设置在套筒周围的诸如橡胶的弹性材料。衬套还可包括相对于金属套筒和弹性材料径向向外地设置的壳体。衬套的套筒可包括尺寸适于接收组件86的紧固件76的通孔。套筒可在从衬套向外延伸的任何一端处限定凸台。
提供紧固件组件86以将控制臂46的端部64固定在支架20上。组件86可包括紧固件76、垫圈88、90和螺母92。紧固件76可包括螺钉、螺栓、销或者其他常规紧固件。紧固件76穿过凸轮54中的孔78和突出部72、支架20的侧板26中的狭槽30、悬架控制臂46的端部64、支架20的侧板24的狭槽28和盘56中的突出部82延伸。对于在狭槽28、30中的紧固件76，在已经建立适合的预定位置后，可以一种常规的方式利用垫圈88、90和螺母92使得紧固件76被定位。悬架18的适合校准可使得轮胎磨损达到最小。凸轮54的转动使得从动销74在弧形孔44中以及突出部72在狭槽30中进行相应的移动。该动作使得紧固件76在前后方向上在支架侧壁24、26中的细长开口28、30内移动。
参见图1-3，将描述本发明所涉及的一种用于校准机动车悬挂系统18和轴14的方法。该方法包括提供与机动车10的轴14相连的悬架控制臂46的步骤，所述悬架控制臂46具有与从机动车10的车架12延伸的支架20枢接的一端。所述支架20包括相互分隔的板24、26，所述板24、26限定了对准的细长开口28、30。板26还限定靠近细长开口30的弧形孔44。该方法还包括提供可相对于支架20转动的凸轮54的步骤，所述凸轮54限定一个孔78和与支架20的板26中的细长开口30对准的突出部72。所述突出部72可用于插入板26的细长开口30内和在板26的细长开口30内移动。所述凸轮54还限定用于插入支架20的板26的弧形孔44内和在支架20的板26的弧形孔44内移动的销74。该方法还包括提供穿过凸轮54中的孔78和突出部72、支架20的板24、26中的细长开口28、30以及悬架控制臂46的端部延伸的紧固件76的步骤。该方法还可包括提供盘56的步骤，所述盘56具有与支架20的板24中的细长开口28对准的突出部82，突出部82用于接收紧固件76。最后，该方法还包括转动凸轮54导致所述销74沿着支架20的板26的弧形孔44相应移动以及紧固件76沿着支架20的板24、26中的细长开口28、30相应移动的步骤。该步骤还包括将工具插入到凸轮54中的凹槽80中的子步骤。该转动使得紧固件76在支架20的侧板26的狭槽30内前后移动，从而校准悬架18和轴14。
本发明所涉及的悬架18和转动凸轮校准系统与常规的悬挂系统相比，具有很大的改进。首先，本发明系统无需在校准过程中进行焊接或者去除焊接，从而与许多常规系统相比，悬架的重新校准需要较少的时间。第二，本发明的校准机构具有增加的承载能力，且可以与拖车和其它高承载机动车一起使用。第三，本发明系统重量轻并且使用简单的低成本方法制造本发明系统的部件。因此，本发明系统的重量低于大多数常规系统并且成本低。
尽管已经参照本发明的优选实施例对本发明进行了特别的描述，但本领域技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的保护范围的情况下可对本发明进行各种改进和变型。
权利要求
1.一种机动车的悬架，包括与机动车轴相连的悬架控制臂，所述悬架控制臂具有与从机动车车架延伸的支架枢接的一端，所述支架包括相互分隔的第一和第二板，所述第一和第二板限定了对准的细长开口，所述第一板还限定靠近所述细长开口的弧形孔；可相对于支架的第一板转动的凸轮，所述凸轮限定有孔和与第一板中的细长开口对准的突出部，所述突出部构造成用于插入第一板的细长开口内并在第一板的细长开口内移动，所述凸轮还限定用于插入支架的第一板的弧形孔中并在支架的第一板的弧形孔内移动的销；穿过凸轮中的孔、支架的第一和第二板中的细长开口以及悬架控制臂的端部延伸的紧固件，其中，凸轮的转动使所述销沿着支架的第一板的弧形孔相应移动以及紧固件沿着支架的第一和第二板中的细长开口相应移动。
2.如权利要求1所述的悬架，其特征在于，所述凸轮的所述突出部基本上为圆形。
3.如权利要求1所述的悬架，其特征在于，所述凸轮包括构造成用于接收转动所述凸轮的工具以允许所述机动车悬架的校准的凹槽。
4.如权利要求1所述的悬架，其特征在于，所述第一板的所述细长开口的主轴线穿过所述第一板的所述弧形孔延伸。
5.如权利要求4所述的悬架，其特征在于，所述弧形孔设置在所述第一板的所述细长开口的前侧或者后侧之一上。
6.如权利要求1所述的悬架，其特征在于，还包括可相对于所述支架的所述第二板转动的盘，所述盘具有构造成用于接收所述紧固件的突出部，所述盘的所述突出部与在所述第二板中的所述细长开口对准。
7.如权利要求6所述的悬架，其特征在于，所述凸轮设置在所述盘的外侧。
8.一种校准机动车的悬架和轴的方法，包括下列步骤提供与机动车轴相连的悬架控制臂，所述悬架控制臂具有与从机动车车架延伸的支架枢接的一端，所述支架包括相互分隔的第一和第二板，所述第一和第二板限定了对准的细长开口，所述第一板还限定靠近所述第一板的细长开口的弧形孔；提供构造成相对于支架转动的凸轮，所述凸轮限定一个孔和与第一板中的细长开口对准的突出部，所述突出部构造成用于插入第一板的细长开口内并在第一板的细长开口内移动，所述凸轮还限定构造成用于插入支架的第一板的弧形孔内并在支架的第一板的弧形孔内移动的销；提供穿过凸轮的孔和突出部、支架的第一和第二板中的细长开口以及悬架控制臂的端部延伸的紧固件，以及转动凸轮使所述销沿着支架的第一板的弧形孔相应移动以及紧固件沿着支架的第一和第二板中的细长开口相应移动。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述转动步骤还包括将工具插入到在所述凸轮中的凹槽中的子步骤。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括提供盘的步骤，所述盘具有与在所述支架的所述第二板中的所述细长开口对准的突出部，所述突出部构造成用于接收所述紧固件。
全文摘要
一种用于机动车悬架和轴校准的改进系统包括可相对于悬挂支架的两个相互分隔的板中的一个转动的梨形凸轮。凸轮板中的孔和突出部与在支架板中的细长开口对准。所述凸轮还可包括用于插入和在支架板中的弧形孔内移动的销。紧固件穿过凸轮中的孔和突出部、支架板中的细长开口以及悬架控制臂延伸。凸轮的转动导致所述销沿着支架板的弧形孔相应移动以及紧固件沿着支架的细长开口相应移动。
文档编号B62D17/00GK1820995SQ200610009030
公开日2006年8月23日 申请日期2006年2月16日 优先权日2005年2月16日
发明者M·L·泽博尔斯基 申请人:达纳公司