专利名称：双锥形转向节和双锥形接头套筒的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆转向节。更具体地，本发明涉及具有接头套筒的 车辆转向节。
背景技术：
在传统的车辆转向轴总成中，转向节总成可包括主体、转向臂、 制动器安装板、用于车轮轮毂的芯轴、轴承和轮胎总成(参见比如美
国专利No. 6,623,019,该专利在这里通过参考并入本文)。转向节利用 可分离的主销结合至转向轴，转向臂连接至车辆的转向组件。
通常，转向节具有凸块叉，该凸块叉限定了具有对准的孔的第一 和第二转向节主体凸台。叉部分地围绕转向轴的一端，转向轴限定了
具有轴孔的轴凸台，该轴孔与转向节叉的转向节主体孔对准。主销延 伸穿过第一转向节主体孔、穿过轴孔并且穿过剩下的转向节主体孔， 以便可旋转地将转向节和转向轴结合在一起。
在这些传统的转向轴总成中，转向节绕竖向地倾斜的转向轴线上 的主销枢转。通常，衬套设置(例如压制)在转向节主体的对准的孔 中，以便允许转向节相对于主销旋转。
此外，某些转向节具有上、下转向孔，其中转向臂和横拉杆臂设 置在该转向孔中。转向臂和横拉杆臂用来控制车辆的转向。这些转向 节转向孔通常水平地倾斜。
然而，传统的转向轴总成存在多个缺陷。通常，由于比如转向/ 横拉杆臂进入转向节转向孔的组装方向(即，从前至后(向后引导) 或者从后至前(向前引导))，所以车辆每一侧的转向节转向孔的形状 不同，每个转向轴总成的转向节转向孔的尺寸是独特的，并且转向节 转向孔的尺寸从转向节顶部至转向节底部也是独特的。结果，车辆每一侧需要单独的转向节，这需要较高的设计、材料、制造、劳动力、 存货和运营成本。
Dubensky的美国专利No. 4，761，019公开了 一种由金属片制成的 转向节，通过将控制臂通道定向为指向一个方向或另一个方向，该转 向节能够用作左侧或右侧转向节。Dubensky需要利用球铰来安装上、 下控制臂或横拉杆的三个通道，并且需要关于水平轴线对称的控制臂 通道，使得转向节可用在任一侧。
如今，要求转向节很坚固(例如与金属片相比的锻钢)，并且转向 节经常要求具有机械地结合至车辆两侧的横拉杆的能力。此外，转向 臂不仅以指向向前的方式连接至转向节，而且以指向向后的方式连接 至转向节转向孔。然而，这要求在车辆两侧使用不同的车辆转向节。
从而，需要提供一种坚固的车辆转向轴总成，对于每个转向轴而 言，或者对于转向/横拉杆臂进入转向节转向孔的组装方向而言，在车 辆每一侧不利用单独的转向节。这应当至少导致提供具有较低的设计、 材料、制造、劳动力、存货和运营成本的车辆转向轴总成。
发明内容
一种车辆转向节，包括第一转向凸台，其具有连接第一通道开口 和第二通道开口的第一连续通道，所述第一通道从内径到所迷第一通 道开口和所述第二通道开口中每一个向外形成锥形。所述转向节进一 步包括第二转向凸台，其具有连接第三通道开口和第四通道开口的第 二连续通道，所述第二通道从内径到所述第三通道开口和所述第四通 道开口中每一个向外形成锥形。所述转向节还包括中空的第一接头套 筒和中空的第二接头套筒，所述中空的第一接头套筒位于所述第一转 向凸台的所述笫一通道开口或所述第二通道开口内，所述中空的第二 接头套筒位于所述笫二转向凸台的所述第三通道开口或所述第四通道 开口内。由于这种结构，转向节可用在车辆的任一侧，可允许转向臂/ 横拉杆臂从前至后(向后引导)或从后至前(向前引导)进入上转向
凸台或下转向凸台中，并且可应用于各种尺寸的转向节转向轴总成。参考形成说明书 一部分的附图，从以下说明和所附权利要求中， 本发明的其它优点将会变得明显，其中相同的附图标记在多幅图中表 示相应的部分。
图1为根据本发明的转向节的局部三维剖视图； 图2为车辆转向轴总成的三维图，车辆其中一侧具有图1的转向 节(局部剖视平面图)、上转向臂和下横拉杆臂；
图3A为图2的上转向节孔和上转向臂的详细局部剖视平面图； 图3B为图2的下转向节孔和下横拉杆臂的详细局部剖视平面图； 图4示出了键和带有键槽的中空接头套筒插入图l的任一个凸台； 图5示出了键槽和带有键的中空接头套筒插入图1的任一个凸台。
具体实施例方式
应当理解，本发明可采用各种可选的定向和步骤顺序，除了特别 进行相反的说明之外。还应当理解，附图中所示的和以下说明书中所 记载的具体装置和方法仅仅只是所附权利要求限定的发明范围的示例 性实施例。因此，涉及所公开实施例的具体尺寸、方向或其它物理特 性不被看做是限制性的，除非权利要求特别进行了另外的声明。
图l示出了具有上转向凸台12和下转向凸台14的转向节10。上 凸台12具有连续通道16，该连续通道16的两侧具有开口。下凸台14 具有下连续通道18，该下连续通道18的两侧具有开口 。各个通道16、 18从内径22、 24到其相应的开口向外形成锥形Tl、 T2、 T3、 T4 (可 以相同)，所述内径22、 24在其相应的通道16、 18内是最小的内径。 内径22、 24可在两侧的相应开口之间的中间位置处。转向节10可包 括锻钢。
图2示出了车辆转向轴总成35，其中字母"F"指示车辆的前方 (或者可能是前面)，字母"R" 指示车辆的后方。图2还示出了彼 此相似的中空接头套筒26、 28，该中空接头套筒26、 28与双锥形通
8道16、 18配合。结果，提供一种具有双锥形套筒26、 28的双锥形转 向节10。
图3A中进一步详细地示出了图2的接头套筒26，其中套筒26 已经被引导(即在组装过程中向前引导)进入转向节转向凸台12的后 开口中。通过使通道16从内径22向两个开口形成锥形，相应的锥形 转向臂20被引导(即在组装过程中向后引导)进入并穿过前开口 ，并 且穿过贯穿中空接头套筒26中心的孔。应当理解，组装的顺序也可以 反过来，其中首先将转向臂20引导进入并穿过前开口，然后将套筒 26引入进入转向节转向凸台12的后开口，并且围绕所述转向臂20的 一部分。
图3B中进一步详细地示出了图2的接头套筒28，其中套筒28已 经被引导(即在组装过程中向后引导)进入转向节转向凸台14的前开 口中。通过使通道18从内径24向两个开口形成锥形，相应的锥形横 拉杆臂30被引导(即在组装过程中向前引导)进入并穿过后开口 ，并 且穿过贯穿中空接头套筒28中心的孔。应当理解，组装的顺序也可以 反过来，其中首先将横拉杆臂30引导进入并穿过后开口，然后将套筒 28引入进入转向节转向凸台14的前开口，并且围绕所述横拉杆臂30 的一部分。
图2还示出了用于转向轴总成35的相对侧的不同组装，其中，转 向臂20A被向前引导，横拉杆臂30A也被向前引导。横拉杆臂30、 30A设置在横拉杆32的端部处。尽管图2中未示出，同样的相对侧的 转向节(如上详细所述)已经组装有如上所述被向前引导的臂20A、 30A，其中所述同样的相对侧的转向节的通道形成与通道16、 18相同 的锥形，并且向后引导上、下接头套筒。
应当理解，上述结构允许臂20、 20A、 30、 30A的定向引导具有 其它可能的组合，在图l-3B中的上述结构示出了套筒26、 28与其被 相反地引导和定向的配对转向臂20、 20A以及横拉杆臂30、 30A的定 向引导。从而，转向节IO可用在车辆的任一侧上，在上转向凸台或下 转向凸台中可允许转向臂/横拉杆臂从前至后或从后至前进入，以及可200910169175.4 应用于各种尺寸的转向节转向轴总成。
在完成套筒26、 28及其相反地引导和定向的配对转向臂20、 20A 或横拉杆臂30、 30A的定向引导后，螺母36组装到各个臂20、 20A、 30、 30A的端部38或42。拧紧螺母36的结果是，具有相应锥形Tl、 T2或T3、 T4的臂20、 20A或30、 30A与中空接头套筒26或28的 内表面47或48配合，所述中空接头套筒26或28i殳置在与臂20、20A 或30、 30A进入相应通道时所经过的通道开口相对的通道开口中。此 外，螺母36与中空接头套筒26或28的外周表面51或52配合。从而， 臂20、 20A、 30、 30A和中空接头套筒26、 28紧固到通道16、 18内。
还可以理解，臂20、 30可以设置在转向节10的相应转向凸台通 道16、 18中的任一开口内，其中接头套筒26或28 "填充"与转向臂 20或横拉杆臂30进入转向节通道16、 18的位置相对的开口处的锥形。 因此，对于各个通道16、 18而言，转向节10的形状和尺寸可以相同。
图l和2还示出了基本上相同的主销23、 23A以及设置在车辆转 向轴总成35的端部处的轴部件25、 25A。主销23设置成穿过转向节 IO的上、下主体(已知为叉)和所述轴部件25中的一组孔40。从而， 转向节10通常绕着沿着关于主销23或23A的任一方向的竖直轴线V 旋转。
如图1、 3A、 3B、 4、 5所示，套筒26、 28的凸台12、 14可构造 成具有键46、 46A和相应的互锁键槽45、 45A (其中键槽45代表图1 中的凸台键槽43、 44)，该键槽45、 45A允许键46、 46A在组装过程 中滑到键槽45、 45A中，但是在拧紧螺母36时将套筒26、 28旋转锁 定至凸台12、 14。
本领域技术人员认识到，键槽45A将设置成穿过套筒26、 28的 向外的表面，其中键46A将设置在转向节通道16、 18的向内的表面 上。或者，键槽45可设置成穿过转向节通道16、 18的向内的表面， 其中键46将设置在套筒26、 28的向外的表面上。这些构造中的任一 个都会使得在拧紧螺母时键46、 46A将套筒26、 28旋转锁定至转向 节10。上述结构的结果是，车辆转向轴总成不需要在车辆每一侧和各个 转向轴用不同转向节总成，从而提供具有较低的材料、存货、设计、 制造、劳动力和运营成本的车辆转向轴总成。此外，通过在车辆的每
一侧使用这种共同的转向节10，可以减少服务人员的置换时间。
为了清楚地显示各个表面以及不同元件之间的关系，图3A、 3B、 4和5显示的各个元件之间(例如，套筒26、 28和凸台12、 14之间， 套筒26、 28和臂20、 30之间，凸台12、 14和臂20、 30之间，以及 键46、 46A和键槽45、 45A之间)是分开的。实际上，这些元件通常 彼此紧密抵靠或装配在一起。
注意到，总体上在整个本申请中，具体上关于套筒26、 28、凸台 12、 14、臂20、 30、键46、 46A和键槽45、 45A之间可能仅仅几分 之一英寸的尺寸差异，专利附图不是用来精确地估量这些差异。
根据专利法的规定，采用优选实施例描述和说明了本发明的操作 原理和模式。然而，必须理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况 下，本发明可以釆用具体解释和说明的之外的方式进行实施。
ii
权利要求
1.一种车辆转向节，包括第一转向凸台，其具有连接第一通道开口和第二通道开口的第一连续通道，所述第一通道从内径到所述第一通道开口和所述第二通道开口中每一个向外形成锥形；第二转向凸台，其具有连接第三通道开口和第四通道开口的第二连续通道，所述第二通道从内径到所述第三通道开口和所述第四通道开口中每一个向外形成锥形；中空的第一接头套筒，其位于所述第一转向凸台的所述第一通道开口或所述第二通道开口内；以及中空的第二接头套筒，其位于所述第二转向凸台的所述第三通道开口或所述第四通道开口内。
2. 根据权利要求l所述的车辆转向节，其中各个所述内径为相应 通道内的最小直径。
3. 根据权利要求l所述的车辆转向节，其中一转向臂具有与在所 述第一通道开口或所述第二通道开口中任一个内的所述锥形配合的相 应锥形，所述转向臂与设置在所述第一通道开口或所述第二通道开口 中另一个内的所述中空的第一接头套筒的内表面配合，所述转向臂在 所述第一连续通道内通过螺母紧固至所述第一转向凸台，所述螺母与 所述中空的第一接头套筒的外周表面配合。
4. 根据权利要求3所述的车辆转向节，其中一横拉杆臂具有与在 所述第三通道开口或所述第四通道开口中任一个内的所述锥形配合的相应锥形，所述横拉杆臂与设置在所述第三通道开口或所述第四通道 开口中另一个内的所述中空的第二接头套筒的内表面配合，所述横拉杆臂在所述第二连续通道内通过螺母紧固至所述第二转向凸台，所述螺母与所述中空的第二接头套筒的外周表面配合。
5. 根据权利要求4所述的车辆转向节，其中所述第一转向凸台在 所述第二转向凸台上方。
6. 根据权利要求l所述的车辆转向节，其中所述第一转向凸台和 所述第二转向凸台在所述第一连续通道和所述第二连续通道外具有竖 直地对准的孔，所述竖直地对准的孔接收贯穿其中的主销。
7. 根据权利要求l所述的车辆转向节，其中所述中空的接头套筒 中每个都具有与相应转向节通道的内部键槽或键配合的键或外部键槽，以便将所述中空的接头套筒旋转锁定至转向节。
8. 根据权利要求l所述的车辆转向节，其中所述转向节转向凸台 的所述通道中每个内的所述锥形都是相同的。
9. 根据权利要求8所述的车辆转向节，其中所述内径中每个都处 于其相应的开口之间的中间位置处。
10. —种转向轴总成，包括具有两个端部的转向轴，其中所述转 向轴的所述端部中每个都借助主销能旋转地结合至权利要求1的车辆 转向节。
11. 根据权利要求1所述的车辆转向节，其中所述第一通道开口 和所述第三通道开口朝向所述车辆的后方，所述第二通道开口和所述 第四通道开口朝向所述车辆的前方，其中所述中空的第一接头套筒位 于所述第一通道开口内，转向臂位于所述第二通道开口内，所述中空 的第二接头套筒位于所述第四通道开口内，横拉杆臂位于所述第三通道开口内。
12. 根据权利要求1所述的车辆转向节，其中所述第一通道开口 和所述第三通道开口朝向所述车辆的后方，所述第二通道开口和所述 第四通道开口朝向所述车辆的前方，其中所述中空的第一接头套筒位 于所述第二通道开口内，转向臂位于所述第一通道开口内，所述中空 的第二接头套筒位于所述第四通道开口内，横拉杆臂位于所述第三通道开口内。
13. 根据权利要求1所述的车辆转向节，其中所述转向节包括锻钢。
14. 一种转向轴总成，用于具有两个转向节的车辆，所述转向轴 总成包括具有两个端部的横拉杆，所述两个端部上具有第一横拉杆臂和第二横拉杆臂；第一转向节，其包括位于上转向凸台的连续通道的后通道开口内的中空的第一接头套筒，所述通道从内径朝向前通道开口和所述后通道开口向外形成锥形；第一转向臂，其位于所述上转向凸台的所述连续通道的所述前通道开口内，并且位于所述第一接头套筒内；第一螺母，其将所述第一转向臂紧固至所述笫一转向节；中空的第二接头套筒，其位于下转向凸台的连续通道的前通道开口内，所述通道从内径朝向所述前通道开口和后通道开口向外形成锥形；所述第一横拉杆臂位于所述下转向凸台的所述连续通道的所述后通道开口内，并且位于所述第二接头套筒内；以及第二螺母，其将所述第一横拉杆臂紧固至所述第一转向节；以及第二转向节，其包括位于上转向凸台的连续通道的前通道开口内的中空的第三接头套筒，所述通道从内径朝向所述前通道开口和后通道开口向外形成锥形；第二转向臂，其位于所述上转向凸台的所述连续通道的所述后通道开口内，并且位于所述第三接头套筒内；第三螺母，其将所述第二转向臂紧固至所述笫二转向节；中空的第四接头套筒，其位于下转向凸台的连续通道的前通道开口内，所述通道从内径朝向所述前通道开口和后通道开口向外形成锥形；所述第二横拉杆臂位于所述下转向凸台的所述连续通道的所迷后通道开口内，并且位于所述第四接头套筒内；以及第四螺母，其将所述第二横拉杆臂紧固至所述第二转向节。
15. —种组装转向总成的方法，所述转向总成用于具有两个转向节的车辆，所述方法包括在第一转向节中，将中空的第一接头套筒设置在上转向凸台的连续通道的后通道开口内，所述通道从内径朝向前通道开口和所述后通道开口向外形成锥形；引导第一转向臂穿过所述上转向凸台的所述连续通道的所述前通道开口，并且进入所述第一接头套筒内；借助第 一螺母将所述第 一转向臂紧固至所述第 一转向节；将中空的第二接头套筒设置在下转向凸台的连续通道的前通道开口内，所述通道从内径朝向所述前通道开口和后通道开口向外形成锥形；引导第一横拉杆臂穿过所述下转向凸台的所述连续通道的所述后通道开口，并且进入所述第二接头套筒内；借助第二螺母将所述第一横拉杆臂紧固至所述第一转向节；在第二转向节中，将中空的第三接头套筒设置在上转向凸台的连续通道的前通道开口内，所述通道从内径朝向所述前通道开口和后通道开口向外形成锥形；引导笫二转向臂穿过所述上转向凸台的所述连续通道的所述后通道开口，并且进入所述第三接头套筒内；借助第三螺母将所述第二转向臂紧固至所述第二转向节；将中空的第四接头套筒设置在下转向凸台的连续通道的前通道开口内，所述通道从内径朝向所述前通道开口和后通道开口向外形成锥形；引导所述第二横拉杆臂穿过所述下转向凸台的所述连续通道的所述后通道开口，并且进入所述第四接头套筒内；以及借助第四螺母将所述第二横拉杆臂紧固至所述第二转向节。
全文摘要
本发明涉及一种车辆转向节、转向轴总成和组装转向总成的方法，所述车辆转向节包括两个转向凸台(即上、下)，每个转向凸台具有分别连接分开的通道开口的连续通道，其中所述通道从内径到相应的开口中每个向外形成锥形。中空的第一接头套筒位于上转向凸台的通道开口的任一个内，中空的第二接头套筒位于下转向凸台的通道开口的任一个内。这种结构使得转向节可用在车辆的任一侧，允许转向臂/横拉杆臂从前至后(向后引导)或从后至前进入转向凸台的任一个中，并且可应用于各种尺寸的转向节转向轴总成。
文档编号B62D7/18GK101670852SQ20091016917
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月11日 优先权日2008年9月12日
发明者J·C·阿德莱曼, S·T·伯恩 申请人:德纳重型车辆系统集团有限责任公司