专利名称：拖臂悬架的制作方法
相关申请本申请要求以1999年11月24日申请的美国临时申请№60/167312作为优先权。
发明的背景发明的领域本发明涉及一种拖臂悬架。其中一方面，本发明涉及一种具有拖臂的拖臂悬架，该拖臂具有一对采用夹紧间隔管刚性连接在一起的板。另一方面，本发明涉及一种具有栓接拖臂的拖臂悬架。
现有技术的说明众所周知，拖臂悬架通常用于重型汽车，例如半牵引拖车结构。拖臂悬架可用于牵引车的驱动轴或拖车的车轴。
通常的拖臂悬架包括一拖臂，该拖臂其一端通过车架托架与车架可枢轴转动地相连而其另一端通过气垫与车架相连。该拖臂支撑着安装有车轮的车轴。作用在车轮上的路面引起的反作用力可以通过拖臂相应于这些力的枢轴运动来控制，这些力受到气垫的阻滞。
假设通常的牵引拖车具有多个拖臂悬架并受到调整重量极限的限制，那么就会不断要求降低拖臂悬架的重量和成本，同时要维护或改善运转特性。而且，大批量地生产拖臂悬架也不断地施加压力要改善和简化悬架结构以便降低整体成本，包括安装和维护成本。
发明概述本发明涉及一种用于将车架支撑在地面支承的车轮上的拖臂悬架，其中，一对间隔拖臂组件将承载着车轴，且每个拖臂组件包括其一部分适于可枢轴旋转地安装在车架上的拖臂和用于阻止拖臂相对于车架枢轴运动的弹簧。根据本发明，每个拖臂包括一些间隔侧板、至少两个在该间隔侧板之间延伸的间隔件，和通过侧板延伸的坚固件，将间隔件夹在侧板之间形成一刚性梁。优选，间隔件是间隔侧板之间的唯一连接。
在本发明的优选实施例中，该间隔件具有一界定轴向通道的管体和相对端，每个相对端都顶靠着其中一个侧板，且紧固件包括穿过轴向通道的螺栓和拧在螺栓上的螺母。比较好的是，在间隔件和侧板之间安装有垫片。该至少两个间隔件中至少有一个还包括衬套，其由外套、同心地位于外套内的内套以及位于内套和外套之间并与内套相连以便内套相对于外套作弹性运动的弹性环。
在一个实施例中，将一个抗扭矩连接器连接到拖臂上并在拖臂之间延伸，以便弹性地阻止其中一个拖臂相对与另一个拖臂的相对转动。在一个实施例中，该抗扭矩连接器通过该至少两个间隔件中的至少其中一个安装到该拖臂上。该抗扭矩连接器通过间隔开的板与该至少两个间隔件中的至少其中一个连接，其每一个都具有开口，抗扭矩连接器就安装在该开口内。
在另一个实施例中，底板跨接并安装在拖臂的侧板上，抗扭矩连接器通过弹性联轴器安装在底板上。抗扭矩连接器通过间隔板连接到底板上，其中每一个都具有开口，抗扭矩连接器就安装在该开口内，且弹性联轴器包括一个位于底板和间隔板之间的衬套。弹性联轴器还包括位于底板上相对于第一衬套的另一侧的第二衬套以及穿过间隔板、底板以及第一和第二衬套的紧固件。一车架托架用于安装到框架并可枢轴转动地安装拖臂。或者，抗扭矩连接器能够安装到位于车架托架之下的拖臂上。
在本发明的优选实施例中，车轴通过该至少两个间隔件中的至少其中一个与拖臂相连。比较好的是，将车轴连接到拖臂上的该两个间隔件中的至少其中一个是一个弹性衬套联接器，使得拖臂相对于车轴转动。该车轴能够通过将车轴压缩安装到该至少一个间隔件上的包装带安装到该至少两个间隔件中的至少其中一个上。
在本发明的实施例中，弹簧为气垫。
根据下面结合附图的确切的说明可以对本发明的其它目的、特征以及优点更为清楚。
附图简要说明这些附图为
图1是拖臂悬架的顶后透视图，该拖臂悬架安装在车架纵梁上并承载这驱动轴，拖臂组件包括根据本发明安装在一部分车架纵梁上的栓接梁以及在车架和拖臂组件之间延伸的减振器；图2是图1中拖臂悬架的侧视图；图3为图1和2所示栓接梁的分解图，表示出了用于安装转距管的转距管适配器；图3A是转距管适配器的另一种结构；图4为图2中沿线4-4所作的剖视图；图5是拖臂悬架的第二实施例的侧视图，其中拖臂组件具有本发明的栓接梁；图6是本发明拖臂悬架的第二实施例的俯视图，其中为了清楚起见，将车架纵梁和减振器拆掉了；图7是拖臂悬架的第三实施例的侧视图，该悬架承载着非驱动轴，其中拖臂组件包括与挤压接头相结合的本发明的栓接梁，该挤压接头用于将车轴和拖臂联接起来；图8是图7所示的拖臂悬架的第三实施例的俯视图，其中为了清楚起见，将车架纵梁和减振器拆掉了；图9是拖臂悬架的第四实施例的侧视图，该悬架安装有弹性盘状轴瓦而不是套管连接器，从而将转距管连接到拖臂上；图10是图9中拖臂悬架的第四实施例的俯视图，其中为了清楚起见，将车架纵梁和减振器拆掉了；图11是图9的局部放大剖视图，表示出了转距管如何安装在拖臂上的。
优选实施例的说明图1所示的是驱动轴12的拖臂悬架10，该拖臂悬架包括一对与相应车架纵梁16相连的拖臂组件14。横向力与力矩控制件18可枢轴转动地安装在车架纵梁16和驱动轴12上以便控制横向运动和加速度并阻滞驱动轴12的诱导输入力矩。由于拖臂组件14都是相同的，因此只对拖臂组件中的其中一个进行详细描述，可以理解的是该说明适用于这两个拖臂组件14。
参看图1-3，拖臂组件14包括拖臂20，该拖臂的一部分通过如套管连接器一样的轴瓦24可枢轴转动地车架托架22相连。气垫26位于拖臂20的另一部分和车架16之间以防止拖臂20产生旋转运动。
车轴适配器28通过采用套管连接器30方式的活节连接方式连接到拖臂20上。减振器32在车轴适配器28和车架托架22之间延伸以便有助于阻滞拖臂20相对于车架托架22的旋转运动。
和车轴适配器28的方式一样，转距管适配器34通过采用一对套管连接器36、38形式的万向联轴方式与拖臂20相连并安装转距管40，该转距管在拖臂组件14之间延伸以抵抗施加在拖臂上的汽车侧倾诱导力矩，由此使得拖臂悬架10具有侧倾稳定性。
参照图2和3对拖臂悬架10的各种元件进行更为详细的描述。车架托架22包括一U形部分44，该U性部分的末端终止于横向方向的凸缘46，该凸缘通过螺栓47栓接到车架纵梁16上。J形插件48的位于U形部分内并焊接到U形部分44上。U形部分44的下边缘和J形部分48具有弓形轮廓，该弓形轮廓内容纳有套50，该套50最好焊接在该弓形轮廓上。套50的大小做成能够以压配关系安装套管连接器24。J形插件48增加了车架托架弯曲刚度，并且如果所需的弯曲刚度比较小的话就能去掉该J形插件48。
拖臂20包括一对侧板56、58。每个侧板都有一沿着上部边缘的向外的凸缘60和沿其下部边缘向内的凸缘62。凸缘60、62为侧板56、58提供了弯曲强度。
车轴适配器28包括一具有U形凹槽70的轴座68以及位于一套管74内的弓形边缘72，该U形凹槽70的大小能够容纳驱动轴12的轴壳，该套管74位于该弓形边缘内，该套管74最好焊接在该弓形边缘上。套74的大小能够以压配关系滑动地安装套管连接器30。
转距管适配器包括一对平行板78、80，每个平行板都具有套管口82、84，该套管口分别安装有套管86、88。这些套管最好在套管和板的交界面上焊接在平行板78、80上。平行板78、80还包括转距管开口90，该转距管开口的大小能够安装用于焊接连接的转距管40。气垫平台90安装在平行板78、80的顶部，形成用于安装气垫26下部的底座。
图3A所示的是转距管适配器的另一种结构。该另一种转距管适配器34’是采用铸造形成的，消除了图3所示的分开的侧板和套管。该铸件具有开口86’、88’，该开口具有将套管和开口结合起来的功能，其中套管连接器可以滑动地安装在开口86’、88’中。开口86’和88’最好含有倒角边缘89’和91’，以便易于将插入套管连接器。开口90’内安装有转距管。
参照图4，套管连接器24是所有套管连接器30、36以及38的图释，且具有一管状内套96和外套94。弹性环98位于内套96和外套94之间。内套96具有内部开口，该开口大小能够安装螺栓92，该螺栓上安装有螺母100。垫片102和104分别在板56、58的相对侧位于螺栓头和内套96之间。在侧板56、58和套管连接器之间的每个连接处，侧板56、58都对齐使得螺栓开口和侧板与内套96的内部对齐。螺栓92与垫片102和104一起插进侧板56、58和内套中的对齐开口中，且螺母与垫片一起拧到螺栓的端部。
需要指出的是，在许多装置中，套管连接器将会不需要外套94，因为有套50就足够了。在那些装置中，弹性环直接与套50接触。而且，需要指明的是，通常，弹性环具有多个构成外周面的凸起以确保与套接触，同时在这些凸起之间设有空段，该空段使得凸起在套插入时由于受到压缩而膨胀。
也可以采用其它适当的机械紧固件或结构将侧板安装到内套上。例如，可以在内套上攻出一螺纹孔并将螺栓拧进该套的每一端。该套也可以热压装配在侧板开口中从而机械地紧固在相对侧板上，因此消除了对螺栓的需要。然而这种组装并不是优选的，因为采用螺栓更有效且更低廉。而且可以采用铆钉或其它适当的紧固件来替代螺栓。
拖臂20的组装相对于现有的拖臂结构得到了极大地简化，因为侧板56、58通过采用螺栓92和螺母94将侧板56，58夹在套管连接器24、30、36以及38的内套上而被压缩性地固定在一起。侧板56、58和套管连接器24、30、36以及38组装时有效地构成了刚性梁。在紧固螺母94时，侧板被压缩固定在内套的端部。在套管连接器和侧板之间的所有交界面处进行相同的连接。在侧板58、60和套管连接器24、30、36以及38之间的多点压缩连接形成一种整体而刚性结构。
将侧板采用螺栓连接到套管连接器的内套上的优点在于，它避免了现有拖臂悬架中的更为复杂的梁结构。
以前的拖臂悬架包括一道盒子样结构的梁，盒子样结构的梁由各种板构件焊接而成，包括平板和U形板，接着在该梁上形成开口，套管连接器则安装在这些开口中。在这些梁中，套管连接器用来将车架托架和类似的部件连接到梁上。不过，套管连接器通过将套管连接器的外套插进梁的开口中并将外套焊接到梁上而与梁相连。采用套管连接器而不是套管连接器的内套将任何板刚性地连接到梁的连接部分。
该梁结构相对于现有的结构得到了极大地简化，因为，板利用套管连接器的内套结构通过板和套管连接器的内套之间的压缩连接而形成刚性梁。该梁的刚度在于梁抵抗垂直和横向弯曲的能力，同时能够使得梁绕该梁的纵向轴有些扭转。通过套管连接器的内套而不需要额外元件将板连接起来的方式都属于本发明的范围。
本发明的第二优点在于，梁没有象现有梁结构一样由于焊接造成的应力上升。因此，本发明的梁能够以较高的应力水平运转，且对材料的要求较低。
图5所示的是第二实施例的拖臂悬架210，该拖臂悬架具有栓接梁拖臂组件。第二实施例的拖臂悬架和第一实施例的拖臂悬架之间的主要区别在于将扭矩梁安装到拖臂的前部，而不是后部。因此，第二实施例的拖臂悬架的许多元件和第一实施例的拖臂悬架的元件相同，且相同的部件采用相同的标记。
第二实施例的拖臂悬架210包括拖臂组件214，该组件包括拖臂220，该拖臂在拖臂220的前部通过套管连接器可旋转地连接到车架托架22上。气垫26将拖臂220的后部连接到车架16上。驱动轴12通过车轴适配器28和套管连接器30与拖臂220可旋转地相连。
与第一实施例的拖臂组件14不同的是，第二实施例的拖臂组件214包括转距管适配器234，该适配器安装在气垫26之下的拖臂220的前部而不是后部。转距管适配器234通过套管连接器36、28与拖臂相连，且其形状为跨过车架托架22同时一部分延伸到拖臂220之下。扭矩梁40安装到转距管适配器234的延伸到拖臂220之下的那部分上。
拖臂220包括间隔开的侧板256、258，在拖臂220可旋转地安装到车架托架22时，每个侧板的大小都使得前部延伸到车架托架22之外。每个侧板256、258都包括一向外的上部凸缘260和向内的下凸缘262。上下凸缘260、262为每个板提供一横断面积，该横断面积更大地阻滞了侧板256、258沿纵轴线的弯曲。上下凸缘的相对方向为每块板提供了一Z形横断面。对凸缘进行定位使得侧板256、258具有其它适当的横断面，例如C形、I形以及J形。
转距管适配器234与转距管适配器34的结构相似，其中，其有相对的板278、280，这些板上都具有套管口282、284，该套管口内安装有套管286、288。与第一实施例不同的是，这些套管口282、284位于三角形板278、280的相对端。转距管开口290位于套管口282、284之间，靠近三角形断面的中分线。套管286、288内以和第一实施例中所描述的方式相同的方式安装有套管连接器38。同样地，转距管开口290内以和第一实施例中所描述的方式相同的方式装有转距管40。
拖臂220以和第一实施例中所描述的方式相同的方式进行组装。也就是侧板256、258通过套管连接器24、30、36以及38的内套以相对于图4所述的方式刚性地连接在一起。
图7和8所示的是本发明的第三实施例的拖臂悬架310。第三实施例的拖臂悬架包括几个必须与第一和第二实施例相同的元件。因此相同的元件采用相同的标记。
第三实施例的拖臂悬架310与第二实施例的拖臂悬架210和第一实施例的拖臂悬架10之间的主要区别在于车轴通过挤压接头与拖臂相连，该挤压接头在车轴的周围施加一压力，而不需要直接将车轴焊接到拖臂或中间托架上。第三实施例的拖臂悬架理想的情况下是适用于拖车的悬架，而不是象第一和第二实施例所描述的那种驱动轴悬架。
第三实施例的拖臂悬架310包括一对拖臂组件314，每个组件都包括一拖臂320，该拖臂的前端通过套管连接器24可枢轴转动地安装到车架托架22上，而其后端通过气垫26连接到车架纵梁16上。
车轴适配器328车轴采用压缩包装带330安装车轴40。带有压缩包装带的悬架装置在PCT专利公开文本WO97/06022中进行了披露。比较好的是，车轴适配器328是铸造的，且最好向图8中所示的Y形。Y形指的臂330，所述臂终止于象手指一样间隔开的包装带，所述包装带围绕车轴40。包装带332包括一个与臂330一体形成的半圆形座334和一个半圆形包装板332，其端部在338处焊接到带334上。臂330包括套管开口383、384，其中可滑动地安装有套管连接器386、388，该套管内安装有用于将车轴适配器328安装到拖臂320上的套管连接器36、38。包装带的形状并不限于圆形，但是优选是与车轴的形状相适应。
拖臂320包括间隔开的侧板356、358，每个侧板356、358包括都指向外的上部凸缘360和下凸缘362。侧板356、358以和第一实施例中所描述的方式相同的方式通过套管连接器24、36以及38组装成拖臂320。
和第一和第二实施例一样，车轴适配器328可以绕套管连接器24的纵轴线枢轴转动或旋转，使得拖臂能够相应于路面的不连续性转动。而且拖臂320能够沿着套管连接器24的纵轴线振动以减缓由间隔开的拖臂组件314的拖臂320相对运动造成的施加在车轴40上的弯曲力矩。拖臂320的这种减缓施加在车轴40上的弯曲力矩的能力在车轴采用象挤压接头一样的方式刚性连接在车轴适配器上时显得尤其重要。
图9-11所示的是本发明的第四实施例的拖臂悬架410，第四实施例拖臂悬架装置的一些元件与第一实施例拖臂悬架10的相同。因此相同的元件采用相同的标记。
第四实施例的拖臂悬架410基本上与第一实施例的拖臂悬架相同，不同之处在于转距管适配器34采用另一种转距管适配器434替代。该另一种转距管适配器434包括跨过侧板56、58的底板436。底板436可以以各种方式组装到侧板56、58上。例如底板436可以焊接到侧板56、58的内部。或者底板436可以具有安装在形成于侧板56、58侧面的狭缝中的指状元件。底板436通过采用带套筒的垫片组件形式的万向联轴方式安装管板438，使得管板438相对底板436转动。
管板438包括一个三角形侧板442，其内形成有安装转距管40的转距管开口444。垫片板446基本上垂直于转距管板442延伸，在转距管联轴器434完全组装好后其开口448与底板436中的开口450对齐。
带轴衬的垫片组件440包括弹性盘形轴衬452，最好是具有形成轴向开口的环形横断面，其位于底板436的上方和下方，使得轴衬的轴向开口与开口448、450对齐。螺栓454穿过开口448、450以及轴衬轴向开口。垫片456安装在螺栓454上并顶靠着下部轴衬452。螺母458拧在螺栓452上并被拧紧而将轴衬452压在垫片456、底板436和垫板446之间。
优选，轴瓦452是由橡胶或尿烷制成。环形轴衬452的弹性和压缩性足以使得管板438和底板436之间产生相对转动。由于管板438刚性地安装转距管40，因此环形轴衬452能够有效地使得转矩杆40相对拖臂20作关节运动。
尽管图9-11中的实施例所示的是两种独立的轴衬452，但是轴衬452能够集成为位于底板和管板之间的单一轴衬。
尽管本发明已经专门结合其某种特定的实施例进行了说明，但是需要理解的是，这采用的是说明性而非限定性的方式，且应该在现有技术所能容许的尽可能宽的范围来认定附后权利要求的范围。
权利要求
1.一种用于将车架(16)支撑于地面上的拖臂悬架(10、210、310、410)，该拖臂悬架包括，一对间隔拖臂组件(14、214、314、414)以及由该组件承载着的车轴(12)，且每个拖臂组件包括其一部分适于可枢轴旋转地安装在车架上的拖臂(20、220、320、420)和用于阻止拖臂相对于车架作枢轴运动的弹簧(26)，其特征在于，每个拖臂包括一些间隔侧板(56、58)以及至少两个在该间隔侧板之间延伸的间隔件(96)，以及延伸穿过侧板的紧固件(92)和将套筒夹在侧板之间形成一刚性梁的该至少两个间隔件。
2.如权利要求1所述的拖臂悬架，其中，间隔件(96)是间隔开的侧板之间的唯一连接方式。
3.如权利要求1或2所述的拖臂悬架，其中，间隔件(96)具有一界定轴向通道的管体和相对端，每个相对端都顶靠着其中一个侧板，且紧固件包括穿过轴向通道的螺栓和拧在螺栓上的螺母(94)。
4.如权利要求1-3中的任意一个所述的拖臂悬架，其中，在间隔件(96)和侧板之间安装有垫片(102)。
5.如权利要求1-4中的任意一个所述的拖臂悬架，其中，该至少两个间隔件中至少有一个衬套，所述衬套由外套(94)、同心地位于外套内的内套(96)以及位于内套和外套之间并与内套相连以便内套相对于外套作弹性运动的弹性环(98)构成。
6.如权利要求1-5中的任意一个所述的拖臂悬架，其还包括连接到拖臂上并在拖臂之间延伸的抗扭矩连接器(40)，以便弹性地阻止其中一个拖臂相对与另一个拖臂的相对转动。
7.如权利要求6所述的拖臂悬架，其中，该抗扭矩连接器(40)通过该至少两个间隔件(96)中的至少其中一个安装到该拖臂上。
8.如权利要求7所述的拖臂悬架，其中，该抗扭矩连接器(40)通过间隔开的板(78、80)与该至少两个间隔件(96)中的至少其中一个上，其每一个都具有开口(90)，抗扭矩连接器(40)就安装在该开口内。
9.如权利要求6所述的拖臂悬架，其还包括，跨接并安装在侧板上的底板(436)，且抗扭矩连接器(40)通过弹性连接器(452)安装在底板(436)上。
10.如权利要求9所述的拖臂悬架，其中，抗扭矩连接器(40)通过间隔板(442)连接到底板上，其中每一个都具有开口(90)，抗扭矩连接器(40)就安装在该开口内，且弹性联轴器包括一个位于底板(436)和间隔板(442)之间的轴衬(452)。
11.如权利要求10所述的拖臂悬架，其中，弹性联轴器除了第一轴衬以外还包括位于底板上相对侧的第二轴衬(452)以及穿过间隔板(442)、底板以及第一和第二轴衬(452)的紧固件(454，458)。
12.如权利要求6-11中的任意一个所述的拖臂悬架，该拖臂悬架还包括一用于安装到框架上并可枢轴转动地安装拖臂的车架托架，其中，抗扭矩连接器(40)安装在位于车架托架之下的拖臂上。
13.如权利要求1-12中的任意一个所述的拖臂悬架，其中，车轴通过该至少两个间隔件中的至少其中一个与拖臂相连。
14.如权利要求13所述的拖臂悬架，其中，将车轴连接到拖臂上的该两个间隔件中的至少其中一个是一个弹性套管联接器(38)，允许拖臂相对于车轴转动。
15.如权利要求13或14所述的拖臂悬架，其中，该车轴通过一包装带安装到至少两个间隔件中的至少一个上，所述包装带将车轴压缩性地安装到至少一个间隔件(96)上。
16.如权利要求1-15中的任意一个所述的拖臂悬架，其中，弹簧为气垫。
全文摘要
一种拖臂悬架(10、210、310、410)包括一拖臂(20、220、320、420)，其一部分可枢轴旋转地安装在从车架(16)上伸出的车架托架(22)，其另一部分通过用于阻止拖臂相对于车架作枢轴运动的气垫(26)与车架相连。该拖臂最好包括通过多个套(94)连接的相对的侧板(56、58)，这些套最好为带衬套的连接器(24、30、36、38)的内套。机械紧固件(92)穿过这些套将侧板压缩安装到这些套上从而形成刚性梁。车轴适配器(28)和转距管适配器(34)也位于相对的板之间。车架托架、车轴适配器以及转距管适配器中的每一个都通过带衬套的连接器与拖臂侧板相连，允许拖臂进行转动，且其内套与侧板相连。
文档编号B60G9/00GK1399596SQ00816159
公开日2003年2月26日 申请日期2000年8月3日 优先权日1999年11月24日
发明者S·J·博尔 申请人:华兰德美国有限公司