横向稳定组件的制作方法

本发明涉及提升车辆横向刚度的横向稳定组件。

背景技术：

车辆通常包括用于支撑车辆其它部件的车架。例如，发动机支架可以支撑内燃机。这些车架可以联接于悬架系统，悬架系统配置为在车辆使用过程中使振动最小化并使车辆稳定。

技术实现要素：

为了提升车辆的操作性能，使车辆稳定是有用的。例如，提升车辆的横向稳定性可以提高横向瞬态操作性能。换句话说，当提升车辆的横向稳定性时，提高了车辆对操作员输入的响应能力。为此，车辆可以包括本发明中所述的横向稳定组件。在一个实施例中，横向稳定组件包括底盘，该底盘具有第一横侧面以及与第一横侧面相对的第二横侧面。横向稳定组件还包括联接于底盘的第一轴承。横向稳定系统进一步包括接合第一轴承和第二轴承的稳定器杆。稳定器杆包括沿杆轴线延伸的中心杆部。第一轴承和第二轴承联接于底盘，使得第一轴承和第二轴承相对于底盘保持静止。稳定器杆延伸穿过第一轴承和第二轴承，使得第一轴承和第二轴承将稳定器杆联接于底盘，同时允许稳定器杆相对于底盘围绕杆轴线旋转，且中心杆部在第一轴承与第二轴承之间延伸布置。横向稳定组件还包括固定于中心杆部的第一凸缘和第二凸缘。第一凸缘接近第一轴承，且第二凸缘接近第二轴承。例如，第一凸缘可以靠接第一轴承，且第二凸缘可以靠接第二轴承。第一凸缘和第二凸缘配置为通过第一轴承、稳定器杆和第二轴承在第一横侧面与第二横侧面之间传递横向载荷。虽然横向稳定组件被描述为与地面车辆相连，但是可以预见这种组件还可以用于飞机、电器、农业机具或需要横向稳定性的任何其它器械。

当结合附图时，上述特征和优点以及本发明教导的其它特征和优点将从以下用于实施本发明教导的最佳模式的详细说明中显而易见。

附图说明

图1是车辆的横向稳定组件的示意性正面剖视图，其中横向稳定组件包括底盘、稳定器杆以及联接在底盘和稳定器杆之间以便提升车辆横向稳定性的多个推力滚子轴承；

图2是图1所示横向稳定组件的示意性局部透视图；

图3是沿图2的截面线3-3所截取的图1所示稳定器杆和其中一个推力滚子轴承的示意性透视剖视图；

图4是根据本发明的另一个实施例的横向稳定组件的示意性局部透视图，其中横向稳定组件包括球轴承；

图5是沿图4的截面线5-5所截取的图4所示横向稳定组件的示意性透视剖视图；

图6是根据本发明的另一个实施例的横向稳定组件的示意性透视图，其中横向稳定组件包括轴颈轴承；

图7是图6的横向稳定组件的示意性局部透视图；以及

图8是沿图7的截面线8-8所截取的图6的横向稳定组件的示意性透视剖视图。

具体实施方式

参照附图，其中，贯穿多个附图，相同的附图标记对应着相同或相似的部件，从图1至图3开始，车辆10(例如汽车)包括横向稳定组件100，该横向稳定组件100用于提升车辆10的横向稳定性和刚度，从而提升其操作性能。在所示实施例中，横向稳定组件100是车辆悬架系统12的一部分，且包括底盘102，底盘102配置为支撑车辆10的车身。底盘102配置为车架，且可以用作发动机架，以便支撑车辆10的内燃机。为此，底盘102可以整体或部分地由大体上刚性的金属(例如钢材)制成。

参照图1和图4，底盘102具有在第一横侧面111上的第一支撑件104，第二横侧面112上的第二支撑件106，以及将第一支撑件104和第二支撑件106进行直接互连的第三支撑件108。第一支撑件104、第二支撑件106和第三支撑件108可以配置为横梁，以便承载车辆10的车身(和其它部件)的重量。第一支撑件104和第二支撑件106可以大体上彼此平行。第三支撑件108大体上垂直于第一支撑件104和第二支撑件106，且可以从第一横侧面111延伸到第二横侧面112(其与第一横侧面111相对)，以便为车辆10提供横向稳定性。

除了底盘102之外，横向稳定组件100还包括经由下文详细描述的第一轴承114a和第二轴承114b而联接于底盘102的稳定器杆110。稳定器杆110接合第一轴承114a和第二轴承114b，且包括第一横向杆部116(图4)、第二横向杆部118(图4)以及联接于第一横向杆部116和第二横向杆部118之间的中心杆部120。中心杆部120沿第一支撑件104和第二支撑件106之间的杆轴线B延伸，并大体上平行于第三支撑件108，以便使车辆10的横向稳定性最大化。

稳定器杆110的中心杆部120仅经由第一轴承114a和第二轴承114b联接于底盘102的第三支撑件108。因此，车辆10上的横向载荷L可以通过稳定器杆110的中心杆部120从底盘102的第一横侧面111传递到第二横侧面112(反之亦然)。第一轴承114a和第二轴承114b可以在底盘102的第一横侧面111和第二横侧面112之间传递横向载荷L，同时允许稳定器杆110绕杆轴线B旋转。为了便于传递横向载荷L，横向稳定组件100包括靠接第一轴承114a的第一凸缘130a以及靠接第二轴承114b的第二凸缘130b。第一凸缘130a可以与第一轴承114a直接接触，以便便于在第一轴承114a和稳定器杆110之间传递横向载荷L。第二凸缘130b可以与第二轴承114b直接接触，以便便于在第二轴承114b和稳定器杆110之间传递横向载荷L。第一凸缘130a和第二凸缘130b中的每一个都通过例如焊接方式固定于稳定器杆110。第一凸缘130a和第二凸缘130b还可以以机械方式固定于稳定器杆110。不管采用何种固定方法，第一凸缘130a和第二凸缘130b都相对于稳定器杆110保持静止。在所示实施例中，第一凸缘130a和第二凸缘130b中的每一个都具有环形，且全部或部分地由大体上刚性的金属(例如钢材)制成，以便便于在底盘102的第一横侧面111和第二横侧面112之间传递横向载荷L。

因为稳定器杆110为车辆悬架系统12提供横向刚度，所以可以使第三支撑件108的质量最小化，从而节省成本。可以想象第三支撑件108(或其部分)可以全部省去，并且可以完全通过稳定器杆110传递横向载荷L，从而为其它车辆部件(例如变矩器、转向部件以及传动系部件)提供更多空间。由于将稳定器杆110联接于底盘102提供了横向支撑，因此无需使用横向刚性撑杆来横向支撑底盘102。因此，可以使车辆10的质量最小化。此外，经由第一轴承114a和第二轴承114b将稳定器杆110联接于底盘102为车辆悬架系统12提供了横向刚度，同时使车辆10的质量最小化。

在图1至图3所示的实施例中，第一轴承114a和第二轴承114b为锥形推力滚子轴承，且各自包括外圈或壳体122、布置在壳体122内的内圈124以及布置在内圈124和壳体122之间的多个滚子126。壳体122、内圈124以及滚子126全部或部分地由大体上刚性的材料(例如钢材)制成，以便使第一轴承114a和第二轴承114b的疲劳寿命最大化。内圈124具有环形形状，且可以被称为内轴环。

壳体122直接联接于底盘102的第三支撑件108(或另一部分)，从而提升车辆10的横向刚度。例如，紧固件132(例如螺栓)可以通过壳体122插入底盘102，以便将壳体122联接于底盘102。不管采用何种联接方法，壳体122都相对于底盘102和稳定器杆110保持静止。此外，壳体122环绕内圈124的至少大部分。内圈124支撑滚子126，且可以在滚子126转动时绕杆轴线B旋转。因此，稳定器杆110可以绕杆轴线B旋转。然而，稳定器杆110相对于杆轴线B保持轴向静止。换句话说，稳定器杆110无法沿杆轴线B移动。滚子126允许稳定器杆110绕杆轴线B旋转。在所示实施例中，滚子126相对于杆轴线B成一个倾斜角，以便使第一轴承114a和第二轴承114b承受轴向力和径向力的能力最大化。

每个壳体122包括外壳体侧壁134a、134b以及与相应外壳体侧壁134a、134b相对的内壳体侧壁136a、136b。与靠近第一轴承114a的内壳体侧壁136a相比，第一支撑件104(图4)更靠近第一轴承114a的外壳体侧壁134a。与靠近第一轴承114a的内壳体侧壁136b相比，第二支撑件106(图4)更靠近第二轴承114b的外壳体侧壁134b。进一步地，与靠近第一轴承的外壳体侧壁134a相比，第一凸缘130a更靠近第一轴承114a的内壳体侧壁136a，从而便于通过第一轴承114a在底盘102和稳定器杆110之间传递横向载荷L。在所示实施例中，第一凸缘130a与第一轴承114a的内壳体侧壁136a直接接触，以便便于经由第一凸缘130a在第一轴承114a和稳定器杆110之间传递横向载荷L。与靠近第二轴承114b的外壳体侧壁134b相比，第二凸缘130b更靠近第二轴承114b的内壳体侧壁136b，从而便于通过第二轴承114b在底盘102和稳定器杆110之间传递横向载荷L。在所示实施例中，第二凸缘130b与第二轴承114b的内壳体侧壁136b直接接触，以便便于经由第二凸缘130b在第二轴承114b和稳定器杆110之间传递横向载荷L。

横向稳定组件100可附加地包括用于抑制噪音的顺应性衬套138。一个顺应性衬套138联接于第一轴承114a，另一个顺应性衬套138联接于第二轴承114b。每个顺应性衬套138布置在内圈124和稳定器杆110之间，以便使车辆10中的噪音、振动和声振粗糙度最小化。顺应性衬套138全部或部分地由能够吸收稳定器杆110上的弯曲载荷的顺应性聚合物材料制成。顺应性衬套138包括围绕稳定器杆110的一部分布置的环形衬套本体140。环形衬套本体140可以与稳定器杆110直接接触，并配置、成形且大小设计为围绕稳定器杆110的区域装配，该稳定器杆110被第一轴承114a或第二轴承114b中的任一个包围。这样，顺应性衬套138平衡被第一轴承114a或第二轴承114b中任一个包围的稳定器杆110的区域上的弯曲载荷。在一个实施例中，第一轴承114a和第二轴承114b中的每一个都压配到顺应性衬套138的相应环形衬套本体140上。部分地布置在第一轴承114a内的顺应性衬套138可以称为第一顺应性衬套，部分地布置在第二轴承114b内的顺应性衬套138可以称为第二顺应性衬套。

环形衬套本体140限定第一本体边缘142和与第一本体边缘142相对的第二本体边缘144。顺应性衬套138进一步包括从环形衬套本体140的第二本体边缘144径向向外突出的衬套凸缘146。衬套凸缘146可具有环形形状且分别布置在第一凸缘130a或第二凸缘130b中的任一个和第一轴承114a或第二轴承114b中的任一个之间，以便使车辆10中的噪音、振动和声振粗糙度最小化。例如，衬套凸缘146可以与第一凸缘130a(或第二凸缘130b)和第一轴承114a(或第二轴承114b)直接接触。弹簧下落式连杆还可附接于稳定器杆110和/或底盘102，以使车辆10中的噪音、振动和声振粗糙度最小化。进一步地，由于顺应性衬套138使车辆悬架系统12中的噪音、振动和声振粗糙度最小化，因此底盘102和稳定器杆110之间不需要橡胶轴衬。因此，横向稳定组件100的特征在于底盘102和稳定器杆110之间不存在轴衬(尤其是橡胶轴衬)。

图4和图5示意性地示出了根据本发明的另一个实施例的横向稳定组件200。除了下述特征以外，横向稳定组件200的结构和操作与横向稳定组件100的结构和操作是相同的(或至少大致类似)。在本实施例中，横向稳定组件200包括底盘102和稳定器杆110之间的第一球轴承214a和第二球轴承214b(例如深槽球轴承)。第一球轴承214a和第二球轴承214b中的每一个包括环形内圈224、环形外圈222以及布置在环形内圈224和环形外圈222之间的多个球226。第一球轴承214a和第二球轴承214b中的每一个完全包含在外壳225内，以将第一球轴承214a和第二球轴承214b牢固地固定到底盘102。外壳225直接联接于底盘102。例如，紧固件132(例如螺栓)可将外壳225直接联接于底盘102。

图6至图8示意性地示出了根据本发明的另一个实施例的横向稳定组件300。除了下述特征以外，横向稳定组件300的结构和操作与横向稳定组件100的结构和操作是相同的(或至少大致类似)。在本实施例中，横向稳定组件300包括联接在底盘102和稳定器杆110之间的一个或多个轴颈轴承314。轴颈轴承314允许稳定器杆110围绕杆轴线B旋转，并且包括具有基座323的外壳体322、联接于基座323的轴承本体325以及从轴承本体325径向向外延伸的轴承凸缘327。尽管在所描述实施例中，外壳体322为轴颈轴承314的一部分，但应当想到，单独的分离壳体可以将轴颈轴承314固定在底盘102和稳定器杆110之间。进一步地，轴颈轴承314可包括分离轴衬。分离壳体或分离轴衬包括例如通过一个或多个紧固件彼此联接的至少两个部分，以便便于将轴颈轴承314组装到稳定器杆110。

轴颈轴承314的基座323直接联接于底盘102。例如，紧固件133可将基座323直接联接至底盘102。轴承本体325具有圆柱形形状，并且限定外轴承表面348和与外轴承表面348相对的内轴承表面350。当轴颈轴承314联接于稳定器杆110时，外轴承表面348背离稳定器杆110。当轴颈轴承314联接于稳定器杆110时，内轴承表面350限定轴承开口354并面朝稳定器杆110。内轴承表面350涂有聚合物材料(例如聚四氟乙烯)以便当稳定器杆110围绕杆轴线B旋转时使稳定器杆110和轴颈轴承314之间的摩擦最小化。聚合物材料还可涂覆轴承凸缘327的部分。因此，轴颈轴承314包括在轴承本体325和顺应性衬套138的环形衬套本体140之间的聚合物涂层329。此外，聚合物涂层329延伸在顺应性衬套138的衬套凸缘146和轴承凸缘327之间。此外，顺应性衬套138的衬套凸缘146布置在轴承凸缘327和第一凸缘130a(或第二凸缘130b)之间，从而允许通过第一凸缘130a(或第二凸缘130b)在轴颈轴承314和稳定器杆110之间传递横向载荷L(图1)。环形间隔件352可以布置在稳定器杆110和顺应性衬套138之间，以便于稳定器杆110通过轴颈轴承314插入。环形间隔件352可以由顺应性聚合物材料制成，以便于横向稳定组件300的安装，并且便于稳定器杆110围绕杆轴线B旋转。

尽管已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，但本发明涉及领域的技术人员将认识到，在所附权利要求的范围内有用于实践本发明的各种替代设计和实施例。此外，附图中所示的实施例或本说明书中提及的各种实施例的特征不一定要理解为彼此独立的实施例。而是，可能的是，实施例的示例之一描述的特征中的每一个可以与来自其它实施例的一个或多个其它期望特征组合，从而导致其它实施例不以文字描述或参照附图来描述。例如，本文描述的横向稳定组件中的任何一个可以包括推力滚子轴承、球轴承、轴颈轴承和/或它们的任意组合。因此，这些其它实施例落入所附权利要求的范围的框架内。