專利名稱：車軸/配接托架組件及帶有該組件的懸架裝置的制作方法
本申請要求于1999年5月21日申請的美國專利申請No.60/135,282的優(yōu)先權(quán)。
牽引臂懸架裝置，例如公開在授予Galazin等人的美國專利No.5,112,078中的，包括一個牽引臂懸架，其中的一根車軸安裝在一對牽引臂上，每一根牽引臂的一端都通過吊架可轉(zhuǎn)動地安裝在車軸支架上，而其另一端則通過空氣彈簧彈性地安裝在車軸上。上述車軸通常通過配接托架安裝在牽引臂懸架上，上述配接托架焊接在車軸上，并且在其上有一個支承上述車軸的圓弧表面。上述配接托架通常又通過套筒連接件安裝在牽引臂懸架上。也可以采用U形螺栓把車軸和配接托架固定在牽引臂懸架上。
把車軸焊接在配接托架上會在車軸及焊縫內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。具體的說，車軸在焊接過程中會膨脹。車軸和焊縫在焊接之后要冷卻。焊縫在冷卻時的收縮會在車軸與配接托架之間的焊縫中產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力。以前曾經(jīng)試圖解決這個問題，但沒有得到任何滿意的解決方案。
發(fā)明概述按照本發(fā)明，提出了一種車軸與配接托架的組件，它在車軸與配接托架之間具有一個在焊接工序之后，能夠讓車軸相對于配接托架稍稍進(jìn)行調(diào)節(jié)的可壓縮的隔墊。因此，按照本發(fā)明的車軸及配接托架組件包括一個車軸配接托架，它有一個支承上述車軸的弧形表面和一根沿配接托架的縱向表面焊接在上述車軸托架上的車軸。按照本發(fā)明，在上述配接托架與車軸之間設(shè)有一個能承受輕微壓縮的隔墊。這個能承受輕微壓縮的隔墊優(yōu)選采用撓性的泡沫合成橡膠的帶子。這種能承受輕微壓縮的隔墊或撓性的泡沫合成橡膠帶子，在把車軸安裝在配接托架上之前，放置在配接托架的U形表面上。在把車軸焊接在配接托架上之后，上述泡沫合成橡膠的帶子仍留在原地。在焊接工序及焊縫和車軸都冷卻之后，這種能承受輕微壓縮的隔墊將在車軸與配接托架的U形表面之間受到壓縮。車軸與配接托架之間的收縮通常會在車軸與配接托架之間產(chǎn)生殘余的拉伸應(yīng)力，但這時卻被能壓縮的隔墊的壓縮消化掉了。這種能壓縮的隔墊一般只受到結(jié)合托架中的車軸重量輕微的壓縮，而在車軸與配接托架之間的焊縫收縮時，則受到顯著的壓縮。
可以用一個能壓縮的連接器把上述車軸以可壓縮的方式連接在上述車軸配接托架上。這種可壓縮連接器對焊縫施加壓縮力，以對抗焊縫中的殘余拉伸應(yīng)力。上述壓縮力可以大到足以克服焊縫中的殘余拉伸應(yīng)力，并在焊縫中形成殘余壓縮應(yīng)力。
本發(fā)明的另一個方面涉及一種牽引臂懸架裝置，它包括一端可轉(zhuǎn)動地安裝在車架上的一對臂，在離開臂的一端處有彈簧彈性地支承著上述臂，以便它能相對于車架作彈性運動。車軸配接托架安裝在上述臂上，車軸焊接在上述車軸配接托架上。一個可輕微壓縮的隔墊放在上述車軸配接托架與車軸之間，因而，在上述車軸與車軸配接托架之間的焊接之后的收縮被上述可壓縮隔墊所收納，而通常這種收縮會在車軸與車軸配接托架之間的焊縫中造成殘余拉伸應(yīng)力。
本發(fā)明的又一個方面涉及一種把車軸安裝在用于車輛懸架系統(tǒng)上的車軸配接托架上的方法，它包括下列步驟把一個可輕微壓縮的隔墊放在上述車軸與車軸配接托架之間；把車軸焊接在上述車軸配接托架上，因而至少在焊縫區(qū)域中加熱上述車軸和車軸配接托架；以及在車軸與車軸配接托架冷卻的同時，壓縮處于車軸配接托架與車軸之間的可壓縮的隔墊，以抵消焊接之后在車軸與車軸配接托架之間的收縮。這種方法還可以進(jìn)一步包括在上述車軸與車軸配接托架之間施加壓力，從而對焊縫施加壓力。這種壓力大到足以克服焊縫中的殘余拉伸應(yīng)力，甚至在焊縫中產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。
優(yōu)選實施例詳述請具體參閱

圖1，車架10上有一根利用本發(fā)明的懸架系統(tǒng)16懸掛在車架上的車軸12。車輛的前方在圖1中看到的車架的右側(cè)。懸架系統(tǒng)16在車架10的每一側(cè)都有一根牽引臂18，這根牽引臂安裝在懸掛在車架10上的車架托架20的樞軸支承件22上，能夠轉(zhuǎn)動。各牽引臂18都沿著車架10的縱向向車架10的后方延伸，離開其樞軸支承件22。各牽引臂都有一個延伸部分24，空氣彈簧28的基座26安裝在該延伸部分上。上述空氣彈簧28的頂部安裝板29固定在車架10上。一對減振器35樞軸安裝在上述牽引臂18與車架托架20的上部之間。車軸12通過車軸配接托架30和帶有套筒的連接件31連接在各牽引臂18上。
如圖2和3所示，上述車軸配接托架30有一對安裝板32，每一塊安裝板都有一對能容納上述套筒連接件31的孔。在內(nèi)安裝板32上有水平安裝凸緣36，一個可壓縮連接器，例如U形螺栓38，穿過凸緣36以可壓縮的方式把車軸固定在車軸配接托架上。上述U形螺栓以常用的方式用螺母46擰在U形螺栓的端部上將其固定。在內(nèi)安裝板32與安裝凸緣36之間優(yōu)選采用焊接方法固定著加強(qiáng)板39，以加強(qiáng)上述安裝凸緣36。側(cè)面支撐件40在兩塊安裝板32的上部之間延伸，并形成了焊接表面41(圖4)。車軸12通過焊道42焊接在配接托架30上，該焊道42在配接托架的兩側(cè)沿著車軸12的縱向在表面41上延伸。如圖4所示，上述配接托架還有一塊U形板44，在其上中央有一個開口46。
如圖4所示，一對撓性的泡沫合成橡膠帶48沿著圓周裝在上述U形安裝板44表面上，以便有彈性地把車軸12與上述安裝板44的內(nèi)表面隔開。上述泡沫帶48可以是單面的或者雙面的撓性泡沫帶，例如，由3M公司制造的泡沫帶。這種泡沫帶很堅固，當(dāng)車軸安放在U形板44內(nèi)，并且在把車軸焊接在U形板44上之前，足以將車軸與U形板44的內(nèi)表面隔開。只要把泡沫帶粘結(jié)在U形板44的內(nèi)表面上就可以了。
在把車軸12焊接在車軸配接托架30上的過程中，上述車軸(也許還包括車軸配接托架的U形板44的一部分)會由于焊接的熱量而略微膨脹。當(dāng)焊縫冷卻時，車軸和焊縫(也許還有U形板44的一部分)將會收縮，在車軸與配接托架之間的焊縫上產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力。但是，由于泡沫帶的隔離，車軸可以向U形板44的內(nèi)表面移近，從而釋放或減小了焊縫中的殘余拉伸應(yīng)力。上述焊道42中由于車軸在冷卻過程中的收縮而產(chǎn)生的殘余拉伸應(yīng)力，由于使用了泡沫帶而大大減小了。
除了泡沫帶之外，上述U形螺栓還有助于進(jìn)一步釋放或減小焊縫中的殘余拉伸應(yīng)力，因為，這種U形螺栓在焊縫上施加了能抵消上述殘余應(yīng)力的壓縮力。焊縫中的殘余拉伸應(yīng)力把車軸對著泡沫帶向車軸配接托架拉過來，以壓縮泡沫帶并減小殘余拉伸應(yīng)力。但是，由于殘余拉伸應(yīng)力并不能完全壓縮泡沫帶，所以這種泡沫帶還能進(jìn)一步壓縮。進(jìn)一步拉緊U形螺栓，把車軸拉向車軸配接托架以進(jìn)一步減小焊縫中的殘余拉伸應(yīng)力。上述U形螺栓可以拉緊到足夠的量，使得U形螺栓施加在焊縫上的壓縮力超過殘余拉伸應(yīng)力，甚至在焊縫中產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于在車軸與U形板之間使用了泡沫帶，車軸的壽命顯著增加了，可達(dá)到3倍之多。由于焊縫在受到壓縮時要比在受到拉伸時的破壞少得多，所以U形螺栓所施加的壓縮力由于消除了殘余拉伸應(yīng)力，因此進(jìn)一步延長了壽命。
雖然以上只在一種具體的車軸配接托架和車軸的基礎(chǔ)上描述了本發(fā)明，但是，本發(fā)明卻可以用于任何類型的車軸焊接在配接托架上的懸架系統(tǒng)。因此，本發(fā)明不一定限于牽引臂懸架系統(tǒng)，更不是僅限于本說明書中所公開的具體的牽引臂懸架系統(tǒng)。
還有，雖然本發(fā)明所描述的是用粘結(jié)固定在弧形板44上的泡沫帶，但是，在弧形板與車軸之間可以使用任何類型的可輕微壓縮的隔墊。在把車軸12放入弧形板44之前，可以把有彈性的合成橡膠帶或者合成橡膠薄板放置在弧形板上，只要這種隔墊在焊縫冷卻時可壓縮屈服。同樣，也可以使用除U形螺栓以外的其他可壓縮連接器，用壓力將車軸固定在車軸配接托架上。
在以上所公開的內(nèi)容和附圖的范圍內(nèi)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，可以對本發(fā)明作各種合理的變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種車軸及配接托架組件，其特征在于，它包括用于支承車軸的車軸配接托架(30)；焊接在車軸配接托架上的車軸(12)；以及在車軸配接托架與車軸之間的可輕微壓縮的隔墊(48)；從而，在上述車軸與車軸配接托架之間的焊接之后的收縮被上述可壓縮隔墊的壓縮所吸納，而通常這種收縮會在車軸與車軸配接托架之間的焊縫中造成殘余拉伸應(yīng)力。
2．如權(quán)利要求1所述的車軸及配接托架組件，其特征在于，上述可輕微壓縮的隔墊包括撓性的泡沫合成橡膠片材。
3．如權(quán)利要求2所述的車軸及配接托架組件，其特征在于，上述撓性的泡沫合成橡膠片材被粘結(jié)固定在上述車軸配接托架上。
4．如權(quán)利要求3所述的車軸及配接托架組件，其特征在于，上述可壓縮隔墊基本上不會被車軸配接托架中的車軸重量所壓縮，而在焊接工序之后由于上述車軸與車軸配接托架之間的收縮而受到壓縮。
5．如權(quán)利要求1所述的車軸及配接托架組件，其特征在于，上述車軸沿著上述車軸配接托架的縱向表面(41)焊接在上述車軸配接托架上。
6．如權(quán)利要求1所述的車軸及配接托架組件，其特征在于，上述可壓縮隔墊基本上不會被車軸配接托架中的車軸重量所壓縮，而在焊接工序之后由于上述車軸與車軸配接托架之間的收縮而受到壓縮。
7．如權(quán)利要求1所述的車軸及配接托架組件，其特征在于，上述可壓縮的隔墊層包括由合成橡膠材料薄層構(gòu)成的許多帶子。
8．如權(quán)利要求1所述的車軸及配接托架組件，其特征在于，它還包括一個把車軸以加壓的方式安裝在車軸配接托架上的壓縮連接器，上述車軸在車軸配接托架上的加壓安裝向上述焊縫施加了與焊縫中的殘余拉伸應(yīng)力相對抗的壓縮力。
9．如權(quán)利要求8所述的車軸及配接托架組件，其特征在于，上述壓縮連接器(38)施加在焊縫上的壓縮力的大小足以抵消焊縫中的殘余拉伸應(yīng)力，并在焊縫中形成壓縮應(yīng)力。
10．如權(quán)利要求8所述的車軸及配接托架組件，其特征在于，上述壓縮連接器是一個U形螺栓(38)，它至少部分地包圍上述車軸并連接在車軸配接托架上。
11．一種牽引臂懸架裝置(16)，它包括一端用樞軸安裝在車架(10、20)上的一對臂(18)，和與臂的一端隔開以彈性地支承上述臂的彈簧(28)，以便上述臂能相對于車架作彈性運動；安裝在上述臂上的車軸配接托架(30)；焊接在上述車軸配接托架上并在上述臂之間延伸的車軸(12)；其改進(jìn)之處包括在上述車軸配接托架與車軸之間有一個可輕微壓縮的隔墊(48)；因而，在上述車軸與車軸配接托架之間的焊接之后的收縮被上述可壓縮隔墊的壓縮所吸納，而通常這種收縮會在車軸與車軸配接托架之間的焊縫中造成殘余拉伸應(yīng)力。
12．如權(quán)利要求11所述的牽引臂懸架裝置，其特征在于，上述可輕微壓縮的隔墊包括撓性的泡沫合成橡膠片材。
13．如權(quán)利要求12所述的牽引臂懸架裝置，其特征在于，上述撓性的泡沫合成橡膠片材被粘結(jié)固定在上述車軸配接托架的表面上。
14．如權(quán)利要求13所述的牽引臂懸架裝置，其特征在于，上述可壓縮隔墊基本上不會被車軸配接托架中的車軸重量所壓縮，而在焊接工序之后由于上述車軸與車軸配接托架之間的收縮而受到壓縮。
15．如權(quán)利要求11所述的牽引臂懸架裝置，其特征在于，上述車軸沿著上述車軸配接托架的縱向表面焊接在上述車軸配接托架上。
16．如權(quán)利要求11所述的牽引臂懸架裝置，其特征在于，上述可壓縮隔墊基本上不會被車軸配接托架中的車軸重量所壓縮，而在焊接工序之后由于上述車軸與車軸配接托架之間的收縮而受到壓縮。
17．如權(quán)利要求11所述的牽引臂懸架裝置，其特征在于，上述可壓縮的隔墊層包括由合成橡膠材料薄層構(gòu)成的許多帶子。
18．一種方法，用于把車軸(12)安裝在車軸配接托架(30)上以便在車輛懸架系統(tǒng)(16)中使用，該方法包括下列步驟把一個可輕微壓縮的隔墊放在上述車軸與車軸配接托架之間；把車軸焊接在車軸配接托架上，從而至少在焊接區(qū)域中加熱上述車軸和車軸配接托架；以及使車軸與車軸配接托架冷卻，同時壓縮處于車軸配接托架與車軸之間的可壓縮的隔墊，以吸納焊接之后在車軸與車軸配接托架之間的收縮。
19．如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，上述可輕微壓縮的隔墊包括撓性的泡沫合成橡膠片材。
20．如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，上述把一個可輕微壓縮的隔墊放在上述車軸與車軸配接托架之間的步驟包括用粘結(jié)的方法把由撓性的泡沫合成橡膠片材制成的帶子敷設(shè)在車軸配接托架上，然后再把車軸放置在車軸配接托架上。
21．如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，上述車軸配接托架具有弧形的表面(44)，并且車軸位于車軸配接托架的上述弧形表面上。
22．如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，在上述焊接工步之前，上述可壓縮的隔墊基本上不會被車軸配接托架中的車軸的重量所壓縮。
23．如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括在上述車軸與車軸配接托架之間施加壓縮力，并且這種壓縮力可抵消焊縫中的拉伸應(yīng)力。
24．如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，上述可壓縮的隔墊進(jìn)一步被由壓縮安裝件所施加的壓力所壓縮，以進(jìn)一步吸納焊縫中的拉伸應(yīng)力。
25．如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，上述壓縮力的大小足以克服焊縫中的拉伸應(yīng)力，并且在焊縫中形成壓縮應(yīng)力。
26．如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，上述壓縮力是由一個連接上述車軸與車軸配接托架的U形螺栓施加的。
27．如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，上述把可輕微壓縮的隔墊放在車軸與車軸配接托架之間的步驟包括用粘結(jié)的方法把可壓縮隔墊敷設(shè)在車軸配接托架上，然后再把車軸放置在車軸配接托架上。
28．如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，上述車軸配接托架具有弧形的表面(44)，并且上述車軸位于車軸配接托架的上述弧形表面上。
29．如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，在上述焊接步驟之前，上述可壓縮的隔墊基本上不會被車軸配接托架中的車軸的重量所壓縮。
30．如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，上述可壓縮的隔墊層包括由合成橡膠材料薄層構(gòu)成的許多帶子。
31．如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，在上述焊接步驟之前，上述可壓縮的隔墊基本上不會被壓縮。
32．如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括在上述車軸與車軸配接托架之間施加壓縮力，并且這種壓縮力與焊縫中的拉伸應(yīng)力對抗。
全文摘要
一根車軸及配接托架組件與懸架裝置組合在一起,并且在兩者之間還有可輕微壓縮的隔墊,以便使車軸能在焊接工序之后相對于車軸配接托架稍稍進(jìn)行調(diào)節(jié)。通常,上述車軸及配接托架組件包括一個帶有可支承車軸的弧形表面的車軸配接托架,和一根沿著配接托架的縱向表面焊接在該配接托架上的車軸。在配接托架與車軸之間設(shè)有可輕微壓縮的隔墊。這種可輕微壓縮的隔墊通常是撓性的泡沫合成橡膠帶子。一個壓縮連接器,例如U形螺栓,可用于以加壓的方式把車軸固定在車軸配接托架上,并施加能抵消焊縫中的殘余拉伸應(yīng)力的壓力。
文檔編號B60G9/00GK1313799SQ00800885
公開日2001年9月19日 申請日期2000年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月21日
發(fā)明者威廉·C·皮爾斯 申請人:荷蘭新維國際有限公司