專利名稱：雙錐形轉向節(jié)和雙錐形接頭套筒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車輛轉向節(jié)。更具體地，本發(fā)明涉及具有接頭套筒的 車輛轉向節(jié)。
背景技術：
在傳統(tǒng)的車輛轉向軸總成中，轉向節(jié)總成可包括主體、轉向臂、 制動器安裝板、用于車輪輪轂的芯軸、軸承和輪胎總成(參見比如美
國專利No. 6,623,019,該專利在這里通過參考并入本文)。轉向節(jié)利用 可分離的主銷結合至轉向軸，轉向臂連接至車輛的轉向組件。
通常，轉向節(jié)具有凸塊叉，該凸塊叉限定了具有對準的孔的第一 和第二轉向節(jié)主體凸臺。叉部分地圍繞轉向軸的一端，轉向軸限定了
具有軸孔的軸凸臺，該軸孔與轉向節(jié)叉的轉向節(jié)主體孔對準。主銷延 伸穿過第一轉向節(jié)主體孔、穿過軸孔并且穿過剩下的轉向節(jié)主體孔， 以便可旋轉地將轉向節(jié)和轉向軸結合在一起。
在這些傳統(tǒng)的轉向軸總成中，轉向節(jié)繞豎向地傾斜的轉向軸線上 的主銷樞轉。通常，襯套設置(例如壓制)在轉向節(jié)主體的對準的孔 中，以便允許轉向節(jié)相對于主銷旋轉。
此外，某些轉向節(jié)具有上、下轉向孔，其中轉向臂和橫拉桿臂設 置在該轉向孔中。轉向臂和橫拉桿臂用來控制車輛的轉向。這些轉向 節(jié)轉向孔通常水平地傾斜。
然而，傳統(tǒng)的轉向軸總成存在多個缺陷。通常，由于比如轉向/ 橫拉桿臂進入轉向節(jié)轉向孔的組裝方向(即，從前至后(向后引導) 或者從后至前(向前引導))，所以車輛每一側的轉向節(jié)轉向孔的形狀 不同，每個轉向軸總成的轉向節(jié)轉向孔的尺寸是獨特的，并且轉向節(jié) 轉向孔的尺寸從轉向節(jié)頂部至轉向節(jié)底部也是獨特的。結果，車輛每一側需要單獨的轉向節(jié)，這需要較高的設計、材料、制造、勞動力、 存貨和運營成本。
Dubensky的美國專利No. 4，761，019公開了 一種由金屬片制成的 轉向節(jié)，通過將控制臂通道定向為指向一個方向或另一個方向，該轉 向節(jié)能夠用作左側或右側轉向節(jié)。Dubensky需要利用球鉸來安裝上、 下控制臂或橫拉桿的三個通道，并且需要關于水平軸線對稱的控制臂 通道，使得轉向節(jié)可用在任一側。
如今，要求轉向節(jié)很堅固(例如與金屬片相比的鍛鋼)，并且轉向 節(jié)經常要求具有機械地結合至車輛兩側的橫拉桿的能力。此外，轉向 臂不僅以指向向前的方式連接至轉向節(jié)，而且以指向向后的方式連接 至轉向節(jié)轉向孔。然而，這要求在車輛兩側使用不同的車輛轉向節(jié)。
從而，需要提供一種堅固的車輛轉向軸總成，對于每個轉向軸而 言，或者對于轉向/橫拉桿臂進入轉向節(jié)轉向孔的組裝方向而言，在車 輛每一側不利用單獨的轉向節(jié)。這應當至少導致提供具有較低的設計、 材料、制造、勞動力、存貨和運營成本的車輛轉向軸總成。

發(fā)明內容
一種車輛轉向節(jié)，包括第一轉向凸臺，其具有連接第一通道開口 和第二通道開口的第一連續(xù)通道，所述第一通道從內徑到所迷第一通 道開口和所述第二通道開口中每一個向外形成錐形。所述轉向節(jié)進一 步包括第二轉向凸臺，其具有連接第三通道開口和第四通道開口的第 二連續(xù)通道，所述第二通道從內徑到所述第三通道開口和所述第四通 道開口中每一個向外形成錐形。所述轉向節(jié)還包括中空的第一接頭套 筒和中空的第二接頭套筒，所述中空的第一接頭套筒位于所述第一轉 向凸臺的所述笫一通道開口或所述第二通道開口內，所述中空的第二 接頭套筒位于所述笫二轉向凸臺的所述第三通道開口或所述第四通道 開口內。由于這種結構，轉向節(jié)可用在車輛的任一側，可允許轉向臂/ 橫拉桿臂從前至后(向后引導)或從后至前(向前引導)進入上轉向
凸臺或下轉向凸臺中，并且可應用于各種尺寸的轉向節(jié)轉向軸總成。參考形成說明書 一部分的附圖，從以下說明和所附權利要求中， 本發(fā)明的其它優(yōu)點將會變得明顯，其中相同的附圖標記在多幅圖中表 示相應的部分。


圖1為根據本發(fā)明的轉向節(jié)的局部三維剖視圖； 圖2為車輛轉向軸總成的三維圖，車輛其中一側具有圖1的轉向 節(jié)(局部剖視平面圖)、上轉向臂和下橫拉桿臂；
圖3A為圖2的上轉向節(jié)孔和上轉向臂的詳細局部剖視平面圖； 圖3B為圖2的下轉向節(jié)孔和下橫拉桿臂的詳細局部剖視平面圖； 圖4示出了鍵和帶有鍵槽的中空接頭套筒插入圖l的任一個凸臺； 圖5示出了鍵槽和帶有鍵的中空接頭套筒插入圖1的任一個凸臺。
具體實施例方式
應當理解，本發(fā)明可采用各種可選的定向和步驟順序，除了特別 進行相反的說明之外。還應當理解，附圖中所示的和以下說明書中所 記載的具體裝置和方法僅僅只是所附權利要求限定的發(fā)明范圍的示例 性實施例。因此，涉及所公開實施例的具體尺寸、方向或其它物理特 性不被看做是限制性的，除非權利要求特別進行了另外的聲明。
圖l示出了具有上轉向凸臺12和下轉向凸臺14的轉向節(jié)10。上 凸臺12具有連續(xù)通道16，該連續(xù)通道16的兩側具有開口。下凸臺14 具有下連續(xù)通道18，該下連續(xù)通道18的兩側具有開口 。各個通道16、 18從內徑22、 24到其相應的開口向外形成錐形Tl、 T2、 T3、 T4 (可 以相同)，所述內徑22、 24在其相應的通道16、 18內是最小的內徑。 內徑22、 24可在兩側的相應開口之間的中間位置處。轉向節(jié)10可包 括鍛鋼。
圖2示出了車輛轉向軸總成35，其中字母"F"指示車輛的前方 (或者可能是前面)，字母"R" 指示車輛的后方。圖2還示出了彼 此相似的中空接頭套筒26、 28，該中空接頭套筒26、 28與雙錐形通
8道16、 18配合。結果，提供一種具有雙錐形套筒26、 28的雙錐形轉 向節(jié)10。
圖3A中進一步詳細地示出了圖2的接頭套筒26，其中套筒26 已經被引導(即在組裝過程中向前引導)進入轉向節(jié)轉向凸臺12的后 開口中。通過使通道16從內徑22向兩個開口形成錐形，相應的錐形 轉向臂20被引導(即在組裝過程中向后引導)進入并穿過前開口 ，并 且穿過貫穿中空接頭套筒26中心的孔。應當理解，組裝的順序也可以 反過來，其中首先將轉向臂20引導進入并穿過前開口，然后將套筒 26引入進入轉向節(jié)轉向凸臺12的后開口，并且圍繞所述轉向臂20的 一部分。
圖3B中進一步詳細地示出了圖2的接頭套筒28，其中套筒28已 經被引導(即在組裝過程中向后引導)進入轉向節(jié)轉向凸臺14的前開 口中。通過使通道18從內徑24向兩個開口形成錐形，相應的錐形橫 拉桿臂30被引導(即在組裝過程中向前引導)進入并穿過后開口 ，并 且穿過貫穿中空接頭套筒28中心的孔。應當理解，組裝的順序也可以 反過來，其中首先將橫拉桿臂30引導進入并穿過后開口，然后將套筒 28引入進入轉向節(jié)轉向凸臺14的前開口，并且圍繞所述橫拉桿臂30 的一部分。
圖2還示出了用于轉向軸總成35的相對側的不同組裝，其中，轉 向臂20A被向前引導，橫拉桿臂30A也被向前引導。橫拉桿臂30、 30A設置在橫拉桿32的端部處。盡管圖2中未示出，同樣的相對側的 轉向節(jié)(如上詳細所述)已經組裝有如上所述被向前引導的臂20A、 30A，其中所述同樣的相對側的轉向節(jié)的通道形成與通道16、 18相同 的錐形，并且向后引導上、下接頭套筒。
應當理解，上述結構允許臂20、 20A、 30、 30A的定向引導具有 其它可能的組合，在圖l-3B中的上述結構示出了套筒26、 28與其被 相反地引導和定向的配對轉向臂20、 20A以及橫拉桿臂30、 30A的定 向引導。從而，轉向節(jié)IO可用在車輛的任一側上，在上轉向凸臺或下 轉向凸臺中可允許轉向臂/橫拉桿臂從前至后或從后至前進入，以及可200910169175.4 應用于各種尺寸的轉向節(jié)轉向軸總成。
在完成套筒26、 28及其相反地引導和定向的配對轉向臂20、 20A 或橫拉桿臂30、 30A的定向引導后，螺母36組裝到各個臂20、 20A、 30、 30A的端部38或42。擰緊螺母36的結果是，具有相應錐形Tl、 T2或T3、 T4的臂20、 20A或30、 30A與中空接頭套筒26或28的 內表面47或48配合，所述中空接頭套筒26或28i殳置在與臂20、20A 或30、 30A進入相應通道時所經過的通道開口相對的通道開口中。此 外，螺母36與中空接頭套筒26或28的外周表面51或52配合。從而， 臂20、 20A、 30、 30A和中空接頭套筒26、 28緊固到通道16、 18內。
還可以理解，臂20、 30可以設置在轉向節(jié)10的相應轉向凸臺通 道16、 18中的任一開口內，其中接頭套筒26或28 "填充"與轉向臂 20或橫拉桿臂30進入轉向節(jié)通道16、 18的位置相對的開口處的錐形。 因此，對于各個通道16、 18而言，轉向節(jié)10的形狀和尺寸可以相同。
圖l和2還示出了基本上相同的主銷23、 23A以及設置在車輛轉 向軸總成35的端部處的軸部件25、 25A。主銷23設置成穿過轉向節(jié) IO的上、下主體(已知為叉)和所述軸部件25中的一組孔40。從而， 轉向節(jié)10通常繞著沿著關于主銷23或23A的任一方向的豎直軸線V 旋轉。
如圖1、 3A、 3B、 4、 5所示，套筒26、 28的凸臺12、 14可構造 成具有鍵46、 46A和相應的互鎖鍵槽45、 45A (其中鍵槽45代表圖1 中的凸臺鍵槽43、 44)，該鍵槽45、 45A允許鍵46、 46A在組裝過程 中滑到鍵槽45、 45A中，但是在擰緊螺母36時將套筒26、 28旋轉鎖 定至凸臺12、 14。
本領域技術人員認識到，鍵槽45A將設置成穿過套筒26、 28的 向外的表面，其中鍵46A將設置在轉向節(jié)通道16、 18的向內的表面 上?；蛘?，鍵槽45可設置成穿過轉向節(jié)通道16、 18的向內的表面， 其中鍵46將設置在套筒26、 28的向外的表面上。這些構造中的任一 個都會使得在擰緊螺母時鍵46、 46A將套筒26、 28旋轉鎖定至轉向 節(jié)10。上述結構的結果是，車輛轉向軸總成不需要在車輛每一側和各個 轉向軸用不同轉向節(jié)總成，從而提供具有較低的材料、存貨、設計、 制造、勞動力和運營成本的車輛轉向軸總成。此外，通過在車輛的每
一側使用這種共同的轉向節(jié)10，可以減少服務人員的置換時間。
為了清楚地顯示各個表面以及不同元件之間的關系，圖3A、 3B、 4和5顯示的各個元件之間(例如，套筒26、 28和凸臺12、 14之間， 套筒26、 28和臂20、 30之間，凸臺12、 14和臂20、 30之間，以及 鍵46、 46A和鍵槽45、 45A之間)是分開的。實際上，這些元件通常 彼此緊密抵靠或裝配在一起。
注意到，總體上在整個本申請中，具體上關于套筒26、 28、凸臺 12、 14、臂20、 30、鍵46、 46A和鍵槽45、 45A之間可能僅僅幾分 之一英寸的尺寸差異，專利附圖不是用來精確地估量這些差異。
根據專利法的規(guī)定，采用優(yōu)選實施例描述和說明了本發(fā)明的操作 原理和模式。然而，必須理解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況 下，本發(fā)明可以釆用具體解釋和說明的之外的方式進行實施。
ii
權利要求
1.一種車輛轉向節(jié)，包括第一轉向凸臺，其具有連接第一通道開口和第二通道開口的第一連續(xù)通道，所述第一通道從內徑到所述第一通道開口和所述第二通道開口中每一個向外形成錐形；第二轉向凸臺，其具有連接第三通道開口和第四通道開口的第二連續(xù)通道，所述第二通道從內徑到所述第三通道開口和所述第四通道開口中每一個向外形成錐形；中空的第一接頭套筒，其位于所述第一轉向凸臺的所述第一通道開口或所述第二通道開口內；以及中空的第二接頭套筒，其位于所述第二轉向凸臺的所述第三通道開口或所述第四通道開口內。
2. 根據權利要求l所述的車輛轉向節(jié)，其中各個所述內徑為相應 通道內的最小直徑。
3. 根據權利要求l所述的車輛轉向節(jié)，其中一轉向臂具有與在所 述第一通道開口或所述第二通道開口中任一個內的所述錐形配合的相 應錐形，所述轉向臂與設置在所述第一通道開口或所述第二通道開口 中另一個內的所述中空的第一接頭套筒的內表面配合，所述轉向臂在 所述第一連續(xù)通道內通過螺母緊固至所述第一轉向凸臺，所述螺母與 所述中空的第一接頭套筒的外周表面配合。
4. 根據權利要求3所述的車輛轉向節(jié)，其中一橫拉桿臂具有與在 所述第三通道開口或所述第四通道開口中任一個內的所述錐形配合的相應錐形，所述橫拉桿臂與設置在所述第三通道開口或所述第四通道 開口中另一個內的所述中空的第二接頭套筒的內表面配合，所述橫拉桿臂在所述第二連續(xù)通道內通過螺母緊固至所述第二轉向凸臺，所述螺母與所述中空的第二接頭套筒的外周表面配合。
5. 根據權利要求4所述的車輛轉向節(jié)，其中所述第一轉向凸臺在 所述第二轉向凸臺上方。
6. 根據權利要求l所述的車輛轉向節(jié)，其中所述第一轉向凸臺和 所述第二轉向凸臺在所述第一連續(xù)通道和所述第二連續(xù)通道外具有豎 直地對準的孔，所述豎直地對準的孔接收貫穿其中的主銷。
7. 根據權利要求l所述的車輛轉向節(jié)，其中所述中空的接頭套筒 中每個都具有與相應轉向節(jié)通道的內部鍵槽或鍵配合的鍵或外部鍵槽，以便將所述中空的接頭套筒旋轉鎖定至轉向節(jié)。
8. 根據權利要求l所述的車輛轉向節(jié)，其中所述轉向節(jié)轉向凸臺 的所述通道中每個內的所述錐形都是相同的。
9. 根據權利要求8所述的車輛轉向節(jié)，其中所述內徑中每個都處 于其相應的開口之間的中間位置處。
10. —種轉向軸總成，包括具有兩個端部的轉向軸，其中所述轉 向軸的所述端部中每個都借助主銷能旋轉地結合至權利要求1的車輛 轉向節(jié)。
11. 根據權利要求1所述的車輛轉向節(jié)，其中所述第一通道開口 和所述第三通道開口朝向所述車輛的后方，所述第二通道開口和所述 第四通道開口朝向所述車輛的前方，其中所述中空的第一接頭套筒位 于所述第一通道開口內，轉向臂位于所述第二通道開口內，所述中空 的第二接頭套筒位于所述第四通道開口內，橫拉桿臂位于所述第三通道開口內。
12. 根據權利要求1所述的車輛轉向節(jié)，其中所述第一通道開口 和所述第三通道開口朝向所述車輛的后方，所述第二通道開口和所述 第四通道開口朝向所述車輛的前方，其中所述中空的第一接頭套筒位 于所述第二通道開口內，轉向臂位于所述第一通道開口內，所述中空 的第二接頭套筒位于所述第四通道開口內，橫拉桿臂位于所述第三通道開口內。
13. 根據權利要求1所述的車輛轉向節(jié)，其中所述轉向節(jié)包括鍛鋼。
14. 一種轉向軸總成，用于具有兩個轉向節(jié)的車輛，所述轉向軸 總成包括具有兩個端部的橫拉桿，所述兩個端部上具有第一橫拉桿臂和第二橫拉桿臂；第一轉向節(jié)，其包括位于上轉向凸臺的連續(xù)通道的后通道開口內的中空的第一接頭套筒，所述通道從內徑朝向前通道開口和所述后通道開口向外形成錐形；第一轉向臂，其位于所述上轉向凸臺的所述連續(xù)通道的所述前通道開口內，并且位于所述第一接頭套筒內；第一螺母，其將所述第一轉向臂緊固至所述笫一轉向節(jié)；中空的第二接頭套筒，其位于下轉向凸臺的連續(xù)通道的前通道開口內，所述通道從內徑朝向所述前通道開口和后通道開口向外形成錐形；所述第一橫拉桿臂位于所述下轉向凸臺的所述連續(xù)通道的所述后通道開口內，并且位于所述第二接頭套筒內；以及第二螺母，其將所述第一橫拉桿臂緊固至所述第一轉向節(jié)；以及第二轉向節(jié)，其包括位于上轉向凸臺的連續(xù)通道的前通道開口內的中空的第三接頭套筒，所述通道從內徑朝向所述前通道開口和后通道開口向外形成錐形；第二轉向臂，其位于所述上轉向凸臺的所述連續(xù)通道的所述后通道開口內，并且位于所述第三接頭套筒內；第三螺母，其將所述第二轉向臂緊固至所述笫二轉向節(jié)；中空的第四接頭套筒，其位于下轉向凸臺的連續(xù)通道的前通道開口內，所述通道從內徑朝向所述前通道開口和后通道開口向外形成錐形；所述第二橫拉桿臂位于所述下轉向凸臺的所述連續(xù)通道的所迷后通道開口內，并且位于所述第四接頭套筒內；以及第四螺母，其將所述第二橫拉桿臂緊固至所述第二轉向節(jié)。
15. —種組裝轉向總成的方法，所述轉向總成用于具有兩個轉向節(jié)的車輛，所述方法包括在第一轉向節(jié)中，將中空的第一接頭套筒設置在上轉向凸臺的連續(xù)通道的后通道開口內，所述通道從內徑朝向前通道開口和所述后通道開口向外形成錐形；引導第一轉向臂穿過所述上轉向凸臺的所述連續(xù)通道的所述前通道開口，并且進入所述第一接頭套筒內；借助第 一螺母將所述第 一轉向臂緊固至所述第 一轉向節(jié)；將中空的第二接頭套筒設置在下轉向凸臺的連續(xù)通道的前通道開口內，所述通道從內徑朝向所述前通道開口和后通道開口向外形成錐形；引導第一橫拉桿臂穿過所述下轉向凸臺的所述連續(xù)通道的所述后通道開口，并且進入所述第二接頭套筒內；借助第二螺母將所述第一橫拉桿臂緊固至所述第一轉向節(jié)；在第二轉向節(jié)中，將中空的第三接頭套筒設置在上轉向凸臺的連續(xù)通道的前通道開口內，所述通道從內徑朝向所述前通道開口和后通道開口向外形成錐形；引導笫二轉向臂穿過所述上轉向凸臺的所述連續(xù)通道的所述后通道開口，并且進入所述第三接頭套筒內；借助第三螺母將所述第二轉向臂緊固至所述第二轉向節(jié)；將中空的第四接頭套筒設置在下轉向凸臺的連續(xù)通道的前通道開口內，所述通道從內徑朝向所述前通道開口和后通道開口向外形成錐形；引導所述第二橫拉桿臂穿過所述下轉向凸臺的所述連續(xù)通道的所述后通道開口，并且進入所述第四接頭套筒內；以及借助第四螺母將所述第二橫拉桿臂緊固至所述第二轉向節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛轉向節(jié)、轉向軸總成和組裝轉向總成的方法，所述車輛轉向節(jié)包括兩個轉向凸臺(即上、下)，每個轉向凸臺具有分別連接分開的通道開口的連續(xù)通道，其中所述通道從內徑到相應的開口中每個向外形成錐形。中空的第一接頭套筒位于上轉向凸臺的通道開口的任一個內，中空的第二接頭套筒位于下轉向凸臺的通道開口的任一個內。這種結構使得轉向節(jié)可用在車輛的任一側，允許轉向臂/橫拉桿臂從前至后(向后引導)或從后至前進入轉向凸臺的任一個中，并且可應用于各種尺寸的轉向節(jié)轉向軸總成。
文檔編號B62D7/18GK101670852SQ20091016917
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權日2008年9月12日
發(fā)明者J·C·阿德萊曼, S·T·伯恩 申請人:德納重型車輛系統(tǒng)集團有限責任公司