專利名稱：混合橫軸球窩接頭襯套的制作方法
混合橫軸球窩接頭襯套
相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求于2011年5月24日遞交的美國專利申請第13/114，149號的優(yōu)先權(quán)和于2010年10月21日遞交的美國臨時申請第61/405，250號的利益。上述申請的全部公開內(nèi)容通過引用合并于此。技術(shù)領域
本公開涉及將部件緊固到車輛的彈性襯套。更具體地，本公開涉及用于將部件附接到車輛的彈性襯套，其中所述彈性襯套增加給定包裝空間的徑向和軸向負荷能力。
背景技術(shù)：
該部分的陳述僅提供與本公開相關(guān)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
汽車、卡車、公共汽車和其它應用通常被設計為使用獨立前懸架系統(tǒng)和/或獨立后懸架系統(tǒng)來連接車輛的底盤(簧下部分)和車輛的車身(簧上部分)。獨立懸架系統(tǒng)通常包括上控制臂、下控制臂和支撐車輛的輪胎的轂或關(guān)節(jié)。每個控制臂使用一個或多個彈性襯套而被附接到車輛的框架或其它結(jié)構(gòu)部件。每個彈性襯套一般由被壓入控制臂中的外部金屬管、定位在外部金屬殼體內(nèi)的彈性體層和延伸通過彈性體層的中心的內(nèi)部金屬殼體組成。內(nèi)部金屬殼體被附接到車輛的框架上的支架、支撐結(jié)構(gòu)或簧上部分，或者螺栓延伸穿過內(nèi)部金屬件并通過與適當?shù)闹Ъ芘浜隙鴮⒖刂票鄣亩瞬烤o固到車輛的框架、支撐結(jié)構(gòu)或簧上部分。當車輛移動時，車輛的簧上部分和簧下部分之間的相對運動通過螺旋彈簧、扭桿、空氣彈簧的撓曲或通過另外的彈性設備而被調(diào)和。彈性設備的撓曲致使控制臂的端部在將控制臂緊固到車輛的簧上部分的樞轉(zhuǎn)襯套上樞轉(zhuǎn)。
彈性襯套被用于便于該樞轉(zhuǎn)運動并使車輛與振動隔離。位于內(nèi)部金屬殼體與外部金屬殼體之間彈性體層使車輛的簧上部分與車輛的簧下部分有效地隔離。在某些高負荷應用中，外部金屬件的端部被彎曲或成形向上朝向內(nèi)部金屬件，以便進一步封裝彈性材料層。端部的彎曲或成形以及由此彈性材料層的進一步封裝改進徑向彈簧比率，改進軸向彈簧比率，改進軸向保持并且改進襯套的耐用性。
雖然這些彈性體隔離樞轉(zhuǎn)襯套已經(jīng)在本領域被很好執(zhí)行，但是它們存在問題。與這些現(xiàn)有技術(shù)的樞轉(zhuǎn)襯套關(guān)聯(lián)的各種問題包括控制臂的直徑的偏差和樞轉(zhuǎn)襯套被壓入控制臂的區(qū)域的橫截面畸變。在控制臂的構(gòu)造中的這些制造偏差在控制臂承受軸向負荷時經(jīng)常使襯套滑出控制臂。
而且，在較高負荷和較高移動應用中，樞轉(zhuǎn)襯套必須移動通過的旋轉(zhuǎn)角對樞轉(zhuǎn)襯套的彈性部件的壽命產(chǎn)生有害影響。
因此，樞轉(zhuǎn)襯套的連續(xù)發(fā)展已經(jīng)指向旋轉(zhuǎn)能力的改進、性能的改進、強度的改進和耐用性的改進，同時使與樞轉(zhuǎn)襯套關(guān)聯(lián)的制造成本最小。發(fā)明內(nèi)容
本部分提供本公開的大致總結(jié)，并不是其全部范圍或其所有特征全面公開。
本公開為本領域提供混合橫軸襯套。該襯套包括:內(nèi)部金屬件；設置在所述內(nèi)部金屬件上的第一彈性或塑性構(gòu)件；設置在所述第一彈性或塑性構(gòu)件和所述內(nèi)部金屬件上的第二彈性或塑性構(gòu)件；設置在所述第二彈性或塑性構(gòu)件的第三彈性或塑性構(gòu)件；以及設置在所述第三彈性或塑性構(gòu)件上的外部金屬件。在所述襯套裝配期間，所述第一彈性或塑性構(gòu)件、所述第二彈性或塑性構(gòu)件和所述第三彈性或塑性構(gòu)件在被裝配至所述外部金屬件中時被壓縮。
進一步的應用領域根據(jù)在此提供的描述將變得明顯。在該發(fā)明內(nèi)容中的描述和特定示例僅意在例示的目的而并非意欲限制本公開的范圍。


在此描述的附圖僅用于所選擇的實施例而并非所有可能的實施方式的例示目的，并且并非意欲限制本公開的范圍。
圖1為根據(jù)本公開的彈性襯套的透視圖2為圖1中例示的彈性襯套的剖視透視圖3為圖1和圖2中例示的內(nèi)部殼體中的一個的側(cè)視圖4為圖1和圖2中例示的殼體中的一個的透視圖5為圖1和圖2中例示的殼體中的一個的端視圖6為根據(jù)本公開另一實施例的內(nèi)部部件和第一構(gòu)件的透視圖；以及
圖7為包含根據(jù)本公開的彈性襯套的用于車輛的典型的懸架。
相應的附圖標記在附圖的多個圖中始終表不相應的部分。
具體實施方式
現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述示例實施例。
現(xiàn)在參照附圖，其中相似的附圖標記在多個圖中始終指代相似或相應的部分，在圖6中例示包含根據(jù)本公開的彈性襯套并通常由附圖標記10指代的汽車、卡車、公共汽車或其它懸架系統(tǒng)。懸架系統(tǒng)10包括車輛的框架或支撐結(jié)構(gòu)12、上控制臂14、下控制臂16、轂或關(guān)節(jié)18、螺旋彈簧20、減振器22和驅(qū)動軸組件24。框架或支撐結(jié)構(gòu)12支撐車輛的通常被稱為“簧上質(zhì)量”的車身(未顯示)和其它部件。驅(qū)動軸組件24被附接到從發(fā)動機(未顯示)接收扭矩的差速器或驅(qū)動橋(未顯示)。驅(qū)動軸組件24包括一對恒速或非恒速接頭(未顯示)。一個接頭被附接到差速器，一個接頭被附接到轂或關(guān)節(jié)18。驅(qū)動軸26在兩個接頭之間延伸。發(fā)動機將旋轉(zhuǎn)和扭矩傳送到差速器或驅(qū)動橋，差速器或驅(qū)動橋通過驅(qū)動軸組件24將旋轉(zhuǎn)和扭矩從發(fā)動機傳遞到轂或關(guān)節(jié)18。附接到轂或關(guān)節(jié)18的車輪(未顯示)通過轂或關(guān)節(jié)19而被驅(qū)動軸組件34驅(qū)動。恒速或非恒速接頭允許以不同角度傳送扭矩，這允許懸架系統(tǒng)10承受顛簸和回彈運動，同時仍然將扭矩從差速器或驅(qū)動橋傳送到車輛的車輪。
螺旋彈簧20支撐車輛的簧上部分的負荷，減振器22緩沖車輪相對于框架或支撐結(jié)構(gòu)12的移動，如在本領域眾所周知的那樣。扭桿或防滾桿28可被設置在框架或支撐結(jié)構(gòu)12與轂或關(guān)節(jié)18之間以相對于框架或支撐結(jié)構(gòu)12輔助控制車輪，如在本領域眾所周知的那樣。
現(xiàn)在參見圖1、圖2和圖6，上控制臂14和下控制臂16利用一個或多個彈性襯套組件46而各自附接到框架或支撐結(jié)構(gòu)12。每個彈性襯套組件46被設置在控制臂14和16與框架或支撐結(jié)構(gòu)12之間以調(diào)和這兩個部件之間的運動并使車輛的簧上部分與振動隔離。
雖然本公開被例示為具有設置在上控制臂14和16與框架或支撐結(jié)構(gòu)12之間的兩個彈性襯套組件46以及設置在下控制臂16與框架或支撐結(jié)構(gòu)12之間的一個彈性襯套組件46，但是在需要一個部件相對于另一部件樞轉(zhuǎn)的任意兩個部件之間利用彈性襯套組件46也在本公開的范圍內(nèi)。另外，雖然本公開被描述為具有設置在控制臂14和16與框架或支撐結(jié)構(gòu)12之間的三個相同的彈性襯套組件46，但是每個彈性襯套組件46利用不同的設計在本公開的范圍內(nèi)。而且，雖然結(jié)合獨立懸架系統(tǒng)例示本公開，但是在包括但不限于板簧懸架系統(tǒng)的其它懸架設計中利用彈性襯套組件46在本公開的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在參見圖1-5，彈性襯套組件46包括內(nèi)部部件60、第一構(gòu)件62、第二彈性或塑性構(gòu)件64、第三彈性或塑性構(gòu)件66和外部部件68。內(nèi)部部件60被例示為金屬管。雖然內(nèi)部部件被例示為具有大致圓柱形形狀的金屬管，但是具有包括但不限于實心管狀部件或本領域已知的任意其它類型的內(nèi)部部件的不同內(nèi)部部件在本公開的范圍內(nèi)。典型地，如果實心管狀部件被使用，延伸通過實心管狀部件的矩形端部的一對孔被用于將襯套組件緊固到車輛。
第一構(gòu)件62為包括大致球形外表面76和大致圓柱形內(nèi)表面78的金屬的彈性或塑性構(gòu)件。第一構(gòu)件62在內(nèi)部部件60的中間位置被裝配在內(nèi)部部件60上。第一構(gòu)件62可滑動地接合內(nèi)部部件60，其可被壓配合到內(nèi)部件60上或其可聯(lián)結(jié)到內(nèi)部部件60。雖然第一構(gòu)件62被例示為具有大致球形外表面76，但是第一構(gòu)件62具有包括但不限于圓柱形或本領域已知的任意其它形狀的不同外表面形狀在本公開的范圍內(nèi)。而且，雖然第一構(gòu)件62被例示為與內(nèi)部部件60分離的部件，但是使內(nèi)部部件60與第一構(gòu)件62為諸如圖6中例示的冷鐓金屬部件的一件式部件在本公開的范圍內(nèi)。
第二彈性或塑性構(gòu)件64如圖1和圖2中所示被設置在第一構(gòu)件62上并在內(nèi)部部件60上。如圖1和圖2中所示，第二彈性或塑性構(gòu)件64可被設計為覆蓋內(nèi)部部件60的在第一構(gòu)件62的兩側(cè)的整個外表面。
第三彈性或塑性構(gòu)件66包括一對殼體80。如圖所示，每個殼體80小于圓的一半，從而一對間隔82被設置在每個殼體80的相反的圓周端部處。在將這些構(gòu)件裝配到外部部件68中期間，間隔82允許壓縮第二彈性或塑性構(gòu)件64。每個殼體80還包括多個槽84，在圖中例示兩個槽，其中一個槽從殼體80的第一端向內(nèi)延伸，一個槽從殼體80的相反的第二端向內(nèi)延伸。雖然圖例示兩個槽84，但是具有任意數(shù)量的槽84在本公開的范圍內(nèi)。如圖所示，第二彈性或塑性構(gòu)件64被設置在槽84中的每一個內(nèi)。每個殼體80還包括大致橢圓形或球形內(nèi)表面86。如圖2所不，當每個殼體80被裝配在第一構(gòu)件62上時,夕卜表面76和球形內(nèi)表面86限定間隙88，當內(nèi)表面86在球形表面76和86的長度上為球形時，該間隙88具有恒定厚度，并且該間隙88被填充有第二彈性或塑性構(gòu)件64。當內(nèi)表面86為橢圓形時，間隙88被設計為在內(nèi)表面86的中心較大且在內(nèi)表面86的鄰近內(nèi)部部件60的端部處較小。該設計允許更均勻分配扭轉(zhuǎn)應力。
外部部件68為裝配在內(nèi)部部件60、第一構(gòu)件62、第二彈性或塑性構(gòu)件64和第三彈性或塑性構(gòu)件66上的金屬的圓柱形管。一旦外部部件68被裝配在其他部件上，則外部部件68的端部被成形或卷曲向上為如圖1和圖2中例示的那樣封裝其它部件。外部部件68的裝配壓縮第二彈性或塑性構(gòu)件64以為彈性襯套組件46提供必要的預載。如圖所示，外部部件68與第三彈性或塑性構(gòu)件66直接接觸并在間隔82和槽84處與第二彈性或塑性構(gòu)件64直接接觸。
彈性襯套組件46增加給定包裝尺寸的徑向和軸向負荷能力。該設計的優(yōu)點在于允許第二彈性或塑性構(gòu)件64的軸向和徑向預壓縮并更好地平衡扭轉(zhuǎn)應力。第一構(gòu)件62的大致球形外表面76的球形形狀比典型的直壁或駝峰式設計具有更大的面積，從而允許更多應力分布。第二彈性或塑性構(gòu)件64由第三彈性或塑性構(gòu)件66的殼體80徑向且軸向地限制。這限制了沿徑向和軸向方向的移動，減少摩擦生熱。第二彈性或塑性構(gòu)件64當其裝配到外部部件68中時基本上被“型鍛”。該裝配操作使第二彈性或塑性構(gòu)件64從拉伸狀態(tài)移動到壓縮狀態(tài)。通過各個部件的諸如第三彈性或塑性構(gòu)件66的外徑和外部部件68的內(nèi)徑的設計來決定壓縮量。壓縮量直接與耐用性相關(guān)。
作為經(jīng)驗規(guī)則，襯套被“型鍛”越多，則耐用性越高。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的襯套，型鍛受到外部部件的限制，因為過多型鍛引起外部部件的磷酸鹽化斷裂(phosphate fracture)。彈性襯套組件46包括未型鍛的外部部件68，故該設計不受此限制。殼體80在裝配到外部部件68中期間必須集合的距離確定壓縮。該距離可被容易地調(diào)節(jié)或調(diào)整以滿足比率和耐用性目標。
各實施例的前述描述已經(jīng)被提供用于例示和描述的目的。其并非意欲窮盡或限制本公開。即使沒有特別顯示或描述，特定實施例的單獨的元件或特征通常不限于該特定實施例，而是，在適用時，能互換并可在選擇的實施例中使用。特定實施例的單獨的元件或特征也可以以多種方式變化。這種變化不被視為偏離本公開，并且意欲將所有這種更改包括在本公開的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種彈性襯套，包括: 內(nèi)部部件； 圍繞所述內(nèi)部部件設置的第一構(gòu)件； 圍繞所述內(nèi)部部件設置的第二構(gòu)件； 圍繞所述內(nèi)部部件設置的第三構(gòu)件；以及 圍繞所述內(nèi)部部件以及所述第一構(gòu)件、所述第二構(gòu)件和所述第三構(gòu)件設置的外部部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性襯套，其中所述第一構(gòu)件包括內(nèi)表面和外表面，所述第一構(gòu)件的所述內(nèi)表面直接接合所述內(nèi)部部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的彈性襯套，其中所述第一構(gòu)件的所述外表面包括大致球形表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的彈性襯套，其中所述第二構(gòu)件包括內(nèi)表面和外表面，所述第二構(gòu)件的所述內(nèi)表面直接接合所述第一構(gòu)件的所述外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彈性襯套，其中所述第二構(gòu)件的所述內(nèi)表面直接接合所述內(nèi)部部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彈性襯套，其中所述第二構(gòu)件的所述內(nèi)表面包括大致球形表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彈性襯套，其中所述第二構(gòu)件的所述內(nèi)表面包括大致橢圓形表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彈性襯套，其中所述第三構(gòu)件包括內(nèi)表面和外表面，所述內(nèi)表面直接接合所述第二構(gòu)件的所述外表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的彈性襯套，其中所述第三構(gòu)件的所述外表面直接接合所述外部部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的彈性襯套，其中所述第三構(gòu)件包括一對殼體。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性襯套，其中所述第二構(gòu)件包括內(nèi)表面和外表面，所述第二構(gòu)件的所述內(nèi)表面直接接合所述第一構(gòu)件的外表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的彈性襯套，其中所述第二構(gòu)件的所述內(nèi)表面直接接合所述內(nèi)部部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的彈性襯套，其中所述第二構(gòu)件的所述內(nèi)表面包括大致球形表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的彈`性襯套，其中所述第三構(gòu)件包括內(nèi)表面和外表面，所述內(nèi)表面直接接合所述第二構(gòu)件的所述外表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的彈性襯套，其中所述第三構(gòu)件的所述外表面直接接合所述外部部件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的彈性襯套，其中所述第三構(gòu)件包括一對殼體。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性襯套，其中所述第三構(gòu)件包括內(nèi)表面和外表面，所述內(nèi)表面直接接合所述第二構(gòu)件的外表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的彈性襯套，其中所述第三構(gòu)件的所述外表面直接接合所述外部部件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的彈性襯套，其中所述第三構(gòu)件包括一對殼體。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性襯套,其中所述內(nèi)部部件和所述第一構(gòu)件由一件式部件限定。
全文摘要
一種彈性襯套，包括內(nèi)部部件、第一彈性或塑性構(gòu)件、第二彈性或塑性構(gòu)件、第三彈性或塑性構(gòu)件和外部部件。所述第一彈性或塑性構(gòu)件被設置在所述內(nèi)部部件上。所述第二彈性或塑性構(gòu)件被設置在所述第一彈性或塑性構(gòu)件上。所述第三彈性或塑性構(gòu)件被設置在所述第二彈性或塑性構(gòu)件上。所述外部部件被設置在所述第三彈性或塑性構(gòu)件上。
文檔編號B60G7/04GK103108760SQ201180044235
公開日2013年5月15日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者杰伊·W·桑希爾 申請人:普爾曼公司