用於將車輛的轉向液壓缸附接到輪軸上的扭杆、包括這種杆的車輛以及製造這種杆的方法與流程

2023-05-07 07:05:19

本發明涉及一種用於將車輛的轉向液壓缸附接到輪軸的杆、包括這種杆的車輛以及製造所述杆的方法。

背景技術：

本發明能夠應用於重型車輛，例如卡車、公共汽車和建築設備。雖然將針對卡車來描述本發明，但本發明不限於這種特定的車輛，而是也可應用於其它車輛，例如小轎車。

以已知的方式，車輛包括支撐每兩個對置車輪的前輪軸和後輪軸以及利用手動方向盤使前輪轉向的轉向裝置。在實踐中，該轉向裝置包括布置在輪軸前方並在駕駛員操作方向盤時接收高度加壓流體的轉向液壓缸。該加壓流體然後產生使車輪轉向的轉向力。該轉向液壓缸包括液壓缸本體和所提供的用於從液壓缸本體中伸出或縮回到液壓缸本體中的左活塞杆(cylinderrod)和右活塞杆。與轉向液壓缸相對的左活塞杆和右活塞杆的端部分別鉸接到擺杆(swinglinks)，從而形成通過轉向活塞杆的伸長和收縮而擺動的四連杆機構。

車輛還包括用於將轉向液壓缸附接到輪軸橫梁(axlebeam)的構件。該構件可以是連杆。所述轉向裝置的運動使得轉向液壓缸可在水平和豎直平面內轉動。此外，輪軸可能隨著時間而扭曲(distorted)，這導致轉向液壓缸和連杆的變形，因為他們的柔韌性不如輪軸。這可能帶來轉向故障。因此，用於將轉向液壓缸附接到輪軸橫梁的構件被放大尺寸(oversized)，以吸收輪軸的變形以及轉向液壓缸相對於輪軸的的運動。

us2014/0008885a公開了一種農用拖拉機，其中，轉向液壓缸通過兩個分別附接在轉向液壓缸的頂部和底部處的連接杆而附接到前輪軸。該連接杆在兩個末端處被鉸接，使得：當轉向液壓缸被操作時，該連接杆可在預定範圍內前後移動，同時避免移動到車輛的左側或右側。此外，另外兩個連接杆被鉸接到活塞杆，從而使轉向液壓缸與輪軸的聯接更可靠。結果，這種轉向液壓缸附接方式需要很多球窩接頭(balljoints)，而球窩接頭是更換成本高的易磨損零件。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種用於將車輛的轉向液壓缸附接到輪軸的杆，該杆能夠在不將輪軸載荷傳遞到轉向液壓缸的情況下吸收輪軸的變形以及轉向液壓缸相對於輪軸的運動。這樣，不需要其它連接杆來防止非期望的旋轉運動，並且使用了較少的易磨損零件來將轉向液壓缸附接到輪軸。

為此，本發明涉及一種用於將車輛的轉向液壓缸附接到輪軸的杆。根據本發明，所述杆圍繞其縱向方向被扭轉。

由於本發明，假設扭杆在其縱向方向上能夠被容易地壓縮或拉長，它表現得像彈簧一樣，由此吸收輪軸橫梁的變形以及液壓缸相對於輪軸的相對運動。因此，在輪軸橫梁上產生的力不會傳遞到轉向液壓缸，這意味著轉向裝置不會被輪軸橫梁的扭曲和轉向液壓缸的運動影響。此外，將轉向液壓缸附接到輪軸時不使用球窩接頭。

根據本發明的其它方面，有利地而非必須的，這種杆可以包括以下特徵中的一個或多個：

-所述杆包括兩個端板，用於將所述杆固定到所述轉向液壓缸和輪軸。

-每個端板限定有用於固定螺釘或鉚釘的至少一個孔。

-所述端板彼此平行。

-所述杆包括與所述端板垂直的中間板。

-所述杆由金屬或複合材料製成。

-所述杆被螺接或鉚接到所述轉向液壓缸和/或輪軸。

-所述杆通過法蘭被夾緊到所述液壓缸和/或輪軸。

本發明還涉及一種車輛，其包括輪軸、轉向液壓缸以及如前文所限定的用於將轉向液壓缸附接到輪軸的杆。

根據本發明的其它方面，有利地而非必須的，這種車輛可以包括以下特徵中的一個或多個：

-在所述杆裝配於車輛中的狀態下，所述杆相對於輪軸的縱向軸線以小於10°的角度傾斜。

-所述轉向液壓缸布置在所述輪軸的前方或後方。

本發明最後涉及一種製造用於將車輛的轉向液壓缸附接到輪軸的杆的方法，其包括以下步驟：

a)切割出金屬材料或複合材料的矩形板；和

b)繞所述板的縱向軸線擰轉所述板的一端或在兩個相反方向上擰轉所述板的兩端。

根據本發明的其它方面，有利地而非必須的，所述方法可以包括以下特徵中的一個或多個：

-在步驟b)中，所述兩端被以相同的扭轉角擰轉。

-在步驟b)中，所述兩端繞縱向軸線(x22)被以90°的扭轉角擰轉。

-所述方法還包括在步驟a)之後但在步驟b)之前的一個步驟：夾持所述杆的中部。

附圖說明

現在將與附圖對應地描述本發明，並且僅作為說明性的實施例，而非限定本發明的目的。在附圖中：

-圖1是卡車的側視圖，其包括前輪軸和後輪軸、轉向液壓缸以及根據本發明的未示出的杆，該杆用於將轉向液壓缸附接至車輛的前輪軸。

-圖2是屬於圖1中的車輛的轉向裝置和輪軸的分解圖。

-圖3是圖2的已裝配在輪軸上的轉向液壓缸的俯視圖，並且

-圖4是用於將圖2和圖3中的轉向液壓缸附接到輪軸的杆的透視圖。

具體實施方式

圖1示出了卡車2。卡車2沿表示卡車2的行駛方向的縱向軸線x2延伸。卡車2包括用於拖拽掛車4的牽引單元或拖車6。拖車6包括兩對車輪10和10a，其中10a表示一對前輪。同樣，掛車4包括兩對後輪10。前輪10a被布置成繞未示出的輪軸樞轉。卡車2還包括轉向裝置13，其用於使卡車2的前輪10a在布置於駕駛室中的未示出的手動方向盤的指令下轉向。

轉向裝置13在圖2中看得更清楚。轉向裝置13沿著與車輛2的縱向軸線x2垂直的水平軸線x13延伸。該轉向裝置13固定到沿著與軸線x13平行的水平軸線x12延伸的輪軸12。轉向裝置13包括轉向液壓缸14，其具有用於接收高壓流體(例如油)的入口142和用於排出低壓流體的出口144。轉向裝置13的運動使得轉向液壓缸14可相對於輪軸12在水平和豎直平面內旋轉。因此，軸線x13並不總是與軸線x12平行。

入口142和出口144被構造成連接到未示出的動力轉向裝備。該動力轉向裝備包括流體蓄存器、泵和控制閥，該控制閥用於以預定壓力向轉向液壓缸14提供流體，該預定壓力取決於從測量手動方向盤的旋轉角度的傳感器接收到的信號。這允許然後調節轉向力並改變車輛方向。

兩個活塞杆16a和16b被設置成根據轉向液壓缸腔室中的流體壓力而伸出和縮回液壓缸14中。左活塞杆16a和右活塞杆16b分別通過延長管18a和18b延伸，以調整該轉向系統的長度。

如圖3所示，在裝配於車輛2中的狀態下，轉向裝置13布置在輪軸12的後方，所述延長管18a和18b分別鉸接到槓桿20a和20b，該槓桿20a和20b進一步與未示出的輪緣連接。更精確地，球窩接頭將延長管18a和18b聯接到槓桿20a和20b。轉向液壓缸14通過圖4中看得更清楚的杆22附接到輪軸12。杆22是在未示出的矩形板的基礎上製造的，該矩形板的長度在輪軸長度的20％到70％之間，優選在輪軸長度的30％到50％之間。杆22沿著與該杆的最大尺寸(本示例中的長度)平行的縱向軸線x22延伸。所述矩形板是從大面板切割出的，該面板可以是金屬面板或複合材料面板。在本說明中，複合材料應理解為纖維增強基體，例如用玻璃或碳纖維增強的塑料或多層材料。該矩形板然後繞其縱向軸線x22被扭轉。為此，可以夾持該杆22的中間板224，並且可以沿兩個相反方向以一定的扭轉角分別擰轉所述板的縱向端部220和222，該扭轉角對於兩個端部220和222來說可以是不同的。這產生了繞其縱向方向被扭轉的杆。在本實施例中，兩個端部220和222的扭轉角都是90°。與該杆的長度及杆的寬度相比，該杆的厚度可以忽略不計，杆22是柔性的。

第一端板220用於將杆22附接到輪軸12，並且第二端板222用於將杆22附接到轉向液壓缸14。端板220和222布置成相互平行且分別限定有用於固定螺釘26和24的四個通孔o220和o222。因此，杆22在每個末端處分別被螺接到轉向液壓缸14和輪軸12。為此，輪軸12和轉向液壓缸14各自具有相應的固定部120和140，該固定部120和140設有與所述固定螺釘26和24互補的四個螺紋孔。中間板224與端板220和222垂直。

如圖3所示，杆22被布置成整體上與軸線x12平行。更確切的說，在杆22裝配於卡車2中的狀態下，杆22的縱向軸線x22相對於軸線x12傾斜一定角度a22，該角度a22小於20°，優選小於10°。這防止了杆22在運行狀態下屈曲。

由於杆22被扭轉，它能夠沿縱向方向x22容易地壓縮或拉伸。那麼，該杆能夠吸收輪軸的變形以避免將輪軸載荷傳遞到轉向液壓缸，並且吸收該轉向液壓缸相對於輪軸12的運動。此外，杆22的兩個末端被固定，該杆在行駛狀況下不會移動，從而該轉向裝置13是穩定的。

在一個未示出的可替代實施例中，轉向裝置13可以布置在輪軸12的前方。

在另一個未示出的可替代實施例中，杆22以大於或小於90°的角度被扭轉。尤其是，杆22能夠被扭轉兩次或更多次。

在另一個未示出的可替代實施例中，切割出的所述板僅一個縱向端部220或222被擰轉，而另一個端部被固定。

在另一個未示出的可替代實施例中，杆22可以通過除了所述固定螺釘之外的方式附接到所述轉向液壓缸和輪軸。例如，杆22可以被焊接、膠接或鉚接。此外，可以使用法蘭(flange)將杆22夾緊到所述轉向液壓缸和/或輪軸12。該法蘭繞所述杆的端部被緊固。

應當理解，本發明不限於在上文中描述並在附圖中示出的實施例。而是，本領域技術人員將意識到，在所附權利要求限定的範圍內，可以進行很多修改和變型。

此外，上文所述的本發明的不同實施例和可替代實施例的技術特徵能夠組合在一起，以產生本發明的新實施例。