[发明专利]车桥塔架

说明书

本申请要求2005年3月16日提出的美国临时申请60/662,233和2006年3月15日提出的名称为“车桥塔架”档案号为0715-0171.01的美国非临时申请为优先权。 

发明背景

本发明涉及将悬架系统部件、例如车桥定位装置和/或负载反作用机构连接到车桥壳上的装置。具体地，本发明涉及将多功能车桥定位和/或负载反作用装置、例如抗扭箱形断面件连接到车桥壳上的车桥塔架(Axle Tower)。

车辆悬架系统为车辆乘客提供舒适乘坐并且防止车辆运输的货物过渡振动。同样，也很重要的，悬架系统还通过控制各种施加在车桥上的力提供车辆稳定性，否则该力会使车桥相对于车架发生不希望的位置改变。特别地，这种力改变车桥相对于车架的垂直、横向和/或纵向位置，还可使车桥移动，例如侧倾、偏移和角振动。悬架系统的每个部件作出反应并控制一个或多个力。为了减小悬架系统的复杂性和重量，悬架系统的部件被涉及为控制多个力。

抗扭箱形断面件组件是其中一个这样的多功能部件。其对垂直空气弹簧负载作出反应，抵抗制动/加速负载，具有中心侧倾抵抗特性，抵抗回转或横向负载并保持车桥相对于车架纵梁的位置，还有助于防止不适当的偏移和车桥角振动。

通常，抗扭箱形断面件组件典型地包括焊接的钢矩形箱结构。前后端焊接在圆形钢管上。组装时，相连的橡胶衬套插入这些管中，且圆形金属杆位于轴衬中。在抗扭箱形断面件的一端，杆与横跨在车架的车架纵梁之间的横梁相连。在抗扭箱形断面件的另一端，内圆形金属杆的每个端依次连接到车桥塔架上，其中车桥塔架通过车桥壳将抗 扭箱形断面件连接到车桥上。抗扭箱形断面件组件的详细说明在美国专利US6,527,286中公开了。美国专利US6,527,286中公开的内容在这里作为参考。

清楚地，车桥壳和抗扭箱形断面件之间的负载路径很重要。这里所说的连接装置或车桥塔架为将这些负载传递到车桥壳上的装置。这些车桥塔架传递纵向、侧倾输入、横向和垂直负载。优选地，车桥塔架可以在车桥壳没有过载和/或破裂的情况下传递负载。

在北美不对称车桥是标准的。不对称指差速器壳偏移车桥中心线。不对称车桥对将车桥定位装置和/或例如为抗扭箱形断面件的负载反作用装置连接到车桥壳的连接装置的设计是个挑战。抗扭箱形断面件或其他装置通常位于车辆的车架纵梁之间的中心，从而在车桥的相对端的中心。为了使抗扭箱形断面件或其他装置对心，例如车桥塔架的连接装置与车桥中心线间隔相等距离。因此，由于差速器壳不在车桥中心，所以车桥塔架通常安装在差速器壳上与差速器壳中心线两侧间隔不同距离处。换句话说，车桥塔架安装在关于差速器壳的中心线不对称的点上，这样连接该连接点的线不水平。

这样，车桥塔架通常被设计为彼此不同，以适应其关于差速器壳的不对称位置。另外由于适应在差速器壳上的安装位置，具有不同的基体结构，车桥塔架还具有不同高度以保持抗扭箱形断面件的横向宽度平行于其余车桥。换句话说，由于一个车桥塔架可比其他车桥塔架定位在差速器壳上的更高位置，所以提高的车桥塔架会比另一个车桥塔架短，否则抗扭箱形断面件会相对于其余车桥偏斜。

车桥塔架必须能抵挡抗扭箱形断面件或其他类似装置施加的应力，该车桥塔架必须能吸收和/或分散沿着车桥壳的力，以防止车桥和/或差速器壳可能的故障。

本领域已知的另一个连接装置是在公路悬架上经常遇到的纵向和横向扭力杆塔架或连接“vee rod”到车桥壳顶部的塔架。然而，这些装置本身不具有本发明车桥塔架所具有的多功能。本发明的车桥塔架的独特之处在于它是多面的、多功能的结构部件，即对作用在多车桥上 的负载作出反应的结构，现有装置的功能单一，即对单一车桥上的负载作出反应的结构。为了提供上述功能，对现有结构进行改善的各种特征包含在本发明的车桥塔架中。

如下面将要详细说明的，当垂直负载施加在空气弹簧上时，抗扭箱形断面件处于拉伸状态且通过推动车桥塔架作出反应。由于车桥塔架中的这个悬臂负载，在车桥塔架上具有压缩侧(靠近抗扭箱形断面件)和拉伸侧(与抗扭箱形断面件距离最远)。因此车桥塔架的这两侧可被设计为不同，以提供承受负载的有效设计。

在本发明车桥塔架的一个实施例中，车桥塔架可包括多种特征。这些特征将在下面详细说明，总结如下。可包括的一个特征是车桥塔架的压缩侧与车桥塔架的拉伸侧形状不同。不同形状影响塔架两侧的刚度，并且改善压力分布以及减小车桥壳上的压力负载。塔架两侧形状不同在于车桥塔架的承受较高压力的一侧具有比车桥塔架另一侧或拉伸侧更大的圆齿或轮廓。