用于车辆悬架的杆销轴套
阅读说明：本技术 用于车辆悬架的杆销轴套 (Lever pin bushing for vehicle suspension ) 是由 R·J·齐默曼 H·克伦迪安 J·梅里曼 于 2019-01-09 设计创作，主要内容包括：一种杆销轴套组件(400),该杆销轴套组件(400)包括：杆销(220),其具有带至少一个开孔(221)以接纳紧固件的至少一端,该至少一个开孔(221)延伸穿过该至少一端,该杆销(220)具有中心部分(26),该中心部分(26)具有比杆销(220)的至少一端的宽度或直径更大的直径；可压缩橡胶区段(242),其围绕杆销(220)的中心部分定位,该可压缩橡胶区段(242)围绕邻近杆销(220)的中心部分的向下渐缩的表面进一步延伸；外金属壳(232),其模制结合到可压缩橡胶区段(242)；第一盘插入件(260a),其定位在外金属壳(232)的第一端上；第二盘插入件(260b),其定位在外金属壳(232)的第二端上；以及管状外金属壁(250),其定位在外金属壳(232)、第一盘插入件(260a)和第二盘插入件(260b)上。(A bar pin bushing assembly (400), the bar pin bushing assembly (400) comprising: a bar pin (220) having at least one end with at least one aperture (221) to receive a fastener, the at least one aperture (221) extending through the at least one end, the bar pin (220) having a central portion (26), the central portion (26) having a diameter greater than a width or diameter of the at least one end of the bar pin (220); a compressible rubber section (242) positioned around a central portion of the bar pin (220), the compressible rubber section (242) further extending around a downwardly tapered surface adjacent the central portion of the bar pin (220); an outer metal shell (232) mold bonded to the compressible rubber section (242); a first disc insert (260a) positioned on a first end of the outer metal shell (232); a second disc insert (260b) positioned on a second end of the outer metal shell (232); and a tubular outer metal wall (250) positioned over the outer metal shell (232), the first disk insert (260a), and the second disk insert (260 b).)
优先权要求
该申请要求于2018年1月12日提交的题为“Bar Pin Bushing for VehicleSuspension(用于车辆悬架的杆销轴套)”的编号为15/869,834的美国专利申请的优先权，该申请通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
本申请大体上涉及用于连接车辆系统(诸如悬架和轮轴系统/子系统)中的构件的轴套。更特别地，本申请涉及一种可用于在重型拖运卡车应用中使用的改进的球形梁端轴套。
背景技术
用于在车辆系统(诸如悬架)中使用的杆销轴套组件是已知的。此类组件可用于连接车辆系统的不同构件，诸如，梁、支架、臂、夹具、框架、轨道、杆和其它相似构件。2013年11月12日公告的编号为8,579,510的美国专利中公开一种可旋转杆销轴套。球形橡胶轴套设计还设计成使用卡环来将零件保持在一起。橡胶的适度水平的预压缩可通过沿轴向方向加载来实现。
在重型卡车应用中，在高铰接角下，轴套必须非常稳健以经受高径向和轴向负载，以及可在操作中遇到的高铰接角。具有卡环连接的轴套设计对于重型卡车应用是不稳健的。在重型卡车应用中，高径向和轴向负载能力是期望的。
鉴于上文关于用于车辆系统(诸如悬架和轮轴系统/子系统)的现有杆销轴套组件所识别的状况，期望提供一种可用于重型卡车应用的新且改进的杆销轴套组件，其中可遇到高径向和轴向加载，且可需要高铰接角。期望提供一种允许更均匀的应力分布以用于改进的轴套疲劳和改进的径向和轴向承载能力的杆销轴套组件。
发明内容
本文中公开一种用于连接车辆系统(诸如悬架或轮轴系统/子系统)中的构件的杆销轴套组件。轴套组件包括围绕杆销的中心部分定位的杆销可压缩橡胶区段，且有利地包括模制结合到可压缩橡胶区段的多个外金属壳节段。当将轴套***管状外金属壁中时，多个外金属壳节段沿径向向内移动以压缩可压缩橡胶区段，以提供用于显著预压缩的橡胶轴套组件。此类预压缩提供用于更均匀的应力分布和改进的轴套疲劳度，且还允许更高的径向和轴向承载能力。杆销、可压缩橡胶区段和多个外金属壳节段也可有利地***管状外金属壁中。盘***件可定位在多个外金属壳节段的端部上和管状外金属壁的端部内，以在杆销轴套组件的端部处提供增加的环向强度。
另外，轴向或纵向空隙可在模制过程期间形成在可压缩橡胶区段中。当多个外金属壳节段沿径向向内移动以在***管状外金属壁期间压缩可压缩橡胶区段时，橡胶可移动到空隙中，且多个外金属壳节段的纵向边缘可聚到一起。
在一方面，提供一种用于连接车辆系统中的构件的杆销轴套组件，其包括：杆销，其具有带至少一个开孔以接纳紧固件的至少一端，该至少一个开孔延伸穿过该至少一端，该杆销具有中心部分，该中心部分具有比杆销的至少一端的宽度或直径更大的直径；可压缩橡胶区段，其围绕杆销的中心部分定位，该可压缩橡胶区段围绕邻近杆销的中心部分的向下渐缩的表面进一步延伸；外金属壳，其模制结合到可压缩橡胶区段；第一盘***件，其定位在外金属壳的第一端上；第二盘***件，其定位在外金属壳的第二端上；以及管状外金属壁，其定位在外金属壳、第一盘***件和第二盘***件上。
本文中还公开一种用于组装杆销轴套组件的方法，该方法包括以下步骤：(i)提供杆销，该杆销具有带至少一个开孔以接纳紧固件的至少一端，该至少一个开孔延伸穿过至少一端，杆销具有中心部分，该中心部分具有比杆销的至少一端的宽度或直径更大的直径；(ii)使外金属壳围绕杆销定位；(iii)将熔融橡胶注入杆销的中心部分与外金属壳的内表面之间的间隔中，以形成可压缩橡胶区段；(iv)将杆销和可压缩橡胶区段***管状外金属壁中；(v)使第一盘***件的内表面定位成与外金属壳的第一端的外表面接合，且使第一盘***件的外表面定位成与管状外金属壁的第一端的内表面接合；(vi)使第二盘***件的内表面定位成与外金属壳的第二端的外表面接合，且使第二盘***件的外表面定位成与管状外金属壁的第二端的内表面接合；(v)迫使管状外金属壁的第一端的内表面与第一盘***件的外表面进一步接合；以及(vi)迫使管状外金属壁的第二端的内表面与第二盘***件的外表面进一步接合。
附图说明
本文中参照图描述了本发明的示例性实施例，其中相似的部分由相似的参考标号表示，且其中：
图1A为杆销轴套组件10的示例性实施例的透视图。
图1B为图1A中示出的杆销轴套组件10的纵向右侧视图。
图2为图1A和图1B中示出的杆销轴套组件10的截面前视图。
图3为还包括塑料衬套60和中间套筒50的杆销轴套组件10'的截面前视图。
图4为还包括橡胶层80和中间套筒70的杆销轴套组件10''的截面前视图。
图5A为在***梁毂90中之后(其中内部结构以虚线示出)且包括套环100和100a的杆销轴套组件10的前视图。
图5B为示为在梁毂90内且包括套环100和100a的图5A的杆销轴套组件10的截面前视图。
图6A为定位在梁毂内的杆销轴套组件10的透视图，其中除去梁毂来示出多个外金属壳如何在***梁毂内时沿径向向内移动和接合以压缩可压缩橡胶区段。
图6B为图6A中示出的杆销轴套组件10的截面图，示出定位在从多个外金属壳的端部延伸的凸缘上的套环110和110a。
图7A为定位在梁毂90内，且包括保持在梁毂90的端部与多个外金属区段的延伸凸缘之间的套环115和115a的杆销轴套组件10的透视图。
图7B为图7A中示出的杆销轴套组件10的截面图。
图8A为定位在梁毂90内且包括保持在多个外金属区段的延伸凸缘内的套环120和120a的杆销轴套组件10的透视图。
图8B为图8A中示出的杆销轴套组件10的截面图。
图9A为包括管状外金属壁250的杆销轴套组件200的截面图。
图9B为***管状外金属壁250中之前的图9A中示出的杆销轴套组件200的端视图。
图9C为图9B中示出的杆销轴套组件200的透视图。
图9D为图9B和图9C中示出的杆销轴套200的截面图。
图9E为***管状外金属壁250中之后的杆销轴套200的截面图。
图9F为图9E中示出的杆销轴套组件200的端视图。
图9G为图9E和图9F中示出的杆销轴套组件200的透视图。
图10A为杆销轴套200'的截面图。
图10B为图10A中示出的杆销轴套200'的透视图。
图11为杆销轴套200''的透视图。
图12A为描绘图9A-9G中示出的杆销轴套200的组装方法中的第一阶段的截面图。
图12B为描绘卷曲过程之前的图9A-9G中示出的杆销轴套200的组装方法中的第二阶段的截面图。
图12C为描绘卷曲过程之后的图9A-9G中示出的杆销轴套200的组装方法中的第三阶段的截面图。
图13A为根据示例实施例的在外金属壁250与盘***件260a和260b卷曲之前的杆销轴套400的截面图。
图13B为外金属壁250的端部已被迫与盘***件260a和260b的外表面接合之后的图13A中示出的杆销轴套400的截面图。
图14A为根据示例性实施例的图13A和图13B中示出的盘***件260b的侧视图。
图14B为沿图14A中的线14B-14B截取的盘***件260b的截面图。
具体实施方式
图1A-14B示出杆销轴套组件及其构件，以及组装方法的示例性实施例。图中示出的杆销轴套组件提供独特的球形轴套设计，其提供用于高径向承载能力、高轴向承载能力以及高铰接角。如图1A、图1B和图2中示出的，示出杆销轴套组件10，其包括具有端部20a、20b和端面21a的杆销20。端部20a包括通孔22a，通孔22a可用于将杆销轴套组件10紧固到车辆或悬架的轮轴组或其它构件。类似地，端部20b包括通孔22b，其可用于将杆销轴套组件10紧固到车辆或悬架的轮轴组或其它构件。特别地，杆销轴套组件10可用于连接多种车辆系统(诸如车辆悬架和/或轮轴系统/子系统)中的构件，以及需要使用杆销轴套组件来用于连接构件的其它应用。例如，杆销轴套组件10可用于将步进梁连接到车辆悬架/轮轴系统中的轮轴支架，且可用于重型车辆应用中，且也可用于其它应用中。应理解的是，用语“车辆”在本文中广泛用于包含所有类型的车辆，其包括但不限于所有形式的车、卡车、巴士、休旅车(RV)、摩托车等。此外，为了本描述的目的，除非另外特别描述，否则用语“车辆”在本文中是指车辆或拖车。以该方式，例如，车辆悬架系统是指车辆悬架或拖车悬架。
杆销轴套组件10包括由多个外金属壳节段32、34、36和38(其模制结合到定位在杆销20上的橡胶部分40)制成的外套筒30。图1A、图1B和图2示出***梁毂(诸如步进梁的毂)中之前的杆销轴套组件10。
如图1B中示出的，多个轴向或纵向空隙43、44、45和46示为定位在橡胶部分40中。特别地，纵向空隙43定位在外金属壳32的纵向边缘32a与外金属壳34的纵向边缘34b之间的间隙下方；纵向空隙44定位在外金属壳32的纵向边缘32b与外金属壳38的纵向边缘38a之间的间隙下方；纵向空隙45定位在外金属壳38的纵向边缘38b与外金属壳36的纵向边缘36a之间的间隙下方；且纵向空隙46定位在外金属壳36的纵向边缘36b与外金属壳34的纵向边缘34a之间的间隙下方。
纵向空隙43、44、45和46可部分地由外金属壳节段32、34、36和38的构造限定。参照图1B，图1B中示出的外金属壳节段32、34、36和38的最内部分(即，最接近杆销20的部分)具有比图1B中示出的外金属壳节段32、34、36和38的最外部分的径向长度(以弧度计)更小的径向长度(以弧度计)。如图1B中示出的，纵向边缘32a、32b、34a、34b、36a、36b、38a和38b可包括两个直部分和渐缩的连接两个直部分的中间部分。
当轴套组件10***梁毂中时，多个外金属壳节段32、34、36和38被迫沿径向向内移动来相对于杆销20压缩橡胶部分40。在多个外金属壳节段32、34、36和38在***梁毂中期间被迫沿径向向内时，消除在多个外金属壳节段32、34、36与38的邻近纵向边缘之间的间隙，且使它们接合。同时，在橡胶区段40的压缩期间，来自橡胶区段40的橡胶被迫进入纵向空隙43、44、45和46，以允许橡胶区段变为受压缩。橡胶中的纵向空隙的使用有利地允许在组装期间控制橡胶膨胀的量和方向，以用于均匀的应力分布和优化的性能。轴套中的纵向空隙的使用便于橡胶沿轴向和切向方向膨胀，同时轴套组件10在***梁毂中期间受压缩。
在图1A和图1B中示出的轴套组件10的实施例中，存在使用的四个外金属壳节段32、34、36和38。然而，还可使用更少或更多数量的外金属壳节段，但发现四个外金属壳节段提供轴套组件10的可接受设计，因为如果仅使用三个外金属壳节段，橡胶区段40上的应力在重型卡车应用中太高，且如果使用多于四个外金属节段，在重型卡车应用中可失去有效的结合。每个外金属壳节段可由冲压过程形成。换句话说，每个外金属壳节段可包括冲压的外金属壳节段。
图2示出图1A和图1B中示出的轴套组件10的截面图。具有端部20a和20b的杆销20在外套筒30和(如图2中示出的)外金属套筒节段32和36内延伸。在该实施例中，两个通孔22a和22b示为用于附接到车辆或悬架构件，诸如轮轴支承部件。还有可能的是，仅单个通孔设在杆销20上，或不使用通孔。
杆销20包括中心部分26，其具有大于端部20a和20b的直径，具有向上和向内倾斜的壁，其在直径上增大，最终变为具有恒定外径的平坦外截面。具有带向内和向上倾斜的壁以提供具有围绕中心部分的均匀厚度橡胶区段的较大直径的中心部分的杆销的轴套组件(其中橡胶区段围绕邻近中心部分的向下渐缩的边缘延伸成弧)可称为具有球形杆销的球形轴套组件。具有恒定直径的杆销20的中心部分26定位在轴套组件10的外套筒30下方且(如图2中示出的)在外金属壳节段32和36下方。具有恒定直径的中心部分26在示出图2中示出的橡胶区段42的均匀厚度d的箭头之间延伸。橡胶区段40模制结合到多个外金属壳节段的内表面，其包括图2中示出的外金属壳节段32和36的内表面32c和36c。在轴套组件10的该实施例中，橡胶区段还模制结合到包括中心部分26的杆销20。另外，邻近杆销20的中心部分26的向下倾斜的区段还可由具有厚度d的橡胶区段环绕，厚度d与包绕杆销20的中心部分26的橡胶区域42的厚度d相同。
以此类构造，橡胶区段40包括具有均匀厚度的橡胶区段42。橡胶区段42可称为橡胶区段40的“工作”部分。具有均匀厚度d的橡胶区段42提供用于显著的优点。特别地，与具有非均匀厚度的具有较低疲劳性能的工作橡胶相比，均匀厚度提供用于工作橡胶中的均匀应力分布且最大限度地增加橡胶疲劳。
在图2中，杆销20还包括延伸到外套筒中的圆形部分24。轴套组件10还提供用于轴套组件10内的杆销的高铰接程度。特别地，“调节”外金属壳节段(包括图2中示出的外金属壳节段32和36)，以允许杆销以大角度铰接。为提供用于大的铰接角，包括外金属壳节段32和36的外金属壳节段的端部分别具有外端32d、32e、36d和36e，其构造成在圆形区段24接触外金属壳节段32和36的端部32d或36d且防止进一步铰接之前允许杆销20从杆销20的轴向或纵向中心线铰接最多达11.2度。这对于端部32e和36e同样如此。较小或较大的铰接角还可取决于应用提供。
在将轴套组件10***梁毂中时，工作橡胶区段42预压缩。例如，取决于应用，橡胶区段42可压缩15%到25%，或更少。在一个实施例中，橡胶区段42在轴套组件***梁毂中时从16.25mm的厚度压缩至13mm的厚度。橡胶区段40和42可包括天然橡胶，但合成橡胶或其它弹性体材料也可用于橡胶区段。
如上文提到的，轴套组件10的球形轴套设计以杆销20开始，杆销20可为高强度金属，诸如1045或1144可热处理的高屈服强度钢，其可经由紧固件附接到轮轴。杆销20可包括具有粗糙纹理的锻造销，以改进橡胶到杆销20的结合。具有均匀壁厚(橡胶区段42)的独特橡胶形状模制结合到杆销以及外金属壳。外金属壳32、34、36和38呈多个节段，以适应在模制之后的橡胶收缩，且提供在组装到悬架的步进梁毂中期间的高径向预压缩。在组装期间，轴套组件10沿径向方向挤压在一起，提供高径向和中等轴向的预压缩。轴套中的独特空隙43、44、45和46便于橡胶在其在组装期间受压缩时沿轴向和切向方向膨胀。具有高预压缩的大的薄橡胶区段42提供高径向和轴向承载能力。在杆销20的铰接(锥形旋转)期间，剪切下的橡胶的独特橡胶形状提供锥形顺应性，且允许高锥形角。锥形角经由外金属壳的端部中的特征控制，其通过限制可允许的铰接角来限制橡胶中的最大剪切应变。
在一些实施例中，轴套组件10的安装直径可为117mm，且未安装直径可为124mm。杆销20的端部20a和20b上的平坦部可为52mm乘48mm。杆销的总体长度可为272mm，且外金属壳的长度可为118mm，且外金属壳可由刚性材料(诸如铝、不锈钢、黄铜或其它合适材料)制成。外金属壳可构造为由钢、铁、铝或其它合适材料制成的冲压、铸造或锻造的壳。而且，外金属壳可具有4.76mm的厚度。
图3为轴套组件10'的截面。轴套组件10'以与图1A、图1B和图2中示出的轴套组件10相同的方式构成，包括多个外金属壳(其包括外金属壳32和36)，以及橡胶区段40和42，以及具有图2的截面图中示出的端部20a和20b的杆销20，有少许修改(其将在本文中描述)。在轴套组件10'中，提供滑移特征，其允许杆销20相对于橡胶区段42和多个外金属壳旋转或滑移。为提供用于该滑移特征，橡胶区段40不像轴套组件10中那样模制结合到杆销20的中心部分。替代地，具有如轴套组件10中那样的均匀厚度的橡胶区段42模制结合到中间套筒50，中间套筒50定位在杆销20的外金属壳与中心部分26'之间。中间套筒50继而结合到具有与杆销20的中心部分26'的外表面26'接触的内表面60a的塑料衬套60。塑料衬套60a的内表面与杆销20的外表面26a'之间的界面允许杆销20的外表面26'相对于塑料衬套60的内表面60a滑移或旋转。
以该构造，工作部分或橡胶区段42定位在外金属壳节段的内表面(其包括外金属壳32的内表面32c和外金属壳36的内表面36c)与中间套筒50的外表面50a之间。另外，中间套筒50定位在橡胶区段42与塑料衬套的上表面60b之间。
具有杆销20的中心部分26a'之间的滑移或旋转的能力提供用于轴套组件10'中的锥形角上的增大，同时还允许轴套组件10'的高径向承载能力。轴套组件10'具有模制结合到中间套筒50的橡胶区段42，该中间套筒50可为金属冲压件以提供期望的均匀橡胶形状。中间套筒的端部可在***梁毂中期间如示出的那样被迫向下。该内金属冲压件可结合到塑料衬套60，塑料衬套60可为基于聚合物的衬套，诸如聚氨酯，其提供自由旋转(扭转和锥形)和高耐磨性。在轴套组件10'中，金属冲压件和塑料或聚合衬套可通过将橡胶直接地模制结合到组合的金属冲压件和聚合衬套来组合。高度预压缩的橡胶轴套和耐磨聚合衬套的组合保证轴套组件10'的寿命内的相对紧的滑移接头，其抵抗由于恶劣环境状况(例如，腐蚀)的退化。
中间套筒50和塑料衬套60还可以以如图1A和图1B中示出的外金属壳节段32、34、36和38的方式形成为多个节段。
图4为轴套组件10''的截面。轴套组件10''以与图1A、图1B和图2中示出的轴套组件10相同的方式构成，包括多个外金属壳(其包括外金属壳32和36)，以及橡胶区段40和42，以及具有图2的截面图中示出的端部20a和20b的杆销20，有少许修改(其将在本文中描述)。在轴套组件10''中，类似于图3中示出的轴套组件10'，提供滑移特征，其允许杆销20相对于橡胶区段40和42和多个外金属壳旋转或滑移。为提供用于轴套组件10''中的该滑移特征，橡胶区段40不像轴套组件10中那样模制结合到杆销20的中心部分。替代地，具有如轴套组件10中那样的均匀厚度的橡胶区段42模制结合到中间套筒70，中间套筒70定位在杆销20的中心部分26'与外金属壳之间。薄橡胶层80还模制在中间套筒70下方，使得中间套筒70的上表面70a定位在工作橡胶区段42下方，且中间套筒70的下表面70b定位在薄橡胶层80上方。薄橡胶层80的内表面与杆销20的外表面26'a之间的界面允许杆销的外表面26a'相对于薄橡胶衬套80的内表面的滑移或旋转。
以该构造，工作部分或橡胶区段42定位在外金属壳节段的内表面(其包括外金属壳32的内表面32c和外金属壳36的内表面36c)与中间套筒70的外表面70a之间。
如关于图3中示出的轴套组件10'所提到的，具有杆销20的中心部分26a'与薄橡胶层80之间的滑移或旋转的能力提供用于轴套10''中的锥形角上的增大，同时还允许轴套组件10''的高径向承载能力，同时还允许高锥形角。轴套组件10''具有模制结合到中间套筒70的橡胶区段42，中间套筒70可为金属冲压件、铸造金属(铁或铝)、锻造钢，或塑料***物，以提供期望的均匀橡胶形状。与薄金属层的高度预压缩的橡胶轴套的组合保证轴套组件10'的寿命内的相对紧的滑移接头，其抵抗由于恶劣环境状况(例如，腐蚀)的退化。
在轴套组件10''中，主“工作”橡胶区段42模制结合到可为塑料或金属特征的中间套筒70的外侧。另外，在杆销20的中心部分26'附近存在橡胶80的副薄膜，其允许轴套在高扭转或锥形角下滑移。橡胶膜80模制结合到塑料或金属特征的内表面，且还为改进的抗腐蚀来保持接头紧。对于图3和图4中示出的两个备选的轴套组件10'和10''，中间套筒或塑料衬套(在轴套组件10'中)可分段(例如，经由金属或塑料中的“狭缝”或多个狭缝来分段)，以便于组装和高径向预压缩。组装可取决于设计细节在模制之前或之后发生。
图1A、图1B、图2、图3和图4中示出的轴套组件10、10'和10''有利地包括外金属壳32、34、36和38，其呈多个节段以在安装到悬架的步进梁毂中时允许高水平的径向预压缩。高径向预压缩产生高径向刚度和承载能力，同时球形形状提供高锥形角以用于悬架铰接。外金属壳32、34、36和38的弯曲端部特征提供橡胶中的轴向预压缩，因此高轴向承载能力。铰接的锥形角由限制最大橡胶应变水平的外金属壳的端部中的设计特征控制。橡胶中独特形状的轴向或纵向空隙43、44、45和46(在外金属壳之间)在组装期间控制橡胶膨胀的量和方向，以用于均匀的应力分布和优化的性能。与预压缩方法组合的该轴套的内金属、橡胶和外金属设计为了橡胶中的均匀应力设计成用于最大轴套疲劳性质。因此，轴套组件10、10'和10''为改进的轴套疲劳特征提供用于均匀的应力分布。
轴套预压缩在组装到梁毂中期间应用。由于独特的橡胶形状，橡胶中的应力分布是更均匀的。此外，将预压缩的轴套压配合到梁毂中是用于组装的非常稳健的方法。
图5A-8B涉及可用于增大外金属壳的端部的环向强度和轴套组件的强度，且将轴套组件保持在梁毂内的各种套环实施例。在图5A-8B中，示出套环实施例，具有图1A、图1B和图2中示出的轴套组件10。然而，图5A-8B中的套环实施例还可供图3中示出的轴套组件10'和图4中示出的轴套组件10''以及其变型使用。
图5A为***梁毂90中之后的杆销轴套组件10的前视图，其中内部结构以虚线示出，且图5B为示为在梁毂90内的图5A的杆销轴套组件10的截面前视图。为了提供多个外金属壳的端部上的额外环向强度且将轴套组件10保持在梁毂90内，套环100可围绕轴套组件的一端焊接，且套环100a可围绕轴套组件10的另一端部焊接。特别地，如图5B中示出的，套环100可沿轴套毂90的端面和套环100的边缘上的焊线92焊接到包括外金属壳32和36的外金属壳(或梁毂)。套环100a还可焊接到外金属壳或梁毂90的另一端部。套环100a可构造成与套环100相同(或不同)。套环100a可沿轴套毂90的端面和套环100a的边缘上的焊线92a焊接到外金属壳(其包括外金属壳32和36)。套环100和100a向轴套组件10提供增大的强度和刚性，且增大轴套组件10的端部的环向应力。另外，图5A和图5B中示出的套环构造是具有外金属壳的长度的非常小总体轴向延伸的紧凑套环布置，其可在涉及小间隙的应用中是有价值的。
图6A为定位在梁毂内的杆销轴套组件10的透视图，其中除去梁毂来示出多个外金属壳如何在***梁毂内时沿径向向内移动和接合以压缩可压缩橡胶区段。特别地，外金属壳32的纵向边缘32b和外金属壳38的38a在***梁毂中期间沿径向压缩，以拉动边缘32b和38a接合。图6B为图6A中示出的杆销轴套组件10的截面图，示出定位在轴套组件10上的套环110和110a。在该套环布置中，凸缘35a从外金属壳(其包括外金属壳32和36)的第一端延伸，且套环110可压配合于外金属壳的延伸凸缘35a上。类似地，凸缘35b从外金属壳(其包括外金属壳32和36)的第二端延伸，且套环110a可压配合于外金属壳的延伸凸缘35b上。然后可使用卷曲或模锻操作，其进一步有助于套环100至100a保持就位。此类卷曲或模锻操作进一步约束套环100和100a。
正如图5中示出的套环100和100a，套环110和110a向轴套组件10提供增大的强度和刚性，且增大轴套组件10的端部的环向强度。
图7A为定位在梁毂90内的杆销轴套组件10的透视图，且图7B为图7A中示出的杆销轴套组件10的截面图。套环115和115a定位在包括外金属壳32和36的轴套组件10的外金属壳的端部上。在该套环构造中，凸缘39a在轴套组件10的第一端上从外金属壳延伸。套环115定位在凸缘39a上，且一旦就位，凸缘39a向上卷曲或弯曲，以相对于梁毂90的端部保持套环115，以使套环115相对于梁毂90的端部保持就位。类似地，凸缘39b在轴套组件10的第二端上从外金属壳延伸。套环115a定位在凸缘39b上，且一旦就位，凸缘39b向上卷曲或弯曲，以相对于梁毂90的端部保持套环115a，以相对于梁毂90的端部将套环115a保持就位。
套环115和115a向轴套组件10提供增大的强度和刚性，且增大轴套组件10的端部的环向强度。另外，图7A和图7B中示出的套环构造是具有外金属套筒的长度的非常小总体轴向延伸的紧凑套环布置，其可在涉及小间隙的应用中是有价值的。
图8A为定位在梁毂90内的杆销轴套组件10的透视图，且图8B为图8A中示出的杆销轴套组件10的截面图。在该套环构造中，套环120和120a定位在包括外金属壳32和36的轴套组件10的外金属壳的端部上。在该套环构造中，凸缘41a在包括外金属壳32和36的轴套组件10的第一端上从外金属壳延伸。套环120定位在凸缘41a上，且一旦就位，凸缘41a向上卷曲或弯曲，以相对于多个外金属壳的第一端保持套环120，以相对于包括外金属壳32和36的多个外金属壳的端部将套环120保持就位。类似地，凸缘41b在轴套组件10的第二端上从外金属壳延伸。套环120a定位在凸缘41b上，且一旦就位，凸缘41b向上卷曲或弯曲，以相对于包括外金属壳32和36的多个外金属壳的端部保持套环120a。套环120和120a向轴套组件10提供增大的强度和刚性，且增大轴套组件10的端部的环向强度。还可提供图5A-8B中示出的套环构造的变型。
图5A-8B中描述的套环可视设计的情况由切割金属管制成、铸造、锻造，或由厚垫圈制成。
图9A-G公开备选的杆销轴套组件200，其包括具有相反设置的端部的杆销220。各端包括通孔21，其可用于将杆销轴套组件200紧固到车辆或悬架的轮轴组或其它构件。杆销轴套组件200包括外金属套筒232，外金属套筒232由如图9C中示出的多个外金属壳节段232a-d(称为外金属壳)制成，其模制结合到定位在杆销220上的橡胶部分242。图9B-9D示出***图9E-9G中示出的管状外金属壁250中之前的杆销轴套组件200。
如图9B中示出的，多个轴向或纵向空隙252示为定位在橡胶部分242中。纵向空隙252可部分地由图9C中示出的外金属壳232a-d的构造限定。杆销220、橡胶区段242和外金属壳232a-d可以以与图1A、图1B和图2中示出的杆销轴套组件中示出的相似元件相同的方式构造。当轴套组件200***如图9E-9G中示出的管状外金属壁250中时，多个外金属壳232a-d被迫沿径向向内移动来相对于杆销220压缩橡胶部分242。在多个外金属壳232a-d在***管状外金属壁250中期间被迫沿径向向内时，消除在多个外金属壳232a-d的邻近纵向边缘之间的间隙，且使它们接合。同时，在橡胶区段242的压缩期间，来自橡胶区段242的橡胶被迫进入纵向空隙252，以允许橡胶区段变为受压缩的。橡胶中的纵向空隙的使用有利地允许在组装期间控制橡胶膨胀的量和方向，以用于均匀的应力分布和优化的性能。轴套中的纵向空隙的使用便于橡胶沿轴向和切向方向膨胀，同时轴套组件200在***管状外金属壁250中期间受压缩。
在将轴套组件200***管状外金属壁250中时，橡胶区段242受预压缩。例如，取决于应用，橡胶区段242可压缩15%到25%，或更少。在一个实施例中，橡胶区段242在将轴套组件***管状外金属壁250中时从16.25mm的厚度压缩至13mm的厚度。橡胶区段40和42可包括天然橡胶，但合成橡胶或其它弹性体材料也可用于橡胶区段，且用语“橡胶”限定成涵盖所有可压缩的材料。
图9E-9G示出在杆销220、橡胶区段242和多个外金属壳232a-d***管状外金属壁250中之后的杆销轴套组件200。图9A示出在向下推动管状外金属壁250的端部以顺应多个外金属壳232a-d的端部的外表面之后的杆销轴套组件200。在杆销轴套组件200中，多个外金属壳232a-d的壁厚大体上等于管状外金属壁250的壁厚。在一些实施例中，该壁厚可为1/8英寸或3mm。管状外金属壁可由1020拉制心轴管钢制成，但可使用其它金属材料。
图10A和图10B示出杆销轴套组件200'，其类似于图9A-9G中示出的杆销轴套组件200，包括具有相同的杆销220和橡胶区段242，但有少许差异。特别地，在杆销轴套组件200'中，多个外金属壳232a-d'具有比杆销轴套组件200中的外金属壳232a-d薄的壁厚，且管状外金属壁250'具有比管状外金属壁250更大的壁厚。在一些实施例中，管状外金属壁可具有多个外金属壳232a-d'的壁厚的两倍的壁厚。在一个实施例中，管状外金属壁250'可具有4mm的壁厚，而多个外金属壳232a-d'的壁厚可为2mm。其它比率也是可能的。
另外，在图10A和图10B中示出的杆销轴套组件200'中，管状外金属壁250'具有端部250a'，以垂直于管状外金属壁250'的主表面的角度向下推动端部250a'，使得在管状外金属壁250'的端部的内表面与多个外金属壳232a-d'的端部的外表面之间存在间隙。该相同的方法还可供杆销轴套组件200使用。
图11示出杆销轴套组件200''，杆销轴套组件200的备选实施例。在该实施例中，杆销220与杆销轴套组件200和200'中的相同。然而，在杆销轴套组件200''中，不使用多个外金属壳。替代地，管状外金属壁251定位在用于橡胶区段243且可模制结合到其的多个叶(诸如四个叶)上。另外，多个叶可包括一个或多个空隙245，其在橡胶区段243和杆销220***管状外金属壳251中时提供用于橡胶区段到空隙245中的流。在该实施例中，底切了管状外金属壁251的端部来提供用于较薄端部以便于卷曲。
应注意的是，杆销轴套组件200、200'和200''中的管状外金属壁的使用在杆销轴套组件200和200'的情况下提供用于多个外金属壳的端部处的增大的环向强度，使得不需要图5A-8B中阐述的类型的套环。因此，不需要对杆销轴套组件的两端处的此类套环的需求，提供用于制造上降低的复杂性和所需零件上的减少。杆销轴套组件200、200'和200''中的管状外金属壁证实提供充分的强度和耐用性来用于48吨串列轮轴应用上。
还应注意的是，杆销轴套组件200、200'和200''还以与上文关于杆销轴套组件10所描述的相同方式提供用于轴套组件内的杆销的高铰接程度。特别地，“调节”外金属壳和/或管状外金属壁，以允许杆销以与上文关于杆销轴套组件10所描述的相同方式以大角度铰接。
图12A-12C示出杆销轴套组件200的组装方法，杆销轴套组件200包括杆销的中心部分226、橡胶区段226，以及多个外金属壳(共同示为232)。在该组装方法中，如图12A中示出的，管状金属外壁250定位在外壁约束物310内，其邻接管状金属外壁250的整个外表面。外壁约束物310包含渐缩的内表面，其使四个轴套叶“成漏斗状”到管状金属外壁250中。在***管状金属外壁250中期间，外壁约束物310有助于支承管状金属外壁250，使得它在组装期间不变形或分开。下止挡件320邻接管状金属外壁250的下端和外金属壁约束物310的下端。杆销轴套组件示为定位在管状外金属壁250上方，且准备好通过推动元件300***于其中。
在图12B中，杆销轴套组件200***管状外金属壁250中。卷曲元件330示为定位在管状外金属壁250上方和下方，且推块340就位以推动卷曲元件330与管状外金属壁的端部的外表面接合。
在图12C中，推块340和320迫使卷曲元件330与管状外金属壁250的端部接合，且迫使管状外金属壁250的端部与多个外金属壳232的外表面的端部接合。以该方式，杆销轴套可***管状外金属壁中且组装。该组装方法还可用于组装和/或卷曲杆销轴套组件200'和200''。如图10A和图10B中示出的，组装杆销轴套组件的结构还可设计成包括管状金属外壁的端部的内表面与多个外金属壳的端部的外表面之间的间隙。图12A-C中示出的卷曲和加工过程设计成在杆销轴套组件的两端上提供等同程度的卷曲。
另外，图3和图4中示出的中间套筒和衬套或橡胶层可用于杆销轴套组件200、200'和/或200''中来提供可旋转的杆销轴套。
图13A和图13B公开备选的杆销轴套组件400，其包括具有相反设置的端部的杆销220。杆销轴套组件400具有与图9E中示出的杆销轴套200相同的构造，但还包括盘***件260a和260b。杆销220的每端包括通孔221，该通孔可用于将杆销轴套组件400紧固到车辆或悬架的轮轴组或其它构件。杆销轴套组件400包括由多个外金属壳节段232a-d(称为外金属壳并在图9C中示出)制成的外金属套筒232，该外金属壳节段232a-d模制结合到定位在杆销220上的橡胶部分242。在其它实施例中，外金属套筒232可为单个连续套筒。图13A示出杆销220、外金属套筒232以及***管状外金属壁250中之后的盘***件260a和260b。
在***管状外金属壁250中时，橡胶部分242被预压缩。例如，取决于应用，橡胶区段242可压缩15%到25%，或更少。橡胶区段242可由天然橡胶组成，但合成橡胶或其它弹性材料也可用于橡胶区段。
杆销轴套组件400有利地使用盘***件260a和260b，其具有内表面，该内表面顺应外金属套筒232的端部的外表面。盘***件260a和260b可由金属材料(诸如1045钢)构成，且也可使用其它合适材料。盘***件260a和260b有利地为杆销轴套组件400提供必要的环向强度。在将外金属套筒232***管状外金属壁250中之后，盘***件260a和260b可定位在外金属套筒232的端部上。以该方式，盘***件260a和260b可压配合于管状外金属壁250内，使得盘***件260a和260b的外径与管状外金属壁250的内表面接合。管状外金属壁250的端部可使用图12A-C中示出的方法和其上文描述在盘***件260a和260b上卷曲或盘曲。为了保证在将管状外金属壁250的端部卷曲到盘***件260a和260b上之前，盘***件260a和260b相对于外金属套筒232的端部保持在适当的位置，可将粘合剂(诸如Loctite®)施加到盘***件260a和260b的内表面，使得它们在管状外金属壁250的端部卷曲过程之前和期间保持在适当的位置。备选地，在将管状外金属套筒232***管状外金属壁250之前，盘***件260a和260b可定位在管状外金属套筒232的端部上。
图13B示出在向下推动管状外金属壁250的端部使得管状外金属壁250的端部的内表面顺应盘***件260a和260b的外表面之后的杆销轴套组件400的截面图。以该方式，在盘***件260a和260b的外表面与管状外金属壁250的端部的内表面之间未提供间隙，且在盘***件260a和260b的内表面与外金属套筒232的端部的外表面之间未提供间隙。结果，杆销轴套组件400具有合适的强度和刚性，且该布置为杆销轴套组件提供增加的环向强度。然而，在其它实施例中，在盘***件的内表面与外金属套筒的端部之间可存在间隙，且在盘***件的外表面与管状外金属壁的端部之间也可存在间隙。
杆销轴套组件400的设计有利地允许容易制造且导致可靠构造的杆销轴套组件。
图14A是盘***件260b的侧视图，且图14B是盘***件260b沿图14A的线14B-14B截取的截面图。如图13A和图13B中示出的，盘***件260b包括内表面262，该内表面定形成顺应金属套筒232的外端。另外，如图13A和图13B中示出的，盘***件260b包括外表面264，该外表面定形成顺应管状外金属壁250的内表面。
虽然参照某些说明性方面描述了该发明，将理解的是，该描述不应以限制性的意义理解。相反地，可在不脱离如由以下权利要求书限定的本发明的真实范围的情况下对说明性实施例作出各种改变和修改。此外，将了解的是，任何此类改变和修改将由本领域技术人员认为是等同于以下权利要求书的一个或多个元素，且应在由法律所允许的最完整的范围内由此类权利要求书所涵盖。