[发明专利]用于车辆轴的头部板

说明书

相关申请

本申请要求在2010年12月14日提交的美国临时专利申请No.61/422,948的利益和优先权，该美国临时专利申请的内容以参引方式结合于此。

技术领域

总体而言，本主题涉及用于车辆的轴，更具体地说，本主题涉及头部板，这些头部板结合到用于车辆的轴中。

背景技术

用于车辆的典型转向轴组件包括锻制的工字梁轴、和一对转向关节，这对转向关节通过转向销可枢轴转动地连结到轴的相对端部上。尽管它们总体而言是坚固并且可靠的，但这样的锻制工字梁轴在它们的形状方面受到限制，比较沉重，并且要求比较大量的加工。所有这些都体现为制造和有效负载成本的增加。

鉴于以上描述，已经研发出拼合轴。这样的轴典型地由一些钢板制成，这些钢板先被切割，然后焊接在一起。总体而言，拼合轴的重量小于锻制工字梁轴的重量。对于至少一种已知用途，供重型卡车使用的锻制工字梁轴重达约一百九十五磅，而等效的典型拼合轴重量为约一百二十五磅。在商用车辆（这些商用车辆包括重型卡车商用车辆）的情况下，这种重量减轻体现为有效负载容量的显著增加。

拼合轴的另一个优点是，使用的材料（例如钢）可被分散以使其能够更有效地分布。这可以有助于使拼合轴更为轻盈，并且甚至可使它对于弯曲和扭曲应力而言都更为坚挺。除所有这些之外，拼合轴所需的加工量典型地小于锻制工字梁轴所需的加工量。相应地，它们的制造更为容易并且更为便宜。

已知型拼合轴的一个例子在美国专利No.5,810,377中示出和述及，该专利由此通过参考包括在这里。其中公开的拼合轴是优于当时的现有技术的明显改进，并且它对于大多数目的而言仍然是有用的。然而，现在已经认识到它还有若干不足。总体而言，这种拼合轴尚未最优化地利用材料，导致成本增大和材料浪费。

这种缺点导致了进一步改进设计的研发。例如，在美国专利No.6,609,764中示出和述及的拼合轴消除了上述各种不足中的多种不足，该专利由此通过参考包括在这里。具体地说，在美国专利No.6,609,764中描述的轴采用的主体由矩形坯料形成，使得浪费的坯料仅仅是少量的。

尽管在美国专利No.6,609,764中所述的轴成功地减少了材料浪费量，但它并非没有其自己的缺点。例如，轴的主体比较短，因而需要对多种很沉重的元件加以连结，如对一对顶部转向销板和鹅颈式零件加以连结。另外，元件的多样性会增大制造成本和复杂性。例如，其所描述的一种制造过程采用三遍焊接，以将各个元件彼此固定。

图1示出另一种已知型拼合车辆轴A的一部分。轴A包括平直主体B（该平直主体B具有U或C形横截面）、和固定到其上的连续底板P。相分离的鹅颈G（仅示出了它们中的一个）焊接到主体B的端部上，并且焊接到底板P上。鹅颈G是铸造元件，这些铸造元件具有叉形部分F，该叉形部分F提供另外的位置，通过该另外的位置将鹅颈G焊接到主体B上。除它们已经沉重的成分之外，铸造鹅颈G在主体B的端部处产生比较突然的过渡，这通过要求将鹅颈G、和主体B的一部分固定到底板P上的三遍焊接，并且使在鹅颈G下方的材料M变得多余和明显浪费，而进一步增大了轴A的重量。

图2示出又一种拼合车辆轴A′的一部分。这种轴A′在于2008年3月12日提交的美国专利申请No.12/046,722中述及，该专利申请的全部公开内容以参引方式结合于此。轴A′包括主体B′（该主体B′具有U或C形横截面）、和固定到其上的连续底板P′。主体B′包括比较细长的鹅颈部分G′，并且延伸到轴A′的头部。所示的转向销夹具K具有大体圆柱形形状。转向销夹具K固定到鹅颈部分G′上，由此使转向销夹具的尺寸最小化。这种轴A′具有简单圆柱形加工头部的优点，该简单圆柱形加工头部对于锥形转向销用途可以容易地制造成实心的。虽然如此，但轴A′（并且特别是轴A′的转向销夹具）可能不像对于一些用途所需的那样坚固。

希望的是，将上述缺陷、或可选择地这里未说明的但与现有拼合轴相关的缺陷中的一个或更多个克服。

发明内容

本主题涉及几个方面，这几个方面可以在下面描述和要求保护的装置和系统中分别地或一同地实施。这些方面可以单独地或与这里描述的主题的其它方面组合地采用，并且对这些方面的一同描述并非用以排除对这些方面的分别使用、或对这样的方面分别地或按不同组合地要求保护，如在所附的权利要求书中叙述的那样。

在一个方面，提供一种头部板，该头部板用来结合到车辆轴的头部段中。头部板包括顶部表面和底部表面和侧壁，该侧壁在顶部表面和底部表面之间延伸。侧壁的后边缘构造成将被连接到头部段上、并且从顶部表面到底部表面是圆化的。