CN103476609A - 拖曳臂悬梁组件 - Google Patents

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Abstract

悬架组件，其包括车轴构件、第一拖曳梁组件和第二拖曳梁组件。该第一拖曳梁组件和该第二拖曳梁组件各包括可操作地连接到车架的第一端和包括向下打开的凹槽的第二端，其中该凹槽包括外围，该车轴构件被置于该凹槽内，而其中焊道绕着该凹槽的该整个外围延伸，从而固定该些拖曳梁到该车轴构件。

Description

拖曳臂悬梁组件
背景技术
本发明涉及用于重型车辆的车轴悬架系统，特别是提高了强度的拖曳臂组件，其适于提高相关车轴的耐久度。
一系列使用气弹簧的车辆悬架系统已被开发，用于在半拖车的牵引车和其他重型车辆内使用。这些系统控制该底盘相对于一个或多个相关车轴的相对位置，并且缓冲该（些）车轴朝向该底盘框架的相对运动。该些悬架系统，特别是如悬架系统的拖曳臂和车轴组件的这些部件，在车辆运行期间承受巨大的应力。特别是，当施加一般运行载荷时，在该些拖曳臂与该相关车轴之间的连接处会在垂直和横向方向均承受巨大的应力。虽然已开发了很多系统以减低这种应力，但以往的做法都比较昂贵，而且有时仅仅稍微有效。
轻巧且价格低廉的气弹簧悬架系统是有需要的，其减低在该悬架系统中施加于该些拖曳臂与该相关车轴之间的应力。
附图说明
在附图中：
图1为悬架系统的透视图，其包括实施了本发明的拖曳臂组件；
图2为该悬架系统的侧面正视图，其中制动组件被移除，以更好地展示该拖曳臂组件；
图3为该拖曳臂组件的第一实施例的透视图；
图4为该拖曳臂组件的第一实施例的侧面正视图；
图5为该拖曳臂组件的第一实施例的俯视平面图；
图6为该拖曳臂组件的第一实施例的端部的透视图；
图7A为该悬架系统，特别是该拖曳臂组件，的放大局部透视图；
图7B为该悬架系统，特别是该拖曳臂组件，的放大局部透视图；
图8为该拖曳臂组件的第一实施例的放大侧面正视图；
图9为该拖曳臂梁组件的第二实施例的透视图；
图10为该拖曳臂梁组件的第二实施例的拖曳臂梁的透视图；
图11a为该拖曳臂梁组件的第二实施例的弹簧支承构件的后透视图；
图11b为该拖曳臂梁组件的第二实施例的弹簧支承构件的前透视图；
图12为该拖曳臂组件的第三实施例的透视图；
图13为该拖曳臂组件的第三实施例的侧面正视图；
图14为该拖曳臂组件的第三实施例的俯视平面图；
图15为该拖曳臂的第四实施例的透视图；
图16为该拖曳臂的第四实施例的侧面正视图；
图17为该拖曳臂的第四实施例的局部截面俯视图，沿图16的线XVII-XVII截取；以及，
图18为多个该拖曳臂的第四实施例的俯视平面图，其被置于矩形铸造芯盒内；
具体实施方式
为了在本文进行描述，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”和其衍生词与本发明的关系应如图1和2中的方向般。然而，须明白，本发明或会采用多种替代定向和步骤序列，惟另有明确指明者则除外。亦须明白，在附图中所示和在以下说明书所述的具体装置和方法，为所附权利要求中所界定的发明概念的示例性实施例。因此，本文所公开的实施例涉及的具体维度和其他物理特征不应被视为有限制性的，惟该些权利要求另有明确说明者则除外。
附图标记10（图1和2）概括地指出重型车辆悬架系统，其包括多个拖曳臂组件12，各实施了本发明。在所示例子中，该车辆悬架系统10包括一对串联的车轴组件，其分别包括前向车轴组件14和后向车轴组件16。该些车轴组件14、16各自由相关的拖曳臂组件12支承。各拖曳臂组件12包括带有第一端20和第二端21的拖曳臂或梁18。该第一端20由相关吊杆托架22枢轴地支承，该吊杆托架固定地连接到并从纵向延伸的车架构件24向下延伸。特别是，该吊杆托架22的该第一端20透过套管组件25枢接到该相关吊杆托架22，以绕着枢轴26旋转。气弹簧组件28置于拖曳臂组件12的气弹簧支承件30与该车架构件24之间。
就如在图3-6中最佳地所示，各拖曳臂组件12包括该拖曳臂18和该气弹簧支承件30。该拖曳臂18包括主体部分32，其带有位于该第一端20的套管孔34和位于该第二端21的车轴转接器36。该主体部分32包含金属合金，其优选为一体地铸造成单件，并包括I形的横截面配置，其包括垂直的腹板部分（web portion）40、底凸缘42和上凸缘44。
该拖曳臂18的该车轴转接器36包括向外打开，尤其是向下打开，的弧形凹槽46，其容纳在其中的该车轴组件14、16的车轴48(图7A、7B)。该车轴转接器36进一步包括一对横向延伸的前向焊耳50和一对横向延伸的后向焊耳52。该凹槽46和该些焊耳50、52共同限定轴座外围54，而该拖曳臂18沿其焊接到相关车轴14、16。在组装时，优选为绕着该轴座外围的整个长度施加单一连续焊道55，从而减少焊接端的数量和提升车轴连接的耐久度。特别是，绕着在该车轴转接器36和该车轴48之间的整个轴座外围焊接，会减低与使用多个焊道相关的应力集中，和能够使用相对较薄的轴壁。就如在图8中最佳地所示，该前向焊耳50和后向焊耳52相对于该相关车轴14的位置和配置，使得该焊道55在邻近该前向焊耳50的前缘65的位置优选与水平线形成约30°至约45°之间的负角α，更优选约为35°，亦使得该焊道55在邻近该后向焊耳52的后缘65的位置优选地与水平线形成约25°至约45°之间的正角β，更优选约为8°，从而减低一般运行载荷于该车轴连接处上施加的该应力。该些焊耳50、52的位置并因此该些相关焊道会显著减低于该些焊耳50、52和该些焊道55上施加的应力幅值。
该拖曳臂组件12的该气弹簧支承件30（图3-6）包括在其上支承该相关气弹簧组件28的顶板或弹簧支承板56、和一对在该拖曳臂18的该第二端21和该顶板56之间延伸的支承托架58。特别是，各支承托架58大致上为三角形，并包括可焊接地固定到该拖曳臂18的该第二端21的后向面61的前向缘、可焊接地固定到该顶板56下侧的顶缘62、以及面朝下的缘64。该顶板56相对于该支承托架58放置，使得该顶板56的前向缘部分66覆在该拖曳臂18的该上凸缘44之上。该前向缘部分66包括焊接窗口68，其容纳焊道，从而固定该顶板56至该拖曳臂组件12。须注意，该焊接窗口68位于该顶板56的外侧，使得该顶板56被焊接到该拖曳臂18的拔模表面，从而令到该顶板56向该拖曳臂18的该外侧“倾侧”。特别是，该顶板56的该弹簧支承表面57相对于该中轴构件39和该枢轴26的中轴的至少其中之一，以角度∞向外倾斜，角度∞优选为在约0.5°和约3°之间的范围内，更优选为在约0.5°和约1.5°之间的范围内。因此该整体悬架系统10的载荷会致使该整体拖曳臂组件12向内侧“倾侧”，使得该顶板或气弹簧安装板56与附接到该车架构件24的上气弹簧安装板（图1）大体上平行。该顶板56与该相关上气弹簧安装板70之间形成的平行关系减低在运行期间施加于气弹簧组件28上的磨损。
附图标记12a（图9-11b）概括地指出本发明的拖曳臂组件的另一实施例。由于该拖曳臂组件12a与前述拖曳臂组件12的实施例相似，故此分别于图1-8和图9-11b出现的相似部分均以相同、相应的附图标记表示，惟后者的数字有后缀“a”。在所示例子中，该拖曳臂组件12a包括该拖曳臂18a和该气弹簧支承件30a。该拖曳臂的该第二端21a包括一对向后延伸的小孔或铰链构件100，其带有容纳螺栓的孔102从中延伸。该弹簧支承板20a大致上是弧形的，并包括向前延伸的连接部分104和位于后方的气弹簧支承件56a。该连接部分104包括一对横向隔开的板部分106，其在该铰链构件100的两侧和包括孔108，其与孔102相对应并容纳螺栓110，从而将该气弹簧支承件20a与该拖曳臂构件18a连接。该拖曳臂18a的该端面111被机械加工并与该气弹簧支承件30a的机械加工面113邻接，以支承该气弹簧28对该气弹簧支承件30a向下施加的力。
附图标记12b（图12-14）概括地指出本发明的拖曳臂组件的另一实施例。由于该拖曳臂组件12b与前述拖曳臂组件12的实施例相似，故此分别于图1-8和图12-14出现的相似部分均以相同、相应的附图标记表示，惟后者的数字有后缀“b”。在所示例子中，该拖曳臂组件12b包括该拖曳臂18b和该气弹簧支承件30b。该拖曳臂18b的该第二端21b向后、向下倾斜，并由后向表面80和突边82限定，而该突边在该拖曳臂18b的最上表面的下方垂直偏置。该气弹簧支承件30b的各支承托架58b的前向缘60b具有向前打開的凹状部，其被置于该拖曳臂18b的该后向表面80的互补凸状部。该顶板56b的该前向缘部分66b如悬臂似地伸出，延伸到该拖曳臂18b的该第二端21b的该突边82，并经由位于该焊接窗口68b内的焊道而被固定到该处。该气弹簧支承件30b经由焊道84而被进一步固定到该相关拖曳臂18b，而该顶板56b和该支承托架58b则以多个焊道86而彼此固定。这特定的配置使该拖曳臂组件12b的该整体高度可减至最低，并可透过在该突边82和该拖曳臂18b的后向表面80内的压缩应力，让来自该气弹簧组件28的垂直载荷能被该拖曳臂18b支承。
附图标记18c（图15-17）概括地指出本发明的拖曳臂的另一实施例。由于该拖曳臂18c与前述拖曳臂18的实施例相似，故此分别于图3-6和图15-17出现的相似部分均以相同、相应的附图标记表示，惟后者的数字有后缀“c”。就如在图16和17中最佳地所示，该凹槽46c的最上部分与该拖曳臂18c的大体上垂直地放置的上表面之间所限定的整体高度h被减低。这整体高度减低透过为邻近该凹槽46c的该拖曳臂18c的该腹板部分40c提供相对较厚的部分40c’来达成，而与沿该拖曳臂18c的余下长度延伸的该腹板部分40c的该厚度t’相比，该腹板部分40c的部分40c的厚度t’’相对较大。优选地，该厚度t’’比该厚度t’大2到8倍之间。须注意，该拖曳臂18c不包括邻近该凹槽46c的该前向缘的垂直延伸的加固腹板，从而减少该拖曳臂18c的整体重量。
附图标记18d（图18）概括地指出本发明的拖曳臂的另一实施例。由于该拖曳臂18d与前述拖曳臂18的实施例相似，分别于图3-6和图18出现的相似部分均以相同、相应的附图标记表示，惟后者的数字有后缀“d”。该拖曳臂18d设有的主体形状整体上是曲线形的，从而使多个拖曳臂18d在相关的铸造芯盒88内彼此“嵌套”。该些拖曳臂18d互相铺砌会减少在该铸造芯盒88内所需的整体面积，从而提高铸造过程中的每模产量，达致减省制造各梁的成本和提高该铸造厂的该整体效率。
本发明的该拖曳臂组件和相关悬架系统提高相关车轴连接处的该耐久性，同时减低重量。该拖曳臂组件和悬架系统在组装和使用上高效，可有长的工作寿命并特别适于所拟用途。
上文的描述只适用于该些优选实施例。本领域的技术人员和制作或使用本发明的人将设想得到对本发明作出的修改。因此，可明白到，附图所示和上文所述的该些实施例仅仅作为说明目的，并不旨在限制本发明的范围，而其由以下按照专利法的原则（包括等同原则）解释的该些权利要求所限定。

Claims (20)

1.悬架组件，其包含：
车轴构件；
第一拖曳梁组件，其包括第一拖曳梁，该第一拖曳梁带有可操作地连接到车架的第一端和带有包括向外打开的第一凹槽的第二端，该第一凹槽包括外围，其中车轴构件被置于该第一凹槽内，而其中第一焊道绕着该第一凹槽的该整个外围延伸，从而固定该第一拖曳梁到该车轴构件；以及
第二拖曳梁组件，其包括第二拖曳梁，该第二拖曳梁带有可操作地连接到该车架的第一端和带有包括向外打开的第二凹槽的第二端，该第二凹槽包括外围，其中该车轴构件被置于该第二凹槽内，而其中第二焊道绕着该第二凹槽的该整个外围延伸，从而固定该第二拖曳梁到该车轴构件。
2.如权利要求1所述的悬架组件，其中该第一凹槽和该第二凹槽各自向下打开。
3.如权利要求1所述的悬架组件，其中该第一焊道是连续不断的绕着该第一凹槽的外围，而该第二焊道则连续不断的绕着该第二凹槽的该外围。
4.如权利要求1所述的悬架组件，其中该第一焊道邻近该第一凹槽的前缘的一部分和该第二焊道邻近该第二凹槽的前缘的一部分各位于水平线下约30°至约45°。
5.如权利要求4所述的悬架组件，其中该第一焊道邻近该第一凹槽的该前缘的该部分和该第二焊道邻近该第二凹槽的该前缘的该部分各位于水平线下约35°。
6.如权利要求4所述的悬架组件，其中该第一焊道邻近该第一凹槽的后缘的一部分和该第二焊道邻近该第二凹槽的后缘的一部分各位于水平线上约25°至约45°。
7.如权利要求6所述的悬架组件，其中该第一焊道邻近该第一凹槽的该后缘的该部分和该第二焊道邻近该第二凹槽的该后缘的该部分各位于水平线上约8°。
8.如权利要求1所述的悬架组件，其中该第一焊道邻近该第一凹槽的后缘的一部分和该第二焊道邻近该第二凹槽的后缘的一部分位于水平线上约25°至约45°。
9.如权利要求8所述的悬架组件，其中该第一焊道邻近该第一凹槽的该后缘的该部分和该第二焊道邻近该第二凹槽的该后缘的该部分位于水平线上约8°。
10.悬架组件，其包含：
车轴构件；
第一拖曳梁组件，其包括第一拖曳梁，该第一拖曳梁带有可操作地连接到车架的第一端和包括向下打开的第一凹槽的第二端，该第一凹槽包括外围、前缘和后缘，其中该车轴构件被置于该第一凹槽内，而第一焊道至少部分绕着该第一凹槽的该外围延伸，该第一焊道邻近该第一凹槽的该前缘的一部分位于水平线下约30°至约45°，而其中该第一焊道邻近该第一凹槽的该后缘的一部分位于水平线上约25°至约45°；以及
第二拖曳梁组件，其包括第二拖曳梁，该第二拖曳梁带有可操作地连接到该车架的第一端和带有包括向下打开的第二凹槽的第二端，该第二凹槽包括外围、前缘和后缘，其中该车轴构件被置于该第二凹槽内，而第二焊道至少部分绕着该第二凹槽的该外围延伸，该第二焊道邻近该第二凹槽的该前缘的一部分位于水平线下约30°至约45°，而其中该第二焊道邻近该第二凹槽的该后缘的一部分位于水平线上约25°至约45°。
11.如权利要求10所述的悬架组件，其中第一焊道绕着该第一凹槽的该整个外围延伸，从而固定该第一拖曳梁到该车轴构件，而其中第二焊道绕着该第二凹槽的该整个外围延伸，从而固定该第二拖曳梁到该车轴构件。
12.如权利要求10所述的悬架组件，其中该第一焊道邻近该第一凹槽的该前缘的该部分和该第二焊道邻近该第二凹槽的该前缘的该部分各位于水平线下约35°。
13.如权利要求12所述的悬架组件，其中该第一焊道邻近该第一凹槽的该后缘的该部分和该第二焊道邻近该第二凹槽的该部分各位于水平线上约8°。
14.悬架组件，其包含：
带有中轴的车轴构件；
第一拖曳梁组件，其包括第一拖曳梁和第一弹簧支承件，该第一拖曳梁带有沿第一枢轴轴线可枢接到车架的第一端和带有可操作地连接到该车轴构件的第二端，该第一弹簧支承件包括弹簧支承板，其带有的弹簧支承表面，在将该第一拖曳梁与该车架连接之前，相对于该车轴构件的该中轴和该第一枢轴轴线中所选的至少其中之一向外倾斜；以及
第二拖曳梁组件，其包括第二拖曳梁和第二弹簧支承件，该第二拖曳梁带有沿第二枢轴轴线可枢接到车架的第一端和带有可操作地连接到该车轴构件的第二端，该第二弹簧支承件包括弹簧支承板，其带有的弹簧支承表面，在将该第二拖曳梁与该车架连接之前，相对于该车轴构件的该中轴和该第二枢轴轴线中所选的至少其中之一向外倾斜。
15.如权利要求14所述的悬架组件，其中该第一弹簧支承件的该弹簧支承表面相对于该车轴构件的该中轴和该第一枢轴轴线中所选的至少其中之一在约0.5°至约3°的范围内向外倾斜，而其中该第二弹簧支承件的该弹簧支承表面相对于该车轴构件的该中轴和该第二枢轴轴线中所选的至少其中之一在约0.5°至约3°的范围内向外倾斜。
16.如权利要求15所述的悬架组件，其中该第一弹簧支承件的该弹簧支承表面相对于该车轴构件的该中轴和该第一枢轴轴线中所选的至少其中之一在约0.5°至约1.5°的范围内向外倾斜，而其中该第二弹簧支承件的该弹簧支承表面相对于该车轴构件的该中轴和该第二枢轴轴线中所选的至少其中之一在约0.5°至约1.5°的范围内向外倾斜。
17.悬架组件，其包含：
带有中轴的车轴构件；
第一拖曳梁组件，其包含：
第一拖曳梁，其带有沿第一枢轴轴线可枢接到车架的第一端、可操作地连接到该车轴构件的第二端、和最上表面；以及
第一弹簧支承件，其包括弹簧支承板，其带有的弹簧支承表面，在该第一拖曳梁被连接到该车架之后，位于垂直地低于该第一拖曳梁的该最上表面；以及
第二拖曳梁组件，其包含：
第二拖曳梁，其带有沿第二枢轴轴线可枢接到该车架的第一端、可操作地连接到该车轴构件的第二端、和最上表面；以及
第二弹簧支承件，其包括弹簧支承板，其带有的弹簧支承表面，在该第二拖曳梁被连接到该车架之后，位于垂直地低于该第二拖曳梁的该最上表面。
18.如权利要求17所述的悬架组件，其中该第一拖曳梁包括向后延伸的连接部分，其包括上表面，其位于该第一拖曳梁的该最上表面的下方，而其中该第一弹簧支承件的该弹簧支承板被牢固地固定到该第一拖曳梁的该向后延伸的连接部分。
19.如权利要求18所述的悬架组件，其中该第一弹簧支承件的该弹簧支承板包括穿过其中而延伸的孔，其与该第一拖曳梁的该向后延伸的连接部分重叠，而其中该第一弹簧支承件的该弹簧支承板通过焊道被固定到该第一拖曳梁，该焊道至少部分绕着该孔延伸。
20.如权利要求17所述的悬架组件，其中该第一拖曳梁包括向后延伸的凸形表面，而其中该第一弹簧支承件包括向前延伸的凹形表面，其在该第一拖曳梁被固定到该第一弹簧支承件时，容纳该第一拖曳梁的该向后延伸的凸形表面。
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