CN104653681A - 叶片弹簧组件 - Google Patents

Abstract

叶片弹簧组件，可附连到例如车辆的轴或悬挂部件，包括叶状件，叶状件具有在中心点相反侧上的第一端部和第二端部。叶状件在叶片弹簧组件中是唯一的叶状件。叶片弹簧组件还包括第一缓冲器和与第一缓冲器间隔开的第二缓冲器。第一缓冲器在叶片弹簧组件的第一位移时接触叶状件。第二缓冲器也在叶片弹簧组件的第一位移时接触叶状件。

Description

叶片弹簧组件

技术领域

本发明涉及叶片弹簧和叶片弹簧组件，诸如用在车辆悬挂系统中的叶片弹簧和叶片弹簧组件。

背景技术

叶片弹簧和叶片弹簧组件，还称为霍奇基斯(Hotchkiss)悬挂系统，是指用作弹簧的梁或梁的层叠结构。轴或其他非弹性部件从叶片弹簧悬挂。叶状件的弯曲提供了缓冲效果。

发明内容

提供了一种叶片弹簧组件。叶片弹簧组件包括叶状件，叶状件具有在中心点相反侧的第一端部和第二端部。叶片弹簧组件特征在于，除了该叶状件没有任何附加的叶状件。

叶片弹簧组件还包括第一缓冲器和与第一缓冲器间隔开的第二缓冲器。在行进通过叶片弹簧组件的第一位移时或之后，第一缓冲器接触叶状件。第二缓冲器也在叶片弹簧组件的第一位移时接触叶状件。

还提供了一种叶片弹簧组件，用于悬挂轴组件，包括：单体叶状件，具有在中心点相反侧的第一端部和第二端部，其中，叶片弹簧组件特征在于没有任何附加的叶状件。单体叶状件具有：在单体叶状件的中心点处的第一厚度；和在单体叶状件的第一端部和第二端部中的一个处的第二厚度，其中，第一厚度大于第二厚度。叶片弹簧组件还包括第一缓冲器，具有第一顺从性元件，其中，第一缓冲器在叶片弹簧组件的第一位移时接触单体叶状件，第一顺从性元件在叶片弹簧组件的第一位移和第二位移之间挤压；和第二缓冲器，具有第二顺从性元件且与第一缓冲器间隔开，其中，第二缓冲器在叶片弹簧组件的第一位移时接触单体叶状件，第二顺从性元件在叶片弹簧组件的第一位移和第二位移之间挤压。

单体叶状件在行进至第一位移期间具有第一弹簧率，在行进超过第一位移期间具有大于第一弹簧率的第二弹簧率。

第一缓冲器在第一偏移量处接触单体叶状件，其位于单体叶状件的第一端部和中心点之间的距离的百分之二十至百分之四十；第二缓冲器在第二偏移量处接触单体叶状件，其位于单体叶状件的第二端部和中心点之间的距离的百分之十至百分之三十五。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施如所附的权利要求中定义的本发明的一些最佳模式和其它实施例的以下详细描述连同附图时显而易见。

附图说明

图1是用于车辆的叶片弹簧组件的示意等轴视图，其示出在自由位置；

图2是叶片弹簧组件的示意等轴视图，其示出在接合位置；

图3是用于图1的叶片弹簧组件的单体叶状件的示意侧视图，其示出在加载位置；和

图4是在震颤位置的单体叶状件的示意性侧视图。

具体实施方式

参考附图，其中无论何时在几幅图中相同的附图标记对应于相同或相似的构件。在图1和图2中，示出叶片弹簧组件10的示意图。图1示出在自由位置的叶片弹簧组件10，在自由位置中，叶片弹簧组件10最小地加载，图2示出在接合位置的叶片弹簧组件10，其中，叶片弹簧组件10被加载且相对于图1所示的自由位置已经位移。

尽管可以关于汽车或车辆应用详细描述了本发明，但本领域技术人员将认识到本发明的更宽的适用性。本领域普通技术人员将认识到，诸如“之上”、“之下”、“向上”、“向下”等的术语用来描述附图，且不表示对本发明的范围的限制，所述范围如由所附的权利要求所限定的。任何数字指代，诸如“第一”或“第二”仅是示意性的，且不以任何方式意图限制本发明的范围。

叶片弹簧组件10可仅是用于车辆的悬挂系统(未示出)的一部分，且操作地附连到轴组件12，轴组件12仅示意性地示出且可具有包括半轴或转向节的部件。叶片弹簧组件10连接轴组件12或将轴组件12相对于车辆附连点14悬挂，车辆附连点14可表示框架、底盘或连接至其的部件的一些部分，所述部件诸如衬套。

由叶片弹簧组件10支撑的车辆部分可以指客用车或较小的货车的角部。叶片弹簧组件10可将车辆附连点14连接至诸如后轮驱动车辆的从动后轮或诸如前轮驱动车辆的非从动后轮。

叶片弹簧组件10可在图1中示出为车辆具有装备质量。需注意在附图中示出的叶片弹簧组件10的确切曲率或状态仅是示意性的。装备质量通常包括具有标准装备的车辆、所有必需的操作耗材(诸如机油和冷却剂)和整箱燃料的总质量，但没有装载货物。替换地，图1所示的叶片弹簧组件10的状态可以称为自由位置、中性状态或第一加载条件。需注意，装备质量的一些定义可变化，且一些包括预定的驾驶员质量，一些包括恒定量的燃料，而与整箱不同。

叶片弹簧组件10可在图2中示出为，相对于图1，车辆处于增加的负载下，诸如第二加载条件。在图2中，叶片弹簧组件10已经相对于车辆附连点14和相对于图1所示的第一加载条件行进了第一距离。

如图1-2所示，叶片弹簧组件10包括叶状件或单体叶状件20，其是唯一的悬挂叶状件，从而没有附加的主叶状件和副叶状件。叶片弹簧组件10可包括附加的悬挂部件，诸如阻尼器和衬套，但不包括除单体叶状件20之外的任何叶状件。

单体叶状件20具有前端部22和后端部24，它们布置在中心点26的相反侧。需注意，前或后的称谓对于叶片弹簧组件10和单体叶状件20的仅一个构造或装备是示例性的。前端部22可还称为第一端部，后端部24可还称为第二端部，反之亦然。对前和后的任何其他参考也是示例性的，且其他前或后部件可也称为第一、第二等。

叶片弹簧组件10的前端部22可朝向车辆的典型行进方向取向(即，车辆的前方，在图中朝左)，叶片弹簧组件10具有大体纵向的构造。但是，叶片弹簧组件10的取向可还颠倒，从而前端部24面朝行进方向。此外，叶片弹簧组件10可具有大体切向的取向，从而叶片弹簧组件10垂直于行进方向取向。

前孔眼28形成在单体叶状件20的前端部22处，后孔眼30形成在单体叶状件20的后端部24处。前孔眼28和后孔眼30可附连到衬套，其允许前孔眼28和后孔眼30相对于车辆附连点14的旋转和位移。在附图所示的构造中，叶片弹簧组件10包括束缚件31，其布置在后孔眼30和车辆附连点14之间。

叶片弹簧组件10还包括前缓冲器32和后缓冲器34，后缓冲器34与前缓冲器32间隔开。前缓冲器32在叶片弹簧组件10的第一位移时接触单体叶状件20。类似地，后缓冲器34在叶片弹簧组件10的第一位移时接触单体叶状件20。叶片弹簧组件10的行进或移位可称为轴组件12和车辆附连点14之间或单体叶状件20的中心点26和车辆附连点14之间的相对位移。

在叶片弹簧组件10中，前缓冲器32和后缓冲器34由顺从性元件形成或包括顺从性元件。前缓冲器32和后缓冲器34可例如由以下形成，但没有限制：HDPE、橡胶。因此，随着叶片弹簧组件10在第一位移(图2所示)和第二位移(图3所示)之间行进时，单体叶状件20挤压前缓冲器32和后缓冲器34的顺从性部分。

替换地，前缓冲器32和后缓冲器34可由半顺从性或半固体(semi-solid)材料形成，其具有最小的顺从性而不是轻微的缓冲效应。在一些构造中，前缓冲器32和后缓冲器34可以是基本固体的，但可具有足够柔性以对在接合期间阻尼掉产生的噪音，且提供用于单体叶状件20的复合材料的一些磨损保护。

还参考图3，且继续参考图1-2，示出了叶片弹簧组件10的另一视图。在图3中，叶片弹簧组件10示出为在第三加载条件下，其是超过图1和2的附加加载。

在图3中，单体叶状件20已经在前偏移量36处与前缓冲器32接触，该前偏移量与前孔眼28向内间隔开。类似地，单体叶状件20已经在后偏移量38处与后缓冲器34接触，该后偏移量与后孔眼30向内间隔开。前偏移量36和后偏移量38可限定为参考点和接触点之间的距离，参考点诸如前孔眼28和后孔眼30的中心，接触点是单体叶状件20与前缓冲器32和后缓冲器34之间的接触点。在前偏移量36和后偏移量38之间是副跨距39。

总之，叶片弹簧组件10的位移由于道路和车辆之间的加载而发生。例如，添加货物增加了施加到车辆附连点14的负载，并导致叶片弹簧组件10位移。类似地，来自道路的冲击引起施加至轴组件12的负载，且导致叶片弹簧组件10的位移。

每个图示出不同的加载条件，其中加载逐渐增大。图1示出第一加载条件，其可以是自由状态或装备质量。叶片弹簧组件10可以限定为在自由状态时具有零行程或位移。此外，没有与前缓冲器32和后缓冲器34的接触。

在图1中所示的负载下，叶片弹簧组件10具有第一弹簧率，其是相对于其他所示条件较低的弹簧率。在图1中，叶片弹簧组件10的弹簧率是单体叶状件20的整个长度或跨度的结果。

图2示出第二加载条件，其已经导致叶片弹簧组件10行进过第一位移。在行进第一位置之后，单个叶状件20与前缓冲器32和后缓冲器34接触。单体叶状件20开始挤压前缓冲器32和后缓冲器34的接触，其提供对运动的附加阻力，并增加弹簧率。在图2中，叶片弹簧组件10可视为具有第二弹簧率，其是过渡弹簧率且大于第一弹簧率。

图3示出第三加载条件，其已经导致叶片弹簧组件10行进第二位移。第三加载条件可称为完全加载的状态或车辆总重。作为第三加载条件的结果，前缓冲器32和后缓冲器34完全接合且没有进一步挤压。因此，叶片弹簧组件10具有第三弹簧率，其是相对于所示的其他条件较高的率，且大于第一弹簧率和第二弹簧率。

在前缓冲器32和后缓冲器34已经完全接合之后，叶片弹簧组件10的弹簧率仅被单体叶状件20的副跨度39控制，副跨度39比整个单体叶状件20短。随着叶片弹簧组件10在由整个单体叶状件20提供的低弹簧率(如图1所示)至由副跨度39提供的高弹簧率(如图3所示)之间移动时，由前缓冲器32和后缓冲器34提供的过渡弹簧率可改善感觉。

尽管没有示出，随着叶片弹簧组件10经历最大行进或位移，第四加载条件发生。在第四加载条件时，单体叶状件20接触最终震颤止挡件40，其可略微压缩但随后变为刚性的。最终震颤止挡件40限制弹簧组件的进一步行进，从而基本没有附加的行进发生。

因此，随着叶片弹簧组件10经历行进或位移，其提供增加的弹簧率。经历第一弹簧率直到第一位移在第一位移至第二位移之间(随着前缓冲器32和后缓冲器34挤压)，经历第二弹簧率，经历第三弹簧率超过第三位移，直到与最终震颤止挡件40接触，如果包括它的话。

需注意，如图1-3所示的单体叶状件20的曲率或行进的相对量仅是示例性的。例如，由于第三加载条件，单体叶状件20在图3中示出为大体平坦的，这导致前缓冲器32和后缓冲器34完全接合。但是，在车辆上的实际实施中，单体叶状件20可仍向下弯曲，如图1和2所示，或可在这些条件下向上弯曲(更靠近最终震颤止挡件40)。

如图3中最佳地示出的，在附图所示的叶片弹簧组件10中，前偏移量36和后偏移量38是不同的长度。更具体地，前偏移量36大于后偏移量38。需注意，因为前偏移量36大于后偏移量38，副跨度39被向后移动。因此，副跨度39的中心在单体叶状件20的中心点26之后，其导致最高应力集中发生在中心点26之后和轴组件12之后。

改变副跨度39的长度、单体叶状件20的长度(其可在前孔眼28和后孔眼30的中心之间测量)、或单体叶状件20的刚度使第一弹簧比和第三弹簧比改变。前偏移量36和后偏移量38的长度可表示为单体叶状件20的比值。所述比值仅是示例性的，但为小(轻)和大(重)车辆二者中使用的叶片弹簧组件10提供可计量(scalable)的关系。

在图3的示例性叶片弹簧组件10中，前偏移量36是前孔眼28和中心点26之间的距离的大约百分之二十九。但是，在其他构造中，前偏移量36的比值可为百分之二十至百分之四十之间。

在图3的示例性叶片弹簧组件10中，后偏移量38是后孔眼30和中心点26之间的距离的大约百分之二十三。但是，在其他构造中，后偏移量38的比值可为百分之十至百分之三十五之间。因此，所示的副跨度39大约为前孔眼28和后孔眼30之间的单体叶状件20的总长度的大约百分之七十四。

如图3最佳所示，叶片弹簧组件10的单体叶状件20还具有跨过其长度的不同厚度。单体叶状件20在单体叶状件20的中心点26处或其附近具有第一厚度42，且在前端部22和后端部24的至少一个或二者处具有第二厚度44。在所示构造中，第一厚度42大于第二厚度44，从而单体叶状件20大体向外渐缩。

渐缩效果可以连续，从而不存在非渐缩部分，或单体叶状件20可包括平坦部分。如图1-3所示的构造中，单体叶状件20具有中心平坦部46和至少一个远端平坦部48。渐缩跨度50连接中心平坦部46和每个远端平坦部48，或在中心平坦部46和每个远端平坦部48之间延伸。渐缩跨度50可占据中心点26和前孔眼28或后孔眼30之间的长度的百分之五十至百分之七十五。

所示的渐缩跨度50具有在第一厚度42和第二厚度44之间的大体线性的过渡。此外，需注意，单体叶状件20的一侧(上侧，如图3所示)为大体平面的。替换地，渐缩跨度50可具有抛物线形状，与线性形状对照。

所示的单体叶状件20左右对称，从而前孔眼28向内至中心点26与后孔眼30向内至中心点26大体相同。因此，单体叶状件20可以任一方向安装。需注意，前偏移量36和后偏移量38限定副跨度39，而不管中心平坦部46、远端平坦部48或渐缩跨度50的位置。

在其他构造中，单体叶状件20可以是非对称的。例如，中心点26可朝向前孔眼28或后孔眼30偏移。类似地，渐缩跨度50可不具有相同长度。

在对称的单体叶状件20中，最高应力集中向轴组件后方移位，因为副跨度39通过前缓冲器32和后缓冲器34的位置向后移位。但是，改变单体叶状件20为非对称的可达到类似的结果，诸如通过改变渐缩跨度50的长度。

详细描述和附图或视图支持和描述本发明，但是本发明的范围仅由权利要求限定。尽管已详细描述了用于执行要求保护的发明的最佳模式和其他实施例，存在各种替换涉及和实施例，用于实践限定在所附权利要求中的本发明。

Claims (10)

1.一种叶片弹簧组件，用于悬挂轴组件，包括：

叶状件，具有在中心点相反侧的第一端部和第二端部；

第一缓冲器，其中，第一缓冲器在叶片弹簧组件的第一位移时接触单体叶状件；和

与第一缓冲器间隔开的第二缓冲器，其中，第二缓冲器在叶片弹簧组件的第一位移时接触单体叶状件。

2.如权利要求1所述的叶片弹簧组件，

第一孔眼，形成在单体叶状件的第一端部处，其中，第一缓冲器在与第一孔眼向内间隔开的第一偏移量处接触单体叶状件；

第二孔眼，形成在单体叶状件的第二端部处，其中，第二缓冲器在与第二孔眼向内间隔开的第二偏移量处接触单体叶状件。

3.如权利要求2所述的叶片弹簧组件，

其中，第一缓冲器和第二缓冲器包括顺从性元件，且随着叶片弹簧组件在第一位移和第二位移之间行进，单体叶状件挤压顺从性元件。

4.如权利要求3所述的叶片弹簧组件，其中，第一偏移量和第二偏移量是不同的长度。

5.如权利要求4所述的叶片弹簧组件，

其中，第一端部是前端部，第二端部是后端部；且

其中，第一偏移量大于第二偏移量。

6.如权利要求5所述的叶片弹簧组件，其中，单体叶状件具有：

在单体叶状件的中心点处的第一厚度；和

在单体叶状件的前端部和后端部中的一个处的第二厚度，其中，第一厚度大于第二厚度。

7.如权利要求6所述的叶片弹簧组件，还包括：

最终震颤止挡件，其中，在第三位移时，最终震颤止挡件接触单体叶状件，且限制叶片弹簧组件的进一步行进。

8.如权利要求7所述的叶片弹簧组件，其中，单体叶状件在第一厚度和第二厚度之间具有大体线性的过渡。

9.如权利要求2所述的叶片弹簧组件，

其中，第一端部是前端部，第二端部是后端部；且

其中，第一偏移量大于第二偏移量。

10.如权利要求9所述的叶片弹簧组件，其中，叶状件是单体叶状件，叶片弹簧组件特征在于没有任何附加的叶状件。