CN104736359B - 重型轴/悬架系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于重型轴/悬架系统的轴座托架‑梁连接件，其包括至少一对间隔开的焊接止挡，所述至少一对间隔开的焊接止挡附接至轴/悬架系统的悬架组件的梁。焊接部沿着轴座托架与梁之间的界面敷设在成对的焊接止挡之间。

Description

重型轴/悬架系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年9月17日提交的美国临时专利申请序列No.61/701,835的优先权。
技术领域
概括来说，本发明涉及轴/悬架系统，尤其是涉及这种系统的悬架组件，所述悬架组件用于诸如卡车和牵引拖车的重型车辆。更具体地说，本发明针对的是用于卡车和牵引拖车的重型尾部臂或头部臂刚性梁式悬架组件，其中梁牢固且有效地捕获轴。更具体地说，本发明针对的是一种改进的轴座托架-梁连接件，所述轴座托架-梁连接件通常包括一对横向对齐且间隔开的焊接止挡，所述焊接止挡附接至和/或形成在悬架组件的与轴座托架相邻的梁上。该对焊接止挡充当用于开始和/或停止梁与轴座托架之间的焊接部的引导装置，并提供更稳固的轴座托架-梁连接，从而改善轴/悬架系统的耐用性。
背景技术
多年来在重型卡车和牵引拖车行业中已经非常流行使用气垫尾部臂和头部臂刚性梁式轴/悬架系统。在行业中还常常使用气垫尾部臂和头部臂弹性梁式轴/悬架系统。虽然这种轴/悬架系统能够发现为呈广泛不同的结构形式，但是通常它们的结构的相似之处在于每个系统典型地包括一对悬架组件。在一些重型车辆中，悬架组件直接连接至车辆的主框架。在其它重型车辆中，车辆的主框架支承子框架，悬架组件直接连接至子框架。对于支承子框架的那些重型车辆而言，子框架能够是固定的或活动的，活动的子框架通常被称为滑块箱、滑块子框架、滑块底盘或第二滑块框架。为了方便和清晰的目的，本文将对滑块箱进行参照，应当理解的是，这种参照是作为示例，并且本发明应用到重型车辆的从主框架、活动子框架和固定子框架悬挂下来的轴/悬架系统。
具体地，轴/悬架系统的每个悬架组件包括纵向延伸的细长梁。每根梁位于滑块箱的一对间隔开的纵向延伸的主构件中的相应一个附近且位于其下面。更具体地，每根梁在其端部中的一个处可枢转地连接至一吊架，所述吊架转而又附接至车辆的主构件中的相应一个且从其悬垂下来。轴在该对悬架组件的梁之间横向延伸并且通过某些方式在从每根梁的大约中点到该梁的与其枢转连接端部相对的那个端部的选定位置处连接至所述梁。每根梁的相对的那个端部还连接至波纹管空气弹簧或其等同件，空气弹簧或其等同件转而又连接至框架主构件中的相应一个。制动器组件和减震器也安装在梁和/或轴中的每一个上。高度控制阀安装在吊架上并且可操作地连接至梁，以便保持车辆的离地间隙。梁可以从枢转连接件相对于车辆的前面向后或向前延伸，由此分别限定典型地称为尾部臂或头部臂轴/悬架系统的系统。但是，为了本文所包括的说明的目的，应当理解，术语"尾部臂"将涵盖相对于车辆的前端部向后或向前延伸的梁。
轴安装在其上的梁典型地为顶部安装/上悬吊梁或底部安装/下悬吊梁。轴安装在底部安装/下悬吊梁的顶部上且由该底部安装/下悬吊梁支承，其中轴的上部分通常暴露出来。相反地，轴安装在顶部安装/上悬吊梁的底部上，其中轴的下部分通常暴露出来。典型地以某种方式强化轴-梁安装件以保持安装完整性并且防止轴与梁分离。这种强化通常包括另外的安装硬件，例如U形螺栓、U形螺栓托架等等，从而形成更能够承受运行载荷的牢固的轴-梁连接件。
更具体地说，轴座典型地通过将一前轴座托架嵌入到一对横向对齐的沟槽中而形成在每根梁上，该对沟槽形成在梁的与梁侧壁中形成的对齐拱形部(aligned arches)的前边缘相邻的相对侧壁上。后轴座托架嵌入到一对横向对齐的沟槽中，该对沟槽形成在梁的与梁侧壁中形成的对齐拱形部的后边缘相邻的相对侧壁上。前轴座托架经由焊接部刚性地附接至梁，所述焊接部沿着轴座托架的边缘和梁的第一顶板敷设。后轴座托架经由焊接部刚性地附接至梁，所述焊接部沿着轴座托架的边缘和梁的第二顶板敷设。这样，前、后轴座托架与梁的侧壁中形成的对齐拱形部一起形成用于放置轴的轴轨迹。
轴座托架与梁的焊接连接部在重型车辆运行期间经受高应力。对于极重型车辆，例如额定为大约30,000磅每轴或更高的那些车辆，这种应力可能尤为突出。在这些情况下，前轴座托架的焊接连接部在车辆运行期间可能潜在地受到损害或削弱，导致轴座托架-梁连接件的耐用性降低，并转而又降低了轴/悬架系统的轴-梁连接件的耐用性。
所以，在本领域中需要一种用于轴/悬架系统的改进的轴座托架-梁连接件，其利用一对焊接止挡来强化所述轴座托架-梁连接件，该对焊接止挡位于轴座托架-梁连接件附近。该对焊接止挡提供了用于将轴座托架焊接到梁上的开始点和停止点，从而提供更稳固的轴座托架-梁连接件，由此改善轴/悬架系统的整体耐用性。
发明内容
本发明的目标包括提供一种强化轴座托架-梁连接件的重型轴/悬架系统。
本发明的另一目标是提供具有更稳固的轴座托架-梁连接件的重型轴/悬架系统。
本发明的又一目标是提供具有改善的整体耐用性的重型轴/悬架系统。
这些目标及优点通过用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件获得，所述轴座托架-梁连接件包括至少一对间隔开的焊接止挡。所述焊接止挡中的每一个附接至轴/悬架系统的悬架组件的梁或轴座托架中的至少一个。焊接部沿着轴座托架与梁之间的界面且在该对焊接止挡之间设置。
附图说明
本发明的示出申请人应用原理已经构思的最佳模式的优选实施例在下面的描述中阐明并在附图中示出，并且在所附权利要求中具体而明确地指出和阐明。
图1是结合有用于相应的前、后轴/悬架系统的现有技术的前、后尾部臂气垫梁式悬架系统的用于牵引拖车的滑块箱的局部侧视图，显示了利用包括焊接部(未显示)、U形螺栓和轴座托架的轴-梁连接件来捕获轴的每个悬架组件的上悬吊/顶部安装梁；
图2是可枢转地附接至一对吊架上的图1中所示的现有技术轴/悬架系统中的一个的驾驶员侧的顶部后视透视图，显示了利用包括焊接部(未显示)、U形螺栓和轴座托架的轴-梁连接件来捕获轴的每个上悬吊/顶部安装梁；
图2A是沿外侧方向观察的图2中所示的现有技术轴/悬架系统的局部侧视图(其中隐藏部分由虚线表示)，显示了安装在车辆框架上的路缘侧悬浮组件，并显示了利用包括焊接部(未显示)、U形螺栓和轴座托架的轴-梁连接件来捕获轴的上悬吊/顶部安装梁；
图2B是图2A中所示的悬架组件的梁构造的零部件的分解后视透视图，并显示了轴座托架和上悬吊/顶部安装梁的零部件；
图2C是图2B中所示的组装好的零部件的后视透视图；
图2D是该对悬架组件中的一个沿着图2A的线A-A截取的端视图，显示了利用包括焊接部(未显示)、U形螺栓和轴座托架的轴-梁连接件且已移除轴的上悬吊/顶部安装梁；
图3是结合有一对现有技术的尾部臂气垫梁式轴/悬架系统的用于牵引拖车的滑块箱的路缘侧的顶部前视透视图，显示了利用包括焊接部(未显示)、U形螺栓和轴座托架的轴-梁连接件来捕获轴的每个轴/悬架系统的上悬吊/底部安装梁；
图4是可枢转地附接至一对吊架上的图3中所示的现有技术轴/悬架系统中的一个的驾驶员侧的顶部后视透视图，并显示了利用包括焊接部(未显示)、U形螺栓和轴座托架的轴-梁连接件来捕获轴的下悬吊/底部安装梁中的每一个；
图4A是图4中所示的现有技术轴/悬架系统的局部侧视图(其中隐藏部分由虚线表示)，显示了安装在车辆框架上的一对悬架组件中的一个，并显示了利用包括焊接部(未显示)、U形螺栓和轴座托架的轴-梁连接件连接至轴的下悬吊/底部安装梁；
图5是结合有本发明优选实施例的轴座托架-梁连接件的轴/悬架系统的轴和一对下悬吊梁的驾驶员侧的局部俯视后视透视图，显示了位于邻近前轴座托架的每根梁的第一顶板上的横向对齐的间隔开的焊接止挡；
图6是图5中所示的轴/悬架系统的轴和一对下悬吊梁的驾驶员侧的局部顶部前视透视图，显示了位于梁的各自的第一顶板上的横向对齐的间隔开的焊接止挡对；
图7是图5和6所示的轴和驾驶员侧梁的驾驶员侧的局部放大俯视透视图，显示了位于梁的第一顶板上的成对的横向对齐的间隔开的焊接止挡；
图8是图7所示的轴和前端驾驶员侧梁的驾驶员侧的局部放大俯视透视图；
图9是结合有本发明优选实施例的轴座托架-梁连接件的轴/悬架系统的内侧观察的路缘侧局部俯视前视透视图，显示了邻近轴座托架的横向对齐并间隔开的焊接止挡和轴座托架-梁连接件的U形螺栓；
图10是结合有本发明优选实施例的轴座托架-梁连接件的轴/悬架系统的驾驶员侧梁和轴座托架的驾驶员侧的俯视透视图，显示了邻近轴座托架的前部的横向对齐且间隔开的焊接止挡；
图11是图10中所示的梁的内侧观察的侧视图；
图12是图10中所示的梁的截面视图；
图13是图10中所示的梁的外侧观察的侧视图；
图14是图10中所示的梁的俯视图；和
图15是图10中所示的焊接止挡的更放大的透视图。
在整个附图中，类似的数字指代类似的部件。
具体实施方式
为了能够最好地理解利用本发明的新的和改进的轴-梁连接件的情况，下面紧接着描述两个轴/悬架系统，一个系统结合有现有技术的上悬吊/顶部安装梁构造，另一个系统结合有现有技术的下悬吊/底部安装梁构造，两者都使用包括焊接部、U形螺栓、轴座托架和其相关硬件的轴-梁连接结构和方法以及传统的现有技术的轴座托架-梁连接件。
一对现有技术的气垫尾部臂刚性上悬吊/顶部安装气垫梁式轴/悬架系统各自整体上由附图标记10表示，并且在图1中显示为结合到牵引拖车的滑块箱8内。轴/悬架系统10是美国专利No.5,037,126的主题，可从本发明的受让人处得到，并且作为HT系列悬架系统进行商业销售。由于滑块箱8包括安装在滑块上的一对相同的轴/悬架系统10，因此本文将只描述轴/悬架系统中的一个。此外，由于轴/悬架系统10包括安装在一对横向间隔开的框架吊架18上的用于安装轴17的一对相同的悬架组件11(框架吊架18从滑块箱8上悬垂下来)，因此本文中将只描述悬架组件中的一个。
另外参照图2和图2A，悬架组件11包括尾部臂或梁12，尾部臂或梁12是基本刚性的金属盒状结构，包括一对横向间隔开的竖向延伸的侧壁66，该对侧壁分别通过水平延伸的顶板38和底板39互相连接在一起。侧壁66和顶板38形成为具有大致倒U形的单件结构。底板39焊接到侧壁66上以完成梁12的整体结构。下面阐释对梁12的更详细描述。梁12的前端部包括在重型轴/悬架系统领域中众所周知的类型的衬套组件40(图2A)。衬套组件包括由坚硬钢制成的安装管42和压配合到该安装管中的弹性衬套44。衬套44围绕中央金属套筒46模制而成且粘附地附接至该套筒，中央金属套筒46形成有连续开口56。套筒46完全穿过衬套44并且从该衬套的侧壁向外延伸以便于将梁12可枢转地安装到滑块箱8上，这将在下文更详细地描述。如本领域中众所周知的，弹性衬套44的硬度能够基于所期望的应用和衬套偏转特性而改变。为了整体上获得沿竖直方向的较软支撑(ride)和沿前后方向的较硬支撑，衬套44形成有位于其侧壁中的每一个中的一对竖直间隔开的孔(voids)43。
平台16从尾部梁12的后端部延伸以用于支承常规的囊式空气弹簧9，该空气弹簧在平台16与滑块箱8的主构件6之间延伸并且附接至所述平台和主构件(图1和图2A)。减震器7也在选定位置处附接至梁12和滑块箱8的主构件6并且在梁12与主构件6之间延伸以完成悬架组件11的主部件。轴17通过焊接部(未示出)以及通过包括一对U形螺栓27和一对前、后轴座托架28F和28R的结构部件而分别刚性地连接至每根梁12的后端部上并在其间延伸，正如下文将要更详细地描述的那样。前、后轴座托架28F、28R通过例如焊接的常规方式连接至梁12的内侧和外侧侧壁66。
悬架组件的梁12经由框架吊架18可枢转地安装在滑块箱8的主构件6上，框架吊架从主构件悬垂下来并且通过诸如焊接的任意常规方式固定至主构件。框架吊架18典型地是具有竖直延伸的前壁21和顶壁37的大致盒状的坚固钢结构，所述前壁和顶壁各自附接至一对竖直延伸的侧壁22并且在该对侧壁22之间延伸(图2-图2A)。紧固件组件15(图1和2)包括螺栓20，该螺栓穿过偏心垫圈19和垫圈24，其中偏心垫圈邻近吊架18的外侧侧壁22的外侧表面定位，垫圈24邻近吊架的内侧侧壁22的内侧表面定位，紧固件组件15还包括形成在吊架侧壁22中的一对对齐开口(未示出)、形成在一对常规的隔离盘(未示出)中的一对对齐开口以及衬套套筒46的对齐的连续开口56。每个隔离盘典型地由超高分子量聚乙烯形成，并且围绕衬套安装管42设置在吊架侧壁22中的相应一个与衬套44之间，以隔离安装管与吊架侧壁之间的金属-金属接触。偏心垫圈19提供用于调节轴/悬架系统10的对齐的装置。
现在转到图2B、图2C和图2D，梁12通常包括七个零部件，包括：侧壁66、一体式顶板38、第一底板39、第二底板36、以及前、后轴座托架28F、28R。如上所阐释的，相对的侧壁66和顶板38形成大致倒U形的单件构件。该U形构件通过冲压和/或弯曲工艺形成。第一底板39和第二底板36通过沿着相邻界面35焊接而固定到一起，以形成刚性梁底部构件34。梁底部构件34刚性地固定至U形构件的敞开端部，并且沿着侧壁66，由此与顶板38相对且间隔开。
前、后轴座托架28F、28R嵌入到一对形成于梁12的相对侧壁66中的沟槽70中，并且通过焊接刚性地固定至该对沟槽70。拱形部50(仅显示了一个)在沟槽70之间形成在侧壁66中的每一个的下边缘中。第二底板36形成有与端部48相邻的弯曲部47，端部48与该板的衬套组件端相对。第一底板39也形成有与端部49相邻的弯曲部57，端部49与该板的衬套组件端相对。第二底板36的终端弯曲端部48接触后轴座托架28R并且通过焊接刚性地固定至该后轴座托架28R，而第一底板39的终端弯曲端部49接触前轴座托架28F并且通过焊接刚性地固定至该前轴座托架28F。可以看到，通过弯曲第一底板39和第二底板36使得端部49和48以基本相同的相对角度沿轴17的大致方向定向，轴轨迹51(axle locus)(图2A)形成在侧壁66的拱形部50(仅显示了一个)、前、后轴座托架28F、28R、第一底板39的端部49和第二底板36的端部48之间。
由于现有技术的轴-梁连接件需要用于每个悬架组件11的一对大致相同的内侧和外侧连接件，所以为了清楚起见，将仅描述悬架组件的内侧连接件，应当理解的是，还存在用于同一悬架组件的相同的外侧连接件。U形螺栓垫片23(图2A)构造为使其会接触轴17的暴露的下部分，并且设置在该轴与U形螺栓27之间以确保轴在轨迹51中的牢固匹配。U形螺栓27放置在轴17和U形螺栓垫片23(图2A)周围，并且穿过在前、后轴座托架28F、28R中的每一个中形成的一对开口72中的一个。一对垫圈52中的每一个(图2D)设置在U形螺栓27的一对端部中的相应一个上，一对螺母73中的每一个与U形螺栓的一对螺纹端部中的对应一个螺纹接合并紧固。U形螺栓27和其相关硬件，加上设置在前、后轴座托架28F、28R与轴17之间的焊接部(未显示)，将轴固定到轴轨迹51内以形成刚性轴-梁连接件。
如图2A所示，减震器枢转板67通过合适的方式(未显示)固定到前轴座托架28F上。减震器7紧固到减震器枢转板67上，使得减震器相对于梁12枢转。高度控制阀81附接至吊架18并且经由杆82和连杆件83可操作地连接至减震器枢转板67。气囊9通过螺纹紧固连接件58(图2)固定至滑块箱8的主构件6，该螺纹紧固连接件58刚性地附接至气囊，并且通过螺母54螺纹接合。气囊9还通过合适的紧固件55(图2D)固定至平台16。
在重型车辆运行期间，现有技术的前轴座托架28F与梁第一底板39之间的焊接连接部经受高应力。对于极重型车辆，例如额定为30000磅每轴或以上的那些车辆，这种应力可能尤为突出。在这些情况下，前轴座托架28F的焊接连接部在车辆运行期间可能潜在地受到损害或削弱，导致轴座托架-梁连接件的耐用性降低，并转而又降低了轴/悬架系统10的轴-梁连接件的耐用性。
目前已经描述了包括上悬吊/顶部安装梁12的轴/悬架系统10，现在在下文将紧接着描述包括下悬吊/底部安装梁12'的轴/悬架系统10'，该轴/悬架系统10'利用了现有技术的轴座托架-梁连接件。
现在转到图3，一对现有技术的气垫尾部臂刚性下悬吊梁式轴/悬架系统整体上由附图标记10'表示，并且显示为结合到用于牵引拖车的滑块箱8'内。轴/悬架系统10'也是美国专利No.5,037,126的主题，可从本发明的受让人处得到，并且作为HT系列悬架系统进行商业销售。由于滑块箱8'包括安装在滑块上的一对相同的轴/悬架系统10'，因此本文将只描述轴/悬架系统中的一个。此外，由于轴/悬架系统10'包括安装在一对横向间隔开的框架吊架18'上的用于安装轴17'的一对相同的悬架组件11'(框架吊架18'从滑块箱8'上悬垂下来)，因此本文中将只描述悬架组件中的一个。
另外参照图4和图4A，悬架组件11'包括尾部臂或梁12'，尾部臂或梁是大致刚性的金属盒状结构，包括一对横向间隔开的竖直延伸的侧壁66'，该对侧壁通过分别水平延伸的顶板38'和底板39'互相连接在一起。侧壁66'和底板39'形成为具有大致U形的单件结构。顶板38'焊接到侧壁66'上以完成梁12'的整体结构。下面阐释对梁12'的更详细描述。梁12'的前端部包括在重型轴/悬架系统领域中众所周知的类型的衬套组件40'(图4A)。衬套组件40'包括由坚硬钢制成的安装管42'和压配合到该安装管中的弹性衬套44'。衬套44'围绕中央金属套筒46'模制而成且粘附地附接至该金属套筒，该金属套筒形成有连续开口56'。套筒46'完全穿过衬套44'并且从衬套44'的侧壁向外延伸以便于将梁12'可枢转地安装到滑块箱8'上，这将在下文更详细地描述。如本领域中众所周知的，弹性衬套44'的硬度能够基于所期望的应用和衬套偏转特性而改变。为了整体上获得沿竖直方向的较软支撑和沿前后方向的较硬支撑，衬套44'形成有位于其侧壁中的每一个中的一对竖直间隔开的孔43'。
平台16'从尾部梁12'的后端部延伸以用于支承常规的囊式空气弹簧9'，该空气弹簧9'在平台16'与滑块箱8'的主构件6'之间延伸并且附接至该平台和主构件(图3和图4A)。减震器7'也在选定位置处附接至梁12'和滑块箱8'的主构件6'并且在梁12'与主构件6'之间延伸以完成悬架组件11'的主部件。轴17'通过焊接部(未示出)以及通过包括一对U形螺栓27'与一对前、后轴座托架28F'和28R'的结构部件而分别刚性地连接至每根梁12'的后端部上并在其间延伸，正如下文将要更详细地描述的那样。前、后轴座托架28F'、28R'通过例如焊接的本领域众所周知的常规方式连接至梁12'的内侧和外侧侧壁66'。后角板99'附接至后轴座托架28R'和梁12'的后部分的侧壁66'(图4)。
悬架组件的梁12'经由框架吊架18'可枢转地安装在滑块箱8'的主构件6'上，框架吊架18'从所述主构件悬垂下来并且通过例如焊接的任意常规方式固定至所述主构件。框架吊架18'典型地是具有竖直延伸的前壁21'和顶壁37'的大致盒状的坚固钢结构，所述前壁21'和顶壁37'各自附接至一对竖直延伸的侧壁22'并且在该对侧壁之间延伸(图4-图4A)。紧固件组件15'包括螺栓20'，该螺栓穿过偏心垫圈19'和垫圈24'，其中所述偏心垫圈邻近吊架18'的外侧侧壁22'的外侧表面定位，垫圈24'邻近吊架的内侧侧壁22'的内侧表面定位，所述紧固件组件还包括形成在吊架侧壁22'中的一对对齐开口(未示出)、形成在一对常规的隔离盘(未示出)中的一对对齐开口以及衬套套筒46'的对齐的连续开口56'。每个隔离盘典型地由超高分子量聚乙烯形成，并且围绕衬套安装管42'设置在吊架侧壁22'中的相应一个与衬套44'之间，以隔离安装管与吊架侧壁之间的金属-金属接触。偏心垫圈19'提供用于调节轴/悬架系统10'的对齐的装置。
现在转到图4和图4A，梁12'通常包括七个零部件，包括：侧壁66'、一体式底板39'、第一顶板38'、第二顶板36'以及前、后轴座托架28F'、28R'。如上所阐释的，相对的侧壁66'和底板39'形成U形的单件构件。该U形构件通过冲压和/或弯曲工艺形成。第一顶板38'和第二顶板36'通过沿着相邻界面35'焊接而固定到一起，以形成刚性梁顶部构件34'。梁顶部构件34'刚性地固定至U形构件的敞开端部，并且沿着侧壁66'，由此与底板39'相对且间隔开。
前、后轴座托架28F'、28R'嵌入到一对形成于梁12'的相对侧壁66'中的沟槽70'中，并且通过焊接刚性地固定至该对沟槽。倒拱形部50'(仅显示了一个)在沟槽70'之间形成在侧壁66'中的每一个的上边缘中。第二顶板36'形成有与端部48'相邻的弯曲部47'，该端部48'与该板的衬套组件端相对。第一顶板38'也形成有与端部49'相邻的弯曲部57'，端部49'与该板的衬套组件端相对。第二顶板36'的终端弯曲端部48'接触后轴座托架28R'并且通过焊接刚性地固定至该后部轴座托架，而第一顶板38'的终端弯曲端部49'接触前轴座托架28F'并且通过焊接刚性地固定至该前部轴座托架。当在极重载荷情况下运行时，例如当轴/悬架系统经受超过大约30000lbs每轴的载荷的时候，前轴座托架-梁连接件可能潜在地易受焊接疲劳和/或易受损害，正如下文将要更详细地描述的那样。可以看到，通过弯曲第一顶板38'和第二顶板36'使得端部49'和48'以基本相同的相对角度沿轴17'的大致方向定向，轴轨迹51'(图4A)形成在侧壁66'的倒拱形部50'(仅显示了一个)、前、后轴座托架28F'、28R'、第一顶板38'的端部49'和第二顶板36'的端部48'之间。
由于现有技术的轴-梁连接件需要用于每个悬架组件11'的一对大致相同的内侧和外侧连接件，所以为了清楚起见，将仅描述悬架组件的内侧连接件，应当理解的是，还存在用于同一悬架组件的相同的外侧连接件。U形螺栓垫片23'设置在轴17'与U形螺栓27'之间。U形螺栓垫片23'(图4A)构造为使其会接触轴17'的暴露的上部分，并且设置在轴与U形螺栓27'之间以确保轴在轨迹51'中的牢固匹配。U形螺栓27'放置在轴17'和U形螺栓垫片23'(图4A)周围，并且穿过在前、后轴座托架28F'、28R'中的每一个中形成的一对开口72'。一对垫圈52'中的每一个(图4A)设置在U形螺栓27'的一对端部中的相应一个上，一对螺母73'中的每一个与U形螺栓的一对螺纹端部中的对应一个螺纹接合并紧固。U形螺栓27'和其相关硬件，加上设置在轴座托架28'与轴17'之间的焊接部(未显示)，将轴固定到轴轨迹51'内以形成刚性轴-梁连接件。
继续参照图4A，减震器枢转板67'通过合适的方式(未显示)固定到轴座托架/轴座28'中的一个上。减震器7'紧固到减震器枢转板67'上，使得减震器相对于梁12'枢转。高度控制阀81'附接至吊架18'并且经由杆82'和连杆件83'可操作地连接至减震器枢转板67'。气囊9'通过螺纹紧固连接件58'(图4)固定至滑块箱8'的主构件6'，该螺纹紧固连接件58刚性地附接至气囊，并且通过螺母54'螺纹接合。气囊9'还通过合适的紧固件(未显示)固定至平台16'。
在重型车辆运行期间，前轴座托架28F'与梁第一顶板38'之间的焊接连接部经受高应力。对于极重型车辆，例如额定为30000磅每轴或以上的那些车辆，这种应力可能尤为突出。在这些情况下，前轴座托架28F'的焊接连接部在车辆运行期间可能潜在地受到损害或削弱，导致轴座托架-梁连接件的耐用性降低，并转而又降低了轴/悬架系统10'的轴-梁连接件的耐用性。
这些问题通过本发明的用于轴/悬架系统的下悬吊梁和上悬吊梁的改进的轴座托架-梁连接件解决，现在将在下文对此进行详细描述。
本发明优选实施例的轴座托架-梁连接件在图5-6中整体由附图标记200显示，所述轴座托架-梁连接件结合到轴/悬架系统的一对底部安装/下悬吊梁212和一轴217中，并将在下文对此进行详细描述。
梁212类似于上述的现有技术的底部安装下悬吊梁12'。另外参照图7-15，并特别参照图10，梁212是大致刚性的金属盒状结构，包括一对横向间隔开的竖直延伸的侧壁266，该对侧壁266通过分别水平延伸的顶板238和底板239互相连接在一起。侧壁266和底板239形成为具有大致U形的单件结构。顶板238焊接到侧壁266上以完成梁212的整体结构。梁212的前端部形成有安装管242，穿过所述安装管242设置有在重型轴/悬架系统领域中众所周知的类型的衬套组件(未显示)。
平台216从尾部梁212的后端部延伸以用于支承常规的囊式空气弹簧(未显示)，该空气弹簧在平台与车辆的主构件(未显示)之间延伸并且附接至平台和主构件。轴217(图6)通过焊接部(未示出)以及通过包括U形螺栓227和轴座托架228(图9)的结构部件而刚性地连接至每根梁212的后端部上并在其间延伸，正如下文将要更详细地描述的那样。后角板299附接至后轴座托架228和梁212的后部分的侧壁266(图7)。
继续参照图10-14，梁212总体上包括八个零部件，包括侧壁266、一体式底板239、第一顶板238、第二顶板236、角板299以及轴座托架228。如上所阐释的，相对的侧壁266和底板239形成U形的单件构件。该U形构件通过冲压和/或弯曲工艺形成。第一顶板238和第二顶板236通过沿着相邻界面235(图12)焊接而固定到一起，以形成刚性梁顶部构件234。梁顶部构件234刚性地固定至U形构件的敞开端部，并且沿着侧壁266，由此与底板239相对且间隔开。
依照本发明的重要特征，轴座托架228嵌入到一对形成于梁212的相对侧壁266中的沟槽270(图11)中，并且通过焊接刚性地固定至该对沟槽270，正如下文所详细描述的那样。倒拱形部250(仅显示了一个)在沟槽270之间形成在侧壁266中的每一个的上边缘中。第一顶板238也形成有与端部249相邻的弯曲部257，端部249与该板的衬套组件端相对。角板299通过焊接附接至侧壁266、轴座托架228的后端以及第二顶板236。可以看到，通过弯曲第一顶板238并附接角板299使得端部249和角板的端部以基本相同的相对角度沿轴217的总体方向定向，轴轨迹251(图10)形成在侧壁266的倒拱形部250(仅显示了一个)和托架228之间。
特别参照图8-9和图15，本发明优选实施例的轴座托架-梁连接件200的重要特征是内侧和外侧焊接止挡210A、210B。每个焊接止挡210A、210B由金属或其它刚性材料形成。内侧和外侧焊接止挡210A、210B彼此横向对齐且间隔开，并通过本领域众所周知的方式例如焊接刚性地附接至梁第一顶板238。焊接止挡210A、210B均包括邻近焊接止挡的后下侧形成的凹口211(图15)。凹口211构造成与顶板238的端部249协作。焊接止挡210A、210B均还包括接触轴座托架228的前表面的大致平的后竖直表面208。还应当想到，焊接止挡210A、210B也可以附接至托架228并接触梁212；或者附接至梁，但不与托架接触；或者附接至托架，但不与梁接触；或者附接至梁和托架两者，而不改变本发明的总体构思或操作。焊接止挡210A、210B用作敷设在梁第一顶板238与轴座托架228之间的焊接部的开始点和结束点。在优选实施例的轴座托架-梁连接件200中，利用三道焊接部以便将轴座托架228刚性地连接至梁第一顶板238。
目前已经描述了本发明的轴座托架-梁连接件200的结构，现在将在下文详细描述该连接件的组装。如上所阐释的，将轴座托架228嵌装到梁侧壁266的沟槽270中。焊接止挡210A、210B彼此横向间隔开并通过焊接部附接至梁第一顶板238。焊接止挡210A、210B也大致彼此平行并与梁212的侧壁266平行。沿着邻近第一顶板238的轴座托架228敷设三道焊接部298(图14)。更具体地说，第一焊接部在外侧焊接止挡210B处开始敷设，并沿着轴座托架228的前部和第一顶板238延伸至内侧焊接止挡210A。第二焊接部在内侧焊接止挡210A处开始敷设并沿着轴座托架228和第一顶板238延伸至外侧焊接止挡210B。第三焊接部在外侧焊接止挡210B处开始敷设，并沿着轴座托架228和第一顶板238延伸至内侧焊接止挡210A。以这种方式，将轴座托架228的前端部牢固地附接至梁212。在角板299与轴座托架228的后面之间敷设另一焊接部297。对于轴座托架228的后面与角板299的连接，由于梁212的侧壁266用作后轴座托架-梁连接件的焊接止挡，所以不需要焊接止挡。
在将轴座托架228附接至梁212之后，以类似上述有关现有技术的轴-梁连接件的方式完成轴-梁连接件。更具体地说，在轴座托架228与轴217之间敷设另外的焊接部296。此外，由于轴-梁连接件需要用于每个悬架组件211的一对大致相同的内侧和外侧连接件，所以为了清楚起见，将仅描述悬架组件的内侧连接件，应当理解的是，还存在用于同一悬架组件的相同的外侧连接件。将U形螺栓227放置在轴217(图9)周围，并且穿过在轴座支架228中形成的一对开口272(图14)。一对垫圈中的每一个(未示出)设置在U形螺栓227的一对端部中的相应一个上，一对螺母273(图9)中的每一个与U形螺栓的一对螺纹端部中的对应一个螺纹接合并紧固。U形螺栓227和其相关硬件，加上设置在轴座托架228与轴17之间的焊接部296，将轴固定到轴轨迹251内以形成刚性轴-梁连接件。
如上所阐释的，通过提供利用焊接止挡210的更稳固的前轴座托架-梁连接件，本发明的轴座托架-梁连接件200克服了有关现有技术的前轴座托架-梁连接件存在的问题，由此改善轴/悬架系统的整体耐用性。
应该想到，本发明优选实施例的轴座托架-梁连接件200能够用在具有一个轴或多于一个轴的牵引拖车或重型车辆上，而不改变本发明的总体构思。还应当想到，焊接止挡210能够由彼此相连或彼此间隔开的材料的单件或多件形成而不改变本发明的总体构思。更应该想到，本发明的轴座托架-梁连接件200能够用在具有框架或子框架(所述框架或子框架是活动的或固定的)的车辆上，而不改变本发明的总体构思。还应当想到的是，在本发明的轴座托架-梁连接件200的组装期间能够使用其它类型和构造的焊接部(包括单道焊接部或多道焊接部)，而不改变本发明的总体构思或操作。还应当进一步想到，本发明的轴座托架-梁连接件200的焊接止挡210能够通过焊接或其它紧固方式例如螺栓、粘结剂等等附接，而不改变本发明的总体构思或操作。甚至应该进一步想到，结合本发明的轴座托架-梁连接件200，还能够使用另外的多对焊接止挡210，而不改变本发明的总体构思。更应该想到，本发明的轴座托架-梁连接件200能够用在本领域技术人员已知的所有类型的头部臂和/或尾部臂梁式轴/悬架系统设计上，而不改变本发明的总体构思。例如，本发明在由除了钢以外的材料，例如铝、其它金属、金属合金、复合物和/或它们的组合制成的梁或臂中获得应用。本发明还在具有与以上所示不同的设计和/或构型的梁或臂中获得应用，例如实心梁、壳状梁、桁架结构、相交板、弹性梁和平行板。还应当进一步想到，本发明优选实施例的轴座托架-梁连接件200的焊接止挡210能够纵向向后延伸以接触轴217并作为敷设在轴座托架228与轴217之间的焊接部296的开始点和结束点，而不改变本发明的总体构思或操作。还应当想到，本发明的轴座托架-梁连接件200能够在没有U形螺栓的情况下使用，而不改变本发明的总体构思或操作。
因此，本发明的重型轴/悬架系统被简化，提供了实现所有列举目的的高效的、安全的、廉价的且有效的结构和方法，消除了现有技术的重型轴/悬架系统所遇到的困难，并且解决了本领域中的问题，获得了新的效果。
在前面的描述中，为了简洁、清楚和理解起见已经使用了特定的术语；但是除了现有技术的需求以外没有从中暗示不必要的限制，这是由于这些术语用于描述的目的并且意为宽泛地解释。
此外，本发明的描述和说明是作为示例，并且本发明的范围不局限于所示的或所述的精确细节。
目前已经描述了本发明的特征、发现和原理，重型轴/悬架系统所使用和安装的方式，构造、布置和方法步骤的特征，以及所获得的有利的、新的和有用的效果；在所附权利要求中阐释这些新的和有用的结构、装置、元件、布置、工艺、零件和组合。

Claims (11)

1.一种用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件，其包括：
至少一对间隔开的独立焊接止挡，所述独立焊接止挡中的每一个附接至所述重型轴/悬架系统的悬架组件的梁或轴座托架二者中的至少一个；以及焊接部，所述焊接部沿着所述轴座托架与所述梁之间的界面且在成对的所述独立焊接止挡之间设置。
2.如权利要求1所述的用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件，其中，所述焊接部为多道焊接部。
3.如权利要求1所述的用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件，其中，所述独立焊接止挡由金属形成。
4.如权利要求1所述的用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件，其中，所述独立焊接止挡中的每一个还包括邻近该独立焊接止挡的后下侧的凹口，所述凹口用于与所述重型轴/悬架系统的所述梁相联。
5.如权利要求1所述的用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件，其中，所述独立焊接止挡中的每一个还包括大致平的竖直表面以用于接触所述轴座托架。
6.如权利要求1所述的用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件，其中，所述焊接部是三道焊接部。
7.如权利要求1所述的用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件，所述轴座托架还包括成对的U形螺栓。
8.如权利要求1所述的用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件，所述轴座托架嵌装在形成于所述梁上的沟槽中。
9.如权利要求1所述的用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件，其中，成对的所述独立焊接止挡彼此横向定位。
10.如权利要求1所述的用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件，所述梁包括上悬吊构造。
11.如权利要求1所述的用于重型轴/悬架系统的轴座托架-梁连接件，所述梁包括下悬吊构造。
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