CN110352137B - 车辆轮轴的悬架系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆轮轴的悬架系统，该悬架系统包括：‑板簧(11)；‑后附接装置(24)，其被构造成固定到车架(2)并收容板簧(11)的后端部分(14)，以便允许所述板簧的后端部分相对于后附接装置纵向地滑动；其中：‑板簧的后端部分(14)形成绕横向轴线卷曲的环的至少一部分，该环纵向地拉长，并具有至少位于所述环的前部处的开口(29)；‑后附接装置(24)包括紧固件(26),该紧固件基本横向地延伸并被收容在所述环中；‑并且该悬架系统还包括保持部件(30)，该保持部件被构造成防止紧固件(26)通过开口(29)离开所述环。

Description

车辆轮轴的悬架系统
技术领域
本发明涉及一种车辆轮轴的悬架系统。
本发明可以应用于重型车辆中，例如卡车、公共汽车和建筑设备，但本发明不限于这些车辆。
背景技术
常规的车辆悬架包括由一个板或几个叠置的板制成的板簧，该板簧在纵向上邻近车辆的车架纵梁并布置在车架纵梁下方。
设置有前附接装置和后附接装置，二者都固定到车架。板簧的前端部分被接合在前附接装置中，通常沿纵向方向没有自由度，而板簧的后端部分被接合在后附接装置中，以便能够相对于后附接装置纵向地滑动。此外，板簧包括中间部分，该中间部分被接合在中间附接装置中，用于将车辆轮轴附接到车架。
出于重量和成本的原因，由单个簧板制成的单板板簧比包括多个簧板的板簧更有利。然而，在板簧断裂的情况下，没有簧板来确保车辆安全。
更具体地，如果板簧在其前部分处断裂，它就不再保持在纵向方向上。结果，连接到悬架系统的车辆轮轴也不能保持在纵向方向上，这在安全性方面造成严重的问题。
因此，需要一种改进的、车辆轮轴的悬架系统。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种车辆轮轴的悬架系统，该悬架系统在安全性方面得到改进，尤其是它在板簧已经断裂的情况下确保车辆能够至少安全地停止。
为此，根据第一方面，本发明涉及一种车辆轮轴的悬架系统，该悬架系统包括具有纵向轴线和横向轴线的板簧，该悬架系统包括后附接装置，该后附接装置被构造成固定到车架并收容板簧的后端部分，以便允许所述板簧的后端部分相对于后附接装置纵向地滑动，其中：
-板簧的后端部分形成绕横向轴线卷曲的环的至少一部分，该环纵向地拉长，并具有至少位于所述环的前部处的开口；
-后附接装置包括紧固件，该紧固件基本横向地延伸并被收容在所述环中；
-并且该悬挂系统还包括保持部件，该保持部件被构造成防止所述紧固件通过所述开口离开所述环。
因此，在正常条件下，板簧可以在其前端部分处固定到车架，并能够在其后端部分处相对于车架纵向地滑动，以便适应轮轴的竖直移动。这种纵向自由度是通过设置在紧固件与所述环的前和/或后内表面之间的纵向间隙获得的，该环形成板簧的后端部分并且所述紧固件收容在该环中。
此外，在该板簧在轮轴的前方断裂的情况下，该板簧(因此所述轮轴也)至少部分地保持在纵向方向上。更准确地说，通过防止紧固件通过位于所述环的前部处的开口离开所述环，防止了轮轴向后移动超过预定极限。这确保了驾驶员至少能够安全地停车。此外，防止轮轴向前移动(超过预定极限)还将允许驾驶员将车辆移动一定距离，通常将车辆安全地停放在路边。
这种板簧构造(其中，后端部分形成纵向拉长的环的至少一部分)具有许多优点。事实上，板簧的后端部分具有可以基本平坦的上表面，因此增加并改善了与后附接装置的适当构件(例如衬垫)的接触。此外，长圆形形状允许为该板簧提供纵向自由度，同时不会产生在车架下方显著突出的零件。
出于制造、安装和/或成本的原因，板簧的后端部分可以有意地设计为具有大开口的部分环(partial loop)。替代地，板簧的后端部分可以设计为几乎闭合的环；然而，在技术上不可能将这样的板簧折叠或卷绕成具有非常小的开口的、拉长的环。因此，在这两种情况下，板簧的后端部分的开口相当大，并且大于紧固件的相应尺寸——通常是紧固件直径。由于本发明提供的保持部件，仍然可以防止紧固件通过该开口纵向地移出所述环。换句话说，所述保持部件允许将板簧相对于后附接装置的向后纵向移动限制到预定极限。
本发明对于包括单板板簧(即没有用于确保系统安全的备用簧板)的悬架系统特别有利。
所述保持部件可以是与板簧分离的零件。
板簧的后端部分的所述开口可以延伸至少10°、优选至少15°的角度和/或延伸小于40°、优选小于30°、更优选小于25°的角度。例如，所述角度可以在10°至20°之间的范围内。
所述保持部件可以位于板簧的后端部分的内部或外部。
根据第一实施例，所述保持部件包括闭合元件，该闭合元件面向板簧的后端部分的所述开口，用于闭合所述开口，或者用于部分地闭合所述开口，使得所述开口的剩余开口部分太小而不允许紧固件穿过所述开口。换句话说，所述开口的剩余开口部分的尺寸小于紧固件的相应尺寸(例如紧固件的直径)。
所述闭合元件可以是大致环形的，并且位于所述环的内部。例如，所述闭合元件可以从静止位置弹性地径向向内变形，在该静止位置，所述闭合元件的径向尺寸大于板簧的后端部分的对应的内部尺寸。
根据第二实施例，所述保持部件包括阻挡元件，该阻挡元件布置在紧固件上，并且被构造成增加紧固件的尺寸，以防止紧固件穿过板簧的后端部分的所述开口。
例如，所述紧固件包括销，并且在所述阻挡元件中可以包括围绕所述销布置的套筒。
根据第三实施例，所述保持部件包括在板簧的后端部分的后方固定到后附接装置的壁，所述壁被布置为形成止动件，该止动件阻止或限制板簧的向后移动。
板簧的后端部分可以形成具有开口的部分环，该开口延伸至少100°、优选至少150°、更优选至少180°的角度，板簧的后端部分具有用于与所述壁配合的弯曲的后表面。所述弯曲的后表面可以进一步形成能够与紧固件配合的钩，用于防止板簧相对于车架的向前移动。
替代地，板簧的后端部分可以形成几乎闭合的环，该几乎闭合的环的开口例如延伸小于20°的角度。
所述悬架系统还可以包括衬垫，该衬垫固定在后附接装置上并与板簧的后端部分的上表面接触。
在一个实施例中，所述悬架系统可以包括前附接装置和中间附接装置，该前附接装置被构造成固定到车架，所述板簧包括：前端部分，该前端部分被接合在所述前附接装置中，优选为环形的；和中间部分，该中间部分被接合在所述中间附接装置中，用于将车辆轮轴附接到车架。
根据第二方面，本发明涉及一种车辆，其包括前文所述的车架、轮轴和悬架系统。
在以下描述中，公开了本发明的进一步的优点和有利特征。
附图说明
参照附图，下面是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。
在这些图中：
图1是车辆的局部透视图，示出了车架、轮轴、以及轮轴的悬架系统；
图2是图1的侧视图；
图3是图1的悬架系统的前端部分的放大侧视图；
图4至图7是根据各个实施例的图1的悬架系统的后端部分的示意性放大侧视图。
具体实施方式
图1是车辆1的局部视图，该车辆1包括车架2和安装在车架2上的轮轴4，该车架2包括两个纵梁3。
纵向方向X被定义为车辆1和纵梁3的纵向方向。横向方向Y是轮轴4的方向，而Z是竖直方向。
轮轴4和车架之间的安装组件包括通过稳定器连杆6固定到车架2的稳定器杆5、至少一个气缸7和现在将描述的悬架系统10。
悬架系统10关于车辆的中间纵向平面P1是基本对称的，所以将仅描述悬架系统10的一侧。
悬架系统10包括板簧11，该板簧11优选为单板板簧。板簧11沿着相应纵梁3的外表面纵向地延伸，靠近所述纵梁3的下边缘。板簧11通常可以由诸如钢的金属制成，并且，除了在其端部部分处之外，板簧11是位于平面P2内的大致平坦的零件，并且具有大致水平的上表面15(当车辆在水平地面上时)。板簧11的宽度可以在整个长度上是大致相同的。
板簧11包括中间部分12，该中间部分12被接合在支撑轮轴4的中间附接装置22中。板簧11还包括被接合在前附接装置23中的前端部分13和被接合在后附接装置24中的后端部分14，前附接装置23和后附接装置24固定到车架2，例如固定在相应纵梁3的外表面上。
从图3中可见，前端部分13可以具有绕横向轴线卷绕的环的形状，可以围绕连接到前附接装置23的衬套25布置。利用这种布置，板簧11的前端部分13不能相对于前附接装置23、即不能相对于车架2纵向地移动。前端部分13在板簧11上方卷绕，并且可以位于平面P2上方。需要强调的是，在图3中，仅示出了前附接装置23的紧固到车架2的部分，以示出板簧11的前端部分13。然而，从图1中可见，前附接装置23还包括外部分，以形成用于该板簧的前端部分13的壳体。
相反，悬架系统10被构造成使得板簧的后端部分14能够相对于后附接装置24纵向地滑动，以便适应轮轴4的竖直移动。
为此，板簧的后端部分14形成绕横向轴线卷曲的环的至少一部分，该环纵向地拉长并且卷绕在板簧11的下侧。换句话说，该环或部分环被布置在板簧11的上表面15下方；此外，该环或部分环的沿方向X的长度大于其沿方向Z的高度。
后附接装置24包括紧固件26，该紧固件26优选配备有衬套27，该衬套27大致横向地延伸并被收容在板簧的后端部分14的所述环或部分环中。此外，衬垫28固定在后附接装置24上，并与板簧的后端部分14的上表面15接触。
在正常使用中，由于车辆的总负载，板簧11的后端部分14与衬垫28保持接触。事实上，由从车架2的顶部竖直向下加载的负载施加的力与从地面经由车轮施加的力之间的作用使得板簧11和衬垫28之间能够永久接触。
在非常特殊的情况下，例如道路上的孔洞，或者当例如为了维护目的而使用吊桥升高车架时，会有一段时间没有从地面施加的力，因此该作用也失去了。
在这些特殊情况下，移动基本上是竖直的，紧固件26确保了板簧11的后端部分14被保持在后附接装置24中。
必须指出的是，在图4至图7中，仅示出了后附接装置24的紧固到车架2的部分，以示出板簧11的后端部分14。然而，从图1中可见，后附接装置24还包括外部分，以形成用于板簧的后端部分14的壳体。
板簧的后端部分14具有至少位于前方的开口29，即，所述环或部分环至少朝向前方开口。
在一个实施例中，如图4至图6中所示，板簧的后端部分14被设计为几乎闭合的环，其中，开口29延伸例如10°至20°的范围内的角度α，并且位于板簧的后端部分14的前上部分处。
在另一个实施例中，如图7所示，板簧的后端部分14形成具有开口29的部分环，该开口29位于板簧的后端部分14的前部分处和底部部分处，并且也可能位于其底部后部部分处。开口29可以延伸至少180°的角度α，例如大约210°。因此，板簧的后端部分14具有弯曲的后表面，该后表面可以在竖直方向Z上基本向下延伸到紧固件26。
板簧的后端部分14能够相对于后附接装置24在向前方向上并且优选也在向后方向上纵向地移动，其中紧固件26在所述环或部分环的内部移动，并且板簧的上表面15抵靠着衬垫28滑动。为了确保车辆安全，尤其是在板簧11在其前部分处断裂且因此不再纵向地保持在前附接装置23中的情况下，本发明提供了保持部件，该保持部件被构造成防止紧固件26通过开口29离开所述环或部分环。换句话说，该保持部件被构造成将板簧11相对于后附接装置24的纵向移动限制为低于预定极限。
根据图4中所示的第一实施例，该保持部件包括用于至少部分地闭合开口29的闭合元件30。闭合元件30可以是与板簧11分离的零件，布置在所述环的内部，以便至少部分地面向开口29。闭合元件30可以由诸如钢的金属制成。
闭合元件30可以是大致环形的，并且能够从静止位置弹性地径向向内变形，在该静止位置，闭合元件30的径向尺寸大于板簧的后端部分14的对应的内部尺寸。为此，闭合元件30可以设置有径向狭槽31。因此，闭合元件30可以被压缩，其中狭槽31的宽度被减小，然后被插入在形成板簧的后端部分14的所述环中。释放该闭合元件30将导致所述闭合元件30朝着其静止位置膨胀回去，从而被挤压在所述环的内表面上。狭槽31可以优选地朝向后方定位，即与开口29相反。在操作位置上，闭合元件30可以具有与形成板簧的后端部分14的所述环的内表面基本相同的长圆形形状。
由于这种布置，当开口29闭合时，紧固件26不能穿过所述开口29，即使紧固件26的直径小于开口29的尺寸。换句话说，闭合元件30防止板簧11向后的纵向移动超过预定极限。
在本实施例的替代方案中，闭合元件30可以仅闭合该开口29的一部分，只要所述开口29的剩余开口部分小于紧固件26的直径即可。
根据图5所示的第二实施例，所述保持部件包括阻挡元件33，该阻挡元件33布置在紧固件26上，并且被构造成增加紧固件26的尺寸。该阻挡元件33可以是围绕形成紧固件26的至少一部分的销布置的套筒，以便增加紧固件26的直径，并且使其大于开口29。因此，配备有该阻挡元件33的紧固件26被阻止穿过板簧的后端部分14的开口29。
图6和图7示出了本发明的第三实施例，其中所述保持部件包括壁34，该壁34在板簧的后端部分14的后方固定到后附接装置24。该壁34可以与后附接装置24制成一体件，或者被设计为随后固定到后附接装置24的独立件。壁34可以大致竖直地布置。
壁34形成止动件，该止动件与板簧的后端部分14的弯曲的后端表面配合，无论所述后端部分14形成基本完整的环还是形成部分环。因此，防止了板簧11相对于后附接装置24的向后纵向移动超过预定极限。壁34可以被定位成允许板簧11至多达预定极限的一些向后移动，或者防止板簧11相对于后附接装置24的任何向后移动。
即使板簧的后端部分14不形成基本上闭合的环，而是仅形成部分环，提供具有弯曲的后壁而不是基本平坦和水平的所述后端部分14也是有利的。一方面，这种布置提供了与壁34的更大接触表面，因此确保了对板簧移动的有效止动。另一方面，所述弯曲的后壁形成钩，当所述弯曲的后壁与紧固件26接触时，该钩进一步防止或限制板簧11相对于后附接装置24的向前移动。
应当理解，本发明不限于上文所述且在附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将意识到，可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。

Claims (21)

1.一种车辆轮轴(4)的悬架系统，所述悬架系统包括具有纵向轴线和横向轴线的板簧(11)，所述悬架系统(10)包括后附接装置(24)，所述后附接装置(24)被构造成固定到车架(2)并收容所述板簧(11)的后端部分(14)，以便允许所述板簧的后端部分(14)相对于所述后附接装置(24)纵向地滑动，其中：
所述板簧的后端部分(14)形成绕横向轴线卷曲的环的至少一部分，所述环纵向地拉长，并具有至少位于所述环的前部处的开口(29)；
所述后附接装置(24)包括紧固件(26)，所述紧固件(26)基本横向地延伸并被收容在所述环中；
所述悬架系统(10)还包括保持部件(30,33,34)，所述保持部件(30,33,34)被构造成防止所述紧固件(26)通过所述开口(29)离开所述环；并且
所述保持部件包括闭合元件(30)，所述闭合元件(30)面向所述板簧的后端部分(14)的所述开口(29)，用于闭合所述开口(29)，或者用于部分地闭合所述开口(29)使得所述开口(29)的剩余开口部分太小而不允许所述紧固件(26)穿过所述开口(29)。
2.根据权利要求1所述的悬架系统，其特征在于，所述悬架系统包括单板板簧(11)。
3.根据权利要求1或2所述的悬架系统，其特征在于，所述保持部件(30,33,34)是与所述板簧(11)分离的零件。
4.根据权利要求1所述的悬架系统，其特征在于，所述板簧的后端部分(14)的所述开口(29)延伸至少10°的角度(α)。
5.根据权利要求4所述的悬架系统，其特征在于，所述板簧的后端部分(14)的所述开口(29)延伸至少15°的角度(α)。
6.根据权利要求4或5所述的悬架系统，其特征在于，所述板簧的后端部分(14)的所述开口(29)延伸小于40°的角度(α)。
7.根据权利要求6所述的悬架系统，其特征在于，所述板簧的后端部分(14)的所述开口(29)延伸小于30°的角度(α)。
8.根据权利要求7所述的悬架系统，其特征在于，所述板簧的后端部分(14)的所述开口(29)延伸小于25°的角度(α)。
9.根据权利要求1或2所述的悬架系统，其特征在于，所述保持部件(30,33)位于所述板簧的后端部分(14)的内部。
10.根据权利要求1或2所述的悬架系统，其特征在于，所述保持部件(34)位于所述板簧的后端部分(14)的外部。
11.根据权利要求1或2所述的悬架系统，其特征在于，所述闭合元件(30)是大致环形的，并且位于所述环的内部。
12.根据权利要求11所述的悬架系统，其特征在于，所述闭合元件(30)能够从静止位置弹性地径向向内变形，在所述静止位置，所述闭合元件(30)的径向尺寸大于所述板簧的后端部分(14)的对应的内部尺寸。
13.根据权利要求1或2所述的悬架系统，其特征在于，所述保持部件包括阻挡元件(33)，所述阻挡元件(33)布置在所述紧固件(26)上，并且被构造成增加所述紧固件(26)的尺寸，以防止所述紧固件(26)穿过所述板簧的后端部分(14)的所述开口(29)。
14.根据权利要求13所述的悬挂系统，其特征在于，所述紧固件(26)包括销，并且所述阻挡元件(33)包括围绕所述销布置的套筒。
15.根据权利要求1或2所述的悬架系统，其特征在于，所述保持部件包括在所述板簧的后端部分(14)的后方固定到所述后附接装置(24)的壁(34)，所述壁(34)被布置为形成止动件，所述止动件阻止或限制所述板簧(11)的向后移动。
16.根据权利要求15所述的悬架系统，其特征在于，所述板簧的后端部分(14)形成具有开口(29)的部分环，所述开口(29)延伸至少100°的角度(α)，所述板簧的后端部分(14)具有用于与所述壁(34)配合的弯曲的后表面。
17.根据权利要求16所述的悬架系统，其特征在于，所述开口(29)延伸至少150°的角度(α)。
18.根据权利要求17所述的悬架系统，其特征在于，所述开口(29)延伸至少180°的角度(α)。
19.根据权利要求1或2所述的悬架系统，其特征在于，所述悬架系统还包括衬垫(28)，所述衬垫(28)固定在所述后附接装置(24)上并与所述板簧的后端部分(14)的上表面(15)接触。
20.根据权利要求1或2所述的悬架系统，其特征在于，所述悬架系统还包括前附接装置(23)和中间附接装置(22)，所述前附接装置(23)被构造成固定到所述车架(2)，所述板簧(11)包括：前端部分(13)，所述前端部分(13)被接合在所述前附接装置(23)中，且优选是环形的；和中间部分(12)，所述中间部分(12)被接合在所述中间附接装置(22)中，用于将所述车辆轮轴(4)附接到所述车架(2)。
21.一种车辆，所述车辆包括车架和轮轴(4)，其特征在于，所述车辆还包括根据前述权利要求中的任一项所述的悬架系统(10)。
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