板簧支架和拋物線形板簧裝置的製作方法
2023-12-03 21:55:46 2
專利名稱：板簧支架和拋物線形板簧裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求1的前序部分的用於板簧組件中的兩個
簧片的相互橫向支撐的板簧支架，以及根據權利要求7所述的拋物線 形板簧裝置。
背景技術：
在車輛懸掛技術中，廣泛地使用板簧組件，主要用於重型車輛， 如卡車、大客車、鐵路車輛等等。雖然與板簧組件相比，其他類型的
懸掛，例如扭力彈簧、螺旋彈簧以及空氣彈簧得到普及，但是，這樣 的板簧組件仍然是很有利的，主要在可靠性和成本方面。不像所提到 的其他懸掛系統，這些優點不僅源於板簧組件的簡單設計，而且源於 板簧組件能夠吸收來自車輛的車輪的縱向和橫向力；因此，可以避免 包括杆等的複雜的車輪懸掛。
然而，板簧組件仍有一些缺點，包括重量大、內摩擦較高以及剛 度隨著橫向力的變化而變化。
為了更好地理解這些缺點的起因，下面將對板簧組件的設計進行 簡要說明
圖3和4示出了現有技術的板簧組件的兩個示意圖，其中圖3是 加載有豎直力F的板簧組件的側視圖，圖4是加載有橫向力L的現有 技術的板簧組件的俯視圖。
圖3和4所示的現有技術的板簧組件包括兩個簧片頂部簧片Ll 和底部簧片L2。在前彈簧錨固(anchorage) FS和後彈簧錨固RS處， 頂部簧片Ll的端部連接至車輛(未示出)；在前懸掛FS處，底部簧片
3L2可以連接至車輛，而底部簧片L2的另一端部可以自由移動。後彈 簧錨固RS可以包括滑動的附加件或彈簧夾箍，以允許彈簧的端部相對 於車輛的縱向移動。在前彈簧錨固FS處，底部黌片L2的連接中存在 大的間隙。兩個簧片Ll和L2之間的僅有的剛性連接是通過中心放置 的螺栓組件B來進行的。如任何彈簧裝置所固有的，板簧組件將通過 彎曲來對(力F的)負荷變化產生反作用。彎曲時，底部簧片L2將比 頂部簧片Ll彎曲得更多；這意味著簧片L2的彎曲半徑(deflection radius)將小於簧片L1的彎曲半徑，這轉而又意味著在兩個簧片Ll和 L2之間將存在滑動。該滑動轉而導致板簧組件的內摩擦，即滯後效應。
圖4示出了橫向負荷L對現有技術的板簧組件的影響。從圖中可 以看出，頂部簧片Ll將經受橫向彎曲，而底部簧片L2將保持筆直。 因為兩個簧片只是在前彈簧錨固FS附近並通過螺栓組件B相互連接， 所以，底部簧片L2將最終與頂部簧片L1不共線，特別是在後彈簧錨 固RS附近，根據現有技術的簧片在此處未連接，這導致彈簧組件在橫 向彎曲時獲得較低的剛度。
在US-A-2 028299 (圖8)中，示出了一種板簧隔離物，其部分解 決了簧片的橫向彎曲的問題。然而，根據該專利的設計仍然存在著嚴 重的問題，即當板簧隔離物將橫向力從頂部簧片傳遞至底部簧片時， 由於板簧支架"失衡"，g卩，通過板簧支架傳遞的力不能直接通過板簧支 架的中心，該板簧隔離物將經受扭轉影響。現有技術中的板簧支架的 扭轉可能導致簧片被擠壓在翼中間，所述翼將橫向力從一個簧片傳遞 至相鄰的簧片；因此，內摩擦可能顯著地增加。
發明內容
通過提供平衡的板簧支架，根據本發明的簧片支架可以解決這個 及其他的問題，其中所述平衡的板簧支架包括向下延伸的翼，所述翼 置於向上延伸的翼的兩側上。圖5和6示出了根據現有技術的用於車輛的拋物線形板簧裝置。 板簧裝置可以包括兩個或更多個簧片元件，優選為兩個或三個簧片元 件。通常，拋物線形板簧裝置包括具有基本相等長度的簧片元件。每 個簧片元件具有變化的厚度，在簧片元件的兩端處材料的厚度相對較 薄，而在簧片元件的中間部處材料的厚度較大。這意味著，拋物線形 簧片裝置不像常規的多板簧裝置那樣需要大量的簧片元件，所述常規 的多板簧裝置具有大量不同長度的簧片元件。在這樣的多板簧裝置中， 每個簧片元件具有恆定的材料厚度，並且，所有簧片元件通常具有單 一且相同的材料厚度。
根據現有技術的拋物線形板簧裝置的每個端部中具有彈簧夾箍， 以便防止簧片元件相對彼此的橫向彎曲。這樣的彈簧夾箍具有保持部 和螺栓，並且一般用鉚釘連接至最下方的簧片，以使彈簧夾箍相對於 板簧裝置的縱向延伸方向保持在所需的位置。當板簧裝置受到橫向負 荷時，在夾箍的上側，可以將螺栓/螺母緊固，以便調節保持部並防止 簧片元件相對於彼此的移位。然而，鉚釘被加上負荷，並且在不理想 的條件下這種橫向力可以使其斷裂。
因此，本發明的另一個目的是提供一種拋物線形板簧裝置，在所 述裝置中，防止了連接至車輛的簧片元件、通常是最上方的簧片元件 和相鄰的簧片元件的相互移位，並且所述裝置同時減少了與現有技術 的拋物線形板簧裝置中使用的鉚釘相關的問題。
通過使用根據權利要求7所述的拋物線形板簧裝置實現了此目的。
通過使用根據本發明的如權利要求1所限定的簧片支架代替根據 現有技術的夾箍，支撐簧片的翼可以吸收所有的橫向力。這意味著當 板簧裝置受到橫向力時，用於使簧片支架相對於板簧裝置的縱向延伸 方向保持在所需位置的任何構件都可以保持空載。另外，與現有技術
5的夾箍相比，根據本發明的簧片支架實現了成本有效性。
在下文中，將參照附圖對本發明進行說明，其中 圖1是示出了根據本發明的板簧支架的透視圖，
圖2示出了圖1中的板簧支架的側視圖，所述板簧支架安裝在板 簧組件的兩個簧片之間，
圖3是現有技術的板簧組件的示意性側視圖，
圖4是處在橫向力的影響下的現有技術的板簧組件的示意性俯視
圖，
圖5是根據現有技術的拋物線形板簧裝置的示意性側視圖， 圖6是圖5中的拋物線形板簧裝置的一端的放大的透視剖面圖， 其示出了通過鉚釘連接至簧片元件的彈簧夾箍，
圖7是根據本發明的拋物線形板簧裝置的示意性側視圖，以及 圖8是圖7中的拋物線形板簧裝置的端部的放大圖。
具體實施例方式
圖1示出了根據本發明的板簧支架100。該板簧支架100包括平 坦的基部110，兩個向上延伸的側翼120a、 120b，四個向下延伸的側翼 130a、 130b、 130c、 130d，以及中心開口 140。向下延伸的翼130a和 130c、以及130b和130d之間的距離分別與向上延伸的翼120a、 120b 的寬度基本一致。優選地，板簧支架100由一塊金屬薄板製成，其被 衝壓成所述的形狀。可以理解，也可以通過其他方法來製造具有類似 形狀的部件，例如，通過壓鑄或模製。
在圖2中，板簧支架IOO被示出為定位在兩個簧片150和160之 間。從圖中可以看出，向上延伸的側翼120a將支撐上部簧片150，向 下延伸的側翼130a和130c將支撐底部簧片160。基部110的厚度將使 兩個簧片150和160相互之間保持預定的最小距離。在簧片的任一個 上的突起(未示出)能夠延伸到中心開口 140中並阻止板簧支架100沿著簧片的縱向方向移動。對本領域的技術人員來說顯而易見的是，
側翼120a和120b之間的距離等於或稍微大於簧片150或者簧片160 的寬度。對於側翼130a和130b之間的距離以及130c和130d之間的距 離，也分別同樣如此。
在使用中，在底部簧片160的自由端附近，將板簧支架100插入 在兩個簧片150和160之間，其中側翼120a、 130a和130c將支撐簧片 150和160的一側，而側翼120b、 130b和130d將支撐簧片的另一側； 基部IIO被擠壓在簧片之間。對本領域的技術人員來說顯而易見的是， 側翼120a和120b朝上或朝下並不重要，如在此所用的術語"向上延伸" 和"向下延伸"只是指圖1所示的方向。
在一個優選實施例中，翼的寬度為使得翼120a的寬度基本上與翼 130a和130c加在一 起的寬度之和相等。翼之間可以有其他的尺寸關係， 但是優選地，翼120a的寬度大於翼130a或130c的寬度。翼130a和翼 130c的寬度基本上相等。
如現有技術部分所表明的，板簧的內摩擦會引起嚴重的問題，特 別是在降低車輛的乘座舒適性方面。內摩擦(也叫做滯後)的起因是 當彈簧工作，即簧片彎曲時的板簧組件的簧片之間的滑動運動。由於 基部110的厚度，板簧組件的簧片將被彼此隔開，因此，使用根據本 發明的板簧支架IOO，可以顯著地降低內摩擦。這意味著設置有板簧支 架IOO的板簧組件的內摩擦將集中到基部110。為基部IIO提供橡膠塗 層或任何減少摩擦的塗層，例如碳粉樹脂(例如在Teflon商標下出售 的)，能更好地減少摩擦。
然而，根據本發明的板簧支架100的最大好處是能夠減少簧片150 和160之間的橫向移動。如現有技術部分中所提及的，板簧組件的一 個好處是它們能夠將來自懸掛車輪的橫向力傳遞到車輛的底盤。但是， 在現有技術的板簧組件中，因為沒有什麼可阻止簧片之間的橫向移動
7(參見圖4 )，所以，將只有最上面的簧片把橫向力傳遞到車輛的底盤。 這不僅意味著最上面的簧片將承受主要的力，而且意味著現有技術的 板簧組件的剛度將隨著橫向負荷的變化量而變化，因為現有技術的底 部簧片L2的自由端將不會靠著現有技術的頂部簧片Ll。
通過提供兩個向上延伸的側翼120a、 120b和四個向下延伸的側翼 130a、 130b、 130c和130d，板簧支架100可阻止簧片之間的橫向運動。 從圖中可以看出，翼120a與翼130b和130d互相"平衡"，即當板簧支 架IOO在兩個相鄰簧片150、 160之間傳遞橫向力時，基部110將不會 經受繞著延伸通過中心開口 140的虛構軸線的扭轉運動，所述虛構軸 線垂直於基部110的表面。換句話說，從向上延伸的側翼120a、 120b 的任一個傳輸的橫向力將被傳遞通過基部110的中心，分別到達向下 延伸的側翼130b、 130d和130a、 130c。
因為板簧支架防止底部簧片160最終與上部簧片150不共線，例 如圖4所示的現有技術的板簧組件中所示出的，所以，在板簧組件的 簧片之間的橫向力的傳遞減少了最上面簧片的橫向彎曲，並且還允許 板簧組件即使在橫向負荷下也保持其剛度。這兩個因素顯著地增加了 車輛穩定性和駕乘舒適性。
可以理解，板簧支架的主要功能是，通過提供沿著中心放置的翼
的相反方向延伸的兩個相對的翼，兩個相鄰簧片之間的橫向力得到"平 衡"，其中所述中心放置的翼沿著另一個方向延伸。通過在板簧支架100
的每一側上提供沿著相反方向延伸的任意奇數個翼，可以獲得同樣的 效果。
圖7和圖8示出了根據本發明的用於車輛的拋物線形板簧裝置 200。優選地，拋物線形板簧裝置可以用於卡車的車輪懸掛中。拋物線 形板簧裝置200包括兩個或更多個彈簧元件201，優選為兩個或三個簧 片元件。通常，拋物線形板簧裝置包括具有基本相等長度的簧片元件。每個簧片元件具有變化的厚度，在簧片元件的兩端202、 203處材料的 厚度相對較薄，而在簧片元件的中間部204處材料的厚度較大。如之 前在此參照圖1和圖2所描述的，拋物線形板簧裝置200包括插入在 所述簧片元件之間的至少一個簧片支架100，所述簧片支架能夠吸收橫 向力。板簧支架100布置在板簧裝置中的兩個簧片元件之間，優選地 在連接至車輛(未示出)的最上方的簧片元件201a和相鄰的下部簧片 元件201b之間。優選地， 一個這樣的簧片支架100布置在板簧裝置200 的每個端部。
如之前在此描述的，簧片支架可以設置有諸如用於容納簧片元件 的突起的孔口的構件，以防止板簧支架沿縱向方向移位。通過提供具 有所述翼的簧片支架，當板簧裝置受到橫向力時，用於將簧片支架相 對於板簧裝置的縱向延伸方向保持在所需位置上的這種構件可以基本 上保持空載。能夠以如此方式設計簧片支架，即通過簧片支架的翼單 獨吸收橫向力。
應當理解，本發明不限於以上描述的和在附圖中示出的實施例； 而是，本領域技術人員將意識到，在所附權利要求的範圍內可以進行 多種變化和修改。
9
權利要求
1. 板簧支架(100)，用於板簧組件中的兩個簧片(150，160)的相互橫向支撐並插入在所述兩個簧片之間，所述支架(100)包括基部(110)，向上定向的側翼(120a，120b)和向下定向的側翼(130a、130b、130c、130d)相對於基部(110)的平面分別向上延伸和向下延伸，其中布置在基部的兩個相對側上的翼(120a，120b；130a，130b，130c，130d)之間的距離為使得簧片(150，160)裝配在翼(120a，120b；130a，130b，130c，130d)之間，其特徵在於在基部的所述兩個相對側的每一個上，向下延伸的翼(130a，130c；130b，130d)置於所述向上延伸的翼(120a，120b)的兩側。
2. 根據權利要求1所述的板簧支架(100)，其中基部(110)設 置有用於與在簧片(150,160)的任一個上的突起相接合的開口 (140)。
3. 根據權利要求1或2所述的板簧支架(100)，其中基部(110) 具有減少摩擦的塗層。
4. 根據權利要求1至3中的任意一項所述的板簧支架(100)，其 中所述彈簧支架由金屬薄板製成。
5. 根據權利要求1至4中的任意一項所述的板簧支架(100)，其 中向上定向的翼(120a， 120b)的寬度基本上與置於它的兩側上的向下 定向的翼(130a， 130c; 130b， 130d)加在一起的寬度之和相等。
6. 根據權利要求1至4中的任意一項所述的板簧支架(100)，其 中向上定向的翼(120a， 120b)的寬度大於置於它的兩側上的向下定向 的翼(130a， 130c; 130b, 130d)加在一起的寬度之和。
7. —種拋物線形板簧裝置(200)，其包括至少兩個簧片元件(201) 和至少一個根據權利要求l所述的板簧支架(100)。
全文摘要
一種用於簧片(150，160)的相互橫向支撐並且插入在板簧組件中的兩個簧片(150，160)之間的板簧支架(100)，該板簧支架(100)包括基部(110)，側翼(120a，120b；130a，130b，130c，130d)相對於基部(110)的平面從基部(110)向上(120a，20b)和向下(130a，130b，130c，130d)延伸。翼(120a，120b；130a，130b，130c，130d)之間的距離為使得簧片(150，160)裝配在翼部(120a，120b；130a，130b，130c，130d)之間。向下延伸的翼(130a，130b，130c，130d)置於向上延伸的翼(120a，120b)的兩側上。
文檔編號F16F1/20GK101449080SQ200780017943
公開日2009年6月3日 申請日期2007年5月16日 優先權日2006年5月18日
發明者羅爾夫·勒丁 申請人:沃爾沃拉斯特華格納公司