用于车辆悬架的车架吊钩的制作方法_3

文档序号:9672069阅读:来源:国知局
406b包括安装孔407b。类似地,安装延伸部408b包括安装孔409。将负载缓冲器400b安装到内侧鞍座120和外侧鞍座130的负载缓冲器安装面155或165上可包括使安装孔407b和409与负载缓冲器安装面155或165中的任一个的相应的鞍座组件凹部对齐。可将与负载缓冲器400b分开的紧固件(诸如螺栓、螺钉、开口销或一些其它类型的紧固件)插入到安装孔407和鞍座组件凹部中,诸如图6和7中显示的鞍座组件凹部420、421、422或423中的一个。备选地,负载缓冲器404b待安装到其上的鞍座可包括攻孔或非攻孔,可将独立紧固件安装到攻孔或非攻孔上,用于将负载缓冲器404固持在安装延伸部406b处。那个攻孔或非攻孔可为通孔。相对的鞍座可包括类似地构造的攻孔或非攻孔,可将另一个独立紧固件安装到该攻孔或非攻孔上,用于将负载缓冲器404固持在安装延伸部408b处。
[0067]备选地,如图32所示,具有基部402c的负载缓冲器400c可包括从基部402c延伸的第一负载缓冲器固持器430 (包括第一负载缓冲器430),以及也从基部402c延伸的第二负载缓冲器固持器440。
[0068]随着施加的负载增大,负载缓冲器400、400a、400b和400c优选具有不断提高的弹簧刚度,而随着施加的负载减小,具有不断降低的弹簧刚度。因而,随着施加的负载增大,本文描述的使用负载缓冲器400、400a、400b和400c中的任一个的示例车辆悬架可有利地具有不断提高的弹簧刚度,而随着施加的负载减小,具有不断降低的弹簧刚度。因为负载缓冲器400、400a、400b和400c在压缩的状况下作用,并且不经受拉伸负载,所以负载缓冲器400,400a,400b和400c还比遭受这种加载的其它弹簧(例如,弹性体弹簧)具有增加的疲劳寿命。
[0069]根据示例实施例,各个负载缓冲器400、400a、400b和400c是成形为像金字塔的弹性体渐进式弹簧刚度负载缓冲器。在一方面,负载缓冲器400、400a、400b和400c的基部和负载缓冲器部分由弹性体制成,并且不包括任何板或用于将板粘合到弹性体上的任何粘合剂。在另一方面,负载缓冲器400、400a、400b和400c的基部可包括由多种适当的材料中的任一种制成的板(可被称为基板),该材料包括(但不限于)铁、钢、铝、塑料和复合材料。作为示例,基板可包括具有厚度在0.125英寸(3.175mm)至0.25英寸(6.35mm)之间的范围内的板。可将基板封装在弹性体中,并且/或者使用粘合剂将基板粘合到负载缓冲器部分上。基板尺寸和形状可变成对于包装、重量和美观性所期望的任何尺寸或形状。优选地,各个负载缓冲器基部在尺寸上设置成(i)匹配本文描述的弹簧安装件(诸如弹簧安装件66或66a)的顶面,(ii)定位安装孔和/或负载缓冲器固持器,用于将负载缓冲器基部固定到弹簧安装件上,以及(iii)最小化总质量。
[0070]可针对竖向弹簧刚度要求来优化用于渐进式弹簧刚度负载缓冲器400、400a、400b和400c的弹性体的大小和尺寸。对于本应用,渐进式弹簧刚度负载缓冲器400,400a,400b,和400c的竖向弹簧刚度随着负载增大而不断提高,并且随着负载减小而不断降低,从而在图表上限定连续的曲线形状,图表示出弹簧刚度随簧上负载而改变。
[0071]优选地,如显示的,负载缓冲器部分404具有与金字塔非常相似的形状,其具有变平顶面。利用这个优选形状,负载缓冲器400的竖向弹簧刚度随着负载增大而线性提高,并且随着负载减小而线性降低。在那方面,负载缓冲器400可操作为渐进式弹簧刚度负载缓冲器。在一个实施例中,在基部402附近的负载缓冲器部分404的横截面为120毫米(mm)乘150mm,负载缓冲器部分404的顶面的横截面为45mm乘56mm,负载缓冲器部分404的高度为71mm,并且基部402的高度为9mm。负载缓冲器400的部分的其它示例尺寸也是可能的。对于给定几何形状,可通过改变弹性体的硬度来优化负载缓冲器400的弹簧刚度。通过改变硬度,可产生一系列可互换的渐进式弹簧刚度负载缓冲器。
[0072]图21a和21b是内侧鞍座130和外侧鞍座120的俯视图。图21a显示在使用第一连接杆146和第二连接杆146a来将内侧鞍座130和外侧鞍座120拉到一起之前的、内侧鞍座130和外侧鞍座120。图21a显示连接杆146和螺母214,连接杆146延伸通过内侧鞍座和外侧鞍座,连接杆146具有端部212,螺母214将抵靠着内侧鞍座和外侧鞍座上紧,以将它们拉到一起进行接触。类似地,图21a显示连接杆146a和螺母214a,连接杆146a延伸通过内侧鞍座130和外侧鞍座120,连接杆146a具有端部212a,螺母214a将抵靠着内侧鞍座和外侧鞍座上紧,以将它们拉到一起进行接触。优选地,连接杆146和146a的端部212和212a位于外侧鞍座内,使得那些连接杆的相对端部将不处于相对端部可接触附连到连接到车辆悬架50上的车轴上的轮胎或轮子的位置。
[0073]图21a和21b示出在第一端150和152附近的剪切弹簧72,以及在第二端160和162附近的剪切弹簧74a。剪切弹簧72具有适于接触弹簧安装件66的V形侧壁190的V形壁310a (参见图6和7),其中,剪切弹簧72定位在第一弹簧模块的开口的侧壁80和V形侧壁190之间。在剪切弹簧72被侧壁80和V形壁190置于压缩负载下之前,剪切弹簧72的V形板310和剪切弹簧72的中间板312之间的距离由字母“A”表示,而在剪切弹簧72的中间板312和剪切弹簧72的基板302之间的距离由字母“B”表示。
[0074]类似地,图21a和21b示出在第二端160和162附近的剪切弹簧74a。剪切弹簧74a具有适于接触弹簧安装件66a的V形侧壁190a的V形壁310a(参见图6和7),其中,剪切弹簧74a定位在第二弹簧模块的开口的侧壁82a和V形侧壁190a之间。在剪切弹簧74a被侧壁82a和V形壁190a置于压缩负载下之前,在剪切弹簧74a的V形板310和剪切弹簧74a的中间板312之间的距离由字母“C”表示,而在剪切弹簧74a的中间板312和剪切弹簧74a的基板302之间的距离由字母“D”表示。
[0075]图21b显示在螺母214和214a已经上紧到连接杆146和146a上,以将内侧鞍座130和外侧鞍座120拉成与彼此接触之后的内侧鞍座130和外侧鞍座120。在将螺母214和214a 一起上紧到连接杆210和210a上时,它们还用来使(i)剪切弹簧72在V形侧壁190和第一弹簧模块70的开口的侧壁80之间压缩,以及(ii)使剪切弹簧74a在V形侧壁190a和第二弹簧模块70a的开口的侧壁82a之间压缩。V形侧壁190的渐缩表面通过楔进作用来接触和压缩剪切弹簧72,其中,剪切弹簧72的弹性体区段306和308被压缩。类似地,V形侧壁190a的渐缩表面通过楔进作用来接触和压缩剪切弹簧74a,其中,剪切弹簧74a的弹性体区段306和308被压缩。如本文显示和描述的,剪切弹簧72的V形表面在压缩期间接触对应的V形侧壁190,其中,优选地显示了表面是线性的,并且沿着剪切弹簧的几乎整个表面进行接触。将注意到的是,剪切弹簧72的整个V形表面在压缩期间与V形壁190接触不是必要的,但是为合乎需要的。此外,接触表面中的一个或两个可为曲线的,只要表面提供用来压缩剪切弹簧72的楔进作用即可。例如,V形壁190和剪切弹簧72的表面不必如上面的图所示是线性的,但线性表面是优选的。
[0076]如图21b所示,剪切弹簧72的弹性体区段306和308被压缩,使得V形板310和中间板312之间的距离(表示为A’)小于图21a中显示的距离A,而中间板312和基板302之间的距离(表示为B’)小于图21a中显示的距离B。类似地,剪切弹簧74a的弹性体区段306和308被压缩,使得V形板310和中间板312之间的距离(表示为C’)小于图21a中显示的距离C,而中间板312和基板302之间的距离(表示为D’)小于图21a中显示的距离D。
[0077]因而,参照图2和3,可通过使用一种方法来组装车辆悬架50,该方法包括以下步骤(i)提供适于连接到车辆车架纵梁上的车架附连部分58,其具有附连到车架附连部分58上的弹簧模块70,其中,弹簧模块70具有由弹簧模块的顶壁84、底壁86和第一侧壁80和第二侧壁82限定的开口 64,(ii)将第一弹簧安装件66的第一部分66b定位在开口 64内,
(iii)将第一剪切弹簧72定位在第一弹簧安装件66的第一渐缩表面和第一弹簧模块70的开口 64的第一侧壁80之间,(iv)将第二剪切弹簧74a定位在第一弹簧安装件66的第二渐缩表面和第一弹簧模块70的开口 64的第二侧壁82之间,(V)将第一弹簧安装件66的第二部分定位在开口 64内,(vi)将第一带螺纹连接杆164放置成穿过第一弹簧安装件66的第一部分或第一弹簧安装件66的第二部分中的至少一个中的通孔,以及(vii)上紧第一带螺纹连接杆164,以将第一弹簧安装件66的第一部分和第一弹簧安装件66的第二部分拉到一起,并在第一弹簧安装件66的第一侧壁190和第一弹簧模块70的开口 64的第一侧壁80之间压缩第一剪切弹簧72,并还在第一弹簧安装件66的第二侧壁190b和第一弹簧模块70的开口 64的第二侧壁82之间压缩第二剪切弹簧74a。
[0078]在这个组装车辆悬架的方法中,消除了对独立弹簧安装件的需要。另外,其它现有技术的系统要求使用漏斗(funnel)和剪切弹簧的困难的压缩技术来将弹簧安装件和一个或多个剪切弹簧恰当地定位在车辆悬架内。但是,利用这个方法,消除了这些问题,这是因为剪切弹簧通过弹簧安装件的侧壁的V形表面和剪切弹簧上的对应的V形侧壁的楔进作用而压缩。通过将螺母上紧到穿过弹簧安装件的内侧和外侧部分的连接杆上来形成弹簧安装件侧壁的V形表面。
[0079]另外,公开的车辆悬架结构还提供关于维修和拆卸车辆悬架的重要优点。例如,如果需要更换剪切弹簧,则维修人员可通过松开用来将弹簧安装件部分拉到一起以形成弹簧安装件的螺母或连接杆,用分段且交替方法逐渐对车辆悬架内的剪切弹簧解压缩(例如,减小作用于剪切弹簧上的压缩力)。分段且交替地对剪切弹簧解压缩的方法的以下示例可应用于使用两个连接杆146和146a的车辆悬架50。
[0080]分段且交替地对剪切弹簧解压缩的方法的第一示例:
步骤A1-沿使螺母214移动远离端部212的方向使连接杆146或螺母214转动X度。
[0081]步骤A2-沿使螺母214a移动远离端部212a的方向使连接杆146a或螺母214a转动X度。
[0082]步骤A3-重复步骤A1和A2,直到由鞍座组件90固持的剪切弹簧解压缩。
[0083]分段且交替地对剪切弹簧解压缩的方法的第二示例:
步骤B1-沿使螺母214移动远离端部212的方向使连接杆146或螺母214转动X度。
[0084]步骤B2-沿使螺母214a移动远离端部212a的方向使连接杆146a或螺母214a转动(X乘2)度。
[0085]步骤B3-沿使螺母214移动远离端部212的方向使连接杆146或螺母214转动(X乘2)度。
[0086]步骤B4-重复步骤B2和B3,直到由鞍座组件90固持的剪切弹簧解压缩。
[0087]在前面的示例中,X可等于360°或一些其它度数。分段且交替地对剪切弹簧解压缩的方法的其它示例也是可能的。现有技术的系统提出更多挑战,这是因为不存在在从车辆悬架移除剪切弹簧时缓慢减小剪切弹簧上的压缩力的简单方法。
[0088]分段且交替的方法还可用来使剪切弹簧处于压缩。分段且交替地压缩剪切弹簧的方法的以下示例可应用于使用两个连接杆146和146a的车辆悬架50。
[0089]分段且交替地压缩剪切弹簧的方法的第一示例:
步骤C1-沿使螺母214移向端部212的方向使连接杆146或螺母214转动X度。
[0090]步骤C2-沿使螺母214a移向端部212a的方向使连接杆146a或螺母214a转动X度。
[0091]步骤C3-重复步骤Cl和C2,直到由鞍座组件90固持的剪切弹簧如期望地压缩。
[0092]分段且交替地压缩剪切弹簧的方法的第二示例:
步骤D1-沿使螺母214移向端部212的方向使连接杆146或螺母214转动X度。
[0093]步骤D2-沿使螺母214a移向端部212a的方向使连接杆146a或螺母214a转动(X乘2)度。
[0094]步骤D3-沿使螺母214移向端部212的方向使连接杆146或螺母214转动(X乘2)度。
[0095]步骤D4-重复步骤D2和D3,直到由鞍座组件90固持的剪切弹簧如期望地压缩。
[0096]在前面的示例中,X可等于360°或一些其它度数。分段且交替地压缩剪切弹簧的方法的其它示例也是可能的。
[0097]在本文描述的示例实施例中,带螺纹连接杆146和146a可布置成多种构造中的任一种。优选地,连接杆是M-20X 1.5的10.9级螺栓,螺栓具有足够的螺纹,以允许各个螺栓穿过内侧和外侧鞍座两者,以及在经由螺栓上紧而压缩的剪切弹簧处于未压缩状态时,接合对应的螺母。例如,可从螺栓头到与螺栓头相对的柄部端,对各个螺栓的柄部攻螺纹。备选地,各个连接杆例如可包括不同类型的螺栓或螺钉,或者一些其它适当的紧固件。例如,各个连接杆可为具有两个带螺纹端部的杆,或者从端部到端部带螺纹的杆。就此而言,可将鞍座的内侧和外侧部分拉到一起,以通过将带螺纹连接杆安装到攻到鞍座的内侧和外侧部分中的一个的孔中,以及使用连接杆的相对端部上的螺母,或者通过使用旋到带螺纹连接杆的相对端部上的相应的螺母,来压缩一组剪切弹簧。而且,各个连接杆本身可为圆形、正方形或一些其它几何形状。
[0098]图22是具有延伸通过剪切弹簧74a、第二开口 64a的第一侧壁80a和弹簧安装件66a的V形侧壁190a的线23_23的车辆悬架50的外侧侧部的视图。
[0099]图23是沿着图22中显示的线23_23的车辆悬架50的横截面俯视图。特别地,显示了剪切弹簧74a在侧壁80a和第二弹簧安装件66a的V形侧壁190a之间被压缩。剪切弹簧74a的V形壁310a与V形侧壁190a接触,并且剪切弹簧74a楔靠着侧壁80a。剪切弹簧74的基板302贴靠侧壁80a。作用于剪切弹簧74a、侧壁80a和V形侧壁190a上的摩擦力提供阻止剪切弹簧74a的侧向移动的主要手段。基板302包括沿远离V形板310的方向从基板302的端部延伸的凸缘304。类似地,凸缘305沿远离V形板310的方向从基板302的另一个端部延伸。照这样,凸缘304和305和侧壁80a可次要地约束剪切弹簧74的侧向移动。例如,当凸缘304与侧壁112c接触时,侧壁112c可约束剪切弹簧74的侧向移动,并且当凸缘305与侧壁110c接触时,侧壁110c可约束剪切弹簧74沿相反的方向的侧向移动。
[0100]图24是图2和3中显示的车辆悬架50的仰视图,其中,显示了剪切弹簧的凸缘304和305延伸超过包括那些剪切弹簧的弹簧模块。特别地,显示了剪切弹簧74a的凸缘304和305延伸超过侧壁82a的侧边缘110c和112c,并且显示了剪切弹簧72的凸缘304和305延伸超过侧壁80的侧边缘110和112。
[0101]图25a和25b是图2和3中显示的车辆悬架50的立视图。
[0102]图26示出显示车辆悬架450的备选实施例,车辆悬架450具有附连到弹簧模块470上的车架附连部分458,并且具有由顶壁470a、侧壁470b和470c和底壁470d限定的单个开口 464。显示了与上面的图1-25中描述的剪切弹簧和负载缓冲器相同的第一剪切弹簧72、第二剪切弹簧74和负载缓冲器76定位在开口 464内。还显示了弹簧安装件466,其包括独立的内侧和外侧弹簧安装件部分。使用连接杆465来将弹簧安装件466的内侧和外侧弹簧安装件部分拉到一起,以及分别在弹簧模块470的弹簧安装件466和侧壁470c和470b之间压缩剪切弹簧72和74。拉动内侧和外侧弹簧安装件部分形成V形壁,V形壁贴靠剪切弹簧72和74的V形壁。
[0103]图27示出车辆悬架650,其包括一对车架附连部分451和452,车架附连部分451和452经由鞍座480附连到彼此上。车架附连部分451和452分别包括弹簧模块453和
455。
[0104]弹簧模块453包括固持成压缩在弹簧模块453和弹簧安装件459的相对侧壁之间的一对剪切弹簧300 (如上面描述的)。弹簧模块453进一步包括可构造成像图14-20中的一个或多个中显示的负载缓冲器400、400a和400b中的任一个的负载缓冲器454。弹簧安装件459可构造成像下面关于图29描述的弹簧安装件766,这是因为弹簧安装件459可包括类似于弹簧安装件766的安装支架770的安装支架。可使用带螺纹连接杆146e和螺母457来将鞍座480附连到弹簧安装件459的安装支架上。
[0105]类似地,弹簧模块455包括固持成压缩在弹簧模块455和弹簧安装件460的相对侧壁之间的一对剪切弹簧300(如上面描述的)。弹簧模块455进一步包括可构造成像图14-20中的一个或多个中显示的负载缓冲器400、400a和400b中的任一个的负载缓冲器
456。弹簧安装件460可构造成像下面关于图29描述的弹簧安装件766,这是因为弹簧安装件460可包括类似于弹簧安装件766的安装支架770的安装支架。可使用带螺纹连接杆146f和螺母458来将鞍座480附连到弹簧安装件460的安装支架上。
[0106]图28示出备选车辆悬架550,其具有附连到第一弹簧模块70和第二弹簧模块70a上的车架纵梁附连部分558,第一弹簧模块70和第二弹簧模块70a具有以与上面关于图1-25描述的相同方式构建的剪切弹簧、弹簧安装件和负载缓冲器。车辆悬架550进一步包括在第二弹簧模块70a附近的第三弹簧模块570,其中,剪切弹簧、负载缓冲器和弹簧安装件以及弹簧模块570也以与上面关于图1-25描述的相同方式构建。
[0107]车辆悬架550进一步包括鞍座组件571,鞍座组件571包括由连接杆146b、146c和146d连接的两个独立鞍座。鞍座组件571包括六个V形壁,在通过将螺母上紧到连接杆146b、146c和146d上来形成那些V形壁时,六个V形壁用于压缩容纳在车辆悬架550内的六个剪切弹簧中的一个中的各个。优选以分段且交替的方式松开那些连接杆上的螺母允许移除置于容纳在车辆悬架550内的六个剪切弹簧上的压缩力。
[0108]图29示出具有通孔205、负载缓冲器安装面767和V形壁768和769的弹簧安装件766。弹簧安装件766是未一体地连接到鞍座上(图1-25中显示的弹簧安装件66也是这样)的弹簧安装件。但是,弹簧安装件766以与图1-25中的一个或多个中显示和上面描述的相同方式,使用连接杆来将弹簧安装件的内侧部分和外侧部分拉到一起。弹簧安装件766可与图1-25中的一个或多个中显示和上面描述的剪切弹簧和负载缓冲器结合起来使用。但是,弹簧安装件766改为使用安装支架770来附连到鞍座上。因而,如本领域中已知的,弹簧安装件766可用例如美国专利7,926,836中描述的方式附连到鞍座上。
[0109]图30示出车辆悬架850。车辆悬架850包括类似于车辆悬架50的鞍座组件90的鞍座组件、类似于上面描述的剪切弹簧300的剪切弹簧,以及类似于上面描述的负载缓冲器400、400a和400b中的任一个的负载缓冲器。当与车辆悬架50相比时,车辆悬架850具有一些明显差别。那些差别包括:(i)车架纵梁附连部分858和858a具有不同于车架纵梁附连部分58和58a的几何形状的几何形状,(ii)包括角撑板854a、854b、854c、854d、854e、854f、854g和854h的角撑板组具有不同于包括角撑板62a、62b、62c、62d、62e和62f的角撑板组的几何形状的几何形状,以及(iii)车辆悬架850包括在其车架纵梁附连部分的内侧侧部上的车架吊钩附连部分加强件,诸如加强件856a和856b。
[0110]此外,填板883附连在车辆悬架850的相邻弹簧模块70b和70c之间,而填板884附连在车辆悬架850的弹簧模块70d和70e之间。在填板883或884附近且形成弹簧模块70b,70c,70d,或70e的开口的一部分的下部U形板的各个侧壁可包括2个焊槽,用于将那个侧壁焊接到相邻填板上的焊道通过该2个焊槽。那些焊槽中的各个可具有上面描述的焊槽81的大小和形状。
[0111]典型地在其中弹簧模块的顶部(例如,顶部855、855a)和车架附连部分的顶部边缘(例如,边缘857)之间的距离,以及弹簧模块顶部855c、855d和顶部边缘857a之间的距离超过给定阈值距离的实施例中使用车架吊钩附连部分加强件。
[0112]在图30中,顶部边缘857和857a是直的,并且标识了活动梁端859和859a。根据
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