用于车辆悬架的车架吊钩的制作方法_5

文档序号:9672069阅读:来源:国知局
上所述的板。此外,剪切弹簧300’的基座或基板302也可以使用紧固件、螺栓等以已知和传统的方式固定至弹簧模块中的开口的侧壁。因此,剪切弹簧不需要具有,但也可具有在图40-42中所示的几何形状。
[0151]图41是剪切弹簧300’的平面图,剪切弹簧300’包括基板302,V形板310,第一中间板315和第二中间板317。基板302包括从其第一端远离V形板310延伸的第一凸缘304,以及从其第二端也远离V形板310延伸的第二凸缘305。基板302适于接触车辆悬架的弹簧模块开口的第一侧壁(例如,图33-36中所示的车辆悬架50’的弹簧模块中的开口 64的侧壁80)。作用在剪切弹簧300’、弹簧模块开口的侧壁和弹簧安装件的V形侧壁上的摩擦力,提供了用来防止剪切弹簧300’横向移动的一个主要手段。基板302的第一凸缘304和第二凸缘305被设计为延伸超越弹簧模块开口的侧壁的第一和第二侧边,以辅助限制剪切弹簧300’相对于车辆悬架50’的横向运动。
[0152]中间板315和317对作用在剪切弹簧300’上的侧向力,例如在从V形板310向基板302的方向上的侧向力,提供了附加的抵抗。中间板315和317被示出为是平行于基板302的平板。然而,中间板312根据需要可以具有用于V形的更大或更小的角度。
[0153]V形板310可以由直板弯曲而成。因为V形板310具有V形,所以V形板310具有小于180度的角度。图41示出了由V形板310形成的夹角311。夹角311可以是落入任意多个角度范围内的许多度数,包括但不限于这样的角度范围:(i )90°至179°,或(π )90°至170°,或(iii) 115°至125°。根据后一范围,夹角311例如可以是115°,116°,117°,118°,119°,120°,121°,122°,123°,124°,125° 或在任何两个所列出的角度之间的一些非整数的角度。
[0154]图42是剪切弹簧300’的侧视图。剪切弹簧300’具有在其端板(即,基板302和V形板310)之间的自由状态竖向偏移301’。优选地,自由状态竖向偏移301’等于图33-36所示车辆悬架50’的竖向行程的一半。这么做是为了最小化施加到两个端板处的压缩负载对剪切弹簧300’起作用而在剪切弹簧300’中引起的力偶。力偶是当相等和相对的力对本体起作用但不在同一直线上时所引起的力矩。剪切弹簧300’上的力偶的作用是在弹簧内引起旋转,这可使弹簧在弹簧模块内充分地旋转,以减轻剪切弹簧的压缩,以及使弹性体区段(例如,弹性体区段306、308和318)张紧。使剪切弹簧300’的两个端板偏移一段等于悬架竖向动程一半的距离在全行程和回弹条件下引起力偶,这些力偶相等,但方向相反(这些力偶的量级是没有偏移或其偏移等于车辆悬架50竖向动程一半的弹簧的力偶的一半)。
[0155]根据图33-42中所示的公开的实施例,剪切弹簧300’可由粘合到板302、315、317和310上的弹性体区段306、308和318构建而成。弹性体区段306、308和318可包括弹性体材料(即,弹性体),诸如天然橡胶、合成橡胶、丁苯、合成聚异戊二烯、丁基橡胶、腈橡胶、乙烯丙烯二烃单体橡胶、聚丙烯酸橡胶、高密度聚乙烯、热塑性弹性体、热塑性烯烃(ΤΡ0)、尿烷、聚亚安酯、热塑性聚氨酯(TPU),或者一些其它类型的弹性体。就此而言和特别地,弹性体区段306、308和318可包括限定为美国试验材料协会(ASTM) D 2000 M4AA 717 A13 B13C12 F17 Kll Z1 Z2的弹性体。在这种情况下,Z1表示天然橡胶,并且Z2表示被选来实现期望剪切速率的硬度。选择的硬度可基于给定预定尺度,诸如肖氏硬度A级、ASTM D2240型A级,或者ASTM D2240型D级。在优选实施例中,根据肖氏硬度A级,Z2例如优选为70 ± 5。在另一个实施例中,根据肖氏硬度A级,Z2例如在50至80的范围内。Z2和Z2的范围的其它示例也是可能的。
[0156]在另一个方面,弹性体区段306、308和318可以包括这样的粘弹性体材料,其:
(i)当剪切弹簧300被施加一给定范围内的负载时并且当负载被除去时具有弹性特性,以及(ii)如果所施加的负荷超过给定范围的最大负荷时具有非弹性的特性(例如不回复到原始的无负载形状)。该给定范围可以是从无负载扩展到最大的预期负载加上给定的阈值。该给定的阈值可被认为是对剪切弹簧300的可能的过载。作为一个例子,该粘弹性体材料可以包括无定形聚合物,半结晶聚合物和生物聚合物。该粘弹性体材料的其它例子也是可以的。
[0157]根据示例实施例,弹性体区段306、308和318还可以包括一种或多种填料。填料(或多种填料)可以优化弹性体区段306、308和318的性能。所述的填料可以包括但不限于,蜡,油,固化剂,和/或炭黑。这类填料可以通过对于施加到弹性体区段306、308和318上的给定的剪切负载和/或压缩负载来增加耐久性和/或调节弹性体区段306、308和318,从而优化性能。通过使用填料来增加耐久性可以包括,例如,最小化弹性体区段306、308和318的相对于负载特性的温度上升,和/或最大化弹性体区段306、308和318的形状保持性會泛。
[0158]剪切弹簧300’可以例如通过将板302,315,317和310插入到模具(未示出)中来形成。所述板可以各自涂覆有涂层材料。作为一个例子,该涂层材料可包括用钙改性的、含有锌和磷酸盐的材料。该涂层材料可具有200-400毫克每平方英尺的涂布重量。该涂层材料的其它例子也是可以的。粘接剂可以被施加到被涂覆有涂层的板上,用于将板302,315,317和310粘接到弹性体区段306、308和318上。作为一个例子,粘接剂可包括由美国北卡罗来纳州卡里的Lord公司制造的Chemlok?。粘接剂的其它例子也是可以的。施加涂层材料和/或施加粘接剂可发生在将板302,315,317和310插入到模具中之前,在此期间,和/或之后。在施加涂层材料和粘接剂后,弹性体材料(可呈可倾倒的形式)可被插入到模具中,以形成弹性体区段306、308和318。
[0159]在一个优选的实施例中,板302,315,317和310的任何暴露部分(例如未被弹性体材料覆盖的板的一部分)通过弹性体材料以外的其它手段来防止腐蚀。在其它实施例中,板302,315,317和310的一些暴露部分(例如板的边缘)可能是未进行防腐蚀处理的,而板的任何其他暴露部分都进行了防腐蚀处理。
[0160]板302,315,317和310可以由任何各种适当的材料制成,包括但不限于,铁,钢,铝,塑料,复合材料,或一些其它材料。板302,315,317和310可以被完全地或至少基本地封装在弹性体内,以进一步提高其耐腐蚀性和在相配悬架部件位置的摩擦。作为一个例子,板302,315,317和310可包括范围在0.125英寸(3.175毫米)到0.25英寸(6.35毫米)之间的厚度的板。
[0161]车辆悬架50’可以以与上述车辆悬架50的组装方法相同的方式被初始拉到一起。因此,参照图33-36,可通过使用这样的方法来组装车辆悬架50’,该方法包括步骤:(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’的第一渐缩表面与第一弹簧模块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 (见图21a和21b)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(见图21a和21b),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’。使用螺纹杆146a以类似的方式将剪切弹簧72a’和74a’压在弹簧安装件66a’与壁80a和82a之间。
[0162]但是,组装车辆悬架50’的方法不同于组装车辆悬架50的方法,这是因为鞍座组件90’包括用于使用连接杆922和924以及922a和924a来连接外侧鞍座120’和内侧鞍座130’的额外通孔。在使用螺纹杆146和146a将外侧鞍座拉到和连接到一起之后(如图
2、3和21a和21b中显示和上面描述的),使用定位在通孔910周围的连接杆922和924将外侧鞍座120’和内侧鞍座130’进一步固定在一起,而使用定位在通孔910a周围的连接杆922a和924a将外侧鞍座120’和内侧鞍座130’进一步固定在一起。在这点上,可以移除,但不要求移除螺纹杆146和146a,从而使连接杆922和924和922a和924a将外侧鞍座120’和内侧鞍座130’固定在一起。图33-36显示螺纹杆146和146a从车辆悬架50’的通孔910和910a移除的车辆悬架50’。
[0163]对弹簧安装件66’使用两个连接杆922和924,以及对弹簧安装件66a’使用两个连接杆922a和924a,可提供大于对各弹簧安装件使用单个螺纹杆146或146a的额外保持强度。
[0164]在已经使用螺纹杆146将外侧鞍座120’和内侧鞍座130’拉到一起之后使用连接杆922或924的一个好处在于,连接杆922或924可比螺纹杆146更短,这是因为在外侧鞍座120’和内侧鞍座130’被拉到一起之后,连接杆922或924的长度仅需要足够附连螺母或其它固定装置即可。相比之下,螺纹杆146必须足够长,以在外侧鞍座130’和内侧鞍座120’被拉到一起之前延伸通过它们,从而潜在地导致从车辆悬架延伸的螺纹杆146不合乎需要地突出。
[0165]此外,各弹簧安装件中具有两个连接杆提供了车辆悬架冗余,这是因为如果一个杆失效,则另一个连接杆将仍然将外侧鞍座120’和内侧鞍座130’保持在一起。在两个弹簧与每个弹簧安装件的两个连接杆一起使用的情况下,则将存在四个连接杆将外侧鞍座120’和内侧鞍座130’保持在一起。在这种情况下,如果连接杆中的一个失效,则将仍然存在三个连接杆将外侧鞍座120’和内侧鞍座130’保持在一起。
[0166]本文描述的与各种示例车辆悬架一起使用的活动梁可构建成多种布置中的任一种。就此而言,用来构建活动梁的各种板的数量和/或尺寸可在各种活动梁布置之间改变。此外,附连到各个车辆悬架上的活动梁可经由各种构件固持到车辆悬架上,诸如例如,包括鞍座帽和带螺纹连接杆的一组构件,或者包括U形螺栓和一对螺母的一组构件。
[0167]图43是用在悬架1050(在图45和46示出)中的车架吊钩1059的透视图,图44是图43所示的车架吊钩1059的前视图,图45是图43和44所示车架吊钩1059的侧视图。车架吊钩1059包括车架支架1058,其具有多个安装孔1060,用于将车架吊钩1059安装到车辆车架纵梁(未示出)。车架吊钩1059包括被附接到车架支架1058的弹簧箱1200,和连接到车架支架1058并定位在弹簧箱1200内以形成第一弹簧模块1070和第二弹簧模块1070a的中心角撑板1110。弹簧箱1200形成第一弹簧模块1070的顶壁1216a、外侧壁1080和底壁1210,并且弹簧箱1200也形成第二弹簧模块1070a的顶壁1216a、外侧壁1082a和底壁1210a。中心角撑板1110D的一侧形成第一弹簧模块1070的内侧壁1082,中心角撑板1110的相对侧形成第二弹簧模块1070a的内侧壁1080a。
[0168]开口 1280形成于第一弹簧模块1070内,被第一弹簧模块1070的外侧壁1080、内侧壁1082、顶壁1216和底壁1210包围,并且开口 1282形成于第二弹簧模块1070a内,由第二弹簧模块1070a的外侧壁1082a、内侧壁1080a、顶壁1216a和底壁1210a包围。弹簧箱1200的壁1214和1216焊接到车架支架1058上。此外,弹簧箱1200的壁1218和1216a也焊接到框架支架1058上。
[0169]角撑板1062a和角撑板1062b焊接到车架支架1058上,并且还在壁1216a的顶面上焊接到弹簧模块1070a的顶部。同样地,角撑板1062c和1062d被焊接到框架支架1058,并且还在壁1216的顶面上焊接到弹簧模块1070的顶部。一附加的角撑板1140被显示为焊接到车架支架1058上和弹簧箱1200的壁1214的外侧上。另一角撑板(未示出)被焊接到框架支架1058和弹簧箱1200的壁1218的外侧。角撑板1062a,1062b,1062c,1062d和1140可以由1/2英寸的钢板制成,尽管其它的厚度(更小或更大)和材料也可以使用。这些角撑板架为车架吊钩1059提供了额外的稳定性和强度。
[0170]此外,车架吊钩1059还包括中心角撑板1110,其被焊接到车架支架1058上和弹簧箱1200的底部上,处于第一弹簧模块1070的底壁1210与第二弹簧模块1070a的底壁1210a之间。中心角撑板1110可以由一英寸厚的钢板制成,不过也可使用其它的厚度(更小或更大)和材料。中心角撑板1110的一侧充当第一弹簧模块1070的侧壁(侧壁1082),中心角撑板1110的相对侧还充当第二模块1070a的侧壁(侧壁1080a)。通过同时充当第一弹簧模块1070和第二弹簧模块1070a 二者的侧壁,中心角撑板就允许更轻的车架吊钩,因为不需要两个单独的侧壁。
[0171]此外,中心角撑板1110提供车架吊钩1059的增加的总强度和稳定性,因为在第一弹簧模块的内侧壁和第二弹簧模块的内侧壁之间没有间隙,这可在一些设计中使用,并且可以在例如本说明书的图33中所示的车辆悬架50’中看出。此外,使用中心角撑板1110来作为弹簧模块1070的侧壁并作为弹簧模块1070a的侧壁,这就允许在那些弹簧模块内使用更大尺寸的弹簧元件。例如,采用这样的设计可以允许容纳更大尺寸的剪切弹簧,从而在相同尺寸的车架吊钩的足迹面积内提供了增加的悬架特性。
[0172]车架吊钩1059还包括弹簧箱1200,其优选并有利地由型钢例如1/2英寸钢板的单一连续件形成,不过也可使用其它的厚度(更小或更大)和材料。另外,也可以提供没有连续金属件的弹簧箱1200,虽然弹簧箱1200的制造在使用型钢的单一连续件时得到简化。此外,当弹簧箱1200被焊接到框架支架1058上时,车架吊钩1059的制造也得到简化,因为(除了内侧壁是例外)第一和第二弹簧模块1070和1070a 二者都可以在同一操作过程中附接到车架支架1058上,从而消除了当附连多个件以形成弹簧模块壁时所涉及的时间和精力。
[0173]车架吊钩1059的设计也具有附加的优点。特别是,弹簧箱1200包括从第一弹簧模块1070的顶壁1216向上延伸的第一向上延伸的凸缘1232,并且还包括从弹簧模块1070a的顶壁1216a向上延伸的第二向上延伸的凸缘1230。在向上延伸的凸缘1232和1230之间设有间隙,以允许向上延伸的凸缘1232和1230在中心角撑板1110的相对两侧向上延伸,但它们最初不焊接到中心角撑板1110或车架支架1058上。
[0174]紧固件可被用于将向上延伸的凸缘1232和1230附连到中心角撑板1110上。在一优选实施例中,一对螺栓1240和1242与相应的螺母用于将向上伸出的凸缘1232和1230附连到中心角撑板1110。螺栓可以是M16螺栓。使用两个M16螺栓为螺栓提供了足够的强度和焊接间隙。另外,也可以用其它类型的紧固件,如铆钉,哈克(huck)紧固件或销,或者甚至使用被拧入中心角撑板1110上攻螺纹的孔内的螺纹连接件,来附连凸缘1232和1230。
[0175]其中布置中心角撑板1110的区域处于高应力区中。在车架吊钩的这一重要领域使用螺栓连接,这使得不需要焊接(焊缝)将弹簧箱连接到中心角撑板,从而保持了弹簧箱1200和中心角撑板1110的高强度材料性能。
[0176]此外,中心角撑板1110设置有台肩1114,其可用作止挡部来限制抵靠中心角撑板1110侧面定位的剪切弹簧的向上垂直行程。另一台肩1114a被定位在中心角撑板1110的相反侧(见图53),其也用于限制抵靠中心角撑板1110侧面定位的剪切弹簧的相反侧的向上垂直行程。类似地,第一弹簧模块1070的外壁1214包括台肩1222,其也用作止挡部来限制抵靠第一弹簧模块1070的外侧壁1080定位的剪切弹簧的向上垂直行程。另一台肩1222a定位在外壁1214的(见图45)的相反侧,也用来限制抵靠第一弹簧模块1070的外侧壁1080定位的剪切弹簧的相反侧的向上垂直行程。以相同的方式,第二弹簧模块1070a的外壁1218包括台肩220 (以及在相对侧上的未示出的另一台肩),其也可用作止挡部来限制抵靠第二弹簧模块1070a的外侧壁1082定位的剪切弹簧的向上垂直行程。
[0177]在图43-45所示的车架吊钩1059,可以用在图46和47中所示的车辆悬架1050中。通过修改,也可以将图43-35所示的车架吊钩与车辆悬架50(图2中所示)和50’(图33) 一起使用,并与其中所用的鞍座组件一起使用。图46是车辆悬架1050的透视图,图47是图46所示的车辆悬架1050的正视图。如图46和47中所示,车架吊钩1059包括第一弹簧模块1070和第二弹簧模块1070a。第一弹簧模块1070包括位于侧壁1080与弹簧安装件1066的侧壁之间的剪切弹簧1072,和位于侧壁1082与弹簧安装件1066的侧壁之间的剪切弹簧1074,类似地,弹簧模块1070a包括位于侧壁1080a与弹簧安装件1066a的侧壁之间的剪切弹簧1072a,和位于侧壁1082a与弹簧安装件1066a的侧壁之间的剪切弹簧1074a。中心角撑板1110用作第一弹簧模块1070的内壁1082并且也用作第二弹簧模块1070a的内壁1080a。鞍座组件1090和鞍座组件1090a连接到定位在第一弹簧模块1070中的弹簧安装件1066上,并且也连接到定位在第二弹簧模块1070a中的弹簧安装件1066a。负载缓冲器1076被示为位于弹簧安装件1066顶上,并且负载缓冲器1076a被示为位于弹簧安装件1066a顶上。
[0178]图48和49示出在图43-47所示的车架吊钩1059中使用的车架支架1058。图48是车架支架1058的前视图,显示了适于用于将车架支架1058到车辆车架纵梁(未示出)上的安装孔1060。图49是图48中所示车架支架1058的侧视图。车架支架1058的底部被设计成容纳弹簧箱1200(在图43-47示出)。具体而言,车架支架1058有壁1095,第一个弹簧模块1070的顶壁1216抵靠该壁1095,并且第二弹簧模块1070a的顶壁1216a抵靠该壁1095。类似地,车架支架1058具有侧壁1091和侧壁1093,第二弹簧模块1070a的壁1218抵靠该侧壁1091,第一弹簧模块1070的壁1214抵靠该侧壁1093,在一优选的实施例中,车架支架1058由钢板构成,并且可以具有1/2英寸的厚度,尽管其它的厚度(更小或更大)和材料也可以使用。
[0179]图50-52显示了在图43-45所示车架吊钩1059中使用的弹簧箱1200。图50是弹簧箱1200的顶视图,显示了第一弹簧模块1070的顶壁和第二弹簧模块1070a的顶壁。向上延伸的凸缘1232和1230也被显示为在它们之间具有间隙并向上延伸,以容纳中心角撑板1110(在图43-45示出)。图51是弹簧箱1200的正视图,示出了第一弹簧模块1070的底壁1210、外壁1214和顶壁1216,以及第二弹簧模块1070a的底壁1210a、外壁1218和顶壁1216a。向上延伸的凸缘1232和1230也被显示为在它们之间具有间隙1233并向上延伸,以容纳在凸缘1232和1230之间的中心角撑板1110(如图43-45)的定位。图52是弹簧箱1200的侧视图,示出了向上延伸的凸缘1232具有孔1240a和1242a以容纳螺栓1240和1242贯穿其中的定位(如图43-45所示)。在一优选的实施例中,弹簧箱1200是钢板的单个连续件,其从向上延伸的凸缘1232延伸到向上延伸的凸缘1230。
[0180]图53A和54展示了中心角撑板1110。图53 A是中心角撑板1110的侧视图,示出了侧壁1080a和台肩1114和1114a。此外,设有槽1243以容纳螺栓1240和1242贯穿其中的定位(如图43-45所示)。图53B示出了具有另一构造的中心角撑板1110,其中提供了两个槽1247和1249以容纳螺栓1240和1242穿过其中
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