制动部件安装支架的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于重型车辆的机械弹簧车轴/悬架系统的至少一个板簧的制动部件安装支架，所述制动部件安装支架包括：轴座，所述轴座刚性连接到所述车辆的车轴；空气室安装支架，所述空气室安装支架刚性连接到所述轴座；和凸轮轴组件安装支架，所述凸轮轴组件安装支架刚性连接到所述轴座，制动系统的制动空气室刚性附接到所述空气室安装支架，并且所述制动系统的凸轮轴组件刚性安装到所述凸轮轴组件安装支架，由此，所述空气室安装支架、所述凸轮轴组件安装支架和所述轴座位于所述机械弹簧车轴/悬架系统的所述至少一个板簧上方并且紧邻所述至少一个板簧。
【专利说明】制动部件安装支架
[0001 ] 本分案申请是基于中国发明专利申请号201380059453.5(国际申请号PCT/US2013/066752)、发明名称“集成制动部件安装支架”、申请日为2013年10月25日的专利申请的分案申请。
[0002]相关领域的交叉引用
[0003]本申请要求在2012年10月26日提交的美国临时专利申请序列号为N0.61/718,777的权益。
技术领域
[0004]本发明涉及用于车辆的制动部件安装的领域。更加特别地，本发明涉及用于重型车辆(诸如拖拉机挂车或者半挂车)的将制动部件安装在机械弹簧车轴/悬架系统上的领域。仍然更加特别地，本发明涉及用于机械弹簧车轴/悬架系统的集成制动部件安装支架，其使得能够将制动室和凸轮轴组件安装在轴座上，从而令人期望地减小了焊接到车轴上的部件的数量并且使得能够使用壁更薄的车轴。使用壁更薄的车轴令人期望地减小了与轴/悬架系统的车轴相关的重量和成本。
【背景技术】
[0005]运输货物的重型车辆包括将车辆的车轴连接到车辆的框架的悬架组件，所述重型车辆例如为拖拉机挂车或者半挂车和载货车(straight trucks)。在一些重型车辆中，悬架组件直接连接到车辆的主框架。在其它重型车辆中，车辆的主框架支撑子框架，并且悬架组件直接连接到子框架。对于支撑子框架的重型车辆而言，子框架可以是不可动的或者可动的，可动的子框架通常称作滑动箱、滑动子框架、滑动底架或者辅助滑动框架。为了便捷，在此将参照子框架，应理解的是，以举例的方式进行参考并且本发明应用于重型车辆主框架、可动子框架和不可动子框架。
[0006]在重型车辆的领域中，常常参照车轴/悬架系统，所述车轴/悬架系统典型地包括一对横向间隔开的悬架组件和车轴，悬架组件连接到车辆子框架。重型车辆的车轴/悬架系统用于定位或者固定车轴的位置并且使车辆稳定。更加特别地，当车辆在公路上运输时，其车轮遭遇各种路况，所述路况将各种力施加在安装有车轮的车轴上，并且继而施加到连接到车轴且支撑车轴的悬架组件上。这些力相继起作用而在车轴和悬架组件上形成或者产生负载。为了最小化在车辆操作时作用在车辆子框架和其它车辆部件上并且继而作用在由车辆运载的任何货物和/或占用物的这些力和由此产生的负载的不利影响，车轴/悬架系统设计成吸收或者减轻这些力和/或所产生的负载中的至少一些。
[0007]在本领域中两种普通类型的重型车辆已知为干货厢式货车和冷藏厢式货车。干货厢式货车包括包封的拖车以便保持它们的货物干燥，并且用于运输各种非易腐坏的消费品和工业产品。冷藏厢式货车包括具有冷藏系统的包封的拖车，并且典型地用于运输易腐坏的货物。这种干货厢式货车和冷藏厢式货车传统地应用车轴/悬架系统，所述车轴/悬架系统利用机械弹簧车轴/悬架组件。这些机械弹簧车轴/悬架组件典型地包括成对的板簧组或堆，所述成对的板簧组或堆横向间隔开并且连接到车轴。每个板簧堆均通过工程设计成承载其相应车轴的额定车辆负载。通常，干货厢式货车或者冷藏厢式货车的拖车在拖车的后部采用两个机械弹簧车轴/悬架系统，即，前车轴/悬架系统和后车轴/悬架系统，其是一种在本领域中统称为挂车串联车轴/悬架系统的构造。如本领域中的技术人员已知的那样，挂车的前端部由拖车的独立车轴/悬架系统支撑。为了便捷，在此将参照弹簧车轴/悬架系统，并且应理解的是这种参照针对挂车的串联机械弹簧车轴/悬架系统。
[0008]在大多数车轴/悬架系统中，必须将车辆制动系统的各部件安装到车轴/悬架系统的一个或多个位置处。更加特别地，车轴/悬架系统的车轴包括中央管，并且通过任何适当方式(诸如，焊接)将车轴心轴一体连接到中央管的每个端部。如本领域中已知的那样，车轮端部组件可旋转地安装在每个车轴心轴上。制动鼓安装在车轮端部组件上，并且如在下文更加详细描述的那样，致动车辆制动系统的各部件，以将摩擦力施加到制动鼓，以使得车辆减速或者停止。由于车轴的每个端部及其相关的心轴、车轮端部组件和制动鼓与另一个大致相同，因此在此将描述仅仅一个车轴端部及其相关的心轴、车轮端部组件和制动鼓。
[0009]如本领域中已知的那样，当重型车辆的操作者实施车辆制动，以使得车辆减速或者停止时，通过空气管路将压缩空气从空气供应源(诸如，压缩机和/或空气罐)传输到制动室。制动室将空气压力转换成机械力并且使得推杆运动。推杆继而使得间隙调整器运动，所述间隙调整器连接到凸轮轴组件的凸轮轴的一个端部。凸轮轴组件使得凸轮轴在间隙调整器运动时顺畅稳定旋转。S-凸轮安装在凸轮轴的与间隙调整器相对的端部上，使得凸轮轴因间隙调整器的旋转或者转动致使S-凸轮旋转。S-凸轮的旋转推动制动衬片或制动衬垫接触制动鼓，以产生摩擦并且由此使得车辆减速或者停止。为了制动室、推杆、间隙调整器和凸轮轴适当地操作，制动室和凸轮轴组件必须安装在制动鼓附近的大致稳定的结构构件上。更加具体地，将制动室和凸轮轴组件安装在制动鼓附近的大致稳定的结构构件上是必需的，使得制动室、推杆、间隙调整器和凸轮轴的适当对准得以保持，这对于制动系统的适当致动和性能来说是重要的。
[0010]在现有技术的弹簧车轴/悬架系统中，已经将制动室安装在制动室支架上，并且将凸轮轴组件安装在凸轮轴组件安装支架上，所述凸轮轴组件安装支架在本领域中也称作S-凸轮支承支架。因为将制动室支架和/或凸轮轴组件安装支架直接安装在板簧上或者直接安装到板簧是不可行的，所以在现有技术中将这些支架安装在车轴上。更加特别地，板簧必须屈曲以阻尼作用力，并且因此不会提供稳定的结构安装表面。另外，因为板簧由使得所述板簧能够在承受显著应力的同时屈曲的冶金结构形成，所以尝试将这种支架直接安装在板簧上或者直接安装到板簧可能显著降低板簧承受应力的能力。结果，车轴中央管已经被用作用于安装制动室支架和凸轮轴组件安装支架的安装位置，该轴中央管是离制动鼓相对近的大致稳定的结构构件。
[0011]更加特别地，制动室支架已经通过焊接而刚性附接到车轴中央管的前部部分且位于相应板簧堆的恰好内侧。类似地，凸轮轴组件安装支架已经通过焊接而刚性附接到车轴中央管的后部部分且位于相应板簧堆的恰好内侧。这种现有技术的将制动室安装到继而焊接到车轴中央管的支架以及将凸轮轴组件安装到继而也焊接到车轴中央管的支架已经提供了大致稳定的结构安装构造，其使得能够充分操作制动系统部件。然而，这种构造具有包括对应力敏感在内的某些劣势。
[0012]例如，车轴典型地是中空的，这令人期望地减小了用于制造车轴的材料量，由此降低制造成本而且还减轻车轴重量，由此减小车辆油耗和与车辆操作相关的成本。结果，期望的是使用具有尽可能最薄的壁的车轴，以最优地节省材料和减轻重量。
[0013]在本领域中已知的是，由于在车辆操作期间板簧堆之间横过车轴传递作用力并且产生所形成的负载，因此轴中央管的位于板簧堆之间的部分是高应力区域。当将一部件焊接到中空的车轴中央管上时，产生轴壁上的毗连焊接部的区域，所述区域通常与非焊接区域相比对应力更加敏感。结果，当作用力和所形成的负载在车轴上起作用时，与非焊接区域相比，沿着车轴中央管的焊接区域通常对由这些作用力和/或负载造成的可能损坏更加敏感。为了弥补对由焊接部所产生的应力的增大敏感性，典型地增厚车轴的壁厚度，这不令人期望地增加了用于制造车轴的材料量而且还增大了车轴重量。因此，在现有技术中，使用各自焊接到车轴中央管的制动室支架和凸轮轴组件安装支架已经要求使用壁相对厚的车轴，这不令人期望地增加了车轴的成本和重量。
[0014]可替代地，在现有技术中，空气浮动式车轴/悬架系统在结构和操作上与弹簧车轴/悬架系统不同，所述空气浮动式车轴/悬架系统已经应用了一种安装结构，在所述安装结构中，消除了将制动室支架和/或凸轮轴组件安装支架焊接到车轴中央管。然而，这种安装结构不能应用在弹簧车轴/悬架系统中，原因在于:空气浮动式车轴/悬架系统在结构和操作上与弹簧车轴/悬架系统不同。例如，空气浮动式车轴/悬架系统包括成对的横向间隔开的前臂箱型梁或者后臂箱型梁，其中，每根箱型梁的第一端部连接到车辆子框架，而每根箱型梁的第二端部或者相对端部连接到车轴。在现有技术的空气浮动式车轴/悬架系统中，通过将制动室和凸轮轴组件安装支架直接安装在箱型梁上而消除了将制动室支架和/或凸轮轴组件安装支架焊接到车轴中央管。
[0015]由于空气浮动式车轴/悬架系统的箱型梁与弹簧车轴/悬架系统的板簧在结构要求和操作方面皆不同，因此将制动室支架和支承支架直接附接到板簧是不可行的。更加具体地，空气浮动式车轴/悬架系统包括空气弹簧，以阻尼某些作用力并且因此对车辆行驶起到缓冲作用。结果，每个箱型梁典型地是刚性梁，刚性梁被制造或者铸造，并且典型地包括一个或多个侧壁、上壁和后壁，而且刚性连接到车轴。如上所述，为了使制动室、推杆、间隙调整器和凸轮轴适当地操作，制动室和凸轮轴组件必须安装在制动鼓附近的大致稳定的结构构件上。在空气浮动式车轴/悬架系统中，每个箱型梁的大致刚性性质并且其大致刚性连接到车轴使得能够将箱型梁用作部件(诸如制动室或制动室支架和凸轮轴组件安装支架)的稳定结构安装表面。另外，由于每个空气浮动式车轴/悬架系统的箱型梁均包括一个或多个侧壁、上壁和后壁，所以提供了充足的结构表面区域来使得能够将部件(诸如制动室或制动室支架和凸轮轴组件安装支架)附接到箱型梁。
[0016]相对照地，弹簧车轴/悬架系统没有应用空气弹簧，而是替代地依赖于板簧屈曲并且因此阻尼作用力。因为板簧在车辆操作期间屈曲，所以它们不能提供充分稳定的结构安装表面来使得能够安装诸如制动室或制动室支架和凸轮轴组件安装支架的部件。另外，因为板簧由使得它们能够在承受显著应力时屈曲的冶金结构形成，所以试图将这些部件或者支架安装在板簧上是不期望的，原因在于这种安装可能显著降低板簧承受应力的能力。
[0017]结果，在本领域中仍然存在针对制动部件安装支架的需要，使得通过提供一种结构来克服现有技术系统的劣势，所述结构使得制动室和凸轮轴组件能够刚性安装在车轴上或者附近，而没有将制动室支架或者凸轮轴组件安装支架焊接到车轴，由此使得能够使用壁更薄的车轴，这继而令人期望地减轻了与车轴/悬架系统有关的重量并且削减了与车轴/悬架系统相关的成本。如下文描述的那样，本发明的用于弹簧车轴/悬架系统的集成制动部件安装支架满足这个要求。
【发明内容】
[0018]本发明的目的是提供一种制动部件安装支架，所述制动部件安装支架使得能够将制动室和凸轮轴组件刚性安装在车轴上或者附近，而没有将制动室支架或者凸轮轴组件安装支架焊接到车轴。
[0019]本发明的另一个目的是提供一种制动部件安装支架，所述制动部件安装支架使得能够使用壁更薄的车轴，由此减小了与车轴/悬架系统相关的重量和成本。
[0020]由本发明的制动部件安装支架获得这些目的和其它目的。在本发明的一个示例性实施例中，用于重型车辆的机械弹簧车轴/悬架系统的制动部件安装支架包括轴座，所述轴座刚性连接到车辆的车轴。制动部件安装支架还包括:空气室安装支架，所述空气室安装支架刚性连接到轴座;和凸轮轴组件安装支架，所述凸轮轴组件安装支架刚性连接到轴座。制动系统的制动空气室刚性附接到空气室安装支架，制动系统的凸轮轴组件刚性安装到凸轮轴组件安装支架。
【附图说明】
[0021]在以下描述中陈述以及在附图中示出并且在所附的权利要求中明确指出且陈述了本发明的优选实施例，所述优选实施例代表
【申请人】预期的应用原理的最佳模式。
[0022]图1是现有技术拖车串联机械弹簧车轴/悬架组件的显示为安装在车辆上的一部分的部分乘客侧前透视图，其中，驾驶员侧轮胎和制动鼓用虚线表示；
[0023]图2是图1中示出的现有技术拖车串联机械弹簧车轴/悬架组件的部分乘客侧后透视图，其中，驾驶员侧轮胎和制动鼓用虚线表示；
[0024]图3是现有技术空气浮动式车轴/悬架系统的俯视后透视图，其中，用虚线表示隐藏的部件；
[0025]图4是图3中示出的现有技术空气浮动式车轴/悬架系统的所选部件的局部截面的侧立面图，其中，箱型梁和制动系统部件用虚线表示；
[0026]图5是拖车串联机械弹簧车轴/悬架系统的驾驶员侧的俯视后透视图，所述拖车串联机械弹簧车轴/悬架系统包括本发明的集成制动部件安装支架的第一示例性实施例，其显示为安装在车辆子框架上并且制动系统部件安装在其上，其中，用虚线表示驾驶员侧的制动垫；
[0027]图6是图5中示出的弹簧车轴/悬架系统之一的板簧堆、车轴和夹具组件的放大的部分驾驶员侧仰视透视图，其包括本发明的集成制动部件安装支架而没有安装在其上的相关制动部件；
[0028]图7是图5中示出的拖车串联机械弹簧车轴/悬架组件的驾驶员侧的后部部分的沿着外侧方向观察的放大的部分后透视图，其包括本发明的集成制动部件安装支架，其中，用虚线表示制动垫；
[0029]图8是图5中示出的拖车串联机械弹簧车轴/悬架组件的驾驶员侧的后部部分的放大的部分仰视后视图，其包括本发明的集成制动部件安装支架，其中，用虚线表示制动垫；
[0030]图9是拖车串联机械弹簧车轴/悬架组件的车轴的一部分的部分驾驶员侧的俯视前透视图，其包括顶部轴座和安装到其上的本发明的集成制动部件安装支架的第二示例性实施例而没有安装在其上的相关制动部件；
[0031]图10是图9示出的车轴部分、顶部轴座和集成制动部件安装支架的部分驾驶员侧俯视前透视图，其中，移除了顶部轴座的顶部板；
[0032]图11是图9中示出的车轴部分、顶部轴座和集成制动部件安装支架的部分驾驶员侧俯视前透视图；
[0033]图12是拖车串联机械弹簧车轴/悬架系统的驾驶员侧仰视前透视图，其具有半径杆和本发明的集成制动部件安装支架的第二示例性实施例，所述集成制动部件安装支架安装在车辆子框架上并且制动系统部件安装在其上；
[0034]图13是拖车串联机械弹簧车轴/悬架系统的驾驶员侧俯视前透视图，其包括本发明的集成制动部件安装支架的第三示例性实施例，所述集成制动部件安装支架安装在车辆子框架上并且某些制动系统部件安装在其上；
[0035]图14是图13示出的包括集成制动部件安装支架的下置拖车串联机械弹簧车轴/悬架组件的驾驶员侧仰视前透视图；
[0036]图15是图13中示出的包括集成制动部件安装支架的下置拖车串联机械弹簧车轴/悬架组件的乘客侧前部部分的放大的部分俯视前透视图；
[0037]图16是图13中示出的包括集成制动部件安装支架的下置拖车串联机械弹簧车轴/悬架组件的乘客侧后部部分的放大的部分俯视后透视图；和
[0038]图17是图13中示出的包括集成制动部件安装支架的下置拖车串联机械弹簧车轴/悬架组件的前乘客侧部分的沿着外侧方向观察的放大的部分俯视透视图。
[0039]在整个附图中，相同的附图标记表示相同的零件。
【具体实施方式】
[0040]为了更好地理解本发明的集成制动部件安装支架及其操作的环境，现有技术弹簧车轴/悬架系统用10整体表示并且在图1和图2中示出。现有技术弹簧车轴/悬架系统10是一种串联车轴/悬架系统，其使用前车轴/悬架系统12和后车轴/悬架系统14，所述前车轴/悬架系统12和所述后车轴/悬架系统14各自连接到车辆框架或者子框架16并且从车辆框架或者子框架16悬垂下来，如本领域中已知的那样。如上所述，在一些重型车辆中，车轴/悬架系统直接连接到车辆的主框架，而在其它重型车辆中，车辆的主框架支撑可动的或者不可动的子框架，并且车轴/悬架系统直接连接到子框架。为了便捷，在此将参照子框架16，并且应当理解的是以举例的方式进行参考，并且本发明应用于重型车辆主框架、可动子框架和不可动子框架。
[0041]前车轴/悬架系统12包括连接到前车轴20F的一对横向间隔开的纵向延伸的机械弹簧前悬架组件18。类似地，后车轴/悬架系统14包括连接到后车轴20R的一对横向间隔开的纵向延伸的机械弹簧后悬架组件22(仅仅示出了一个)。因为一对机械弹簧前悬架组件18中的每一个与另一个相同，并且一对机械弹簧后悬架组件22中的每一个与另一个相同，因此将在此仅仅描述机械弹簧前悬架组件中的一个和机械弹簧后悬架组件中的一个。机械弹簧前悬架组件18包括板簧组或堆24，所述板簧组或堆24继而包括一个或多个板簧26。机械弹簧后悬架组件22包括板簧组或堆40，所述板簧组或堆40继而包括一个或多个板簧42。
[0042]在机械弹簧前悬架组件18中，前板簧26在前悬挂器28与平衡器或摇杆30(图2)之间纵向延伸，所述前悬挂器28以本领域中的技术人员已知的方式安装在子框架16上并且从子框架16悬垂下来。平衡器30继而通过销和衬套组件38枢转地连接到中央悬挂器36，中央悬挂器安装在子框架16上并且从子框架16悬垂下来，如本领域中已知的那样。在机械弹簧后悬架组件22中，后板簧42在平衡器30与后悬挂器44之间纵向延伸，所述后悬挂器44以本领域的技术人员已知的方式安装在子框架16上并且从子框架16悬垂下来。还如本领域中已知的那样，平衡器30分别提供了前悬架组件18与后悬架组件22之间的连接，并且枢转以试图平衡前车轴20F和后车轴20R之间的负载。
[0043]前板簧26由夹具组件52夹持到前车轴20F。更加特别地，夹具组件52包括:顶部块54，所述顶部块54布置在板簧26的上表面上、在顶部弹簧的大致纵向中点处;顶部轴座56，所述顶部轴座56在板簧和前车轴20F的上部部分之间与顶部块竖直对准地延伸；和底部轴座58，所述底部轴座58是布置在前车轴的下部部分上、与顶部块和顶部轴座竖直对准的大致曲面板。夹具组件52还包括一对U形螺栓60，所述一对U形螺栓60中的每一个接合顶部块54并且延伸通过形成于底部轴座58中的一对开口(未示出)。以这种方式，在将螺母62紧固至IjU形螺栓60的螺纹端部上时，顶部块54、前板簧26、顶部轴座56、车轴20F和底部轴座58被刚性夹持在一起。应当理解的是，后板簧42以与针对前板簧26描述的方式类似的方式由夹具组件52夹持到后车轴20R。
[0044]为了控制前车轴20F的前后运动，前半径杆64枢转地连接到前悬挂器28和前车轴顶部轴座56并且在前悬挂器28和前车轴顶部轴座56之间延伸。同样，为了控制后车轴20R的前后运动，后半径杆66枢转地连接到中央悬挂器36和后车轴顶部轴座56并且在中央悬挂器36和后车轴顶部轴座56之间延伸。
[0045]因为前车轴20F和后车轴20R中的每一个与另一个相同，所以在此将仅仅描述一根车轴。车轴20F包括中央管32并且车轴心轴34通过任何适当方式(诸如焊接)一体连接到中央管的每个端部。车轮端部组件(未示出)可旋转地安装在各个车轴心轴34上，如本领域已知的那样。制动系统72包括制动鼓74，所述制动鼓74安装在车轮端部组件上。因为车轴20F的每个端部及其相关的心轴32、车轮端部组件、制动鼓74和制动系统72的相关部件与另一个大致相同，所以在此将描述车轴的仅仅一个端部及其相关心轴、车轮端部组件、制动鼓和制动系统的相关部件。
[0046]为了使得车辆减速或者停止，通过空气管路76将压缩空气传输到制动空气室或者制动室78，所述制动空气室或者制动室78将空气压力转换成机械力并且使得推杆80相对于制动室以纵向方式运动。通过销环组件或者U形夹83将推杆80枢转地连接到间隙调整器82，所述销环组件或者U形夹83使得间隙调整器82能够将推杆的纵向运动转换成旋转运动。间隙调整器82继而连接到凸轮轴组件87的凸轮轴86的内侧端部84。如本领域已知的那样，凸轮轴内侧端部84带有花键并且啮合地接合间隙调整器82的对应的带有花键的内表面(未示出)。凸轮轴组件87的S-凸轮90(图3)安装在凸轮轴86的外侧端部92上，由此凸轮轴因间隙调整器82的旋转致使S-凸轮旋转。S-凸轮90的旋转迫使制动衬或者制动垫154 (图5)与制动鼓74的内表面相接触，以产生摩擦并且因此使得车辆减速或者停止。
[0047]凸轮轴组件87的部件使得凸轮轴86在间隙调整器82运动时能够顺畅稳定地旋转。更加特别地，凸轮轴86如本领域中已知的那样通过衬套(未示出)可旋转地安装在凸轮管88上并且延伸通过凸轮管。以这种方式，暴露出凸轮轴86的内侧端部84，以接合间隙调整器82，并且还暴露出凸轮轴的外侧端部92(图3)，以使得S-凸轮90能够接合制动衬或者制动垫154(图5)。为了固定凸轮轴86平行于车轴20F的位置并且确保仅仅凸轮轴旋转而不是凸轮管88旋转，凸轮管支架89接收并且保持凸轮管的内侧端部。一种示例性凸轮管支架89包括内侧板91和外侧板93，内侧板91和外侧板93中的每一块均由固定凸轮管的多个突片152形成(图7)，如在美国专利7，537，224中更充分描述的那样，其分派给本发明的同一代理人，SP，美国L.L.C的Hendrickson。为了支撑凸轮管88的外侧端部并且因此支撑凸轮轴86的外侧端部92，诸如通过焊接将制动星形轮46不可动地安装在车轴20F上、在弹簧堆24的外侧。凸轮管88的外侧端部安装在形成于星形轮46的轴套50中的孔48中，如本领域已知的那样。
[0048]制动室78、推杆80、间隙调整器82和凸轮轴86的对准对于制动系统72的正确致动和性能而言是重要的，由此必需将制动室和凸轮轴组件87安装在制动鼓74附近的稳定结构构件上。在现有技术中，通过将制动室78安装在制动室安装支架94上并且通过将凸轮管组件87的凸轮管支架89安装在凸轮轴组件安装支架96上来实现这种安装，所述凸轮轴组件安装支架96在本领域中还称作S-凸轮支承支架。
[0049]更加特别地，制动室78通过机械紧固件(诸如螺栓98)安装在制动室安装支架94上。制动室安装支架94继而通过将支架焊接到车轴中央管32的前部部分且位于板簧26内侧处而刚性附接到车轴20F。类似地，凸轮管支架89通过机械紧固件(诸如螺栓68)安装在凸轮轴组件安装支架96上。凸轮轴组件安装支架96继而通过将支架焊接到车轴中央管32的后部部分且位于板簧26内侧处而刚性附接到车轴20F。
[0050]当将部件(诸如，制动室安装支架94和/或凸轮轴组件安装支架96)焊接到车轴中央管32时，在车轴20F的壁上毗连焊接部产生一区域，所述区域与非焊接的区域相比通常对于应力更加敏感。因为车轴中央管32的位于板簧26之间的部分已知因在车辆操作期间传递作用力和所产生的负载而为高应力区域，所以车轴20F中央管的焊接区域与非焊接区域相比通常对由这种作用力力和/或负载导致的可能损坏更敏感。为了弥补对由将制动室安装支架94和凸轮轴组件安装支架96焊接到车轴20F所引起的应力的增大敏感性，典型地增加车轴的壁厚度。这种壁厚度的增加不令人期望地增加了用于制造车轴20F的材料量，从而不令人期望地增大车轴的重量，继而不令人期望地增加制造成本和燃料消耗。
[0051]可替代地，在现有技术中，空气浮动式车轴/悬架系统(诸如在图3和图4中示出并且用250整体表示的示例性空气浮动式车轴/悬架系统)已经应用了这样的结构，在所述结构中，消除了将制动室支架和/或轴承支架焊接到车轴中央管，这通过空气浮动式车轴/悬架系统和弹簧车轴/悬架系统10之间的结构差异而能够实现。更加特别地，并且如在美国专利5，366，237中更加详细描述的那样，空气浮动式车轴/悬架系统250包括一对横向间隔开的前臂箱型梁或者后臂箱型梁252。每根箱型梁252的第一端部254枢转地连接悬挂器256，所述悬挂器256继而刚性连接到车辆子框架16(图1)，并且每根箱型梁的第二端部258刚性连接到车轴20。空气浮动式车轴/悬架系统250包括空气弹簧260，以对车辆行驶起到缓冲作用并且提供某些阻尼特征，从而使得每根箱型梁252能够是一种制造或者铸造的刚性梁，所述刚性梁包括一个或多个侧壁262、上壁264和后壁266。
[0052]在空气浮动式车轴/悬架系统250中，制动室78通过制动室螺栓268和螺母270直接安装在箱型梁后壁266上。凸轮轴组件安装支架272通过螺栓274和螺母276连接到梁侧壁262中的选定一个侧壁，并且支撑安装在支架上的凸轮轴组件87。利用这种结构，制动室78使得推杆80在致动时运动。推杆80继而使得间隙调整器82运动，这通过将推杆枢转地连接到间隙调整器来实现。间隙调整器82操作地连接到凸轮轴组件87的凸轮轴86，从而使得凸轮轴能够在间隙调整器运动时旋转。凸轮轴86因间隙调整器82的旋转致使安装在凸轮轴的外侧端部92上的S-凸轮90旋转。S-凸轮90的旋转迫使制动衬或者制动垫154(图5)与制动鼓74的内表面相接触(图1)，以产生摩擦并且因此使得车辆减速或者停止。应当理解的是，尽管在图3和图4中示出了没有凸轮管88的凸轮轴组件87，但是凸轮轴组件可以以与上述方式类似的方式采用凸轮管及其相关部件。
[0053]使得制动室78、推杆80、间隙调整器82和凸轮轴86对准对于制动系统72的正确致动和性能来说是重要的，由此必需将制动室和凸轮轴组件87安装在制动鼓74附近的稳定结构构件上。在空气浮动式车轴/悬架系统250中，每个箱型梁252的刚性性质及其连接到车轴20的刚性连接使得箱型梁能够用作用于制动室78和凸轮轴组件安装支架272的稳定结构安装表面。另外，因为每个空气浮动式车轴/悬架系统的箱型梁252均包括侧壁262、上壁264和后壁266，因此提供了足够的结构表面面积，以使得能够将制动室78和凸轮轴组件安装支架272安装在箱型梁上。
[0054]相对照地，如图1和图2所示，弹簧车轴/悬架系统10没有应用空气弹簧260(图3)，而是替代地依赖于板簧26、42屈曲并且因此阻尼作用力。因为板簧26、42在车辆操作期间屈曲，所以它们不能提供足够稳定的结构安装表面，以使得能够安装制动室78、制动室支架94和/或凸轮轴组件安装支架96、272。另外，因为板簧26、42由使得它们能够在承受显著应力时屈曲的冶金结构形成，所以试图将制动室78、制动室支架94和/或凸轮轴组件安装支架96、272安装在板簧上是不期望的，原因在于这种安装可能显著减小板簧承受应力的能力。
[0055]因此，本领域需要一种制动部件安装支架，所述制动部件安装支架通过提供了一种结构克服了现有技术系统的劣势，所述结构使得制动室和凸轮轴组件能够刚性安装成与弹簧车轴/悬架系统连结，而无需将制动室支架或者凸轮轴组件安装支架焊接到车辆车轴，由此使得能够使用壁更薄的车轴。用于本发明的弹簧车轴/悬架系统的集成制动部件安装支架满足这种需要，如现在将描述的那样。
[0056]转到本发明的附图，其中，图示用于示出本发明的优选实施例，而非限制本发明的优选实施例，图5至图8示出了用于弹簧车轴/悬架系统的本发明的集成制动部件安装支架(整体用200表示)的第一示例性实施例。为了更好地理解集成制动部件安装支架200及其操作的环境，包含集成的安装支架的示例性弹簧车轴/悬架系统整体用100表示，并且在美国L.L.C的Hendrichson的同一
【申请人】名下的在2012年10月26日提交的序列号为N0.61/718，767的美国临时专利申请中有充分描述。
[0057]现在参照图5，弹簧车轴/悬架系统100是串联系统，使用了前车轴/悬架系统102和后车轴/悬架系统104，所述前车轴/悬架系统102和所述后车轴/悬架系统104中的每一个连接到车辆子框架106并且从车辆子框架悬垂下来。应当理解的是，在一些重型车辆中，车轴/悬架系统直接连接到车辆的主框架，而在其它重型车辆中，车辆的主框架支撑可动或者不可动的子框架，并且车轴/悬架系统直接连接到子框架。为了便捷，现在将参照子框架106，并且理解的是以举例的方式进行参照，并且本发明应用于重型车辆主框架、可动子框架和不可动子框架。
[0058]子框架106包括一对纵向延伸的平行的横向间隔开的细长主构件108。多个纵向间隔开的平行的横向构件110在主构件108之间横向延伸并且附接到主构件108。成对的横向间隔开的悬挂器安装在横向构件110中的选定的横向构件和主构件108上并且从主构件108和所述选定的横向构件悬垂下来，所述成对的横向间隔开的悬挂器包括前悬挂器112、中央悬挂器114和后悬挂器116。应当注意的是，尽管悬挂器112、114、116有时被认为在它们连接到横向构件110中的选定的横向构件和主构件108的情况下是子框架106的一部分，但是它们典型地被工业设计为作为弹簧车轴/悬架系统100的一部分。
[0059]前车轴/悬架系统102包括连接到前车轴120F的一对横向间隔开的纵向延伸的机械弹簧悬架组件118。类似地，后车轴/悬架系统104包括连接到后车轴120R的一对横向间隔的纵向延伸的机械弹簧悬架组件122。因为一对机械弹簧前悬架组件118中的每一个与另一个相同并且一对机械弹簧后悬架组件122中的每一个与另一个相同，所以在此将仅仅描述所述机械弹簧前悬架组件118中的一个和所述机械弹簧后悬架组件122中的一个。机械弹簧前悬架组件118包括一对横向间隔开的板簧组或堆124，而机械弹簧后悬架组件122包括一对横向间隔开的板簧组或堆140。
[0060]前弹簧堆124优选地包括顶部板簧126和底部板簧128。顶部板簧126在前悬挂器112与平衡器或者摇杆130之间纵向延伸。后弹簧堆140优选地包括顶部板簧142和底部板簧144，并且在平衡器130与后悬挂器116之间纵向延伸。如本领域已知的那样，平衡器130提供了前悬挂组件118和后悬挂组件122之间的连接，并且能够枢转以辅助平衡前车轴120F和后车轴120R之间的负载。
[0061 ]每个弹簧堆124、140被夹具组件156夹持到其相应的车轴120F、120R。更加特别地并且现在参照图6和图7，夹具组件156包括上部板158、顶部轴座160、集成制动部件安装支架200和一对U形螺栓164。上部板158布置在每个顶部板簧126、142的上表面上、在每个相应顶部板簧的大致纵向中点处。顶部轴座160布置在每个底部板簧128、144的底部表面与每根相应车轴120F、120R的上部部分之间、与上部板158大致竖直对准。根据第一实施例的集成制动部件安装支架200，顶部轴座160优选地被焊接到每根相应车轴120F、120R。将在下文更加详细描述的集成制动部件安装支架200布置在每根车轴120F、120R的下部部分上、与上部板158和顶部轴座160大致竖直对准，并且在本发明的第一实施例中优选地焊接到每根相应车轴。
[0062]每个U形螺栓164的弯曲顶部166接合并且固定上部板158，而每个U形螺栓的每个螺纹端部168均穿过形成在相应套筒170中的开口 172，所述套筒170继而形成在集成制动部件安装支架200中。以这种方式，上部板158、顶部板簧126、142、底部板簧128、144、顶部轴座160、车轴120F、120R和集成制动部件安装支架200在螺母174被紧固到U形螺栓的螺纹端部168上时被牢固地夹持并且固定在一起。优选地，中央螺栓180延伸通过每块相应的上部板158、顶部板簧126、142、底部板簧128、144和顶部轴座160，以便提供板簧和夹具组件156之间的额外互连。
[0063]现在特别地参照图6，集成制动部件安装支架200包括底部轴座202、空气室安装支架208和凸轮轴组件安装支架222，所述凸轮轴组件安装支架222还称作S-凸轮支承支架。更加特别地，底部轴座202是曲面板，所述曲面板坐落在每根车轴120F、120R的下部部分上，并且在本发明的第一实施例中优选地焊接到每根相应的车轴。底部轴座包括前部部分204和后部部分206，并且套筒170—体形成在该轴座上，以便如上所述地接收U形螺栓164。
[0064]另外地参照图8，集成制动部件安装支架200的空气室安装支架208刚性附接到底部轴座202的前部部分204上。更加特别地，空气室安装支架208包括安装板210，所述安装板210布置成与每根相应横向延伸的车轴120F、120R大致平行。安装板210形成有开口 212，以接收制动室178的螺栓214，所述螺栓214用螺母216固定到安装板。在安装板210中还形成有中央开口 218，以使得制动室推杆182延伸通过空气室安装支架208并且连接到间隙调整器184。在中央开口 218的外侧，连接板220优选地通过焊接或者形成为一体而刚性附接到安装板210的后表面232，并且垂直于车轴120F、120R延伸到底部轴座202的前部部分204。优选地通过焊接或者形成为一体在套筒170中的外侧前方套筒170A的内侧将连接板220刚性附接到底部轴座202的前部部分204。以这种方式，连接板220使得安装板210能够对准底部轴座202地刚性附接，而不是相对于底部轴座202向内侧偏移地刚性附接，由此提供了空气室安装支架208的期望稳定性。
[0065]继续参照图6和图8，集成制动部件安装支架200的凸轮轴组件安装支架222刚性附接到底部轴座202的后部部分206。凸轮轴组件安装支架222垂直于车轴120F、120R延伸，并且在套筒170中的外侧后方套筒170B的外侧优选地通过焊接或者形成为一体而刚性附接到底部轴座的后部部分206。凸轮轴组件安装支架222形成有开口 224，以使得凸轮轴组件188的凸轮管198能够延伸通过支承支架，如将在下文更加详细描述的那样。凸轮轴组件安装支架222还形成有毗邻开口 224的多条槽226，以便接收紧固件(诸如用螺母230固定的螺栓228)，使得能够将凸轮管支架146安装在凸轮轴组件安装支架上，如将下文更加详细描述的那样。以这种方式，凸轮轴组件安装支架222使得能够将凸轮轴组件188刚性附接到底部轴座202，由此提供了凸轮轴组件的期望稳定性。
[0066]现在转到图7-8，示出了安装在集成制动部件安装支架200上的制动系统176的各部件。因为前车轴120F和后车轴120R(图5)中的每一个与另一个相同，所以在此将仅仅描述一根车轴。车轴120F包括中央管132，并且车轴心轴134通过任何适当方式(诸如焊接)一体连接到中央管的每个端部。车轮端部组件(未示出)可旋转地安装在每根车轴心轴134上，如本领域中已知的那样。制动系统176包括制动鼓74(图1)，所述制动鼓74安装在车轮端部组件上。因为车轴120F的每个端部及其相关的心轴132、车轮端部组件、制动鼓74和制动系统176的相关部件与另一个大致相同，所以在此将仅仅描述车轴的一个端部及其相关的轴杆、车轮端部组件、制动鼓和制动系统的相关部件。
[0067]为了使得车辆减速或者停止，通过气体管路76(图1)将压缩空气传输到制动室178，所述制动室178牢固地安装在集成制动部件安装支架200的前部上。更加特别地，制动室178的螺栓214延伸通过形成于空气室安装支架208的安装板210中的开口 212(图6)，并且用螺母216固定到安装板。推杆182从制动室178向后延伸通过形成于安装板210中的中央开口 218并且在集成制动部件安装支架200的底部轴座202下方延伸。推杆182通过将在下文更加详细描述的偏置的销环组件或者U形夹186而枢转地连接到间隙调整器184，并且使得间隙调整器能够将推杆182的纵向运动转换成旋转运动。
[0068]间隙调整器184继而连接到凸轮轴组件188的凸轮轴190的内侧端部192。如本领域中已知的那样，凸轮轴内侧端部192优选地带有花键，并且啮合地接合间隙调整器184的对应的带有花键的内表面(未示出)。凸轮轴组件188的部件使得在间隙调整器184运动时凸轮轴190能够顺畅稳定旋转。更加特别地，凸轮轴190如本领域中已知的那样通过衬套(未示出)可旋转地安装在凸轮管198上，并且延伸通过凸轮管。以这种方式，暴露出凸轮轴190的内侧端部192以接合间隙调整器184，并且暴露出凸轮轴的外侧端部以使得安装在凸轮轴的外侧端部上的S-凸轮90(图3)能够接合制动衬或者制动垫154。结果，凸轮轴190因间隙调整器184的旋转致使S-凸轮90旋转，以迫使制动衬或者制动垫154与制动鼓74的内表面相接触(图1 )，以产生摩擦并且因此使得车辆减速或者停止。
[0069I为了确保仅仅凸轮轴190旋转而不是凸轮管198旋转，凸轮管支架146接收并且保持凸轮管的内侧端部。一种示例性凸轮管支架146包括内侧板148和外侧板150，所述内侧板148和所述外侧板150中的每一块形成有固定凸轮管的多个突片152，如在美国专利7，537，224中充分描述的那样，其分派给本发明的同一代理人，即，美国L.L.C的Hendrickson。为了支撑凸轮管198的外侧端部并且因此支撑凸轮轴190的外侧端部，诸如通过焊接在弹簧堆124的外侧将制动星形轮136不可动地安装在车轴120F上。凸轮管198的外侧端部安装在形成于星形轮的轴环138中的孔137内，如本领域中已知的那样。
[0070]通过集成制动部件安装支架200的凸轮轴组件安装支架222固定并且稳定安装凸轮轴组件188。更加特别地，凸轮轴组件安装支架222如上所述刚性附接到底部轴座202的后部部分206，并且从车轴120F向后延伸。与凸轮管支架146的外侧板150的突片152—样地，凸轮管198和凸轮轴190延伸穿过开口 224(图6)。以这种方式，凸轮轴组件安装支架222使得凸轮管支架146能够防止凸轮管198旋转，与此同时为凸轮管支架提供了牢固的安装位置。通过形成于凸轮轴组件安装支架222中的槽226来提供这种安装，所述槽226与形成于凸轮管支架146的内侧板148和外侧板150中的开口(未示出)对准。紧固件(诸如螺栓228)穿过凸轮管支架146中的相应已对准开口中的每一个开口和槽226，由此在紧固螺栓230时使得凸轮管支架能够固定到凸轮轴组件安装支架222。
[0071]由于将凸轮轴组件安装支架222在结构上集成到底部轴座202的后部部分206，因此集成制动部件安装支架200提供了将凸轮轴组件188附接到底部轴座202的刚性附接，由此提供了凸轮轴组件的期望的稳定性和定位。同样，由于将空气室安装支架208在结构上到底部轴座202的前部部分204，集成制动部件安装支架200提供了将制动室178附接到底部轴座202的刚性附接，由此提供了制动室的期望的稳定性和定位。
[0072]以这种方式，集成制动部件安装支架200提供了一种结构，该结构使得制动室178和凸轮轴组件188能够刚性安装在每根车轴120F、120R上或者附近，而无需将制动室支架和/或凸轮轴组件安装支架焊接到车辆车轴。如上所述，现有技术的制动室安装支架94和凸轮轴组件安装支架96 (图1)在板簧堆26、40之间焊接到车轴中央管32。由于在车辆操作期间横过每根车轴20F、20R传递作用力并且产生负载，因此这是高应力区域。结果，当将部件焊接到中空的车轴中央管32时，毗邻焊接部在车轴壁上产生一区域，所述区域与非焊接区域相比对应力更加敏感，并且当作用力力和所产生的负载在车轴20F、20R上起作用时，焊接区域通常与非焊接区域相比对于可能的损坏更加敏感。结果，通过消除将支架焊接到每根车轴120F、120R，集成制动部件安装支架200使得每根车轴均能够对于可能的损坏不太敏感。
[0073]另外，为了补偿因焊接所导致的对应力的增加敏感性，现有技术的车轴20F、20R形成有增加的壁厚度。因为集成制动部件安装支架200使得能够消除将制动室支架和/或凸轮轴组件安装支架焊接到每根车轴120F、120R，所以每根车轴可形成有更薄的壁。例如，现有技术车轴20F、20R典型地包括大约半英寸(0.500英寸)的壁厚度，其中，直径为五英寸(5.0英寸)，而与集成制动部件安装支架200联合使用的每根车轴120F、120R优选地包括大约
0.312英寸的壁厚度，其中，直径为五又四分之三英寸(5.75英寸)。减小每根车轴120F、120R的壁厚度继而令人期望地削减了与制造采用集成制动部件安装支架200的车轴/悬架系统100相关的成本，原因在于:用于制造每根车轴的材料量得以减少。而且，减小每根车轴120F、120R的壁厚度令人期望地削减了操作车辆的成本，该车辆采用具有集成制动部件安装支架200的车轴/悬架系统100，原因在于:减轻了车轴的重量，这继而减小了车辆的油耗并且削减了与车辆操作有关的所产生的成本。
[0074]应当理解的是，可以通过调节某些制动部件的几何形状能够将制动系统176的部件安装在集成制动部件安装支架200。更加特别地，现有技术的凸轮轴86、销环组件或者U形夹83和推杆80(图1和图2)不能应用在集成制动部件安装支架200上，原因在于:这些现有技术部件没有为安装在集成制动部件安装支架上的部件提供足够的空隙。由于存在于弹簧堆下方的空隙减小，将制动室78以及凸轮轴组件87的部件分别从位于板簧堆26、40之间的位置运动到位于每个相应弹簧堆124、140(图6)下方的位置增加了组装部件的难度。
[0075]参照图7和图8，通过长度比现有技术凸轮轴86短(图2)的凸轮轴190能够将部件组装在集成制动部件安装支架200上。凸轮轴190的较短长度使得间隙调整器184能够布置在后套筒170之间且在底部轴座202上。另外，与现有技术的销环组件或者U形夹83的直列式构造相比，销环组件或者U形夹186是偏置构造。U形夹186的偏置构造允许推杆182与间隙调整器184的内侧对准，这提供了推杆、U形夹、间隙调整器和车辆轮胎之间的空隙，并且还提供了用于将螺母174安装到U形螺栓164上以固定夹具组件156的充分空隙。而且，推杆182比现有技术推杆80长，这提供了将螺母174安装到U形螺栓164以固定夹具组件156以及将螺母216安装到螺栓214上以将制动室178固定到空气室安装板210的空隙。结果，集成制动部件安装支架200与部件(诸如凸轮轴190、销环组件或者U形夹186和推杆182)的特殊几何形状相配合，以提供制动室178和凸轮轴组件188的固定安装和优化定位。
[0076]现在参照图9至11，用234整体表示本发明的用于弹簧车轴/悬架系统的集成制动部件安装支架的第二示例性实施例。第二实施例的集成制动部件安装支架234在结构和操作方面与第一实施例的集成制动部件安装支架200(图5-8)大致相似，除了第二实施例的集成制动部件安装支架采用了一种结构，所述结构减小或者消除将集成制动部件安装支架和顶部轴座160焊接到车轴120F、120R。如此，下面将仅仅描述第二实施例的集成制动部件安装支架234与第一实施例的集成制动部件安装支架200之间的差异。
[0077]如上所述，车轴的集成制动部件安装支架200的底部轴座202和顶部轴座160优选地焊接到各相应的车轴120F、120R。在某些应用中，期望的是减小或者消除这样的焊接，这使得在采用第二实施例的集成制动部件安装支架234时，与第一实施例的集成制动部件安装支架200相比，车轴120F、120R形成具有更薄的壁。为了减小或者消除这种焊接，第二实施例的集成制动部件安装支架234和顶部轴座236利用附接到各相应的车轴120F、120R的机械附接。
[0078]更加特别地，参照图9至图10，各相应的车轴120F、120R形成有位于顶部轴座236下方、在车轴的上部区域或者顶部区域237中的开口(未示出)。对应的开口 238形成于顶部轴座236的弯曲车轴安装板239中，所述弯曲车轴安装板239是顶部轴座的接触车轴的部分。销240延伸通过车轴上部区域237中的开口以及延伸通过形成于弯曲车轴安装板239中的对准开口 238。优选地，通过焊接，销240固定到车轴120F、120R并且固定到弯曲车轴安装板239。对准开口241可以形成于顶部轴座236的上部板242中，以提供通到车轴上部区域237中的开口、弯曲车轴安装板239中的开口238和/或销240的通道。销240在车轴上部区域237中的开口和弯曲车轴安装板239中的开口 238内的积极机械接合将分别固定了顶部轴座236在车轴120F、120R上的位置。
[0079]参照图11，与第一实施例的集成制动部件安装支架200类似地，第二实施例的集成制动部件安装支架234包括底部轴座202、空气室安装支架208和凸轮轴组件安装支架222。然而，各相应车轴120F、120R均形成有位于车轴的下部区域或者底部区域244中的开口(未示出)，并且集成制动部件安装支架234的底部轴座202形成有对应的开口 246。销248延伸通过形成在车轴下部区域244中的开口以及延伸通过形成于底部轴座202中的对准开口 246。优选地，通过焊接，销248固定到车轴120F、120R并且固定到底部轴座202。销248在车轴下部区域244中的开口和底部轴座202中的开口 246内的积极机械接合分别固定了集成制动部件安装支架234在车轴120F、120R上的位置。
[0080]以这种方式，销240、248提供了顶部轴座236和集成制动部件安装支架234分别与每根车轴120F、120R的积极机械接合。这种积极机械接合与U形螺栓164和螺母174 (图6)的夹持行为相组合将顶部轴座236和集成制动部件安装支架234固定到每根相应的车轴120F、120R上，由此消除了将集成制动部件安装支架的顶部轴座和底部轴座202彼此焊接的需要。与第一实施例的集成制动部件安装支架200相比，在采用第二实施例的集成制动部件安装支架234时，这种焊接的消除使得车轴120F、120R能够形成有更薄的壁。
[0081 ]在使用第二实施例的集成制动部件安装支架234的情况下，每根车轴120F、120R的壁厚度的这种减小继而令人期望地削减了与制造车轴/悬架系统有关的成本，原因在于:减小了用于制造每根车轴的材料量。而且，由于减轻了车轴重量，这减小了车辆油耗以及与车辆操作有关的所形成的成本，因此减小每根车轴120F、120R的壁厚度令人期望地减小了操作应用了具有第二实施例的集成制动部件安装支架234的车轴/悬架系统车辆的成本。
[0082]对于将顶部轴座236和第二实施例的集成制动部件安装支架234机械附接到各相应的车轴120F、120R而言，应当理解的是，可以在不影响本发明的概念或者操作的前提下可以使用使得顶部轴座和集成制动部件安装支架相互机械接合的其它方式。例如，如在序列号为N0.13/249/420的申请中描述的那样，其分配给本发明的同一代理人，S卩，美国L.L.C的Hendrickson,可以为顶部轴座236、集成制动部件安装支架234、车轴120F、120R和/或相关车轴套管造窝。
[0083]应当理解的是，在不影响本发明的整体概念或者操作的前提下，本发明的集成制动部件安装支架200、234可以与除了在此示出和描述的弹簧车轴/悬架系统之外的弹簧车轴/悬架系统联合使用。例如，参照图12并且以举例的方式使用第二实施例的集成制动部件安装支架234，集成制动部件安装支架显示为集成在半径杆282F、282R的弹簧车轴/悬架系统280中。更加特别地，某些定类型的弹簧车轴/悬架系统包括半径杆282F、282R，以保持车轴对准并且反作用于制动力和其它纵向力。例如，为了控制前车轴120F的前后运动，前半径杆282F可以枢转地连接到前悬挂器284和前顶部轴座286并且在前悬挂器284和前顶部轴座286之间延伸。同样，为了控制后车轴120R的前后运动，后半径杆282R可以枢转地连接到中央悬挂器288和后顶部轴座290并且在中央悬挂器288和后顶部轴座290之间延伸。
[0084]集成到具有半径杆282F、282R的弹簧车轴/悬架系统280中的集成制动部件安装支架234在结构和操作上与上文描述的相同，原因在于:支架包括底部轴座202、空气室安装支架208和凸轮轴组件安装支架222。底部轴座202布置在各相应车轴120F、120R的下部部分、与每个相应的顶部轴座286、290竖直对准，并且以与上文相同的方式连接到各车轴。集成制动部件安装支架234因此提供了一种结构，所述结构使得制动室178和凸轮轴组件188能够刚性安装在弹簧车轴/悬架系统280的每根车轴120F、120R上或者附近，而没有将制动室支架和/或凸轮轴组件安装支架焊接到车辆车轴。减小或者消除这种焊接减小了车轴120F、120R对可能损害的敏感性，并且使得车轴能够形成有更薄的壁，由此令人期望地减小了与车轴相关的重量和成本。
[0085]现在参照图13至图17，用300整体示出了本发明的用于弹簧车轴/悬架系统的集成制动部件安装支架的第三示例性实施例。更加特别地，尽管本发明的第一实施例和第二实施例的集成制动部件安装支架200、234分别显示和/或描述为应用在上置弹簧车轴/悬架系统100(例如，图5)上，在所述上置弹簧车轴/悬架系统中，弹簧124、140布置在每根相应车轴120F、120R上方或者正上方，但是在不影响本发明的整体概念或者操作的前提下，本发明还应用于下置车轴/悬架系统，在所述下置车轴/悬架系统中，弹簧布置在每根相应车轴的下方或者正下方。
[0086]特别地参照图13和14，用302表示示例性下置车轴/悬架系统，该下置车轴/悬架系统是串联系统，其利用了前车轴/悬架系统304和后车轴/悬架系统306，所述前车轴/悬架系统304和所述后车轴/悬架系统306中的每一个连接到车辆子框架106并且从车辆子框架106悬垂下来。前车轴/悬架系统304包括连接到前车轴120F的一对横向间隔开的纵向延伸的机械弹簧悬架组件308。类似地，后车轴/悬架系统306包括连接到后车轴120R的一对横向间隔开的纵向延伸的机械弹簧悬架组件310。由于一对机械弹簧前悬架组件308中的每一个与另一个相同，并且一对机械弹簧后悬架组件310中的每一个与另一个相同，因此在此将仅仅描述每一种机械弹簧悬架组件中的一个。
[0087]机械弹簧前悬架组件308包括一对横向间隔开的板簧组或堆312，而机械弹簧后悬架组件310包括一对横向间隔开的板簧组或堆314。与上述车轴/悬架系统100类似(图5)地，前弹簧堆312优选地包括顶部板簧316和底部板簧318。顶部板簧316在前悬挂器324与平衡器或者摇杆328之间纵向延伸。后弹簧堆314优选地包括顶部板簧320和底部板簧322，并且在平衡器328与后悬挂器330之间纵向延伸。示例性的下置车轴/悬架系统还包括半径杆282R、282R。前半径杆282F优选地枢转地连接到前悬挂器324和夹具组件332并且在前悬挂器324与夹具组件332之间延伸，如将在下文更加详细描述的那样。后半径杆282R优选地枢转地连接到中央悬挂器326和夹具组件332并且在中央悬挂器326与夹具组件332之间延伸，同样如将在下文更加详细描述的那样。
[0088]每个弹簧堆312、314由夹具组件332夹持到其相应的车轴120F、120R。更加特别地，现在参照图15和16，夹具组件332包括集成制动部件安装支架300、底部轴座334、底部弹簧座336和一对U形螺栓164。底部弹簧座336布置在每根底部弹簧318、322的下表面上、在每根相应弹簧的大约纵向中点处。每个底部弹簧座336可枢转地连接到前半径杆282F和后半径杆282R中的相应一根半径杆，使得前半径杆在前弹簧堆312下方的弹簧座与前悬挂器324之间延伸并且枢转地连接到所述弹簧座和所述前悬挂器324，而后半径杆在后弹簧座314下方的弹簧座与中央悬挂器326之间延伸并且枢转地连接到所述弹簧座和所述中央悬挂器326。
[0089]底部轴座334布置在每根顶部弹簧316、320的上表面与每根相应车轴120F、120R的下表面之间、与底部弹簧座336竖直对准。优选地，每根相应车轴120F、120R在底部轴座334上方的车轴的下部区域或者底部区域340中形成有开口(未示出)。对应的开口(未示出)形成于底部轴座334的弯曲车轴安装板338中，所述弯曲车轴安装板338是底部轴座的接触车轴的一部分。销(未示出)延伸通过车轴下部区域340中的开口并且延伸通过形成于弯曲车轴安装板338中的对准开口。优选地，通过焊接，销固定到车轴120F、120R和弯曲车轴安装板338ο销在车轴下部区域340中的开口和弯曲车轴安装板338中的开口中的积极机械接合分别固定底部轴座334在车轴120F、120R上的位置。可替代地，其他方式(诸如焊接或者诸如上述那些可替代方式的机械方式)也可以用于将底部轴座334固定到每根相应车轴120F、120Ro
[0090]集成制动部件安装支架300布置在每根车轴120F、120R的上部部分352上、与底部弹簧座336和底部轴座334大致竖直对准，并且以将在下文更加详细描述的方式连接到每根相应车轴。为了固定夹具组件332，每个U形螺栓164的弯曲顶部166接合并且固定集成制动部件安装支架300，而每个U形螺栓的螺纹端部168穿过形成于相应套筒344中的开口 342，所述相应套筒344继而形成在底部弹簧座336上。以这种方式，在螺母174紧固到U螺栓的螺纹端部168时，集成制动部件安装支架300、车轴120F、120R、底部轴座334、顶部板簧316、320、底部板簧318、322和底部弹簧座336被刚性夹持并且固定在一起。
[0091]现在特别地参照图15至图17，集成制动部件安装支架300包括顶部轴座346、空气室安装支架348和凸轮轴组件安装支架350，所述凸轮轴组件安装支架350也称作S-凸轮支承支架。更加特别地，顶部轴座346是曲面板，所述曲面板坐落在每根车轴120F、120R的上部部分352上。每根相应车轴120F、120R在其上部区域或者顶部区域352中形成有开口 346，并且集成制动部件安装支架300的顶部轴座346形成有对应开口 354。销356延伸通过车轴上部区域352中的开口和延伸通过形成于顶部轴座346中的对准开口 354。优选地，通过焊接，销356被固定到车轴120F、120R和顶部轴座346。销356在车轴上部区域352中的开口和顶部轴座346中的开口 354内的积极机械接合分别固定集成制动部件安装支架300在车轴120F、120R上的位置。可替代地，其他方式(诸如焊接或者诸如上述那些方式的其它可替代方式)也可以用于将顶部轴座346固定到每根相应车轴120F、120R。
[0092]顶部轴座346包括诸如突片362的机械特征件，所述突片362—体形成在轴座上，以保持U形螺栓164的对准。由于下置式车轴/悬架系统302给予的空间限制，因此顶部轴座346沿着车轴上部区域352在内侧延伸，从而形成内侧延伸部364ο内侧延伸部364包括前部部分358和后部部分360，并且空气室安装支架348刚性附接到内侧延伸部的后部部分。
[0093]更加特别地，如图17最好地示出的，空气室安装支架348与第一实施例的集成制动部件安装支架200的空气室安装支架208类似(图6)，并且因此包括安装板210，所述安装板210布置成与每根相应的横向延伸的车轴120F、120R大致平行。安装板210形成有开口 212，以接收制动室178的螺栓214，所述螺栓214用螺母216固定到安装板。在安装板210上还形成有中央开口 218，以使得制动室推杆182能够延伸穿过空气室安装支架348并且连接到间隙调整器184。在中央开口 218的内侧和外侧，连接板366优选地通过焊接或者形成为一体而刚性附接到安装板210的前表面368，并且垂直于车轴120F、120R延伸至内侧延伸部364的后部部分360。连接板366优选地通过焊接或者形成为一体而刚性附接到内侧延伸部364的后部部分360。通过紧邻内侧并且毗邻每根相应弹簧堆312、314将安装板210附接到顶部轴座346的内侧延伸部364的刚性附接提供了制动室178的期望的稳定性。
[0094]现在参照图15和17，集成制动部件安装支架300的凸轮轴组件安装支架350垂直于车轴120F、120R延伸，并且优选地通过焊接或者形成为一体而刚性附接到内侧延伸部364的前部部分358且位于U形螺栓164中的内侧一个U形螺栓的内侧。凸轮轴组件安装支架350与第一实施例的集成制动部件安装支架200的凸轮轴组件安装支架222类似(图6)，并且因此形成有开口 224，以使得凸轮轴组件188的凸轮管198延伸穿过安装支架。凸轮轴组件安装支架350还形成有毗邻开口 224的多个槽226，以接收紧固件(诸如用螺母230固定的螺栓228)，以使得能够将凸轮管支架146安装在凸轮轴组件安装支架上。以这种方式，凸轮轴组件安装支架350使得凸轮轴组件188能够刚性附接到顶部轴座346的内侧延伸部364，由此提供了凸轮轴组件的期望的稳定性。
[0095]制动系统176的安装在第三实施例的集成制动部件安装支架300上的部件的操作与针对第一实施例的集成制动部件安装支架200的上述操作类似(图7)。由于凸轮轴组件安装支架350与顶部轴座346的内侧延伸部364的前部部分358的结构集成为一体，因此集成制动部件安装支架300提供了凸轮轴组件188附接到顶部轴座、紧邻内侧并且毗连每根相应弹簧柱312、314的刚性附接，由此提供了凸轮轴组件的期望稳定性和定位。同样，由于空气室安装支架348与顶部轴座346的内侧延伸部364的后部部分360结构集成为一体，因此集成制动部件安装支架300提供了制动室178附接到顶部轴座、紧邻内侧且毗邻每根相应弹簧堆312、314的刚性附接，由此提供了制动室的期望稳定性和定位。
[0096]以这种方式，集成制动部件安装支架300提供了一种结构，所述结构使得制动室178和凸轮轴组件188能够刚性安装在每根车轴120F、120R上或者附近，而没有将制动室支架和/或凸轮轴组件安装支架焊接到车辆车轴。通过消除了将支架焊接到每根车轴120F、120R，集成制动部件安装支架300使得每根车轴能够对可能的损坏不太敏感，如上所述。另夕卜，因为集成制动部件安装支架300使得能够消除将制动室支架和/或凸轮轴组件安装支架焊接到每根车轴120F、120R，所以每根车轴可形成有更薄的壁，如上所述。每根车轴120F、120R的壁厚度的减小继而令人期望地减小了与制造采用集成制动部件安装支架300的下置车轴/悬架系统302有关的成本，这是因为用于制造每根车轴的材料量减少。而且，每根车轴120F、120R的壁厚度的减小令人期望地削减了操作车辆的成本，所述车辆采用了具有集成制动部件安装支架300的下置车轴/悬架系统302，原因在于:减轻了重量，这继而减小了车辆油耗以及与操作车辆相关的所产生的成本。
[0097]而且，当优选的构造采用销356以提供底部轴座334和集成制动部件安装支架300与每根相应车轴120F、120R的积极机械接合时，进一步减少了将部件焊接到每根车轴的焊接。更加特别地，这种积极机械接合与U形螺栓164和螺母174的夹持行为相组合，以将底部轴座334和集成制动部件安装支架300固定到每根相应车轴120F、120R，由此消除了将底部轴座和顶部轴座346焊接到每根车轴的操作。与第一实施例的集成部件安装支架200相比，当采用第三实施例的集成制动部件安装支架300时，这种焊接的消除使得车轴120F、120R形成有更薄的壁。
[0098]每根车轴120F、129R的壁厚度的减小继而令人期望地削减了与制造使用第三实施例的集成制动部件安装支架300的车轴/悬架系统有关的成本，原因在于:减小了用于制造每根车轴的材料量。而且，每根车轴120F、120R的壁厚度的减小令人期望地削减了操作车辆的成本，该车辆应用了具有第三实施例的集成制动部件安装支架的300的车轴/悬架系统，原因在于:减轻了车轴重量，这减小了车辆油耗并且削减了与车辆操作有关的所产生的成本。
[0099]以这种方式，本发明的集成制动部件安装支架200、234、300提供了一种结构，所述结构使得制动室178和凸轮轴组件188能够刚性安装在每根车轴120F、120R上或者附近，而没有将制动室支架和/或凸轮轴组件安装支架焊接到车辆车轴。通过消除了将这些支架焊接到每根车轴120F、120R，本发明的集成制动部件安装支架200、234、300使得每根车轴能够对可能的损坏不太敏感。
[0100]另外，通过集成部件安装支架200、234、300消除将制动室支架和/或凸轮轴组件安装支架焊接到每根车轴120F、120R的焊接使得每根车轴能够形成有更薄的壁。每根车轴120F、120R的壁厚度的这种减小继而令人期望地削减了与制造使用集成制动部件安装支架200、234、300的车轴/悬架系统有关的成本，原因在于:减少了用于制造每根车轴的材料量。而且，每根车轴120F、120R的壁厚度的减小令人期望地削减了操作车辆的成本，该车辆采用了具有集成制动部件安装支架200、234、300的车轴/悬架系统，原因在于:减轻了车轴重量，这减少了车辆油耗以及与操作车辆相关的所产生的成本。
[0101]第二实施例和第三实施例的集成制动部件安装支架234、300采用了将顶部轴座236、346和底部轴座202、234机械附接到每根相应车轴120F、120，由此减小或者消除了将顶部轴座和底部轴座焊接到每根车轴的需要。与第一实施例的集成制动部件安装支架200相比，当使用第二实施例和第三实施例的集成制动部件安装支架234、300时，减小或者消除了这种焊接使得车轴120F、120R能够形成有更薄的壁，从而进一步减小车轴成本和重量。
[0102]本发明的第一实施例和第二实施例的集成制动部件安装支架200、234使得空气室安装支架208和凸轮轴组件安装支架222与底部轴座202对准地而不是相对于底部轴座偏置地进行刚性附接。这种结构对准提供了空气室安装支架208和凸轮轴组件安装支架222的稳定性，这继而使得制动室178和凸轮轴组件188能够以稳定方式刚性安装在每根车轴120F、120R上或者附近。
[0103]第三实施例的集成制动部件安装支架300使得能够紧邻每根相应弹簧堆312、314将空气室安装支架348和凸轮轴组件安装支架350刚性附接在下置车轴/悬架系统302上。这种结构定位提供了空气室安装支架348和凸轮轴组件安装支架350的稳定性，这继而使得能够在由下置车轴/悬架系统302给予的空间限制内将制动室178和凸轮轴组件188以稳定的方式刚性安装在每根车轴120F、120R上或者附近。
[0104]本发明还包括将制动室和凸轮轴组件安装到集成制动部件安装支架的方法，所述方法包括根据如上文描述和在图5至17中示出的描述的步骤。
[0105]应当理解的是，在不影响本发明的整体概念或者操作的情况下，本发明的上述集成制动部件安装支架200、234、300的结构可以改变或者重新布置，或者省略或者添加某些部件。如上所述，还应当理解的是，在不影响本发明的整体概念或者操作的前提下，本发明的上述集成制动部件安装支架200、234、300可以与任何类型的弹簧车轴/悬架系统联合使用。例如，本发明应用于车轴/悬架系统的上置构造和下置构造。另外，本发明应用于用于重型车辆的多种类型的框架，其包括没有支撑子框架的主框架和支撑可动子框架或者不可动子框架的主框架和/或底板结构。
[0106]因此，改进的集成制动部件安装支架得以简化，提供了一种有效、安全、费用低并且有效率的结构，所述结构实现了所有枚举的目的，消除了现有技术制动部件安装支架所遭遇的难题，解决了本领域中存在的问题，而且获得了新的效果。
[0107]在前述描述中，为了简洁、明晰和理解，使用了某些术语;但是，在超过现有技术的要求的情况下其将暗示了没有非必要的限制，因为这些术语用于描述目的而且旨在给予广泛理解。而且，已经参照示例性实施例描述了本发明。应当理解的是，这种阐释仅为举例而非用于限制，因为本发明的范围并不局限于所示或者所描述的精确细节。在阅读并且理解本公开时，将对其它项目实施可能的修改方案和替代方案，并且应当理解的是，本发明包括所有这些修改方案和更改方案以及其等效物。
[0108]现在已经描述了本发明的特征、公开内容和原理以及改进的集成制动部件安装支架的构造方式、布置方式和使用方式、该构造和布置特征以及优势，所获得的新的有用结果;在所附的权利要求中陈述了新的有用结构、装置、元件、布置、零件和组合。
【主权项】
1.一种用于重型车辆的机械弹簧车轴/悬架系统的至少一个板簧的制动部件安装支架，所述制动部件安装支架包括: 轴座，所述轴座刚性连接到所述车辆的车轴； 空气室安装支架，所述空气室安装支架刚性连接到所述轴座;和 凸轮轴组件安装支架，所述凸轮轴组件安装支架刚性连接到所述轴座，制动系统的制动空气室刚性附接到所述空气室安装支架，并且所述制动系统的凸轮轴组件刚性安装到所述凸轮轴组件安装支架，由此，所述空气室安装支架、所述凸轮轴组件安装支架和所述轴座位于所述机械弹簧车轴/悬架系统的所述至少一个板簧上方并且紧邻所述至少一个板簧。2.根据权利要求1所述的制动部件安装支架，其中，所述轴座是坐落在所述车轴的上部部分上的顶部轴座。3.根据权利要求2所述的制动部件安装支架，其中: 所述顶部轴座形成有内侧延伸部，所述内侧延伸部坐落在所述车轴的上部部分上、位于所述顶部轴座的内侧； 所述空气室安装支架包括: 安装板，所述安装板布置成与所述车轴大致平行，所述安装板形成有开口，以使得所述制动空气室安装在所述安装板上;和 连接板，所述连接板刚性附接到所述安装板的前表面和所述顶部轴座的内侧延伸部的后部部分，并且在所述前表面和所述内侧延伸部的后部部分之间延伸；以及 所述凸轮轴组件安装支架垂直于所述顶部轴座的内侧延伸部的前部延伸并且刚性附接到所述前部，所述凸轮轴组件安装支架形成有开口，以使得所述凸轮轴组件能够安装在所述凸轮轴组件安装支架上。4.根据权利要求2所述的制动部件安装支架，其中，所述顶部轴座焊接到所述车轴。5.根据权利要求2所述的制动部件安装支架，其中，所述车轴在上部区域中形成有车轴开口，所述顶部轴座形成有对应于所述车轴开口的顶部轴座开口，并且销接合所述车轴开口和所述顶部轴座开口，以将所述顶部轴座固定到所述车轴。6.根据权利要求2所述的制动部件安装支架，其中，所述制动部件安装支架集成到夹具组件中，所述夹具组件将所述机械弹簧车轴/悬架系统的所述至少一个板簧固定到所述车轴，并且所述夹具组件包括: 布置在所述车轴的上部部分上的所述制动部件安装支架； 底部轴座，所述底部轴座布置在所述车轴的下部部分和所述至少一个板簧的上表面之间、与所述制动部件安装支架大致竖直对准； 至少一个U形螺栓;和 底部弹簧座，所述底部弹簧座形成有套筒，所述套筒包括用于接收所述至少一个U形螺栓的相应端部的开口，所述底部弹簧座布置在所述至少一个板簧的下表面上、与所述制动部件安装支架和所述底部轴座大致竖直对准，由此，所述至少一个U形螺栓将所述制动部件安装支架、所述车轴、所述底部轴座、所述至少一个板簧和所述底部弹簧座固定在一起。7.根据权利要求6所述的制动部件安装支架，其中，所述制动部件安装支架和所述底部轴座焊接到所述车轴。8.根据权利要求6所述的制动部件安装支架，其中: 所述车轴在上部区域中形成有车轴上开口 ； 所述制动部件安装支架的所述顶部轴座形成有对应于所述车轴上开口的顶部轴座开P； 第一销接合所述顶部轴座开口和所述车轴上开口，以将所述顶部轴座固定到所述车轴； 所述车轴在下部区域中形成有车轴下开口 ； 所述底部轴座形成有对应于所述车轴下开口的底部轴座开口 ；以及 第二销接合所述底部轴座开口和所述车轴下开口，以将所述底部轴座固定到所述车轴。9.根据权利要求6所述的制动部件安装支架，其中，所述制动部件安装支架的所述顶部轴座通过为所述制动部件安装支架造窝而固定到所述车轴，并且所述底部轴座通过为所述底部轴座造窝而固定到所述车轴。10.根据权利要求6所述的制动部件安装支架，其中，所述底部弹簧座操作地连接到所述机械弹簧车轴/悬架系统的半径杆。11.根据权利要求1所述的制动部件安装支架，其中，所述车轴的外径为大约5.75英寸并且壁厚度为大约0.312英寸。12.根据权利要求1所述的制动部件安装支架，其中，所述制动部件安装支架没有将所述制动室支架和所述凸轮轴组件安装支架焊接到所述车轴。
【文档编号】B60T1/00GK105835850SQ201610229317
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2013年10月25日
【发明人】P·R·皮尔斯, J·E·拉姆齐
【申请人】亨德里克森美国有限责任公司