专利名称：板簧支架和抛物线形板簧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于板簧组件中的两个
簧片的相互横向支撑的板簧支架，以及根据权利要求7所述的抛物线 形板簧装置。
背景技术：
在车辆悬挂技术中，广泛地使用板簧组件，主要用于重型车辆， 如卡车、大客车、铁路车辆等等。虽然与板簧组件相比，其他类型的
悬挂，例如扭力弹簧、螺旋弹簧以及空气弹簧得到普及，但是，这样 的板簧组件仍然是很有利的，主要在可靠性和成本方面。不像所提到 的其他悬挂系统，这些优点不仅源于板簧组件的简单设计，而且源于 板簧组件能够吸收来自车辆的车轮的纵向和横向力；因此，可以避免 包括杆等的复杂的车轮悬挂。
然而，板簧组件仍有一些缺点，包括重量大、内摩擦较高以及刚 度随着横向力的变化而变化。
为了更好地理解这些缺点的起因，下面将对板簧组件的设计进行 简要说明
图3和4示出了现有技术的板簧组件的两个示意图，其中图3是 加载有竖直力F的板簧组件的侧视图，图4是加载有横向力L的现有 技术的板簧组件的俯视图。
图3和4所示的现有技术的板簧组件包括两个簧片顶部簧片Ll 和底部簧片L2。在前弹簧锚固(anchorage) FS和后弹簧锚固RS处， 顶部簧片Ll的端部连接至车辆(未示出)；在前悬挂FS处，底部簧片
3L2可以连接至车辆，而底部簧片L2的另一端部可以自由移动。后弹 簧锚固RS可以包括滑动的附加件或弹簧夹箍，以允许弹簧的端部相对 于车辆的纵向移动。在前弹簧锚固FS处，底部黉片L2的连接中存在 大的间隙。两个簧片Ll和L2之间的仅有的刚性连接是通过中心放置 的螺栓组件B来进行的。如任何弹簧装置所固有的，板簧组件将通过 弯曲来对(力F的)负荷变化产生反作用。弯曲时，底部簧片L2将比 顶部簧片Ll弯曲得更多；这意味着簧片L2的弯曲半径(deflection radius)将小于簧片L1的弯曲半径，这转而又意味着在两个簧片Ll和 L2之间将存在滑动。该滑动转而导致板簧组件的内摩擦，即滞后效应。
图4示出了横向负荷L对现有技术的板簧组件的影响。从图中可 以看出，顶部簧片Ll将经受横向弯曲，而底部簧片L2将保持笔直。 因为两个簧片只是在前弹簧锚固FS附近并通过螺栓组件B相互连接， 所以，底部簧片L2将最终与顶部簧片L1不共线，特别是在后弹簧锚 固RS附近，根据现有技术的簧片在此处未连接，这导致弹簧组件在横 向弯曲时获得较低的刚度。
在US-A-2 028299 (图8)中，示出了一种板簧隔离物，其部分解 决了簧片的横向弯曲的问题。然而，根据该专利的设计仍然存在着严 重的问题，即当板簧隔离物将横向力从顶部簧片传递至底部簧片时， 由于板簧支架"失衡"，g卩，通过板簧支架传递的力不能直接通过板簧支 架的中心，该板簧隔离物将经受扭转影响。现有技术中的板簧支架的 扭转可能导致簧片被挤压在翼中间，所述翼将横向力从一个簧片传递 至相邻的簧片；因此，内摩擦可能显著地增加。
发明内容
通过提供平衡的板簧支架，根据本发明的簧片支架可以解决这个 及其他的问题，其中所述平衡的板簧支架包括向下延伸的翼，所述翼 置于向上延伸的翼的两侧上。图5和6示出了根据现有技术的用于车辆的抛物线形板簧装置。 板簧装置可以包括两个或更多个簧片元件，优选为两个或三个簧片元 件。通常，抛物线形板簧装置包括具有基本相等长度的簧片元件。每 个簧片元件具有变化的厚度，在簧片元件的两端处材料的厚度相对较 薄，而在簧片元件的中间部处材料的厚度较大。这意味着，抛物线形 簧片装置不像常规的多板簧装置那样需要大量的簧片元件，所述常规 的多板簧装置具有大量不同长度的簧片元件。在这样的多板簧装置中， 每个簧片元件具有恒定的材料厚度，并且，所有簧片元件通常具有单 一且相同的材料厚度。
根据现有技术的抛物线形板簧装置的每个端部中具有弹簧夹箍， 以便防止簧片元件相对彼此的横向弯曲。这样的弹簧夹箍具有保持部 和螺栓，并且一般用铆钉连接至最下方的簧片，以使弹簧夹箍相对于 板簧装置的纵向延伸方向保持在所需的位置。当板簧装置受到横向负 荷时，在夹箍的上侧，可以将螺栓/螺母紧固，以便调节保持部并防止 簧片元件相对于彼此的移位。然而，铆钉被加上负荷，并且在不理想 的条件下这种横向力可以使其断裂。
因此，本发明的另一个目的是提供一种抛物线形板簧装置，在所 述装置中，防止了连接至车辆的簧片元件、通常是最上方的簧片元件 和相邻的簧片元件的相互移位，并且所述装置同时减少了与现有技术 的抛物线形板簧装置中使用的铆钉相关的问题。
通过使用根据权利要求7所述的抛物线形板簧装置实现了此目的。
通过使用根据本发明的如权利要求1所限定的簧片支架代替根据 现有技术的夹箍，支撑簧片的翼可以吸收所有的横向力。这意味着当 板簧装置受到横向力时，用于使簧片支架相对于板簧装置的纵向延伸 方向保持在所需位置的任何构件都可以保持空载。另外，与现有技术
5的夹箍相比，根据本发明的簧片支架实现了成本有效性。
在下文中，将参照附图对本发明进行说明，其中 图1是示出了根据本发明的板簧支架的透视图，
图2示出了图1中的板簧支架的侧视图，所述板簧支架安装在板 簧组件的两个簧片之间，
图3是现有技术的板簧组件的示意性侧视图，
图4是处在横向力的影响下的现有技术的板簧组件的示意性俯视
图，
图5是根据现有技术的抛物线形板簧装置的示意性侧视图， 图6是图5中的抛物线形板簧装置的一端的放大的透视剖面图， 其示出了通过铆钉连接至簧片元件的弹簧夹箍，
图7是根据本发明的抛物线形板簧装置的示意性侧视图，以及 图8是图7中的抛物线形板簧装置的端部的放大图。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的板簧支架100。该板簧支架100包括平 坦的基部110，两个向上延伸的侧翼120a、 120b，四个向下延伸的侧翼 130a、 130b、 130c、 130d，以及中心开口 140。向下延伸的翼130a和 130c、以及130b和130d之间的距离分别与向上延伸的翼120a、 120b 的宽度基本一致。优选地，板簧支架100由一块金属薄板制成，其被 冲压成所述的形状。可以理解，也可以通过其他方法来制造具有类似 形状的部件，例如，通过压铸或模制。
在图2中，板簧支架IOO被示出为定位在两个簧片150和160之 间。从图中可以看出，向上延伸的侧翼120a将支撑上部簧片150，向 下延伸的侧翼130a和130c将支撑底部簧片160。基部110的厚度将使 两个簧片150和160相互之间保持预定的最小距离。在簧片的任一个 上的突起(未示出)能够延伸到中心开口 140中并阻止板簧支架100沿着簧片的纵向方向移动。对本领域的技术人员来说显而易见的是，
侧翼120a和120b之间的距离等于或稍微大于簧片150或者簧片160 的宽度。对于侧翼130a和130b之间的距离以及130c和130d之间的距 离，也分别同样如此。
在使用中，在底部簧片160的自由端附近，将板簧支架100插入 在两个簧片150和160之间，其中侧翼120a、 130a和130c将支撑簧片 150和160的一侧，而侧翼120b、 130b和130d将支撑簧片的另一侧； 基部IIO被挤压在簧片之间。对本领域的技术人员来说显而易见的是， 侧翼120a和120b朝上或朝下并不重要，如在此所用的术语"向上延伸" 和"向下延伸"只是指图1所示的方向。
在一个优选实施例中，翼的宽度为使得翼120a的宽度基本上与翼 130a和130c加在一 起的宽度之和相等。翼之间可以有其他的尺寸关系， 但是优选地，翼120a的宽度大于翼130a或130c的宽度。翼130a和翼 130c的宽度基本上相等。
如现有技术部分所表明的，板簧的内摩擦会引起严重的问题，特 别是在降低车辆的乘座舒适性方面。内摩擦(也叫做滞后)的起因是 当弹簧工作，即簧片弯曲时的板簧组件的簧片之间的滑动运动。由于 基部110的厚度，板簧组件的簧片将被彼此隔开，因此，使用根据本 发明的板簧支架IOO，可以显著地降低内摩擦。这意味着设置有板簧支 架IOO的板簧组件的内摩擦将集中到基部110。为基部IIO提供橡胶涂 层或任何减少摩擦的涂层，例如碳粉树脂(例如在Teflon商标下出售 的)，能更好地减少摩擦。
然而，根据本发明的板簧支架100的最大好处是能够减少簧片150 和160之间的横向移动。如现有技术部分中所提及的，板簧组件的一 个好处是它们能够将来自悬挂车轮的横向力传递到车辆的底盘。但是， 在现有技术的板簧组件中，因为没有什么可阻止簧片之间的横向移动
7(参见图4 )，所以，将只有最上面的簧片把横向力传递到车辆的底盘。 这不仅意味着最上面的簧片将承受主要的力，而且意味着现有技术的 板簧组件的刚度将随着横向负荷的变化量而变化，因为现有技术的底 部簧片L2的自由端将不会靠着现有技术的顶部簧片Ll。
通过提供两个向上延伸的侧翼120a、 120b和四个向下延伸的侧翼 130a、 130b、 130c和130d，板簧支架100可阻止簧片之间的横向运动。 从图中可以看出，翼120a与翼130b和130d互相"平衡"，即当板簧支 架IOO在两个相邻簧片150、 160之间传递横向力时，基部110将不会 经受绕着延伸通过中心开口 140的虚构轴线的扭转运动，所述虚构轴 线垂直于基部110的表面。换句话说，从向上延伸的侧翼120a、 120b 的任一个传输的横向力将被传递通过基部110的中心，分别到达向下 延伸的侧翼130b、 130d和130a、 130c。
因为板簧支架防止底部簧片160最终与上部簧片150不共线，例 如图4所示的现有技术的板簧组件中所示出的，所以，在板簧组件的 簧片之间的横向力的传递减少了最上面簧片的横向弯曲，并且还允许 板簧组件即使在横向负荷下也保持其刚度。这两个因素显著地增加了 车辆稳定性和驾乘舒适性。
可以理解，板簧支架的主要功能是，通过提供沿着中心放置的翼
的相反方向延伸的两个相对的翼，两个相邻簧片之间的横向力得到"平 衡"，其中所述中心放置的翼沿着另一个方向延伸。通过在板簧支架100
的每一侧上提供沿着相反方向延伸的任意奇数个翼，可以获得同样的 效果。
图7和图8示出了根据本发明的用于车辆的抛物线形板簧装置 200。优选地，抛物线形板簧装置可以用于卡车的车轮悬挂中。抛物线 形板簧装置200包括两个或更多个弹簧元件201，优选为两个或三个簧 片元件。通常，抛物线形板簧装置包括具有基本相等长度的簧片元件。每个簧片元件具有变化的厚度，在簧片元件的两端202、 203处材料的 厚度相对较薄，而在簧片元件的中间部204处材料的厚度较大。如之 前在此参照图1和图2所描述的，抛物线形板簧装置200包括插入在 所述簧片元件之间的至少一个簧片支架100，所述簧片支架能够吸收横 向力。板簧支架100布置在板簧装置中的两个簧片元件之间，优选地 在连接至车辆(未示出)的最上方的簧片元件201a和相邻的下部簧片 元件201b之间。优选地， 一个这样的簧片支架100布置在板簧装置200 的每个端部。
如之前在此描述的，簧片支架可以设置有诸如用于容纳簧片元件 的突起的孔口的构件，以防止板簧支架沿纵向方向移位。通过提供具 有所述翼的簧片支架，当板簧装置受到横向力时，用于将簧片支架相 对于板簧装置的纵向延伸方向保持在所需位置上的这种构件可以基本 上保持空载。能够以如此方式设计簧片支架，即通过簧片支架的翼单 独吸收横向力。
应当理解，本发明不限于以上描述的和在附图中示出的实施例； 而是，本领域技术人员将意识到，在所附权利要求的范围内可以进行 多种变化和修改。
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权利要求
1. 板簧支架(100)，用于板簧组件中的两个簧片(150，160)的相互横向支撑并插入在所述两个簧片之间，所述支架(100)包括基部(110)，向上定向的侧翼(120a，120b)和向下定向的侧翼(130a、130b、130c、130d)相对于基部(110)的平面分别向上延伸和向下延伸，其中布置在基部的两个相对侧上的翼(120a，120b；130a，130b，130c，130d)之间的距离为使得簧片(150，160)装配在翼(120a，120b；130a，130b，130c，130d)之间，其特征在于在基部的所述两个相对侧的每一个上，向下延伸的翼(130a，130c；130b，130d)置于所述向上延伸的翼(120a，120b)的两侧。
2. 根据权利要求1所述的板簧支架(100)，其中基部(110)设 置有用于与在簧片(150,160)的任一个上的突起相接合的开口 (140)。
3. 根据权利要求1或2所述的板簧支架(100)，其中基部(110) 具有减少摩擦的涂层。
4. 根据权利要求1至3中的任意一项所述的板簧支架(100)，其 中所述弹簧支架由金属薄板制成。
5. 根据权利要求1至4中的任意一项所述的板簧支架(100)，其 中向上定向的翼(120a， 120b)的宽度基本上与置于它的两侧上的向下 定向的翼(130a， 130c; 130b， 130d)加在一起的宽度之和相等。
6. 根据权利要求1至4中的任意一项所述的板簧支架(100)，其 中向上定向的翼(120a， 120b)的宽度大于置于它的两侧上的向下定向 的翼(130a， 130c; 130b, 130d)加在一起的宽度之和。
7. —种抛物线形板簧装置(200)，其包括至少两个簧片元件(201) 和至少一个根据权利要求l所述的板簧支架(100)。
全文摘要
一种用于簧片(150，160)的相互横向支撑并且插入在板簧组件中的两个簧片(150，160)之间的板簧支架(100)，该板簧支架(100)包括基部(110)，侧翼(120a，120b；130a，130b，130c，130d)相对于基部(110)的平面从基部(110)向上(120a，20b)和向下(130a，130b，130c，130d)延伸。翼(120a，120b；130a，130b，130c，130d)之间的距离为使得簧片(150，160)装配在翼部(120a，120b；130a，130b，130c，130d)之间。向下延伸的翼(130a，130b，130c，130d)置于向上延伸的翼(120a，120b)的两侧上。
文档编号F16F1/20GK101449080SQ200780017943
公开日2009年6月3日 申请日期2007年5月16日 优先权日2006年5月18日
发明者罗尔夫·勒丁 申请人:沃尔沃拉斯特瓦格纳公司