用于薄壁輪軸的機械輪軸/懸掛彈簧座的制作方法
【專利說明】用于薄壁輪軸的機械輪軸/懸掛彈簧座
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有于2013年7月12日提交的美國臨時專利申請序列號N0.61/845，745 的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及的領(lǐng)域是用于車輛的機械輪軸/懸掛系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及的領(lǐng)域是用于重型車輛(例如，牽引車掛車或半掛車)的機械彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)，所述機械彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)在車輛運行期間定位車輛輪軸以及穩(wěn)定車輛。更特別地，本發(fā)明涉及用于機械彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)的彈簧座，所述彈簧座包括連續(xù)的窗口焊接部(windowwelds)并且能夠使用薄壁輪軸，從而節(jié)省了重量和成本。
【背景技術(shù)】
[0004]運輸貨物的重型車輛(例如，牽引車掛車或半掛車和直式卡車)包括懸掛組件，所述懸掛組件將車輛的輪軸連接至車輛的框架。在一些重型車輛中，懸掛組件直接連接至車輛的主框架。在其它重型車輛中，車輛的主框架支承子框架，并且懸掛組件直接連接至子框架。對于支承子框架的那些重型車輛而言，子框架可以是不可移動或可移動的，可移動的子框架通常被稱為滑動箱、滑動子框架、滑動底盤或輔助滑動框架。為簡便起見，在此將參考子框架進行說明，應(yīng)當(dāng)理解這種參考僅作為示例，并且本發(fā)明適用于重型車輛主框架、可移動的子框架和不可移動的子框架。
[0005]在重型車輛領(lǐng)域中，通常參考輪軸/懸掛系統(tǒng)進行說明，其通常包括一對橫向間隔開的懸掛組件以及輪軸，懸掛組件連接至車輛子框架。重型車輛的輪軸/懸掛系統(tǒng)用于定位或固定輪軸的位置以及穩(wěn)定車輛。更特別地，當(dāng)車輛在道路上行進時，車輛的車輪會遇到各種路面狀況，這向安裝有車輪的輪軸施加各種力，繼而向連接至輪軸并且支承輪軸的懸掛組件施加各種力。因此，這些力作用以在輪軸和懸掛組件上放置或形成負載。為了使在車輛運行時這些力和所形成的負載對車輛子框架和其它車輛部件、進而對車輛運載的任何貨物和/或乘客造成的不利影響最小化，設(shè)計了輪軸/懸掛系統(tǒng)以吸收或減少至少一些力和/或所形成的負載。
[0006]在本領(lǐng)域中已知的兩種常見類型的重型車輛是干貨貨車和冷藏車。干貨貨車包括附連的掛車以維持其貨物干燥，并且用于運輸各種不易腐爛的生活和工業(yè)商品。冷藏車包括具有冷藏系統(tǒng)的附連掛車，并且通常用于運輸易腐爛的商品。這種干貨貨車和冷藏車通常已經(jīng)采用了利用機械彈簧懸掛組件的輪軸/懸掛系統(tǒng)。這些機械彈簧懸掛組件通常包括橫向間隔開并且連接至輪軸的一對片簧組或堆。該對片簧組通常使用U形螺栓連接裝置而連接至輪軸，從而不損壞彈簧的完整性。每個片簧堆被設(shè)計成用以承載其相應(yīng)輪軸的額定豎直負載。通常，干貨貨車或冷藏車的掛車在掛車的后部處(即，前部輪軸/懸掛系統(tǒng)和后部輪軸/懸掛系統(tǒng))采用一個或多個機械彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)，所述一個或多個機械彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)是在本技術(shù)領(lǐng)域中共同被稱為掛車串列式輪軸/懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，掛車的前端由牽引車的分離輪軸/懸掛系統(tǒng)而支承。為簡便起見，在此處將參考彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)或機械輪軸/懸掛系統(tǒng)進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，這種參考涉及的是掛車串列式機械彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)。
[0007]應(yīng)當(dāng)理解的是，前部彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)和后部彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)的每一個包括基本上相同的一對的橫向間隔開且縱向地延伸的片簧組或堆，所述片簧組或堆中的每一個設(shè)置在車輛的駕駛員側(cè)和乘客側(cè)的相應(yīng)一個上。由于前部彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)或后部彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)的每個片簧組基本上彼此相同，本文將僅描述每個前部片簧組和后部片簧組中的一個。在現(xiàn)有技術(shù)中，彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)已經(jīng)采用夾持組件以將每個片簧組連接至輪軸。
[0008]更特別地，夾持組件包括設(shè)置在片簧的上表面上的頂部塊、在片簧的底部和輪軸上部部分之間延伸的與頂部塊對齊的頂部軸座、以及底部軸座，所述底部軸座是設(shè)置在輪軸的下部部分上的與頂部塊和頂部軸座對齊的彎曲板。夾持組件還包括一對U形螺栓，每個U形螺栓接合頂部塊并且延伸通過形成在底部軸座中的一對開口。這樣，當(dāng)螺母被固定至u形螺栓的端部時，頂部塊、片簧、頂部軸座、輪軸和底部軸座被剛性地夾持在一起。
[0009]頂部軸座和底部軸座每個均通過使用直線焊接部(line welds)而在其外側(cè)處剛性地連接至輪軸。直線焊接部是起始于一點處并且終止于分開點處的焊接部。直線焊接部的起始點和直線焊接部的終止點形成易受應(yīng)力影響的已知為應(yīng)力梯級的區(qū)域。結(jié)果，直線焊接部的起始點和終止點包括不合需要的應(yīng)力梯級區(qū)域。因而，當(dāng)部件被直線焊接至中空輪軸中心管時，在輪軸壁上形成了與每個焊接部終止點相鄰的區(qū)域，所述區(qū)域通常比非焊接區(qū)域以及采用其它類型焊接的區(qū)域更易于受到應(yīng)力的影響。
[0010]結(jié)果，當(dāng)力和所形成的負載作用在輪軸上時，沿著輪軸中心管的直線焊接部區(qū)域在承受這種力和/或負載時通常比非焊接區(qū)域更易于出現(xiàn)故障。為了補償對于由直線焊接部引起的應(yīng)力的增大的易受影響性，輪軸的壁厚通常也增大，這不合需要地增加了制備輪軸所使用的材料量，并且也不合需要地增加了輪軸的重量。
[0011]結(jié)果，在本技術(shù)領(lǐng)域中需要一種通過減少與將彈簧座直線焊接至輪軸相關(guān)的應(yīng)力梯級而克服現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的缺點的彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)，由此允許使用薄壁輪軸以及降低系統(tǒng)的重量和成本。用于本發(fā)明的薄壁輪軸的機械輪軸/懸掛彈簧座滿足了這種需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種用于機械輪軸/懸掛系統(tǒng)的彈簧座，所述彈簧座消除了使用現(xiàn)有技術(shù)的直線焊接部，由此減少了應(yīng)力梯級。
[0013]本發(fā)明的另一目的是提供一種用于機械輪軸/懸掛系統(tǒng)的彈簧座，所述彈簧座允許使用薄壁輪軸，由此有利于減少機械輪軸/懸掛系統(tǒng)的重量和生產(chǎn)成本。
[0014]通過用于機械彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)的彈簧座而實現(xiàn)了這些目的和優(yōu)點。所述彈簧座將輪軸/懸掛系統(tǒng)的機械彈簧固定至輪軸/懸掛系統(tǒng)的輪軸。彈簧座包括被構(gòu)造成用以擱置在輪軸上的主體，并且所述主體在設(shè)置于輪軸上時形成至少一個窗口。主體通過形成在窗口中的連續(xù)焊接部而剛性地附接至輪軸，并且彈簧座在主體和輪軸之間不具有直線焊接部Ο
【附圖說明】
[0015]本發(fā)明的說明了最優(yōu)方式的優(yōu)選實施例在以下說明書中得以闡明并且在附圖中得以示出，而且在隨附權(quán)利要求中得以特別且清晰地指出和闡明，在所述優(yōu)選實施例中申請人已經(jīng)構(gòu)想了應(yīng)用本原理。
[0016]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的掛車串列式機械彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)的駕駛員側(cè)的前頂部透視圖，其示出為處于上懸構(gòu)造中并且通過使用第一現(xiàn)有技術(shù)彈簧座而安裝至車輛子框架；
[0017]圖2是使用第二現(xiàn)有技術(shù)彈簧座的現(xiàn)有技術(shù)夾持組件的頂部透視圖，其示出為連接至輪軸；
[0018]圖3是圖2中所示的夾持組件和輪軸的底部透視圖；
[0019]圖4是本發(fā)明的附接至輪軸的第一實施例機械輪軸/懸掛彈簧座的頂部透視圖，其示出為處于上懸彈簧輪軸/懸掛系統(tǒng)構(gòu)造中；
[0020]圖5是圖4中所示的彈簧座的底部透視圖；
[0021]圖6是圖4中所示的從輪軸上移出的彈簧座的駕駛員側(cè)的放大頂部透視圖；
[0022]圖7是圖4中所示的彈簧座的乘客側(cè)的放大底部透視圖；
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