CN108778786A - 车桥/悬架系统 - Google Patents

Abstract

一种车桥/悬架系统(1)，其具有通过枢接到框架吊架(3)的一对刚性纵向梁(4)从车辆的框架被支撑的车桥(5)。空气弹簧(7)和减震器(8)连接在所述刚性梁(4)与上方的框架之间以控制悬架移动。所述车桥/悬架系统具体适合作为牵引式拖车的牵引机上的中间提升车桥。特有特征是每个吊架(3)与梁(4)之间的枢转连接件(21)，所述枢转连接件穿过弹性衬套(6)，所述弹性衬套具有至少为10：1的柔性比例，所述柔性比例为纵向弹簧刚度与垂直弹簧刚度的比例。

Description

车桥/悬架系统

技术领域

本发明涉及车桥/悬架系统和悬架组件，并且具体地涉及用于例如卡车和牵引式拖车(半拖车、铰接式卡车)的重型车辆的此类系统和组件。本发明的应用具体地被设想为非驱动车桥，更具体地被设想为可能承载或可能不承载可转向轮的提升车桥。设想用于本发明的一种具体实现方式是卡车或牵引机单元(与拖车不同)的提升车桥，所述卡车或牵引机单元还具有单独的转向车桥和/或驱动车桥。然而，本发明可以应用于多种车桥类型：驱动和非驱动、可转向和不可转向、提升或非提升。

背景技术

纵臂式和导臂式车桥/悬架系统在重型卡车和牵引式拖车行业中普遍存在，并且已在许多地区取代了板簧悬架。刚性梁形式的纵臂和导臂与作用在梁或车桥与车辆框架之间的独立弹簧(通常是空气弹簧(“空气”悬架))结合使用。梁的一个端部通过枢转连接件(通常经由从框架悬垂的固定的框架吊架(hanger)和枢转部处的弹性衬套)连接到框架。取决于梁和车桥的结构，梁的另一个端部通常通过夹紧、焊接、螺栓连接或其某种组合固定到车桥。空气弹簧可以安装在梁或车桥上的空气弹簧座或安装件上。在非驱动(定)车桥的情况下，可以设置提升机构以在不需要支承轴承时升高车桥，从而减少轮胎磨损并改善转向和操作。车桥/悬架系统可以包括或承载用于制动车桥上的车轮的制动系统。

利用刚性地固定到刚性车桥的简单枢转的刚性梁，稳定性和牵引力在转弯时和在不平坦的表面上都会受到损坏。这对于拖车是可接受的，但对于针对车桥端部为了安全和操作而需要独立的竖向柔性的转向单元来说则是不可接受的。因此这些系统通常使用柔性弹簧片或弹性梁而不是刚性梁。或者，已知使用一组上下控制连杆，其中一系列柔性衬套连接的枢转部(flexibly bushed pivot)提供必要的独立弯曲度，但是这些系统是复杂且庞大的。

非驱动式牵引机车桥(中间提升车桥)的最近示例如图1和图2所示，其对应于WO2012/044802中的公开内容。由于本发明对于中间提升车桥组件是有用的，所以现在描述该现有技术。图1是示出具有提升机构、空气弹簧和减震器的车桥/悬架系统的前部透视图。图2是省略提升机构、空气弹簧和减震器并且示出弹性梁和车桥之间的连接的局部底部透视图。中间提升车桥/悬架系统310是一种非常成熟的普通类型，其将被安装在牵引机的驱动车桥前方。所述中间提升车桥/悬架系统包括横向的刚性非驱动车桥332和镜像的悬架组件314对，每个悬架组件314具有待螺栓连接到相应的纵向框架构件的吊架316以及后部纵向弹性梁318，所述后部纵向弹性梁318具有枢接到吊架316的前端部320以及在车桥/弹簧连接结构305处固定到车桥332的后端部326。

每个弹性梁318的前端部320均具有保持枢转衬套322的孔，所述枢转部衬套322具有延伸穿过橡胶圆筒体并被接收在吊架316的安装孔中的常规跨式安装中心销(在图1中示出为拆卸下)。

弹性梁318的后端部326通过弹簧座372和连接器套筒331固定到车桥332，所述弹簧座372具有上座部分和下座部分370、371，所述连接器套筒331通过U形螺栓376和焊接部375连结到弹簧座372。顶部弹簧座零件370还提供用于减震器382和空气弹簧324的下部安装件384、380，所述下部安装件的顶部端部固定到上方的底盘框架。

车桥332具有在弹性梁318之间延伸的直的管状本体和位于每个端部处的承载车桥的主轴的升高的延伸部分或鹅颈管。气动提升机构381在每一侧通过吊架316安装到框架，并且运行以经由从其突出的提升臂379来升高车桥。在车桥和/或梁和弹簧座组件上还可以承载制动系统：示出这种制动系统的转矩板307。

图2还示出WO2012/044802中新提出的车桥/梁连接结构的特征，其中，代替直接螺栓连接或焊接到车桥本体332，金属连接器套筒331围绕车桥332适配，并且一系列周向凹陷部306通过压接或模锻工艺同时形成在套筒和车桥两者中，从而形成牢固且刚性的互锁连接结构。

这种布置运作良好；弹性梁318提供在中间提升车桥中良好操作和牵引所需的柔性，并且压接连接结构减轻重量。

因为商用车辆的价值取决于载荷承载能力，所以车桥/悬架系统总是期望减轻重量并且同时维持有效性。近来对安全和排放控制系统增加的要求也增加了重量，从而进一步降低了载荷承载能力，并且使得更加重视重型车辆的车身、框架和悬架的重量减轻。

发明内容

本发明人已经意识到，具有固定到刚性车桥的刚性梁的悬架可以具有更好的性能，如果在梁与其到框架的安装件之间提供特殊类型的联接的话甚至包括用于操作和转向需求的令人满意的性能。这个方案首先会提供有用的替代结构，并且其次提出了减轻重量的方法，因为刚性梁可以用相对较轻的装配式结构制成。

本发明提供一种用于重型车辆的车桥/悬架系统，所述重型车辆具有车辆框架，所述车辆框架具有对应于所述车辆的行驶方向的纵向轴线，所述系统包括：

车桥，所述车桥横向延伸，并且具有第一端部和第二端部；

悬架组件，所述悬架组件位于所述车桥的每个端部处以支撑所述车桥，每个悬架组件包括：

框架安装件(例如框架吊架)，所述框架安装件固定地附接到或用于固定地附接到车辆框架；

刚性纵向悬架梁，所述刚性纵向悬架梁在车桥/梁连接结构处固定地连接到所述车桥，并且通过弹性衬套可枢转地连接到所述框架安装件，以便将所述车桥连接到所述框架安装件；

所述弹性衬套的纵向刚度(弹簧刚度)与竖向刚度(弹簧刚度)的比例为至少10：1、期望为至少15：1、特别地为至少20：1、优选地为至少25：1并且更优选地为至少30：1。通常该比例不超过75：1。

弹性衬套通常将具有如下结构，所述结构包括内部安装单元、外部安装件和弹性弹簧填充部分，所述内部安装单元连接到梁和框架安装件中的一个或包括在梁和框架安装件中的一个中，所述外部安装件连接到梁和框架安装件中的另一个或包括在梁和框架安装件中的另一个中，所述弹性弹簧填充部分通常包括一个或多个弹性体元件，所述弹性体元件在内部安装单元与外部安装件之间延伸并且用于在相对于衬套轴线的所有径向方向上提供所述内部安装单元和所述外部安装件之间的弹性移动，所述方向包括沿着刚性梁的在枢转部与车桥之间的长度的纵向方向的方向以及对应于梁相对于车辆框架上下枢转的移动的竖向方向(垂直于纵向方向)的方向。当然，竖向方向可能不完全竖向，这取决于悬架的几何形状和瞬时位置，并且可以替代地定义为与衬套的最大径向刚度的方向相垂直的径向方向。因此，系统中的衬套可以依照相互垂直并且垂直于衬套的轴线的最大和最小刚度或弹簧刚度(最小和最大柔性)的方向进行描述，并且可以表现出以上指出的刚度/弹簧刚度比例，或者可替代地参考车桥/悬架系统中的水平和竖向方向，或者参考梁的纵向方向和垂直于所述纵向方向的方向进行描述。

优选地，衬套的内部安装单元固定到框架安装件，并且外部安装件固定到梁。梁可以具有开口，所述开口接收衬套并且接合衬套的外部安装件，所述外部安装件通常是围绕弹性填充部分的壳体或外壳，尽管在一些情况下，弹性体元件可以直接接合周围的安装件/梁的开口。内部安装单元可以包括用于跨式安装的轴向突出销、用于贯穿式螺栓连接的开放管或任何其他合适的安装形式。

本领域的技术人员将会理解，这种高的刚度比在用于重型车辆的悬架衬套中是前所未有的。然而，这种衬套可以使用衬套制造的已知技术和原理(例如，根据下面给出的具体方案)容易地生产。

期望的是，在弹性衬套轴线处可用的竖向相对移动(竖向柔性或行程)的极限为至少15mm，优选地为至少20mm。期望的是，在休止、静止或中心位置的上方和下方均能够具有这种范围的竖向相对移动(即至少±12mm，优选地至少±15mm，更优选地至少±20mm)。例如取决于衬套处的静态竖向载荷，一个竖向方向上的柔性和位移范围不一定与另一个竖向方向上的柔性和位移范围相同，但通常这种静态竖向载荷很小或可忽略不计，并且导致很少或没有相对竖向位移。

为了维持如常规系统中的车桥的位置稳定性，可用的纵向(基本上水平的、最大刚度)位移或柔性期望地不大于±10mm，优选地不大于±7mm，更优选地不大于±5mm。

通常，纵向/水平/最大弹簧刚度(stiffness rate)至少为30,000N/mm，更优选地为至少40,000N/mm。通常其不超过60,000N/mm，更优选地不超过50,000N/mm。通常，竖向/最小弹簧刚度不超过2,000N/mm，更优选地不超过1,500N/mm。通常竖向/最小弹簧刚度为至少500N/mm，更优选地为至少700N/mm。

本领域的技术人员将理解，在枢转部处的弹性连接中，这种非常高的纵向刚度与竖向刚度的比例实现了足够的竖向柔性以使得能够在拐弯处附近和不平坦表面上行驶时悬架铰接，使得转向和操作可以是令人满意的并且尽管使用刚性梁也不会受到不利影响。

刚性梁优选地具有装配式构造，即至少梁的本体由一个或多个片状或板状金属元件形成或组装而不是铸造或锻造为整块的本体，尽管后者也是一种选择。这实现了显著的重量和成本降低，包括相对于弹性梁(其必须厚且重以提供足够的弯曲强度来承载车辆重量)的重量减轻。梁或至少其主体期望地具有相对的间隔开的侧壁，例如敞开的通道或箱形区段。片状的间隔开的侧壁可以形成有凹部或通孔，所述凹部或通孔对应于车桥的外部并且接收所述车桥的外部。刚性的车桥/梁连接结构随后可以通过梁的壁的边缘与车桥的接合或与层状或套筒状车桥连接器元件(例如围绕车桥适配的连接器套筒)的接合而牢固地形成，从而避免重的实心夹紧组件。这种连接器套筒可以通过套筒和车桥的互补的凹口(期望地向内、期望的为多个、期望地成围绕套筒和车桥周向分布的阵列)连接到车桥。优选地，这些凹口同时形成在套筒和车桥中，其中套筒围绕车桥适配，例如，如WO2012/044802中所述。期望的是，车桥/梁连接结构不包括到车桥上的任何焊接。所提到的套筒或其他层状连接器可以通过例如围绕形成在梁中(例如形成在梁的一个或多个侧壁或竖向壁中)的相匹配(conforming)的凹部进行焊接而连接到梁。

可以使用其他形式的刚性车桥/梁的连接结构，然而，包括使用任何支座、夹具、螺栓等中的任一个的已知的连接结构。

车桥可以至少在梁连接到的车桥本体部分处为中空管状或装配式车桥。车桥的端部可以具有支承车桥的主轴的互补构造。车桥的端部可以具有鹅颈管或其他偏置构造，由此车桥的主轴的轴线位于车桥的本体的轴线上方。

车桥可以承载用于其车轮的制动系统。

优选地，所述系统是空气悬架系统，所述空气悬架系统包括连接在下方的梁和/或车桥与上方的车辆框架之间的至少一个空气弹簧。在系统的每一侧处可以存在相应的空气弹簧，期望的是在相应的梁上具有下部的空气弹簧安装件。这种空气弹簧安装件可以在车桥/梁连接结构附近或后方制造在上方的梁的上侧部上。

车桥/悬架系统可以是提升车桥系统，所述提升车桥系统包括用于通过梁的向上枢转而相对于车辆框架提升车桥的提升机构。系统的两侧处可能存在相应的辅助提升机构。所述提升机构或每个提升机构可以包括通常可通过延伸来操作的致动元件(例如气动或液压元件或预压缩弹簧)和驱动抵接件，所述致动元件作用固定的安装件之间，所述固定的安装件例如通过吊架固定到框架上或相对于所述框架固定，所述吊架提供了所述框架安装到梁，所述驱动抵接部在车桥或梁的远侧位置处固定到车桥或梁(即与枢转部间隔开，例如邻近车桥)。

一个或多个减震器(阻尼器)可以包括在悬架系统中(例如在每个悬架组件中)，下部减震器支撑件可以设置在梁的顶部上。上部减震器支撑件可以分离地设置到上方的车辆框架，或者集成到例如吊架的框架安装元件中，所述吊架还承载用于梁的枢转连接件。

车桥通常是非转向车桥，但是本发明也适用于转向车桥。

现在讨论在梁到框架安装件的枢转安装部处的弹性衬套的优选构造。众所周知，通过衬套的内部安装件与外部安装件之间的弹性体填充结构中的上部空隙和下部空隙，可以提供较高的纵向弹簧刚度与较低的竖向弹簧刚度之间的柔性比例。此类空隙在本文所用的弹性衬套中是优选的。因此，衬套可以包括在内部安装件与外部安装件之间牢固地延伸的前部弹性元件和后部弹性元件，以通过上方和下方的空隙提供纵向刚度，其中竖向刚度主要由前部元件和后部元件的竖向切力引起。

我们的WO1998/009094公开了具有上部空隙和下部空隙的拖车悬架梁衬套，所述上部空隙和下部空隙在短的位移范围内提供小于纵向弹簧刚度的竖向弹簧刚度；实际上，这些建议的商业实施例中，弹簧刚度比例已经约为2.5。

在高柔性/刚度比例并且尤其是例如本文提出的柔性/刚度比例下，通常期望避免柔性或弹性元件中的过度应变。为此可以使用一系列方法中的任一种，所述方法具体包括衬套领域中已知的方法。一种合适的方法是通过使一个或多个刚性元件(例如，金属元件)插入到提供弹性柔性的弹性体部分中。这将弹性体部分分成径向延伸的一系列的两个或更多个子元件，从而控制移动，以使得应变分布在子元件之间并避免局部撕裂。设置这种金属插入件在本领域中是已知的。在本方案中，优选地前部弹性体元件和后部弹性体元件中的每一个具有两个或更多个金属插入件。众所周知，这些插入件期望地是板状，通常例如由于接触时的固化/硫化而紧密结合到弹性体。所述插入件可以具有向内凹或向外凸的形式以与衬套的轴向几何形状互补。

期望的是，内部安装单元是或包括具有向外凸的前面部和后面部(例如向外成角的子面部)的固体(例如金属体)，以促进前部弹性体元件和后部弹性体元件的均匀压缩。再次，这是本身已知的特征。如上所讨论，内部安装单元的前面部/后面部的形状可以与金属插入件的形状相匹配。

上部空隙和下部空隙可以基本上或完全延伸到外部安装件和/或基本上或完全延伸到内部安装单元，以沿竖向方向最大化用于低弹力(高柔性)相对移动的空间。然而，优选地，弹性缓冲器设置在内部安装单元的上面部和下面部上、和/或外部安装件的顶部的向内的面部和底部的向内的面部上，以避免如果这些安装件相对位移到其竖向极限时的损坏。此类缓冲器可以为弹性体(例如，如在衬套中某处存在的弹性体)或其他塑性材料。衬套的弹性体零件可以彼此分开地形成或一起形成，例如集成为单件整体，例如如本领域所公知的在与金属衬套元件接触的固化或硫化的单个过程中形成。期望的是，例如在如上所述的缓冲器处的任何抵接接触之前，内部衬套安装部件和外部衬套安装部件可以移动通过其最大竖向相对移动的至少50％、更优选地至少60％或至少70％。在这种接触之后的进一步位移可以通过压缩一个或多个缓冲器来实现。可能存在弹簧刚度的增加(例如逐渐增加)以用于进一步位移超过接触。

除了提供竖向柔性之外，梁的衬套(正如例如在拖车悬架中的已知梁的衬套)需要适应(accommodate)与梁的枢转相对应的移动，通常所述移动导致衬套中的弹性扭转。如上所述，在前部弹性体元件和后部弹性体元件由大的上部空隙和下部空隙分隔开的情况下，可以适应这种移动。或者，可以设置附加装置以适应具有或不具有弹性的扭转移动。根据本方案中的一个优选实施例，这通过在内部安装单元中提供内部衬套来实现。因此，该单元可以包括具有内部腔体的外部件或块，所述内部腔体在衬套的轴向方向上延伸并且容纳弹性体元件(例如可以没有空隙的圆柱形弹性体元件)以及刚性中心安装零件(例如延伸穿过该弹性体元件的管或销)。当存在内部安装单元的中心安装零件与环绕件的相对旋转时，内部衬套提供内部弹性体元件的扭转变形，从而将扭转弹簧性能的一部分与提供用于横向于轴线的位移的整体特性的周向高度不连续的弹簧元件解耦。

因此，在本发明中使用的一种合适形式的衬套包括外部安装件、内部安装单元、前部弹性体元件和后部弹性体元件、顶部保护缓冲器和底部保护缓冲器、以及金属插入件元件，所述内部安装单元与外部安装件间隔开地定位在外部安装件内，所述前部弹性体元件和后部弹性体元件在前部位置和后部位置处连接在外部安装件与内部支架单元之间，从而限定基本上分离前部弹性体元件和后部弹性体元件的顶部空隙和底部空隙，所述顶部保护缓冲器和底部保护缓冲器面向顶部空隙和底部空隙以防止内部安装单元与外部安装件之间在最大竖向相对位移时的直接刚性接触、所述金属插入件元件分隔前部弹性体元件和后部弹性体元件以限制其中的局部应变。

内部安装单元限定内部腔体，所述内部腔体容纳弹性体元件和弹性体元件内的刚性中心安装零件(在所述刚性中心安装零件处，衬套固定到相关的外部部件(例如悬架的框架安装件))。

该枢转衬套的特征可以是高度定向的。因此，优选的是在外部安装件上设置一个或多个周向定位的抵接特征，以与外部安装件固定到其的悬架组件部件上(在梁或框架安装件中，通常为梁)的对应的周向定位的抵接特征机械接合，以将衬套保持在相对于该悬架组件部件的预先确定的旋转对准位置处。替代方案是将衬套制成非圆形并且适配在悬架组件部件的对应的非圆形凹部或安装件中，以防止衬套失准。

通常，衬套的弹性体元件需要大量的径向预压缩以避免操作中的任何张力。众所周知，这通过提供自由(初始形成的、未压缩的)的衬套的作为两个或更多个分开的间隔开的零件的外壳或壳体(外部安装件)来实现，所述间隔开的零件在衬套被压缩到其操作状态时被推动到一起以例如形成连续的管状形式。因此，具有前部弹性体元件和后部弹性体元件或其他弹性体元件的衬套的上述优选形式可以具有附接到所述弹性体原件的分开的、例如前部外壳和后部外壳(外部安装件)零件。由于对大的竖向柔性的要求意味着当前衬套的大小可能相当大，因此本文的其他优选方案是提供这些外部安装件或外壳零件的互锁特征，这些外部安装件或外壳零件在衬套的安装位置/状况下周向重叠或互锁。一个外壳零件可以具有延伸到另一个外壳零件的对应凹部或一系列凹部中的突起或一系列突起。这防止了衬套的零件相对于彼此轴向移动，例如防止衬套可能“走”出其安装件。

用于衬套的优选安装件是金属管，所述金属管优选地包括在或固定在刚性梁的枢转端部处，优选通过焊接进行固定。

附图说明

现在参考附图通过示例描述本方案的实施例，其中：

图1和图2示出现有技术的结构并且已经进行了描述；

图3是从前方观察的示出具现本发明的纵臂车桥/悬架系统的透视图；

图4是示出系统的车桥和梁的对应视图；

图5是示出梁的细节的透视图。

图6是用于系统的衬套的第一实施例的透视图；

图7是具有不同的内部安装固定的衬套的第二实施例的透视图；

图8是具有外壳互锁特征件的衬套的第三实施例的透视图；

图9(a)和(b)是衬套安装管和具有抗旋转特征件的衬套的第四实施例的透视图，并且图9(c)示出组装好的衬套安装管和衬套；

图10是处于其静止位置处的第一实施例的衬套的视(轴向)图；

图11(a)和图11(b)示出与梁端部的最低位置和最高位置相对应的图10的衬套的位置；

图12是示出车桥/梁连接结构的一部分的车桥的剖视图，并且

图13是车桥/悬架系统的前视图，示出系统在不平坦表面上的铰接(articulation)和柔性。

具体实施方式

参考图3至图5，用于牵引式拖车的牵引机上的中间提升车桥的车桥/悬架系统1包括车桥5和位于车桥5的每个端部处的悬架组件2，通过所述悬架组件2，车桥相对于沿着车辆的每一侧延伸的纵向框架构件(未示出，可以是常规的)被支撑。每个悬架组件2包括刚性梁4(在该示例中为牵引梁，尽管其在其他实施例中可以是引导梁)，所述刚性梁4在其前端部41处通过枢转连接件21连接到固定到相应的框架构件的框架吊架3的底端部。梁4在其后端部42处固定到车桥5。

吊架3从固定板31悬垂，所述固定板31以公知的方式栓接到框架，并在其底端部处设置具有一对间隔开的成对的(cheek)凸缘321的枢转安装件32。

梁4(具体参见图4和图5)是由钢板制成的刚性的装配式结构，所述梁4具有带有相对的侧板431、顶部版432和底部板的箱形区段。圆筒形衬套安装管44通过焊接到侧板431的端部处的圆孔中而固定在梁的前端部(枢转端部)41处，其中其轴线水平。在梁的后端部(车桥端部)42处，侧板431具有圆形开口46，所述圆形开口46接收车桥的本体管并且固定到所述本体管，如稍后所述。

车桥5是装配式中空构造，其具有主圆筒形本体管51和鹅颈管或曲柄部分52，所述鹅颈管或曲柄部分52附接在每个端部处并且承载主轴安装管53，用于车轮57的主轴54固定在所述主轴安装管53中。在中间提升车桥中，这种鹅颈管或拱起件(drop)提供例如用于传输部件的空隙。在其他车桥(例如后支重车桥)中可能不需要，并且车桥可以是直的。在该实施例中，车桥/悬架系统1还并入用于车轮57的制动系统：细节可以是已知的，并且图4示出其转矩板55；可以使用其他类型的制动器。本文通常优选并且本实施例的另一个特征是，曲柄或拱起部分52包括套筒521，所述套筒521围绕车桥的端部适配，并且借助于围绕套筒和车桥周向分布的套筒和车桥的一组互补的向内凹口固定到所述车桥的端部。这些凹口同时形成在套筒和车桥中，其中套筒围绕车桥适配，例如，如WO2012/044802中所述。理想的是，该车桥/曲柄连接结构不包括到车桥上的任何焊接。

根据上面提到的WO2012/044802的方案，车桥/梁连接结构25在没有任何直接焊接或螺栓连接到车桥管51的情况下形成。如图4和图12所示，金属连接器套筒58在待连接的区域处紧密地围绕车桥管51适配，并且通过压缩机械压接或模锻装置(使管同时凹入)围绕这些管形成一系列周向间隔开的凹口582、583而形成压接(crimped)接合部580，如图12所示。连接套管的凹口582的塑性变形大于位于其内的车桥管的凹口583的塑性变形，以使得它们随后被压在一起，从而产生高强度和刚度。连接套筒58的外表面随后围绕梁中的圆形车桥孔46焊接，以将车桥刚性地固定到梁。因为车桥管51不受直接焊接的热影响，所以其不经受强度降低，并且可以使用比通常的焊接连接结构更轻(lighter section)的车桥管51；这可以减轻整体重量。

在本构造中，车桥的本体管51相对于车轮的主轴54的低轴线提供用于车辆下方的结构的额外间隙，具体地用于提升车桥。

在梁的后端部42处，沿着每个梁侧板431的顶部设置有具有合适的紧固件开口的空气弹簧安装点437。装配式空气弹簧安装平台47(图3)安装在空气弹簧安装点437上，并且支撑空气弹簧7的底部板71，所述空气弹簧7的顶部板72连接到顶部安装支架73以用于固定到上方的车辆框架构件。此类空气弹簧的性质和作用是众所周知的，并且不需要进一步解释。空气弹簧相对于车桥和梁的位置可以根据技术背景和技能知识而变化，例如，空气弹簧可以在梁的端部的延伸部分上或从梁的端部安装在车桥之后(超出车桥)。

每个梁4可以被认为具有梁本体43，所述梁本体43在上述的枢转端部和车桥端部的紧固特征之间延伸并具有所提及的箱形区段。在本实施例中，梁本体43的中间部分提供也具有合适的紧固件开口的安装点438，所述安装点438用于独立的装配式安装部件48，所述安装部件48为减震器(阻尼器)8提供较低的安装位置，所述减震器8的上端部安装到作为吊架3的一部分设置的上部安装件38，尽管所述上端部可以替代地直接固定到车辆框架。梁上的装配式安装部件48还具有整体式的向内的臂488，所述臂488构成用于车桥提升机构9的上部反作用点(reaction point)。提升机构9包括可延伸的提升致动器91(例如气动致动器)，所述提升致动器91可操作以相对于下方的固定的提升安装支座39(从吊架3的底部突出)向上推动上方的部件48的臂488。在悬架任一侧上的提升致动器91的受控的延伸将车桥5朝向框架提升，同时在吊架-梁连接件21处枢转，从而如众所周知的那样将车轮57提升离开道路且不接触道路。支撑横撑35刚性地连接在两个吊架3的底端部之间以稳定结构。该横撑运行以直接对车辆转弯过程中产生的横向载荷作出反应，并且减小传入上方的车辆框架中的扭转载荷。

所描述的构造在很大程度上依赖于装配式部件，所述部件由原料板和管元件通过成型和连结制成，并且重量可能较轻。

随后，描述每个吊架3与梁4之间的特有枢转连接件21。衬套6(在图4中大体上示出，在图6中更详细地示出，并且在图10和图11中示意性地运行)固定在每根梁4的前端部处的衬套安装管44中。衬套6的具体功能是在悬架系统1的任一侧处提供基本上独立的竖向柔性，以使得车桥/梁组件4、5的刚度在转弯或越过不平坦的地面时不会破坏牵引机的转向和操作。为此，与稳定性和操作所需的常规的受限的纵向柔性相结合，衬套6提供非常大且柔和的竖向柔性。

衬套6的主要功能元件是呈圆筒形外壳或壳体63形式的外部安装件、呈大体棱柱形金属块或件611形式的内部安装单元61、和弹性体填充物64，所述内部安装单元61在外部壳体63内轴向延伸，所述弹性体填充物64支撑与外部壳体63同轴的内部安装单元61。外部壳体63可以由钢制成。填充物的弹性体元件可以以在本文中不需要描述的已知方式通过模制和固化到金属元件上来形成和结合。

衬套提供非常大的竖向位移，例如，约±25mm，并且直径可以通常介于130mm到180mm之间。低竖向刚度与高纵向刚度的组合通过前部弹性体元件和后部弹性体元件641与上部空隙和下部空隙66、67来实现，所述前部弹性体元件和后部弹性体元件641基本上限制到内部安装单元的块611前方和后方中的区域，所述上部空隙和下部空隙66、67基本限定在内部安装单元61与外部壳体63的顶部区域和底部区域之间。内部安装块611的顶面和底面612中的每一个上的仅小的弹性体缓冲件65将内部安装块和外部壳体分隔开。图11(a)、(b)示出衬套6的竖向位移模式，示出前部弹性体元件和后部弹性体元件641(仅需要提供常规的有限的纵向位移(例如，约±3至4mm)，所述纵向位移将不需要大的径向尺寸)如何径向范围必须很大，以便能够充分剪切从而允许大的竖向位移。根据已知的原理，为了分布和限制这些元件中的应变，设置一组金属插入件643以将每个元件分隔成弹性体子层642。因此，当衬套到达如图11(a)和(b)所示的竖向位移的极限时，每个弹性体层642中的应变通过被分成子层和附着到金属插入件643而受到限制和控制，从而实现大的剪切变形而没有损坏。

内部安装单元61的金属块611具有凸形侧面613(在本实施例中设置为一对成角度的平面)，用于有效地压缩弹性体，从而在纵向位移上提供高的弹簧刚度。金属插入件643具有对应的成角度或弯曲形式以与该形状互补。

根据已知的原理，通过提供作为结合在相应的弹性体元件641上的一对壳体零件631的外部壳体63，衬套6在弹性体填充物64的预压缩状态下进行安装。当安装时，壳体零件631形成圆筒形壳体63，其中在所述壳体零件的边缘相交处具有接合线632。

本实施例的特定特征是在内部安装单元61本身内设置内部衬套69。具体地，内部单元的主金属块611具有中心轴向圆筒形通孔615，所述中心轴向圆筒形通孔615由具有圆筒形本体的刚性金属中心安装件617并由内部弹性体填充物616占据，所述内部弹性体填充物616围绕中心安装件617并将中心安装件617支撑在中心孔中以用于中心安装件617与块611之间的弹性径向和相对旋转移动的程度。在本实施例中，中心安装件是管617，例如用于贯穿式螺栓安装。图7示出替代方案，其中中心安装件是具有用于跨式安装的突出端部的杆销618。内部弹性体填充物616结合到相邻的金属部件以提供弹性抗扭强度。所述内部衬套是简单的圆筒形套筒，在各个方向上提供均匀的小的径向柔性。通过主弹性体元件641的弯曲使得衬套对梁4的(通常较小)角移动的扭转响应在一定程度上与衬套对内部单元61相对于外部套筒63的竖向移动的弹性响应解耦(uncoupling)。

图8示出改进方案，其中壳体零件631的端部具有互锁特征(在这种情况下，一个零件上的单个突起635与另一个零件上的单个凹部636互补)，以便防止可能导致衬套“走出”其安装管44的相对轴向移动。应理解，各种不同的壳体构造可以用来实现这个优点。

图9示出用于使衬套6在其安装中旋转对准并防止其旋转的可选改进方案，这是考虑到其竖向和水平刚度之间的差别既大又重要，并且衬套必须相对于系统和地面正确地取向。存在确保这一点的多种方法。在所示的实施例中，衬套的壳体63形成有可径向位移的弹簧齿639，所述弹簧齿639具有向外的突起638。当衬套被组装和安装时，所述突起638能够选择性地接合在安装管44的壁中的对应的槽446中。

例如，在示例的衬套中，纵向弹簧刚度可以从40,000到50,000N/mm，并且竖向弹簧刚度可以从700到1400N/mm。纵向刚度与竖向刚度(弹簧刚度)的比例可以是例如约为35：1，并且这被发现为中间提升车桥赋予了良好的柔性和行驶性能。其他的比例和弹簧刚度可以根据车辆的种类、预期的车桥载荷等来使用。

图11示出运行中的车桥/悬架系统，其中车轮57在不平坦地形X上移动，并且车桥5中产生的倾斜通过图的左侧上的枢转连接衬套6的大致竖向位移来调节(accommodated)，以使得刚性的车桥-梁组件不会颠簸(upsets)上方的车辆框架。

本领域的技术人员将理解，所示出的实施例是示例性的，并且广泛的替代实施例是可行的，本发明的范围根据本领域的技术人员从本公开所理解的一般原则进行延伸，并且也考虑到所附权利要求的范围。

Claims (23)

1.一种车桥/悬架系统，所述车桥/悬架系统用于具有车辆框架的重型车辆，所述车辆框架具有对应于所述车辆的行驶方向的纵向轴线，所述系统包括

车桥，所述车桥横向延伸，并且具有第一端部和第二端部，以及

悬架组件，所述悬架组件位于所述车桥的每个端部处以支撑所述车桥，

每个悬架组件包括：

框架安装件，所述框架安装件用于固定地附接到所述车辆框架，以及

刚性纵向悬架梁，所述刚性纵向悬架梁在车桥/梁连接结构处固定地连接到所述车桥，并且通过弹性的柔性的衬套可枢转地连接到所述框架安装件，从而将所述车桥连接到所述框架安装件；

其中，所述衬套具有纵向弹簧刚度和竖向弹簧刚度以及至少10∶1的柔性比，所述柔性比是所述纵向弹簧刚度与所述竖向弹簧刚度之比。

2.根据权利要求1所述的车桥/悬架系统，其中，所述柔性比为至少15∶1。

3.根据权利要求1所述的车桥/悬架系统，其中，所述柔性比为至少25∶1。

4.根据权利要求1、2或3所述的车桥/悬架系统，其中，所述刚性梁具有装配式构造，所述梁的本体由一个或多个片状或板状金属元件形成或组装。

5.根据前述权利要求中任一项所述的车桥/悬架系统，其中，所述衬套从中性(静态)位置沿相对竖向位移的一个或两个方向提供至少15mm，优选地至少20mm的竖向柔性。

6.根据前述权利要求中任一项所述的车桥/悬架系统，其中，所述衬套从中性纵向位置沿相对纵向位移的一个或两个方向提供不超过10mm，优选地不超过5mm的纵向柔性。

7.根据前述权利要求中任一项所述的车桥/悬架系统，所述车桥/悬架系统包括空气弹簧安装件，所述空气弹簧安装件位于所述梁、所述车桥或所述车桥/梁连接结构的上侧部上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的车桥/悬架系统，所述车桥/悬架系统是提升车桥系统，所述提升车桥系统包括提升机构，所述提升机构用于通过所述梁相对于所述框架安装件的向上枢转来提升所述车桥。

9.根据前述权利要求中任一项所述的车桥/悬架系统，其中，所述衬套的内侧固定到所述框架安装件，并且外侧固定到所述梁。

10.根据前述权利要求中任一项所述的车桥/悬架系统，其中，所述衬套包括内部安装单元、外部安装件和弹性弹簧填充部分，所述内部安装单元被包括在所述梁和所述框架安装件中的一个中或连接到所述梁和所述框架安装件中的一个，所述外部安装件被包括在所述梁和所述框架安装件中的另一个中或连接到所述梁和所述框架安装件中的另一个，所述弹性弹簧填充部分包括在所述内部安装单元与外部安装件之间延伸的一个或多个弹性体元件，并且在所述内部安装单元与外部安装件相对位移时提供弹性柔性。

11.根据权利要求10所述的车桥/悬架系统，其中，所述弹性体元件中的一个或多个或每个包括将所述弹性体元件分成一系列子元件的一个或两个或更多个刚性插入件。

12.根据权利要求10或11所述的车桥/悬架系统，其中，所述弹性弹簧填充部分包括在所述内部安装单元与所述外部安装件之间稳固地延伸的前部弹性体元件和后部弹性体元件以及限定在所述内部安装单元与所述外部安装件之间的上部空隙和下部空隙。

13.根据权利要求12所述的车桥/悬架系统，所述车桥/悬架系统包括顶部可变形保护缓冲部分和底部可变形保护缓冲部分，所述顶部可变形保护缓冲部分和底部可变形保护缓冲部分面向所述上部空隙和下部空隙以防止所述内部安装单元与所述外部安装件之间的直接刚性接触。

14.根据权利要求12或13所述的车桥/悬架系统，其中，所述内部安装单元和外部安装件能够移动通过其最大竖向相对移动的至少50％、优选地至少70％，而不会跨过所述上部空隙或下部空隙抵接接触。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的车桥/悬架系统，其中，所述内部安装单元限定容纳弹性体元件和刚性中心安装零件的内部腔体。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的车桥/悬架系统，其中，所述外部安装件连接到所述梁，并且通过机械形式的接合来接合所述梁，从而防止所述外部安装件相对于所述梁旋转。

17.根据权利要求16所述的车桥/悬架系统，其中，所述外部安装件包括外壳，所述外壳具有向外接合在所述梁的所述连接结构的对应的凹部中的至少一个周向定位的向外的突起、或者由所述梁的所述连接结构的对应的突起向内接合的至少一个周向定位的凹部以用于防止旋转。

18.根据前述权利要求中任一项所述的车桥/悬架系统，其中，所述衬套包括外壳，所述外壳具有围绕所述衬套相交的独立的零件，所述外壳的所述零件具有互锁特征，所述互锁特征周向重叠或互锁以防止其相对于彼此轴向移动。

19.一种具有车辆框架的重型车辆，所述重型车辆包括根据权利要求1至18中任一项所述的车桥/悬架系统，其中，所述车桥/悬架系统的框架安装件固定到所述车辆框架的相应的框架构件。

20.根据权利要求19所述的重型车辆，其中，所述框架安装件是从所述车辆框架悬垂的吊架。

21.根据权利要求19或20所述的重型车辆，所述重型车辆是可转向卡车或牵引机。

22.根据权利要求19、20或21所述的重型车辆，其中，所述车桥是中间提升车桥或后支重车桥。

23.根据权利要求18至22中任一项所述的重型车辆，所述重型车辆包括连接在所述梁和/或车桥与上方的所述车辆框架之间的相应的空气弹簧。