一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统的制作方法

1.本发明涉及钢板弹簧悬架技术领域，特别涉及一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统。


背景技术：

2.钢板弹簧悬架系统是应用于车身，车架和车轮之间的一个连接结构系统，起到导向，阻尼元件，弹性原件的作用，广泛用于商用车及大客车中。
3.目前，常见的钢板弹簧组悬架系统形式为钢板弹簧组两端分别通过一吊耳端和固定端与车架相连，地面对车轮的作用力通过车桥传递至钢板弹簧组，钢板弹簧组再通过固定端与吊耳端支架将力导向车架。可见钢板弹簧组在往复受力的过程中会上下移动，撞击车架，导致产生噪音使驾驶体验感下降，更严重的会导致钢板弹簧组断裂，降低了整车的安全性，因此现有钢板弹簧组悬架系统中存在一带有缓冲结构缓解撞击，提升整车的舒适性。
4.相关技术中，提出了一种新型的悬架限位缓冲块布置结构，通过在钢板弹簧变形的波峰区布置第二限位缓冲块进行缓冲，解决了由于钢板弹簧组变形不同引起的制动跑偏问题。
5.尽管缓冲结构已经广泛用于钢板弹簧组悬架系统，起到了缓冲撞击，改善整车平顺与安全性。但是，其并不能保证钢板弹簧在断裂下紧急连接的作用，更为严重的情况：钢板弹簧组在频繁往复受力过程中发生疲劳断裂，导致钢板弹簧组仅依靠固定端或吊耳端与车架连接，此时只能保证汽车在整车坐标系下的y方向(横向)上一定的导向作用而失去x方向(纵向)的导向作用，使得断裂时车辆的操控稳定性下降，安全程度大大降低，导致意外事故发生。显然这是仅仅依靠现有钢板弹簧组悬架系统的缓冲结构无法解决的。
6.因此，有必要提出一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

7.本发明实施例提供一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统，以解决相关技术中钢板弹簧组发生疲劳断裂，车辆的操控稳定性下降，安全程度大大降低，导致意外事故发生的问题。
8.第一方面，提供了一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统，其包括：车架，其安装有止动机构，所述止动机构具有第一连接件；钢板弹簧组，其安装于所述车架且位于所述车架的下方，所述钢板弹簧组安装有限位机构，所述限位机构具有第二连接件；当所述钢板弹簧组发生断裂时，所述钢板弹簧组可驱动所述第二连接件与所述第一连接件连接，所述第一连接件可阻止所述钢板弹簧组继续移动。
9.一些实施例中，所述第一连接件包括橡胶柱，所述橡胶柱由所述车架的底部向靠近所述第二连接件的方向延伸；所述第二连接件包括限位块和设于所述限位块上的限位孔，所述钢板弹簧组可驱动所述限位块向靠近所述橡胶柱的方向移动，使所述橡胶柱插入所述限位孔，所述限位孔可限制所述橡胶柱拔出。
10.一些实施例中，所述橡胶柱设有沿长度方向延伸的通孔，所述通孔中穿设有固定螺柱，所述固定螺柱的一端通过螺母固定于所述车架。
11.一些实施例中，所述固定螺柱远离所述螺母的一端延长至所述橡胶柱的外部。
12.一些实施例中，所述固定螺柱靠近所述第二连接件的一端设有锥形的导向部，所述导向部的横截面尺寸向靠近所述第二连接件的方向逐渐减小。
13.一些实施例中，所述固定螺柱的外侧固定有第一凸台，所述第一凸台的横截面尺寸大于所述通孔的内径；所述橡胶柱内设有第一凹槽，所述第一凸台固定于所述第一凹槽。
14.一些实施例中，所述固定螺柱的外侧固定有第二凸台；所述止动机构还包括固定于所述车架上的垫板，所述固定螺柱穿设于所述垫板，所述垫板设有第二凹槽，所述第二凸台固定于所述第二凹槽。
15.一些实施例中，所述橡胶柱的外侧设有槽环，所述槽环绕所述橡胶柱的一周延伸，所述槽环的内壁自上而下向靠近所述橡胶柱的轴线方向倾斜延伸。
16.一些实施例中，所述橡胶柱的截面呈锥形，且横截面尺寸由靠近所述车架的一端向靠近所述第二连接件的一端逐渐减小；所述槽环沿所述橡胶柱的轴线方向设有多个，每个所述槽环的横截面尺寸随所述橡胶柱的横截面尺寸的减小而减小。
17.一些实施例中，所述限位孔的内壁设有锥形的导向孔，所述导向孔的内径向靠近所述橡胶柱的方向逐渐增大。
18.本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
19.本发明实施例提供了一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统，通过在车架上和钢板弹簧组上安装相匹配的止动机构和限位机构，若在行驶时钢板弹簧组发生断裂，钢板弹簧组会上移，带动第二连接件向上移动，最终使得第二连接件与第一连接件连接，保证了在断裂瞬时钢板弹簧组与车架的连接，从而保证了沿整车坐标系x向的导向作用。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例提供的一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统的整体结构示意图；
22.图2为本发明实施例提供的一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统的局部结构示意图；
23.图3为本发明实施例提供的一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统的局部立体结构示意图；
24.图4为本发明实施例提供的一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统的橡胶柱的结构示意图；
25.图5为本发明实施例提供的一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统的固定螺柱的结构示意图。
26.图中标号：
27.1、止动机构；11、第一连接件；111、橡胶柱；112、固定螺柱；113、槽环；114、导向部；115、第一凸台；116、第一凹槽；117、第二凸台；12、螺母；13、垫板；131、第二凹槽；
28.2、车架；
29.3、限位机构；31、第二连接件；311、限位块；312、限位孔；313、导向孔；
30.4、钢板弹簧组。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.本发明实施例提供了一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统，其能解决相关技术中钢板弹簧组发生疲劳断裂，车辆的操控稳定性下降，安全程度大大降低，导致意外事故发生的问题。
33.参见图1所示，为本发明实施例提供的一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统，其可以包括：车架2，其安装有止动机构1，所述止动机构1具有第一连接件11；钢板弹簧组4，其安装于所述车架2且位于所述车架2的下方，所述钢板弹簧组4安装有限位机构3，所述限位机构3具有第二连接件31；当所述钢板弹簧组4发生断裂时，所述钢板弹簧组4可驱动所述第二连接件31与所述第一连接件11连接，所述第一连接件11可阻止所述钢板弹簧组4继续移动。
34.本实施例中，止动机构1位于车架2和钢板弹簧组4之间，限位机构3位于车架2和钢板弹簧组4之间，止动机构1位于限位机构3的上方，第一连接件11和第二连接件31可以相互连接，当钢板弹簧组4发生断裂后，钢板弹簧组4会上移，带动第二连接件31与所述第一连接件11连接，且第一连接件11会将第二连接件31进行限制，阻碍其回到原位，从而使钢板弹簧组4与车架2连接起来，从而使桥与车架2保持定位连接，限制转向桥的纵向位移，提升了安全性。
35.参见图2和图3所示，在一些可选的实施例中，所述第一连接件11可以包括橡胶柱111，所述橡胶柱111由所述车架2的底部向靠近所述第二连接件31的方向延伸；所述第二连接件31包括限位块311和设于所述限位块311上的限位孔312，所述钢板弹簧组4可驱动所述限位块311向靠近所述橡胶柱111的方向移动，使所述橡胶柱111插入所述限位孔312，所述限位孔312可限制所述橡胶柱111拔出。
36.本实施例中，橡胶柱111的一端固定于车架2，另一端向下延伸，限位块311位于橡胶柱111的正下方，限位块311的一端可以固定于钢板弹簧组4上，另一端设有台面，台面上设有限位孔312，橡胶柱111的横截面尺寸略大于限位孔312的横截面尺寸，当钢板弹簧组4断裂后，在钢板弹簧组4上移到极限位置时，橡胶柱111与限位孔312连接，橡胶柱111的表面摩擦力较大，产生一定的卡入力，钢板弹簧组4断裂后的弹性不足以使橡胶柱111从限位孔312中拔出，从而使钢板弹簧组4维持与车架2连接的状态，进而限制了转向桥的纵向位移，提升了安全性，结构简单，使用方便。在其他实施例中，第一连接件11和第二连接件31也可以采用卡扣连接和铰链连接等可拆卸式连接结构。
37.具体的，当转向桥在正常设计范围内跳动时，钢板弹簧组限位块311不会与橡胶柱111发生接触；若实际路况颠簸过大，导致钢板弹簧组4运动的行程过大，只要钢板弹簧组4不发生断裂，限位块311与橡胶柱111接触后仍可靠钢板弹簧组4的弹力带动正常脱出，不影响车辆的正常行驶，限位块311仍起到限位作用；若在行驶时钢板弹簧组4发生完全断裂，钢板弹簧组4会上移，带动限位块311向上移动，最终使得限位块311通过限位孔312与橡胶柱111卡死，保证了在断裂瞬时钢板弹簧组4与车架2的连接，从而保证了沿整车坐标系x向的导向作用。
38.本实施例中的第二连接件31可以包括限位块311和设于限位块311上的限位孔312，限位孔312的位置满足如下规则：当钢板弹簧组4处于上跳极限位置时，橡胶柱111可穿过(正常工况)/卡入(钢板弹簧组断裂)限位块孔中，橡胶柱111需满足如下规则：其与限位孔312的卡入力小于钢板弹簧组4不断裂时，正常工作下的复原力，大于钢板弹簧组4断裂瞬时，仅由丧失弹力的断裂钢板弹簧组4连接，由于路况导致的脱出力，保证了正常工作下不产生连接，断裂情况下发生连接。
39.参见图2和图3所示，在一些实施例中，所述橡胶柱111可以设有沿长度方向延伸的通孔，所述通孔中可以穿设有固定螺柱112，所述固定螺柱112的一端通过螺母12固定于所述车架2。
40.本实施例中，固定螺柱112的一端穿过车架2，并通过螺母12固定于车架2上，橡胶柱111的内部沿轴线方向设有圆柱形的通孔，固定螺柱112穿设于通孔内，橡胶柱111通过固定螺柱112固定于车架2上，使本身具有弹性的橡胶柱111的内部具有了刚性，固定螺柱112可以保证橡胶柱111的抗弯强度，也就是说，可以保证在钢板弹簧组4不断裂时，某些工况导致钢板弹簧组4达到上跳极限时不至于将橡胶柱111打弯，钢板弹簧组4断裂时，板簧对橡胶柱111的拉扯力不至于将拉弯，使橡胶柱111的使用寿命更长，在钢板弹簧组4驱动限位块311上移时，橡胶柱111也可以更好的对准限位孔312。在其他实施例中，橡胶柱111也可以根据实际采用其他方式增加强度，例如通过安装铁片、涂胶等。
41.参见图2所示，在一些实施例中，所述固定螺柱112远离所述螺母12的一端可以延长至所述橡胶柱111的外部。
42.本实施例中，橡胶柱111的下端设有开口，且开口与其内部的通孔连通，固定螺柱112的长度大于橡胶柱111的长度，固定螺柱112沿橡胶柱111的长度将通孔填满，且下端部分通过开口伸出橡胶柱111，可以充分保证橡胶柱111的抗弯强度，避免橡胶柱111的端部被撞击变形或弯曲，延长了橡胶柱111的使用寿命。
43.参见图2和图4所示，在一些实施例中，所述固定螺柱112靠近所述第二连接件31的一端可以设有锥形的导向部114，所述导向部114的横截面尺寸可以向靠近所述第二连接件31的方向逐渐减小。
44.本实施例中，固定螺柱112的端部伸出至橡胶柱111的下方，在安装时，使固定螺柱112的轴线与限位孔312的轴线位于同一直线上，但在实际运用中，限位块311上移的轨迹不一定是一条严格的直线，因此，在固定螺柱112的下端设置锥形的导向部114，钢板弹簧组4带动限位块311向上移动时，导向部114起到导向的作用，使固定螺柱112插入限位孔312的部分的直径由小到大，固定螺柱112可以插入的更加精准，避免橡胶柱111与限位孔312相互偏移而起不到连接的效果。
45.参见图2和图5所示，在一些可选的实施例中，所述固定螺柱112的外侧可以固定有第一凸台115，所述第一凸台115的横截面尺寸可以大于所述通孔的内径；所述橡胶柱111内设有第一凹槽116，所述第一凸台115可以固定于所述第一凹槽116。
46.本实施例中，第一凸台115呈圆环状，第一凸台115的内侧固定于固定螺柱112的外部，第一凸台115的外径大于通孔的内径，第一凹槽116由通孔的内壁向外部一周凹陷形成，第一凹槽116可以容纳第一凸台115，也就是说，橡胶柱111的内部通过第一凸台115固定于固定螺柱112，使橡胶柱111与固定螺柱112的连接更为紧密，阻碍橡胶柱111上下移动的趋势，防止橡胶柱111受到撞击后向上移动或由固定螺柱112脱落，同时，也可以进一步提高橡胶柱111的抗弯强度，防止其在水平面方向的形变或弯曲。在其他实施例中，橡胶柱111也可以通过其他方式固定于固定螺柱112上，例如焊接、螺栓连接、胶水粘接等。
47.参见图2和图5所示，在一些实施例中，所述固定螺柱112的外侧可以固定有第二凸台117；所述止动机构1还可以包括固定于所述车架2上的垫板13，所述固定螺柱112穿设于所述垫板13，所述垫板13设有第二凹槽131，所述第二凸台117固定于所述第二凹槽131。
48.本实施例中，垫板13通过螺栓固定于车架2上，橡胶柱111的顶部抵持于垫板13上，垫板13可以承受来自限位块311的撞击，还可以承受固定螺柱112扭动的力，避免将车架2损坏。第二凸台117可以将固定螺柱112固定于垫板13上，防止其松动。
49.参见图2和图4所示，在一些实施例中，所述橡胶柱111的外侧可以设有槽环113，所述槽环113可以绕所述橡胶柱111的一周延伸，所述槽环113的内壁自上而下向靠近所述橡胶柱111的轴线方向倾斜延伸。
50.本实施例中，橡胶柱111具有多节，每节的橡胶柱111呈上粗下细的锥形，在钢板弹簧组4驱动限位块311向上移动时，可以便于橡胶柱111插入限位孔312中，相邻两节橡胶柱111连接形成槽环113，且槽环113的内壁自上而下向靠近橡胶柱111的轴线方向倾斜延伸，也就是说，每节橡胶柱111的上表面会形成一个水平的凸台，当限位块311向上移动时，在钢板弹簧组4的驱动力下，限位孔312的内壁可以将橡胶柱111挤压变形，从而使限位孔312套入橡胶柱111中，当橡胶柱111插入限位孔312中后，分两种情况，若钢板弹簧组4未发生断裂，限位块311与橡胶柱111接触后仍可靠钢板弹簧组4的弹力带动正常脱出，不影响车辆的正常行驶，若在行驶时钢板弹簧组4发生完全断裂，钢板弹簧组4的弹性大幅减小，限位块311向上移动，槽环113会使得限位块311容易发生连接而难以解除连接，橡胶柱111的上表面的水平凸台可以对限位孔312的内侧产生阻挡，防止限位块311下落回到原位，最终使得限位块311通过限位孔312与橡胶柱111卡死，从而钢板弹簧组4不能再回到原位，保证了在断裂瞬时钢板弹簧组4与车架2的连接，保证了沿整车坐标系x向的导向作用。
51.参见图4所示，在一些实施例中，所述橡胶柱111的截面可以呈锥形，且横截面尺寸可以由靠近所述车架2的一端向靠近所述第二连接件31的一端逐渐减小；所述槽环113可以沿所述橡胶柱111的轴线方向设有多个，每个所述槽环113的横截面尺寸可以随所述橡胶柱111的横截面尺寸的减小而减小。
52.本实施例中，橡胶柱111具有多节，每相邻的两节橡胶柱111之间形成一个槽环113，橡胶柱111呈锥形，在进入限位块311上的限位孔312时更加容易，具有导向的作用，若钢板弹簧组4发生断裂，在橡胶柱111进入限位孔312后，橡胶柱111上粗下细的形状配合其橡胶的材质可以防止限位块311脱出，从而使车架2与桥连接的更为稳固，防止由于路况摇
晃钢板弹簧组4导致的脱出力使限位块311脱出。
53.参见图3所示，优选的，所述限位孔312的内壁可以设有锥形的导向孔313，所述导向孔313的内径向靠近所述橡胶柱111的方向逐渐增大。
54.本实施例中，橡胶柱111是一个圆柱体，若限位孔312也做成与橡胶柱111等直径的无倒角圆孔，则要求钢板弹簧组4在上下跳时，轨迹为一个垂直于车架2的直线，但是在实际应用的过程中，钢板弹簧组4的中心处轨迹并不会严格保持一条直线，如果采用将限位孔312的直径扩大的方式，对于限位孔312的限位功能强度削弱较大，故采取了一种折衷的方案，在限位孔312的上端内壁处设计一锥形的倒角，形成导向孔313，橡胶柱111在向下插入限位孔312时，导向孔313使限位孔312的接受范围大了一些，便于导向,使橡胶柱111可以较为精准的插入限位孔312中，其中，导向孔313的大小和形状根据实际情况灵活设置。
55.本发明实施例提供的一种带有保护机构的钢板弹簧组悬架系统的原理为：
56.当转向桥在正常设计范围内跳动时，限位块311不会与橡胶柱111发生接触；若实际路况颠簸过大导致钢板弹簧组4运动的行程过大，只要钢板弹簧组4不发生断裂，限位块311与橡胶柱111接触后仍可靠板簧带动正常脱出，不影响车辆的正常行驶，限位块311仍起到限位作用；若在行驶时钢板弹簧组4发生完全断裂，钢板弹簧组4会上移，带动限位块311向上移动，最终使得限位块311通过限位块311的限位孔312与橡胶柱111卡死，保证了在断裂瞬时钢板弹簧组4与车架2的连接，从而保证了沿整车坐标系x向的导向作用；固定螺柱112有两个凸台结构，分别与垫板13和橡胶柱111耦合，起到了强化橡胶柱111抗弯强度作用；为保证卡入时的对准，限位块311上的限位孔312中心位于固定螺柱112的轴线延长线与限位块311的上平面的交点处，限位孔312设有导向孔313；为保证卡入时的牢靠，橡胶柱111整体上呈一头大一头小的凸台形状的基础之上，设计成了多个槽环113；为保证橡胶与车架的连接强度，固定螺柱112上设有第一凸台115和第二凸台117，第一凸台115与橡胶柱111内的第一凹槽116耦合，第二凸台117与垫板13上第二凹槽131耦合，保证了橡胶柱111与车架2连接可靠，有充足的抗弯强度，在紧急情况下起到断裂板簧与车架2的连接作用，使桥与车架2保持定位连接，限制桥的纵向位移，提升安全性，本方案的保护机构结构简单，占用空间小，成本低，适用于板簧(尤适用单片簧)断裂的行车保护机构。
57.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
58.需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排
除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
59.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。