本發(fā)明涉及一種用于機動車的彈簧-導桿-裝置。此外，本發(fā)明涉及一種帶有至少一個彈簧-導桿-裝置的車輪懸掛部。

背景技術：

用于機動車的車輪懸掛部通常具有彈簧裝置，以用于實現(xiàn)，機動車的布置在車輪懸掛部的車輪架處的車輪依從車道不平度，且如此負責用于盡可能均勻的地面附著，其中，彈簧裝置最大程度地使車輪與車輛的剩余部分斷開聯(lián)結，從而使車輛的剩余部分盡可能不會通過地面不平度被置于上下運動中。在現(xiàn)代的機動車中通常使用由彈簧鋼制成的螺旋彈簧來用于彈簧裝置，其布置在在車輪架之上布置的拱頂中并且支撐抵靠該拱頂。

傳統(tǒng)的車輪懸掛部附加地具有所謂的導桿。導桿是在最簡單的情況中設計成棒形的牽桿，其中，該牽桿可擺動地鉸接在車輪架處和底盤處。經(jīng)由該導桿將作用到車輪上的制動力和轉(zhuǎn)彎力傳遞到底盤上。

傳統(tǒng)的車輪懸掛部通常由鋼制成并且由于多個組件需要很大的結構空間。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，提供一種彈簧-導桿-裝置，其將車輪懸掛部的彈簧裝置的功能和導桿的功能結合在一個或多個相同類型的構件中。

該目的通過一種用于機動車的彈簧-導桿-裝置實現(xiàn)，其具有由帶有分別在帶的縱向上取向的纖維的第一纖維復合材料制成的、兩個彼此間隔開地布置的帶和使帶相連接的、由帶有相對于帶的縱向以正角取向的纖維的第二纖維復合材料制成的接片，其中，彈簧-導桿-裝置在彼此相對的端部區(qū)域中可作為車輪懸掛部的一部分固定在車輛部件處，其中，端部區(qū)域包括兩個帶的彼此相關聯(lián)的端部區(qū)段和接片的分別使帶的端部區(qū)段相連接的端部區(qū)段，從而可由帶分別在縱向上傳遞經(jīng)由端部區(qū)域被引入彈簧-導桿-裝置中的力，從而使帶利用彈簧力與通過在接片的法向方向上作用的力引起的彈簧-導桿-裝置的形變相反地作用并且從而由接片將在橫向上作用到彈簧-導桿-裝置上的力傳遞到端部區(qū)域上。

不僅帶而且接片可由商業(yè)通用的預浸料坯制成。以該方式，實現(xiàn)了尤其成本適宜地制造彈簧-導桿-裝置。由于纖維復合材料的與鋼組件相比明顯更小的重量，與傳統(tǒng)的鋼彈簧裝置和傳統(tǒng)的導桿相比也顯著減小了根據(jù)本發(fā)明的彈簧-導桿-裝置的重量。由于彈簧裝置和導桿的功能被集成到彈簧-導桿-單元中，此外可顯著減小用于車輪懸掛部所需的結構空間。

帶設計成棒形，即，長延伸的部件，其具有在縱向上伸延的纖維。如果這些帶在其彼此相對的端部區(qū)段中被夾緊并且使這些端部區(qū)段相對于彼此平行地移動，則使帶彈性變形。單向伸延的纖維利用回位力與所述變形相反地作用，該回位力基本上與帶的尺寸以及所使用的纖維復合材料相關。因此，通過帶提供用于車輪懸掛部的彈簧裝置。由于帶的纖維的取向，帶也適合用于在纖維方向上將經(jīng)由端部區(qū)域引入帶中的力、例如轉(zhuǎn)彎力從車輪架傳遞到底盤上。然而，帶同樣由于其纖維取向僅僅有限地適合用于，將在機動車制動的情況中在橫向上作用到帶上的制動力以及在帶處所存在的制動力矩從車輪架傳遞到車輛框架上。

為了該目的，帶通過接片相互連接。接片是設計成面式的帶有在不同的方向上取向的纖維的部件，經(jīng)由這些纖維可在彈簧-導桿-裝置的端部區(qū)域之間傳遞制動力，從而避免了彈簧-導桿-裝置的扭轉(zhuǎn)。那么，接片是用于傳遞在橫向上作用的力和用于將繞縱向作用的力矩從車輪架傳遞到車輛框架上的推力區(qū)域。為了該目的，所需的是，第二纖維復合材料的纖維不是平行于帶的纖維來取向，而是相對于第一纖維復合材料的纖維成角度地伸延。

有利地，接片主要具有與帶相同的長度并且有利地比帶顯著更寬，以實現(xiàn)彈簧-導桿-裝置所需的扭轉(zhuǎn)強度。在此，接片的厚度匹配成，使得接片可將最大出現(xiàn)的制動力和制動力矩從車輪架傳遞到車輛框架上。

為了匹配彈簧-導桿-裝置的彈簧作用，根據(jù)本發(fā)明還設置成，在帶之間在接片的區(qū)域中布置其它帶。適宜地，這些帶在接片的外面處貼靠在接片處，從而使得接片不會通過附加的帶斷開。

有利地，根據(jù)本發(fā)明設置成，帶具有均勻的或與應力曲線相匹配的超過接片的彼此相對的接片面的超出部。超出部可匹配到應力曲線上，在相對的法向方向上通過壓縮或拉伸帶邊緣層被縮緊的情況中，該應力曲線在纖維縱向上在帶邊緣層中產(chǎn)生。在端部區(qū)域相對于彼此的平行移動的情況中，彈簧-導桿-裝置的第一側面被壓縮，而彈簧-導桿-裝置的與第一側面相對的第二側面被拉伸。通過該壓縮和拉伸，在帶中產(chǎn)生引起彈簧作用的回位力。由于帶的纖維在壓縮或拉伸的方向上的纖維取向，帶尤其地在這些負載方面是彈性的。相對地，由于第二纖維復合材料的纖維的取向，應避免接片的彼此相對的接片面的強拉伸或壓縮，因為接片關于這樣的負載的強度更小。

根據(jù)本發(fā)明，這通過帶有均勻地或與應力走向相匹配地超過接片面伸出的帶的彈簧-導桿-裝置的設計方案實現(xiàn)。在彈簧-導桿-裝置偏轉(zhuǎn)的情況中，使彼此相對的帶面拉伸或壓縮，其中，沿著帶的中心線的拉伸或壓縮為零。通過使接片在該中心線的區(qū)域中布置在帶處，實現(xiàn)了彼此相對的接片面的非常小的拉伸或壓縮，因為在彈簧-導桿-裝置的通過帶面定義的且彼此相對的平面中出現(xiàn)了最大的拉伸或壓縮。因此，根據(jù)本發(fā)明，接片適宜地布置在帶的中心線的區(qū)域中，其中，該中心線也被稱為中性纖維，因為在帶的端部區(qū)段平行移動的情況中，沿著中心線通過帶伸延的纖維相對于彼此既不拉伸也不壓縮。

為了制造彈簧-導桿-裝置，有利地使用預浸料坯。為了制造接片，首先從第二纖維復合材料的預浸料坯中切割出面式的部分件。有利地，帶由兩個帶條組成，這兩個帶條同樣通過從由第一纖維復合材料制成的預浸料坯中切割出來制成。由已準備的接片和已準備的帶條來由此制成彈簧-導桿-裝置，即帶條在接片的邊緣區(qū)域中布置在彼此相對的接片面處，從而分別兩個帶條彼此相對地布置在接片的邊緣區(qū)域處。緊接著，將帶條壓到接片處，從而第一纖維復合材料和第二纖維復合材料的基體相互連接并且?guī)l和接片形成完整的構件。

為了可經(jīng)由接片傳遞出現(xiàn)在彈簧-導桿-裝置處的制動力和制動力矩并且同時實現(xiàn)彈簧-導桿-裝置的盡可能簡單且成本適宜的制造，根據(jù)本發(fā)明設置成，第二纖維復合材料的纖維彼此交叉地伸延。通過這種彼此交叉地伸延的纖維，制動力和制動力矩可尤其有效地由車輪架傳遞到車輛框架上，并且相反地傳遞。此外，可商業(yè)通用地且因此成本適宜地將帶有交叉的纖維的纖維復合材料例如用作所謂的45°預浸料坯。

也可行的是且根據(jù)本發(fā)明設置成，彈簧-導桿-裝置在端部區(qū)域中不是完全被夾緊，而是例如點狀地在帶的端部區(qū)段中固定在車輪架和車輛框架處。為了在彈簧-導桿-裝置的這種固定的情況中實現(xiàn)彈簧-導桿-裝置的盡可能高的穩(wěn)定性和在夾緊部位之間充分的力傳遞，根據(jù)本發(fā)明設置成，在接片的端部區(qū)段中布置有棒形地設計的支柱，其帶有在支柱的縱向上或彈簧-導桿-裝置的橫向上單向地伸延的纖維。

有利地，根據(jù)本發(fā)明設置成，帶和接片在預緊的位置中相互連接，從而使彈簧-導桿-裝置在未被加載的狀態(tài)中具有沿著使端部區(qū)域相連接的中軸線的S形輪廓的橫截面。根據(jù)本發(fā)明，還設置成，使彈簧-導桿-裝置預變形成使得其具有弧形的走向。以這種方式實現(xiàn)，裝配在機動車中的彈簧-導桿-裝置在機動車的重力作用下偏轉(zhuǎn)到零位置中，在該零位置中，彈簧-導桿-裝置具有基本上平的走向。由此，在機動車運行期間，為機動車的彈簧裝置提供彈簧-導桿-裝置的最大可能的偏轉(zhuǎn)。

在根據(jù)本發(fā)明的彈簧-導桿-裝置的尤其有利的設計方案中設置成，帶呈梯形地以梯形角彼此取向。以這種方式，可實現(xiàn)彈簧-導桿-裝置的尤其高的穩(wěn)定性。

為了當彈簧-導桿-裝置裝配在機動車中時實現(xiàn)機動車盡可能好的行駛性能，根據(jù)本發(fā)明設置成，彈簧-導桿-裝置的彈簧特性曲線是線性的到遞增的。相比鋼彈簧，這可通過使用由第一纖維復合材料制成的帶來尤其簡單地實現(xiàn)。

本發(fā)明還涉及一種帶有至少一個如以上說明的彈簧-導桿-裝置的車輪懸掛部。根據(jù)本發(fā)明，彈簧-導桿-裝置的端部區(qū)域固定在車輪懸掛部的車輪架處，其中，與固定的端部區(qū)域相對的端部區(qū)域可與機動車的底盤相連接。由于以該方式可省去附加的彈簧裝置和其它導桿，根據(jù)本發(fā)明的車輪懸掛部尤其簡單并且與傳統(tǒng)的車輪懸掛部相比需要更少的結構空間。

有利地，車輪懸掛部具有兩個彈簧-導桿-裝置，其中，這兩個彈簧-導桿-裝置至少近似平行地彼此錯位地布置在車輪架處?？偟貋碚f，所使用的彈簧-導桿-裝置的側面有利地在車輪架處布置且取向成，使得彈簧-導桿-裝置的橫向幾乎相對于車輛縱向軸軸線平行地取向。在此，在機動車的靜止位置中，在彈簧-導桿-裝置的橫向與機動車的縱軸線之間可設置一角度，其中，這種角度此外通過彈簧-導桿-裝置的縮緊和彈回引起。但是，無論如何該角度都小于90度、通常小于45度并且有利地在0與20度之間的范圍中。

在車輪懸掛部的尤其有利的設計方案中，根據(jù)本發(fā)明設置成，車輪懸掛部具有減振裝置，其中，減振裝置可擺動地支承地布置在車輪架處并且可與底盤相連接，其中，減振裝置具有帶有非線性的彈簧特性曲線的彈簧，該彈簧設計和布置成，使得減振裝置在減振裝置的端部止擋部處的撞擊被避免。

車輪懸掛部的彈簧-導桿-裝置有利地設計且在車輪架處布置成使得彈簧-導桿-裝置用作橫向穩(wěn)定器和/或縱向穩(wěn)定器。以這種方式，通過根據(jù)本發(fā)明的彈簧-導桿-裝置附加地承擔橫向穩(wěn)定器或縱向穩(wěn)定器的功能，從而可進一步減小車輪懸掛部的重量、所需的結構空間和制造成本。

有利地，根據(jù)本發(fā)明設置成，車輪懸掛部具有兩個彈簧-導桿-裝置，其在車輪架處彼此間隔開地布置且設計成使得彈簧-導桿-裝置用作縱導桿、上橫導桿、下橫導桿、穩(wěn)定器和彈簧。為了相應地設計和布置彈簧-導桿-裝置，在已知配備有車輪懸掛部的機動車的情況下，借助于已知的優(yōu)化方法確定帶厚度、帶寬度、接片厚度、彈簧-導桿-裝置在車輪架的區(qū)域中彼此的距離、梯形角度、在彈簧-導桿-裝置的橫向與車輛縱軸線之間的角度以及兩個彈簧-導桿-裝置的橫向相對于彼此的角度。為了該目的，以已知的方式建模且在所給出的參數(shù)方面優(yōu)化車輪懸掛部。在彈簧-導桿-裝置在車輪架處的布置方案方面，也可設想其它優(yōu)化參數(shù)，例如彈簧-導桿-裝置的在彈簧-導桿-裝置的相應的法向方向上取向的中軸線的距離。

附圖說明

根據(jù)在附圖中示出的實施例詳細闡述根據(jù)本發(fā)明的彈簧-導桿-裝置的其它有利的設計方案。

其中：

圖1顯示了部分剖切地示出的彈簧-導桿-裝置的示意性示出的俯視圖，

圖2顯示了部分剖切地示出的、梯形地設計的彈簧-導桿-裝置的示意性示出的俯視圖，

圖3顯示了兩個彼此間隔開布置的、梯形地設計的彈簧-導桿-裝置的示意性示出的視圖，

圖4顯示了兩個彼此間隔開地布置的彈簧-導桿-裝置的示意圖，其中，彈簧-導桿-裝置設計成弧形，

圖5顯示了兩個彼此間隔開地取向的彈簧-導桿-裝置的示意圖，其中，彈簧-導桿-裝置設計成S形，

圖6顯示了兩個彼此間隔開地布置的、梯形的彈簧-導桿-裝置的示意圖，其中，彈簧-導桿-裝置設計成S形，

圖7顯示了布置在機動車處的車輪懸掛部的示意圖，

圖8顯示了布置在機動車處的帶有減振裝置的車輪懸掛部的示意圖。

具體實施方式

在圖1中示意性地示出了部分剖切地示出的彈簧-導桿-裝置1的俯視圖。彈簧-導桿-裝置1具有兩個彼此間隔開地布置的帶2，帶2通過接片3相互連接。帶2由帶有分別在帶2的縱向5上取向的纖維6的第一纖維復合材料4組成。接片3由帶有相對于帶2的縱向5成正角地取向的纖維8的第二纖維復合材料7組成。帶2和接片3由預浸料坯制成。

接片3具有布置在接片3的彼此相對的端部區(qū)段9中的支柱10，其中，支柱10由第三纖維復合材料11制成。支柱10的纖維12單向地在彈簧-導桿-裝置1的橫向13上取向。

由接片3的端部區(qū)段9以及帶2的分別彼此相對的端部區(qū)段14定義彈簧-導桿-裝置1的兩個彼此相對的端部區(qū)域15。在端部區(qū)域15中，彈簧-導桿-裝置1可固定在車輛部件處，例如車輪架和車輛框架處。當彈簧-導桿-裝置1的端部區(qū)域15相對于彼此在法向方向16上或者與法向方向16相反地平行移動時，則帶2和接片3形變。帶2利用回位力與該形變相反地作用，從而使得由帶2引發(fā)彈簧作用。

圖2顯示了部分剖切地示出的梯形地設計的彈簧-導桿-裝置1的示意性示出的俯視圖。彈簧-導桿-裝置1的帶2呈梯形地以梯形角17彼此取向。

與在圖1中示出的彈簧-導桿-裝置1相反地，在圖2中示出的彈簧-導桿-裝置1不具有支柱。只要彈簧-導桿-裝置1在端部區(qū)域15中完全地、例如以夾持的方式固定在車輛部件處，則可省去支柱。

在以下說明的圖3至6中，示例性地以一種附圖標記分別表示多個相同類型的組件中的一個組件。

在圖3中示意性地示出了兩個彼此間隔開地布置的、梯形地設計的彈簧-導桿-裝置1的視圖。彈簧-導桿-裝置1的帶2分別具有超過接片3的彼此相對的接片面19的超出部18。接片3分別布置在中心線20或中性纖維的區(qū)域中。在彈簧-導桿-裝置1的端部區(qū)域15的相對地平行移動的情況中，分別使帶2的彼此相對的帶面21和22劇烈拉伸或壓縮。在端部區(qū)域15的該平行移動的情況中，沿著相應的中心線20伸延的中性纖維既不被壓縮也不被拉伸。因此，通過接片3在中心線20的區(qū)域中的布置以及通過超出部18實現(xiàn)接片面19僅僅稍微被拉伸或壓縮。

帶寬度23、帶厚度24、接片厚度25以及彈簧-導桿-裝置1固定在未示出的車輪架處的距離26可作為已知的優(yōu)化方法的目標參數(shù)用于確定用于預定的機動車應用的實際參數(shù)。

兩個彈簧-導桿-裝置1的所示出的布置方案原則上相應于在車輪架和車輛框架處的可能的布置方案，其中，彈簧-導桿-裝置1的側(在其中由于梯形的設計方案而具有較小寬度)關聯(lián)于車輪架。彈簧-導桿-裝置1有利地并且對于所有實施形式在車輪架與車輛框架之間布置成使得接片面19至少在彈簧狀態(tài)中大致水平地取向。

在圖4,5和6中示出了分別兩個彼此間隔開地布置的彈簧-導桿-裝置1。彈簧-導桿-裝置1分別具有預緊力，其選擇成并且與機動車重量匹配成，使得彈簧-導桿-裝置1在機動車中的安裝位置中在由機動車質(zhì)量引起的且作用到彈簧-導桿-裝置1上的重力的影響下變形成基本上平的形狀。以這種方式，在安裝方式中提供彈簧-導桿-裝置1的最大可能的彈簧行程。

在圖4中示出的彈簧-導桿-裝置1被預緊成弧形，并且在圖5和6中示出的彈簧-導桿-裝置1被預緊成S形。此外，在圖6中示出的彈簧-導桿-裝置1設計成梯形。

圖7顯示了車輪懸掛部27的示意圖，該車輪懸掛部27布置在彈簧-導桿-裝置1上的車輛框架的橫梁28處。彈簧-導桿-裝置1在一端部區(qū)域15中固定在車輪懸掛部27的車輪架29處并且在相對的端部區(qū)域15中固定在橫梁28處。圖示顯示了彈簧-導桿-裝置1(在行駛方向上的)示意性側視圖。

圖8顯示了帶有兩個彈簧-導桿-裝置1的車輪懸掛部27的示意圖，其中，車輪懸掛部具有減振裝置30，其以可擺動支承地布置在車輪架29處并且與車輛支架的橫梁28相連接。減振裝置30具有帶有非線性的彈簧特性曲線的彈簧31，其中，彈簧31設計和布置成使得減振裝置30在止擋部32處的撞擊被避免。