用于汽車底盤的懸架彈簧單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于汽車底盤的懸架彈簧單元(1)，該懸架彈簧單元能夠設(shè)置在汽車車身和輪架之間并且形成了汽車底盤的一個(gè)組成部分，該懸架彈簧單元通過由纖維復(fù)合材料制成的彈簧體構(gòu)成。按照本發(fā)明，至少兩個(gè)成列設(shè)置的由纖維復(fù)合材料制成的環(huán)體(10)分別設(shè)置有封閉的輪廓，該環(huán)體通過至少一個(gè)連接部件(11)相互連接。
【專利說明】
用于汽車底盤的懸架彈簧單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于汽車底盤的懸架彈簧單元，該懸架彈簧單元能夠設(shè)置在汽車車身和輪架之間并且形成了汽車底盤的一個(gè)組成部分，該懸架彈簧單元通過由纖維復(fù)合材料制成的彈簧體構(gòu)成。
【背景技術(shù)】
[0002]DE 101 41 432 Al中已知一種由復(fù)合纖維制成的兩個(gè)片簧組成的復(fù)合纖維彈簧，而且該片簧在其端部上通過連接部件相互連接。該片簧以矩形形成并具有一個(gè)曲率，而且片簧在端部邊緣上通過連接部件連接。在此，片簧的凹形的平面朝向彼此，從而兩個(gè)片簧連同連接部件形成類似于封閉的橢圓的形狀。為了將力引入片簧中，力引入部件在片簧的端部邊緣之間的大致中間位置設(shè)置在片簧上。
[0003]DE 10 2008 006 41 I Al示出了另一種以具有波浪形形狀的由纖維復(fù)合材料制成的帶形彈簧形式的、用于汽車底盤的懸架彈簧單元，其中，帶形彈簧作為單個(gè)的波浪形狀由折回區(qū)域和中間區(qū)域形成，從而帶狀彈簧以曲折的形狀延伸。但是，通過懸架彈簧單元由單個(gè)帶狀彈簧的一件式制造不能改進(jìn)懸架彈簧單元的結(jié)構(gòu)并且在制造過程中是費(fèi)力的。例如通過帶形彈簧的一件式形成，僅能夠通過替換整個(gè)帶形彈簧而實(shí)施彈性率的調(diào)整。另外，由于必須將纖維復(fù)合材料的纖維放置到模子中，因此使作為較大的、一件式的部件的帶狀彈簧的制造變得困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于擴(kuò)展用于汽車底盤的懸架彈簧單元，該懸架彈簧單元實(shí)施具有由纖維復(fù)合材料制成的彈簧體，其中，該懸架彈簧單元在制造方面應(yīng)是簡(jiǎn)單的并且在結(jié)構(gòu)方面應(yīng)是靈活的，特別是應(yīng)可以通過簡(jiǎn)單的裝置使懸架彈簧單元的彈簧特性適應(yīng)于相應(yīng)的要求。
[0005]該目的由根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的、具有纖維復(fù)合材料制成的彈簧體的、用于汽車底盤的懸架彈簧單元出發(fā)結(jié)合特征部分的特征得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中說明。
[0006]本發(fā)明包括一種技術(shù)教導(dǎo)，S卩，至少兩個(gè)成列設(shè)置的由纖維復(fù)合材料制成的環(huán)體分別設(shè)置有封閉的輪廓，環(huán)體通過至少一個(gè)連接部件相互連接。
[0007]按照本發(fā)明，為了形成懸架彈簧單元，由纖維復(fù)合材料制成的彈簧體通過環(huán)體而形成，這些環(huán)體具有封閉的輪廓。這些環(huán)體在此通過連接部件特別是在其環(huán)外側(cè)上相互連接，并且至少兩個(gè)并特別是多個(gè)環(huán)體可以成列地相互連接，從而形成用于汽車底盤的懸架彈簧單元。在此，環(huán)體在中間通過連接部件相互連接，而且連接部件用于力傳遞，從而使環(huán)體和連接部件通過串聯(lián)而分別傳遞相等的力，例如在輪架和汽車車身之間。
[0008]有利的是，至少兩個(gè)連接部件在環(huán)體上徑向相對(duì)地設(shè)置，從而限定了延伸經(jīng)過連接部件的彈簧方向。在此可以將環(huán)體形成為橢圓形和/或可以設(shè)置為環(huán)體在橫向于彈簧方向延伸的橫向上長(zhǎng)形地形成。由此得到了單個(gè)的環(huán)體，其具有兩面平展的環(huán)的形狀或者具有橢圓的形狀。單個(gè)的環(huán)體在此可以具有所有相同或不同的彈簧特性。在懸架彈簧單元的應(yīng)用中，共同擠壓?jiǎn)蝹€(gè)的環(huán)體并且懸架彈簧單元的總彈簧路徑由單個(gè)的環(huán)體的各自的彈簧路徑共同組成。單個(gè)的彼此重疊并且通過連接部件連接的環(huán)體可以在其沿橫向的延伸方面全部平行，但是也可以以不同的角度圍繞共同的彈簧方向相互扭轉(zhuǎn)地設(shè)置。
[0009]單個(gè)的環(huán)體可以低成本地以簡(jiǎn)單的卷繞過程制造，而且特別有利的是，纖維復(fù)合材料包括纖維層，該纖維層至少主要或優(yōu)選完全地在環(huán)體的周長(zhǎng)方向上延伸。由此得到了一種通過卷繞過程的環(huán)體的特別簡(jiǎn)單的制造。為了產(chǎn)生相對(duì)于環(huán)繞方向的側(cè)邊方向中的橫截面穩(wěn)定性，環(huán)體可以包括至少一個(gè)編織層，而且卷繞纖維和編織層可以嵌入例如由環(huán)氧樹脂組成的基體中。
[0010]特別是作為橢圓形的環(huán)體形成有形成橢圓的長(zhǎng)軸的橫向，該橫向在橢圓形的環(huán)體的長(zhǎng)軸上延伸并且橫向于彈簧方向延伸，可以使環(huán)體以簡(jiǎn)單的方式制造。但是在此環(huán)體也可以實(shí)施為環(huán)形、橢圓形(即，在整個(gè)周長(zhǎng)上具有變化的曲率)或者作為長(zhǎng)環(huán)，從而使環(huán)體的封閉的輪廓通過兩個(gè)在橫向上大致相互平行延伸并且基本上平直的主區(qū)段和兩個(gè)連接主區(qū)段的半徑區(qū)段形成。通過環(huán)體的相互平行延伸的主區(qū)段例如得到了由多個(gè)環(huán)體組成的懸架彈簧單元的較小的結(jié)構(gòu)高度。連接部件可以使具有主區(qū)段的環(huán)體連接，從而連接部件例如中間地在主區(qū)段上連接在環(huán)體上。
[0011]纖維復(fù)合材料例如可以包括玻璃纖維材料或碳纖維材料，而且例如樹脂、特別是環(huán)氧樹脂可以使用作為基體。
[0012]環(huán)體在橫向上的軸的長(zhǎng)度相對(duì)于在彈簧方向上延伸的軸的長(zhǎng)度的比例可以等于2:1至10:1的數(shù)值并且優(yōu)選3:1至5:1的數(shù)值。該比例越大，懸架彈簧單元被構(gòu)建的越寬，其中，環(huán)體通常具有橢圓形的橫截面并且相對(duì)于較短的高度而較大的主軸通常起到更低的彈性力的作用，因?yàn)閱蝹€(gè)的環(huán)體的撓性在高度方向上更大。
[0013]根據(jù)按照本發(fā)明的懸架彈簧單元的另一個(gè)有利的實(shí)施方式，優(yōu)選設(shè)置有至少一個(gè)引導(dǎo)部件，該引導(dǎo)部件引導(dǎo)環(huán)體并且防止環(huán)體由彈簧方向而縱向彎曲。單個(gè)的環(huán)體在此可以在壓縮的情況下在該引導(dǎo)部件中滑動(dòng)，從而確保環(huán)體相對(duì)于例如穩(wěn)定設(shè)置的引導(dǎo)部件而言的移動(dòng)性。例如兩個(gè)引導(dǎo)部件也可以彼此相對(duì)地圍繞環(huán)體，而且例如環(huán)體可以通過其半徑區(qū)段而在至少一個(gè)引導(dǎo)部件中引導(dǎo)。還能夠考慮的是，一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)部件形成殼體，該殼體保護(hù)環(huán)體不受到濕氣和污垢的影響。
[0014]環(huán)體可以具有根據(jù)平帶類型的平面形成的環(huán)繞橫截面。在此，至少一個(gè)連接部件可以這樣與環(huán)繞橫截面連接，即，具有不變的橫截面的平帶經(jīng)過與連接部件的連接位置。由此產(chǎn)生了環(huán)體的有利的負(fù)荷。特別有利的是，該環(huán)繞橫截面可以在環(huán)體的整個(gè)周長(zhǎng)上不變，SP，保持不變地形成。
[0015]按照本發(fā)明的懸架彈簧單元可以通過由纖維復(fù)合材料組成的彈簧體以具有封閉輪廓的環(huán)體的形式的形成而特別簡(jiǎn)單的制造，其中，懸架彈簧單元可以具有與鋼彈簧相同或類似的彈簧特性，該鋼彈簧在汽車的底盤中作為懸架彈簧而使用。在此，懸架彈簧單元具有極其輕的重量，而且根據(jù)環(huán)體的尺寸可以使具有本發(fā)明的特征的懸架彈簧單元的功能充分，從而可以作為汽車的底盤彈簧而使用。例如也可以在兩個(gè)環(huán)體之間設(shè)置多個(gè)連接部件，這些連接部件相互間隔地與環(huán)體的平帶連接，從而例如使負(fù)荷向環(huán)體中的傳入更好地分布。
【附圖說明】
[0016]另外，改進(jìn)本發(fā)明的措施隨后借助附圖連同對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述進(jìn)一步示出。其中:
[0017]圖1示出了具有由纖維復(fù)合材料制成的彈簧體的懸架彈簧單元的示意圖以及
[0018]圖2示出了在負(fù)載狀態(tài)下的懸架彈簧單元，其中，環(huán)體具有彈性的變形。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1以示意圖示出了具有立體示出的環(huán)體10的懸架彈簧單元1，這些環(huán)體由纖維復(fù)合材料制成并且形成了懸架彈簧單元I的彈簧體。該懸架彈簧單元I可以以沒有詳細(xì)示出的方式用于汽車的底盤，并且該懸架彈簧單元I可以例如設(shè)置在汽車車身與輪架之間，并因此構(gòu)成了汽車底盤的組成部分。
[0020]該懸架彈簧單元I例如具有三個(gè)環(huán)體10，這些環(huán)體通過連接部件11相互連接。為了使該懸架彈簧單元I與汽車車身和輪架連接，上方的環(huán)體10和下方的環(huán)體10分別在外側(cè)具有另外的連接部件11。
[0021]連接部件11在環(huán)體10上徑向相對(duì)地設(shè)置，從而限定了延伸通過連接部件11的彈簧方向12。如果該懸架彈簧單元I在外側(cè)的連接部件11上受到壓力負(fù)荷，那么環(huán)體10在彈簧方向12上壓縮，從而使該懸架彈簧單元I的長(zhǎng)度相應(yīng)地縮短。
[0022]環(huán)體10以封閉、保持不變的輪廓而實(shí)施，而且環(huán)體10包括具有保持不變的環(huán)繞橫截面的平帶。環(huán)體10由纖維復(fù)合材料制成并且具有例如在上方的環(huán)體10上示出的纖維層
14。纖維層14在周長(zhǎng)方向15上延伸，而且周長(zhǎng)方向15限定了環(huán)體10的環(huán)繞方向。通過纖維層14的至少一個(gè)主要部分在周長(zhǎng)方向15中的延伸產(chǎn)生了有利的關(guān)于環(huán)體10的負(fù)載的負(fù)荷情況，因?yàn)榄h(huán)體10僅橫向于周長(zhǎng)方向15受到負(fù)荷，從而使纖維層14的纖維相應(yīng)地可以容納負(fù)荷，而且環(huán)體10在纖維層14的纖維的縱向上受到負(fù)荷。
[0023]舉例示出的三個(gè)環(huán)體10以形狀相同的方式實(shí)施，但是這些環(huán)體10也可以具有不同的設(shè)計(jì)并且通過連接部件11相互連接。如果懸架彈簧單元I壓縮，那么單個(gè)環(huán)體10的彈簧路徑疊加成為總彈簧路徑，其中，單個(gè)環(huán)體10的剛性不必強(qiáng)制相等，而且環(huán)體10可以具有不同的彈簧比率。
[0024]該實(shí)施例示出了具有以橢圓形實(shí)施的環(huán)體10的懸架彈簧單元I，而且環(huán)體10具有橫向于彈簧方向10延伸的橫向13，例如在下方的環(huán)體10上示出。該環(huán)體10因此具有在橫向上比環(huán)體10在彈簧方向12上的高度更大的延伸。
[0025]舉例示出的環(huán)體10作為扁平的環(huán)形成并且環(huán)體10的封閉的輪廓通過兩個(gè)在橫向13上大致相互平行延伸并且基本上平直的主區(qū)段1a以及兩個(gè)連接主區(qū)段1a的1b組成。
[0026]圖2以示意性的側(cè)視圖示出了根據(jù)圖1的懸架彈簧單元I，其中，該懸架彈簧單元I在外側(cè)的連接部件11上加載有通過箭頭示出的壓力。施加在懸架彈簧單元I上的壓力通過在環(huán)體10中和在連接部件11中的串聯(lián)而在各個(gè)主體和部件中是大小相等的。通過施加的壓力負(fù)荷使環(huán)體10表現(xiàn)出變形，特別是環(huán)體10的主區(qū)段1a具有在環(huán)體10中向內(nèi)形成的撓曲17。
[0027]例如在環(huán)體10的左側(cè)上示出了引導(dǎo)部件16，而且該引導(dǎo)部件16用于在半徑區(qū)段1b上引導(dǎo)環(huán)體10，該半徑區(qū)段使主區(qū)段1a在橫向13上以弧形相互連接。引導(dǎo)部件16由此在半徑區(qū)段1b上引導(dǎo)環(huán)體10。該引導(dǎo)部件16這樣實(shí)施，以使得半徑區(qū)段1b可以在引導(dǎo)部件16中沿彈簧方向12滑動(dòng)，從而使引導(dǎo)部件16僅用于引導(dǎo)環(huán)體10并且不會(huì)在其上施加力。另外可以以同樣的方式將另一個(gè)引導(dǎo)部件16在右側(cè)上與示出的引導(dǎo)部件16相對(duì)地設(shè)置。該引導(dǎo)部件作為軌道實(shí)施并且特別是防止單個(gè)環(huán)體10的側(cè)面的扭轉(zhuǎn)。
[0028]通過在針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例中示出的懸架彈簧單元I提供了一種彈簧單元，其可以用作汽車懸架彈簧并且由纖維復(fù)合材料提供非常輕的重量。該懸架彈簧單元I在此相對(duì)于常規(guī)的鋼彈簧可以具有顯著更小的重量，但是該懸架彈簧單元I可以具有與相應(yīng)的鋼彈簧相同的彈簧特性和效率。
[0029]本發(fā)明在其實(shí)施方面并不局限于上述說明的優(yōu)選實(shí)施例。確切地說，能夠考慮許多使用本質(zhì)上與上述解決方案不同類型的實(shí)施方式的變型。所有在權(quán)利要求書、說明書或附圖中的特征和/或優(yōu)點(diǎn)，包括結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)或者空間布設(shè)在內(nèi)，可以以其本身和以不同的結(jié)合的方式對(duì)于本發(fā)明而言是必要的。
[0030]附圖標(biāo)記列表[0031 ] I 懸架彈簧單元
[0032]10 環(huán)體
[0033]1a主區(qū)段
[0034]1b半徑區(qū)段
[0035]11連接部件
[0036]12彈簧方向
[0037]13 橫向
[0038]14纖維層
[0039]15周長(zhǎng)方向
[0040]16引導(dǎo)部件
[0041]17 撓曲
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于汽車底盤的懸架彈簧單元(I)，所述懸架彈簧單元能夠設(shè)置在汽車車身和輪架之間并且形成了汽車底盤的一個(gè)組成部分，所述懸架彈簧單元通過由纖維復(fù)合材料制成的彈簧體構(gòu)成，其特征在于，至少兩個(gè)成列設(shè)置的由纖維復(fù)合材料制成的環(huán)體(10)分別設(shè)置有封閉的輪廓，所述環(huán)體通過至少一個(gè)連接部件(11)相互連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，至少兩個(gè)連接部件(11)在所述環(huán)體(10)上徑向相對(duì)地設(shè)置，從而限定了延伸經(jīng)過所述連接部件(11)的彈簧方向(12)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，所述環(huán)體(10)形成為橢圓形和/或所述環(huán)體(10)在橫向于彈簧方向(12)延伸的橫向(13)上長(zhǎng)形地形成。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，所述環(huán)體(10)的封閉的輪廓通過兩個(gè)在橫向(13)上大致相互平行延伸并且基本上平直的主區(qū)段(1a)和兩個(gè)連接所述主區(qū)段(1a)的半徑區(qū)段(1b)形成。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，通過橢圓形的構(gòu)造確定了橫向(13)，所述橫向在橢圓形的環(huán)體(10)的長(zhǎng)軸上延伸并且橫向于彈簧方向(12)延伸。6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，所述環(huán)體(10)在橫向(13)上的軸的長(zhǎng)度相對(duì)于在彈簧方向(12)上延伸的軸的長(zhǎng)度的比例等于2:1至10:1的數(shù)值并且優(yōu)選3:1至5:1的數(shù)值。7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，所述纖維復(fù)合材料包括纖維層(14)并特別是由纖維層形成，所述纖維層至少主要在所述環(huán)體(10)的周長(zhǎng)方向(15)上延伸。8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，設(shè)置有至少一個(gè)引導(dǎo)部件(16)，所述引導(dǎo)部件引導(dǎo)所述環(huán)體(10)并且防止所述環(huán)體(10)由彈簧方向(12)而縱向彎曲。9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，所述環(huán)體(10)具有平帶類型的、平面形成的環(huán)繞橫截面。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，至少一個(gè)連接部件(11)這樣與所述環(huán)繞橫截面連接，即，具有不變的橫截面的所述平帶經(jīng)過與所述連接部件(I I)的連接位置。
【文檔編號(hào)】F16F1/366GK106062409SQ201580010184
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年2月19日
【發(fā)明人】馬賽爾·格羅斯, 迪特爾·勒希納, 格哈德·沙爾
【申請(qǐng)人】蒂森克虜伯彈簧與穩(wěn)定器有限責(zé)任公司