用于汽车底盘的悬架弹簧单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于设置在汽车车身和轮架之间的汽车底盘的悬架弹簧单元(1)，其具有至少四个由纤维复合材料制成的片簧(11)，其中，该片簧(11)在两个弹簧端部(11a)之间具有一个平面的延伸并且成对地相互间隔地在该弹簧端部(11a)上通过端部连接部件(12)而相互连接，从而形成了至少两个成列设置的片簧对(10)，而且其中，片簧对(10)在弹簧端部(11a)之间形成的片簧(11)的中间区域(11b)上通过中间连接部件(13)相互连接。
【专利说明】
用于汽车底盘的悬架弹簧单元
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于设置在汽车车身和轮架之间的汽车底盘的悬架弹簧单元，其中，该悬架弹簧单元具有由纤维复合材料制成的片簧。
【背景技术】
[0002]DE 101 41 432 Al中已知一种由两个片簧组成的悬架弹簧单元，该片簧由重量减轻的纤维复合材料形成。该悬架弹簧单元由两个具有拱曲的片簧部件组成，其中，片簧的拱曲内侧朝向彼此。端部连接部件位于片簧的弹簧端部上，通过该端部连接部件将两个片簧相互连接。在此说明了至少两个由纤维复合材料制成的片簧可以形成悬架弹簧单元，其中，在大于两个片簧的结构中，代替单层的实施方式，这些片簧可以以多层彼此堆叠的形式设置并且能够通过端部连接部件相互连接。由此产生的片簧部件的堆叠形式的结构例如在商用车中是已知的，该片簧至少由钢材制成。
[0003]为了在汽车车身和轮架之间设置悬架弹簧单元，以螺栓形式的中间连接部件位于片簧的中间区域中，从而上部的片簧和下部的片簧可以与汽车车身或者与轮架旋紧。
[0004]在这类片簧悬架弹簧单元的使用过程中，最小弹簧路径是必要的，而且提出了一种制动部件，其从内侧在中间区域的区域中设置在片簧上，从而当悬架弹簧单元加载有压力时相对侧的制动部件作为挡块可以彼此相对地碰撞，由此很大程度上限制了最大弹簧路径。
[0005]缺点在于，通过上述悬架弹簧单元的结构仅能接收减小的横向力，因为在片簧对上的倾斜负载可能快速地导致悬架弹簧单元的失效。特别是在上述结构中不能产生这样的可能性，即，片簧对可以侧面地弯曲，并且通过在使用在汽车底盘中的过程中必要的相对较大的弹簧路径使片簧在垂直于弹簧方向的横向上较大的长度成为必要的。在此，弹簧方向通过所述中间连接部件的位置而限定。以组合布设方式的多层的片簧的设计可以实现动能的消散，该一套的布设方式在所述的片簧的两侧的拱曲方向上以堆叠的方式通过其拱曲内侧经端部连接部件相互连接，该动能结合作为用于汽车底盘的悬架弹簧单元的减震器在该悬架弹簧单元中是不必要的。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于扩展用于设置在汽车车身和轮架之间的汽车底盘的悬架弹簧单元。在此，在重量最小化的实施方式的条件下，该悬架弹簧单元应能够承受更好的横向力并且实现更大的弹簧路径。
[0007]该目的由根据权利要求1中已知的特征结合特征部分的特征的悬架弹簧单元得以实现。本发明的有利的扩展方案在从属权利要求中说明。
[0008]按照本发明提出了一种用于设置在汽车车身和轮架之间的汽车底盘的悬架弹簧单元，其具有至少四个由纤维复合材料制成的片簧，其中，这些片簧在两个弹簧端部之间具有一个平面的延伸并且成对相互间隔地在弹簧端部上通过端部连接部件而相互连接，从而形成了至少两个成列设置的片簧对，而且其中，片簧对在弹簧端部之间形成的片簧的中间区域上通过中间连接部件相互连接。
[0009]通过按照本发明的、由多个成列设置的片簧对组成的悬架弹簧单元的结构实现了明显增加的弹簧路径的优点，因为悬架弹簧单元的整个弹簧路径通过片簧或片簧对的单个弹簧路径的总和而形成。在此，片簧单独地设置并且通过端部连接部件或者中间连接部件相互连接。特别是由此使片簧不再以堆垛或组合布设相互设置，而且片簧并不是平面的相互叠放。由此额外地实现了这样的优点，即，片簧之间不会沉积可能损坏片簧的表面的污垢。
[0010]该悬架弹簧单元可以具有至少两个用于连接片簧对的中间连接部件，其中，中间连接部件也设置在中间区域中的端侧的片簧上，从而实现悬架弹簧单元例如在汽车车身或在轮架上的连接，汽车车身和轮架也可以具有与设置在片簧之间的中间连接部件不同的其他设计。用于连接片簧对的至少两个中间连接部件确定了延伸经过中间连接部件的弹簧方向。该弹簧方向在此形成了这样的方向，即在该方向上可以压缩该悬架弹簧单元，但是通过悬架弹簧单元的结构不必将弹簧方向形成为通过悬架弹簧单元的直线，而且悬架弹簧单元例如也可以以弯曲的形式设计并且在该方向上压缩。
[0011]悬架弹簧单元的片簧可以形成为平面的或者优选具有拱曲，其中，成对地通过端部连接部件相互连接的片簧以其拱曲内侧朝向彼此。因此，片簧以其拱曲外侧朝向彼此，该拱曲外侧通过中间连接部件相互连接。由此片簧的拱曲在悬架弹簧单元在弹簧方向上的纵向延伸上交替，从而使片簧成对地以其拱曲内侧和以其拱曲外侧朝向彼此或者彼此背向。如果片簧实施为平面的，则得到了仅在悬架弹簧单元的无力作用的状态下的片簧的平面的设计，而且在悬架弹簧单元的压力或拉伸负荷情况下片簧同样发生拱曲，从而两个形成片簧对的片簧的拱曲外侧朝向彼此。
[0012]上述具有拱曲的片簧的悬架弹簧单元的目的特别是在悬架弹簧单元的无力作用的状态下产生，而且在悬架弹簧单元的压力负荷下可以将无力作用下拱曲的片簧拉平，从而以上对片簧的拱曲的描述仅适用于悬架弹簧单元的无力作用的状态中。
[0013]片簧对可以以横行于弹簧方向延伸的横向上以长形延伸的方式形成。在此，两个或多个片簧对的横向具有彼此相同的取向或者围绕弹簧方向相互扭转的取向。如果片簧对在其横向上相互扭转地设置，横向力可以通过悬架弹簧单元更好的容纳，而且片簧对可以通过中间连接部件限定具有一个曲率的弹簧方向。
[0014]另一个优点在于，片簧的纤维复合材料具有增强纤维，其中，增强纤维在片簧的作为弹簧端部之间的纵向而延伸形成的方向上延伸。由此负荷接收能力的优化通过片簧而实现，而且相对于纤维复合材料中纤维的宏观均匀的、统计学的分布改善了片簧的负荷接收。增强纤维可以与其他、特别是相对于增强纤维的延伸方向横向或倾斜延伸的纤维一同嵌入基体中，基体例如通过环氧树脂形成。
[0015]端部连接部件可以由橡胶、塑料或者金属的材料形成并且具有两个特别是倾斜形成的容纳口，片簧的弹簧端部容纳在该容纳口中。通过由端部连接部件固定在一起的片簧对的较小的单个弹簧路径产生了弹簧端部在容纳口中较小的移动，由此使弹簧端部和端部连接部件之间的连接受到较小的负荷。另外可以通过更硬的材料形成端部连接部件，由此提高悬架弹簧单元的支承性能。
[0016]至少一个中间连接部件这样与片簧连接，S卩，具有不变的横截面延伸的片簧经过与中间连接部件的连接位置。由此产生了片簧更好的负荷能力和较简单的可制造性，这些片簧不会通过在其结构中的中间连接部件而弱化。特别的优点在于，片簧在弹簧端部之间延伸的横截面在片簧的整个长度上在横向方向上不变，即，保持不变地形成。
[0017]片簧可以在无力的状态下在弹簧端部之间以弯曲形、抛物线形或者直线延伸的形式形成。例如片簧可以在片簧部件之间的横向上也形成为弓形的，但是特别是片簧在两侧对称地形成中间连接部件的布设。
[0018]根据按照本发明的悬架弹簧单元的另一个有利的实施方式可以设置至少一个引导部件，通过该引导部件引导片簧对，特别是防止片簧对围绕弹簧方向的扭转。单个的片簧或者片簧对在此可以在压缩情况下在引导部件中滑动，从而确保片簧相对于例如固定设置的引导部件而言的移动性。例如两个引导部件也可以彼此相对地围绕片簧，而且例如片簧可以通过端部连接部件在引导部件中引导。还能够考虑的是，一个或多个引导部件形成壳体，该壳体保护片簧不受到湿气和污垢的影响。
【附图说明】
[0019]另外，改进本发明的措施随后借助附图连同对本发明的优选实施例的描述进一步示出。其中:
[0020]图1示出了具有由纤维复合材料制成的片簧的悬架弹簧单元的示意图以及
[0021]图2示出了在力负载状态下的根据图1的悬架弹簧单元，其中，悬架弹簧单元的弹簧方向具有一个曲率。
【具体实施方式】
[0022]图1以示意图示出了具有片簧11的悬架弹簧单元I，这些片簧由纤维复合材料制成并且形成了悬架弹簧单元I的弹簧体。该悬架弹簧单元I可以以没有详细示出的方式用于汽车的底盘并且例如设置在汽车车身与轮架之间，并因此构成了汽车底盘的组成部分。
[0023]片簧11在两个弹簧端部之间具有一个平面的、弯曲的延伸并且该片簧11成对地相互间隔地在弹簧端部Ila上通过端部连接部件12而相互连接，由此形成了三个成列设置的片簧对I O。
[0024]片簧11在无力作用的状态下实施具有一个拱曲，而且为了形成各个片簧对10而使片簧11的拱曲内侧朝向彼此。举例示出的三个片簧对10总共具有六个片簧U。与具有三个片簧对10的悬架弹簧单元I的示例性图示不同，两个或者大于三个的分别具有两个片簧11的片簧对10也可以形成悬架弹簧单元I。
[0025]片簧11在弹簧端部Ila之间的中间具有中间区域11b，而且来自相邻的片簧对10的片簧11在该中间区域I Ib上通过中间连接部件13相互连接。另外的中间连接部件13在外侧的片簧11上示出用于外周的连接以及用于将力传入悬架弹簧单元I中。
[0026]中间连接部件13限定了弹簧方向14，该弹簧方向延伸穿过这些中间连接部件13。悬架弹簧单元I以未负载的状态示出，从而弹簧方向14形成可一条直线。横向于弹簧方向14限定了横向15，而且片簧11以其横截面形状沿着横向15长形延伸。端部连接部件12可以由橡胶材料构成并且具有容纳口 16，该容纳口形成为口袋状的并且片簧11的弹簧端部I Ia可以插入该容纳口中。弹簧端部IIa在此可以粘合在容纳口 16中。
[0027]图2示出了处于通过两个箭头标出的负载状态下的悬架弹簧单元I，这两个箭头示出了作用在片簧11上的在外侧设置的中间连接部件13上的力。通过力负载使弹簧方向14在中间连接部件13上发生弯曲，其中，三个片簧对10仅示例性地在其横向15上围绕弹簧方向14具有相互相同的取向。为了使片簧对10围绕弹簧方向14的取向稳定，示意性示出了引导部件17，其通过端部连接部件12引导三个片簧对10。该引导部件17例如可以这样设计，SP，围绕弹簧方向14的横向15的取向保持不变，但是该引导部件17可以在弹簧方向14上弹性地引导，从而避免外部的力负载沿着弹簧方向14作用在片簧对10上，或者端部连接部件12可以在引导部件17上沿弹簧方向14引导或者在引导部件上滑动。
[0028]通过片簧对10的成列设置产生了悬架弹簧单元I的整个弹簧路径，该弹簧路径由片簧对10的单个弹簧路径的总和产生。片簧11设计为矩形的并且具有在横向15上长形的延伸。
[0029]本发明在其构造方面并不局限于上述说明的优选实施例。确切地说，能够考虑许多使用基本上与上述解决方案不同类型的实施方式的变型。所有在权利要求书、说明书或附图中的特征和/或优点，包括结构细节或者空间布设在内，可以以其本身和以不同的结合的方式对于本发明而言是必要的。
[0030]附图标记列表[0031 ] I 悬架弹簧单元
[0032]10片簧对
[0033]11 片簧
[0034]Ila弹簧端部
[0035]Ilb中间区域
[0036]12端部连接部件
[0037]13中间连接部件
[0038]14弹簧方向
[0039]15 横向
[0040]16 容纳口[0041 ] 17引导部件
【主权项】
1.一种用于设置在汽车车身和轮架之间的汽车底盘的悬架弹簧单元(I)，其具有至少四个由纤维复合材料制成的片簧(11)，其中，所述片簧(11)在两个弹簧端部(Ila)之间具有一个平面的延伸并且成对地相互间隔地在所述弹簧端部(Ila)上通过端部连接部件(12)而相互连接，从而形成了至少两个成列设置的片簧对(10)，而且其中，所述片簧对(10)在所述弹簧端部(Ila)之间形成的片簧(11)的中间区域(Ilb)上通过中间连接部件(13)相互连接。2.根据权利要求1所述的悬架弹簧单元(I)，其特征在于，用于连接片簧对(10)的至少两个中间连接部件(13)确定了延伸经过所述中间连接部件(13)的弹簧方向(14)。3.根据权利要求1或2所述的悬架弹簧单元(I)，其特征在于，所述片簧(11)具有拱曲，其中，成对地通过端部连接部件(12)相互连接的片簧(11)以其拱曲内侧朝向彼此。4.根据权利要求3所述的悬架弹簧单元(I)，其特征在于，所述片簧对(10)在横行于弹簧方向(14)延伸的横向(15)上以长形延伸的形式形成。5.根据权利要求4所述的悬架弹簧单元(I)，其特征在于，两个或多个片簧对(10)的横向(15)具有彼此相同的取向或者围绕弹簧方向(14)相互扭转的取向。6.根据上述权利要求中任意一项所述的悬架弹簧单元(I)，其特征在于，所述片簧(11)的纤维复合材料具有增强纤维，其中，所述片簧(11)的增强纤维在弹簧端部(Ila)之间延伸。7.根据上述权利要求中任意一项所述的悬架弹簧单元(I)，其特征在于，端部连接部件(12)由橡胶、塑料或者金属的材料形成并且具有两个特别是倾斜形成的容纳口(16)，所述片簧(11)的弹簧端部(I Ia)容纳在所述容纳口中。8.根据上述权利要求中任意一项所述的悬架弹簧单元(I)，其特征在于，至少一个中间连接部件(13)这样与所述片簧(11)连接，S卩，具有不变的横截面延伸的所述片簧(11)经过与所述中间连接部件(13)的连接位置。9.根据上述权利要求中任意一项所述的悬架弹簧单元(I)，其特征在于，所述片簧(11)在无力作用的状态下在弹簧端部(Ila)之间以弯曲形、抛物线形或者直线地延伸的形式形成。10.根据上述权利要求中任意一项所述的悬架弹簧单元(I)，其特征在于，设置至少一个引导部件(17)，通过该引导部件引导片簧对(10)，特别是防止所述片簧对(10)围绕弹簧方向(14)的扭转。
【文档编号】F16F3/02GK106062410SQ201580010183
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月19日
【发明人】迪特尔·勒希纳, 马赛尔·格罗斯, 格哈德·沙尔
【申请人】蒂森克虏伯弹簧与稳定器有限责任公司