用于机动车辆的板簧组件的制作方法
【专利说明】用于机动车辆的板簧组件
[0001]本发明涉及一种用于机动车辆的车轮悬架的板簧组件，其中，该板簧组件包括:板簧、用于支承第一弹簧端部的第一接纳装置和用于支承第二弹簧端部的第二接纳装置。
[0002]从DE 10 2010 015 951A1已知一种用于机动车辆的板簧，其由纤维加强塑料生产而成。板簧会适应任何侧向引导力并且将这些侧向引导力转移到板簧接纳装置。该板簧包括弯曲接头部分和弹簧部分，其中弯曲接头部分能补偿弹簧部分长度变化。板簧的两端以抗力矩并且不可移位的方式固定于板簧接纳装置中。
[0003]从DE 102 02 114A1已知一种用于车辆底盘系统的玻璃纤维复合单板弓形弹簧。弓形弹簧的端部由固定的端部附连件而连接到车辆框架并且在中部固定到轮轴上。弓形弹簧具有弯曲形式，其绕中央竖直轴线对称。弹簧包括中央向上弯曲的区域，中央向上弯曲的区域布置于两个向下弯曲的区域之间，两个向下弯曲的区域布置于两个另外的向上弯曲的区域之间。弓形弹簧在载荷下压缩，即经受压力载荷。
[0004]US 2008/0252033A1提出了一种用于机动车辆的车轮悬架的板簧。板簧由纤维加强塑料制成并且在其端部，其连接到弹性构件，而弹性构件固定到机动车辆的底盘。在一实施例中，各端部向上弯曲并且都支承于弹性衬套中从而能绕机动车辆的纵向轴线枢转。
[0005]从DE 10 2009 032 919A1已知一种弹簧组件，其具有由纤维复合材料制成的板簧。板簧包括中央部分和两个邻接的端部，两个邻接的端部各接纳于轴承座中。为了改变该弹簧特征，轴承座之一设有支承器件，当处于载荷下时，该板簧能抵靠该支承器件。
[0006]DE 898 154A1提出了一种用于有轨车辆、具有板簧的悬架系统。板簧的一端设有眼部，经由眼部，板簧支承于底架上。随着弯曲率增加，该板簧的弹簧端部支承于弹性支承件上。
[0007]从DE36 37 281A1已知一种弹簧座，其固定到底盘框架上。提供由塑料制成的板簧，其在一端包括轴承眼并且在另一端相对于弹簧座竖直地被支承。
[0008]从DE 2009 015 662B3已知一种用于机动车辆的、具有板簧的弹簧组件。板簧由纤维复合材料制成并且在一端，其保持在夹持构件中。夹持构件可枢转地固定于机动车辆的轴承座中。在轴承座处设有止挡件，夹持构件能抵靠止该挡件被支承。
[0009]从DE 36 13 804C1已知一种装置，该装置包括由纤维加强塑料制成的板簧和端侧力弓I入零件。该板簧具有楔形端部，其形式配合地夹持到力弓I入零件内。
[0010]本发明的目的在于提出一种用于机动车辆的板簧组件，其易于生产并且易于安装并且当处于载荷下时具有渐进的弹簧刚度。
[0011 ]通过提供一种用于机动车辆的车轮悬架的板簧组件而实现这个目的，这种板簧组件包括:纤维加强塑料制的板簧，其用于弹性地支承机动车辆的车轮载架，其中板簧包括第一端部、弹簧部分、可弯曲部分和第二端部;第一接纳装置，其用于支承第一端部;第二接纳装置，其用于支承第二端部;其中，第一接纳装置和第二接纳装置设计成使得第一端部和第二端部以相对于彼此基本上不可移位的方式保持;其中第一接纳装置和第二接纳装置中至少一个设计成使得相应的相关联端部绕横向于车辆的纵向轴线延伸的枢转轴线被可枢转地支承。板簧构造成使得至少当更高的竖直力从车轮载架引入时，板簧经受拉伸载荷，这也是其被称作拉伸板簧的原因。此适用于弹簧的整个可能行程中的至少一部分。
[0012]该板簧组件的优点在于由于端部以不可移位的方式固定，板簧经受弯曲和拉伸过程。在弹簧中出现的拉伸和弯曲应力彼此叠加并且一起导致渐进弹簧特征。拉伸力在板簧中生成，因为板簧的端部各以不可移位的方式固定于相应接纳装置中。“不可移位”在本上下文中表示端部在机动车辆的纵向方向上固定地夹持，使得当弹簧处于载荷下时它们不能在纵向方向上显著地移位。应了解这意味包括例如更具体地由于载荷相关的弹性变形而在可枢转接纳装置处造成的较小程度的可移位性。在每个接纳装置处，较小程度的可移位性可以达20mm，优选地达10mm。因为板簧端部以基本上不可移位的方式被接纳，拉伸应力随着载荷增加而渐进地增加，使得弹簧的弹簧刚度也渐进地增加。在内置条件下，这意味着随着在机动车辆上的载荷增加，悬架变得更刚硬，这对于机动车辆的驾驶舒适感和驾驶稳定性具有有益的效果。
[0013]分别在弹簧部分和可弯曲部分中生成的应力随着载荷增加而变化并且在它们的单个应力分量方面彼此不同。由于车轮载架所引入的竖直力，弹簧部分特别地经受拉伸载荷，并且由于弹簧部分处于拉伸载荷下，可弯曲部分特别地经受弯曲。在本上下文中“具体地”或“基本上(显著地)”也涵盖在具有另外载荷分量的任何给定载荷条件下，相应地，在弹簧的相应部分中能生成应力分量，或者，单个应力分量随着载荷变化而变化。
[0014]“接纳装置中至少一个”表示根据第一可能性，第一接纳装置和第二接纳装置中的仅一个设计为用于相关联弹簧端部的可枢转且无力矩支承件，而相应的另一接纳装置提供为刚硬并且抗力矩支承件形式。可枢转性导致绕枢转轴线的无力矩情形，使得在本公开中，术语“可枢转”和“无力矩”同义地使用。抗力矩支承件是不可枢转，并且在本公开中，因此被称作“刚硬的”。根据弹簧行为所要满足的要求，自由地选择以使可枢转(无力矩)和刚硬(抗力矩)支承件与弹簧部分或者与可弯曲部分相关联。根据第二可能性，也可能，两个接纳装置都设置为无力矩支承件的形式。
[0015]无力矩支承件导致在弹簧与接纳装置之间在接纳装置上减小的力。更特别地无力矩支承件实现为支承相关联端部以便可绕接纳装置中的枢转轴线或者相对于固定部件枢转。枢转轴线优选地至少基本上横向于纵向车辆轴线延伸:其中应包括相对于纵向车辆轴线的法线±10°的角度偏差。枢转支承件优选地设计成使得可枢转地接纳的弹簧端部能绕枢转轴线进行最小10°和/或直到最大60°、优选地25°至45°的旋转角的旋转运动。
[0016]根据优选弹簧，悬架部分设置为第一弹簧腿形式并且可弯曲部分设置为板簧的第二弹簧腿形式，其中第一弹簧腿和第二弹簧腿在长度和/或曲率方便彼此不同。在板簧的内置条件下，车轮载架固定到弹簧部分上，经由弹车轮载架，车辆车轮的力被引入到板簧内。因此，在安装状态，弹簧部分优选地基本上在机动车辆的纵向或水平地延伸。在车辆中的内置条件下，可弯曲部分优选地具有在竖直方向上的主要延伸方向。由车轮载架引入到弹簧部分内的竖直力导致在弹簧部分中的拉伸载荷，而这种拉伸载荷导致可弯曲部分朝向与可弯曲部分远离的弹簧端部弯曲。
[0017]通过在构造上关于诸如截面积、长度或宽度等物理参数来设计弹簧部分和可弯曲部分，能设置悬架行为或者板簧的渐进。由此以下适用:可弯曲部分越长并且截面积越小，弹簧就越软;并且反之亦然;可弯曲部分越短或越厚，弹簧就越刚硬。
[0018]在一优选实施例中，弹簧部分包括在弹簧的未加载的内置条件下的下凸曲率。“未加载的内置条件”特别地表示并无力施加到板簧上。然而，设置为在板簧的加载的内置条件，最大弹簧偏转时，板簧部分具有下凹曲率。换言之，在荷载时，弹簧部分的曲率发生从凸到凹的变化，其中在这两个位置之间经历中性位置。在初始加载时，其中弹簧部分下侧是凸的，特别地存在弯曲应力和压缩应力。随着载荷增加，下凸曲率变得扁平，其中在弹簧部分中的压力应力初始增加，然后再次减小并且最终变成零。其中弹簧部分基本上无压缩和拉伸应力的位置限定中性位置。板簧优选地被设计成使得在已安装的准备偏转的载荷条件下存在中性位置，即静止无装载或轻装载的车辆。在载荷增加时，即在装载条件下或者在动态弹簧偏转下，弹簧进一步弹性变形，其中弹簧部分的张力载荷逐渐增加。换言之，板簧优选地被设计成板簧部分，在由于从车轮载架引入的竖直力而弹性变形的情况下，在第一弹簧行程范围内承受压力载荷，并且在载荷增加并且弹性变形增加时，在第二弹簧行程范围内承受拉力载荷。
[0019]可弯曲部分优选地包括在弹簧内置条件下的下凹曲率。在弹簧部分与可弯曲部分之间，可以设置弯曲连接部分，其半径小于可弯曲部分的半径和/或小于弹簧部分的半径。
[0020]根据一优选实施例，弹簧部分大于可弯曲部分，其中在悬架部分与可弯曲部分之间的比例，更特别地大于3:1，更特别地大于4:1或者甚至大于5:1。根据一可能实施例，在弹簧部分与可弯曲部分之间的比例可以特别地小于10:1，更特别地小于9:1或者甚至更特别地小于8:1，其中应了解所述上值和下值可以彼此任意组合。
[0021]较长弹簧腿、或者较短弹簧腿相对于无力矩