用于汽車底盤的懸架彈簧單元的制作方法
【專利摘要】本發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置在汽車車身和輪架之間并且形成了汽車底盤的一個組成部分，該懸架彈簧單元通過由纖維復合材料制成的彈簧體構成。按照本發明，至少兩個成列設置的由纖維復合材料制成的環體(10)分別設置有封閉的輪廓，該環體通過至少一個連接部件(11)相互連接。
【專利說明】
用于汽車底盤的懸架彈簧單元
技術領域
[0001]本發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置在汽車車身和輪架之間并且形成了汽車底盤的一個組成部分，該懸架彈簧單元通過由纖維復合材料制成的彈簧體構成。
【背景技術】
[0002]DE 101 41 432 Al中已知一種由復合纖維制成的兩個片簧組成的復合纖維彈簧，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，帶形彈簧作為單個的波浪形狀由折回區域和中間區域形成，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帶狀彈簧的一件式制造不能改進懸架彈簧單元的結構并且在制造過程中是費力的。例如通過帶形彈簧的一件式形成，僅能夠通過替換整個帶形彈簧而實施彈性率的調整。另外，由于必須將纖維復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。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于擴展用于汽車底盤的懸架彈簧單元，該懸架彈簧單元實施具有由纖維復合材料制成的彈簧體，其中，該懸架彈簧單元在制造方面應是簡單的并且在結構方面應是靈活的，特別是應可以通過簡單的裝置使懸架彈簧單元的彈簧特性適應于相應的要求。
[0005]該目的由根據權利要求1前序部分所述的、具有纖維復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結合特征部分的特征得以實現。本發明的有利的擴展方案在從屬權利要求中說明。
[0006]本發明包括一種技術教導，S卩，至少兩個成列設置的由纖維復合材料制成的環體分別設置有封閉的輪廓，環體通過至少一個連接部件相互連接。
[0007]按照本發明，為了形成懸架彈簧單元，由纖維復合材料制成的彈簧體通過環體而形成，這些環體具有封閉的輪廓。這些環體在此通過連接部件特別是在其環外側上相互連接，并且至少兩個并特別是多個環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，從而使環體和連接部件通過串聯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，至少兩個連接部件在環體上徑向相對地設置，從而限定了延伸經過連接部件的彈簧方向。在此可以將環體形成為橢圓形和/或可以設置為環體在橫向于彈簧方向延伸的橫向上長形地形成。由此得到了單個的環體，其具有兩面平展的環的形狀或者具有橢圓的形狀。單個的環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用中，共同擠壓單個的環體并且懸架彈簧單元的總彈簧路徑由單個的環體的各自的彈簧路徑共同組成。單個的彼此重疊并且通過連接部件連接的環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地設置。
[0009]單個的環體可以低成本地以簡單的卷繞過程制造，而且特別有利的是，纖維復合材料包括纖維層，該纖維層至少主要或優選完全地在環體的周長方向上延伸。由此得到了一種通過卷繞過程的環體的特別簡單的制造。為了產生相對于環繞方向的側邊方向中的橫截面穩定性，環體可以包括至少一個編織層，而且卷繞纖維和編織層可以嵌入例如由環氧樹脂組成的基體中。
[0010]特別是作為橢圓形的環體形成有形成橢圓的長軸的橫向，該橫向在橢圓形的環體的長軸上延伸并且橫向于彈簧方向延伸，可以使環體以簡單的方式制造。但是在此環體也可以實施為環形、橢圓形(即，在整個周長上具有變化的曲率)或者作為長環，從而使環體的封閉的輪廓通過兩個在橫向上大致相互平行延伸并且基本上平直的主區段和兩個連接主區段的半徑區段形成。通過環體的相互平行延伸的主區段例如得到了由多個環體組成的懸架彈簧單元的較小的結構高度。連接部件可以使具有主區段的環體連接，從而連接部件例如中間地在主區段上連接在環體上。
[0011]纖維復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、特別是環氧樹脂可以使用作為基體。
[0012]環體在橫向上的軸的長度相對于在彈簧方向上延伸的軸的長度的比例可以等于2:1至10:1的數值并且優選3:1至5:1的數值。該比例越大，懸架彈簧單元被構建的越寬，其中，環體通常具有橢圓形的橫截面并且相對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，因為單個的環體的撓性在高度方向上更大。
[0013]根據按照本發明的懸架彈簧單元的另一個有利的實施方式，優選設置有至少一個引導部件，該引導部件引導環體并且防止環體由彈簧方向而縱向彎曲。單個的環體在此可以在壓縮的情況下在該引導部件中滑動，從而確保環體相對于例如穩定設置的引導部件而言的移動性。例如兩個引導部件也可以彼此相對地圍繞環體，而且例如環體可以通過其半徑區段而在至少一個引導部件中引導。還能夠考慮的是，一個或多個引導部件形成殼體，該殼體保護環體不受到濕氣和污垢的影響。
[0014]環體可以具有根據平帶類型的平面形成的環繞橫截面。在此，至少一個連接部件可以這樣與環繞橫截面連接，即，具有不變的橫截面的平帶經過與連接部件的連接位置。由此產生了環體的有利的負荷。特別有利的是，該環繞橫截面可以在環體的整個周長上不變，SP，保持不變地形成。
[0015]按照本發明的懸架彈簧單元可以通過由纖維復合材料組成的彈簧體以具有封閉輪廓的環體的形式的形成而特別簡單的制造，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，而且根據環體的尺寸可以使具有本發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。例如也可以在兩個環體之間設置多個連接部件，這些連接部件相互間隔地與環體的平帶連接，從而例如使負荷向環體中的傳入更好地分布。
【附圖說明】
[0016]另外，改進本發明的措施隨后借助附圖連同對本發明的優選實施例的描述進一步示出。其中:
[0017]圖1示出了具有由纖維復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示出了在負載狀態下的懸架彈簧單元，其中，環體具有彈性的變形。
【具體實施方式】
[0019]圖1以示意圖示出了具有立體示出的環體10的懸架彈簧單元1，這些環體由纖維復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可以例如設置在汽車車身與輪架之間，并因此構成了汽車底盤的組成部分。
[0020]該懸架彈簧單元I例如具有三個環體10，這些環體通過連接部件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，上方的環體10和下方的環體10分別在外側具有另外的連接部件11。
[0021]連接部件11在環體10上徑向相對地設置，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在外側的連接部件11上受到壓力負荷，那么環體10在彈簧方向12上壓縮，從而使該懸架彈簧單元I的長度相應地縮短。
[0022]環體10以封閉、保持不變的輪廓而實施，而且環體10包括具有保持不變的環繞橫截面的平帶。環體10由纖維復合材料制成并且具有例如在上方的環體10上示出的纖維層
14。纖維層14在周長方向15上延伸，而且周長方向15限定了環體10的環繞方向。通過纖維層14的至少一個主要部分在周長方向15中的延伸產生了有利的關于環體10的負載的負荷情況，因為環體10僅橫向于周長方向15受到負荷，從而使纖維層14的纖維相應地可以容納負荷，而且環體10在纖維層14的纖維的縱向上受到負荷。
[0023]舉例示出的三個環體10以形狀相同的方式實施，但是這些環體10也可以具有不同的設計并且通過連接部件11相互連接。如果懸架彈簧單元I壓縮，那么單個環體10的彈簧路徑疊加成為總彈簧路徑，其中，單個環體10的剛性不必強制相等，而且環體10可以具有不同的彈簧比率。
[0024]該實施例示出了具有以橢圓形實施的環體10的懸架彈簧單元I，而且環體10具有橫向于彈簧方向10延伸的橫向13，例如在下方的環體10上示出。該環體10因此具有在橫向上比環體10在彈簧方向12上的高度更大的延伸。
[0025]舉例示出的環體10作為扁平的環形成并且環體10的封閉的輪廓通過兩個在橫向13上大致相互平行延伸并且基本上平直的主區段1a以及兩個連接主區段1a的1b組成。
[0026]圖2以示意性的側視圖示出了根據圖1的懸架彈簧單元I，其中，該懸架彈簧單元I在外側的連接部件11上加載有通過箭頭示出的壓力。施加在懸架彈簧單元I上的壓力通過在環體10中和在連接部件11中的串聯而在各個主體和部件中是大小相等的。通過施加的壓力負荷使環體10表現出變形，特別是環體10的主區段1a具有在環體10中向內形成的撓曲17。
[0027]例如在環體10的左側上示出了引導部件16，而且該引導部件16用于在半徑區段1b上引導環體10，該半徑區段使主區段1a在橫向13上以弧形相互連接。引導部件16由此在半徑區段1b上引導環體10。該引導部件16這樣實施，以使得半徑區段1b可以在引導部件16中沿彈簧方向12滑動，從而使引導部件16僅用于引導環體10并且不會在其上施加力。另外可以以同樣的方式將另一個引導部件16在右側上與示出的引導部件16相對地設置。該引導部件作為軌道實施并且特別是防止單個環體10的側面的扭轉。
[0028]通過在針對本發明的實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合材料提供非常輕的重量。該懸架彈簧單元I在此相對于常規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可以具有與相應的鋼彈簧相同的彈簧特性和效率。
[0029]本發明在其實施方面并不局限于上述說明的優選實施例。確切地說，能夠考慮許多使用本質上與上述解決方案不同類型的實施方式的變型。所有在權利要求書、說明書或附圖中的特征和/或優點，包括結構細節或者空間布設在內，可以以其本身和以不同的結合的方式對于本發明而言是必要的。
[0030]附圖標記列表[0031 ] I 懸架彈簧單元
[0032]10 環體
[0033]1a主區段
[0034]1b半徑區段
[0035]11連接部件
[0036]12彈簧方向
[0037]13 橫向
[0038]14纖維層
[0039]15周長方向
[0040]16引導部件
[0041]17 撓曲
【主權項】
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置在汽車車身和輪架之間并且形成了汽車底盤的一個組成部分，所述懸架彈簧單元通過由纖維復合材料制成的彈簧體構成，其特征在于，至少兩個成列設置的由纖維復合材料制成的環體(10)分別設置有封閉的輪廓，所述環體通過至少一個連接部件(11)相互連接。2.根據權利要求1所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，至少兩個連接部件(11)在所述環體(10)上徑向相對地設置，從而限定了延伸經過所述連接部件(11)的彈簧方向(12)。3.根據權利要求1或2所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，所述環體(10)形成為橢圓形和/或所述環體(10)在橫向于彈簧方向(12)延伸的橫向(13)上長形地形成。4.根據權利要求1至3中任意一項所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，所述環體(10)的封閉的輪廓通過兩個在橫向(13)上大致相互平行延伸并且基本上平直的主區段(1a)和兩個連接所述主區段(1a)的半徑區段(1b)形成。5.根據權利要求3所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，通過橢圓形的構造確定了橫向(13)，所述橫向在橢圓形的環體(10)的長軸上延伸并且橫向于彈簧方向(12)延伸。6.根據上述權利要求中任意一項所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，所述環體(10)在橫向(13)上的軸的長度相對于在彈簧方向(12)上延伸的軸的長度的比例等于2:1至10:1的數值并且優選3:1至5:1的數值。7.根據上述權利要求中任意一項所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，所述纖維復合材料包括纖維層(14)并特別是由纖維層形成，所述纖維層至少主要在所述環體(10)的周長方向(15)上延伸。8.根據上述權利要求中任意一項所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，設置有至少一個引導部件(16)，所述引導部件引導所述環體(10)并且防止所述環體(10)由彈簧方向(12)而縱向彎曲。9.根據上述權利要求中任意一項所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，所述環體(10)具有平帶類型的、平面形成的環繞橫截面。10.根據權利要求9所述的懸架彈簧單元(I)，其特征在于，至少一個連接部件(11)這樣與所述環繞橫截面連接，即，具有不變的橫截面的所述平帶經過與所述連接部件(I I)的連接位置。
【文檔編號】F16F1/366GK106062409SQ201580010184
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年2月19日
【發明人】馬賽爾·格羅斯, 迪特爾·勒希納, 格哈德·沙爾
【申請人】蒂森克虜伯彈簧與穩定器有限責任公司