CN108995497A - 用于汽车-车轮悬挂装置的板簧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车‑车轮悬挂装置的板簧装置，包括由纤维增强的塑料制成的第一板簧(11)；由纤维增强的塑料制成的第二板簧(12)，其短于第一板簧并且与第一板簧共同形成V‑形结构，V‑形结构在汇合的端部区域内具有用于在车辆结构侧支撑的第一固定装置并且在第一板簧(11)的自由端部上具有用于车轮侧支撑的第二固定装置(12)，和在第二板簧(12)上具有联接元件(15、15’)用于将第二板簧的自由端部区段从下面连接到车辆结构(40)的一个区段上。联接元件(15、15’)具有用于固定在车辆结构(3)上的第一区段(15a)和用于固定在第二板簧(12)上的第二区段(15b)。为了改变联接元件(15)的轴向长度，联接元件的第一区段(15a)和第二区段(15b)设计成可相互调节。

Description

用于汽车-车轮悬挂装置的板簧装置
技术领域
本发明涉及一种用于汽车-车轮悬挂装置的板簧装置，包括由纤维增强的塑料制成的第一板簧；由纤维增强的塑料制成的第二板簧，第二板簧短于第一板簧并且与第一板簧共同形成一个V-形结构，V-形结构在汇合的端部区域内具有用于在车辆结构侧支撑的第一固定装置并且在第一板簧的自由端部上具有用于车轮侧支撑的第二固定装置和在第二板簧上具有联接元件用于将第二板簧的自由端部区段从下面连接到车辆结构的一个区段上。此外，本发明还涉及一种带有这种板簧装置的汽车-车轮悬挂装置。
背景技术
这种板簧装置例如由专利文献DE344355A和JP H05-8625A已知。
通过在车轮悬挂装置使用由纤维增强的塑料制成的板簧装置来支撑车辆结构和/或必要时也为了车轮导向，降低了汽车轴的重量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种汽车-车轮悬挂装置，其能够尽可能简单地实现地面高度变化和/或弹簧力变化。
该技术问题通过一种板簧装置解决。按本发明的板簧装置规定，联接元件具有用于固定在车辆结构上的第一区段和用于固定在第二板簧上的第二区段。为了改变联接元件的轴向长度，联接元件的第一区段和第二区段设计成可相互调节的。通过连接元件装入车辆结构和板簧装置之间，即安装到第二板簧之上，可以通过调节轴向长度进行地面高度的调节和/或在相同地面高度的情况下的弹簧力的调节。
在一种第一变型的实施方式中，联接元件的轴向长度可手动地调节。由此，可以在车辆静止时用手调节地面高度。
在一种第二变型的实施方式中，联接元件的轴向长度可电机调节。这允许即使在开车时也能进行高度调整。在这种情况下可以省掉用于高度调节的其他促动器。更确切地说，这种高度调整装置在本实施形式中也集成在联接元件中，以便节省结构空间。
在电机式可调节性的范畴中，用于调节轴向长度的电机可以安设在联接元件上，以便与之形成一个结构单元。
此外，高度传感器可以布置在联接元件上并因此包含在联接元件的结构单元中。
联接元件优选配有控制器，该控制器根据高度传感器的信号控制联接元件的电机，以便设置联接元件的轴向长度。
联接元件的第一和第二区段之间的、用于调节轴向长度的可调节性可以例如通过螺纹装置实现，该螺纹装置使联接元件的第一和第二区段相互联接。
为避免由于板簧装置的期望的变形所造成的卡死，根据本发明另一种有利的结构方案，联接元件的第一区段具有用于支撑在车辆结构上的第一橡胶缓冲器，联接元件的第二区段具有用于支撑在第二板簧的自由端部区段上的第二橡胶缓冲器。
上述的板簧装置根据本发明使用在每个车轮侧的汽车-车轮悬挂装置中，其中，第一和第二板簧分别沿车辆横向方向延伸或与车辆横向方向在沿水平平面观察时成最大+/-15°的角度，其中，板簧装置通过第一板簧将车轮支架支撑在车辆结构上，还附加地借助联接元件将第二板簧从下方支撑在车辆结构上。
汽车-车轮悬挂装置的特征优选在于，联接元件固定在车辆结构上的位置是，对于传统的车轴来说螺旋弹簧或弹簧-减震器-单元以一个端部固定的位置。传统的车轴理解为现有技术中的任意一个车轴，其中，固定在其上一端的螺旋弹簧或弹簧-减震器-单元具有连接在车辆结构上的一个确定的连接点。由此，有利地实现新的汽车-车轮悬挂装置简单地集成到现有车辆结构上，而不必设置用于车辆结构的更进一步的制造步骤。
通过联接元件将垂直力从板簧装置传递到车辆结构上。
根据所需的地面高度，在安装好的状态下可以根据对应车辆调整联接元件。该调整如上述手动地或电机驱动地进行，方式是调节联接元件的轴向长度。
此外，板簧装置的按本发明的布置方式能够实现就汽车的高度方向而言很小的结构高度以及较高的能量吸收能力。
按本发明的板簧装置可以在汽车-车轮悬挂装置中代替传统的弹簧拉杆，该传统的弹簧拉杆带有在其上支撑的结构弹簧，即尤其是这样地进行代替，使得传统的车轮-和结构侧的连接部位保持不变。
本发明能够实现具有集成的地面高度调整装置的、特别简单和成本低廉的车轴，该集成的地面高度调整装置尤其适合轿车和轻型商用车的后桥，但并不限于该使用目的。
附图说明
下面根据附图所示的实施例进一步阐述本发明。附图中示出：
图1是在汽车-车轮悬挂装置中使用的板簧装置的一个例示的实施形式，
图2是图1中的板簧装置的细节图，
图3是联接元件的第一实施例，和
图4是按本发明的联接元件的第二实施例。
具体实施方式
图1中所述的、每个车轮侧的汽车-车轮悬挂装置1都具有一个车轮支架2，车轮支架通过多个车轮导向件支撑在车辆结构3上，其在本发明范围内也理解为车体固定结构，如副车架3等。
每个车轮侧的车轮导向件例如都具有一根纵向拉杆40以及上部的横拉杆41和下部的横拉杆42。但此处其他的轴向和拉杆装置也是可行的。
此外，还示出了减震器4，该减震器以一个端部支撑在车轮支架2上，必要时也在车轮导向件上，并且以其另一个端部支撑在车辆结构3上。
本发明的车轮悬挂装置1可以不带用于承托车辆质量的螺旋弹簧。其功能在本实施形式中由板簧装置10承担。但可行的是，在包含这种板簧装置10的车轮悬挂装置2中还使用传统的螺旋弹簧来承托车辆质量。
板簧装置10具有两个板簧11，12，这两个板簧11，12优选由纤维增强的塑料，例如玻璃纤维增强的塑料(GFK)或碳纤维增强的塑料(CFK)制成。
板簧装置10的板簧11，12优选沿车辆横向方向y延伸。第一板簧11以第一端部区段11b连接在第二固定装置14上，并由此连接在车轮支架2上，并且以另一个端部区段11a连接在用于车辆结构3的第一固定装置13上。
在第二板簧12上作用有联接元件15，该联接元件15将板簧装置10与车辆结构3连接。通过联接元件15可以补偿相对车辆结构3或车体固定结构的相对运动，该相对运动由于板簧装置10的变形会很难避免。
此外，在本实施形式中通过联接元件15能够实现地面高度调整。为此，联接元件具有用于固定在车辆结构3上的第一区段15a和用于固定在板簧装置10上的第二区段15b。在此，第一区段15a和第二区段15b可互相调节以便改变联接元件15的轴向长度。
通关改变联接元件15的轴向长度，可以根据需求调整车辆结构3的地面高度H或在相同的地面高度H情况下的弹簧力，如从图1中可见。这尤其是在包含联接元件15的车轮悬挂装置1已安装在车辆上时才会发生。
图3例示出联接元件15的可能的实施变型，可纯手动地调节联接元件15的轴向长度，这例如可以代替其中所示的联接元件15而被使用在图1和2所示的板簧装置10中。
联接元件15的两个区段15a和15b分别具有一个基本上耐压和耐拉设计的支撑体15c或15d，并且通过螺纹装置相互联接。为此，可以在支撑体15c或15d上设有带有相反的螺纹螺距的螺纹区段15cR和15dL，该螺纹螺距通过套筒16相互联接。通过旋转套筒16，第一和第二区段15a和15b视套筒16的旋转方向而定地彼此靠近或远离运动。为了固定，套筒16可以必要时借助防松螺母17拧紧。必须强调的是，所示的用于实现轴向长度调节的机构仅为了形象地说明调节可能性。代替所示的机构，还可以使用允许改变联接元件15的轴向长度的其他机构。
联接元件15还具有橡胶缓冲器15e和15f，用于支撑在车辆结构3以及板簧装置10的第二板簧12上。在此，在第一区段15a上设有第一橡胶缓冲器15e，用于支撑在车辆结构3上，在第二区段15b上设有第二橡胶缓冲器15f，用于支撑在板簧装置10的第二板簧12上。
在支撑体15c和15e的轴向端部上，可以构造轴颈15g和15h，该轴颈15g和15h穿过对应的橡胶缓冲器15e和15f并且用于联接元件15的两个区段15a和15b位置固定在车辆结构3以及板簧装置10的第二板簧12上，此处可以设置与之对应的开口。
橡胶缓冲器15e和15f避免在板簧装置10变形和偏转时的卡死，从而可以充分利用板簧装置10的变形潜能。此外，可以阻止噪音的形成。
图4示出联接元件15’的另一个变型的实施方式，其轴向长度可电机驱动地调节并且它同样例如可以在图1和2所示的板簧装置10中替代图1和2中示出的联接元件15而被使用。该联接元件15’仿照图3的机构，但本发明不限于具体描述的变型。为了耦合例如可以是电动机的电机17’的驱动力矩，套筒16’可以在其圆周上设有齿部，该齿部与被电机17’驱动的蜗杆18’或小齿轮啮合。代替电动的驱动器，也可以使用液压或气压促动器以改变联接元件15’的轴向长度。
电机17’可以这样地布置在联接元件15’上，这两者可形成一个可共同安装的单元。但也可以将电机17’与联接元件15’独立地安装。
通过电机17’即使在开车时也可以调节联接元件15’的轴向长度。这允许，通过联接元件15’进行高度调节。为此，可以考虑高度传感器19’的信号，通过该高度传感器19’可以间接地或直接检测车辆的地面高度。
高度传感器19’也可以必要时布置在联接元件15上。
控制器30根据高度传感器19’的信号这样地控制电机17’，以便设置联接元件15’的期望的轴向长度。
在一种可能的变型的实施方式中，高度传感器19’固定在联接元件15’的第一区段15a上并且检测例如离位于其下方的板簧装置10的距离。
图示的且上面阐述的汽车-车轮悬挂装置1仅仅是例示性的。该汽车-车轮悬挂装置1用于，进一步阐述板簧装置10通过联接元件15或15’装入汽车-车轮悬挂装置1中的位置。
因此，必须强调的是，相应的板簧装置10和联接元件15或15’也可以如图所示使用在其他的车轮悬挂装置中，以便将车辆结构的质量承托在车轮上并且必要时附加地承担车轮导向作用。
上述的板簧装置10这样地装入车轮悬挂装置1中，使得板簧11，12沿车辆横向方向y延伸，因此该板簧装置10与车辆横向方向y在沿水平xy观察时成优选最大+/-15°的角度。
此外，板簧装置10可以很大程度地朝车辆中心的方向延伸，由此获得一个很大的长度以及相应高的能量吸收能力。此外，在车辆高度方向z上的结构高度保持很小。
当车辆静止在水平上时，第一板簧装置10可以水平地延伸，亦即与水平面xy优选成最大+/-10°的角度。
汽车轴的两个板簧装置10的第一固定装置13沿车辆横向方向布置在中间区域中，该中间区域沿车辆横向方向由车辆结构3的纵梁限定。由此获得一个扁平结构的汽车轴，该汽车轴能够实现低的行李箱或装载空间边缘和大的行李箱或装载空间宽度。
前面根据实施例和其他的变型进一步阐述本发明。实施例和变型用于，验证本发明的可实施性。上面与进一步的单个特征有关地已阐述的单个技术特征也可以与之单独地以及与其他的单个特征组合地实现，即使没有明确描述，只要这在技术上是可行的。因此本发明明确不限于具体描述的实施例，而是还包括所有的由权利要求限定的结构设计。
附图标记清单
1 汽车车轮悬挂装置
2 车轮支架
3 车辆结构，副车架
4 减震器
10 板簧装置
11 第一板簧
11a 第一板簧11的连接的端部
11b 第一板簧11的自由端部
12 第二板簧
12a 第二板簧12的连接的端部
12b 第二板簧12的自由的端部
13 第一固定装置
14 第二固定装置
15、15’ 联接元件
15a 第一区段
15b 第二区段
15c 第一支撑体
15d 第二支撑体
15cR 螺纹区段(右旋)
15dL 螺纹区段(左旋)
15e 第一橡胶缓冲器
15f 第二橡胶缓冲器
15g 轴颈
15h 轴颈
16、16’ 螺母
17 防松螺母
17’ 电机
18’ 螺杆或小齿轮
19’ 高度传感器
30 控制器
x 车辆纵向
y 车辆横向
z 车辆高度方向
H 地面高度

Claims (10)

1.一种用于汽车-车轮悬挂装置的板簧装置(10)，包括
由纤维增强的塑料制成的第一板簧(11)，
由纤维增强的塑料制成的第二板簧(12)，所述第二板簧(12)短于第一板簧(11)并且与第一板簧(11)一起形成一个V-形结构，所述V-形结构在汇合的端部区域内具有用于在车辆结构侧支撑的第一固定装置(13)并且在第一板簧(11)的自由端部上具有用于车轮侧支撑的第二固定装置(14)，并且在第二板簧(12)上具有联接元件(15，15’)，用于将第二板簧(12)的自由端部区段(12b)从下方连接到车辆结构(40)的一个区段上，
其特征在于，联接元件(15，15’)具有用于固定在车辆结构(3)上的第一区段(15a)和用于固定在第二板簧(12)上的第二区段(15b)，其中，所述联接元件(15，15’)的第一区段(15a)和第二区段(15b)能相互调节，以便改变联接元件(15，15’)的轴向长度。
2.根据权利要求1所述的板簧装置(10)，其特征在于，联接元件(15)的轴向长度能手动地调节。
3.根据权利要求1所述的板簧装置(10)，其特征在于，联接元件(15’)的轴向长度能电机调节。
4.根据权利要求3所述的板簧装置(10)，其特征在于，在联接元件(15’)上安设用于调节轴向长度的电机(17’)。
5.根据权利要求3或4所述的板簧装置(10)，其特征在于，在联接元件(15’)上设有高度传感器(19’)。
6.根据权利要求3至5之一所述的板簧装置(10)，其特征在于，所述联接元件(15’)配有控制器(30)，所述控制器(30)根据高度传感器(19’)的信号控制联接元件(15’)的电机(17’)，用以调节联接元件(15’)的轴向长度。
7.根据权利要求1至6之一所述的板簧装置(10)，其特征在于，联接元件(15，15’)的第一区段(15a)和第二区段(15b)通过螺纹装置(15cR，15dL)相互联接，用以调节轴向长度。
8.根据权利要求1至7之一所述的板簧装置(10)，其特征在于，联接元件(15，15’)的第一区段(15a)具有用于支撑在车辆结构(3)上的第一橡胶缓冲器(15e)，联接元件(15，15’)的第二区段(15b)具有用于支撑在第二板簧(12)的自由端部区段(12b)上的第二橡胶缓冲器(15f)。
9.一种汽车-车轮悬挂装置，在每个车轮侧都包括根据前述权利要求之一所述的板簧装置(10)，其中，第一和第二板簧(11，12)分别沿车辆横向方向延伸或在沿水平平面观察时与车辆横向方向成最大+/-15°的角度，其中，板簧装置(10)通过第一板簧(11)将车轮支架(2)支撑在车辆结构(3)上，还附加地借助联接元件(15，15’)将第二板簧(12)从下方支撑在车辆结构(3)上。
10.根据权利要求9所述的汽车-车轮悬挂装置，其特征在于，联接元件(15，15’)固定在车辆结构(2)上的位置就是对于传统的车轴而言螺旋弹簧或弹簧-减震器-单元以一个端部进行固定的位置。
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