CN100457483C - 用于一个汽车车轮悬架的减震支柱 - Google Patents
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Abstract
用于一个汽车车轮悬架的减震支柱包括一个具有一个弹簧端部段的螺旋弹簧；一个减震器，其减震器轴线与所述螺旋弹簧的弹簧轴线错置和/或倾斜；和一个弹簧座，它具有一个用于弹簧端部段的倾斜支承面和一个用于螺旋弹簧定位的止挡，其中所述止挡(11)和倾斜的支承面这样相互设置，使一个在负荷作用下由倾斜引起的横向力相对于止挡挤压所述螺旋弹簧。根据本发明，弹簧端部段是椭圆形的，减震器轴线对于螺旋弹簧的弹簧轴线在椭圆形状的长横轴方向上错置和/或倾斜，支承面是滚压面，在该滚压面上螺旋弹簧的椭圆形的端部段在进入弹性和退出弹性时在倾斜的支承面上滚压，螺旋弹簧的弹簧端部段径向无压迫地支承在所述支承面上。因此该减震支柱在弹簧轴线与减震器轴线不同心时具有良好的动作特性，在负荷作用下只产生微小的干扰力，便于加工和装配并具有高的装配可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于一个汽车车轮悬架的减震支柱并尤其涉及对于附属螺旋弹簧的改进的支承。本发明尤其涉及一种减震支柱，该减震支柱包括一个具有一个弹簧端部段的螺旋弹簧；一个减震器，其减震器轴线与所述螺旋弹簧的弹簧轴线错置和/或倾斜；和一个弹簧座，它具有一个用于弹簧端部段的倾斜支承面和一个用于螺旋弹簧定位的止挡；其中所述止挡和倾斜的支承面这样相互设置：使一个在载荷作用下由倾斜引起的横向力相对于止挡挤压所述螺旋弹簧。
背景技术
由DE 43 03 658 C2已知一种螺旋弹簧支承，其中在该螺旋弹簧与一个弹簧座之间设有一种定心机构和一种防扭转机构。为此，将要支承在弹簧座上的螺旋弹簧端部段以及弹簧座上的一个对应的侧支承壁设计为非圆形的。通过这种方法能够位置准确地安装螺旋弹簧。当螺旋弹簧相对于减震支柱的一个减震器轴线倾斜设置的时候，这一点尤其重要。
因为对于这种已知的螺旋弹簧支承，螺旋弹簧处和弹簧座处的非圆形用来作为螺旋弹簧的定心机构，因此必需在有关的元件上保持紧密的公差。这一点在制造和装配时造成困难。
对于已知的螺旋弹簧支承，弹簧座本身的承受轴向弹簧力的支承面无倾斜地进行设计，因此从属的弹簧支承线在一个平面里延伸。
此外，由现有技术已知，弹簧座支承面的斜度匹配于螺旋弹簧的升程，由此避免对弹簧端部段进行整平加工。例如在DE 40 21 314 C2中公开了这一点。但是通过目前的螺旋弹簧加工技术对螺旋弹簧端部段进行整平加工已经不再成为问题，而这在DE 40 21 314 C2中还作为加工技术费事地进行描述。出于弹簧加工技术方面的原因，因此在弹簧座的支承面上不再必要地匹配于弹簧升程的斜度。
DE 40 21 314 C2涉及一个弹簧座，其轴向支承面以其斜度匹配于从弹簧端部段引出的缠绕圈并使那个螺旋弹簧定心。
对于一个减震支柱，如果减震器轴线与弹簧轴线不同心，则螺旋弹簧在弹簧座上的紧密定心在负荷作用下可能导致压迫(Verzwaengung)。这一点又起到加大弹簧座机械应力的作用并且对缓冲特性产生不利影响，尤其是对于弹性作用产生不利影响。
对于常见的具有圆形弹簧端部段的螺旋弹簧支承，在不同心时还存在这样的问题，即，在负荷作用下螺旋弹簧相对于弹簧座有时会转动。这种转动一直存在并使弹簧特性变坏，这又对行驶特性产生不利影响。
此外要考虑到，在一个螺旋弹簧里产生的剪应力等与弹簧的体直径成比例。减小体直径就明显地减小弹簧的剪应力。而另一方面，为了在弹簧座上支承弹簧必需要有足够的滚压基面(Abwaelz-basis)。
此外，减小弹簧支座与减震器轴线之间的距离将明显减小弹簧座的应力。
由US6,082,720A1已知一种前述类型的减震支柱。在一种实施变型方案中，设置一个弹簧座，该弹簧座的用于弹簧的支承面相对于弹簧轴线倾斜。由此作用到减震器上的横向力分量施加影响。此外该弹簧座可相对于一个固定在减震器上的支座旋转。通过弹簧座的一种旋转，尤其是该弹簧轴线的指向可以变化。为了保证良好的可调节性，该弹簧在弹簧端部处被整平，并且该弹簧座相应地适配于所述被整平的倾斜。此外该弹簧座具有一个用于弹簧端部的止挡。根据US6,082,720A1，该弹簧座因此用于定中心，并且大概也用于确保一种旋转运动。这种实施方案然而对于弹簧在弹簧座中的安装来说是费事的，因为需要注意一种精确的配合。此外在有加工误差时存在卡死的危险。如果要避免这种危险，所涉及的构件必须配置较高的精确性。此外根据在操作时的调节，在弹簧端部部分中并在弹簧座中得到复杂的应力状况。由此可形成干扰力以及一种所不希望的噪声。
EP 0 976 591 A1也公开了一种减震支柱，其中弹簧轴线和减震器轴线偏心设置。该弹簧的下部端部设计为椭圆形的。此外该弹簧的端部被整平，以便该弹簧具有一个平坦的端部表面。弹簧支座上的支承面也是平坦的。它相对于弹簧轴线是倾斜的。弹簧端部部段在止挡上的不旋转性在EP 0 976 591 A1中不能得出，因为被整平的弹簧端部表面不具有推力支座。该弹簧松动地固定在底部的弹簧座圈中。不能识别一种受限制的支座固定。在操作时因此存在这样的危险：该弹簧不仅侧面地而且也在旋转方向上滑动，因此所述弹簧轴线移动。因此减震器支柱的弹簧特性发生变化，这在实践中是不希望的。
在US 2002/0135213 A1中公开了另一种减震支柱，其中弹簧轴线和减震器轴线是不同轴的。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题是，创造一种减震支柱，该减震支柱在弹簧轴线与减震器轴线不同心时具有良好的动作特性，在载荷作用下产生微小的干扰力，可以方便地加工和装配并具有高的装配可靠性。
这个技术问题通过一种用于汽车车轮悬架的减震支柱得到解决，该减震支柱包括下列部分：一个具有弹簧端部段的螺旋弹簧、一个减震器—其减震器轴线对于螺旋弹簧的弹簧轴线错置和/或倾斜、以及一个弹簧座，所述弹簧座具有一个用于椭圆弹簧端部段的倾斜支承面和一个用于螺旋弹簧定位的止挡，其中所述止挡和倾斜的支承面这样相互设置，使一个在载荷作用下由倾斜引起的横向力相对于止挡挤压所述螺旋弹簧。根据本发明，所述弹簧端部段是椭圆形的；减震器轴线对于螺旋弹簧的弹簧轴线在椭圆形状的长横轴方向上错置和/或倾斜；支承面是滚压面，在该滚压面上所述螺旋弹簧的椭圆形的弹簧端部段在进入弹性和退出弹性时在倾斜的支承面上滚压；并且螺旋弹簧的弹簧端部段径向无压迫地支承在所述支承面上。
本发明考虑到前文所述的复杂的需求形状。本发明一方面能够在螺旋弹簧与弹簧座之间实现对于装配足够明确的位置布置，因此不会发生错误装配，但是避免了否则导致压迫的定心。由此还使在负荷作用下所产生的使弹簧座承受机械应力的横向力保持得较小并使弹簧座实现良好的动作特性。而且在工作时，在螺旋弹簧与弹簧座之间还保证确定的位置布置，因此不会由于弹簧的移动而发生变化。为此位于弹簧座上的斜度尤其用于与止挡结合，它们用于本身的定心和防扭转。
在此弹簧座上的斜度基本与弹簧的升程无关。它在这里主要用于在载荷作用下相对于止挡起到一个限定的弹簧支承的作用。由此产生的力分量使得弹簧尽管不同心但也总是沿着弹簧止挡方向移动并由此可靠地防止弹簧扭转位移和因此引起的错误定位。在此不需要使支承面的倾斜匹配于弹簧座。因此不仅可以使用具有紧贴或平面磨削端面的弹簧，而且也可以使用具有未经加工端面的弹簧。
在实践中通常使所述支承面的斜度小于螺旋弹簧的升程。
按照本发明的一个优选的方案，所述止挡由一个位于支承面上的壁板凸起所构成，一个位于椭圆形弹簧端部段上的、一个引出的弹簧缠绕圈的端面顶靠在该壁板凸起上。因此可以简单地加工该止挡。通过与此相关的弹簧定位来保证一个精确定义的滚压特性(Abwaelzverhalten)，该特性尤其能够实现弹簧的一种良好的动作特性。
此外一个椭圆形内壁可以连接在倾斜的支承面上，该内壁在减震支柱的装配状态时伸进椭圆形的弹簧端部段中。由此防止错误地安装弹簧并在装配时实现良好的操作性，因为椭圆形的内壁由于没有进行强制性的配置而仅用来作为安装辅助措施。因为所述椭圆形内壁不用来定心，因此不仅弹簧端部段而且起到辅助措施功能的椭圆形内壁都可以以比较低的公差要求进行加工。
所述椭圆形内壁不必一定连续地构成，而是可以间断地或由单个的凸起构成。它只需满足其弹簧在相关的止挡上粗略地进行定位的功能，以防止错误地安装就可以了。
为了避免在装配和以后的运行中的那种压迫，在装配状态时在所述椭圆形内壁与椭圆形弹簧端部段之间最好设有一个确定的径向缝隙。
在本发明的另一有利的方案中，所述螺旋弹簧在椭圆形的长横轴方向上预弯曲成一个S形活结(S-Schlag)或C形活结(S-Schlag)。由此能够减小由于在减震器上出现的弯矩而可能形成的摩擦效应，通过S形活结或C形活结有针对性地产生一个反力矩。这一点又进一步减小或完全排除由于进入弹性过程而引起的干扰力，由此尤其减小在弹簧座上的机械应力并进一步改善动作特性。
所述弹簧座最好由具有基本恒定壁厚的板状部件构成。因此它可以例如特别简单地由圆板坯通过冲压成形而加工出来。
在一个优选的方案中所述弹簧座具有一个用于减震器的通孔，所述椭圆形弹簧端部段围绕该减震器环绕地延伸。例如减震器的一个活塞杆可以穿过这个通孔。所述弹簧端部段的椭圆性与此相关地除了减小应力以外还提供了这种可能性：使螺旋弹簧的支承部位直接顶靠到减震器上并且同时在弹簧座上实现大的支承基面(Abstuetz-basis)。
此外能够将弹簧座与减震器容器的一个截段组合在一起。
附图说明
下面借助于一个在附图中所示的实施例详细描述本发明。附图示出：
图1一个弹簧座侧视图，该弹簧座用于按照本发明实施例的减震支柱，
图2图1中的弹簧座的俯视图，
图3图1中的弹簧座的局部截面图，其中所示的弹簧在完全进入弹性状态时具有一个从弹簧止挡开始测量大约270度的接触面，
图4为沿着图2中IV-IV剖面线的剖面图。
具体实施方式
在图1至4中所述实施例示出一个用于汽车车轮悬架的减震支柱的一个弹簧座1的不同视图。其它组成部分、即一个螺旋弹簧2和一个减震器在附图中分别通过其轴线、即弹簧轴线F和减震器轴线D来表示。
所述螺旋弹簧2用一个椭圆形弹簧端部段3支承在弹簧座1上，该弹簧座在这里设计为下弹簧座。但是在下面还要详细描述的配置也可以应用在一个上螺旋弹簧支承件的上弹簧座上。所述螺旋弹簧2的形状在继续走向中在其横截面上可以非常随意地进行构造。但是椭圆形的弹簧端部段3最好过渡到一个圆形的弹簧体。
如同尤其从图1和2可以看到的那样，对于本实施例所述弹簧轴线F与减震器轴线D是不同心的。准确地说，所述减震器轴线D与弹簧轴线F具有一个轴线的错位并且与弹簧轴线F形成角度。在此，该角度和错位在螺旋弹簧端部段3的椭圆方向上发生，即在这个方向上不仅观察到一个错位分量而且观察到一个角度分量。
除了由于不同心而产生的弯矩之外，所述螺旋弹簧2还具有一个由基本在所述椭圆形长横轴方向上的S形活结或C形活结而引起的预弯曲，由此在进入弹性过程中抵消干扰力的产生并使在弹簧座1上由横向力引起的应力保持得较小或将其排除。此外减小减震支柱的摩擦。
附图中所示的弹簧座1在俯视图上具有一个基本上为圆形的基体4，该基体在一侧、即在椭圆形长轴方向上扇形地切断。一个圆形通孔5与该基体4的中心错置。这个通孔5用于穿过一个在这里未详细示出的减震器活塞杆。
一个用于所述螺旋弹簧2的椭圆形弹簧端部段3的支承面6围绕着通孔5延伸。在完全进入弹性的状态下，从弹簧止挡开始测量该接触面为270度。这一点在图2中通过阴影区表示，它确定了与理论接触面的最大允许偏差。在完全退出弹性状态时该接触面只有约90度。在图3的截面图中弹簧可能与弹簧座没有接触。椭圆形的弹簧端部段3未经加工，并如同由图3所示的弹簧线7可以看到的那样具有一个比支承面6斜度更大的升程。
在径向内侧，一个椭圆形内壁8连接在倾斜的支承面6上，该内壁在减震支柱的装配状态时伸进椭圆形的弹簧端部段3里面。在椭圆形内壁8与椭圆形弹簧端部段3之间具有一个径向缝隙Δx，该缝隙排除内壁8与弹簧端部段3之间的压迫作用。所述径向内壁8通过一个基本水平的部分9阶梯形地过渡到一个围绕通孔5的凸缘10。在此该凸缘10偏心地位于椭圆形内部。
此外，在倾斜的支承面6的范围里构成一个用于螺旋弹簧2定位的止挡11。该止挡11位于椭圆形内壁8的一个径向壁板凸起12上并使倾斜的支承面6中断。当减震支柱进入弹性作用时，一个位于弹簧端部段3的引出的弹簧缠绕圈上的端面顶压所述止挡11，以防止螺旋弹簧2在载荷作用下扭转偏移。
为此目的，止挡11与减震器轴线D以及支承面6的倾斜有关地如此设置，即一个在载荷的作用下产生的横向力使螺旋弹簧2压挤该止挡。
按照本实施例的弹簧座1由具有基本恒定壁厚的板状部件构成并通过冲压进行加工。在组装状态时，所述弹簧座1支承在减震器的容器上。在此也可以选择，将弹簧座1与容器的一部分组合成一体，例如用作其本身的盖板或底板。
通过上述减震支柱实现一种设计结构，该设计结构在弹簧轴线与减震器轴线不同心时具有良好的动作特性，在载荷作用下只产生微小的干扰力，便于加工和装配并具有高的装配可靠性。
但是本发明不局限于所述实施例，而更确切地说包括所有由附属的权利要求所限定的实施形式。
Claims (8)
1.一种用于一个汽车车轮悬架的减震支柱，该减震支柱包括：
一个具有一个弹簧端部段(3)的螺旋弹簧(2)，
一个减震器，其减震器轴线(D)与所述螺旋弹簧(2)的弹簧轴线(F)错置和/或倾斜，和
一个弹簧座(1)，它具有一个用于弹簧端部段(3)的倾斜支承面(6)和一个用于螺旋弹簧(2)定位的止挡(11)；其中所述止挡(11)和倾斜的支承面(6)这样相互设置：使一个在载荷作用下由倾斜引起的横向力相对于止挡(11)挤压所述螺旋弹簧(2)，其特征在于，
所述弹簧端部段(3)是椭圆形的，
减震器轴线(D)对于螺旋弹簧(2)的弹簧轴线(F)在椭圆形状的长横轴方向上错置和/或倾斜，
支承面(6)是滚压面，在该滚压面上所述螺旋弹簧(2)的椭圆形的弹簧端部段(3)在进入弹性和退出弹性时在倾斜的支承面上滚压，并且
螺旋弹簧(2)的弹簧端部段(3)径向无压迫地支承在所述支承面(6)上。
2.如权利要求1所述的减震支柱，其特征在于，所述止挡(11)由一个位于支承面(6)上的壁板凸起(12)所构成，一个位于椭圆形弹簧端部段(3)上的、引出的一个弹簧缠绕圈的端面顶靠在该壁板凸起上。
3.如权利要求1或2所述的减震支柱，其特征在于，一个椭圆形内壁(8)连接在倾斜的支承面(6)上，该内壁在减震支柱的装配状态时伸进椭圆形的弹簧端部段(3)中。
4.如权利要求3所述的减震支柱，其特征在于，在装配状态时在所述椭圆形内壁(8)与椭圆形弹簧端部段(3)之间设有一个径向缝隙(Δx)。
5.如权利要求1或2所述的减震支柱，其特征在于，所述螺旋弹簧(2)在椭圆形的长横轴方向上预弯曲成一个S形活节或C形活节。
6.如权利要求1或2所述的减震支柱，其特征在于，所述弹簧座(1)由具有基本恒定壁厚的板状件构成。
7.如权利要求1或2所述的减震支柱，其特征在于，所述支承面(6)的斜度小于所述弹簧(2)的升程。
8.如权利要求1或2所述的减震支柱，其特征在于，所述弹簧座(1)具有一个用于减震器的通孔(5)，所述椭圆形弹簧端部段(3)围绕该通孔环绕地延伸。
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