CN103158467B - 用于机动车的、带有刚性地连接的弹性连接体的板簧 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设备，该设备包括机动车板簧(4)和与之刚性连接的弹性连接体(1a...1c)，其中该弹性连接体(1a...1c)包括用于与机动车车架(5)刚性连接的装置。此外，弹性连接体(1a...1c)还包括两个彼此倾斜和至少部分地彼此隔开的区段(A，B)。本发明还涉及一种机动车，其中所述设备设置在机动车车架(5)和机动车车轮(6)之间。

Description

用于机动车的、带有刚性地连接的弹性连接体的板簧
技术领域
本发明涉及一种设备，该设备包括机动车板簧和与所述板簧刚性连接的弹性连接体，它包括用于与机动车车架刚性连接的装置。此外，本发明还涉及一种机动车，该机动车带有车架和用于弹性支承机动车车轮的板簧。最后，本发明涉及一种弹性连接体，该弹性连接体包括用于与机动车板簧刚性连接的装置、用于与机动车车架本身刚性连接的装置和彼此倾斜并至少部分相互隔开的两个区段。
背景技术
通常已知的是，弹性连接体带有两个彼此倾斜并相互隔开的区段作为用于支承固定安装的机器的机器支架。一般而言，在板簧和机动车车架之间布置弹性连接体的做法原则上也是已知的。在已知的机动车上弹性连接体用来把作用在板簧上的车轮力的垂直分量传递到机动车车架上。此外，该弹性连接体还有减震和降低噪音的功能，因为由该弹性连接体还可以避免板簧和车架之间的直接接触。特别是在动态地作用在车辆上的载荷下，车辆因此总体上表现得比较平稳。此外，该弹性连接体还允许板簧和车架之间发生相对滑动，具体是在板簧弯曲时出现的旋转和/或移动。这种设备的示例已在DE937391C，DE3541919A1，DE102009/028893A1和JP04059406A中公开。已知系统的缺点是板簧、弹性连接体和车架之间有滑动和并因而是磨损性的相对运动。因此，这种设备的寿命非常有限。
此外，DE496607公开了一种带有板簧和弹性连接体的设备，其中该弹性连接体与板簧和机动车车架固定连接。然而，DE496607并未更详细地说明应该如何具体地使板簧和车架之间的相对运动成为可能。多个弹性连接体之间水平长度的变化，例如在弹性支承板簧时出现，可能由于弹性连接体位置固定而无法补偿。板簧起弹性支承作用时出现的对车架的相对转动几乎无法补偿，因为比较平的弹性连接体在这样的运动时承受压力载荷并因此呈现相应的刚性。总而言之，在DE496607公开的设备中，板簧和车架之间的相对运动因而受到显著的阻力。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是，提出一种改进了的、包括板簧和与该板簧刚性连接的弹性连接体的设备。此外，还要提出一种带有车架和用于弹性支承机动车车轮的板簧的机动车。最后，本发明所要解决的技术问题还在于，提出一种改进了的布置在板簧和机动车车架之间的弹性连接体。该弹性连接体尤其要与车架刚性连接和与板簧刚性连接，但使在弹性连接体与车架的连接处和弹性连接体与板簧的连接处之间在板簧起弹性支承作用时出现的旋转运动成为可能，更确切地说使之只受到很小的阻力。
本发明所要解决的技术问题通过一种本文开头所述的类型的设备解决，其中弹性连接体具有两个彼此倾斜和至少部分相互隔开的区段。
此外，本发明所要解决的技术问题还以一种包括车架和用于弹性支承机动车车轮的板簧的机动车解决，其中该板簧是上述类型的设备的组成部分，其至少一个弹性连接体与机动车车架刚性连接。
这时，该倾斜区段最好由一个Y形体的两个边腿形成。以此，这两个倾斜区段布置在Y形体上，该弹性连接体只有少部分或者在一个特定的实施例中只由Y形体形成。因此，机动车车架和板簧之间的弹性连接体的安装可想而知是简便的。
因此，本发明所要解决的技术问题还用本文开头中描述的类型的弹性连接体解决，其中该倾斜区段由一个Y形体的两个边腿形成。
通过弹性连接体的特定设计方案，该弹性连接体在所有三条轴线上对线性收缩或伸长都是相对刚性的，反之与板簧的连接处相对于与车架的连接处的扭转可以相对较容易。此外，这还由于上述扭转时该弹性连接体主要承受推力。这样，该弹性连接体便可以与车架刚性连接并与板簧刚性连接，但仍然使在该板簧起弹性支承作用时在弹性连接体到车架的连接处和弹性连接体到板簧的连接处之间出现的旋转运动成为可能，更确切地说，它只受到很小的阻力。若上述区段相对于板簧的纵向轴线只是少量倾斜，则这样造成在板簧纵向轴线上的高刚性，而在横向于板簧纵向轴线的方向上则刚度低。若该区段相对于板簧的纵向轴线剧烈倾斜，则情况正好相反。
该弹簧设备的另一个优点在于，板簧和车架之间的相对运动通过弹性连接体的内部变形而成为可能。这时，不发生板簧、弹性连接体和车架之间滑动的并因此是磨损性的相对运动，这有利于所公开的弹簧设备延长寿命。
本发明其他有利的配置和扩展可从参照附图所作的描述得知。
这些倾斜区段最好通过两个具有彼此相对倾斜的轴线的单独主体形成，因为上述单独主体设置起来相对简单，而在一个有利的实施例中，大体相同。
这些单独主体最好布置在板形支架的相对该板簧倾斜的区段上。因此，无须对该板簧作特殊配置，而只需通过板形支架考虑上述单独主体的倾斜角。这时，这些单独主体还尤其可以具有矩形截面。
该Y形体，更确切地说这些单独主体，最好呈棱柱形。因此，它们特别容易制造，例如通过截断相应的棒材。这样，该Y形体，更确切地说些该单独主体还特别容易适应不同宽度的板簧。
有利的是，该弹性连接体至少部分地由橡胶或者弹性体制成。以此，诸如弹性模量和减震等变形特性可以在一个宽的范围内加以调节。
弹性连接体最好与该板簧粘结或者硫化于其上，和/或用于与机动车车架刚性连接的装置通过一个为与机动车车架的粘结或者硫化在机动车车架上而设置的平面形成。这样，该弹性连接体可以特别容易地与该板簧和/或机动车车架连接，因为无须为此使用成本过高的构造进行固定。
但是有利的是，该弹性连接体还与该板簧通过螺纹连接，和/或所述用于与机动车车架刚性连接的装置通过为与倾斜区段刚性连接并为了与机动车车架通过螺纹连接而设置的刚性板形成。这样，便于更换随着时间可能出现缺陷的组件。例如，当与机动车车架和与板簧可拆卸地连接时，可以容易地更换弹性连接体。自然还可以设想，该弹性连接体与板簧/机动车车架可拆卸的连接，而与机动车车架/板簧不可分离地连接。
有利的是，至少一个弹性连接体的这些区段关于板簧的中心线以不同的角度倾斜。以此，该弹性连接体在该板簧的纵向轴线上和竖向轴线上都是相对刚性的。
有利的是，至少一个弹性连接体与机动车车架的连接处和它本身与板簧的连接处在该板簧起弹性支承作用时的旋转所围绕的旋转点布置得与该板簧的中心线隔开。在这方面，该旋转点布置在该板簧中心线的面向至少一个弹性连接体的一侧上，特别是在该板簧弯曲外侧上是特别有利的。以此，多个弹性连接体与板簧的连接之间在其起弹性支承作用时的水平长度变化完全或者至少部分地得到补偿。
有利的是，至少一个弹性连接体与机动车车架的连接处和该至少一个弹性连接体与板簧的连接处在该板簧起弹性支承作用时旋转所围绕的旋转点布置在该板簧的中心线上。以此可以提高包括板簧和弹性连接体的设备的刚性，而不必提高板簧的刚性。通过把旋转点布置在该板簧的中心线上，同样的可以对抗在多个弹性连接体与板簧的连接处之间在其起弹性支承作用时的水平长度变化。因此，总而言之，该设备更具刚性。
弹性连接体围绕经过旋转点且沿关于板簧的横向方向走向的轴线的扭曲弹簧常数有利地等于5Nm/°。以此，与板簧的连接处相对于与车架的连接处的扭转，正如它们在该板簧起弹性支承作用时出现的，可能相对较容易。因此，该弹性连接体在该板簧起弹性支承作用时只承受较小的负荷，其结果是寿命延长。
该弹簧设备优选包括至少两个关于该板簧中心线相对置地布置的弹性连接体。这样产生的布置不仅相对刚性，而且更可靠，因为一个弹性连接体断裂时其功能部分地由另一个弹性连接体承担。
一个有利的弹簧设备包括至少一个弹性支承保险，它与至少一个弹性连接体关于该板簧中心线相对置地布置。这样，当一个弹性连接体发生断裂时，可以防止该板簧不受控制的移动。在这种情况下该板簧保持原位。
有利的是，该板簧布置得横向于机动车的纵向轴线，并被设置用于弹性支承板簧每一端的至少一个车轮。这样，便可以减少机动车结构所必要的组件数目，因为为了弹性支承两个车轮只需设置唯一的一个板簧。以此明显地简化了机动车的安装。
有利的是，该设备，包括板簧和弹性连接体，在结构上这样地装入机动车，使之承受作用在机动车纵向和/或横向上的力。在这方面，与板簧连接的弹性连接体的弹簧常数在机动车纵向上总计(亦即，布置在车架和板簧之间和参与力传递的弹性连接体的全体)为200N/mm，和/或在机动车横向上为3000N/mm，和/或在竖向上为1000N/mm。通过弹性连接体这个特殊的设计方案，这对于线性的收缩和伸长在所有三条轴线均呈现相对刚性，而与板簧的连接处相对于与车架的连接处的转动可能相对较容易。这样，该板簧还可以承担下横导杆或上横导杆，更确切地说是三角形横导杆、稳定器的任务或者附加在后轴上还承担转向横拉杆(Spurlenkers)的任务。以此可以省去上述构件，因而机动车的结构特别简单。
本发明的上述配置和扩展允许以任意方式方法结合。
附图说明
现将根据在附图的示意图中给出的实施例对本发明作较详细的说明。附图中：
图1是机动车板簧和车架之间弹性连接体的第一示例；
图2在平面图和正视图中表示带有弹性连接体和板簧的机动车轴线；
图3是带有两个单独主体的弹性连接体的一个示例；
图4是图3在弹性连接体扭转时的截面；
图5是弹性连接体的另一个示例，其中，旋转点处于板簧中心线上；
图6示出了彼此处于相对置的位置的弹性连接体的布置；而
图7是带有支承保险的弹簧设备。
具体实施方式
图1表示布置在机动车板簧4和机动车车架5之间的弹性连接体1a。该弹性连接体包括两个彼此倾斜的区段A，B，在这个例子中它们由Y形体2a的两个边腿形成。该Y形体2a可以由例如橡胶或由弹性体制成。
此外，该弹性连接体还包括用于与板簧4刚性连接的装置和用于与机动车车架5刚性连接的装置。具体地说，用于与板簧4刚性连接的装置通过一个为与板簧4粘结或硫化在板簧4上而设置的平面形成。用于与机动车车架5刚性连接的装置由刚性板3a形成，它是为了与倾斜区段A，B刚性连接并被设置用于与机动车车架5螺纹连接。就是说，在这个例子中该弹性连接体1a不可分离地与板簧4连接，而可拆卸地与机动车车架5连接。例如，刚性板3a可以由金属或者纤维增强塑料组成。
自然还可以设想，该弹性连接体1a与板簧4可拆卸地连接，特别是与之螺纹连接。这时，所述用于与板簧刚性连接的装置4用刚性板形成，它与倾斜区段A，B刚性连接并被设置用于与板簧4螺纹连接。
此外，还可以设想，该弹性连接体1a与机动车车架5不可分离地连接，特别是与之粘结。该用于与机动车车架5刚性连接的装置这时通过一个为与机动车车架5粘结而设置的平面形成。在一个优选的实施形式中，还可以省去该刚性板3a。这时，该Y形体2a可以直接硫化在机动车车架5上或者与之粘结。这时，该用于与机动车车架5刚性连接的装置同样通过一个为与机动车车架5粘结或者硫化在机动车车架5上而设置的平面形成。
图2表示一辆机动车的截面，具体地说在平面图和正视图上示出机动车的车轴。其中，可以清楚地看出该设备包括板簧4和两个与板簧4刚性连接的弹性连接体1a。为了图示简单明了起见，未示出与该弹性连接体1a连接的机动车车架5(见图1)。所述带有板簧4和弹性连接体1a的设备用来弹性支承布置在板簧的每一端的两个机动车车轮6。为此，板簧4横向于机动车纵向轴线地布置。在图2中附带地表示减震器7，它以本身已知的方法抑制在弹簧起作用时出现的振动。
包括该弹性连接体1a和板簧4的设备在结构上优选这样装入机动车，使之承受作用在机动车纵向和/或横向上的力。在图2中为此在板3a中布置固定孔8，藉此把该弹性连接体1a固定在机动车车架5上。以此该板簧4在该具体的示例中不仅在机动车纵向上而且在横向上支承固定，更确切地说该板簧在有载荷时只稍微在纵向和/或横向上移动。与该板簧4连接的弹性连接体1a的弹簧常数在机动车纵向上优选总计为(亦即，图2所示两个弹性连接体1a)等于200N/mm，和/或在机动车横向上等于3000N/mm，和/或在竖向上等于1000N/mm。
在图2中用虚线显示，该板簧4和该弹性连接体1a在弹簧起作用时大致如何变形。以此该弹性连接体1a不仅与板簧4而且与车架5刚性连接，弹性连接体1a到机动车车架5的连接处和它本身与板簧4的连接处在板簧4起弹性支承作用时彼此围绕P点扭转，如图1所示。正如那里不难看出的，该旋转点P布置得与板簧4中心线C隔开一段距离。具体地说旋转点P处于板簧4中心线C的面向至少一个弹性连接体1a一侧上，这里在板簧4的弯曲外侧上。弹性连接体1a与板簧4的连接处之间的水平长度变化可以以此完全或者至少部分地得到补偿。显而易见，还可以把旋转点P布置在板簧4的弯曲内侧。弹性连接体1a围绕经过旋转点P并沿关于板簧4的横向方向走向的轴线上，在这两种情况下扭曲弹簧常数都优选等于5Nm/°。
此外，在图1中可以清楚看出，弹性连接体1a的区段A，B关于板簧4的中心线C不同地倾斜。具体地说，区段A以角度α对中心线C倾斜，区段B以角度β倾斜。为了更好地表示角度α和β，在图1上中心线C平移到线C′处。在图1中还可以看出，区段A，B彼此倾斜角度为γ。
最后，还可以设想，板簧4受挡块(在图2中未示出)限制，它同样由橡胶或弹性体，但也可以由金属或纤维增强塑料组成。其运动可以被限制在竖向和/或在纵向和/或在横向上。
图3表示弹性连接体1b，其中倾斜的区段A，B由两个单独主体2b，2b′以彼此倾斜的轴线形成。在这个例子中，单独主体2b，2b′布置在板形支架9的相对板簧4倾斜的区段上，具有矩形截面并可以由橡胶或弹性体组成。此外单独主体2b，2b′还与刚性板3b连接。刚性板3b用来把弹性连接体1b固定在车架5上，板形支架9用来把弹性连接体1b固定在板簧4上。例如，板形支架9可以由金属或纤维增强塑料组成。类似于图1所示的布置，这里还可以设想省去刚性板3b。这时，这两个单独主体2b，2b′变得直接与机动车车架5连接。
该弹性连接体1b通过该特殊的构造在板簧4的纵向(在图3中是水平的从左到右的走向)具有特别高的刚性。在板簧4弯曲时板形支架9分别伸长或缩短。板形支架9优选只承受总伸长/收缩的约5％，而其余95％由主体2b，2b′承受。在支架9与板簧4的连接处相对于板3b与车架5连接处的扭转时表现相同。在这里弹性连接体1b在发生上述扭转时出现的变形主要部分由主体2b，2b′承受。
图4表示，当板3b相对于支架9扭转一个角度δ时，主体2b，2b′如何表现，因而板簧4起作用时发生何种状况(为此还见图2)。在图4上可以清楚看出，主体2b，2b′变形，以此使板3b相对于支架9围绕旋转点P旋转。
现在图5表示弹性连接体1c，它在结构上与图1所示的弹性连接体1a相似。然而，弹性连接体1c与机动车车架5的连接处和弹性连接体与板簧4的连接处在板簧4起弹性支承作用时的旋转所围绕的旋转点P布置在板簧4的中心线C上。通过把旋转点P布置在板簧4的中心线C上，同样可以对抗在起弹性支承作用时多个弹性连接体1c与板簧4连接之间的水平长度的变化。因此，总而言之，这种设备刚性更高。
图6表示一种与图5所示设备非常类似的设备。但是与此不同，它包括关于板簧4中心线C相对置地布置的两个弹性连接体1c，1c′。这时，这两个弹性连接体1c，1c′可以解释为(分开的)X形弹性连接体。所形成的设备不仅相对刚性较高，而且还比较可靠，因为在一个弹性连接体1c/1c′断裂时其功能由另一个弹性连接体1c′/1c部分地承担。
最后，图7表示一种与图1所示的设备非常类似的设备。但与此不同，它包括一个支承保险12，该支承保险与至少一个弹性连接体1a关于板簧4的中心线C相对置地布置。在这个例子中支承保险12包括弹性主体10和一个与此刚性连接的刚性板11。这样，当弹性连接体1a断裂时，防止了板簧4不受控制地移动。在这种情况下板簧4通过支承保险12保持原位。
图1至7中所示的弹性连接体1a...1c最好做成棱柱形。这时，棱柱形纵向轴线各自垂直于图平面(适用于图2的正视图)。以此，弹性连接体1a...1c通过截断相应的棒材制造，并因此还特别容易适应不同宽度的板簧4。
最后会理解，附图的组成部分必要时不是按正确的比例画出的，图中所示的各个方案还可以形成独立的发明要点。诸如“右”、“左”、“上面”、“下面”等位置说明都涉及各零件所示的位置，而且在上述位置改变时可以想象要作相应的修改。此外，可以看出，各种弹簧设备可以具有比所显示更多的组件或更少的组件，而不会因此而脱离本发明的基本思想。

Claims (17)

1.一种设备，该设备包括机动车板簧(4)和与所述机动车板簧(4)刚性连接的弹性连接体(la...lc)，它包括用于与机动车车架(5)刚性连接的装置，其特征在于，该弹性连接体(1a...1c)具有两个彼此倾斜并彼此至少部分相互隔开的区段(A，B)，其中，该板簧(4)横向于机动车纵向轴线布置，并被设置用于弹性支承板簧(4)每一端上的每个轮子(6)。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，至少一个弹性连接体(la…1c)的区段(A，B)相对于板簧(4)的中心线(C)以不同的角度倾斜。
3.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，至少一个弹性连接体(1a…1c)与机动车车架(5)的连接处和它本身与板簧(4)的连接处在板簧(4)起弹性支承作用时的旋转所围绕的旋转点(P)布置得与板簧(4)的中心线(C)隔开。
4.按照权利要求3所述的设备，其特征在于，该旋转点(P)布置在板簧(4)中心线(C)面向至少一个弹性连接体(1a...lc)的一侧。
5.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，至少一个弹性连接体(1a...1c)与机动车车架(5)的连接处和它本身与板簧(4)的连接处在板簧(4)起弹性支承作用时的旋转所围绕的旋转点(P)布置在该板簧(4)的中心线(C)上。
6.按照权利要求3项所述的设备，其特征在于，弹性连接体(1a...1c)围绕经过旋转点(P)并沿关于板簧(4)的横向方向走向的轴线的扭曲弹簧常数等于5Nm/°。
7.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，该弹性连接体(1a...1c)的倾斜区段(A，B)由Y形体(2a，2c)的两个边腿形成。
8.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，弹性连接体的倾斜区段(A，B)由两个具有彼此倾斜的轴线的单独主体(2b，2b')形成。
9.按照权利要求8所述的设备，其特征在于，该单独主体(2b，2b')布置在板形支架(3b，9)的相对板簧(4)倾斜的区段上。
10.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，
该弹性连接体(1a...1c)与板簧(4)粘结或者硫化于所述板簧(4)上，和/或
用于与机动车车架(5)刚性连接的装置通过一个为了与机动车车架(5)粘结或硫化在机动车车架(5)上而设置的平面形成。
11.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，
该弹性连接体(1a...1c)与板簧(4)螺纹连接，和/或
用于与机动车车架(5)刚性连接的装置由刚性板(3a，3b)形成，它刚性地与倾斜区段(A，B)连接并被设置用于与机动车车架(5)螺纹连接。
12.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备包括至少两个关于板簧(4)的中心线(C)相对置地布置的弹性连接体(1a...lc)。
13.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备包括与所述至少一个弹性连接体(1a...1c)关于板簧(4)的中心线(C)相对置的至少一个弹性的支承保险(12)。
14.一种机动车，该机动车包括车架(5)和用于弹性支承机动车车轮(6)的板簧(4)的机动车，
其特征在于，
该板簧(4)是按照权利要求1至13中任一项的设备的组成部分，所述设备的至少一个弹性连接体(1a…lc)与机动车车架(5)刚性连接。
15.按照权利要求14所述的机动车，其特征在于，该板簧(4)横向于机动车纵向轴线布置，并被设置用于弹性支承板簧(4)每一端上的每个轮子(6)。
16.按照权利要求14或15所述的机动车，其特征在于，与板簧(4)连接的弹性连接体(1a...1c)的弹簧常数在机动车纵向上总计为200N/mm，和/或在机动车横向上为3000N/mm，和/或在竖向上为1000N/mm。
17.一种弹性连接体(la，1c)，该弹性连接体包括：
用于与机动车板簧(4)刚性连接的装置、
用于与机动车车架(5)刚性连接的装置和
两个彼此倾斜和至少部分相互隔开的区段(A，B)，
其特征在于，
倾斜的所述区段(A，B)由Y形体(2a，2c)的两个边腿形成，其中，该板簧(4)横向于机动车纵向轴线布置，并被设置用于弹性支承板簧(4)每一端上的每个轮子(6)。
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