CN103338949B - 单壳式弹簧导杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由金属板形成的、用于机动车的车轮悬架的单壳式弹簧导杆（1），该弹簧导杆具有用于连接在底盘横梁（优选为后桥托架）上的第一末端区段（1.1）、用于在轮侧上进行连接的第二末端区段（1.2）以及用于支撑弹簧（2）的拓宽区段（1.3），该拓宽区段设置在两个末端区段（1.1、1.2）之间并且以向上凸出的侧壁（1.31、1.32）限定出一个槽。为了以相对小的零件重量以及低的生产成本通过将力和力矩分布到空间上具有间隔的连接点或铰接点上来实现最佳的车轮悬架，本发明提供了在弹簧导杆的拓宽区段中成型有螺旋部（1.34）作为弹簧座，并且在螺旋部（1.34）和第二末端区段（1.2）之间形成有用于连接减震器（3）的连接区段（1.22）。

Description

单壳式弹簧导杆

技术领域

本发明涉及一种由金属板形成的、用于机动车的车轮悬架的单壳式弹簧导杆，该弹簧导杆具有用于连接在底盘横梁（优选为后桥托架）上的第一末端区段、用于在轮侧端上进行连接的第二末端区段以及用于支撑弹簧的拓宽区段，该拓宽区段设置在两个末端区段之间并且以向上凸出的侧壁限定出一个槽，其中，在经过拓宽的区段中成型有螺旋部作为弹簧座。此外，本发明涉及一种用于机动车的多连杆式后悬架，该多连杆式后悬架包括后桥托架和铰接地连接在后桥托架上的轮架，其中，各个轮架经由弹簧导杆与后桥托架铰接地相连接。

背景技术

弹簧导杆用于在机动车的车轮悬架上引导底盘轮。该弹簧导杆具有用于支撑弹簧或弹簧-减震器-装置的区段，该装置在其一侧相对于车身得到支撑。

弹簧导杆在运行状态下经常受到高的、变化的负荷。在弹簧导杆的刚性不足的情况下，特别是在弹簧垫圈的区域中会导致弹簧导杆的扩张或变形。为了在弹簧垫圈的区域中实现高的负载能力，为目前已知的弹簧导杆配备一个或多个加强附加板。例如在弹簧垫圈的区域中将盆状壳层作为加强附加板装入弹簧导杆的拓宽区段中。此外，已知多壳式弹簧导杆，该弹簧导杆在弹簧垫圈的区域中具有包围弹簧的垫片，该垫片与槽形的弹簧导杆壳层的两个侧壁焊接在一起。

由文献DE102004008957A1已知一种用于车轮悬架的弹簧导杆，该弹簧导杆由大体上具有U形形貌的弹簧导杆壳层构成，其中U形形貌在其敞开侧上具有两个设置在弹簧支承面的两侧的、镰刀形状的桥接板，这两个桥接板通过铆接、用螺栓拧紧或焊接连接固定在弹簧导杆壳层上。

额外的壳层或者垫片和跨接板的制造和整合需要相应的生产步骤，鉴于生产成本这是不利的。此外，已知的多壳式弹簧导杆由于它的加强附加板有时具有相对大的零件重量。

由文献DE102006032595A1已知一种这种类型的单壳式弹簧导杆，它的一件式形成的弹簧导杆壳层在拓宽区段的区域中具有向外翻出的环面作为弹簧座。为了更好地使弹簧定位，在环面的内部成型向内的突起部分，该突起部分具有中心孔。相对于已知的多壳式弹簧导杆，该单壳式弹簧导杆具有较小的零件重量。在单壳式弹簧导杆的制造过程中省略了对于多壳式弹簧导杆为了额外的垫片和跨接板的制造和整合所需要的生产步骤。

此外，由文献US3，797，852已知一种用于机动车的车轮悬架的单壳式弹簧导杆，该弹簧导杆具有用于连接在底盘横梁上的第一末端区段、用于在轮侧进行连接的第二末端区段以及用于支撑弹簧的拓宽区段，该拓宽区段设置在两个末端区段之间并且以向上凸出的侧壁限定出一个槽，其中在拓宽区段中成型有螺旋部作为弹簧座。

最后，由文献EP1642754A1已知一种由挤压出的铝型材制成的悬臂，在这种悬臂中减震器设置在弹簧座和轮侧的连接件之间。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的弹簧导杆，该弹簧导杆以相对小的零件重量以及低的生产成本通过将力和力矩分布到空间上具有间隔的连接点或铰接点上实现了最佳的车轮悬架并且特别是使减震性能得到改善。

根据本发明，通过根据本发明的弹簧导杆实现了该目的。

根据本发明的单壳式弹簧导杆为一种由金属板形成的、用于机动车的车轮悬架的单壳式弹簧导杆，所述弹簧导杆具有用于连接在优选为后桥托架的底盘横梁上的第一末端区段、用于在轮侧上进行连接的第二末端区段以及用于支撑弹簧的拓宽区段，所述拓宽区段设置在两个末端区段之间并且以向上凸出的侧壁限定出一个槽，其中，在拓宽区段中成型有螺旋部作为弹簧座，其特征在于，在螺旋部和第二末端区段之间形成有用于连接减震器的连接区段，其中,这样形成螺旋部，即，它的最低点位于最大为90°的角度范围中，该角度范围的角平分线垂直于弹簧导杆的纵向中轴延伸，其中,螺旋部包围一个孔，在孔上形成有向内凸出的凸缘，并且其中,弹簧导杆的金属板具有至少500MPa的屈服极限。

通过一体式的螺旋部获得了更有利的弹簧垫圈，该弹簧垫圈的优势在于分布在较大的支承区域上的力量导入和负荷导入。同时可以通过弹簧垫圈的区域中的螺旋部获得有利的加固，这种加固使得弹簧导杆可以制成为不具有垫片或者其他的加强附加板的单壳式零件。与螺旋部空间上具有间隔地形成在弹簧导杆上的、用于连接减震器的连接区段实现了将力和力矩均匀地分布在弹簧导杆上以及所对应的汽车车身上，从而得到总体上得到改善的车轮悬架。

弹簧导杆的槽形的、拓宽区段的底部连接槽的向上凸出的多个侧壁。因此设置在螺旋部中的弹簧座连续地形成，即，基本上没有间断地形成。

此外，根据本发明，这样形成弹簧导杆的螺旋部，即，它的最低点位于最大为90°（优选最大为60°）的角度范围中，该角度范围的角平分线垂直于弹簧导杆的纵向中轴伸展。这个设计方案在生产技术上是有利的。特别是借此在弹簧导杆或螺旋部成型期间可靠地防止了金属板的过度延伸。

根据本发明的弹簧导杆的另一个有利的设计方案中弹簧导杆的螺旋部包围一个孔（开孔），在孔上形成有向内凸出的凸缘。凸缘用作支撑在弹簧导杆上的螺旋弹簧的定心凸起部。凸缘同时改善了弹簧导杆的刚性。凸缘优选地形成环形。

根据本发明的另一个设计方案根据本发明的弹簧导杆由金属板制成，该金属板具有至少500MPa（优选至少650MPa）的屈服极限。

弹簧和弹簧导杆的底部之间的接触面（弹簧支承面）特别是经至少180°（优选至少210°，特别优选至少240°）的螺旋范围延伸。由此使力非常均匀地引入到弹簧导杆中并且从而在使用相对少的材料的情况下实现了弹簧导杆的高的强度。同时这意味着重量减轻以及减小的结构体积。

根据本发明的弹簧导杆的另一个有利的设计方案，螺旋部的一个区段具有弧形的加强筋，该加强筋与螺旋部的最低点空间上具有间隔地开始并且朝向螺旋部的最高点的方向延伸。加强筋扩大了弹簧和弹簧导杆之间的接触面并且使力均匀地引入到弹簧导杆中。此外加强筋使弹簧导杆在弹簧垫圈的区域内的刚性得到改善。在使用弹簧座嵌件的情况下加强筋用作相应的固定以及定向。

根据本发明的弹簧导杆的另一个有利的设计方案在于，拓宽区段的侧壁连续地伸展直至第二末端区段并且限定了用于连接轮架以及用于连接减震器的叉形的轴承区段，其中叉形的轴承区段限定出了凹槽形的凹口，该凹口从第二末端区段至少延伸至用于连接减震器的连接区段。通过使减震器连接在槽形的弹簧导杆壳层的侧壁上弹簧导杆的刚性得到进一步改善。设置在叉形的轴承区段中、至少延伸至用于连接减震器的连接区段的凹口降低了弹簧导杆的零件重量。

此外，如果根据本发明的另一个优选的设计方案在叉形的轴承区段上形成法兰式的、相互面对的凸缘或弯边，这些凸缘或弯边限定凹槽形的凹口，则对于相对轻的弹簧导杆的刚性是有利的。

根据本发明的弹簧导杆的另一个有利的设计方案的特征在于，用于连接减震器的连接区段具有相互对齐的孔，这些孔设置在相互对立的、通到弹簧导杆的顶侧为止的加强筋的内部。加强筋不仅改善弹簧导杆的刚性，还在相应地确定尺寸和形状时使减震器的轴芯的装配更加容易。优选地这些加强筋中的任何一个的侧壁间隔从该加强筋的底端直至弹簧导杆的顶侧逐渐地增加。加强筋在这种情况下具有大致上呈抛物线形状的侧壁。

根据本发明的弹簧导杆的另一个有利的设计方案在于，拓宽区段的侧壁连续地伸展直至弹簧导杆的第一末端区段并且限定了用于使弹簧导杆连接在底盘横梁（优选为后桥托架）上的叉形的轴承区段，其中叉形轴承区段具有带有用于容纳轴套的凸缘的、相互对齐的孔并且限定出凹槽形的凹口，该凹口以这样的深度向弹簧座的方向延伸，即，该深度大于用作容纳轴套的凸缘的直径，优选大于该凸缘的直径的两倍。凸缘（也可以称为卷边）优选地指向内，即相互面对。而在弹簧座的方向上的、相对深的凹槽形的凹口又降低了弹簧导杆的零件重量。此外，如果根据另一个优选的设计方案在叉形的轴承区段上形成法兰式的、相互面对的凸缘或弯边，这些凸缘或弯边限定出凹槽形的凹口，则对于弹簧导杆的刚性是进一步有利的。

根据本发明的弹簧导杆的另一个设计方案中可以在槽形的弹簧导杆壳层的至少其中一个侧壁上或至少一个在侧壁上向外弯曲的凸缘上形成至少一个用于连接液位传感器的孔。例如液位传感器是用于车前灯的照明距离的自动调节的装置和/或行走机构水平调节的装置的一部分。

附图说明

下面将根据描述实施例的图示对本发明进行详细阐述。其中：

图1以立体图示出了根据本发明的、具有支撑在弹簧导杆上的弹簧、与弹簧空间上具有间隔地相连的减震器以及轴套的弹簧导杆；

图2以立体俯视图示出了根据图1的、不带有弹簧、减震器和轴套的弹簧导杆；和

图3示出了沿着图2的割线Ⅲ-Ⅲ的弹簧导杆的截面图。

具体实施方式

图中示出了用于机动车的车轮悬架的弹簧导杆1。弹簧导杆1作为单壳式零件由金属薄板通过变形制成。弹簧导杆1涉及深冲件。大致上通过深冲制造该深冲件。弹簧导杆1具有用于连接在底盘横梁（优选为后桥托架）上的第一末端区段1.1和用于连接在轮架上的第二末端区段1.2。在这两个末端区段1.1、1.2之间形成有用于支撑弹簧（螺旋弹簧）2的拓宽区段1.3。

弹簧导杆1是由高强度的金属板（优选为钢板）制成。制造弹簧导杆所使用的金属板或钢板具有大于650MPa的屈服极限。

承载弹簧2的、弹簧导杆1的拓宽区段1.3大致形成为槽型。槽的侧壁1.31、1.32相对于槽的底部1.33向上伸出。在该区段中成型有螺旋部1.34作为弹簧座，通过该螺旋部得到改善了的弹簧垫圈。螺旋部1.34的内部剪切出孔1.35，在该孔上形成有向内和向上凸出的凸缘1.36作为卷边。凸缘（卷边）1.36形成为环形并且突起到螺旋弹簧2中并且是弹簧中心孔。

槽的底部1.33连接弹簧导杆1的向上凸出的侧壁1.31、1.32。因此特别如图2所示，连续地形成设置在螺旋部1.34中的弹簧座。

这样成型螺旋部1.34，即，其最低点1.341位于最大为90°（优选最大为60°）的角度范围中，该角度范围的角平分线垂直于弹簧导杆1的纵向中轴M延伸。优选地螺旋形的弹簧2的底端大致在垂直于弹性导杆1的纵向中轴M伸展的横截面上终止，拓宽的弹簧导杆区段1.3在这里具有其最大宽度。螺旋部1.34的一个区段具有弧形的加强筋1.342，该加强筋与螺旋部1.34的最低点1.341空间上具有间隔地开始并且朝向螺旋部1.34的最高点1.343的方向延伸。加强筋1.342优选地在螺旋部1.34的最高点1.343上或其附近处终止。

拓宽区段1.3的侧壁1.31、1.32连续地伸展直至轮架侧的末端区段1.2。这些侧壁限定了用于连接轮架的叉形的轴承区段1.21。

此外弹性导杆1具有用于连接减震器3的连接区段1.22。该连接区段1.22空间上具有间隔地形成在用作弹簧座的螺旋部1.34和弹簧导杆的轮架侧的末端区段1.2之间。用于连接减震器3的区段1.22同样位于用于轮架连接的叉形轴承区段1.21上。该连接区段具有互相对齐的孔1.221，这些孔设置在相互对立的、通到弹簧导杆1的顶侧为止的加强筋1.222的内部。各个加强筋1.222的侧壁1.223从弹簧导杆1的顶侧至弹簧导杆的底侧相互靠近并且在孔1.221的下面呈弧形地相互贯通。

叉形的轴承区段1.21限定了凹槽形的凹口1.211，该凹口始于螺旋部1.34和用于连接减震器3的连接区段1.22之间并且通到轮架侧的末端区段1.2上为止。在叉形的轴承区段1.21上形成有法兰式的、相互面对的弯边或凸缘1.212，这些弯边或凸缘限定了凹槽形的凹口1.211的纵向侧面。

此外可以看出，弹簧导杆的拓宽区段1.3的侧壁1.31、1.32也连续地伸展直至末端区段1.1，弹簧导杆1以该末端区段铰接在后桥托架上或其他的底盘横梁上。而侧壁1.31、1.32在那里又限定叉形的轴承区段1.11，该轴承区段具有相互对齐的、具有凸缘1.112的、用于容纳轴套（优选为金属橡胶支座）4的孔1.111。凸缘1.112制成为孔1.111的卷边并且指向内，即，相互面对。

弹簧导杆1的对应后桥托架的末端区段1.1同样具有凹槽形状的凹口1.12，该凹口通到弹簧导杆1在那里的末端为止。凹口1.12的纵向侧面通过形成在叉形轴承区段1.11上的法兰式的弯边或凸缘1.113限定。凹口1.12以这样的深度从弹簧导杆1的末端向弹簧座的方向延伸，即，该深度大于用作容纳轴套4的孔1.111的直径的两倍。

槽形的、单壳式弹簧导杆1的侧壁1.31、1.32在弹簧导杆的顶侧法兰式地向外弯曲成凸缘1.311、1.321。这些凸缘1.311、1.321分别连续地在两个末端区段1.1、1.2之间伸展并且从轮架侧的连接区段1.2优选地延伸至弹簧导杆1的另一末端上的叉形的轴承区段1.11。凸缘1.311、1.321在弹簧导杆1的拓宽区段1.3的区域中额外地向下弯曲，从而使凸缘具有大体上水平的第一区段1.312、1.322和连接在第一区段上的外部区段1.313、1.323，这些外部区段大体上竖直或垂直于第一区段伸展。

特别是正如在图2中可以看出，在至少一个侧壁1.31上或至少一个连接在侧壁上的、向外弯曲的凸缘1.311的上形成有一个或多个用于连接液位传感器（未示出）的孔1.314。

槽形的弹簧导杆壳层的底部1.33中剪切出加强筋1.342和孔1.37，它们用于由橡胶或塑料制成的弹簧座嵌件5的固定以及定向。嵌件5优化了弹簧垫圈。嵌件5为弹簧导杆1的可选部件。此外，在弹簧导杆壳层的底部1.33中可以形成至少一个用于降低弹簧导杆1的重量的孔1.39。孔1.38用作排污和排水。

根据本发明的弹簧导杆1的优势在于零件重量小以及生产成本低并且通过将力和力矩分布到空间上具有间隔的连接点或铰接点上来提供最佳的车轮悬架。该弹簧导杆特别适用于多连杆式后悬架。

根据本发明的弹簧导杆的实施方式不仅限于图示中的实施例。而是可以考虑很多的变体，这些变体也可以用在区别于本实施例的、在权利要求中所给出的发明的实施方式中。那么例如也可以将用于轮架侧的连接的、对齐的孔1.23形成为卷边。此外，使与螺旋弹簧2空间上间隔设置的减震器3经由摆动支承（耦合杆）与稳定器（未示出）相连接也属于本发明的范围。

Claims (14)

1.一种由金属板形成的、用于机动车的车轮悬架的单壳式弹簧导杆(1)，所述弹簧导杆具有用于连接在底盘横梁上的第一末端区段(1.1)、用于在轮侧上进行连接的第二末端区段(1.2)以及用于支撑弹簧(2)的拓宽区段(1.3)，所述拓宽区段设置在两个末端区段(1.1、1.2)之间并且以向上凸出的侧壁(1.31、1.32)限定出一个槽，其中，在拓宽区段(1.3)中成型有螺旋部(1.34)作为弹簧座，其特征在于，在所述螺旋部(1.34)和第二末端区段(1.2)之间形成有用于连接减震器(3)的连接区段(1.22)，其中，这样形成所述螺旋部(1.34)，即，它的最低点(1.341)位于最大为90°的角度范围中，所述角度范围的角平分线垂直于弹簧导杆(1)的纵向中轴(M)延伸，其中，所述螺旋部(1.34)包围一个孔(1.35)，在孔上形成有向内凸出的凸缘(1.36)，并且其中，所述弹簧导杆(1)的金属板具有至少500MPa的屈服极限。

2.根据权利要求1所述的弹簧导杆，其特征在于，所述底盘横梁为后桥托架。

3.根据权利要求1所述的弹簧导杆，其特征在于，所述螺旋部(1.34)的最低点(1.341)位于最大为60°的角度范围中，所述角度范围的角平分线垂直于弹簧导杆(1)的纵向中轴(M)延伸。

4.根据权利要求1所述的弹簧导杆，其特征在于，所述螺旋部(1.34)的一个区段具有弧形的加强筋(1.342)，所述加强筋与螺旋部(1.34)的最低点(1.341)空间上具有间隔地开始并且朝向螺旋部(1.34)的最高点(1.343)的方向延伸。

5.根据权利要求1所述的弹簧导杆，其特征在于，所述拓宽区段(1.3)的侧壁(1.31、1.32)连续地伸展直至第二末端区段(1.2)并且限定了用于连接轮架以及用于连接减震器(3)的叉形的轴承区段(1.21)，其中叉形的轴承区段(1.21)限定了凹槽形的凹口(1.211)，所述凹口从第二末端区段(1.2)至少延伸至用于连接减震器(3)的连接区段(1.22)。

6.根据权利要求5所述的弹簧导杆，其特征在于，在叉形的轴承区段(1.21)上形成法兰式的、相互面对的凸缘或弯边(1.212)，所述凸缘或弯边限定出凹槽形的凹口(1.211)。

7.根据权利要求1所述的弹簧导杆，其特征在于，用于连接减震器(3)的连接区段(1.22)具有相互对齐的孔(1.221)，所述孔设置在相互对立的、通到弹簧导杆的顶侧为止的加强筋(1.222)的内部。

8.根据权利要求7所述的弹簧导杆，其特征在于，每一个所述加强筋(1.222)的侧壁间距从所述加强筋的底端至弹簧导杆(1)的顶侧逐渐地增加。

9.根据权利要求1所述的弹簧导杆，其特征在于，所述拓宽区段(1.3)的侧壁(1.31、1.32)连续地伸展直至第一末端区段(1.1)并且限定出用于使弹簧导杆(1)连接在底盘横梁上的叉形的轴承区段(1.11)，其中所述叉形轴承区段(1.11)具有带有用于容纳轴套(4)的凸缘(1.112)的、相互对齐的孔(1.111)并且限定出凹槽形的凹口(1.12)，所述凹口以这样的深度向弹簧座的方向延伸，即，所述深度大于用于容纳轴套(4)的凸缘(1.112)的直径。

10.根据权利要求9所述的弹簧导杆，其特征在于，所述凹口以这样的深度向弹簧座的方向延伸，即，所述深度大于所述凸缘的直径的两倍。

11.根据权利要求9所述的弹簧导杆，其特征在于，在叉形的轴承区段(1.11)上形成法兰式的、相互面对的凸缘或弯边(1.113)，所述凸缘或弯边限定出凹槽形的凹口(1.12)。

12.根据权利要求1所述的弹簧导杆，其特征在于，在至少一个侧壁(1.31、1.32)上或至少一个在其上向外弯曲的凸缘(1.311、1.321)上形成至少一个用于连接液位传感器的孔(1.314)。

13.根据权利要求1所述的弹簧导杆，其特征在于，所述弹簧导杆的金属板具有至少650MPa的屈服极限。

14.一种用于机动车的多连杆式后悬架，所述多连杆式后悬架包括后桥托架和铰接地连接在后桥托架上的轮架，其特征在于，各个轮架经由根据权利要求1至13的任意一项的弹簧导杆(1)与后桥托架铰接地相连接。