CN105008156A - 具有高度调节设备的机动车辆用悬挂支柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的悬挂支柱(1)，具有减震器(10)，具有支持弹簧(11)并且具有高度调节设备(12)，利用该高度调节设备(12)可以改变机动车辆的车辆车身的高度，并且其中悬挂支柱(1)具有辅助弹簧，辅助弹簧具有比支持弹簧(11)更低的弹簧比率，在减震器(10)处于伸展状态时，利用该辅助弹簧(11)可以在支持弹簧(11)中产生残留预加载，并且其中辅助弹簧(13)被集成在高度调节设备(12)中。

Description

具有高度调节设备的机动车辆用悬挂支柱

本发明涉及一种用于机动车辆的悬挂支柱，具有减震器并具有支持弹簧，并且悬挂支柱包括具有比支持弹簧更低弹簧比率的辅助弹簧，并且借助该辅助弹簧，在减震器处于伸展状态时在支持弹簧中可产生残留预加载。

背景技术

DE102006006871A1公开了一种用于机动车辆的悬挂支柱，具有减震器且具有支持弹簧，并且该文件提出了一种附接支持弹簧下端的辅助弹簧。支持弹簧抵靠环形体而被支持，并且环形体在辅助弹簧上在朝着车轮托架的向下方向上被支持。如果减震器完全伸展并且在该过程中支持弹簧放松，在支持弹簧中的残留预加载不足的情况下，辅助弹簧可以放松，使得辅助弹簧上端抵靠其而被支持的环形体可以被按压抵靠支持弹簧。辅助弹簧因此执行轻微预加载支持弹簧的任务，即使当后者处于完全放松状态，从而特别地可以避免由于支持弹簧抬离环形体和/或上弹簧板引起的咯咯噪声。特别地，辅助弹簧具有以下作用，即即使支持弹簧处于完全放松状态，其也能在一侧可靠地抵靠环形体并且在另一侧可靠地抵靠上弹簧板。在此例中，环形体形成支持弹簧和辅助弹簧之间的中间盘形弹簧。

悬挂支柱还具有两个活塞缸单元，其被布置为在径向方向上在减震器之外，并且在支持弹簧之内。借助该单元，支持弹簧上的预加载可以变化，从而悬挂支柱的弹簧特性发生变化，例如用于车辆的驾驶特性从舒适设定切换到运动设定。

此外，已知具有高度调节设备的悬挂支柱，其通常由压力缸元件和活塞构成，其中在压力缸元件中形成有压力室，压力室可填充压力介质。这样，由于压力室填充有加压流体并且由于活塞在压力缸元件中相应移动，车辆车身的乘坐高度可以变化。

具有至少一个辅助弹簧以及特别地还具有高度调节设备的悬挂支柱呈现可观的结构长度，这常常就这种悬挂支柱的安装条件产生问题。这种悬挂支柱的大结构长度的缺点由于以下事实而变得特别明显，即辅助弹簧和支持弹簧必须串联布置在一起。此外，还存在以下缺点，即如果辅助弹簧以未受保护的方式被布置在支持弹簧之下并且暴露给环境影响的话，会产生噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于机动车辆的悬挂支柱，具有减震器且具有支持弹簧和辅助弹簧，其中悬挂支柱具有小结构长度并且设计简单。特别地，寻求容纳悬挂支柱的辅助弹簧，从而不会被暴露给环境影响。

以权利要求1前序部分所述的用于机动车辆的悬挂支柱作为起点，接合区别技术特征，实现了上述目的。从属权利要求定义了本发明的有利改进。

本发明包括以下技术教导，即悬挂支柱具有高度调节装置，其中辅助弹簧被集成在高度调节设备中。

在此例中，本发明基于以下理念，即将辅助弹簧布置在高度调节设备内，或者至少作为结构单元。这样，悬挂支柱的结构长度未增加，尽管辅助弹簧被布置为与支持弹簧串联。由于辅助弹簧在高度调节设备中的集成布置，辅助弹簧进一步也没有暴露给环境影响。

高度调节设备有利地具有压力缸元件，其中辅助弹簧优选被容纳在压力缸元件中。压力缸元件可以是壶形形式，并且辅助弹簧可以被定义尺寸，从而其可被容纳在压力缸元件中，而无需压力缸元件在其尺寸方面适应辅助弹簧。

此外，在压力缸元件中，容纳有活塞，活塞可移动地限定了压力缸元件中的压力室，并且其中辅助弹簧被布置在压力室中。在此例中，支持弹簧在外部抵靠活塞而被支持，并且在内部辅助弹簧可以被支撑在活塞和压力缸元件之间。从而，活塞用作中间盘形弹簧，并且在悬挂支柱放松以及减震器伸展的情形中，于是借助辅助弹簧活塞可以被施加以朝着支持弹簧指向的力，并且被从压力缸元件推出直到冲程限制装置。在外部，支持弹簧可以抵靠活塞而被支持，从而支持弹簧与辅助弹簧串联布置。从而，即使在没有形成在压力缸元件中的压力室加压的情况下，也可以实现将活塞移出压力缸元件的部署，从而保持了支持弹簧中预期的残留预加载。

悬挂支柱中的减震器具有活塞杆，其在悬挂支柱的纵向方向上穿过活塞，并且其中活塞杆连接到压力缸元件。活塞可以在压力缸元件内被引导。活塞有利地相对于活塞杆被密封，并且特别地还利用密封元件相对于压力缸元件的内侧被密封。特别地，由于活塞被引导从而其在减震器的纵向方向上可进行冲程运动的事实，活塞形成中间盘形弹簧，并且辅助弹簧在中间盘形弹簧的第一侧被支持，并且支持弹簧在中间盘形弹簧相对的第二侧被支持。

此外有利的是活塞具有环形接收罩，其绕活塞纵向方向形成，并且辅助弹簧至少可以部分位于其中。当活塞缩回到压力缸元件中达最大程度时，活塞可以紧靠停止盘，其中用于接收辅助弹簧的接收罩优选被定义尺寸，从而当停止盘紧靠压力缸元件时并且特别地紧靠减震器的连接元件时，辅助弹簧的弹簧钢丝没有被压缩成块状态。由于用于接收辅助弹簧的接收罩，高度调节设备的结构高度未增加或至少未显著增加，尽管集成了辅助弹簧。环形包围的接收罩可以形成在活塞杆的贯通部和活塞的外壳表面之间，并且在此例中，辅助弹簧利用其弹簧力按压抵靠环形接收罩的基底区域。活塞的内部区域还可以包括停止缓冲件，其例如可以类似于环形包围的形式，并且其由弹性材料构成，并且其在活塞接触停止盘之前产生冲击阻尼作用。

当活塞紧靠停止盘时，压力缸元件中由活塞可移动地限定的压力室的体积为最小值。压力缸元件具有压力介质端口，压力室经由该端口可被填充压力介质例如压缩空气。如果在压力室中产生了正压力，则活塞被部署在压力缸元件之外，从而压力室尺寸增加。由于支持弹簧在外部抵靠活塞而被支持，所以活塞杆被部署在减震器之外，其中活塞杆在端侧通过连接元件被刚性连接到压力缸元件，从而机动车辆的车辆车身可被抬升。

如果由于压力室被填充压力介质而使活塞被部署在压力缸元件之外定义的行程上，则这同样导致辅助弹簧的变长，从而后者被部分放松。从而，将活塞部署在压力缸元件之外是由辅助弹簧帮助的。然而，如果支持弹簧放松并且减震器伸展，随着支持弹簧的同时变长，即使在压力室未被充以压力的情况下，活塞也能被部署在压力缸元件之外直到到达伸展停止件的定义行程。

压力缸元件和活塞可以是绕活塞杆并且因此绕悬挂支柱的纵向方向的基本旋转对称形式。在此例中，压力缸元件的外径可以大于支持弹簧的直径，从而支持弹簧可以在远离压力室的活塞外侧上经由弹簧接收座抵靠所述活塞。特别地，用于在活塞内部接收辅助弹簧的接收罩的直径以及用于在外侧抵靠活塞支持辅助弹簧的弹簧接收座的直径可以基本等同。

辅助弹簧可以具有矩形横截面的弹簧钢丝。其优点为，对于增加的弹簧比率，辅助弹簧具有小的块尺寸。这样，避免了以下情况，即由于辅助弹簧的集成而不必要地增加了悬挂支柱上高度调节设备的高度尺寸。

发明示例性优选实施例

下文将基于附图并结合对本发明优选示例性实施例的说明更为详细地呈现改进本发明的多种措施。附图中：

图1示出了用于机动车辆的悬挂支柱的示例性实施例，该悬挂支柱具有减震器、支持弹簧和高度调节装置，其处于回缩状态，以及

图2示出了根据图1的用于机动车辆的悬挂支柱的示例性实施例，其中高度调节设备处于伸展状态。

图1和2每个示出了用于机动车辆的悬挂支柱1，具有减震器10，具有支持弹簧11且具有高度调节设备12，其中悬挂支柱1在高度调节设备12的区域中示出了横截面。图1示出了处于回缩状态的高度调节设备12，并且图2示出了处于伸展状态的高度调节设备12。

高度调节设备12具有压力缸元件14，压力缸元件14为壶形形状并且其中容纳有活塞15。压力缸元件14在顶部外侧被连接到连接元件21，并且连接元件21具有连接眼28，悬挂支柱1通过该连接眼28可以被例如铰接连接到机动车辆的车辆车身。在车轮托架方向上向下延伸的悬挂支柱1的部分并未被更为详细地示出。

减震器10具有活塞杆17，其可缩回到减震器10中并且可部署在减震器10之外。活塞杆17的自由端连接到连接元件21，并且因此与所述连接元件和压力缸元件14形成刚性单元。

在压力缸元件14中形成有由活塞15以可移动的方式限定的压力室16。压力室16可以经由压力缸元件14上的压力介质端口22例如使用压缩空气而被加压。这样，活塞15可以向下被部署在压力缸元件14之外定义的行程上，直到活塞15在下侧紧靠伸展停止件29，伸展停止件29形成在压力缸元件14开口边缘的区域中。如果压力室16被加压并且活塞15被部署在压力缸元件14之外其定义的行程上，参见图2，则车辆的车身可被抬升，因为支持弹簧11经由弹簧接收座25在外部抵靠活塞15而被支持。如果压力室16再次经由压力介质端口22而被释放压力，则车辆车身的重量引起活塞15再次缩回到压力缸元件14中，从而机动车辆的车辆车身再次相对于车轮被降低。提供有密封元件26用于密封压力缸元件14中的活塞15，并且提供有密封元件27用于相对于活塞杆17密封活塞15。如果压力室16已被充分通风，则在之前通过停止缓冲件20的阻尼作用下，活塞15紧靠停止盘31，停止盘31与连接元件21直接接触，并且其进而刚性连接到压力缸元件14。从而实现了经由弹簧接收座25且经由活塞15从支持弹簧11到压力缸元件14或到连接元件21的直接力量流。

在活塞15的底侧设有停止元件23，当活塞杆17完全缩回到减震器10中时，减震器10的封闭包装件30紧靠停止元件23。还示出了保护套24，保护套24环绕停止元件23和减震器10，并且其被保持性接收在停止元件23和活塞15之间。

根据本发明，辅助弹簧13被容纳在高度调节设备12中。辅助弹簧13位于高度调节设备12的压力室16中，并且被支撑在压力缸元件14的基底和活塞15之间。从而，辅助弹簧13在悬挂支柱1的纵向方向18上在活塞15上施加力，从而活塞15可被辅助弹簧13推出压力缸元件14，直到活塞15紧靠伸展停止件29。由于辅助弹簧13的弹簧比率小于支持弹簧11的弹簧比率，因此在机动车辆的正常状态下辅助弹簧13被压缩，从而在压力室16没有加压的情况下，活塞15在压力缸元件14中保持在回缩位置，如图1所示。只有当压力室16被加压，活塞15才能被部署在压力缸元件14之外，如图2所示。这可以例如用于运动车辆中的乘坐高度变化，以便至少暂时增加车辆的距地间隙。

然而，如果例如机动车辆从路面颠起或者机动车辆处于升起平台上或者减震器10被从机动车辆移除，则支持弹簧11被卸除载荷，并且活塞杆17被部署在减震器10的缸之外。当悬挂支柱1处于伸展状态时，辅助弹簧13用来保持在支持弹簧11上的残留预加载，其中当悬挂支柱1被卸除载荷时，辅助弹簧伸展并且产生活塞15的运动，就如通过加压压力室16所能产生的活塞15的运动那样。

为了实现将辅助弹簧13集成在涉及最小化结构空间的高度调节设备12中，环形接收罩19被形成在活塞15中，其中辅助弹簧13位于接收罩中。如果利用停止缓冲件20赋予的阻尼作用活塞15紧靠停止盘31，则通过接收罩19的对应尺寸实现了辅助弹簧13未被压缩成块状态，并且如图1所示，示出的辅助弹簧13具有矩形的弹簧钢丝横截面，其中弹簧绕组没有彼此抵靠，即使活塞15已经紧靠停止盘31，并且进而位于与压力缸元件14的力量流中。

从而，由于辅助弹簧13被容纳在高度调节设备12中，所以实现了将辅助弹簧13集成在涉及最小化结构空间的悬挂支柱1中。在此例中，活塞15用作中间盘形弹簧，并且支持弹簧11抵靠活塞15的底侧，并且活塞在顶侧在内部在接收罩19中附接辅助弹簧13。在此例中，辅助弹簧13的作用可以与例如在车辆车轮托架的方向上在支持弹簧11的底侧布置在悬挂支柱1中的辅助弹簧13相同的方式加以利用。

本发明就其实施例不限于上文描述的优选示例性实施例。相反，可以设想利用本发明技术方案的多种变体，即使是完全不同的实施例形式。权利要求、说明书和附图中的所有特征和/或优点包括结构细节或空间安排就其个体以及多种组合来说，对本发明是实质性的。

参考标号：

1悬挂支柱；10减震器；11支持弹簧；12高度调节设备；13辅助弹簧；14压力缸元件；15活塞；16压力室；17活塞杆；18纵向方向；19接收罩；20停止缓冲件；21连接元件；22压力介质端口；23停止元件；24保护套；25弹簧接收座；26密封元件；27密封元件；28连接眼；29伸展停止件；30封闭包装件；31停止盘。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的悬挂支柱(1)，具有减震器(10)，具有支持弹簧(11)并且具有高度调节设备(12)，利用该高度调节设备(12)可以改变机动车辆的车辆车身的高度，并且其中悬挂支柱(1)具有辅助弹簧(13)，辅助弹簧(13)具有比支持弹簧(11)更低的弹簧比率，在减震器(10)处于伸展状态时，利用该辅助弹簧(11)可以在支持弹簧(11)中产生残留预加载，并且其中辅助弹簧(13)被集成在高度调节设备(12)中。

2.根据权利要求1所述的悬挂支柱(1)，其特征在于，高度调节设备(12)具有压力缸元件(14)，其中辅助弹簧(13)被容纳在压力缸元件(14)中。

3.根据权利要求1或2所述的悬挂支柱(1)，其特征在于，在压力缸元件(14)中容纳有活塞(15)，所述活塞(15)可移动地限定了压力缸元件(14)中的压力室(16)，并且其中辅助弹簧(13)被布置在压力室(16)中。

4.根据前述任一权利要求所述的悬挂支柱(1)，其特征在于，辅助弹簧(13)被支撑在活塞(15)和压力缸元件(14)之间，从而活塞(15)利用辅助弹簧(13)被施加以朝着支持弹簧(11)指向的力。

5.根据前述任一权利要求所述的悬挂支柱(1)，其特征在于，减震器(10)具有活塞杆(17)，所述活塞杆(17)在悬挂支柱(1)的纵向方向(18)上穿过活塞(15)，并且其中活塞杆(17)连接到压力缸元件(14)。

6.根据前述任一权利要求所述的悬挂支柱(1)，其特征在于，活塞(15)具有环形接收罩(19)，所述环形接收罩(18)绕纵向方向(18)形成，并且辅助弹簧(13)至少部分位于其中。

7.根据前述任一权利要求所述的悬挂支柱(1)，其特征在于，设有停止盘(31)，当活塞(15)以最大程度回缩到压力缸元件(14)中时，活塞(15)经由所述停止盘(31)直接或间接紧靠压力缸元件(14)，其中用于接收辅助弹簧(13)的接收罩(19)被定义尺寸，从而当活塞(15)紧靠停止盘(31)时，辅助弹簧(13)的弹簧钢丝未被压缩成块状态。

8.根据前述任一权利要求所述的悬挂支柱(1)，其特征在于，压力缸元件(14)和活塞(15)是绕活塞杆(17)的基本旋转对称形式。

9.根据前述任一权利要求所述的悬挂支柱(1)，其特征在于，在活塞杆(17)的端侧上布置有连接元件(21)，连接元件(21)刚性连接到压力缸元件(14)。

10.根据前述任一权利要求所述的悬挂支柱(1)，其特征在于，辅助弹簧(13)具有为矩形横截面的弹簧钢丝。