CN106335334B - 用于机动车辆的车轮悬架 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种用于机动车辆的车轮悬架(1),该车轮悬架(1)具有包含控制臂部分(2.1)的控制臂单元(2),控制臂部分(2.1)至少部分由纤维增强塑料制成并且具有针对轮架的车轮连接点(3)和针对车辆上部结构(30)用于围绕枢转轴线(S)可枢转地安装的至少一个上部结构连接点(4、5)。为了提供在重量和轮架的导引和弹动方面优化的车轮悬架,根据本发明提供的控制臂单元(2)包含自身是弹性的弹性部分(2.2),弹性部分(2.2)至少部分由纤维增强塑料制成并且通过材料配合刚性地连接到控制臂部分(2.1),弹性部分(2.2)具有与枢转轴线(S)分开的弹性连接点(6),弹性连接点(6)用于连接到车辆上部结构(30)。
Description
技术领域
本发明与用于机动车辆的车轮悬架相关。
背景技术
横向控制臂是机动车辆上的车轮悬架的部件。横向控制臂将轮架连接到车辆上部结构,即底盘、车身或副车架。通常这样的控制臂具有位于上部结构侧上的一个(2点控制臂)或两个(叉形杆)连接点以及车轮侧的连接点。在叉形杆的情况下,在安装状态时,通过如金属橡胶复合轴承实现铰接连接的位于上部结构侧的连接点通常与车辆的X轴线(即纵轴线)对齐,以实现Y-Z平面内的车轮侧连接点的枢转运动。此处横向控制臂连同其它悬架部件的主要作用是用于吸收水平力,即X-Y平面内的力。
除了通常是由轻合金或钢制成的锻造控制臂,现有技术还已知被制成金属板成型件(即,单个盘状或双盘状结构)的控制臂。为了减少重量,已经出现了纤维复合材料控制臂,其中如碳纤维或玻璃纤维或芳纶纤维的不同类型的纤维被结合在塑料基体内。
车辆车轮悬架的另一重要部件是弹簧。一种常见形式是螺旋弹簧,其在一侧安置在控制臂上或位于轮架上并且在另一侧位于车辆上部结构上。此外,使用板簧,板簧如在一点或两点连接到车辆上部结构并且在另一点连接到控制臂或轮架。除了金属板簧(尤其由弹簧钢制成),还已知的是尤其由纤维增强塑料制成的塑料弹簧。后者在减少重量方面也是有利的。
同样,在现有技术中,已经提出在横向控制臂中结合弹簧作用的方案。这里的横向控制臂由弹性体材料组成,通常是纤维增强塑料,以使它能够提供轮架的弹动。横向控制臂并非可枢转地安装在上部结构侧,而是固定到车辆上部结构,以使附接到横向控制臂的轮架的竖直运动大体仅通过控制臂的弹性变形来实现。虽然该设计在减少重量和降低部件数量方面是有利的,但这意味着在一方面需要刚性部件的最佳转向功能和另外需要弹性部件的最佳弹性之间的折衷。
DE 102013209648 A1示出了具有如横向控制臂的控制臂和具有车辆弹簧的用于车辆的车轮悬架,控制臂围绕相对于车身或车桥支架静止的轴线枢转,车辆弹簧由纤维增强塑料材料制成并且成型为C形或V形板簧。板簧在第一端安装在控制臂上并且在第二端安装在车身或车桥支架上,并且在车辆内被安装为使它沿着控制臂至少在特定长度部分上方延伸。弹簧端部通过橡胶接收器优选地首先安装在控制臂中并且接下来安装在车体中。
US 4,613,152 A公开了一种用于车辆的悬架系统,其中线性元件在横向方向上被附接到车架。线性元件包含大体刚性的中心部分和横向设置的弹性部分。轮架被安装在弹性部分上,其中弹性部分作为横向控制臂和弹簧两者。整个元件可以由复合材料或纤维增强塑料制成,并且在一些情况下也可以包含金属芯。
DE 3243434 A1公开一种用于机动车辆的车轮悬架,该悬架具有轮架、上部以及下部车轮导引件,其中每个下部车轮导引件通过附接到轮架以及车辆上部结构的纵向控制臂和横向控制臂形成。横向控制臂通过在纵向上延伸的轴附接到共用车桥支架,该车桥支架可枢转地安装在上部结构上以在纵向上弯曲。下部横向控制臂可以由刚性地连接到车桥支架的连续板簧或由纤维增强塑料制成并且可枢转地连接到车桥支架的两个板簧形成。可选地,下部横向控制臂和在适用情况下作为弯曲弹簧的上部横向控制臂可以与纤维增强塑料的轮架整体制作。
US 4,735,456 A示出了用于车辆的悬架系统,其中由复合材料制成的两个横向控制臂刚性地连接到车辆的车架。轮架总成被螺栓连接到横向控制臂的端部。横向控制臂是柔性的并且也可以用作弹簧。横向控制臂尤其由玻璃纤维或碳纤维增强塑料制成。
DE 102011010367 A1示出了用于机动车辆的悬架部件,该悬架部件包含基体以及强化基体的强化结构。基体可以利用由纤维增强塑料制成的一个或多个有机板制成。如由塑料或同样由纤维增强塑料组成的肋状强化结构被应用于基体。一个示例性实施例示出了横向控制臂。
DE 202014101981 U1公开了一种用于车辆的车轮悬架,该车轮悬架包含轮架,轮架可枢转地安装在扭转刚性横向控制臂上。控制臂具有位于上部结构侧用于枢转地安装到车辆上部结构的两个控制臂轴承以及位于轮架侧用于枢转地安装到轮架的两个控制臂轴承。此处,从车辆行驶方向查看,位于轮架侧的前控制臂轴承形成为可移动轴承。这可以通过在横向控制臂侧的延伸部来形成,延伸部接收在轮架侧上的凹口内。如用于弹性安装延伸部的橡胶元件可以设置在凹口内。
DE 19942060 A1公开了一种车轮悬架的控制臂或横向控制臂的设置,其中连接装置被设置在控制臂的上部结构侧轴承点上,控制臂通过该连接装置连接到车辆上部结构。连接装置被连接到车辆上部结构,其在大体彼此垂直延伸的两个平面内与上部结构隔振。例如可以通过两个轴承点来实现连接,其中可以设置不同硬度的橡胶-金属轴承。
WO 2014/145585 A1公开了一种热塑性板簧,其利用如玻璃纤维的纤维进行强化。可选地,金属元件可以嵌入到纤维增强塑料中。所提到的弹簧尤其用于机动车辆悬架。在一些实施例中,弹簧被附接到底盘并且在车轮悬架压缩时承受来自横向控制臂的力。在其它实施例中,它作为自支撑弹簧被连接到轮架,其中自由端可以承受来自底盘的力。弹簧也可以以横向控制臂的方式稳定轮架。
US 5,667,206 A公开一种用于车辆构造的板簧。该板簧由复合材料组成,复合材料包含位于树脂基体内的多个平行纤维股。纤维包含玻璃纤维股和选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、尼龙纤维并且具有比玻璃纤维低的弹性模量、高的延展性以及更高强度的第二种类型的纤维股。
DE 102008015705 A1公开一种车辆车轮悬架的控制臂,如纵向或横向控制臂,其由纤维增强塑料制成。控制臂安置在车辆上部结构上并且在端部附接到轮架。后者通过控制臂导引和弹动,从而不需要单独的弹簧。其中规定控制臂在它的整个长度上以封闭的外围管状轮廓形成。除其它方面以外,其提出了沿控制臂的纵向延伸而改变纤维的取向以及它们的体积比例。
US 4,802,659 A公开了一种纤维增强复合材料板簧,该板簧被设置用于将车桥连接到底盘。弹簧具有用于连接车桥的较厚的中心部以及用于连接到底盘的两个锥形的端部。为了降低在负载下弹簧的局部应力,规定在中心部和各端部之间的过渡区域内形成遵循特定数学等式的凸和凹的轮廓。
US 4,768,807示出了一种车辆悬架,其中复合材料的板簧在端部被附接到轮架并且在车辆侧通过可转动的保持装置安装到车辆车架。可转动的保持装置围绕具有夹具的弹簧,轴被附接到夹具,轴相应可转动地安装在橡胶金属轴承内。
EP 1378382 B1公开一种用于机动车辆的具有横向板簧的车轮悬架,横向板簧横向于车辆地设置并且通过至少一个横向板簧轴承连接到车辆上部结构并且可枢转地安装在至少一个轮架上。横向板簧具有中部区域,中部区域具有扁平横截面,扁平横截面通过在车辆纵向方向上的相对弯曲弧形设置为向横向板簧的车轮侧端部区域偏移。在端部区域以及在弧形中,弹簧具有紧凑的横截面。弹簧可以对称地构造并且连接车辆的两个相对的轮架。尤其地,弹簧可以由嵌入环氧树脂内的玻璃纤维制成。
EP 1535766 B1示出了用于车辆的具有两个横向控制臂的车轮悬架,两个横向控制臂利用至少一个弹性扭转弹簧各自可枢转地连接到副车架的端部。此处,两个控制臂中的每一个在它的整个尺寸上方沿车辆纵向方向通过至少一个弹性扭转弹簧中的至少一个连接到副车架的各端部。此外,可以设置板簧,板簧接合在横向控制臂的下方并且跨越副车架。其用于微调侧倾行为。
US 2014/0353937 A1公开了具有设置在两侧的轮架以及连接到轮架的板簧的车辆后车桥。进一步地,设置上部和下部横向控制臂和纵向控制臂,其作用在各轮架上。板簧被设置在各上部控制臂下方,其中至少一个竖直延伸的柱将板簧连接到上部横向控制臂。板簧可以尤其由纤维增强塑料制成。
鉴于所示的现有技术,重量优化的车轮悬架的发展仍提供了改善空间,其中轮架被良好地引导以及良好地弹动。
发明内容
本发明基于提供车辆悬架的目的,该车轮悬架在重量方面和轮架的引导和弹动方面被优化。
根据本发明,该目标通过具有以下特征的车轮悬架来实现,其中以下公开内容与本发明有利的实施例相关。
应该指出的是,在下列说明书中单独列出的特征和措施可以以任何技术上有意义的方式组合并且公开本发明的进一步实施例。说明书进一步尤其结合附图描述和具体说明了本发明。
本发明提供一种用于机动车辆的车轮悬架。术语“车轮悬架”并非意味着它必须包括车辆车轮悬架所需的所有部件。一些实施例也可以被称作车轮悬架部件或车轮悬架总成。此处的机动车辆尤其是轿车或货车。车轮悬架可以用于前车轮或后车轮。
此处的车轮悬架包含控制臂单元,控制臂单元包含至少部分由纤维增强塑料制成并且具有针对轮架的车轮连接点和针对车辆上部结构以可枢转地围绕枢转轴线安装的至少一个上部结构连接点的控制臂部分。术语“单元”并非一定意味着它形成一个整体。下文将更详细地说明这方面。控制臂部分以及因此同样的控制臂单元具有相对于车辆上部结构引导轮架的责任,其中通过控制臂部分围绕枢转轴线的枢转运动来实现轮架的运动。最理想的情况下,控制臂单元吸收轮架和车辆上部结构之间沿枢转轴线作用的任何力并且至少在很大程度上抑制沿枢转轴线的相对运动。
控制臂部分至少部分由纤维增强塑料制成。这包括使用几种不同塑料和/或不同纤维的可能性。例如,可以想到的是,不同的纤维在各种层内被设置在彼此上方。原理上,纤维可以是编织或非编织的、对齐或非对齐的。然而,优选地是纤维对齐,以使纤维的对齐以针对性方式影响控制臂部分的刚度。同样明显的是,刚度也会受到纤维的组装密度和/或材料以及受到塑料材料自身(即受纤维和基体或树脂)的影响。此处同样可行的是根据位置而使用不同纤维密度、对齐方式和/或材料。换言之,与金属部分相比,纤维增强塑料可以是不均一的。
优选地,纤维增强塑料包含碳纤维、玻璃纤维和/或芳纶纤维。然而除此之外,也可以使用其它纤维,尤其如上述表明的,不同类型的纤维可以混合或在不同层内设置在彼此之上。
如在现有技术中,枢转轴线通常水平延伸,即,在跨越机动车辆的X和Y轴的平面内。在许多情况下,存在沿枢转轴线彼此分开的若干——尤其是两个——上部结构连接点。原理上,也可以想到若干车轮连接点。术语“车辆上部结构”在这里是车身、底盘、自支撑车身以及在一些情况下的副车架的总称。可以通过尤其是橡胶-金属轴承的弹性轴承来实现连接。此外,控制臂部分优选形成为自身刚性,即在车辆的常规操作中,不发生或仅发生微小的控制臂部分变形。
根据本发明,控制臂单元包含自身是弹性的至少一个弹性部分,弹性部分至少部分由纤维增强塑料制成并且通过材料配合刚性地连接到控制臂部分,并且弹性部分具有与枢转轴线分开的弹性连接点以连接到车辆上部结构。弹性部分刚性地连接到控制臂部分,以使控制臂部分的任何枢转运动被直接传递到弹性部分的邻近部分。因此两个部分至少在它们通过材料配合彼此连接的区域一致地运动。然而,弹性部分首先间接通过到控制臂部分的连接部以及接下来通过所述弹性连接点连接到车辆上部结构。其与枢转轴线分开,在这种情况下意味着不仅与至少一个上部结构连接点存在距离,而且弹性连接点和与其横向的枢转轴线分开(理论上可以无限扩展)。结果是控制臂部分的枢转运动仅在弹性部分变形的情况下可行。该变形产生回复力,回复力作用在车辆上部结构和控制臂部分之间并且因此在车辆上部结构和轮架之间。为此,弹性部分配置为弹性的,其中性质“弹性”应该认为是相对于控制臂部分和相对于常规产生的力。换言之,控制臂部分在常规操作中产生力的情况下极微小地变形,而弹性部分发生可感知的变形。尤其如控制臂部分相对于枢转轴线与弯曲力矩相关的弯曲抵抗力大体大于弹性部分的弯曲抵抗力。这样的弯曲力矩自然地在车轮悬架压缩时由于车辆上部结构相对于轮架的运动而产生。
如所述的弹性部分至少部分由纤维增强塑料组成,其中关于控制臂部分的表述此处也适用。与控制臂部分的方式相同,弹性部分可以配置为非常轻但稳定,以使作为整体的控制臂单元轻且稳定。尤其有利的是,该单元具有两个具有不同作用的部分,可以优化各自的作用。由此控制臂部分可以首先在几何形状上优化,其次也在所使用的材料(即塑料和/或嵌入的纤维)方面优化移用于引导轮架,其中不需要为了满足控制臂部分的弹性而作出折衷。类似地,弹性部分可以在其功能上优化,也就是在车轮的悬架压缩时提供合适的回复力。此处再一次地,由于弹性部分通常没有引导轮架的作用,因此不需要作出折衷。同样地,控制臂部分关于所使用的塑料方面以及嵌入纤维方面针对其功能进行调整。自然地,通过控制臂部分几何形状的优化也是可行的。
车轮悬架可以包含或含有各种进一步的部件,例如轮架、附接到轮架的车轮、设置在轮架上的另外的控制臂(如纵向或横向控制臂)、减振器和如所述的控制臂单元所连接的车辆上部结构的部件。虽然通常由弹性部分提供的回复力足以使车辆车轮弹动,但可以想到的是,设置至少一个进一步的弹簧,该弹簧在一定程度上按常规设计。也可以想到的是,车轮悬架包含多个根据本发明的控制臂单元。
存在在控制臂部分和弹性部分之间通过材料配合形成刚性连接的各种可行性。控制臂部分和弹性部分可以如粘在一起或通过超声波焊接。然而尤其优选的是弹性部分与控制臂部分整体形成。如此该制造工艺不需要生产之后必须连接到一起的两个单独的部分,而是仅生产单个部分。由于不需要考虑连接区域的生产公差以及同样不需要连接的制备和执行的生产步骤,因此这给出了很多的优势。因此,控制臂单元通常可以大体更有经济效益地生产。应注意到的是,尽管控制臂部分和弹性部分作为一个部件生产,但弹性部分的材料性质可以设置为很大程度上独立于控制臂部分的材料性质,其中嵌入纤维的组装密度、取向和/或成分以及在适用情况下塑料基体的成分可以变化。
优选地,控制臂单元形成为横向控制臂,其中枢转轴线对应于机动车辆的X轴线。更具体地,此处的控制臂部分对应于横向控制臂。控制臂部分可以是L状或按照与常规控制臂相同的方式弯曲,其中设置第一和第二上部结构连接点以及车轮连接点。尤其地,控制臂部分可以大体在由所述连接点形成的平面内延伸。
尤其地,控制臂单元可以满足下控制臂的作用,下控制臂设置在车辆车轮的旋转轴线下方。尤其但不完全的,优选弹性连接点设置在枢转轴线上方的情况。在所述设计的情况下,由于在枢转轴线下方通常存在很小的构造空间,因此枢转轴线上方的弹性连接点容许产生更长的弹性部分,之后可以更容易地优化该弹性部分的弹性。
弹性部分可以具有不同的形式并且例如是直的或它可以弯曲一次或若干次。例如,在未加载状态下弹性部分可以弯曲以使它在安装状态时在车辆负荷下是直的。它在控制臂部分和弹性连接点之间的横截面可以是恒定的或变化的,由此以针对性的方式影响变形行为。
优选地,弹性部分至少大部分以60°和120°之间的角度在延伸通过枢转轴线和车轮连接点的平面上方延伸。该平面也可以被称作“控制臂部分的平面”。尤其地,所述角度可以约为直角并且如位于80°和100°之间。在这个实施例中,弹性部分和控制臂部分形成近似T形或L形结构。如果设定控制臂部分定向为近似水平,那么此处的弹性部分主要向上或向下延伸,尤其近似竖直地延伸。
根据一个实施例,弹性部分被连接到位于枢转轴线的区域内的控制臂部分。换言之,此处车轮连接点与枢转轴线的距离大体大于过渡区域与枢转轴线的距离,弹性部分在过渡区域内转变为控制臂部分,例如第一距离可以是后者尺寸的四倍,以在某种程度上使过渡区域位于控制臂部分在上部结构侧的四分之一内。典型地,过渡区域和车轮连接点位于枢转轴线的相同侧,但它们也可以位于不同侧。
如果在车辆上部结构处完全阻断,那么通常不能实现弹性部分的最佳作用。可以想到的构造是弹性连接点可枢转和/或可移动地设置在车辆上部结构上。尤其优选地,弹性连接点弹性地安装在车辆上部结构上。换言之,在弹性连接点的区域内,设置如橡胶轴承的弹性轴承。此处在一些情况下,由于在枢转轴线的方向上预期通常没有力或位移,因此可以仅在位于与枢转轴线横向的侧方利用橡胶保持弹性部分。例如,可以利用设置在相对侧的橡胶元件来安装弹性连接点,其中一个橡胶元件如直接位于车辆上部结构上并且另一个通过金属板固定,金属板相应地利用夹具或螺纹连接固定到车辆上部结构。
弹性部分可以尤其配置为板簧的形式。在这种情况下,典型地它在控制臂部分和弹性连接点之间的纵向延伸大于横向于其的尺寸,即,弹性部分是细长的。而且,优选的是,弹性部分在枢转轴线的方向上比在横向于枢转轴线的方向上具有更大的横向尺寸。由于横向于枢转轴线的相对小的横向尺寸,因此弹性部分在抵抗相对于枢转轴线的弯曲力矩时相对柔韧。鉴于控制臂部分尽可能刚性的设计以及弹性部分的弹性实施例,同样优选的是控制臂部分具有横向于枢转轴线的横向尺寸的情况,该横向尺寸大于横向于枢转轴线的弹性部分的横向尺寸。此处术语“横向尺寸”指的是横向于纵向延伸的方向,在弹性部分的情况下,纵向延伸由控制臂部分到弹性连接点的延伸来限定,以及在控制臂部分的情况下纵向延伸由枢转轴线到车轮连接点的延伸来限定。
明显的是,控制臂部分不需要形成为封闭的实心结构,它可以具有腔和/或凹口,或者强化肋可以形成在它的表面,利用强化肋可以在减少重量和材料的方式下进行强化。在合适的情况下,对应结构也可以加入到弹性部分中。
根据一个实施例,另一材料的至少一个部件被嵌入到纤维增强塑料的区域内。该区域可以是弹性部分和/或控制臂部分的纤维增强塑料。术语“嵌入”意思是所述部件被纤维增强塑料至少部分围绕,即在一些情况下,部件的部分可以位于表面上。通常,部件通过材料配合被连接到纤维增强塑料。这里的术语“部件”意思是零件、部件或元件。可选地,可以使用术语嵌入件。此处,至少一个部件可以由金属、陶瓷、橡胶或进一步的塑料(其与纤维增强塑料基体的材料不同)组成。这样的部件——尤其由金属或陶瓷制成——容许控制臂单元区域的局部强化,提供改善的强度或刚度。这可以描述为控制臂单元的混合构造。该实施例包括设计,在该设计中如轴承套由金属制成并且在制造过程期间已经嵌入到纤维增强塑料内。金属可以尤其是钢或如铝的轻质合金。同样地,橡胶部件(如轴承衬套)在成型过程之后或期间硫化到纤维增强塑料内。
存在设置如金属或陶瓷部件的多种可行方式,以强化控制臂单元的特定区域。尤其地,弹性部分转变为控制臂部分所处的区域会暴露于特定的载荷下。因此,根据优选的实施例,部件被设置在从控制臂部分到弹性部分的过渡区域内,从而强化过渡区域。例如在从控制臂部分以特定的角度分出弹性部分以产生T形的情况下,同样是T形的部件可以嵌入到过渡区域内并且强化该区域。
附图说明
本发明进一步有利的细节和效果更具体地参照如附图中示出的各种示例性实施例进行说明。该附图示出:
图1根据本发明的车轮悬架的示意图;
图2从图1沿线A-A的车轮悬架截面图;以及
图3从图1沿线B-B的车轮悬架的截面图。
具体实施方式
在不同的附图中,相同的部分总是带有相同的附图标记,因此这些通常仅描述一次。
图1示出了根据本发明的机动车辆车轮悬架1的示意图。该图通过图2和3的截面图补充。此处在图1中视图的方向是沿X轴线(车辆的纵轴线),在图2和图3中沿Z轴线(高度轴线)。车轮悬架的中心元件是控制臂单元2,控制臂单元2通过两个枢转轴承7、8——即前枢转轴承7和后枢转轴承8——可枢转地安装在副车架30上。在图1所示的视图中,其中一个枢转轴承被另一个遮蔽。因此,在当前的情况下限定了与X轴线一致的枢转轴线S。此处,副车架30是车辆上部结构的部分(未以其它方式示出),并且枢转轴承7、8由此形成上部结构连接点4、5。控制臂单元2的控制臂部分2.1沿车辆的Y轴线(横向轴线)延伸到球头节9形成了车轮连接点3,控制臂单元2在车轮连接点3连接到轮架20。
在已知的形式中,轮毂21(高度示意性示出)可旋转地安装在轮架20上。而且,减振器22通过两个保持件23、24刚性地连接到轮架。然而,与现有技术中的常规设置不同,减振器22并非被螺旋弹簧同轴地围绕。而是由控制臂单元2的弹性部分2.2来实现弹簧的作用。弹性臂部分2.2开始于位于枢转轴线S区域内的控制部分2.1的过渡区域2.3,并且几乎与控制部分2.1成直角地延伸。控制臂部分2.1和弹性部分2.2由纤维增强塑料整体制成。例如,此处碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或它们的组合可以用作纤维。该纤维可以制备为编织物、非编织物或另外的形式,并且可以通过之后设置在对应的模具中的塑料或树脂浸渍、喷涂或包覆铸造。弹性部分2.2在弹性连接点6处被连接到副车架30。弹性部分2.2弹性地安装在此处,其中橡胶元件10、11首先设置在弹性部分2.2和副车架30之间,并且接下来设置在通过夹具13、14固定到副车架30的金属板12和弹性部分2.2之间。橡胶元件10、11容许弹性部分2.2在弹性连接点6的区域内受限地移动。
虽然控制臂部分2.1和弹性部分2.2各自由纤维增强塑料制成,但控制臂部分2.1在原理上被设计为刚性的(即在通常出现的力的情况下,不存在或仅存在可忽略的控制臂部分变形),而弹性部分2.2被设计为弹性的,以使它在控制臂部分2.1的枢转运动下弹性地弯曲。在弯曲时形成的回复力作为车轮悬架1的弹力。
如图1中尤其明显的,弹性部分2.2横向于枢转轴线S(即沿Y轴线)的横向尺寸(或厚度)明显小于控制臂部分2.1的横向尺寸(沿Z轴线)。由于该原因,控制臂部分2.1与弹性部分2.2相比大体更能抵抗弯曲。此外,刚度会进一步受嵌入纤维的成分、密度和取向的影响,其可以首先在控制臂部分2.1中并且接下来在弹性部分2.2中是不同的选择。也可以想到的是,在两部分2.1和2.2中使用至少部分不同的塑料。
如从图2和3的截面图中更明显的是,弹性部分2.2的横向尺寸在枢转轴线S的方向上比在与枢转轴线S横向的方向上明显更大。总之,弹性部分2.2以板簧的形式形成。
在轮架20的悬架压缩时,过渡区域2.3暴露于特定的载荷下。为了强化控制臂单元2此处的结构,嵌入具有大体T形横截面的钢嵌入件15,其中嵌入件15延伸到控制臂部分2.1和弹性部分2.2内。如最初已经说明的,控制臂单元2的生产是相对简单的并且例如可以大体包含在模具内对制备的纤维结构的浸渍和重铸。嵌入件15可以在相同的操作步骤内由塑料材料封闭。类似地,如球头节9和/或枢转轴承7、8的部件可以直接封闭在塑料内。可选地,针对橡胶部件而言,在成型步骤之后可以使其硫化在其中或其上。作为钢嵌入件15的替代方式,在塑料基体内嵌入陶瓷或轻质合金部件来实现局部强化也是可行的。也可以嵌入不同类型的塑料部件。
为了简洁,附图1-3并未示出纵向控制臂。明显地,纵向控制臂通常也是车轮悬架1的部分。而且,可以可选地设置另外的横向控制臂,如设置在车轮轮毂21上的上部横向控制臂,车轮轮毂21位于轮架20上。
附图标记列表:
1 车轮悬架
2 控制臂单元
2.1 控制臂部分
2.2 弹性部分
2.3 过渡区域
3 车轮连接点
4、5 上部结构连接点
6 弹性连接点
7、8 枢转轴承
9 球头节
10、11 橡胶元件
12 金属板
13、14 夹具
15 嵌入件
20 轮架
21 轮毂
22 减振器
23、24 保持件
30 副车架
Claims (10)
1.一种用于机动车辆的车轮悬架(1),所述车轮悬架(1)具有包含控制臂部分(2.1)的控制臂单元(2),所述控制臂部分(2.1)至少部分由纤维增强塑料制成并且具有针对轮架的车轮连接点(3)以及针对车辆上部结构(30)用于枢转地围绕枢转轴线(S)安装的至少一个上部结构连接点(4、5),
其特征在于,
所述控制臂单元(2)包含自身是弹性的弹性部分(2.2),所述弹性部分(2.2)至少部分由纤维增强塑料制成并且通过材料配合刚性地连接到所述控制臂部分(2.1),并且所述弹性部分(2.2)具有与所述枢转轴线(S)分开的弹性连接点(6),所述弹性连接点(6)用于连接到所述车辆上部结构(30)。
2.根据权利要求1所述的车轮悬架,
其特征在于,
所述弹性部分(2.2)与所述控制臂部分(2.1)整体形成,并且所述弹性部分(2.2)通过抗弯连接刚性地连接到所述控制臂部分(2.1)。
3.根据权利要求1或2所述的车轮悬架,
其特征在于,
所述控制臂单元(2)形成为横向控制臂,其中所述枢转轴线(S)对应于所述机动车辆的纵轴线。
4.根据权利要求1所述的车轮悬架,
其特征在于,
所述弹性连接点(6)设置在所述枢转轴线(S)上方。
5.根据权利要求1所述的车轮悬架,
其特征在于,
所述弹性部分(2.2)至少大部分以60°和120°之间的角度在延伸通过所述枢转轴线(S)和所述车轮连接点(3)的平面上方延伸。
6.根据权利要求1所述的车轮悬架,
其特征在于,
所述弹性部分(2.2)在所述枢转轴线(S)的区域内连接到所述控制臂部分(2.1)。
7.根据权利要求1所述的车轮悬架,
其特征在于,
所述弹性连接点(6)弹性地安装在所述车辆上部结构(30)上。
8.根据权利要求1所述的车轮悬架,
其特征在于,
所述弹性部分(2.2)在所述枢转轴线(S)的方向上比横向于所述枢转轴线(S)的方向上具有更大的横向尺寸。
9.根据权利要求1所述的车轮悬架,
其特征在于,
由与纤维增强塑料不同的材料制成的至少一个部件(15)被嵌入到所述纤维增强塑料区域内。
10.根据权利要求9所述的车轮悬架,
其特征在于,
所述部件(15)被设置在从所述控制臂部分(2.1)到所述弹性部分(2.2)的过渡区域(2.3)内,从而强化所述过渡区域(2.3)。
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