CN106402222A - 复合材料板簧结构 - Google Patents

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陈云
刘守银
任思义
王成立
周磊磊
葛士显
李中民
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Abstract

本发明公开了一种复合材料板簧结构，包括板簧本体、所述板簧本体中间部的上下垫片、金属卷耳、卷耳衬套，所述板簧本体和所述金属卷耳之间采用卷耳螺栓螺母组件连接，其特征在于：所述板簧本体中间部上下两侧直接模压出凸起，所述凸起与所述上下垫片的穿孔配合以定位所述上下垫片，所述板簧本体两端与所述金属卷耳采用楔形结构连接。本发明提供的复合材料板簧结构无需为了后期装配破坏本体；本体两端与卷耳采用楔形连接，可以取消胶粘，可以减少金属卷耳与本体的接触面积，进而降低金属卷耳重量，同时楔形连接能够强化两者之间的连接强度。

Description

复合材料板簧结构
技术领域
本发明涉及商用汽车弹簧悬架结构，尤其涉及一种复合材料板簧结构。
背景技术
目前国内商用车大都用纵置钢板弹簧悬架，钢板弹簧是纵置钢板弹簧悬架中应用最广泛的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，钢板弹簧结构简单，成本低廉，维修方便，并且能够起到导向的作用，片与片之间的摩擦也可以有一定的阻尼作用。但是商用车非独立悬架采用的钢板弹簧具有重量大、舒适性差等缺点，另钢板弹簧会出现突然断裂故障引起安全事故。汽车发展越来越重视节能、环保、安全，同时顾客对商用车舒适性要求越高，钢板弹簧的应用越来越不符合商用车技术发展趋势。
采用复合材料板簧取代钢板弹簧，将成为国内汽车行业的一种新型发展趋势。目前国内有部分汽车厂商已经开始着手进行复合材料板簧的研发，在复合材料的新材料工艺等方面已取得有效成果。目前复合材料板簧的本体是由玻璃纤维模压而成，中国专利CN203836045 U、中国专利申请CN 102642303 A均介绍了玻璃纤维模压成型复核材料板簧的技术。
中国专利申请CN 104999877 A介绍了当前复合材料板簧的典型结构：复合材料板簧中间端设置上下垫块，上下垫块与板簧本体的连接通过中心螺栓螺母锁紧，板簧本体中间部位钻孔，用于螺栓的穿孔；复合材料板簧本体两端与金属卷耳的连接，采用螺栓螺母外加粘结剂的方式。
然而现有技术中的复合材料板簧结构并未意识到复合材料板簧本体的玻璃纤维是连续性的，模压成一体后，如在本体中间部位钻孔，容易造成复合材料板簧的应力集中，乃至强度下降。此外，本体端头与金属卷耳需要有一定的接触面积，才能保证胶粘的作用，这样造成卷耳与本体的接触部位很多，一方面造成金属用料大，重量高，另一方面连接强度仍有拔脱风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合材料板簧结构，以解决现有技术中的问题，避免复合材料板簧本体中间部位的应力集中、取消胶粘、降低金属卷耳重量、强化本体与卷耳之间的连接强度。
本发明提供了一种复合材料板簧结构，包括板簧本体、所述板簧本体中间部的上下垫片、金属卷耳、卷耳衬套，所述板簧本体和所述金属卷耳之间采用卷耳螺栓螺母组件连接，其特征在于：所述板簧本体中间部上下两侧直接模压出凸起，所述凸起与所述上下垫片的穿孔配合以定位所述上下垫片，所述板簧本体两端与所述金属卷耳采用楔形结构连接。
优选地，一种复合材料板簧结构，其特征在于，所述板簧本体由玻璃纤维模压而成。
优选地，一种复合材料板簧结构，其特征在于，所述的上下垫片在结构上呈现为上下垫片组件，所述的上下垫片组件分别由至少两个垫片叠加而成。
优选地，一种复合材料板簧结构，其特征在于，所述板簧本体中间部通过U型螺栓、U型螺栓垫板与后桥连接。
优选地，一种复合材料板簧结构，其特征在于，所述凸起的数量为至少一个。
优选地，一种复合材料板簧结构，其特征在于，所述板簧本体和所述金属卷耳之间的所述卷耳螺栓螺母组件为至少两组螺栓螺母。
本发明提供的复合材料板簧结构，本体直接模压出向两端凸出结构，用于与上、下垫片定位，无需为了后期装配破坏本体；采用垫片组件结构，两块垫片叠加一起，既能有效保护复合材料本体，同时又能方便U型螺栓的装配；本体两端与卷耳采用楔形连接，可以取消胶粘，可以减少金属卷耳与本体的接触面积，进而降低金属卷耳重量，同时楔形连接能够强化两者之间的连接强度。
附图说明
图1为现有技术复合材料板簧正视图；
图2为现有技术复合材料板簧俯视图；
图3为现有技术复合材料板簧本体与卷耳端连接结构；
图4为现有技术复合材料板簧中心端连接形式；
图5为现有技术合材料板簧与后桥连接形式；
图6为本发明复合材料板簧正视图；
图7为本发明复合材料板簧俯视图；
图8为本发明复合材料板簧卷耳与本体连接详图；
图9为本发明复合材料板簧中心端连接形式。
附图标记说明：
1-本体 2-卷耳 3-上垫板 4-下垫板 5-中心螺栓螺母 6-卷耳螺栓螺母组件 7-橡胶衬套 8-U型螺栓 9-U型螺栓垫板 10-后桥 11-楔形结构 12-上垫片组件 13-下垫片组件 14-上垫片1 15-上垫片2 16-下垫片2 17-下垫片1 18-穿孔 19 凸起
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
图1-5为现有技术中复合材料板簧的基本结构，相对应地，图6-9为本发明复合材料板簧的基本结构。
如图1-5所示的现有的复合材料板簧，板簧本体1两端分别与可拆卸的金属卷耳2采用螺栓螺母6连接(两端各两颗)，板簧本体1中间端的上下两面与垫板(上垫板3和下垫板4)采用中心螺栓螺母5固定。
对于现有技术中本体1与卷耳2的连接如图3所示，本体1伸入卷耳2连接部部分上下表面呈平行态，为保证连接强度，在使用螺栓螺母6连接的同时，本体1与卷耳2相接触的表面之间还需要使用胶粘剂，而胶粘作用需要一定的接触面积，而接触面积的增大无疑增大了金属卷耳的重量。
对于现有技术中本体中心端结构如图4所示，上垫板3、本体1和下垫板4之间采用中心螺栓螺母5进行固定连接，该结构需要在本体上打孔，然而本体的材料为模压成型的具有连续玻璃纤维的复合材料。在这种材料上打孔容易造成应力集中，导致板簧强度的下降。
对于本发明的本体1与卷耳2的连接如图6-8所示，本体1伸入卷耳2连接部部分呈楔形结构11，该楔形结构11与本体1为一体，且与卷耳2之间使用螺栓螺母6连接。
该楔形结构11相对于现有技术中的上下表面呈平行态布置的连接结构，其优点在于在复合材料板簧本体1的长度方向上，即使不采用粘结剂，本体1和卷耳2之间也不会挣脱，楔形结构11和螺栓螺母6的连接作用使得本体1和卷耳2之间的连接更加紧固。此外，由于本体1和卷耳2之间不再需要胶粘，也降低了对连接部接触面积的要求，因而该楔形结构11的使用，使得金属卷耳重量减小。
对于本发明本体中心端结构如图9所示，本体1的中心端无需打孔，而是在上下表面，模压成型一体的凸起19，相对应地，设置上垫片组12和下垫片组13，上垫片组12由上垫片1(14)和上垫片2(15)组成，下垫片组13由下垫片1(17)和下垫片2(16)组成，上述垫片对应于凸起19的位置均设置穿孔18。
复合材料板簧的本体中心端的上述结构，避免了在模压成型的具有连续玻璃纤维的复合材料上打孔，避免了由安装操作带来的破坏，进而避免了复合材料应力集中以及整体强度下降的问题。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种复合材料板簧结构，包括板簧本体、所述板簧本体中间部的上下垫片、金属卷耳、卷耳衬套，所述板簧本体和所述金属卷耳之间采用卷耳螺栓螺母组件连接，其特征在于：所述板簧本体中间部上下两侧直接模压出凸起，所述凸起与所述上下垫片的穿孔配合以定位所述上下垫片，所述板簧本体两端与所述金属卷耳采用楔形结构连接。
2.根据权利要求1所述的复合材料板簧结构，其特征在于，所述板簧本体由玻璃纤维模压而成。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料板簧结构，其特征在于，所述的上下垫片在结构上呈现为上下垫片组件，所述的上下垫片组件分别由至少两个垫片叠加而成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的复合材料板簧结构，其特征在于，所述板簧本体中间部通过U型螺栓、U型螺栓垫板与后桥连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的复合材料板簧结构，其特征在于，所述凸起的数量为至少一个。
6.根据权利要求1-5任一项所述的复合材料板簧结构，其特征在于，所述板簧本体和所述金属卷耳之间的所述卷耳螺栓螺母组件为至少两组螺栓螺母。
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