CN108883685A - 扭杆弹簧 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的扭杆弹簧，包括形成扭转弹簧且由纤维增强塑料构成的弯曲的基体(2)以及至少一个在端侧布置在弯曲的基体处的附装件(3)，该附装件用于使基体(2)结合到摆动支承件处，其特征在于，设有在附装件(3)和基体(2)之间的卡扣连接部(4)。

Description

扭杆弹簧
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于车辆的扭杆弹簧。
背景技术
扭杆弹簧在机动车技术中、尤其在用作防倾稳定器的底盘结构中通常是已知的。在此涉及受到扭转加载的构件，其减轻车辆的侧倾运动。由根据DE 10 2010 049 565 A1的现有技术已知用于车辆的扭杆弹簧，其具有形成扭转弹簧并由纤维增强塑料构成的弯曲基体。在基体处可固定有附装件，以用于基体与其他的功能构件的结合，这在DE 10 2010 049565 A1中进一步进行了说明。就此而言，作为连接技术提到的是粘接和喷涂。还提及附装件可形状配合地与基体连接，其中，尤其提出引入铆钉，然后将螺旋件或轴引导通过该铆钉。还提到引入金属嵌入物。
在由DE 10 2010 049 565 A1已知的扭杆弹簧中，基体管状地构造并且在外部形状方面很大程度上相应于广泛使用的由管状的高强弹簧钢制成的扭杆弹簧。基于材料选择，据此基体由纤维增强塑料构成，由DE 10 2010 049 565 A1已知的扭杆弹簧相对于由钢制成的扭杆弹簧具有明显更低的重量、在弹动特性方面高的柔性以及对腐蚀的更低的敏感性。
一般地，对于防倾稳定器，为了在基体和摆动支承件之间传递运行力，相应在端侧结合通常基本上U形弯曲的基体。因此，在由纤维增强塑料制成的基体中，使用在端侧布置在基体处的附装件。
发明内容
本发明的目的在于给出开头说明类型的扭杆弹簧，在其中至少一个在端侧布置在基体处的附装件为了基体与摆动支承件的结合而可以同时可靠以及简单的方式与基体连接。
所提到的目的通过根据权利要求1的特征的扭杆弹簧实现。从属于权利要求1的权利要求涉及这种扭杆弹簧的有利的其他设计方案。
因此，根据本发明给出一种用于车辆的扭杆弹簧，其包括形成扭转弹簧并且由纤维增强塑料构成的弯曲的基体以及至少一个在端侧布置在弯曲基体处的附装件，该附装件用于基体与摆动支承件的结合，其中，扭杆弹簧的特征在于在附装件和基体之间的卡扣连接部。
因此，首先看出的是，对于由DE 10 2010 094 565 A1已知的扭杆弹簧，附装件在基体处的安装相对麻烦，因为必须执行粘接工艺或喷涂过程或需要附加的构件(铆钉、机械嵌入物等等)，由此使得处理变得困难，并且存在提高的缺陷风险。根据本发明将认识到，为了简单且可靠地建立在附装件和基体之间的连接，可有利地使用卡扣连接。两个功能元件-一者为附装件，另一者为基体-可借助于卡扣连接部以简单的方式形状配合地接合。在此，根据卡扣连接部的设计，可选地完成可松开或不可松开的连接。因此，在可松开的连接的情况下，甚至可实现简单地拆卸扭杆弹簧。卡扣连接部原则上可以不同的方式实施，其中，在任何情况下，在两个功能元件中的至少一个(附装件或基体)处设置有可弹性变形的元件，其在两个功能元件的接合过程之后可松开或不可松开地钩在另一功能元件处。在钩住的状态中，在附装件和基体之间存在形状配合连接。看作卡扣连接的特别的优点的是由于需接合的构件更少可简单且可靠的装配和与之相关的成本节省。此外，如果使用可松开的卡扣连接，可简单拆卸扭杆弹簧。在相应地设计卡扣连接时，甚至可无工具地进行装配(必要时还可无工具地进行拆卸)。
适宜地，扭杆弹簧的基体具有两个相对而置的端部区域，在该端部区域处相应布置有附装件以用于基体与摆动支承件的结合。在此，基体可以不同的方式成形，其中，通常，尤其为了将扭杆弹簧用作侧倾稳定器，基体的基本上U形的造型是优选的。在这种情况下，附装件相应在端侧布置在两个U形边脚的每个处。
扭杆弹簧的一优选的改进方案规定，附装件具有用于摆动支承件的联接区域和从此处突出的用于基体的联接区域。因此，附装件用作在基体和摆动支承件之间的接口，即，用于在它们之间的力传递。相应地，设置在附装件处的用于摆动支承件的联接区域具有合适的结合可行方案，从而摆动支承件可与附装件连接。用于摆动支承件的联接区域可为此例如具有面状突出的元件，在其中构造有通道以用于与摆动支承件的(叉形)铰头铰接连接。具有用于摆动支承件的联接区域以及用于基体的联接区域的附装件优选一件式地实施，并且可由塑料或金属制成。特别优选地是由塑料构成的实施方案，因为在足够的强度的情况下还可以简单的方式实现复杂的造型，正如其为了提供卡扣连接所要求的那样。
为了建立在附装件和基体之间的卡扣连接部，有利地，用于基体的联接区域具有容纳部，该容纳部具有至少一个锁止元件，优选具有两个锁止元件。容纳部可不同地设计，其中，根据一有利的改进方案，容纳部具有这种造型，使得基体和附装件可在通过容纳部的形状预定的轴向方向上接合。这可有利地由此实现，即，容纳部形成空腔，在其中可沿着通过空腔的形状预定的接合方向引入基体的端部区域。因此，基体相应的端部区域至少部分地伸入附装件中，由此部分地插入附装件中。换句话说，附装件在装配的状态中借助于容纳部插装到基体的相应的端部区域上。
为了阻止附装件和基体的彼此插接的状态的松开，用于基体的联接区域还具有至少一个锁止元件，优选地具有两个锁止元件，它们可以不同的方式设计。
一有利的设计方案规定，锁止元件以分配给联接区域的卡扣舌片的形式来构造，其为了建立卡扣连接而接合到构造在基体处的凹部中，以便防止附装件从基体松开。适宜地，卡扣舌片可弹性变形，从而其在接合过程期间变形，以便在达到接合过程的最终状态时通过回弹(“锁住”)建立在附装件和基体之间的形状配合连接。优选地，这通过将卡扣舌片钩在构造在基体处的凹部处实现。根据卡扣舌片的设计方案和尤其卡扣舌片从外部的可接近性，可行的是，再次取消建立的卡扣连接(形状配合)，由此提供可松开的连接。
在附装件的联接区域处，特别优选地构造有呈卡扣舌片的形式的两个锁止元件，它们例如可布置在附装件的周向上相对而置的侧部处。
通过用于基体的联接区域一方面具有容纳部，另一方面具有至少一个锁止元件，以进一步有利的方式提供功能分开。因此，容纳部主要用于在基体和附装件之间的力传递。而主要归于锁止元件的功能是防止附装件从基体逆着接合方向松开。然而，有利地，接合方向近似垂直于通过可铰接在附装件处的摆动支承件的主要力引入方向，从而需通过锁止元件施加的保持力相对很小，并且因此尽可能小地影响卡扣连接的可靠性。
为了保证附装件相对于基体的相应于使用目的的定向，有利地，为基体的朝向附装件的端部区域配备有与容纳部共同作用的扭转止动部。以这种方式可保证还在基体的横截面形状基本上为圆形的情况下防止在端侧插装到基体上的附装件的转动。扭转止动部可以不同的方式设计。有利地，可在基体的端部区域处至少部分区段地存在这样的横截面形状，其不同于圆形的横截面，例如为通过设置在周边区域处的展平部。通过容纳部的与之形状对应的设计，在插装的状态中有效防止附装件相对于基体的端部区域转动。
为了提高在附装件和基体之间传递的力，扭杆弹簧的一有利的改进方案规定，设置在用于基体的联接区域处的容纳部具有局部包围基体的端部区域的环形区段，其通过桥接区域与用于摆动支承件的联接区域连接。因此，起包围作用的环形区段通过桥接区域明显与用于摆动支承件的联接区域间隔开，从而在基体和附装件之间出现的横向力可有利地通过容纳部传递到附装件中。
为此，桥接区域可包括多个、尤其两个沿轴向延伸的、在附装件的周边上优选均匀分布地布置的桥接部。在此，桥接部有利地如此布置，使得主要作用到附装件上的力大部分通过桥接部传递。
在结构方面有利的设计方案通过以下方式得到，即，参考周向方向在两个桥接部之间相应布置有卡扣舌片。因此，在存在两个桥接部和两个卡扣舌片时，两个桥接部和两个卡扣舌片相应正好相对。
附图说明
下面借助实施例进一步阐述本发明，从中还得出本发明的其他有利的效果。其中：
图1以立体视图示出了根据本发明的实施例的用于车辆的扭杆弹簧，
图2以立体视图示出了在图1中示出的扭杆弹簧的基体的端部区域以及可插装在上面的附装件，
图3以截面图示示出了在图1中示出的扭杆弹簧的一部分，
图4a以插装好的状态示出了在图1中示出的扭杆弹簧的端部区域与附装件，
图4b以装配附装件之前的状态示出了在图1中示出的扭杆弹簧的端部区域。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施例的用于车辆的扭杆弹簧1。在此涉及可以加载扭转的弹簧，其可为了避免车辆的侧倾运动而安装在车辆的底盘处。作为主要零件，扭杆弹簧1包括近似U形弯曲的形成扭转弹簧的基体2以及两个在端侧布置在基体处的附装件3，其用于使基体2相应与(未示出的)摆动支承件结合。基体2由纤维加强塑料制成。作为纤维材料，例如使用无接头的玻璃纤维或碳纤维，其嵌入热固性或热塑性的母体中。基体2可在此空心地(管状地)实施或由实心材料制成。可根据主负载或需要的刚性考虑合适的层结构。在基体2实施为实心体时，可考虑具有在外层中任意的纤维取向的单向的芯子，对于空心的基体2，还可考虑没有单向的芯子。
为了满足其减小车辆的侧倾运动的功能，基体2形成扭转弹簧，其中，扭矩的引入通过基体2的弯曲的、尤其U形的设计在彼此相对而置的U形边脚的端部区域5a、5b处实现。为此目的，在基体2的端部区域5a、5b中的每个端部区域处布置有附装件3，其用于基体2与(未示出的)摆动支承件结合。因此，附装件3相应用作用于在基体2和摆动支承件之间的力传递的接口。
在图1中示出的扭杆弹簧1的特征在于下文首先借助图2说明的在附装件3和基体2之间的卡扣连接部4。
为了提供满足运行需求且还可简单且可靠装配的结合部，附装件3为一件式地由塑料制成的构件。该构件具有用于摆动支承件的联接区域6和从该处突出的用于基体2的联接区域7。因此，附装件3主要分成两个联接区域，其根据图2的图示在轴向方向11上延伸。用于摆动支承件的联接区域6主要由面状元件形成，其形成具有通道15的吊耳。摆动支承件可铰接地结合在通道15处。
用于基体2的联接区域7具有基本上柱状的外部造型。在附装件3中的基本上筒状的凹部形成容纳部8。基体2的朝向附装件3的端部区域5a可至少部分地引入容纳部8中，以便由该容纳部容纳。
基体2的端部区域5a基本上具有柱状的外部形状。与之不同地，在端部区域5a的最外部的端部处设置有呈展平部的形式的扭转止动部10。同类的展平部构造在端部区域5a的正好相对而置的一侧上(在图2中被遮盖住)。
在基体2的端部区域5a处还构造有在周边的一部上伸延的槽口12，该槽口与扭转止动部10在轴向上间隔开。同类的槽口12构造在基体2的端部区域5a的正好相对而置的一侧上(在图2中同样被遮盖住)。
在图2中以及还在其余的附图3、4a、4b中，通过箭头说明了轴向方向11，该轴向方向说明了用于将附装件3装配在基体2处的接合方向，并且在进一步阐述工作原理时可用作参考方向。
在图3、4a、4b中从其他方面示出了已经在图2中示出的卡扣连接部4的工作原理。因为涉及相同的扭杆弹簧1(参见图1)的多个方面，所以相同的附图标记指代相同的构件或情况，因此，为了避免重复，参考已经做出的阐述。
图3以截面图示示出了扭杆弹簧1。从该图示可得悉，附装件3的联接区域7具有呈卡扣舌片的形式的锁止元件9。卡扣舌片在轴向方向11上朝基体2的方向从联接区域6突出。如从图4a和4b更好地得悉的那样卡扣舌片9在其轴向端部处具有钩状的突起并且可在一定程度上弹性变形。卡扣舌片9用于通过以下方式建立卡扣连接部4，即，卡扣舌片9，以下文还将进一步说明的方式与基体2形状配合连接。如还可从图3得悉的那样，容纳部8具有局部包围基体2的端部区域5a的环形区段13。环形区段13与卡扣舌片9沿轴向间隔开并且因此形成附装件3的朝向基体2的边缘区域。环形区段13通过桥接区域14与用于摆动支承件的联接区域6连接。
如可从图3得悉的那样，桥接区域14在示出的实施例中包括两个沿轴向延伸的桥接部，其相应建立在附装件3的环形区段13和联接区域6之间的连接。两个桥接部布置在附装件3的正好相对而置的区域处。如果在附装件3的联接区域6上作用有垂直于轴向方向11通过摆动支承件导入的力，则该力可作为拉力或压力通过桥接部传递到环形区段13上。然而，出现的运行力实际上没有影响通过卡扣舌片9建立的卡扣连接部4的耐久性。
在图4a和4b中示出了不同的接合状态，其中，图4a示出了在建立卡扣连接部4时的状态，而图4b示出了在接合工艺之前的初始状态。从图4a和4b的相对于图3转动了90度的图示中可看出，在附装件3处构造有两个卡扣舌片9，其中，结合图3可得悉，在附装件3处参考周向方向相应在两个桥接部之间布置有卡扣舌片9。
下面简短说明用于建立卡扣连接部的所发生的接合工艺：
根据图4b的图示，首先使附装件相对于基体2(在接合工艺之前)如此定位和取向，即，使附装件的联接区域7朝向端部区域，在此朝向端部区域5a，并且与端部区域处在假想的共同的接合轴线(轴向方向11)上。为了建立连接，此时将附装件3沿轴向方向11推到端部区域5a上。在此，端部区域5a进入在附装件3处的容纳部8中，其中，构造在端部区域5a处的扭转止动部10在容纳部8中进行引导，使得随着在容纳部8内进行的引导实现扭转止动，其防止附装件3相对于基体2围绕纵向轴线(轴线方向11)转动。
在到达如在图4a中所示的终端位置时，在相对而置的卡扣舌片9在接合过程期间由于端侧的斜面与端部区域5a的接触而向外弹性变形之后，卡扣舌片卡入构造在端部区域5a处的槽口12中。在卡入的状态中，卡扣舌片9和倒钩一样起作用并且通过接合到槽口12中防止附装件3从基体2逆着轴向方向11松开。
以这种方式在附装件3和基体2之间建立的形状配合的连接适合于传递由于运行出现的力，并且还可简单且可靠地装配。简单的拆卸同样可行，为此仅需要使卡扣舌片9再次离开槽口12的接合区域。
附图标记列表
1 扭杆弹簧
2 基体
3 附装件
4 卡扣连接部
5a 端部区域
5b 端部区域
6 用于摆动支承件的联接区域
7 用于基体的联接区域
8 容纳部
9 卡扣舌片
10 扭转止动部
11 轴向方向
12 槽口
13 环形区段
14 桥接区域
15 通道

Claims (11)

1.一种用于车辆的扭杆弹簧(1)，其包括由纤维增强的塑料制成的、弯曲的、形成扭转弹簧的基体(2)以及至少一个在端侧布置在所述基体上的附装件(3)，该附装件用于将所述基体(2)与摆动支承件结合，其特征在于，在所述附装件(3)和所述基体(2)之间设有卡扣连接部(4)。
2.根据权利要求1所述的扭杆弹簧，其特征在于，所述基体(2)具有两个相对而置的端部区域(5a、5b)，在所述端部区域处分别布置有一用于将所述基体(2)与摆动支承件结合的附装件(3)。
3.根据权利要求1或2所述的扭杆弹簧，其特征在于，所述附装件(3)具有用于摆动支承件的联接区域(6)和从该用于摆动支承件的联接区域突出的、用于所述基体(2)的联接区域(7)。
4.根据权利要求3所述的扭杆弹簧，其特征在于，用于所述基体(2)的联接区域(7)具有容纳部(8)，该容纳部具有至少一个锁止元件(9)，优选具有两个锁止元件(9)。
5.根据权利要求4所述的扭杆弹簧，其特征在于，所述容纳部(8)由构造在所述附装件(3)处的凹部形成，所述凹部构造成至少部分地容纳所述基体(2)的、朝向所述附装件(3)的端部区域(5a、5b)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的扭杆弹簧，其特征在于，所述基体(2)和所述附装件(3)能在通过所述容纳部(8)的形状预定的轴向方向(11)上接合。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的扭杆弹簧，其特征在于，为所述基体(2)的朝向所述附装件(3)的端部区域(5a、5b)配备有与所述容纳部(8)共同作用的扭转止动部(10)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的扭杆弹簧，其特征在于，所述锁止元件(9)以配属于所述联接区域(7)的卡扣舌片(9)的形式构造，为了建立所述卡扣连接部(4)，所述卡扣舌片嵌入到构造在所述基体(2)处的凹部(12)中，以防止所述附装件(3)从所述基体(2)松开。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的扭杆弹簧，其特征在于，所述容纳部(8)具有局部包围所述基体(2)的端部区域(5a、5b)的环形区段(13)，该环形区段通过桥接区域(14)与用于所述摆动支承件的联接区域(6)连接。
10.根据权利要求9所述的扭杆弹簧，其特征在于，所述桥接区域(14)包括多个、尤其两个沿轴向延伸的、优选均匀分布地布置在所述附装件(3)的周边上的桥接部。
11.根据权利要求10所述的扭杆弹簧，其特征在于，参考周向方向在两个桥接部之间相应地布置有卡扣舌片(9)。
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