CN112566775A - 底盘构件、制造底盘构件的方法及机动车辆的车轮悬架 - Google Patents

底盘构件、制造底盘构件的方法及机动车辆的车轮悬架 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种用于车轮悬架的底盘构件(1)，其具有至少两个铰接点(3，4)、将这些铰接点(3，4)相互连接的至少一个连接结构(7)以及至少一个传感器(9)，其中至少一个传感器(9)被实施为布置在连接结构(7)的表面(8)的区段上的压阻式薄层(19)，该压阻式薄层将整合到连接结构(7)中的至少两个线路区段(13，14)的触点(15，16)相互连接。

Description

底盘构件、制造底盘构件的方法及机动车辆的车轮悬架
本发明涉及一种用于车轮悬架的底盘构件，该底盘构件具有至少两个铰接点、将这些铰接点相互连接的至少一个连接结构以及至少一个传感器。
本发明还涉及一种用于制造底盘构件的方法，其中由至少一种纤维复合材料制造具有至少两个铰接点和一个连接结构的底盘构件，并且该底盘构件设有至少一个传感器。最后，本发明还具有一种具有至少一个上述底盘构件的用于机动车辆的车轮悬架作为主题。
从WO 03/039894 A1中得出一种底盘构件，尤其是用于车轮悬架的转向器。该转向器由纤维增强的塑料或塑料复合物系统组成，其中设计为应变仪或压电元件的传感器被整合到转向器的塑料部分中，以测量施加于底盘构件的力。
从DE 10 2014 214 827 A1中得出一种用于车轮悬架的底盘构件，该底盘构件具有两个铰接点，这些铰接点通过连接结构相互连接。底盘构件由纤维-塑料复合结构制造，传感器被整合到该纤维-塑料复合结构中，该传感器检测纤维复合结构的改变。为此，整合到纤维-塑料复合结构中的传感器可以与分析设备连接。
根据现有技术提出的将传感器整合到底盘构件中要求传感器设有引线以连接到分析设备，这些引线可以以不同的方式方法安装在底盘构件的表面上。因此，引线可以借助于钎焊连接与传感器连接。其他连接可能性为施加导电涂料(例如银涂料)或粘合柔性的导体电路箔。除了为了满足用于钎焊、涂覆或粘合的前提条件而必要的费时的准备措施之外，尤其在使用导电涂料时不能获得其耐久度。
现在，从前述现有技术出发，本发明的目的在于实现一种底盘构件，该底盘构件的突出之处在于更简单的设计并且可以更简单并且更成本有效地制造。
从装置技术的角度出发，这个目的基于权利要求1的前序部分及其特征部分的特征来实现。从方法技术角度出发，该目的基于并列的权利要求11的前序部分及其特征部分的特征来实现。相应跟随的从属权利要求各自说明本发明的有利的改进方案。此外，一种车轮悬架，其中使用至少一个根据本发明的转向器，是权利要求14的主题。
根据本发明，提出一种用于车轮悬架的底盘构件，所述底盘构件具有至少两个铰接点、将所述铰接点相互连接的至少一个连接结构以及至少一个传感器。在相应的铰接点处可以设置有球窝接头和/或橡胶支承件。传感器用于识别底盘构件的纤维复合结构的改变并且/或者检测载荷或载荷过大或应力过大。通过持续监测在底盘构件中产生的力，可以提早识别疲劳现象。
现在，本发明包括技术教导，即所述至少一个传感器被布置在所述连接结构的表面的区段上，其中所述传感器将整合到所述连接结构中的至少两个线路区段的触点相互连接。在此，这种设计方案具有的优点在于，可以省去为了实现传感器与线路区段之间的导电连接而高耗费地、费时地准备连接结构的表面。线路区段通过整合到底盘构件的连接结构中受到保护以免外部影响并且抗疲劳地布置。触点的传导性连接通过传感器实现，该传感器被布置在底盘构件的表面上，由于伸长、压缩以及扭转，在底盘构件中产生的应力在该表面上最大。
在此，所述至少一个连接结构可以由纤维复合材料组成。优选地，至少一个连接结构由热固性的短纤维-塑料复合物、优选地由玻璃纤维增强的塑料(GFK)制成。替代性地，连接结构可以由不能导电的塑料构成。
优选地，所述至少一个传感器被实施为布置在所述连接结构的表面的区段上的压阻式薄层。
为了保护免受外部影响，所述压阻式薄层可以设有保护层。尤其，保护层可以水密地包围压阻式薄层。此外有利的是，组成保护层的材料是弹性的，使得底盘构件的变形不导致从表面脱离。此外，保护层可以形成防冲击保护和防碎片保护。所述压阻式薄层可以被所述连接结构的材料覆盖或被这种材料包裹。尤其，保护层由连接结构的材料构成。
优选地，所述连接结构可以在所述传感器、尤其被设计为压阻式薄层的传感器的区域中具有至少一个接头，在所述至少一个接头处可以从外部触及所述线路区段的接线点。这可以以简单的方式实现连接引线，以便将由传感器或被实施为压阻式薄层的传感器检测的信号传递给分析设备。为此，接头可以被设计为接合器，引线的插头可以与该接合器形状配合地连接。
根据一个优选的实施方式，所述压阻式薄层可以被实施为由压阻式材料制成的涂料层。可以在对线路区段进行浇铸后的制造过程期间或在底盘构件的制造过程结束之后实现涂料层的施加。在此特别有利的是，涂料层可以通过浇铸或喷涂施加到连接结构的表面上。替代性地，可以借助于刮涂、印刷或喷镀施加涂料层。尤其，被实施为涂料层的压阻式薄层可以由聚合物涂料组成。
为了检测所述底盘构件的应力，所述传感器、尤其所述压阻式薄层可以在所述至少一个连接结构的纵向方向和/或主应力方向上延伸。尤其，在具有多于两个接合点的底盘构件中，可以考虑多个相关的应力方向，压阻式薄层可以在这些应力方向上延伸。还可设想的是布置其他被实施为压阻式薄层的传感器，该传感器可以相对于底盘构件的纵向轴线成某一角度布置。
根据一个有利的改进方案，所述线路区段可以被设计为冲裁格栅或金属线。这可以实现成本有效地制造线路区段。
优选地，所述底盘构件可以被设计为转向器。在此可以是将两个铰接点相互连接的2点转向器或者3点转向器或者多点转向器。替代性地，所述底盘构件可以被设计为摆动支柱、车轮支撑件或板簧。优选地，底盘构件被设计为尤其用于阻尼器的支撑接头或支承轴承。
此外，提出一种根据独立权利要求11的用于制造底盘构件的方法，以实现开篇提出的目的。
根据独立权利要求11，提出一种用于制造底盘构件的方法，其中由塑料或至少一种纤维复合材料制造具有至少两个铰接点和至少一个连接结构的底盘构件。尤其，塑料或纤维复合材料是不导电的。所述底盘构件设有至少一个传感器，用所述至少一个传感器识别所述底盘构件的纤维复合结构的改变并且/或者检测载荷或载荷过大或应力过大。为此，在所述连接结构的制造过程中，将至少两个线路区段整合到所述连接结构中，其中所述线路区段的触点通入所述连接结构的表面并且通过传感器相互连接。尤其，将传感器布置在连接结构的表面上。
优选地，线路区段被设计为冲裁格栅或金属线。线路区段可以在制造连接结构之前置入用于制造连接结构的工具中并且/或者定位在该工具中。借助于浇铸过程和/或喷射过程，可以制造连接结构，并且将线路区段整合在该连接结构中。
尤其，将所述传感器实施为压阻式薄层。在此，可以将实施为传感器的压阻式薄层浇铸或喷涂到所述连接结构的区段上。通过浇铸或喷涂，相对于现有技术简化了过程。
有利的是，将至少一个接头模制在所述连接结构的表面上。在此，接头邻近传感器布置。在此，接头的数量与传感器的数量相对应，这些传感器被浇铸到连接结构上、连接结构的区段上。
特别优选地，一种车轮悬架包括一个或多个根据本发明设计的底盘构件，这些底盘构件尤其可以被设计为用于车轮悬架的转向器。
本发明的以下阐述的有利实施方式在附图中展示。在附图中：
图1示出了被设计为转向器的底盘构件的透视图；以及
图2以分解图示出了底盘构件的局部视图。
在图1中展示了被设计为转向器2的底盘构件1的透视图。在此可以看出，转向器2在此被设计为具有两个铰接点3和4的2点转向器，其中在铰接点3处设置有呈球窝接头5形式的铰接件，并且在铰接点4处设置有呈橡胶支承件6形式的铰接件。
转向器2由纤维-塑料复合物组成，并且在此包括至少一个连接结构7，该连接结构在铰接点3与铰接点4之间延伸并且由热固性连续纤维-塑料复合物(尤其GFK)构成。
在连接结构7的表面8上布置有传感器9，其中仅展示了保护层10。传感器9用于识别底盘构件1的纤维复合结构的改变并且/或者检测载荷或载荷过大或应力过大。
此外，在表面8上布置有大体上中空圆柱形的接头11。接头11优选地邻近传感器9布置。在此，接头11可以被设计为一种接合器，引线的插头12可以与该接合器形状配合地连接。借助于引线，可以将传感器9的信号传递给分析设备以便进行分析。
图2中的图示以分解图示出了底盘构件1的局部视图。转向器2部分透明地展示，以使整合到该转向器中的构件可见。整合到连接结构7中的构件是分别成对地布置的线路区段13和14，这些线路区段在连接结构7的纵向方向上部分地在表面8下方延伸。每个线路区段13、14在端部处具有触点15或16。触点15和16彼此间隔开地并且在连接结构7的彼此相反的位置通入表面8。
例如在模塑成型工艺中制造被实施为塑料模制件的连接结构7时，将球窝接头5、橡胶支承件6以及线路区段13、14定位在工具中，以便将它们整合在其中。
在展示的实施例中，设置有大体上方形的凹部18，在该凹部的一个端部区域中线路区段13的触点15通入表面8，并且在该凹部的相反的端部区域中线路区段14的触点16通入该表面。触点15、16大体上与表面8齐平地封闭在凹部18的内部。接线点17相应地位于线路区段13、14的另一端部处，该接线点通入接头11。接线点可以超出表面8突出到接头11中。线路区段13、14优选地可以被实施为冲裁格栅或金属线。在制造转向器2时，将线路区段13、14整合到连接结构7中，其方式为几乎完全注塑包覆这些线路区段。仅露出触点15、16以及接线点17。
传感器9被实施为压阻式薄层19，该压阻式薄层分别将线路区段13、14的彼此相反布置的触点15和16相互导电连接。
压阻式薄层19例如可以通过浇铸或喷涂施加到表面8上或凹部18中。保护层10随后被施加到薄层19上，以保护该薄层免于外部影响。凹部18的深度可以被选择成使得至少压阻式薄层19与围绕凹部18的表面8几乎齐平地或齐平地封闭。施加到压阻式薄层19上的保护层10用于水密地包围压阻式薄层19。此外有利的是，组成保护层10的材料是弹性的，使得底盘构件1的变形不会导致在表面8处的脱离。此外，保护层10可以形成防冲击保护和防碎片保护。
施加压阻式薄层19也可以如整合线路区段13、14一样整合到连接结构7的制造过程中。
附图标记清单
1 底盘构件
2 转向器
3 铰接点
4 铰接点
5 球窝接头
6 橡胶支承件
7 连接结构
7 内部区域
8 表面
9 传感器
10 保护层
11 接头
12 插头
13 线路区段
14 线路区段
15 触点
16 触点
17 接线点
18 凹部
19 压阻式薄层

Claims (14)

1.一种用于车轮悬架的底盘构件(1)，所述底盘构件具有至少两个铰接点(3，4)、将所述铰接点(3，4)相互连接的至少一个连接结构(7)以及至少一个传感器(9)，其特征在于，所述至少一个传感器(9)被布置在所述连接结构(7)的表面(8)的区段上，其中所述传感器(9)将整合到所述连接结构(7)中的至少两个线路区段(13，14)的触点(15，16)相互连接。
2.根据权利要求1所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述至少一个连接结构(7)由纤维复合材料、尤其玻璃纤维增强的塑料组成。
3.根据权利要求1或2所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述至少一个传感器(9)被实施为布置在所述连接结构(7)的表面(8)的区段上的压阻式薄层(19)，所述压阻式薄层(19)尤其设置有保护层(10)或者用所述连接结构(7)的材料覆盖或被所述材料包裹。
4.根据权利要求1至3之一所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述连接结构(7)在所述传感器(9)、尤其压阻式薄层(19)的区域中具有至少一个接头(12)，在所述至少一个接头处能够从外部触及所述线路区段(13，14)的接线点(17)。
5.根据权利要求3至4之一所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述压阻式薄层(19)被实施为由压阻式材料制成的涂料层。
6.根据权利要求5所述的底盘构件(1)，其特征在于，通过浇铸或喷涂施加所述涂料层。
7.根据权利要求5或6所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述涂料层由聚合物涂料组成。
8.根据权利要求1至7之一所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述传感器(9)、尤其压阻式薄层(19)在所述底盘构件(1)的纵向方向和/或主应力方向上延伸。
9.根据权利要求1至8之一所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述线路区段(13，14)被设计为冲裁格栅或金属线。
10.根据权利要求1至9之一所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述底盘构件(1)被设计为转向器(2)、摆动支柱、车轮支撑件或板簧。
11.一种用于制造底盘构件(1)的方法，其中由塑料或至少一种纤维复合材料制造具有至少两个铰接点(3，4)和一个连接结构(7)的底盘构件(1)，并且其中所述底盘构件(1)设有至少一个传感器(9)，其特征在于，在所述连接结构(7)的制造过程中，将至少两个线路区段(13，14)整合到所述连接结构(7)中，其中所述线路区段(13，14)的触点(15，16)通入所述连接结构(7)的表面(8)并且通过传感器(9)相互连接。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述传感器(9)实施为压阻式薄层(19)，尤其将所述压阻式薄层(19)浇铸或喷涂到所述连接结构(7)的区段上。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，将接头(11)模制在所述连接结构(7)的表面(8)上。
14.一种用于机动车辆的车轮悬架，所述车轮悬架包括至少一个根据权利要求1至10中的一项或多项所述的底盘构件(1)。
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