CN116803705A - 用于车辆的车桥结构的弹簧系统、支承体和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆的车桥结构的弹簧系统，其具有螺旋弹簧、附加弹簧、附加弹簧容纳部、带有附加弹簧接触面的附加弹簧接触段、带有螺旋弹簧支承面的用于预紧地支承螺旋弹簧的支承体和能弹性压缩的保护管，所述附加弹簧接触段用于在车桥结构沿着弹性运动方向弹性运动时接触并且压缩附加弹簧，螺旋弹簧支承面沿弹性运动方向设计在附加弹簧接触面的后方，保护管布置在附加弹簧容纳部上，所述附加弹簧容纳部至少部分地围绕附加弹簧并且定位在由螺旋弹簧定义的弹簧容积内，支承体具有保护管支承段和排气段，保护管支承段用于在车桥结构弹性运动时支承并且压缩保护管，排气段用于在车桥结构弹性运动时对保护管容积进行排气。本发明还涉及支承体和车辆。

Description

用于车辆的车桥结构的弹簧系统、支承体和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的车桥结构的弹簧系统，所述弹簧系统具有螺旋弹簧和附加弹簧，所述附加弹簧用于在作用于车桥结构上的力过大时保护车桥结构。本发明还涉及一种用于这种弹簧系统的支承体和一种具有这种弹簧系统的车辆。
背景技术
为了提高行驶舒适度并且为了支撑车辆的车桥结构(Achskonstruktion)上的螺旋弹簧、尤其为了承受较高的负荷，在几乎所有在市场中存在的车桥结构上设置有所谓的附加弹簧。分别根据车桥方案，附加弹簧可以设计为减震架的组成部分或者作为车桥的独立构件起作用。
为了实现保护以防机械的超载，在现有技术中通常致力于对附加弹簧的直接增强。这可以通过材料替代、材料修改、几何修改、通过在相关构件上的附加加固料产生的局部增强和/或通过改变负荷路径实现。对于在车桥结构上具有附加弹簧的弹簧系统，为了实现防止功能构件超载的防护，应限制弹簧行程和负荷输入。弹簧系统的弹性运动过程通常导致传动件的弓形运动。该传动件具有附加弹簧接触段，该附加弹簧接触段的目的在于，在进一步弹性运动的过程中压缩(komprimieren)附加弹簧。波纹管形的保护管通过弹性运动或者压缩过程被聚拢并且由此不会阻碍压缩过程。保护管通常在保护管的两个端侧上形状配合地支承在弹簧系统中。在已知的系统中，在附加弹簧接触段的区域中设计有用于保护管的止挡。例如由德国专利文献DE 10 2020200 090A1已知具有形状配合件的保护管，所述形状配合件可以固定在或者被固定在附加弹簧接触段的外周面上的对应形状配合件上。由此，保护管可以可靠地保持在希望的位置。然而这种形状配合系统在弹簧系统的制造以及安装和/或维护过程中要求手工熟练度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，至少部分解决前述的问题。本发明尤其要解决的技术问题是，提供简化的、但可靠地运行的弹簧系统以及具有这种弹簧系统的车辆。
前述技术问题通过本发明的技术方案解决。前述技术问题尤其通过一种弹簧系统、一种支承体和一种车辆解决。本发明的另外的优点由说明书和附图得出。在此，与弹簧系统相关地描述的特征当然也与按照本发明的用于弹簧系统的支承体和按照本发明的具有弹簧系统的车辆相关地适用，并且反之亦然，因此针对各个单独的发明方面的公开内容始终被相互引用和/或可以被相互引用。
根据本发明的第一方面，建议一种用于车辆的车桥结构的弹簧系统。所述弹簧系统具有螺旋弹簧、附加弹簧、用于固持所述附加弹簧的附加弹簧容纳部和带有附加弹簧接触面的附加弹簧接触段，所述附加弹簧接触段用于在所述车桥结构沿着从附加弹簧容纳部朝附加弹簧接触段的弹性运动方向弹性运动(Einfedern)时接触并且压缩所述附加弹簧。所述弹簧系统还具有具备螺旋弹簧支承面的支承体，用于预紧地支承所述螺旋弹簧，其中，所述螺旋弹簧支承面沿弹性运动方向设计在所述附加弹簧接触面的后方或者相比于附加弹簧接触面更靠下地设计。所述弹簧系统还包括能弹性压缩的保护管，所述保护管布置在所述附加弹簧容纳部上，所述附加弹簧容纳部至少部分地围绕所述附加弹簧并且定位在由所述螺旋弹簧定义的弹簧容积内。所述支承体还具有保护管支承段和排气段，所述保护管支承段用于在所述车桥结构弹性运动时支承并且压缩所述保护管，并且所述排气段用于在所述车桥结构弹性运动时对由保护管定义的保护管容积进行排气。
本发明尤其如下地不同于已知的弹簧系统，即，用于保护管的下部止挡不再设计在附加弹簧接触段上或者通过附加弹簧接触段形成，而是通过提供用于螺旋弹簧的支承体形成。由此还可以更简单地实现所述弹簧系统。可以放弃单独的支承件和/或形状配合件。由此还实现了在制造弹簧系统时以及在启用和/或维护弹簧系统时的物流优点。
本发明的核心点实质上可以如下地表述，即，反向于弹性运动方向地套管形地继续形成支承体，以便升高超出螺旋弹簧支承面地也构成保护管支承段。在针对保护管的止挡和/或形状配合方面的希望的功能以及流动控制都通过支承体、而不是通过附加弹簧接触段实现。
所述弹簧系统设计用于在车辆、尤其机动车的按本发明所述类型的车桥结构中使用。因此，螺旋弹簧和附加弹簧相应地尺寸设计得较大，使得几百kg的力可以容易地被弹簧缓冲。在优选的方式中，附加弹簧是止挡缓冲件。这种止挡缓冲件在其几何形状和材料选择方面应该如此设计，使得所述止挡缓冲件具有希望的弹性特性。在此可取的是，设计为附加弹簧的止挡缓冲件和附加弹簧接触面具有彼此至少区域性地对应的形状。由此可以如希望的那样实现附加弹簧的冲击(Auftreffen)和压缩。附加弹簧尤其可以由起泡的聚氨酯(PUR)形成。
本发明的其它优选的设计方案是，通过至少一个排气通道的数量、形状、尺寸、位置、定向和/或变化调节处于保护管容积内的并且穿过至少一个排气段的流动状态。由此，许多的小排气通道和较少数量的较大排气通道原则上可以形成基本上相同的排出面积，但是在许多小排气通道的情况下可能产生穿流空气的更多涡流，这些涡流可能对空气流产生负面影响。然而，涡流也可以是被希望的，以便例如将保护管容积内的污物脱离并且吹走。
如果借助排气通道的尺寸和/或排气通道的数量形成相对较大的排出面积，则只短时间地或完全不会提供需要形成的气垫，其可能不具有足够的反作用力。由此，根据在弹性压缩过程和/或回弹过程中的预期的机械负载可以确定，通过气垫应提供多大的反作用力并且反作用力应保持多长时间。
除了排气通道的数量和/或尺寸之外，也通过排气通道的形状和/或定向影响流动状态。在此，所述形状涉及在所有三个空间轴线上的几何构型。所述定向描述了，至少一个排气通道是否相对于支承体的和/或保护管的中轴线以一个倾斜角或分别以一个倾斜角倾斜。最后，至少一个排气通道的位置也可以影响在弹簧运动过程中的流入空气和/或流出空气的导引，以便有针对性地促使污物和/或颗粒从附加弹簧装置中脱离和吹掉。
如果设计有多个排气通道，这些排气通道不必全部同样地设计和/或提供。这些排气通道可以针对所有前述的特征是彼此不同的，以便有针对性地对于相应车桥结构调节流动体积、流动方向和/或流动速度。
为了尽可能地确保所述保护管如此接触到保护管支承段，从而使保护管支承段可以有效地在接触区域内施展密封作用并且只通过排气段和/或通过至少一个排气通道实现空气的流入和/或流出，可能有利的是，保护管在端侧的端部上设计有漏斗形的开口。所述漏斗形的开口意味着保护管在碰到保护管支承段的端部上的横截面被扩大并且其半径随着不断远离保护管支承段而减小。由此可以作用实现尽可能在整个面上的且有效的止挡，这种止挡对于保护管的弹性压缩和希望的流动状态是需要的。
保护管优选设计为波纹管形、尤其是折叠波纹管形。在这种情况下，保护管的朝向保护管支承段的端部的漏斗形设计可以通过对折叠波纹管形的保护管的最后一段折叠皱纹的斜切实现。
为了避免污物、雪等通过排气段侵入弹簧容积内和/或在该处导致堵塞，所述排气段和/或排气段的至少一个排气通道可以设计有防止侵入的污物的污物防护件。为了不影响排气段的功能，所述污物防护件可以具有阀和/或活门，所述活门如此设计和布置，使得当流出的空气流到活门时，所述活门向外地打开到保护管容积的环境中，并且当流入的空气碰到活门时，所述活门保持关闭。这例如可以通过由塑料构成的蒙皮、相应的外罩和/或相应成型的可翻转的侧翼实现，它们对于流入的空气保持关闭，并且对于流出的空气打开并且使空气流排出。备选或附加地，用于过滤污物的透气的填充材料可以设计在排气段内和/或设计在排气段上。这种透气的填充材料可以是毛毡。所述的清洁作用也可以通过布置在排气段内或排气段上的刷子或毛刷实现。
螺旋弹簧支承面优选设计为沟槽形。由此，螺旋弹簧可以稳定地定位在弹簧系统中。保护管优选完全定位在弹簧容积内部。也就是说，螺旋弹簧在保护管的周向上优选在保护管的整个高度上包围或围绕所述保护管。按照本发明的弹簧系统优选配置为没有通过活塞杆的导引、即不具有活塞杆导引。
按照本发明的另外的实施方式可行的是，在弹簧系统中所述保护管支承段设计为所述支承体的集成的和/或整体的组成部分。也就是说，保护管支承段不是作为附加的和/或单独的构件制造，而是尤其作为支承体的一部分、可以说由铸件制造。由此，可以特别简单地并且还以高稳定性和耐久性提供保护管支承段。
此外在按照本发明的弹簧系统中可行的是，所述排气段设计在所述保护管支承段内和/或保护管支承段上。也就是说，所述排气段例如以至少一个排气通道和/或排气贯穿孔的形式、优选直接在保护管支承段上开始延伸。因此，所述保护管支承段可以形成排气段的起始轮廓。由此，特别紧凑地提供了由排气段和保护管支承段组成的系统。
此外在按照本发明的弹簧系统中可行的是，所述排气段具有多个排气通道，这些排气通道设计在围绕所述附加弹簧接触段的(假想的)圆形轨道上，其中，所述圆形轨道与所述螺旋弹簧支承面同轴地延伸。也就是说，所述圆形轨道延伸穿过排气通道。换而言之，所述排气通道环形地布置，其中，相应的排气通道不具有环形形状。由此可以实现特别均匀的排气以及对保护管容积的相应均匀的清洁。由此还在车桥结构弹性运动时在保护管容积内产生均质的气垫。
按照本发明的另外的设计变型方案可行的是，在弹簧系统中所述保护管支承段凸缘状地设计在所述支承体的朝向保护管的端部区段上。所述支承体可以通过凸缘形状相对节省材料地设计，同时尽管如此还可以形成希望的保护管支承段，在所述保护管支承段中也可以集成有排气段。通过凸缘形状还可行的是，所述排气段例如以穿过支承体的凸缘段的至少一个贯穿孔的形式特别简单地设计在保护管支承段的区域内。
此外，在按照本发明的弹簧系统中还可行的是，所述螺旋弹簧支承面设计为所述支承体的集成的和/或整体的组成部分。也就是说，所述支承体连同螺旋弹簧支承面以及保护管接触段可以均由铸件制造。由此可以简单地、紧凑地且稳定地提供保护管接触段和螺旋弹簧支承面。
此外可行的是，所述排气段具有至少一个穿过所述支承体的贯穿孔，用于对由所述保护管定义的保护管容积进行排气。由此可以特别稳定地提供至少一个贯穿孔。所述贯穿孔可以理解为在支承体的制造过程中直接制造的贯穿孔或者之后加工的贯穿钻孔。因此，贯穿孔可以至少部分地设计为柱形。排气段优选具有多个这样的贯穿孔。这些贯穿孔可以如之前详细阐述的那样布置在圆形轨道上或相应地环形地布置。
在另外的变型实施方式中可行的是，按照本发明的弹簧系统的支承体具有外表面，所述外表面具有多个凸起和设计在这些凸起之间的多个凹陷，其中，用于对所述保护管容积排气的排气段的排气通道通过所述凹陷形成，并且在所述凸起的端侧上设计有所述保护管支承段的至少一部分。因此，所述排气通道通过支承体的外侧和/或外周面的特殊形状形成，尽管如此同时形成了保护管支承段。该解决方案是能够特别简单地制造的、紧凑的且耐用的。在观察支承体的横截面时，支承体的外表面轮廓可以例如具有星形形状。备选地，外表面轮廓可以沿周向波浪形式地延伸。为了对保护管容积进行排气，来自保护管容积的空气可以在凹陷的区域中流过支承体的外表面。之前所述的贯穿孔可以补充地设计在凸起中。
本发明的另外的方面涉及一种用于前述的弹簧系统的支承体。所述支承体具有用于预紧地支承螺旋弹簧的螺旋弹簧支承面，其中，所述螺旋弹簧支承面沿弹性运动方向设计在附加弹簧接触面的后方或者说相比于附加弹簧接触面更靠下地设计。所述支承体还具有保护管支承段和排气段，所述保护管支承段用于在所述车桥结构弹性运动时支承并且压缩保护管，所述排气段用于在所述车桥结构弹性运动时对由保护管定义的保护管容积进行排气。由此，按照本发明的支承体自身具有与详细地关于按照本发明的弹簧系统所述的优点相同的优点。
本发明的另外的方面涉及一种车辆、尤其是机动车和/或道路车辆、如轿车、货车或公交车，所述车辆具有车桥结构和前述的用于对所述车桥结构进行弹簧缓冲(Abfedern)的弹簧系统。由此，按照本发明的车辆自身也具有如前所述的优点。
附图说明
其它改进本发明的措施由以下对本发明的不同实施例的说明得出，所述实施例在附图中示意地显示。所有由说明书或附图得出的特征和/或优点、包括设计细节和空间布局既可以单独地也可以在不同的组合中体现本发明的实质。
在附图中分别示意性地：
图1示出按照本发明的第一实施方式的弹簧系统；
图2示出用于按照本发明的弹簧系统的螺旋弹簧；
图3示出用于根据第一实施方式的按照本发明的弹簧系统的支承体；
图4示出用于根据第二实施方式的按照本发明的弹簧系统的支承体；
图5示出根据第一实施方式的按照本发明的保护管支承段的俯视图；
图6示出根据第二实施方式的按照本发明的保护管支承段的俯视图；并且
图7示出具有按照本发明的弹簧系统的车辆。
具有相同功能和作用方式的元件在附图中分别配设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出根据第一实施方式的用于图7所示的车辆100的车桥结构的弹簧系统10。所述弹簧系统10具有附加弹簧12、用于固持附加弹簧12的附加弹簧容纳部13和附加弹簧接触段15。所述附加弹簧接触段15具有附加弹簧接触面16，用于在车桥结构沿着从附加弹簧容纳部13朝附加弹簧接触段15的弹性运动方向R1弹性运动时接触并且压缩附加弹簧12。所述弹簧系统10还具有螺旋弹簧11，所述螺旋弹簧为了更佳的概览只在图1中示出。所述螺旋弹簧11定义出在图1和图2中描绘的弹簧容积20，在所述弹簧容积中存在保护管14。图1所示的保护管14设计为波纹管的形式并且相应地能够弹性压缩。所述保护管14布置在附加弹簧容纳部13上并且包围所述附加弹簧12。换而言之，所述附加弹簧12布置在保护管容积22内。所示的弹簧系统10还具有支承体17，所述支承体具有用于预紧地支承所述螺旋弹簧11的螺旋弹簧支承面18，其中，所述螺旋弹簧支承面18沿弹性运动方向R1设计在附加弹簧接触面16之后或者说比附加弹簧接触面设计得更低。所述支承体17还具有保护管支承段19和排气段21，所述保护管支承段19用于在车桥结构弹性运动时支承并且压缩保护管14，所述排气段21用于在车桥结构弹性运动时对保护管容积22进行排气。图1所示的弹簧系统10显示在运行状态中，在所述运行状态下支承体17通过按本发明所述类型的(未示出的)传动件被偏移或者已被偏移。
图3示出图1所示的弹簧系统的支承体17的另外的细节。由此在图3中尤其可以看到，保护管支承段19设计为支承体17的集成的且整体的组成部分。螺旋弹簧支承面18也设计为支承体17的集成的且整体的组成部分。排气段21设计在保护管支承段19中。所述排气段21具有多个穿过支承体17的、用于保护管容积22的排气的贯穿孔24。
在图4中示出根据第二实施方式的支承体17。所示的支承体17的特征尤其在于，保护管支承段19凸缘状地设计在支承体17的朝向保护管14的端部区段上。多个贯穿孔沿弹性运动方向R1或者说与弹性运动方向R1平行地延伸穿过支承体的相应形成的凸缘。
图5示出图4所示的支承体17的保护管支承段19的俯视图。因此在支承体17内设计有多个贯穿孔24，这些贯穿孔沿弹性运动方向R1或者说基本上沿着相对于放置的车辆100的重力方向延伸穿过支承体17并且尤其延伸穿过凸缘。所述贯穿孔24环形地设计并且因此设计在围绕附加弹簧接触段15的圆形轨道上。
图6示出根据第二实施方式的保护管支承段19的俯视图。在观察图6时可以看到，支承体17具有外表面25，所述外表面具有多个凸起26和多个设计在这些凸起之间的凹陷27。因此，外表面轮廓在俯视图中观察设计为星形。用于对保护管容积22进行排气的排气段21的排气通道23通过所述凹陷27形成，来自保护管容积22的排出的空气可以流过这些排气通道。
在图7中示出轿车形式的车辆，所述车辆具有多个如在之前详细阐述的、用于对相应的车桥结构进行弹簧缓冲的弹簧系统10。
除了所示的实施方式，本发明还允许另外的设计方案。也就是说，本发明不应该被视为局限于参照附图所述的实施例。
附图标记列表
10 弹簧系统
11 螺旋弹簧
12 附加弹簧
13 附加弹簧容纳部
14 保护管
15 附加弹簧接触段
16 附加弹簧接触面
17 支承体
18 螺旋弹簧支承面
19 保护管支承段
20 弹簧容积
21 排气段
22 保护管容积
23 排气通道
24 贯穿孔
25 外表面
26 凸起
27 凹陷
R1 弹性运动方向
100 车辆

Claims (10)

1.一种用于车辆(100)的车桥结构的弹簧系统(10)，所述弹簧系统具有：
-螺旋弹簧(11)，
-附加弹簧(12)，
-用于固持所述附加弹簧(12)的附加弹簧容纳部(13)，
-具有附加弹簧接触面(16)的附加弹簧接触段(15)，用于在所述车桥结构沿着从附加弹簧容纳部(13)朝附加弹簧接触段(15)的弹性运动方向(R1)弹性运动时接触并且压缩所述附加弹簧(12)，
-具有螺旋弹簧支承面(18)的支承体(17)，用于预紧地支承所述螺旋弹簧(11)，其中，所述螺旋弹簧支承面(18)沿弹性运动方向(R1)设计在所述附加弹簧接触面(16)的后方，和
-能弹性压缩的保护管(14)，所述保护管布置在所述附加弹簧容纳部(13)上，所述附加弹簧容纳部至少部分地围绕所述附加弹簧(12)并且定位在由所述螺旋弹簧(11)定义的弹簧容积(20)内，
其特征在于，
所述支承体(17)具有保护管支承段(19)和排气段(21)，所述保护管支承段用于在所述车桥结构弹性运动时支承并且压缩所述保护管(14)，并且所述排气段用于在所述车桥结构弹性运动时对由保护管(14)定义的保护管容积(22)进行排气。
2.按照权利要求1所述的弹簧系统(10)，
其特征在于，
所述保护管支承段(19)设计为所述支承体(17)的集成的和/或整体的组成部分。
3.按照前述权利要求之一所述的弹簧系统(10)，
其特征在于，
所述排气段(21)设计在所述保护管支承段(19)内和/或所述保护管支承段(19)上。
4.按照前述权利要求之一所述的弹簧系统(10)，
其特征在于，
所述排气段(21)具有多个排气通道(23)，这些排气通道设计在围绕所述附加弹簧接触段(15)的圆形轨道上，其中，所述圆形轨道与所述螺旋弹簧支承面(18)同轴地延伸。
5.按照前述权利要求之一所述的弹簧系统(10)，
其特征在于，
所述保护管支承段(19)凸缘状地设计在所述支承体(17)的朝向保护管(14)的端部区段上。
6.按照前述权利要求之一所述的弹簧系统(10)，
其特征在于，
所述螺旋弹簧支承面(18)设计为所述支承体(17)的集成的和/或整体的组成部分。
7.按照前述权利要求之一所述的弹簧系统(10)，
其特征在于，
所述排气段(21)具有至少一个穿过所述支承体(17)的贯穿孔(24)，用于对由所述保护管(14)定义的保护管容积(22)进行排气。
8.按照前述权利要求之一所述的弹簧系统(10)，
其特征在于，
所述支承体(17)具有外表面(25)，所述外表面具有多个凸起(26)和设计在这些凸起(26)之间的多个凹陷(17)，其中，通过所述凹陷(27)形成用于对所述保护管容积(22)进行排气的排气段(21)的排气通道(23)，并且在所述凸起(26)的端侧上设计有所述保护管支承段(19)的至少一部分。
9.一种用于按照前述权利要求之一所述的弹簧系统(10)的支承体(17)，所述支承体具有用于预紧地支承螺旋弹簧(11)的螺旋弹簧支承面(18)，其中，所述螺旋弹簧支承面(18)沿弹性运动方向(R1)设计在附加弹簧接触面(16)的后方，并且所述支承体具有保护管支承段(19)和排气段(21)，所述保护管支承段用于在所述车桥结构弹性运动时支承并且压缩保护管(14)，并且所述排气段用于在所述车桥结构弹性运动时对由保护管(14)定义的保护管容积(22)进行排气。
10.一种车辆(100)，具有车桥结构和按照权利要求1至8之一所述的、用于对所述车桥结构进行弹簧缓冲的弹簧系统(10)。
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