[发明专利]用于机动车轮悬架的弹簧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的、用于机动车轮悬架的车桥调节器。这种车桥调节器既可用于前桥，也可用于后桥。可以为每个车轮设置这种车桥调节器，由此可以调整每个车轮的主动的力。

背景技术

这种车桥调节器例如由DE102009005899A1公开。车桥调节器具有一可借助执行器操作的扭杆弹簧，其在车辆横向上一直约延伸至车辆横向中央并在车轮侧作用于一从动杆，该从动杆又铰接在轮悬架的车轮导向元件上。在DE102009005899A1中该扭杆弹簧实施成多件式并且嵌套式布置，其中设有两个位于径向外部的空心杆以及一个位于径向内部的弹簧钢质实心杆，这些杆通过例如花键啮合相互传力连接。

在DE102009005899A1所公开的扭转弹簧系统中，弹簧功在与车轮的弹入和弹出运动相互作用的情况下被吸收或加强。同时可以借助执行器使力矩叠加，也就是说扭转弹簧根据需要被加载或释放。由于设有作为主弹簧的承载弹簧，仅须利用扭转调节器调节出与车轮载荷变化成比例的调节力。主弹簧和扭转弹簧的弹力持续地被叠加，具体而言根据这要求怎样的行驶状况也及这规定了怎样的控制来叠加。在扭转弹簧系统的输出部上存在一在端部上与一连杆铰接的摇臂。连杆使摇臂与连接到车轮的梯形控制臂连接。由此可以使在扭转调节器中产生的扭矩通过如下负载路径最终作为线性调节力传递到车轮上：发动机/变速器/扭转弹簧/摇臂/连杆/梯形控制臂/车轮。

在上述的扭转弹簧系统中，扭杆弹簧仅由两个部件——即管状弹簧和实心杆弹簧——组成。而扭转摇臂、即从动杆在不影响系统的总弹性系数的情况下实施成完全是刚性的。如果在此情况下例如希望实现软的扭杆弹簧，那么作为第一措施必须降低管状弹簧和/或实心杆弹簧的直径。但降低直径将会降低扭转弹簧杆的工作能力/动态性能，同时还会过分增加应力，使得管状弹簧和杆弹簧必然被加长。但由于在轮悬架区域中的极其苛刻的空间条件，这种长度改变是不可能实施的。其结果是，尤其在总弹簧刚性的降低不可避免的小型车系中，这种类型的扭转调节器由于高充填密度而不能被装入。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种车桥调节器，其中可以以结构和构造方面简单的手段来影响车桥调节器的总弹性系数。

该目的由权利要求1的特征实现。本发明具有优点的和尤其符合目的的实施方案在从属权利要求中给出。

本发明特别涉及一种车桥调节器结构，其中扭杆弹簧的从动杆不直接地、而是在中间连接有连接杆的情况下铰接在车轮导向元件上。该连接杆通过铰接装置——如球节或其他转动接头——不仅与车轮导向元件、而且与从动杆连接。根据本发明提出，与从动杆连接的连接杆不再是刚性的、即无弹性的，而是实施成具有特定弹簧刚度的弹性元件。由此，以简单的方式给扭杆弹簧串联地串接或叠加该弹性元件，该弹性元件使弹簧系统的弹簧刚度降低并使扭杆弹簧的扭转载荷降低。由此使得在必要时可以使用在直径上更小的、重量方面更有利的扭杆弹簧。

扭杆弹簧可以实施成嵌套式的扭转弹簧系统，其包括管状弹簧和实心杆弹簧。该系统由此利用作为第三弹性部件的连接杆来扩展。由此，可以在保留几何尺寸、也就是扭转弹簧系统的长度的情况下向下修改总弹簧刚度。相应地，即使对于其中需要降低轮悬架的总弹簧刚度的小型车系也能安装该车桥调节器。

优选地，连接杆可以是C形的弯曲弹簧，特别是板簧。所述弯曲弹簧的固定点通过上述铰接装置铰接在从动杆上并铰接在车轮导向元件上。考虑到缩减重量，重量优化的连接杆结构是有意义的。因此该实施成C形板簧的连接杆可以优选具有大致为镰刀形的侧面轮廓，带有材料厚度较大的中部区域，该中部区域向铰接装置侧的弹簧固定点渐缩。以这种方式可以将连接杆在很大程度上实施成弯曲应力相同（分布均匀）的可弯梁，其中在行驶中产生均匀分布的部件应力。

借助铰接连接实现了：车轮导向元件不会对实施为弯曲弹簧的连接杆施加由行驶引起的、引起翘曲的干扰力矩。

此外对于进一步重量优化的结构有利的是，C形的板簧由横截面至少部分为矩形的扁材制成。该扁材优选在安装位置中这样定向：使其以扁侧面向由所述板簧C形地围出的结构空间。在由板簧围出的结构空间中可以为了封装优化而以结构空间有利的方式设置一附加的底盘元件。

连接杆优选可以大致竖立取向地设置在其两个铰接点之间。相应地，连接杆的两个弹簧固定点可以在构造位置中沿竖向对准地叠置。

连接杆可以由弹簧钢制成。在重量优化方面具有优点的是，连接杆由纤维复合材料（Faser-Verbund-Werkstoff）——如由碳素纤维增强的合成材料——制成。