本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1前序部分的特征的彈簧、尤其是板簧。

背景技術(shù)：

在車輛制造中已知，使車輛的車輪和車身彼此相對彈性運(yùn)動(dòng)。尤其是在非常大和重的車輛中，為此使用板簧，因?yàn)橥ㄟ^簡單的結(jié)構(gòu)覆蓋了各種各樣的負(fù)載要求。此外，板簧可以簡單地維護(hù)并且在損壞時(shí)又可以簡單地修復(fù)。

由現(xiàn)有技術(shù)已知，將板簧設(shè)計(jì)為兩件式的，其中，例如在沒有負(fù)載的運(yùn)行中或者在低負(fù)載的運(yùn)行中，第一部件承擔(dān)較小的力，并且例如當(dāng)配備有板簧的車輛在高負(fù)載下時(shí)，第二部件支撐地作用。通過兩個(gè)部件的這種組合，實(shí)現(xiàn)了彈簧特征曲線有利的變化。然而，當(dāng)?shù)诙椈刹考饔脮r(shí)，過渡是跳躍式的，這對配備有這種兩件式彈簧的車輛的行駛特性有不利影響。彈簧特征曲線具有彎折位置，該彎折位置尤其是對車輛的行駛特性有不利影響。

此外，這種兩件式的板簧具有比一件式的實(shí)施方式高很多的重量，這對配備有這種彈簧的車輛的能耗有不利影響。此外，車輛的總重量增加，由此允許的最高負(fù)載降低。

為了使過渡更平穩(wěn)，由現(xiàn)有技術(shù)已知的是：替代兩件式的彈簧結(jié)構(gòu)，使用多件式的彈簧結(jié)構(gòu)。然而，由此一方面無法實(shí)現(xiàn)真正漸進(jìn)的彈簧特征曲線。另一方面，已知的由彈簧高的自重引起的問題被放大。

由de102013107889a1已知一種一件式的、具有漸進(jìn)的特征曲線的板簧。該彈簧可以緩沖出現(xiàn)的豎向力分量。然而不利的是：無法緩沖出現(xiàn)的水平力分量。這尤其在車輛制動(dòng)時(shí)是不利的，因?yàn)閺椈稍谥苿?dòng)過程中壓縮，由于此時(shí)出現(xiàn)的水平力分量提高了彈簧斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。

為了能夠使彈簧的長度變化(尤其是在制動(dòng)時(shí))在出現(xiàn)水平力分量時(shí)被抵消，已知的是：彈簧(通常為彈簧在安裝位置中的后端部)通過可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置于車輛底盤上的吊耳與車輛底盤連接。彈簧的另一端部通常位置固定地與車輛底盤連接。吊耳意味著如下缺點(diǎn)：必須安裝帶有附加重量的附加構(gòu)件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于，克服上述缺點(diǎn)。

按照本發(fā)明，所述目的通過具有權(quán)利要求1特征的彈簧得以實(shí)現(xiàn)。

按照本發(fā)明的彈簧的優(yōu)選的和有利的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。

按照本發(fā)明的彈簧的特征在于，在未受載狀態(tài)中，至少一個(gè)鄰接于中間區(qū)域的邊緣區(qū)域具有沿著第一彎曲方向的彎曲部以及第一頂點(diǎn)(第一彎曲區(qū)域)，其中，所述第一頂點(diǎn)位于中軸線的一側(cè)，并且該邊緣區(qū)域在朝向其端部區(qū)域的方向上具有沿著第二彎曲方向的彎曲部以及第二頂點(diǎn)(第二彎曲區(qū)域)，其中所述第二彎曲方向與第一彎曲方向相反，并且所述第二頂點(diǎn)位于中軸線的與第一頂點(diǎn)相對置的一側(cè)。

通過彈簧的上述幾何形狀得到各種不同的優(yōu)點(diǎn)：

按照本發(fā)明制造的彈簧可以具有高度非線性的、尤其是漸近的特征曲線，這對配備有按照本發(fā)明的彈簧的車輛的行駛特性有有利作用。

此外，按照本發(fā)明的彈簧不僅可以緩沖豎向力分量，而且可以緩沖水平力分量，所述水平力分量尤其出現(xiàn)在制動(dòng)過程中，因?yàn)榈谝粡澢鷧^(qū)域在一定程度上在彈簧中作為彈簧作用。因此，彈簧斷裂的風(fēng)險(xiǎn)顯著降低。此外，可以棄用吊耳，因?yàn)閺椈勺陨淼窒嗽谄渌闆r下發(fā)生的長度變化。由于可以完全避免整個(gè)長度、亦即從彈簧的一個(gè)縱向端部到另一縱向端部的距離發(fā)生改變，所以彈簧可以在兩個(gè)端部處都位置固定地、例如通過卷繞的環(huán)眼設(shè)置于車輛底盤上。

此外，在板簧的一件式(一體式)的設(shè)計(jì)方案中，整個(gè)彈簧的材料和重量可以得以節(jié)省，這既使制造更加經(jīng)濟(jì)，又減小了車輛的總重。

在本發(fā)明的框架中可以規(guī)定，第二彎曲區(qū)域設(shè)置為直接鄰接于第一彎曲區(qū)域，其中這兩個(gè)區(qū)域彼此過渡。

在本發(fā)明的一種尤其優(yōu)選的實(shí)施方式中規(guī)定，彈簧具有上側(cè)和下側(cè)，其中所述上側(cè)在車輛中的安裝位置中朝向車輛底盤，彈簧的第一頂點(diǎn)位于中軸線的一側(cè)，所述下側(cè)位于該側(cè)。

此外優(yōu)選的是：所述邊緣區(qū)域的端部區(qū)域從第二頂點(diǎn)出發(fā)向一側(cè)傾斜，所述中間區(qū)域位于該側(cè)。因此，在負(fù)載升高時(shí)，彈簧有效長度的功能性的縮短得到支持。

在本發(fā)明的框架中，各邊緣區(qū)域可以成型為彼此對稱的或者非對稱的。非對稱成型的彈簧的優(yōu)點(diǎn)在于：一個(gè)邊緣區(qū)域可以設(shè)計(jì)為相對扁平的，即，沒有或者僅有較小設(shè)計(jì)的第一彎曲區(qū)域，其中彈簧與車輛底盤發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)較小。出現(xiàn)的水平力分量可以通過帶有第一彎曲區(qū)域的另一邊緣區(qū)域得到緩沖。

在本發(fā)明的框架中，彈簧可以包含彈簧鋼或者復(fù)合材料。相對于復(fù)合材料，彈簧鋼的優(yōu)點(diǎn)在于彈簧發(fā)生斷裂的風(fēng)險(xiǎn)較小。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中規(guī)定，鄰接于中間區(qū)域的邊緣區(qū)域從中間區(qū)域的端部出發(fā)到第一頂點(diǎn)相對于中軸線以角度(α)傾斜，其中所述角度(α)在從1°到85°的區(qū)域中、優(yōu)選在從10°到60°的區(qū)域中、尤其優(yōu)選在從20°到45°的區(qū)域中、特別是等于25°。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中規(guī)定，頂點(diǎn)軸線從第一頂點(diǎn)延伸到第二頂點(diǎn)，該頂點(diǎn)軸線相對于中軸線以角度(β)傾斜，其中所述角度(β)在從1°到85°的范圍中、優(yōu)選在從10°到70°的范圍中、尤其優(yōu)選在從20°到60°的范圍中、特別是在從45°到55°的范圍中。

在本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式中規(guī)定，至少一個(gè)端部區(qū)域相對于中軸線以角度(γ)傾斜，其中所述角度(γ)在從-90°到90°的范圍中、優(yōu)選在從-60°到60°范圍中、尤其優(yōu)選在從-10°到45°的范圍中、特別是等于15°。

提出彈簧的一種應(yīng)用，其中，作用在第一彎曲區(qū)域上的力向量基本上平行于中軸線延伸，并且作用在第二彎曲區(qū)域上的力向量基本上垂直于中軸線延伸。

此外，提出一種帶有按照本發(fā)明的彈簧的車輛。

附圖說明

本發(fā)明優(yōu)選的和有利的實(shí)施方式由下文中參考附圖的說明得出，在這些附圖中示出了優(yōu)選的實(shí)施方式。圖中示出:

圖1和2為按照本發(fā)明的彈簧的一種實(shí)施方式，

圖3和4為按照本發(fā)明的彈簧的另一實(shí)施方式，

圖5a至5c為按照本發(fā)明的彈簧在各種不同的負(fù)載狀態(tài)下，其中與車輛底盤的連接示意性地示出，

圖6a到6c為按照現(xiàn)有技術(shù)的彈簧在類似于圖5a至5c所示出的負(fù)載狀態(tài)下，其中與車輛底盤的連接示意性地示出，并且

圖7為根據(jù)圖5a至5c的彈簧的彈簧特征曲線。

具體實(shí)施方式

在圖1至4中示出按照本發(fā)明的板簧1的實(shí)施方式，該板簧由彈簧鋼制成并且在基本上未受載的狀態(tài)中。板簧1分別具有一個(gè)帶有中軸線3的中間區(qū)域2以及兩個(gè)邊緣區(qū)域4。所述邊緣區(qū)域4分別具有端部區(qū)域5。根據(jù)圖1至4，鄰接中間區(qū)域2的右邊緣區(qū)域4具有第一彎曲區(qū)域6，該第一彎曲區(qū)域具有第一彎曲方向和第一頂點(diǎn)7，其中所述第一頂點(diǎn)7位于中軸線3的下側(cè)。該邊緣區(qū)域4在朝向其端部區(qū)域5方向上接著具有第二彎曲區(qū)域8，該第二彎曲區(qū)域具有第二彎曲方向和第二頂點(diǎn)9，其中所述第二彎曲方向與第一彎曲方向相反，并且所述第二頂點(diǎn)9位于中軸線3的上側(cè)。右邊緣區(qū)域4的端部區(qū)域5從第二頂點(diǎn)9出發(fā)向一側(cè)傾斜，中間區(qū)域2位于該側(cè)上。

在圖1至4中示出的板簧1的上部的側(cè)是其在車輛中的安裝位置中朝向車輛底盤的上側(cè)10。

端部區(qū)域5分別具有用于將板簧1與車輛底盤連接的機(jī)構(gòu)11，其中所述機(jī)構(gòu)11在所示出的實(shí)施例中為卷起的環(huán)眼。在按照本發(fā)明的板簧1中，也可以設(shè)置其他用于將板簧1與車輛底盤連接的機(jī)構(gòu)11。根據(jù)板簧1的類型，兩個(gè)機(jī)構(gòu)11可以都是環(huán)眼。也可以：一個(gè)機(jī)構(gòu)11是卷起的環(huán)眼或者一體成型的、例如在端部區(qū)域5中加工出的環(huán)眼，與之相反地，另一端部區(qū)域5可以取代環(huán)眼而基本上扁平地延伸。

在根據(jù)圖3和4的實(shí)施方式中，鄰接于所述中間區(qū)域2的邊緣區(qū)域4從中間區(qū)域2的端部12出發(fā)到第一頂點(diǎn)7相對于中軸線3以大約20°的角度(α)傾斜。頂點(diǎn)軸線13從第一頂點(diǎn)7延伸直到第二頂點(diǎn)9，所述頂點(diǎn)軸線相對于中軸線3以大約55°的角度(β)傾斜。右端部區(qū)域5相對于中間區(qū)域2所位于的中軸線3以一個(gè)角度(γ)傾斜，其中所述角度(γ)約為25°。

圖5a至5c示出，板簧1從圖5a到圖5c在負(fù)載升高時(shí)是如何變形的。圖5a對應(yīng)于基本上未受載的狀態(tài)。圖5b對應(yīng)于正常負(fù)載的狀態(tài)，在該狀態(tài)中車輛停車。圖5c對應(yīng)于高負(fù)載的狀態(tài)，在該狀態(tài)中車輛運(yùn)動(dòng)。

在圖5a中，板簧1的有效長度基本上是板簧1的整個(gè)長度，因?yàn)榘寤?在整個(gè)長度上以顯著程度彈性運(yùn)動(dòng)。在負(fù)載升高時(shí)，右邊緣區(qū)域4、尤其是其端部區(qū)域5較大幅度地向中間區(qū)域2傾斜，亦即：邊緣區(qū)域4較大幅度地向中軸線3傾斜。通過相對于端部區(qū)域的縱向以較小的角度在那里作用的豎向力向量，在邊緣區(qū)域中的彎矩會(huì)變小，從而邊緣區(qū)域4較小地彈性運(yùn)動(dòng)。由此，板簧1的有效長度縮短。由于板簧1有效長度的縮短結(jié)合負(fù)載的升高，產(chǎn)生了漸進(jìn)的彈簧特征曲線，如其在圖7中示例性地示出的那樣。因此，彈簧剛度隨著負(fù)載的升高并且取決于該負(fù)載連續(xù)增大。

從圖5a至5c，雖然板簧1的有效長度縮短了，但板簧1的整個(gè)長度、亦即從板簧1的第一端部到第二端部的距離通過第一彎曲區(qū)域6基本保持不變。由此，板簧1可以在兩個(gè)縱向端部處通過板簧容納部14位置固定地與車輛底盤15連接。

從圖5a至5c，中間區(qū)域2的位置以如下方式發(fā)生改變：該中間區(qū)域在負(fù)載升高時(shí)靠近車輛底盤15。在此，板簧1的形狀以如下方式發(fā)生改變：第一彎曲區(qū)域6越來越平地延伸，其中角度(γ)越來越小，角度(β)同樣越來越小。

圖6a至6c示出按照現(xiàn)有技術(shù)的板簧16，該板簧在類似于圖5a至5c所示的負(fù)載狀態(tài)下，其中，與車輛底盤15的連接同樣示意性地示出?？梢姡寤?6的中間區(qū)域17在負(fù)載升高時(shí)靠近車輛底盤15。由此，板簧16的整個(gè)長度在負(fù)載升高時(shí)發(fā)生改變，其中，從板簧16的第一端部到第二端部的距離在負(fù)載升高時(shí)增加。由此，板簧16無法在兩個(gè)縱向端部處通過板簧容納部14位置固定地與車輛底盤15連接。在圖6a至6c中，僅板簧16的左端部通過板簧容納部14位置固定地與車輛底盤15連接。板簧16的右端部(通常在安裝位置中的后端部)與可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置于車輛底盤上的吊耳18連接。

在圖7中示出根據(jù)圖5a至5c所示的板簧1的漸進(jìn)的彈簧特征曲線。該彈簧特征曲線沒有尤其是對車輛的行駛特性有不利影響的彎折位置。彈簧特征曲線直到點(diǎn)17的分布可以基本上配設(shè)給根據(jù)圖5b的負(fù)載狀態(tài)。彈簧特征曲線從點(diǎn)17開始的分布可以基本上配設(shè)給根據(jù)圖5c的負(fù)載狀態(tài)。

總而言之，本發(fā)明的實(shí)施例可以進(jìn)行如下說明：

一種彈簧、尤其是板簧，該彈簧用于結(jié)合車輛使用，該彈簧包括：中間區(qū)域，所述中間區(qū)域具有中軸線；以及包括兩個(gè)邊緣區(qū)域，所述邊緣區(qū)域分別具有一個(gè)端部區(qū)域。在未受載狀態(tài)中，至少一個(gè)鄰接于中間區(qū)域的邊緣區(qū)域具有第一彎曲區(qū)域，該第一彎曲區(qū)域具有第一彎曲方向和第一頂點(diǎn)，其中所述第一頂點(diǎn)位于所述中軸線的一側(cè)。該邊緣區(qū)域在朝向其端部區(qū)域的方向上具有第二彎曲區(qū)域，該第二彎曲區(qū)域具有第二彎曲方向和第二頂點(diǎn)，其中所述第二彎曲方向與第一彎曲方向相反，并且所述第二頂點(diǎn)位于中軸線的與第一頂點(diǎn)相對置的一側(cè)。