Блок подвесной рессоры для ходового механизма транспортного средства
Группа изобретений относится к блоку подвесной рессоры для ходового механизма транспортного средства. Блок подвесной содержит четыре листовые рессоры, находящиеся на расстоянии друг от друга и состоящие из многослойного волокнистого материала, концевые соединительные элементы, расположенные на концах четырех листовых рессор, и центральный соединительный элемент, который соединяет две пары листовых рессор через соответствующие упомянутые центральные зоны. Каждая из листовых рессор включает в себя центральную зону, имеющую неизменный профиль поперечного сечения. Каждый из концевых соединительных элементов соединяет пару четырех листовых рессор. Пары листовых рессор расположены последовательно. Две пары листовых рессор и центральный соединительный элемент задают направление движения рессор, имеющее изгиб. Достигается улучшение восприятия поперечных усилий, действующих на блок рессоры и обеспечение большего хода рессоры. 3 н. и 13 з.п. ф-лы.
Настоящее изобретение относится к блоку подвесной рессоры для ходового механизма транспортного средства, для размещения между кузовом транспортного средства и стойкой колеса, причём блок подвесной рессоры имеет листовые рессоры из многослойного волокнистого материала.
Из документа DE 101 41 432 А1 известен блок подвесной рессоры из двух листовых рессор, которые выполнены из минимизирующего вес многослойного волокнистого материала. Блок подвесной рессоры сформирован из двух элементов листовых рессор, которые имеют прогиб, причём внутренние стороны прогиба листовых рессор обращены друг к другу. На концах листовых рессор находятся концевые соединительные элементы, посредством которых обе листовые рессоры соединены друг с другом. При этом указано, что, по меньшей мере, две листовые рессоры из многослойного волокнистого материала могут образовывать блок подвесной рессоры, причём в случае конструкции с более чем двумя листовыми рессорами, они, вместо однослойного варианта осуществления, располагаются друг на друге в несколько слоёв, и посредством концевых соединительных элементов могут быть соединены друг с другом. Полученная таким образом штабелированная конструкция из элементов листовых рессор, которые изготовлены, по меньшей мере, из одного стального материала, известна, к примеру, из области транспортного автомобилестроения.
Для размещения блока подвесной рессоры между кузовом транспортного средства и держателем колеса в центральных зонах листовых рессор расположены центральные соединительные элементы в форме винтовых цапф, так что верхняя листовая рессора и нижняя листовая рессора могут быть свинчены с кузовом транспортного средства или с держателем колеса.
В процессе работы такого блока подвесной рессоры необходимо наличие минимального хода рессоры и предлагается использование стопоров, которые с внутренней стороны в области центральных зон размещены на листовых рессорах, так что противолежащие друг другу стопоры могут прилегать друг к другу в качестве упоров, когда на блок подвесной рессоры подаётся сжимающая нагрузка, вследствие чего максимальный ход рессоры сильно ограничивается.
Недостатком является то, что посредством представленной конструкции блока подвесной рессоры могут восприниматься лишь поперечные усилия, так как косая нагрузка на пару листовых рессор может быстро приводить к отказу в работе блока подвесной рессоры. В частности, в представленном варианте осуществления изобретения не выявляется возможность того, что пара листовых рессор может быть изогнута в поперченном направлении, и на необходимом сравнительно большом пути рессоры при использовании в ходовом механизме транспортного средства становится необходимым условием наличие большой длины в поперечном направлении листовых рессор, которая перпендикулярна направлению движения рессоры. Направление движения рессоры определено при этом положениями представленных центральных соединительных элементов. При многослойном варианте осуществления листовых рессор в форме пакета, когда листовые рессоры в представленном двухстороннем направлении прогиба листовых рессор, расположенных штабелеобразно, своими внутренними сторонами прогиба посредством концевых соединительных элементов соединяются друг с другом, может иметь место потеря двигательной энергии, которая в сочетании с буфером в виде блока подвесной рессоры для ходового механизма транспортного средства не нужна в блоке подвесной рессоры.
Задачей изобретения является усовершенствование блока подвесной рессоры для ходового механизма транспортного средства, для размещения между кузовом транспортного средства и держателем колеса. При этом блок подвесной рессоры при имеющем минимальный вес варианте осуществления должен лучше воспринимать поперечные усилия и обеспечивать больший ход рессоры.
Задача решена посредством блока подвесной рессоры, охарактеризованной признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты усовершенствования изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с изобретением предлагается блок подвесной рессоры для ходового механизма транспортного средства, для расположения между кузовом транспортного средства и держателем колеса, который имеет, по меньшей мере, четыре листовые рессоры из многослойного волокнистого материала, причём листовые рессоры между двумя концами рессор представляют собой плоскость и попарно, на расстоянии друг от друга, через концы рессор, посредством концевых соединительных элементов соединены друг с другом, так что образуется, по меньшей мере, две последовательно расположенные пары листовых рессор и, причём пары листовых рессор через образованные между концами рессор центральные зоны листовых рессор посредством центральных соединительных элементов соединены друг с другом.
За счёт конструкции блока подвесной рессоры в соответствии с изобретением из нескольких последовательно расположенных пар листовых рессор достигается преимущество явно увеличенного хода рессоры, так как общий ход рессоры блока подвесной рессоры образуется посредством суммирования отдельных ходов листовых рессор или пар листовых рессор. Листовые рессоры расположены при этом отдельно и либо посредством концевых соединительных элементов, либо посредством центральных соединительных элементов соединены друг с другом. В частности, для этого листовые рессоры располагаются относительно друг друга не в штабелях или пакетах, а также не располагаются плоскостно друг на друге. Благодаря этому, дополнительно достигается преимущество в том, что между листовыми рессорами не смогут оседать никакие загрязнения, которые могут повредить поверхность листовых рессор.
Блок подвесной рессоры может иметь, по меньшей мере, два центральных соединительных элемента для соединения пар листовых рессор, причём центральные соединительные элементы размещаются также на торцевых листовых рессорах в центральной зоне, для обеспечения возможности присоединении блока подвесной рессоры, к примеру, к кузову транспортного средства или к держателю колеса, и которые могут быть осуществлены иным образом, чем центральные соединительные элементы, которые расположены между листовыми рессорами. По меньшей мере, два из центральных соединительных элементов для соединения пар листовых рессор определяют направление движения рессоры, которое проходит через центральные соединительные элементы. Направление движения рессоры образует при этом направление, в котором блок подвесной рессоры сжимается, за счёт конструкции блока подвесной рессоры направление движение рессоры не должно, однако, образовывать прямую линию через блок подвесной рессоры, и блок подвесной рессоры может быть осуществлён, к примеру, также в форме дуги и сжиматься по ней.
Листовые рессоры блока подвесной рессоры могут быть выполнены ровными или в предпочтительном варианте иметь прогиб, причём попарно соединённые друг с другом посредством концевых соединительных элементов листовые рессоры своими внутренними сторонами прогиба ориентированы друг к другу. Следовательно, листовые рессоры обращены друг к другу своими внешними сторонами прогиба, которые соединены друг с другом посредством центральных соединительных элементов. Вдоль продольного расположения блока подвесной рессоры в направлении движения рессоры прогиб листовых рессор, таким образом, изменяется, так что листовые рессоры попарно своими внутренними сторонам прогиба и своими внешними сторонами прогиба обращены друг к другу или обращены друг от друга. Если листовые рессоры выполнены плоскими, то указанный вариант осуществления листовых рессор имеет место лишь в ненагруженном состоянии блока подвесной рессоры, и при сжимающей или растягивающей нагрузке на блок подвесной рессоры на листовых рессорах также образуется прогиб, так что внешние стороны прогиба двух листовых рессор, образующих пару листовых рессор, оказываются обращены друг к другу.
Описанная ранее задача блока подвесной рессоры с изогнутыми листовыми рессорами выявляется, в частности, в ненагруженном состоянии блока подвесной рессоры, и при сжимающей нагрузке блока подвесной рессоры изогнутые без приложения усилия листовые рессоры могут быть вытянуты в плоскость, так что предыдущее описание прогибов листовых рессор соответствует лишь ненагруженному состоянию блока подвесной рессоры.
Пары листовых рессор в перпендикулярном направлению движения рессор поперечном направлении могут быть выполнены с продольным расположением. При этом поперечные направления двух или более пар листовых рессор могут иметь одинаковую друг с другом или повёрнутую относительно друг друга вокруг направления движения рессоры ориентацию. Если пары листовых рессор в своих поперечных направлениях расположены с поворотом относительно друг друга, то поперечные усилия могут лучше восприниматься блоком подвесной рессоры, и пары листовых рессор могут посредством центральных соединительных элементов определять направление движения рессоры, которое имеет изгиб.
В качестве следующего преимущества многослойный волокнистый материал листовых рессор может иметь армирующие волокна, причём армирующие волокна могут располагаться в направлении листовых рессор, которое является продольным направлением между концами рессор. Посредством этого достигается оптимизация возможности восприятия нагрузки листовыми рессорами, и восприятие нагрузки листовыми рессорами улучшается по сравнению с макроскопически-однородным статистическим распределением волокон в многослойном волокнистом материале. Армирующие волокна могут быть совместно с другими волокнами, в частности, также расположенными перпендикулярно или по диагонали относительно направления расположения армирующих волокон, уложены в матрицу, к примеру, образованную посредством эпоксидной смолы.
Концевые соединительные элементы могут быть изготовлены из резины, из полимерного материала или из металла, и имеют два осуществлённых, в частности, с наклоном, приёмных шлица, в которые могут быть помещены концы листовых рессор. За счёт уменьшенных отдельных ходов пар листовых рессор, которые удерживаются посредством концевых соединительных элементов, уменьшается перемещение концов рессор в приёмных шлицах, вследствие чего соединение между листовыми рессорами и концевыми соединительными элементами нагружается меньше. Также концевые соединительные элементы могут быть образованы из более жёсткого материала, благодаря чему несущая способность блока подвесной рессоры повышается.
По меньшей мере, один центральный соединительный элемент может быть соединён с листовыми рессорами таким образом, что листовые рессоры с неизменным поперечным сечением проходят место соединения с центральным соединительным элементом. Вследствие этого, имеет место повышение грузоподъёмности и упрощение изготовления листовых рессор, структура которых, за счёт наличия центральных соединительных элементов, не ослабляется. В качестве особого преимущества поперечное сечение, с которым листовые рессоры проходят между концами рессор, по всей длине листовых рессор в поперечном направлении может быть выполнено неизменным, то есть постоянным.
Листовые рессоры между своими концами в ненагруженном состоянии могут быть выполнены дугообразными, в форме параболы или прямыми. К примеру, листовые рессоры в поперченном направлении между элементами листовых рессор могут быть осуществлены также изогнутыми, в частности, однако, листовые рессоры с обеих сторон расположения центральных соединительных элементов сформированы симметрично.
В соответствии со следующим предпочтительным вариантом осуществления блока подвесной рессоры в соответствии с изобретением может быть предусмотрен, по меньшей мере, один направляющий элемент, через который проведены пары листовых рессор, в частности, для предотвращения поворота пар листовых рессор вокруг направления движения рессоры. Отдельные листовые рессоры или пары листовых рессор могут при этом при сжатии скользить в направляющем элементе для обеспечения подвижности листовых рессор относительно, к примеру, стационарно расположенного направляющего элемента. К примеру, также два направляющих элемента могут с противоположных сторон ограждать листовые рессоры, и, к примеру, листовые рессоры могут быть посредством концевых соединительных элементов проведены в направляющем элементе. Также возможно, чтобы направляющий элемент или направляющие элементы образовали корпус, который предохраняет листовые рессоры от влажности и загрязнений.
Другие, способствующие улучшению изобретения, мероприятия поясняются далее более детально совместно с описанием предпочтительного примера осуществления изобретения на основании фигур, на которых представлено следующее:
фиг.1 – схематичный вид блока подвесной рессоры с листовыми рессорами из многослойного волокнистого материала, и
фиг.2 – блок подвесной рессоры в соответствии с фиг.1 в нагруженном состоянии, причём направление движения рессоры блока подвесной рессоры имеет изгиб.
Фиг.1 демонстрирует блок 1 подвесной рессоры на схематичном виде с листовыми рессорами 11, которые изготовлены из многослойного волокнистого материала, и образуют корпус рессоры блока 1 подвесной рессоры. Блок 1 подвесной рессоры не изображённым более детально способом может быть предназначен для ходового механизма транспортного средства и может располагаться, к примеру, между кузовом транспортного средства и опорой колеса и, тем самым, образовывать элемент ходового механизма транспортного средства.
Листовые рессоры 11 имеют между двумя концами рессор плоскую, изогнутую поверхность, и эти листовые рессоры 11 попарно, на расстоянии друг от друга, через концы 11а рессор, посредством концевых соединительных элементов 12 соединены друг с другом, благодаря чему образуются три последовательно расположенные пары 10 листовых рессор.
Листовые рессоры 11 в ненагруженном состоянии осуществлены с прогибом и внутренние стороны прогиба листовых рессор 11 для образования каждой пары 10 листовых рессор обращены друг к другу. В качестве примера представлены три пары 10 листовых рессор в общей сложности с шестью листовыми рессорами 11. В отличие от представленного в качестве примера изображения блока 1 подвесной рессоры с тремя парами 10 листовых рессор, блок 1 подвесной рессоры может образовывать также две или более чем три пары 10 листовых рессор, соответственно, с двумя листовыми рессорами 11.
Посередине между концами 11а рессоры листовые рессоры 11 имеют центральные зоны 11b, и через центральные зоны 11b листовые рессоры 11 из смежных пар 10 листовых рессор посредством центральных соединительных элементов 13 соединены друг с другом. Другие центральные соединительные элементы 13 представлены на расположенных с внешней стороны листовых рессорах 11 для периферийного подсоединения и для введения усилия в блок 1 подвесной рессоры.
Центральные соединительные элементы 13 определяют направление 14 движения рессоры, которое проходит через центральные соединительные элементы 13. Блок 1 подвесной рессоры представлен в ненагруженном состоянии, так что направление 14 движения рессоры прямолинейно. Перпендикулярно направлению 14 движения рессоры определено поперечное направление 15, и листовые рессоры 11 располагаются своим поперечным сечением продольно в поперечном направлении 15. Концевые соединительные элементы 12 могут быть изготовлены из резинового материала и имеют приёмные шлицы 16, которые выполнены по типу карманов, и в которые помещаются концы 11а листовых рессор 11. Концы 11а рессор могут быть при этом вклеены в приёмные шлицы 16.
Фиг.2 демонстрирует блок 1 подвесной рессоры под нагрузкой, отмеченной двумя стрелками, которые обозначают усилия, приложенные к расположенным с внешней стороны центральным соединительным элементам 13 на листовых рессорах 11. За счёт нагружения в направлении 14 движения рессоры через центральные соединительные элементы 13 формируется изгиб, причём лишь в качестве примера три пары 10 листовых рессор в своём поперечном направлении 15 относительно направления 14 движения рессоры имеют одинаковую друг с другом ориентацию. Для стабилизации ориентации пар 10 листовых рессор относительно направления 14 движения рессоры схематично показан направляющий элемент 17, который направляет три пары 10 листовых рессор по концевым соединительным элементам 12. Направляющий элемент 17 может быть выполнен, к примеру, таким образом, что ориентация поперечного направления 15 относительно направления 14 движения рессоры остаётся неизменной, однако, направляющий элемент 17 может быть упруго подтянут в направлении 14 движения рессоры для предотвращения внешней нагрузки на пару 10 листовых рессор в направлении 14 движения рессоры, или же концевые соединительные элементы 12 могут быть подтянуты к направляющему элементу 17 в направлении 14 движения рессоры и скользить по нему.
За счёт последовательного расположения пар 10 листовых рессор выявляется общий ход рессор блока 1 подвесной рессоры, который представляет собой сумму отдельных ходов пар 10 листовых рессор. Листовые рессоры 11 сформированы в форме прямоугольника и имеют в поперечном направлении 15 продольное расположение.
Изобретение не ограничивается в своём варианте осуществления ранее представленным предпочтительным примером осуществления. Более того, возможно несколько вариантов, которые при представленном варианте решения используются и в случае принципиально других вариантах осуществления. Все вытекающие из формулы изобретения, из описания или из чертежей признаки и/или преимущества, включая конструктивные детали или пространственные расположения, могут являться существенными для изобретения как сами по себе, так и в различных комбинациях друг с другом.
1. Блок подвесной рессоры для ходового механизма транспортного средства, расположенный между кузовом транспортного средства и стойкой колеса, содержащий:
по меньшей мере, четыре листовые рессоры, находящиеся на расстоянии друг от друга и состоящие из многослойного волокнистого материала, причём каждая из листовых рессор включает в себя центральную зону, расположенную в центре между двумя концами рессор, при этом каждая центральная зона имеет неизменный профиль поперечного сечения;
концевые соединительные элементы, расположенные на концах, по меньшей мере, четырех листовых рессор, причем каждый из концевых соединительных элементов соединяет пару, по меньшей мере, четырех листовых рессор, так что, по меньшей мере, две пары листовых рессор расположены последовательно;
и, по меньшей мере, один центральный соединительный элемент, который соединяет, по меньшей мере, две пары листовых рессор через соответствующие упомянутые центральные зоны, причем, по меньшей мере, две пары листовых рессор и, по меньшей мере, один центральный соединительный элемент задают направление движения рессор, имеющее изгиб.
2. Блок подвесной рессоры по п.1, содержащий, по меньшей мере, два центральных соединительных элемента, причем направление движения рессор, обладающее кривизной, проходит, по меньшей мере, через два центральных соединительных элемента.
3. Блок подвесной рессоры по п.1, в котором каждая из, по меньшей мере, четырех листовых рессор содержит прогиб, причем относительно каждой из, по меньшей мере, двух пар листовых рессор внутренние поверхности прогибов листовых рессор обращены друг к другу.
4. Блок подвесной рессоры по п.3, содержащий, по меньшей мере, два центральных соединительных элемента, причем направление движения рессор, имеющее изгиб, проходит через, по меньшей мере, два центральных соединительных элемента, при этом каждая из, по меньшей мере, двух пар листовых рессор включает в себя продольное расположение в направлении, перпендикулярном направлению движения рессор.
5. Блок подвесной рессоры по п.4, в котором поперечные направления по меньшей мере, двух пар листовых рессор направлены либо одинаково, либо повернуты относительно направления движения рессор друг относительно друга.
6. Блок подвесной рессоры по п.1, в котором многослойный волокнистый материал имеет армирующие волокна, которые расположены между концами рессор.
7. Блок подвесной рессоры по п.1, в котором концевые соединительные элементы содержат резину, полимерный материал или металл, причем каждый из концевых соединительных элементов содержит шлицы, в которые вставляют концы листовых рессор.
8. Блок подвесной рессоры по п.1, в котором между концами рессор в ненагруженном состоянии, по меньшей мере, четыре листовые рессоры имеют дугообразную конфигурацию, параболическую конфигурацию или прямолинейную конфигурацию.
9. Блок подвесной рессоры по п.1, содержащий:
по меньшей мере, два центральных соединительных элемента, причем направление движения рессор, имеющее изгиб, проходит через, по меньшей мере, два центральных соединительных элемента, и
направляющий элемент, предотвращающий поворот, по меньшей мере, двух пар листовых рессор вокруг направления движения рессоры.
10. Блок подвесной рессоры для ходового механизма транспортного средства, расположенный между кузовом транспортного средства и стойкой колеса, содержащий четыре листовые рессоры, состоящие из многослойного волокнистого материала, причём каждая из листовых рессор имеет центральную зону, расположенную в центре между двумя концами рессор, и они соединены друг с другом парами на расстоянии друг от друга посредством концевых соединительных элементов на концах рессор, формируя при этом две пары листовых рессор, расположенных последовательно, и при этом две пары листовых рессор соединены друг с другом в соответствующих упомянутых центральных зонах посредством центральных соединительных элементов, причем две пары листовых рессор и центральный соединительный элемент задают направление движения рессоры, имеющее изгиб.
11. Блок подвесной рессоры по п.10, содержащий две дополнительные листовые рессоры, образующие пару листовых рессор, соединенных с двумя парами листовых рессор посредством другого центрального соединительного элемента.
12. Блок подвесной рессоры для ходового механизма транспортного средства, расположенный между кузовом транспортного средства и стойкой колеса, содержащий:
четыре листовые рессоры, находящиеся на расстоянии друг от друга и состоящие из многослойного волокнистого материала, причём каждая из листовых рессор имеет центральную зону и центральную точку, расположенную в центре между двумя концами рессоры, при этом каждая центральная зона имеет неизменный и неослабленный профиль поперечного сечения;
четыре концевых соединительных элемента, расположенных на концах четырех листовых рессор; каждый из концевых соединительных элементов имеет верхний участок, нижний участок, твердый центральный участок между верхним и нижним участками, первый карман непосредственно между верхним участком и центральным участком и второй карман непосредственно между центральным участком и нижним участком; каждый из концевых соединительных элементов соединяет пару соответствующих листовых рессор в первом кармане и во втором кармане, так что две пары листовых рессор располагаются последовательно, и
центральный соединительный элемент, соединяющий две пары листовых рессор в соответствующих указанных центральных зонах;
причем, когда блок подвесных рессор находится в ненагруженном состоянии, каждая из центральных точек лежит на первой прямой.
13. Блок подвесных рессор по п.12, в котором, когда блок подвесных рессор находится в ненагруженном состоянии:
для двух концевых соединительных элементов верхний участок, центральный участок и нижний участок оканчиваются вдоль второй прямой в первом и втором карманах; причем вторая прямая параллельна первой прямой; и
для других двух концевых соединительных элементов верхний участок, центральный участок и нижний участок оканчиваются вдоль третьей прямой в первом и втором карманах; причем третья прямая параллельна первой и второй прямым.
14. Блок подвесной рессоры по п.13, в котором для каждого концевого соединительного элемента верхний участок, центральный участок и нижний участок все вместе задают плоскую ближнюю поверхность; причем плоская ближняя поверхность двух концевых соединительных элементов коллинеарна второй прямой; а плоская ближняя поверхность других двух концевых соединительных элементов коллинеарна третьей прямой.
15. Блок подвесной рессоры по п.12, в котором, когда блок подвесных рессор находится в нагруженном состоянии, каждая из центральных точек лежит на первой кривой.
16. Блок подвесной рессоры по п.12, в котором центральный соединительный элемент выполнен гибким.
