ТРЕХТОЧЕЧНЫЙ РЫЧАГ ПОДВЕСКИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРЕХТОЧЕЧНОГО РЫЧАГА ПОДВЕСКИ
THREE-POINT SUSPENSION ARM AND METHOD FOR MANUFACTURING THREE-POINT SUSPENSION ARM

Настоящее изобретение относится к трехточечному рычагу подвески с признаками ограничительной части формулы изобретения по п. 1 формулы изобретения и к способу изготовления трехточечного рычага подвески с признаками ограничительной части формулы изобретения по п. 14 формулы изобретения.
Трехточечные рычаги подвески применяются в сфере грузовых автомобилей в седельных тягачах, чтобы присоединять ось к раме конструкции. Они в значительной мере способствуют поперечному перемещению и продольному перемещению оси. Трехточечный рычаг подвески направляет ось на верхнем уровне рычагов подвески и оказывает влияние на ходовые качества грузового автомобиля. Во время режима движения грузового автомобиля каждый трехточечный рычаг подвески подвержен действию высоких продольных нагрузок и высоких поперечных нагрузок, а также боковых качек, которые возникают, например, при движении грузового автомобиля по кривой. Вследствие этого предъявляются особые требования к жесткости таковых.
Из DE 102014214827 A1 известен многоточечный рычаг подвески, который выполнен по существу из волокнистой полимерной композитной структуры. Волокнистая полимерная композитная структура выполнена монолитной и сплошной без армирующей структуры.
В JP Н10 109511 А описан рычаг подвески с двумя, находящимися со стороны кузова конечными звеньями из легкого металла для присоединения к кузову транспортного средства и с находящимся со стороны колеса конечным звеном из легкого металла для присоединения к колесу транспортного средства. Между находящимися со стороны кузова конечными звеньями и находящимся со стороны колеса конечным звеном расположено по сердечнику из полимерной пены. Находящиеся со стороны кузова конечные звенья, находящееся со стороны колеса конечное звено и сердечники расположены между двумя пластинами из армированного волокном полимера. Выполненная таким образом структура окружена оболочкой из армированного волокном полимера.
В US 4650620 А описан рычаг подвески с сердечником из полиуретановой пены, причем сердечник имеет два кронштейна, на концах которых предусмотрено по опорной втулке. Сердечник и опорные втулки обмотаны волокнами, которые покрыты или пропитаны смолой. Каждая опорная втулка имеет вставленный в сердечник штифт, который сужается в направлении опорной втулки. Штифты служат для фиксации опорных втулок на сердечнике перед обматыванием. Помимо этого, сердечник имеет цилиндрическую часть, в стороны от которой простираются кронштейны и на которой закреплен опорный фланец, который имеет вставленные в сердечник штифты, которые сужаются в направлении опорного фланца.
Исходя из уровня техники, в основу настоящего изобретения положена задача, состоящая в том, чтобы предложить усовершенствованный трехточечный рычаг подвески. Он должен быть пригодным для облегченных конструкций и, следовательно, иметь малую массу.
Исходя из вышеназванной задачи, настоящее изобретение предлагает трехточечный рычаг подвески с признаками по п. 1 формулы изобретения и способ изготовления трехточечного рычага подвески с признаками по п. 14 формулы изобретения. Другие предпочтительные формы выполнения и усовершенствования вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения.
Трехточечный рычаг подвески для ходовой части транспортного средства содержит два элемента приложения нагрузки, центральный элемент приложения нагрузки, два срединных профиля и несущую обмотку. Срединные профили выполнены из жесткого при сдвиге материала. Несущая обмотка выполнена из волокнистого полимерного композитного материала. Трехточечный рычаг подвески имеет два кронштейна и центральную опорную область. В центральной опорной области расположен центральный элемент приложения нагрузки. Каждый кронштейн соединен с центральной опорной областью. Каждый кронштейн имеет один из элементов приложения нагрузки, который расположен на находящемся напротив центральной опорной области конце соответствующего кронштейна. Каждый кронштейн имеет срединный профиль, который пространственно расположен между элементом приложения нагрузки и центральным элементом приложения нагрузки. Несущая обмотка окружает срединные профили и центральный элемент приложения нагрузки в частичной области и функционально соединена со срединными профилями, элементами приложения нагрузки и центральным элементом приложения нагрузки. Транспортное средство это, преимущественным образом, грузовой автомобиль, но альтернативно этому может быть также легковой автомобиль. При этом «функционально соединена» означает, что два конструктивных элемента непосредственно соединены между собой, причем это соединение создано таким образом, что между обоими конструктивными элементами могут передаваться силы и моменты.
Оба элемента приложения нагрузки выполнены одинаковыми по форме относительно друг друга. Каждый элемент приложения нагрузки может быть выполнен или из металлического материала, или из волокнистого полимерного композитного материала. Например, каждый элемент приложения нагрузки может быть выполнен из алюминия, стали, титана, армированного длинными волокнами термореактивного пластика, например SMC (Sheet Molding Compound). Элементы приложения нагрузки изготавливаются, преимущественным образом, с помощью способа непрерывного профильного прессования с малой долей фрезерной обработки. Каждый элемент приложения нагрузки может быть выполнен или из одной части, или из двух частей. Если элемент приложения нагрузки выполнен из одной части, то он изготовлен в виде одной детали, которая не может без разрушения разбираться на другие отдельные части. Если элемент приложения нагрузки выполнен из двух частей, то он имеет две отдельные части, каждая из которых выполнена цельной. Состоящий из двух частей элемент приложения нагрузки может иметь, например, две симметричные отдельные части. Альтернативно, состоящий из двух частей элемент приложения нагрузки может иметь две отдельные части, которые выполнены отличающимися друг от друга.
Каждый элемент приложения нагрузки имеет гнездо для опоры, которое пригодно для того, чтобы размещать опору. Эти гнезда для опоры имеют, преимущественным образом, круглое поперечное сечение. Опора может быть, например, резинометаллической опорой. Если трехточечный рычаг подвески применяется в ходовой части транспортного средства, то эти опоры служат для того, чтобы опирать трехточечный рычаг подвески на конструкцию транспортного средства, например на рамную структуру. Гнезда для опоры обоих элементов приложения нагрузки имеют соответственно по опорной оси, которые находятся, преимущественным образом, в одной и той же плоскости. Эта плоскость, например, перпендикулярна центральной плоскости трехточечного рычага подвески и опорной оси центрального элемента приложения нагрузки. Трехточечный рычаг подвески выполнен, преимущественным образом, симметричным относительно центральной плоскости. Каждый элемент приложения нагрузки расположен на кронштейне трехточечного рычага подвески и ограничивает его в направлении находящейся напротив центральной опорной области стороны. В режиме движения на эти опоры, которые функционально соединены с соответствующими элементами приложения нагрузки, воздействуют нагрузки. Через гнезда элементов приложения нагрузки они передаются на элементы приложения нагрузки. От элементов приложения нагрузки эти нагрузки передаются на несущую обмотку.
Центральный элемент приложения нагрузки имеет гнездо для опоры, которое пригодно для того, чтобы размещать опору. Опора может быть, например, резинометаллической опорой. Если трехточечный рычаг подвески применяется в ходовой части транспортного средства, то эта опора служит для того, чтобы соединять трехточечный рычаг подвески с конструкцией оси. Гнездо для опоры центрального элемента приложения нагрузки выполнено, например, цилиндрическим. Гнездо для опоры центрального элемента приложения нагрузки имеет, например, опорную ось, которая перпендикулярна плоскости, в которой находятся опорные оси обоих элементов приложения нагрузки. Опорная ось гнезда для опоры центрального элемента приложения нагрузки, преимущественным образом, находится в центральной плоскости трехточечного рычага подвески. Если трехточечный рычаг подвески применяется в транспортном средстве, то во время режима движения на опору, которая соединена с центральным элементом приложения нагрузки, воздействуют нагрузки. Эти нагрузки воспринимаются этой опорой и передаются на центральный элемент приложения нагрузки, который в свою очередь передает эти нагрузки на несущую обмотку.
Каждый кронштейн трехточечного рычага подвески имеет срединный профиль. Эти срединные профили выполнены из жесткого при сдвиге материала для изготовления облегченных конструкций, преимущественным образом из волокнистого полимерного композитного материала (ВПК) или из вспененного материала. Оба срединных профиля выполнены, преимущественным образом, из одного и того же материала, однако альтернативно этому могут быть выполнены из разных материалов. В качестве ВПК может быть использован, например, армированный стекловолокном полимер (СВП). Альтернативно этому, может использоваться армированный карбоновым волокном полимер (КВП), или армированный арамидным волокном полимер (АВП), или другой подходящий ВПК. В качестве вспененного материала может использоваться, например, полимерная пена или металлическая пена. Срединные профили могут быть выполнены, например, в виде полых профилей. Срединные профили служат в качестве распорных элементов и предоставляют возможность соединения преимущественно однонаправленных волокнистых жгутов несущей обмотки. Срединные профили изготавливаются, преимущественным образом, экономично с помощью способа непрерывного производства, например с помощью способа пултрузии. Каждый кронштейн трехточечного рычага подвески простирается, следовательно, от своего элемента приложения нагрузки через срединный профиль вплоть до центрального элемента приложения нагрузки.
Несущая обмотка выполнена из ВПК. Несущая обмотка выполнена, преимущественным образом, из КВП. Альтернативно этому, несущая обмотка может быть выполнена из СВП, АВП или из другого подходящего ВПК. Несущая обмотка выполнена из преимущественно однонаправленных волокнистых жгутов, которые, преимущественным образом, армированы элементарными волокнами. Для образования несущей обмотки, может использоваться, например, плоский, предварительно пропитанный препеговый ВПК-материал с термореактивной матрицей. Альтернативно этому, может использоваться предварительно пропитанный ВПК-полуфабрикат с термопластичной матрицей в комбинации с армированным короткими волокнами термопластичным материалом, пригодным для литья под давлением.
Несущая обмотка может быть выполнена из одной части, или из двух частей, или из нескольких частей. При выполнении из одной части несущая обмотка выполнена в виде сплошного конструктивного элемента. При выполнении из двух частей несущая обмотка выполнена из двух, отделяемых друг от друга конструктивных элементов, которые выполнены, тем не менее, из одного и того же ВПК. При выполнении из нескольких частей несущая обмотка выполнена из нескольких, отделяемых друг от друга конструктивных элементов, которые выполнены, тем не менее, из одного и того же ВПК. В любом случае несущая обмотка имеет два, находящихся со стороны элемента приложения нагрузки конца, которые обращены соответственно к обоим элементам приложения нагрузки. Помимо этого, несущая обмотка может иметь постоянную толщину. Альтернативно этому, несущая обмотка может иметь одну утолщенную область или несколько утолщенных областей.
Несущая обмотка обведена вокруг центрального элемента приложения нагрузки и вдоль срединных профилей и соединена со срединными профилями и с центральным элементом приложения нагрузки. Центральный элемент приложения нагрузки и срединные профили окружаются в частичной области. Несущая обмотка контактирует с центральным элементом приложения нагрузки, который является геометрическим экструдированным телом, в частичной области его боковой поверхности. Несущая обмотка контактирует со срединными профилями, которые являются геометрическими экструдированными телами, в частичной области их боковой поверхности. Другими словами, несущая обмотка образует боковую поверхность трехточечного рычага подвески, причем оба элемента приложения нагрузки не окружаются несущей обмоткой. Каждый элемент приложения нагрузки функционально соединен с одним из находящихся со стороны элемента приложения нагрузки концов несущей обмотки. При этом находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец - это тот самый конец несущей обмотки, который функционально соединен с элементом приложения нагрузки. Несущая обмотка может быть функционально соединена со срединными профилями, и с центральным элементом приложения нагрузки, и при необходимости с элементами приложения нагрузки посредством клеевого соединения.
Если трехточечный рычаг подвески применяется в транспортном средстве, то на опоры, которые соединены с элементами приложения нагрузки, воздействуют нагрузки. На опору, которая соединена с центральным элементом приложения нагрузки, воздействуют нагрузки. Вследствие этого в трехточечном рычаге подвески возникают напряженности растяжения и сжатия, а также напряжения изгиба. За счет описанной, состоящей из нескольких материалов конструкции трехточечного рычага подвески армирующие волокна ВПК несущей обмотки оптимально ориентированы в направлении нагрузки. Благодаря выполнению кронштейнов с помощью срединных профилей и несущей обмотки трехточечный рычаг подвески имеет большой момент инерции площадей, так что возникающие на кронштейнах напряжения изгиба снижаются. Кронштейны трехточечного рычага подвески имеют высокую прочность. Напряженности растяжения и сжатия воспринимаются с помощью несущей обмотки.
За счет создания трехточечного рычага подвески с помощью несущей обмотки из ВПК и с помощью срединных профилей из жесткого при сдвиге материала, например из ВПК или вспененного материала, трехточечный рычаг подвески имеет меньшую массу, чем обычный трехточечный рычаг подвески из металлического материала. То есть, трехточечный рычаг подвески является конструктивной частью облегченной конструкции. Благодаря этому при применении трехточечного рычага подвески в транспортном средстве общая масса транспортного средства снижается, что приводит к экономии горючего и к повышению возможной полезной нагрузки. Помимо этого, предпочтительным является то, что трехточечный рычаг подвески может изготавливаться простым и экономичным образом с помощью простого способа изготовления. В дополнение к этому трехточечный рычаг подвески имеет особенно высокую несущую способность.
Согласно одной форме выполнения элементы приложения нагрузки выполнены из металлического материала. Элементы приложения нагрузки могут быть выполнены, например, из алюминия, стали, титана или из другого подходящего металлического материала. Элементы приложения нагрузки могут изготавливаться экономичным и простым образом с помощью способа непрерывного профильного прессования с малой долей фрезерной обработки.
Согласно другой форме выполнения элементы приложения нагрузки выполнены из ВПК. Они могут быть выполнены, например, из SMC, то есть из армированного длинными волокнами термореактивного полимера. В качестве армирующих волокон могут использоваться карбоновые волокна, стекловолокно, арамидные волокна или другие подходящие волокна. Элементы приложения нагрузки могут изготавливаться экономичным и простым образом с помощью способа непрерывного профильного прессования с малой долей фрезерной обработки. Предпочтительным в использовании SMC является то, что за счет этого элементы приложения нагрузки имеют меньшую массу, чем элементы приложения нагрузки из металлического материала. Это повышает потенциал использования в облегченных конструкциях.
Согласно другой форме выполнения центральный элемент приложения нагрузки выполнен из металлического материала. Центральный элемент приложения нагрузки может быть выполнен, например, из алюминия, стали, титана или из другого подходящего металлического материала. Центральный элемент приложения нагрузки может изготавливаться экономичным и простым образом с помощью способа непрерывного профильного прессования с малой долей фрезерной обработки.
Согласно другой форме выполнения центральный элемент приложения нагрузки выполнен из ВПК. Центральный элемент приложения нагрузки может быть выполнен, например, из SMC, то есть из армированного длинными волокнами термореактивного полимера. В качестве армирующих волокон могут использоваться карбоновые волокна, стекловолокно, арамидные волокна или другие подходящие волокна. Центральный элемент приложения нагрузки может изготавливаться экономичным и простым образом с помощью способа непрерывного профильного прессования с малой долей фрезерной обработки. Предпочтительным в использовании SMC является то, что за счет этого центральный элемент приложения нагрузки имеет меньшую массу, чем центральные элементы приложения нагрузки из металлического материала. Это повышает потенциал использования в облегченных конструкциях.
Согласно другой форме выполнения каждый элемент приложения нагрузки имеет гнездо, в котором размещается находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки. Каждое гнездо выполнено таким образом, что точно соответствует находящемуся со стороны элемента приложения нагрузки концу несущей обмотки. Это означает, что форма гнезд определяется формой находящихся со стороны элемента приложения нагрузки концов несущей обмотки. Каждое гнездо может быть выполнено, например, в виде прямого паза, в виде нескольких прямых пазов, дугообразным, прямоугольным или в другой подходящей форме. Разумеется, эти гнезда могут быть выполнены из двух или нескольких частей. Это, например, случай, когда несущая обмотка на своих, находящихся со стороны элемента приложения нагрузки концах не соединена, а имеет два конечных участка. В этом случае гнездо выполнено в форме двух канавок. Гнездо может иметь, например, постоянную ширину.
Каждый находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки вставляется в свое соответствующее гнездо и таким образом размещается в нем. Первый, находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки вставляется в первое гнездо и размещается в нем. Таким образом, первый, находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки функционально соединен с первым элементом приложения нагрузки. Второй, находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки вставляется во второе гнездо и размещается в нем. Таким образом, второй, находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки функционально соединен со вторым элементом приложения нагрузки.
Согласно другой форме выполнения по меньшей мере одно гнездо каждого элемента приложения нагрузки выполнено дуговидным, и каждый находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки с выполнен в виде петли, причем гнездо каждого элемента приложения нагрузки соединено с геометрическим замыканием со своим соответствующим, находящимся со стороны элемента приложения нагрузки концом несущей обмотки. Гнезда выполнены в точном соответствии с петлевой формой находящихся со стороны элемента приложения нагрузки концов несущей обмотки. Каждый находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки образует петлю, вследствие чего несущая обмотка выполнена из одной части. Другими словами, несущая обмотка образует непрерывную обмотку. Для того чтобы реализовать петлевую форму находящихся со стороны элемента приложения нагрузки концов несущей обмотки, во время процесса изготовления трехточечного рычага подвески вставляются замещающие элементы.
Предпочтительным в этом является то, что между несущей обмоткой и элементами приложения нагрузки имеется геометрическое замыкание, за счет чего улучшена передача сил между элементами приложения нагрузки и несущей обмоткой.
Согласно другой форме выполнения каждый элемент приложения нагрузки функционально соединен с несущей обмоткой сплошным соединением посредством клеевого соединения. Это означает, что между первым, находящимся со стороны элемента приложения нагрузки концом несущей обмотки и первым гнездом имеется сплошное соединение, которое выполнено посредством клеевого соединения. Кроме того, между вторым, находящимся со стороны элемента приложения нагрузки концом несущей обмотки и вторым гнездом имеется сплошное соединение, которое выполнено посредством клеевого соединения. То есть, в гнезде каждого элемента приложения нагрузки размещен соответствующий, находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки, а также слой клеящего вещества.
Каждое гнездо может быть, например, заполнено клеящим веществом, так что находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки полностью пропитан клеящим веществом. Если трехточечный рычаг подвески применяется в транспортном средстве, и возник расчетный случай нагрузки, то за счет клеевого соединения улучшена передача сил между соответствующим элементом приложения нагрузки и несущей обмоткой. К тому же это оказывает положительное влияние на усталостную прочность трехточечного рычага подвески, так как тем самым предотвращаются перемещения находящихся со стороны элемента приложения нагрузки концов внутри их соответствующих гнезд.
Согласно другой форме выполнения каждый кронштейн пространственно между его срединным профилем и его элементом приложения нагрузки имеет паз.
Эти пазы являются зазорами без материала. Другими словами, элементы приложения нагрузки не контактируют со срединными профилями. Между первым элементом приложения нагрузки и срединным профилем первого кронштейна расположен первый паз. Между вторым элементом приложения нагрузки и срединным профилем второго кронштейна расположен второй паз.
За счет пазов элементы приложения нагрузки отделены от срединных профилей. Если трехточечный рычаг подвески применяется в транспортном средстве, и возник расчетный случай нагрузки, то возникающие силы вводятся в элементы приложения нагрузки. Элементы приложения нагрузки переводят эти силы далее, в несущую обмотку, а не прямо в срединные профили. Благодаря этому улучшается восприятие сил трехточечным рычагом подвески в расчетном случае нагрузки.
Согласно другой форме выполнения каждый кронштейн пространственно между его срединным профилем и центральным элементом приложения нагрузки имеет паз. Эти пазы являются зазорами без материала. Другими словами, срединные профили не контактируют с центральным элементом приложения нагрузки. Между срединным профилем первого кронштейна и центральным элементом приложения нагрузки расположен третий паз. Между срединным профилем второго кронштейна и центральным элементом приложения нагрузки расположен четвертый паз.
За счет пазов центральный элемент приложения нагрузки отделен от срединных профилей. Если трехточечный рычаг подвески применяется в транспортном средстве, и возник расчетный случай нагрузки, то возникающие силы вводятся в центральный элемент приложения нагрузки. Центральный элемент приложения нагрузки переводит эти силы далее, в несущую обмотку, а не прямо в срединные профили. Благодаря этому улучшается восприятие сил трехточечным рычагом подвески в расчетном случае нагрузки.
Согласно другой форме выполнения несущая обмотка в области, в которой она контактирует с центральным элементом приложения нагрузки, выполнена утолщенной. Это означает, что волокнистые слои несущей обмотки локально в области центрального элемента приложения нагрузки выполнены утолщенными, то есть усиленными. При этом несущая обмотка соединена с центральным элементом приложения нагрузки посредством клеевого соединения. Это клеевое соединение выполнено плоскостным. Если трехточечный рычаг подвески применяется в транспортном средстве, и возник расчетный случай нагрузки, это клеевое соединение служит для передачи нагрузок между волокнистыми жгутами и для снятия возникающих на центральном элементе приложения нагрузки нагрузок.
Согласно другой форме выполнения по меньшей мере один элемент приложения нагрузки из обоих элементов приложения нагрузки выполнен из двух частей. Состоящий из двух частей элемент приложения нагрузки может иметь, например, две симметричные отдельные части. Альтернативно, состоящий из двух частей элемент приложения нагрузки может иметь две отдельные части, которые выполнены отличающимися друг от друга. Обе отдельные части соединены между собой, преимущественным образом, посредством сплошного соединения, например посредством клеевого соединения. Альтернативно или дополнительно этому, отдельные детали могут быть соединены между собой с помощью соединения с геометрическим замыканием, например с помощью вставного соединения. Предпочтительным в этом является то, что во время процесса изготовления трехточечного рычага подвески изготовление упрощено, так как несущая обмотка сначала соединяется с первой отдельной частью элемента приложения нагрузки, а затем со второй отдельной частью элемента приложения нагрузки.
Согласно другой форме выполнения жесткий при сдвиге материал срединных профилей является волокнистым полимерным композитным материалом или вспененным материалом. Жесткий при сдвиге материал - это материал для облегченных конструкций. Жесткий при сдвиге материал является, преимущественным образом, ВПК или вспененным материалом. В качестве ВПК может использоваться, например, СВП, КВП, АВП или другой подходящий ВПК. В качестве вспененного материала может использоваться, например, полимерная пена или металлическая пена. Этот вспененный полимерный материал может быть, например, вспененным полиуретаном, полипропиленом, поликарбонатом или другим подходящим полимером. Вспененный металлический материал может быть, например, вспененным алюминием, металлическим сплавом на основе висмута или другим подходящим металлическим материалом.
При способе изготовления трехточечного рычага подвески для ходовой части транспортного средства, как он уже был описан в предшествующем описании, сначала центральный элемент приложения нагрузки и срединные профили укладывают в инструмент. В инструменте их фиксируют в их позициях. Перед укладкой в инструмент срединные профили и центральный элемент приложения нагрузки, разумеется, очищают. Затем на центральный элемент приложения нагрузки и срединные профили выкладывают несущую обмотку и посредством клеевого соединения функционально соединяют с ними. Вслед за этим осуществляют отверждение несущей обмотки. Затем, несущая обмотка функционально соединяется с обоими элементами приложения нагрузки посредством сплошного соединения и/или соединения с геометрическим замыканием. Элементы приложения нагрузки перед применением, разумеется, очищают. В случае сплошного соединения его в дополнение к этому подвергают отверждению. В завершение трехточечный рычаг подвески извлекают из инструмента. Для того чтобы трехточечный рычаг подвески применять в транспортном средстве в гнезда для опоры элементов приложения нагрузки и центрального элемента приложения нагрузки вставляют, например запрессовывают или вклеивают с посадкой с зазором, опоры.
С помощью разъясненных далее фигур подробнее описываются разные примеры выполнения и детали изобретения. Показано на:
Фиг. 1 схематическое изображение вида сверху на трехточечный рычаг подвески согласно одному примеру выполнения,
Фиг. 2 схематическое изображение вида сбоку на трехточечный рычаг подвески согласно примеру выполнения согласно фиг. 1,
Фиг. 3 схематическое изображение вида в разрезе вдоль плоскости А-А разреза на элемент приложения нагрузки трехточечного рычага подвески согласно примеру выполнения согласно фиг. 1 и фиг. 2,
Фиг. 4 схематическое изображение вида сбоку на трехточечный рычаг подвески согласно другому примеру выполнения,
Фиг. 5 схематическое детальное изображение элемента приложения нагрузки и срединного профиля трехточечного рычага подвески согласно примеру выполнения согласно фиг. 4.
На фиг. 1 показано схематическое изображение вида сверху на трехточечный рычаг 1 подвески согласно одному примеру выполнения. Трехточечный рычаг 1 подвески имеет два элемента 2 приложения нагрузки, центральный элемент 3 приложения нагрузки, два срединных профиля 4 и несущую обмотку 5. Трехточечный рычаг 1 подвески выполнен из двух кронштейнов 17 и центральной опорной области 18. Каждый кронштейн 17 имеет элемент 2 приложения нагрузки и срединный профиль 4. Центральная опорная область 18 выполнена посредством центрального элемента 3 приложения нагрузки. Каждый кронштейн 17 простирается от своего элемента 2 приложения нагрузки через свой срединный профиль 4 вплоть до центрального элемента 3 приложения нагрузки. Каждый кронштейн 17 имеет продольную ось 6. Эта продольная ось 6 кронштейна 17 простирается тоже от элемента 2 приложения нагрузки этого кронштейна 17 через срединный профиль 4 того же самого кронштейна 17 вплоть до центрального элемента 3 приложения нагрузки. Трехточечный рычаг 1 подвески выполнен симметрично относительно центральной плоскости, в которой расположена центральная ось 7. Эта центральная ось 7 имеет одно и то же расстояние до каждой продольной оси 6. В дополнение к этому центральная ось 7 перпендикулярна опорной оси 8 центрального элемента 3 приложения нагрузки.
Центральный элемент 3 приложения нагрузки имеет гнездо 12 для опоры, которое пригодно для того, чтобы размещать центральную опору. Точно так же оба элемента 2 приложения нагрузки имеют соответственно по гнезду 12 для опоры, которые, однако, в данном изображении не видны. При этом опорная ось 8 центрального элемента 3 приложения нагрузки выполнена перпендикулярно плоскости, в которой расположены обе опорные оси обоих элементов 2 приложения нагрузки, которые, однако, здесь не изображены. Эта плоскость тоже перпендикулярна центральной плоскости трехточечного рычага 1 подвески, в которой находится центральная ось 7. Эта опорная ось 8 находится внутри центральной плоскости трехточечного рычага 1 подвески, в которой находится также центральная ось 7.
Несущая обмотка 5 образует боковую поверхность трехточечного рычага 1 подвески. При этом несущая обмотка 5 выполнена из двух частей. Несущая обмотка 5 контактирует в частичной области с центральным элементом 3 приложения нагрузки, а также с обоими срединными профилями 4 и окружает их в этой частичной области. Несущая обмотка 5 контактирует также с обоими элементами 2 приложения нагрузки, но не окружает их. Несущая обмотка 5 имеет два, находящихся со стороны элемента приложения нагрузки конца, которые размещены соответственно в гнезде элементов 2 приложения нагрузки. То есть, каждый элемент 2 приложения нагрузки имеет гнездо, которое, однако, здесь не является видимым.
Первый, находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки 5 вставлен в гнездо первого элемента 2 приложения нагрузки и функционально соединен с этим первым элементом 2 приложения нагрузки. Второй, находящийся со стороны элемента приложения нагрузки конец несущей обмотки 5 вставлен в гнездо второго элемента 2 приложения нагрузки и функционально соединен с ним. Точная форма этих гнезд детальнее изображена на фиг. 3. Функциональные соединения между несущей обмоткой 5 и обоими элементами 2 приложения нагрузки выполняются посредством клеевого соединения. Несущая обмотка 5 также склеена с обоими срединными профилями 4 и с центральным элементом 3 приложения нагрузки.
Между элементом 2 приложения нагрузки первого кронштейна 17 и срединным профилем 4 первого кронштейна 17 расположен паз 12 без материала. Между элементом 2 приложения нагрузки второго кронштейна 17 и срединным профилем 4 второго кронштейна 17 расположен паз 11 без материала. То есть, оба срединных профиля 4 отделены от обоих элементов 2 приложения нагрузки. Между центральным элементом 3 приложения нагрузки и срединным профилем 4 первого кронштейна 17 расположен паз 11 без материала. Между центральным элементом 3 приложения нагрузки и срединным профилем 4 второго кронштейна 17 расположен паз 11 без материала. То есть, центральный элемент 3 приложения нагрузки отделен от обоих срединных профилей 4.
Если трехточечный рычаг 1 подвески применяется в транспортном средстве, то в центральной опорной области 18 возникает продольная нагрузка 10. Она изображена с помощью стрелки. За счет этой продольной нагрузки 10 происходит деформирование обоих кронштейнов 17, что утрированным образом изображено с помощью обеих изогнутых линий 9. В расчетном случае нагрузки вследствие отделения обоих срединных профилей 4 от обоих элементов 2 приложения нагрузки и от центрального элемента 3 приложения нагрузки происходит передача сил от элементов 2 приложения нагрузки или же от центрального элемента 3 приложения нагрузки в несущую обмотку 5, а не непосредственно в срединный профиль 4 или же в срединные профили 4. За счет этого улучшается восприятие сил трехточечным рычагом 1 подвески.
Оба срединных профиля 4 выполнены из ВПК, точнее из СВП. Несущая обмотка 5 выполнена из преимущественно однонаправленных волокнистых жгутов, например из КВП или СВП. Оба элемента 2 приложения нагрузки и центральный элемент 3 приложения нагрузки выполнены из алюминия. За счет такой, состоящей из нескольких материалов конструкции трехточечный рычаг 1 подвески обладает повышенным потенциалом применения в облегченных конструкциях. В дополнение к этому трехточечный рычаг 1 подвески имеет особенно высокую несущую способность и удовлетворяет заданным кинематическим требованиям. Трехточечный рычаг 1 подвески имеет меньшую массу, чем обычный трехточечный рычаг подвески из уровня техники, который выполнен полностью из металлического материала.
На фиг. 2 показано схематическое изображение вида сбоку на трехточечный рычаг 1 подвески согласно примеру выполнения согласно фиг. 1. Здесь можно отчетливо видеть гнезда 12 для опоры обоих элементов 2 приложения нагрузки. Опорные оси этих гнезд 12 для опоры находятся в плоскости, которая перпендикулярна опорной оси 8 центрального элемента 3 приложения нагрузки. В дополнение к этому можно отчетливо видеть, что в обоих элементах 2 приложения нагрузки посредством их гнезд размещены находящиеся со стороны элемента приложения нагрузки концы несущей обмотки 5. Помимо этого, нанесена плоскость А-А разреза.
На фиг. 3 показано схематическое изображение вида в разрезе вдоль плоскости А-А разреза на элемент 2 приложения нагрузки трехточечного рычага 1 подвески согласно примеру выполнения согласно фиг. 1 и фиг. 2. Для лучшей ориентации показаны частичная область срединного профиля 4, а также продольная ось 6.
Элемент 2 приложения нагрузки имеет гнездо 12 для опоры. В дополнение к этому элемент 2 приложения нагрузки имеет гнездо 16 для находящегося со стороны элемента приложения нагрузки конца несущей обмотки 5. Это гнездо 16 выполнено из двух частей. Гнездо 16 выполнено в форме двух прямых пазов. Они точно соответствуют находящемуся со стороны элемента приложения нагрузки концу несущей обмотки 5, причем имеет место соединение с геометрическим замыканием. Находящиеся со стороны элемента приложения нагрузки концы несущей обмотки 5 соединены сплошным соединением с гнездом 16 элемента 2 приложения нагрузки посредством клеевого соединения. Клеевое соединение служит для того, чтобы создавать между элементом 2 приложения нагрузки и несущей обмоткой 5 функциональное соединение.
На фиг. 4 показано схематическое изображение вида сбоку на трехточечный рычаг 1 подвески согласно другому примеру выполнения. Изображенный здесь трехточечный рычаг 1 подвески, как и трехточечный рычаг подвески согласно фиг. 1 и фиг. 2, имеет два кронштейна 17 и центральную опорную область 18. Центральная опорная область 18 выполнена посредством центрального элемента 3 приложения нагрузки. Каждый кронштейн 17 имеет срединный профиль 4 и элемент 15 приложения нагрузки. Первый кронштейн 17 простирается от первого элемента 15 приложения нагрузки через первый срединный профиль 4 вплоть до центрального элемента 3 приложения нагрузки. Второй кронштейн 17 простирается от второго элемента 15 приложения нагрузки через второй срединный профиль 4 вплоть до центрального элемента 3 приложения нагрузки. Несущая обмотка 5 окружает в частичной области оба срединных профиля 4, а также центральный элемент 3 приложения нагрузки и контактирует с ними в этой частичной области. В дополнение к этому несущая обмотка 5 контактирует с обоими элементами 15 приложения нагрузки, но не окружает их. То есть, несущая обмотка 5 образует боковую поверхность трехточечного рычага 1 подвески.
Центральный элемент 3 приложения нагрузки выполнен так же, как изображено на фиг. 1 и фиг. 2. Центральный элемент 3 приложения нагрузки имеет гнездо 12 для опоры. Это гнездо 12 для опоры имеет опорную ось 8. Эта опорная ось 8 находится внутри центральной плоскости трехточечного рычага 1 подвески, в которой находится также центральная ось 7. Опорная ось 8 перпендикулярна центральной оси 7. Каждый кронштейн 17 имеет продольную ось 6, которая простирается от элемента 15 приложения нагрузки через срединный профиль 4 вплоть до центрального элемента 3 приложения нагрузки. Центральная ось 7 имеет одно и то же расстояние до обеих продольных осей 6.
В отличие от элементов приложения нагрузки из фигур 1-3 оба элемента 15 приложения нагрузки выполнены из двух частей. Для лучшего обзора здесь изображено только по одной части обоих элементов 15 приложения нагрузки. Обе отдельные части каждого элемента 15 приложения нагрузки выполнены симметричными относительно друг друга. Если обе отдельные части элементов 15 приложения нагрузки сведены друг с другом, то они имеют ту же самую внешнюю форму, что и элементы приложения нагрузки из фигур 1-3. Каждый элемент 15 приложения нагрузки имеет гнездо 12 для опоры. Это гнездо 12 для опоры имеет опорную ось, причем обе опорные оси обоих элементов 15 приложения нагрузки расположены в одной и той же плоскости. Эта плоскость перпендикулярна опорной оси 8 центрального элемента 3 приложения нагрузки.
Здесь можно отчетливо видеть, что гнездо 16 каждого элемента 5 приложения нагрузки выполнено в форме дуги. Они точно соответствуют петлям 14 несущей обмотки 5. Оба, находящихся со стороны элемента приложения нагрузки конца несущей обмотки 5 выполнены в виде петли 14. Каждая петля 14 функционально соединена со своим соответствующим элементом 15 приложения нагрузки, причем это функциональное соединение является соединением с геометрическим замыканием. В дополнение к этому обе петли 14 функционально соединены сплошным соединением с обоими элементами 15 приложения нагрузки посредством клеевого соединения.
Помимо этого, можно видеть, что между каждым элементом 15 приложения нагрузки и каждым срединным профилем 4 трехточечного рычага 1 подвески расположено по пазу 11 без материала. То есть, первый элемент 15 приложения нагрузки отделен от первого срединного профиля 4. Второй элемент 15 приложения нагрузки точно так же отделен от второго срединного профиля 4. Если трехточечный рычаг 1 подвески применяется в транспортном средстве, и возникает случай расчетной нагрузки, то силы вводятся, например, в оба элемента 15 приложения нагрузки. Элементы 15 приложения нагрузки передают эти силы в несущую обмотку 5, а не прямо в срединный профиль 4. Несущая обмотка 5 воспринимает эти силы.
Каждый срединный профиль 4 выполнен из ВПК, точнее из СВП. Несущая обмотка 5 выполнена из ВПК, а именно из КВП или СВП. Оба элемента 15 приложения нагрузки и центральный элемент 3 приложения нагрузки выполнены из SMC. Благодаря этому показанный трехточечный рычаг 1 подвески обладает повышенным потенциалом использования в облегченных конструкциях и имеет меньшую массу, чем обычный трехточечный рычаг подвески из металлического материала. Форма обоих, находящихся со стороны элемента приложения нагрузки конов несущей обмотки 5 в виде петли 14 оказывает положительное влияние на усталостную прочность трехточечного рычага 1 подвески.
На фиг. 5 показано схематическое детальное изображение элемента 15 приложения нагрузки и срединного профиля 4 трехточечного рычага 1 подвески согласно примеру выполнения согласно фиг. 4. Здесь можно отчетливо видеть, что гнездо 16 выполнено дуговидным, чтобы размещать петлю несущей обмотки трехточечного рычага 1 подвески. В дополнение к этому можно отчетливо видеть паз 11 без материала между элементом 15 приложения нагрузки и срединным профилем 4. То есть, оба этих конструктивных элемента не связаны между собой.
Изображенные здесь примеры выбраны лишь как образцы. Например, элементы приложения нагрузки и центральный элемент приложения нагрузки из фигур 1-3 могут быть выполнены из ВПК, например из SMC. Например, элементы приложения нагрузки и центральный элемент приложения нагрузки из фигур 4-5 могут быть выполнены из металлического материала, например из алюминия.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 трехточечный рычаг подвески
2 элемент приложения нагрузки
3 центральный элемент приложения нагрузки
4 срединный профиль
5 несущая обмотка
6 продольная ось
7 центральная ось
8 опорная ось
9 изогнутая линия
10 продольная нагрузка
11 паз
12 гнездо для опоры
14 петля
15 элемент приложения нагрузки
16 гнездо
17 кронштейн
18 центральная опорная область
А-А плоскость разреза