ЧЕТЫРЕХТОЧЕЧНЫЙ РЫЧАГ ПОДВЕСКИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХТОЧЕЧНОГО РЫЧАГА ПОДВЕСКИ Российский патент 2021 года по МПК B60G7/00 

Настоящее изобретение относится к четырехточечному рычагу подвески для транспортного средства с признаками ограничительной части согласно п. 1 формулы изобретения и к способу изготовления четырехточечного рычага подвески с признаками ограничительной части согласно п. 8 формулы изобретения.

Четырехточечные рычаги подвески применяются в транспортных средствах хозяйственного назначения, чтобы амортизируемо направлять жесткий мост в раме транспортного средства. При этом четырехточечный рычаг подвески является ответственным за поперечное направление и продольное направление моста. Помимо этого, четырехточечный рычаг подвески выполняет функцию стабилизатора.

Из DE 102011079654 А1 известен выполненный из волокнистого полимерного композитного материала четырехточечный рычаг подвески. Этот четырехточечный рычаг подвески выполнен в виде интегрированной или же оболочковой конструкции. Это делает четырехточечный рычаг подвески очень легким, однако недостаточным в отношении пригодности к крупносерийному производству.

В четырехточечных рычагах подвески из волокнистого полимерного композитного материала, которые изготавливаются с помощью способа намотки, необходимо быстрое вращение детали. При намотке за счет массы элементов ввода нагрузки и их удаленности от оси вращения возникают большие центробежные силы, которые во время начальной фазы процесса намотки воспринимаются лишь обматываемым срединным элементом. Вследствие этого процесс намотки в начале способа должен протекать с более медленной скоростью, чем при продвинутом по времени далее такте способа, когда опорные втулки уже многократно обмотаны основным многослойным композитом.

В основе изобретения лежит задача, состоящая в том, чтобы усовершенствовать четырехточечный рычаг подвески из волокнистого полимерного композитного материала для подвески колеса транспортного средства, причем должна быть улучшена пригодность к крупносерийному производству и должны быть снижены производственные затраты. В дополнение к этому должна быть предоставлена возможность надежной фиксации элементов ввода нагрузки во время процесса изготовления.

Исходя из вышеназванной задачи, настоящее изобретение предлагает четырехточечный рычаг подвески с признаками по п. 1 формулы изобретения и способ изготовления четырехточечного рычага подвески по п. 8 формулы изобретения. Другие предпочтительные формы выполнения и усовершенствования следуют из зависимых пунктов формулы изобретения. Четырехточечный рычаг подвески для транспортного средства содержит срединный элемент из волокнистого полимерного композитного материала, причем срединный элемент обмотан основным многослойным композитом.

Срединный элемент содержит четыре элемента ввода нагрузки и вспененный сердечник. Четыре элемента ввода нагрузки соединены с геометрическим замыканием со вспененным сердечником. Четырехточечный рычаг подвески имеет четыре дополнительные обмотки из волокнистого полимерного композитного материала. Первая дополнительная обмотка обвивает первый элемент ввода нагрузки и функционально соединяет его с основным многослойным композитом. Вторая дополнительная обмотка обвивает второй элемент ввода нагрузки и функционально соединяет его с основным многослойным композитом. Третья дополнительная обмотка обвивает третий элемент ввода нагрузки и функционально соединяет его с основным многослойным композитом. Четвертая дополнительная обмотка обвивает четвертый элемент ввода нагрузки и функционально соединяет его с основным многослойным композитом. Посредством каждой дополнительной обмотки в основной многослойный композит являются вводимыми сжимающие усилия (усилия сжатия). Транспортное средство является, преимущественным образом, транспортным средством хозяйственного назначения или легковым автомобилем.

Основной многослойный композит четырехточечного рычага подвески выполнен из волокнистого полимерного композитного материала (ВПК), например из армированного карбоновым волокном волокнистого полимерного композитного материала (КВП), из армированного стекловолокном волокнистого полимерного композитного материала (СВП), из армированного арамидным волокном волокнистого полимерного композитного материала (АВП) или из другого подходящего ВПК. Основной многослойный композит выполнен, преимущественным образом, из СВП. Основной многослойный композит обвивает срединный элемент таким образом, что между основным многослойным композитом и всеми четырьмя элементами ввода нагрузки существует функциональное соединение.

Срединный элемент выполнен из вспененного сердечника и четырех элементов ввода нагрузки. Вспененный сердечник служит для того, чтобы обеспечивать внутренний контур четырехточечного рычага подвески, так что при изготовлении четырехточечного рычага подвески с помощью способа намотки возникает правильный контур четырехточечного рычага подвески. Вспененный сердечник выполнен из вспениваемого полимера, например из полистирола (ПС), из полиуретана (ПУР), из полиметакрилимида (ПМИ) или из другого подходящего полимера. Вспененный сердечник изготавливается с помощью формовочного инструмента, который выполнен, прежде всего, из металла. Полимерная пена образуется внутри формовочного инструмента и принимает задаваемую формовочным инструментом форму.

При применении четырехточечного рычага подвески в транспортном средстве элементы ввода нагрузки служат для того, чтобы служить опорой четырехточечному рычагу подвески в конструкции транспортного средства и функционально соединять четырехточечный рычаг подвески с конструкцией транспортного средства. Каждый элемент ввода нагрузки имеет приемное гнездо для подшипника. Каждое приемное гнездо элемента ввода нагрузки пригодно для размещения соответственно подшипника, например резино-металлического подшипника или эластомерного подшипника (молекулярного подшипника). С помощью этого приемного гнезда создается функциональное соединение между элементами ввода нагрузки и подшипниками. Если при применении четырехточечного рычага подвески в транспортном средстве возникает расчетный вариант нагрузки, то усилия по меньшей мере через один подшипник вводятся в соответствующий или соответствующие элемент(-ы) ввода нагрузки, которые переправляют их на основной многослойный композит. Таким образом, каждый элемент ввода нагрузки образует опорную область четырехточечного рычага подвески и ограничивает четырехточечный рычаг подвески в направлении одной стороны.

Четыре элемента ввода нагрузки выполнены, преимущественным образом, одинаковыми по форме, однако могут быть выполнены также отличающимися друг от друга. Каждый элемент ввода нагрузки является геометрическим экструдированным телом, которое имеет боковую поверхность и две торцевые поверхности, причем каждый элемент ввода нагрузки выполнен, преимущественным образом, симметрично средней плоскости. Эта средняя плоскость параллельна обеим торцевым поверхностям и имеет одинаковое расстояние до них. Каждый элемент ввода нагрузки имеет специфическую форму, которая дает возможность интегрировать элементы ввода нагрузки во вспененный сердечник. Каждый элемент ввода нагрузки может иметь в поперечном сечении, например, форму треугольника с вписанной окружностью или форму капли. Например, каждый элемент ввода нагрузки может иметь область жесткого крепления, которая во время процесса изготовления окружается вспененным сердечником. При изготовлении срединного элемента четыре элемента ввода нагрузки вносятся в формовочный инструмент и располагаются там, так что при вспенивании вспененного сердечника элементы ввода нагрузки интегрируются во вспененный сердечник, например за счет своей соответствующей области жесткого крепления, так что формуется срединный элемент. Однако приемное гнездо каждого элемента ввода нагрузки всегда остается свободным от материала. Элементы ввода нагрузки не являются отделяемыми от вспененного сердечника без разрушения. Следовательно, каждый из четырех элементов ввода нагрузки соединен со вспененным сердечником с геометрическим замыканием.

Четырехточечный рычаг подвески имеет четыре дополнительные обмотки из ВПК, дополнительные обмотки могут быть выполнены, например, из СВП, КВП, АВП или из другого подходящего ВПК. Каждая дополнительная обмотка обвивает свой соответствующий элемент ввода нагрузки и дополнительно функционально соединяет его с основным многослойным композитом. Дополнительные обмотки служат для того, чтобы переправлять сжимающие усилия, которые возникают в расчетном варианте нагрузки при применении четырехточечного рычага подвески в транспортном средстве, от элементов ввода нагрузки в основной многослойный композит.

При применении четырехточечного рычага подвески в транспортном средстве в расчетном варианте нагрузки с помощью функционального соединения между основным многослойным композитом и четырьмя элементами ввода нагрузки можно переносить возникающие продольные тяговые усилия посредством геометрического замыкания на основной многослойный композит, переносить возникающие боковые усилия посредством упора и в определенных случаях посредством геометрического замыкания на основной многослойный композит и переносить возникающие вертикальные усилия посредством геометрического замыкания на основной многослойный композит. С помощью этого функционального соединения невозможна надежная передача сжимающих усилий, которые возникают, например, при расчетном варианте нагрузки «торможение». Однако эти сжимающие усилия могут переноситься с соответствующих элементов ввода нагрузки на основной многослойный композит с помощью дополнительных обмоток посредством геометрического замыкания при упоре и растяжении.

Предпочтительным в применении дополнительных обмоток является то, что при способе изготовления, при котором основной многослойный композит четырехточечного рычага подвески изготавливается с помощью способа намотки, для изготовления дополнительных обмоток может применяться тот же робот. Помимо этого, предпочтительным является то, что четырехточечный рычаг подвески из ВПК имеет меньшую массу, чем обычный четырехточечный рычаг подвески из металлического материала. В дополнение к этому изготовление четырехточечного рычага подвески с помощью способа намотки является требующим меньших расходов и эффективным относительно затрат времени. Все возникающие во время расчетного варианта нагрузки усилия могут простым и надежным образом вводиться в основной многослойный композит и восприниматься им.

Согласно одной форме выполнения по меньшей мере один из четырех элементов ввода нагрузки имеет по меньшей мере один направляющий выступ для направления соответствующей дополнительной обмотки. Разумеется, этот, по меньшей мере один элемент ввода нагрузки может иметь два направляющих выступа или несколько направляющих выступов. Кроме того, более чем один элемент ввода нагрузки могут иметь по меньшей мере один направляющий выступ или несколько направляющих выступов. Направляющий выступ служит для того, чтобы направлять пряди обмотки соответствующей дополнительной обмотки во время процесса изготовления, чтобы она была позиционирована точно. По меньшей мере один направляющий выступ ограничивает элемент ввода нагрузки в направлении одной стороны.

По меньшей мере один направляющий выступ расположен на одной из торцевых поверхностей элемента ввода нагрузки и формирует там радиальный выступ. При этом «радиальный» следует рассматривать исходя от центральной оси приемного гнезда элемента ввода нагрузки. Если по меньшей мере один элемент ввода нагрузки имеет два направляющих выступа, то один из направляющих выступов расположен на одной торцевой поверхности, а другой из направляющих выступов - на другой торцевой поверхности по меньшей мере одного элемента ввода нагрузки. По меньшей мере один направляющий выступ выполнен, преимущественным образом, сплошным, то есть в нем нет разрывов без материала. Альтернативно этому, по меньшей мере один направляющий выступ может быть выполнен из нескольких участков, между которыми расположены разрывы без материала.

Согласно другой форме выполнения каждый из четырех элементов ввода нагрузки имеет по две области обхвата, причем длина обмотки соответствующей дополнительной обмотки согласована с формой области обхвата. При этом область обхвата является такой областью элемента ввода нагрузки, которая непосредственно контактирует с дополнительной обмоткой. При этом «непосредственно» означает, что контактирование осуществляется без расположенных между ними конструктивных элементов.

Каждая область обхвата выполнена таким образом, что дополнительная обмотка обвивает ее радиально. Дополнительная обмотка обвивает каждую область обхвата, преимущественным образом, всплошную. В зависимости от формы областей обхвата длина обмотки дополнительной обмотки выполнена длиннее или короче. Длина обмотки дополнительной обмотки зависит от контура области обхвата. Если область обхвата имеет, например, круглое или эллипсоидное поперечное сечение, то длина обмотки зависит от контура окружности или эллипса.

Согласно другой форме выполнения каждый из четырех элементов ввода нагрузки имеет область жесткого крепления, посредством которой каждый элемент ввода нагрузки соединен с геометрическим замыканием со вспененным сердечником. При процессе изготовления срединного элемента область жесткого крепления окружается полимерной пеной вспененного сердечника, так что после отверждения вспененного сердечника между вспененным сердечником и четырьмя элементами ввода нагрузки образуется соединение с геометрическим замыканием. Область жесткого крепления может быть выполнена, например, треугольной в поперечном сечении, однако альтернативно может иметь также другую подходящую форму.

Согласно другой форме выполнения вспененный сердечник выполнен из полимерной пены. Эта полимерная пена может быть образована, например, из ПУР, ПС или ПМИ.

Согласно другой форме выполнения дополнительные обмотки выполнены из СВП или КВП. Дополнительные обмотки выполнены, преимущественным образом, из того же материала, что и основной многослойный композит.

Согласно другой форме выполнения элементы ввода нагрузки выполнены из металлического материала или из волокнистого полимерного композитного материала. Элементы ввода нагрузки могут быть выполнены, например, из стали, алюминия или из SMC (Sheet Molding Compound). Элементы ввода нагрузки выполнены, преимущественным образом, из алюминия или из SMC, так что они имеют меньшую массу, чем при формовке из стали. При серийном производстве элементы ввода нагрузки могут изготавливаться способом литья, способом непрерывного профильного прессования или способом фрезерования. Предпочтительно, в этом состоит возможность модуляризации изготовления элементов ввода нагрузки.

В способе изготовления четырехточечного рычага подвески для транспортного средства, который уже был описан в предыдущем описании, сначала в формовочном инструменте для вспененного сердечника обеспечивают четыре элемента ввода нагрузки. В формовочном инструменте изготавливают вспененный сердечник, так что четыре элемента ввода нагрузки интегрируются во вспененный сердечник с геометрическим замыканием. При этом соответствующие области жесткого крепления элементов ввода нагрузки окружаются полимерной пеной вспененного сердечника, за счет чего образуется геометрическое замыкание. Благодаря этим соединениям с геометрическим замыканием последующий процесс намотки можно выполнять с самого начала с высокой скоростью, так как возникающие центробежные силы более не должны восприниматься только вспененным сердечником. За счет этого элементы ввода нагрузки надежнее соединены со вспененным сердечником и зафиксированы им.

Каждый элемент ввода нагрузки и вспененный сердечник однократно обвивают основным многослойным композитом, так что обеспечивается возможность передачи усилий между элементами ввода нагрузки и основным многослойным композитом. Соответственно этому между элементами ввода нагрузки и основным многослойным композитом существует функциональное соединение. При применении четырехточечного рычага подвески в транспортном средстве при расчетном варианте нагрузки с помощью этого функционального соединения можно переносить на основной многослойный композит возникающие продольные тяговые усилия посредством геометрического замыкания, возникающие боковые усилия посредством упора и в определенных случаях посредством геометрического замыкания и возникающие вертикальные усилия посредством геометрического замыкания.

Вслед за этим на первый элемент ввода нагрузки наматывают первую дополнительную обмотку, так что возникает дополнительное функциональное соединение с основным многослойным композитом. Кроме того, на второй элемент ввода нагрузки наматывают вторую дополнительную обмотку, так что возникает дополнительное функциональное соединение с основным многослойным композитом. В дополнение к этому на третий элемент ввода нагрузки наматывают третью дополнительную обмотку, так что возникает дополнительное функциональное соединение с основным многослойным композитом. Кроме того, на четвертый элемент ввода нагрузки наматывают четвертую дополнительную обмотку, так что возникает дополнительное функциональное соединение с основным многослойным композитом. Дополнительные обмотки наматывают с помощью того же робота, посредством которого выполняют процесс намотки основного многослойного композита. При расчетном варианте нагрузки с помощью дополнительных обмоток сжимающие усилия дополнительно могут переноситься с соответствующих элементов ввода нагрузки на основной многослойный композит посредством геометрического замыкания при упоре и растяжении. В завершение, окончательно изготовленный четырехточечный рычаг подвески подвергают отверждению.

Различные примеры выполнения и детали изобретения подробнее описываются с помощью разъясненных далее фигур. Показано на:

Фиг. 1 схематическое изображение элемента ввода нагрузки в двух видах согласно примеру выполнения,

Фиг. 2 схематическое изображение элемента ввода нагрузки согласно фиг. 1, который соединен с основным многослойным композитом и вспененным сердечником, согласно примеру выполнения,

Фиг. 3 схематическое изображение элемента ввода нагрузки, основного многослойного композита и вспененного сердечника согласно фиг. 2 с дополнительной обмоткой согласно примеру выполнения,

Фиг. 4 схематическое изображение элемента ввода нагрузки в двух видах согласно другому примеру выполнения,

Фиг. 5 схематическое изображение элемента ввода нагрузки согласно фиг. 4, который соединен с основным многослойным композитом и вспененным сердечником, согласно другому примеру выполнения,

Фиг. 6 схематическое изображение элемента ввода нагрузки, основного многослойного композита и вспененного сердечника согласно фиг. 5 с дополнительной обмоткой согласно примеру выполнения,

Фиг. 7 схематическое изображение элемента ввода нагрузки в двух видах согласно другому примеру выполнения,

Фиг. 8 схематическое изображение элемента ввода нагрузки согласно фиг. 7, который соединен с основным многослойным композитом и вспененным сердечником, согласно другому примеру выполнения,

Фиг. 9 схематическое изображение элемента ввода нагрузки, основного многослойного композита и вспененного сердечника согласно фиг. 8 с дополнительной обмоткой согласно примеру выполнения и

Фиг. 10 схематическое изображение четырехточечного рычага подвески согласно уровню техники.

На фиг. 1 показано схематическое изображение элемента 4 ввода нагрузки в двух видах согласно примеру выполнения. Можно отчетливо видеть, что элемент 4 ввода нагрузки является геометрическим экструдированным телом с двумя торцевыми поверхностями и боковой поверхностью. Это экструдированное тело является симметричным относительно средней плоскости 12. Обе торцевые поверхности находятся на одинаковом удалении от средней плоскости 12 и параллельны ей. Элемент 4 ввода нагрузки имеет приемное гнездо 10 для подшипника, например для эластомерного подшипника. Это приемное гнездо 10 имеет центральную ось 11. Эта центральная ось 11 перпендикулярна средней плоскости 12.

Элемент 4 ввода нагрузки имеет область 9 жесткого крепления и две области 8 обхвата. Область 9 жесткого крепления выполнена треугольной в поперечном сечении. Области 8 обхвата выполнены эллипсоидными в поперечном сечении. Эта область 9 жесткого крепления в одном способе изготовления четырехточечного рычага подвески окружается полимерной пеной вспененного сердечника. За счет этого между элементом 4 ввода нагрузки и вспененным сердечником создается соединение с геометрическим замыканием. Это изображено на фиг. 2 и фиг. 3.

Каждая область 8 обхвата служит для того, чтобы быть обвитой дополнительной обмоткой 6. При этом контур областей 8 обхвата согласован непосредственно с длиной обмотки дополнительной обмотки. Это изображено подробнее на фиг. 3. Представленный здесь элемент 4 ввода нагрузки выполнен из алюминия и изготовлен способом непрерывного профильного прессования. Альтернативно этому, элемент 4 ввода нагрузки может быть выполнен из ВПК. Четырехточечный рычаг подвески имеет четыре таких элемента 4 ввода нагрузки. Все эти элементы 4 ввода нагрузки четырехточечного рычага подвески могут быть выполнены одинаковыми по форме.

На фиг. 2 показано схематическое изображение элемента 4 ввода нагрузки согласно фиг. 1, который соединен с основным многослойным композитом 3 и вспененным сердечником 5 согласно примеру выполнения. Можно отчетливо видеть, что элемент 4 ввода нагрузки с помощью своей области 9 жесткого крепления интегрирован во вспененный сердечник 5. Вспененный сердечник 5 охватывает область 9 жесткого крепления. Вспененный сердечник 5 соединен с геометрическим замыканием с четырьмя однотипными элементами 4 ввода нагрузки и образует таким образом срединный элемент 2. Здесь изображен лишь фрагмент срединного элемента 2. Вспененный сердечник 5 выполнен из полимерной пены.

Основной многослойный композит 3 обвивает как вспененный сердечник 5, так и элемент 4 ввода нагрузки. Однако обе области 8 обхвата элемента 4 ввода нагрузки свободны от материала, и эти обе области 8 обхвата основной многослойный композит 3 не обвивает.

Если четырехточечный рычаг подвески применяется в транспортном средстве, то изображенное здесь выполнение без дополнительной обмотки при расчетном варианте нагрузки в состоянии переносить продольные тяговые усилия посредством геометрического замыкания, боковые усилия посредством упора и в определенных случаях посредством геометрического замыкания и вертикальные усилия посредством геометрического замыкания от элементов 4 ввода нагрузки на основной многослойный композит 3.

На фиг. 3 показано схематическое изображение элемента 4 ввода нагрузки, основного многослойного композита 3 и вспененного сердечника 5 согласно фиг. 2 с дополнительной обмоткой 6 согласно примеру выполнения. Дополнительно к показанной на фиг. 2 форме дополнительная обмотка 6 функционально соединена со срединным элементом 2 и основным многослойным композитом 3.

Дополнительная обмотка 6 радиально обвивает обе области 8 обхвата элемента 4 ввода нагрузки. Кроме того, дополнительная обмотка 6 тоже радиально обвивает в частичной области основной многослойный композит 3. За счет дополнительной обмотки 6 возникает дополнительное функциональное соединение между элементом 4 ввода нагрузки и основным многослойным композитом 3. Дополнительная обмотка 6 обвивает обе области 8 обхвата всплошную, то есть без разрыва. В четырехточечном рычаге 1 подвески, лишь фрагмент которого изображен здесь, каждый из четырех элементов 4 ввода нагрузки обмотан дополнительной обмоткой 6. При этом длина обмотки дополнительной обмотки 6 зависит от контура обеих областей 8 обхвата.

За счет этой дополнительной обмотки 6 сжимающие усилия, которые возникают при расчетном варианте нагрузки, например в случае торможения, надежно переносятся на основной многослойный композит 3 посредством геометрического замыкания при упоре и растяжении.

Дополнительная обмотка 6 выполнена, преимущественным образом, из того же материала, что и основной многослойный композит 3. Основной многослойный композит 3 может быть выполнен, например, из СВП. Таким образом, тогда дополнительная обмотка 6 выполнена тоже из СВП. Дополнительная обмотка 6 изготавливается с помощью того же робота, что и основной многослойный композит 3. За счет этого обеспечивается возможность требующего меньших издержек способа изготовления.

На фиг. 4 показано схематическое изображение элемента 4 ввода нагрузки в двух видах согласно другому примеру выполнения. Изображенный элемент 4 ввода нагрузки является симметричным относительно средней плоскости 12. Можно отчетливо видеть, что элемент 4 ввода нагрузки - это геометрическое экструдированное тело с двумя торцевыми поверхностями и боковой поверхностью. Это экструдированное тело является симметричным относительно этой средней плоскости 12. Обе торцевые поверхности находятся на одинаковом удалении от средней плоскости 12 и параллельны ей. Помимо этого, элемент 4 ввода нагрузки имеет центральную ось 11, которая перпендикулярна средней плоскости 12.

Элемент 4 ввода нагрузки имеет приемное гнездо 10 для подшипника. С помощью этого приемного гнезда 10 элемент 4 ввода нагрузки может соединяться с подшипником, например с эластомерным подшипником. Элемент 4 ввода нагрузки имеет в дополнение к этому две области 8 обхвата, область 9 жесткого крепления и два направляющих выступа 7. Область 9 жесткого крепления служит для того, чтобы создавать соединение с геометрическим замыканием четырехточечного рычага подвески со вспененным сердечником 5. Это соединение с геометрическим замыканием является таким же, какое уже было показано на фиг. 2 и фиг. 3. Область 9 жесткого крепления имеет поперечное сечение треугольной формы.

Обе области 8 обхвата имеют эллипсоидное поперечное сечение. С обеими областями 8 обхвата соединены оба направляющих выступа 7. Первый направляющий выступ 7 соединен с первой областью 8 обхвата. Второй направляющий выступ 7 соединен со второй областью 8 обхвата. Первый направляющий выступ 7 расположен на первой торцевой поверхности элемента 4 ввода нагрузки. Второй направляющий выступ 7 расположен на второй торцевой поверхности элемента 7 ввода нагрузки. Оба направляющих выступа 7 расположены радиально относительно центральной оси 11 элемента 4 ввода нагрузки. Оба направляющих выступа 7 служат для того, чтобы направлять и позиционировать дополнительную обмотку, которая изображена на фиг. 6.

На фиг. 5 показано схематическое изображение элемента 4 ввода нагрузки согласно фиг. 4, который соединен с основным многослойным композитом 3 и вспененным сердечником 5, согласно другому примеру выполнения. Можно отчетливо видеть, что элемент 4 ввода нагрузки с помощью своей области 9 жесткого крепления интегрирован во вспененный сердечник 5. Элемент 4 ввода нагрузки соединен со вспененным сердечником 5 с геометрическим замыканием. Вспененный сердечник 5 окружает область 9 жесткого крепления. Вспененный сердечник 5 выполнен из полимерной пены. Вспененный сердечник 5 соединен с геометрическим замыканием с четырьмя однотипными элементами 4 ввода нагрузки и образует таким образом срединный элемент 2. Здесь изображен лишь фрагмент срединного элемента 2. Срединный элемент 2 и, следовательно, элемент 4 ввода нагрузки и вспененный сердечник 5 обмотаны в частичной области основным многослойным композитом 3. Области 8 обхвата и направляющие выступы 7 элемента 4 ввода нагрузки не обмотаны основным многослойным композитом 3. Они еще свободны от материала. Элемент ввода нагрузки выполнен, преимущественным образом, из алюминия или из ВПК. Основной многослойный композит 3 выполнен из ВПК, преимущественным образом из СВП.

Если четырехточечный рычаг подвески применяется в транспортном средстве, то изображенное здесь выполнение без дополнительной обмотки при расчетном варианте нагрузки в состоянии переносить продольные тяговые усилия посредством геометрического замыкания, боковые усилия посредством упора и в определенных случаях посредством геометрического замыкания и вертикальные усилия посредством геометрического замыкания от элементов 4 ввода нагрузки на основной многослойный композит 3.

На фиг. 6 показано схематическое изображение элемента 4 ввода нагрузки, основного многослойного композита 3 и вспененного сердечника 5 согласно фиг. 5 с дополнительной обмоткой 6 согласно примеру выполнения. Здесь изображен фрагмент четырехточечного рычага 1 подвески, который имеет четыре элемента 4 ввода нагрузки. Дополнительно к выполнению на фиг. 5 здесь как вокруг элемента 4 ввода нагрузки, так и вокруг основного многослойного композита 3 намотана дополнительная обмотка 6.

Дополнительная обмотка 6 обвивает обе области 8 обхвата элемента 4 ввода нагрузки радиально. Кроме того, дополнительная обмотка 6 обвивает в частичной области тоже радиально основной многослойный композит 3. За счет дополнительной обмотки 6 возникает дополнительное функциональное соединение между элементом 4 ввода нагрузки и основным многослойным композитом 3. Дополнительная обмотка 6 обвивает обе области 8 обхвата всплошную, то есть без разрыва. При этом оба направляющих выступа 7 служат для того, чтобы позиционировать дополнительную обмотку 6 точно на областях 8 обхвата, так что соскальзывание дополнительной обмотки 6 является невозможным. В четырехточечном рычаге 1 подвески, лишь фрагмент которого изображен здесь, каждый из четырех элементов 4 ввода нагрузки обмотан дополнительной обмоткой 6. При этом длина обмотки дополнительной обмотки 6 зависит от контура обеих областей 8 обхвата.

За счет дополнительной обмотки 6 образуется дополнительное функциональное соединение между элементом 4 ввода нагрузки и основным многослойным композитом 3. В описанном во взаимосвязи с фиг. 5 расчетном варианте нагрузки, который вызывается, например, посредством торможения, сжимающие усилия могут надежно переноситься через дополнительную обмотку 6 посредством геометрического замыкания при упоре и растяжении с элемента 4 ввода нагрузки на основной многослойный композит 3.

Дополнительная обмотка 6 выполнена, преимущественным образом, из того же материала, что и основной многослойный композит 3, например из СВП или КВП. Элемент 4 ввода нагрузки изготовлен, преимущественным образом, посредством способа непрерывного профильного прессования. Дополнительная обмотка 6 изготавливается с помощью того же робота, что и обмотки основного многослойного композита 3. Благодаря этому возможно требующее меньших издержек изготовление.

На фиг. 7 показано схематическое изображение элемента 4 ввода нагрузки в двух видах согласно другому примеру выполнения. Изображенный элемент 4 ввода нагрузки является симметричным относительно средней плоскости 12. Можно отчетливо видеть, что элемент 4 ввода нагрузки - это геометрическое экструдированное тело с двумя торцевыми поверхностями и боковой поверхностью. Это экструдированное тело является симметричным относительно этой средней плоскости 12. Обе торцевые поверхности находятся на одинаковом удалении от средней плоскости 12 и параллельны ей. Помимо этого, элемент 4 ввода нагрузки имеет центральную ось 11, которая перпендикулярна средней плоскости 12.

Элемент 4 ввода нагрузки имеет приемное гнездо 10 для подшипника, например для эластомерного подшипника. Приемное гнездо 10 выполнено в форме цилиндра и имеет центральную ось 11. Эта центральная ось 11 перпендикулярна средней плоскости 12.

Элемент 4 ввода нагрузки имеет область 9 жесткого крепления, две области 8 обхвата и два направляющих выступа 7. Область 9 жесткого крепления имеет поперечное сечение в форме треугольника. Область 9 жесткого крепления служит для того, чтобы создавать соединение с геометрическим замыканием между элементом 4 ввода нагрузки и вспененным сердечником 5, что изображено на фиг. 2 и фиг. 3. Это соединение с геометрическим замыканием является таким же, какое уже было изображено на фиг. 2 и фиг. 3, а также на фиг. 5 и фиг. 6.

Обе области 8 обхвата имеют эллиптическую поверхность поперечного сечения. Первый направляющий выступ 7 соединен с первой областью 8 обхвата. Второй направляющий выступ 7 соединен со второй областью 8 обхвата. Первый направляющий выступ 7 расположен на первой торцевой поверхности, второй направляющий выступ 7 расположен на второй торцевой поверхности. Оба направляющих выступа 7 служат для того, чтобы направлять и позиционировать дополнительную обмотку, которая изображена на фиг. 9. Обе области 8 обхвата служат для того, чтобы быть обвитыми дополнительной обмоткой 6. Изображенный здесь элемент ввода нагрузки изготовлен, преимущественным образом, способом непрерывного профильного прессования из алюминия или из ВПК.

На фиг. 8 показано схематическое изображение элемента 4 ввода нагрузки согласно фиг. 7, который соединен с основным многослойным композитом 3 и вспененным сердечником 5, согласно другому примеру выполнения. Можно отчетливо видеть, что элемент 4 ввода нагрузки с помощью своей области 9 жесткого крепления интегрирован во вспененный сердечник 5. Элемент 4 ввода нагрузки с геометрическим замыканием соединен со вспененным сердечником 5. Вспененный сердечник 5 окружает область 9 жесткого крепления. Вспененный сердечник 5 выполнен из полимерной пены. Вспененный сердечник 5 с геометрическим замыканием соединен с четырьмя однотипными элементами 4 ввода нагрузки и образует таким образом срединный элемент 2. Здесь изображен лишь фрагмент срединного элемента 2.

Срединный элемент 2 и, следовательно, элемент 4 ввода нагрузки и вспененный сердечник 5 обмотаны в частичной области основным многослойным композитом 3. Области 8 обхвата и направляющие выступы 7 элемента 4 ввода нагрузки не обмотаны основным многослойным композитом 3. Они еще свободны от материала. Основной многослойный композит 3 выполнен, преимущественным образом, из ВПК, например из СВП или КВП.

Если четырехточечный рычаг подвески применяется в транспортном средстве, то изображенное здесь выполнение без дополнительной обмотки при расчетном варианте нагрузки в состоянии переносить продольные тяговые усилия посредством геометрического замыкания, боковые усилия посредством упора и в определенных случаях посредством геометрического замыкания и вертикальные усилия посредством геометрического замыкания от элементов 4 ввода нагрузки на основной многослойный композит 3.

На фиг. 9 показано схематическое изображение элемента 4 ввода нагрузки, основного многослойного композита 3 и вспененного сердечника 5 согласно фиг. 8 с дополнительной обмоткой 6 согласно примеру выполнения. Дополнительно к представленному на фиг. 8 выполнению здесь изображена дополнительная обмотка 6. Дополнительная обмотка 6 выполнена, преимущественным образом, из того же материала, что и основной многослойный композит 3, например из СВП.

Дополнительная обмотка 6 обвивает обе области 8 обхвата элемента 4 ввода нагрузки радиально. Кроме того, дополнительная обмотка 6 обвивает в частичной области тоже радиально основной многослойный композит 3. За счет дополнительной обмотки 6 возникает дополнительное функциональное соединение между элементом 4 ввода нагрузки и основным многослойным композитом 3. Дополнительная обмотка 6 обвивает обе области 8 обхвата всплошную, то есть без разрыва. При этом оба направляющих выступа 7 служат для того, чтобы позиционировать дополнительную обмотку 6 точно на областях 8 обхвата, так что соскальзывание дополнительной обмотки 6 является невозможным. В четырехточечном рычаге 1 подвески, лишь фрагмент которого изображен здесь, каждый из четырех элементов 4 ввода нагрузки обмотан дополнительной обмоткой 6. При этом длина обмотки дополнительной обмотки 6 зависит от контура обеих областей 8 обхвата. Изображенная здесь длина обмотки дополнительной обмотки 6 значительно меньше, чем длина обмотки дополнительной обмотки, которая представлена на фиг. 6 или фиг. 3.

За счет дополнительной обмотки 6 образовано дополнительное функциональное соединение между элементом 4 ввода нагрузки и основным многослойным композитом 3. В описанном во взаимосвязи с фиг. 8 расчетном варианте нагрузки, который вызывается, например, посредством торможения, сжимающие усилия могут переноситься через дополнительную обмотку 6 посредством геометрического замыкания при упоре и растяжении с элемента 4 ввода нагрузки на основной многослойный композит 3. Дополнительная обмотка 6 изготавливается с помощью того же робота, что и обмотки основного многослойного композита 3. Благодаря этому возможно требующее меньших издержек изготовление.

На фиг. 10 показано схематическое изображение четырехточечного рычага 1 подвески согласно уровню техники. Изображенный здесь четырехточечный рычаг 1 подвески служит лишь для обзора. Можно отчетливо видеть, что четырехточечный рычаг 1 подвески имеет четыре элемента 4 ввода нагрузки, каждый из которых имеет приемное гнездо 10 для подшипника, например для эластомерного подшипника. Каждое приемное гнездо 10 имеет центральную ось 11. Здесь изображен основной многослойный композит 3, которым обмотаны как вспененный сердечник 5, так и четыре элемента 4 ввода нагрузки. Изображенный здесь четырехточечный рычаг 1 подвески не имеет дополнительных обмоток. Следовательно, изображенный здесь четырехточечный рычаг 1 подвески при расчетном варианте нагрузки может переносить с элементов 4 ввода нагрузки на основной многослойный композит 3 только продольные тяговые усилия посредством геометрического замыкания, боковые усилия посредством упора и в определенных случаях посредством геометрического замыкания и вертикальные усилия посредством геометрического замыкания. Однако вследствие этого конструктивного принципа сжимающие усилия не могут надежно восприниматься и переноситься на основной многослойный композит 3. Таким образом, надежная реакция на расчетный вариант нагрузки обеспечена быть не может.

Изображенные здесь примеры выполнения выбраны лишь в качестве примеров. Например, элемент ввода нагрузки или же элементы ввода нагрузки может/могут иметь отличающуюся от представленной здесь форму. Например, область жесткого крепления может иметь еще более особенную форму, так что геометрическое замыкание между вспененным сердечником и элементами ввода нагрузки улучшается.

ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1 четырехточечный рычаг подвески

2 срединный элемент

3 основной многослойный композит

4 элемент ввода нагрузки

5 вспененный сердечник

6 дополнительная обмотка

7 направляющий выступ

8 область обхвата

9 область жесткого крепления

10 приемное гнездо

11 центральная ось

12 средняя плоскость

Изобретение относится к рычагам подвески. Четырехточечный рычаг подвески для транспортного средства содержит срединный элемент, основной многослойный композит и четыре дополнительные обмотки из волокнистого полимерного композитного материала. Основной композит обвивает срединный элемент. Срединный элемент содержит четыре элемента ввода нагрузки, соединенных с геометрическим замыканием с сердечником. Каждая дополнительная обмотка обвивает свой элемент ввода нагрузки и функционально соединяет их с основным композитом. Посредством каждой дополнительной обмотки в основной композит вводятся сжимающие усилия. Способ изготовления четырехточечного рычага подвески состоит в том, что в формовочном инструменте для сердечника обеспечивают четыре элемента ввода нагрузки и изготавливают сердечник так, что элементы ввода нагрузки интегрируются в него с геометрическим замыканием. Каждый элемент и сердечник однократно обвивают основным композитом. Затем на каждый элемент наматывают дополнительную обмотку так, что возникает дополнительное функциональное соединение с основным композитом. Затем рычаг подвергают отверждению. Достигается улучшение пригодности к крупносерийному производству. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Четырехточечный рычаг (1) подвески для транспортного средства, содержащий срединный элемент (2) и основной многослойный композит (3) из волокнистого полимерного композитного материала, причем

- основной многослойный композит (3) обвивает срединный элемент (2),

- срединный элемент (2) содержит четыре элемента (4) ввода нагрузки и вспененный сердечник (5),

- четыре элемента (4) ввода нагрузки соединены с геометрическим замыканием со вспененным сердечником (5),

отличающийся тем, что четырехточечный рычаг (1) подвески имеет четыре дополнительные обмотки (6) из волокнистого полимерного композитного материала, причем

- первая дополнительная обмотка (6) обвивает первый элемент (4) ввода нагрузки и функционально соединяет его с основным многослойным композитом (3),

- вторая дополнительная обмотка (6) обвивает второй элемент (4) ввода нагрузки и функционально соединяет его с основным многослойным композитом (3),

- третья дополнительная обмотка (6) обвивает третий элемент (4) ввода нагрузки и функционально соединяет его с основным многослойным композитом (3),

- четвертая дополнительная обмотка (6) обвивает четвертый элемент (4) ввода нагрузки и функционально соединяет его с основным многослойным композитом (3), и

причем посредством каждой дополнительной обмотки (6) в основной многослойный композит (3) являются вводимыми сжимающие усилия.

2. Четырехточечный рычаг (1) подвески по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один из четырех элементов (4) ввода нагрузки имеет по меньшей мере один направляющий выступ (7) для направления соответствующей дополнительной обмотки (6).

3. Четырехточечный рычаг (1) подвески по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что каждый из четырех элементов (4) ввода нагрузки имеет по две области (8) обхвата, причем длина обмотки соответствующей дополнительной обмотки (6) согласована с формой областей (8) обхвата.

4. Четырехточечный рычаг (1) подвески по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что каждый из четырех элементов (4) ввода нагрузки имеет область (9) жесткого крепления, посредством которой каждый элемент (4) ввода нагрузки соединен с геометрическим замыканием со вспененным сердечником (5).

5. Четырехточечный рычаг (1) подвески по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что вспененный сердечник (5) выполнен из полимерной пены.

6. Четырехточечный рычаг (1) подвески по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что дополнительные обмотки (6) выполнены из армированного стекловолокном волокнистого полимерного композитного материала или из армированного карбоновым волокном волокнистого полимерного композитного материала.

7. Четырехточечный рычаг (1) подвески по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что элементы (4) ввода нагрузки выполнены из металлического материала или из волокнистого полимерного композитного материала.

8. Способ изготовления четырехточечного рычага (1) подвески для транспортного средства по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что

- в формовочном инструменте для вспененного сердечника (5) обеспечивают четыре элемента (4) ввода нагрузки,

- в формовочном инструменте изготавливают вспененный сердечник (5), так что четыре элемента (5) ввода нагрузки интегрируются с геометрическим замыканием во вспененный сердечник (5),

- каждый элемент (4) ввода нагрузки и вспененный сердечник (5) однократно обвивают основным многослойным композитом (3), так что обеспечивается возможность передачи усилий между элементами (4) ввода нагрузки и основным многослойным композитом (3),

- на первый элемент (4) ввода нагрузки наматывают первую дополнительную обмотку (6), так что возникает дополнительное функциональное соединение с основным многослойным композитом (3),

- на второй элемент (4) ввода нагрузки наматывают вторую дополнительную обмотку (6), так что возникает дополнительное функциональное соединение с основным многослойным композитом (3),

на третий элемент (4) ввода нагрузки наматывают третью дополнительную обмотку (6), так что возникает дополнительное функциональное соединение с основным многослойным композитом (3),

- на четвертый элемент (4) ввода нагрузки наматывают четвертую дополнительную обмотку (6), так что возникает дополнительное функциональное соединение с основным многослойным композитом (3),

- четырехточечный рычаг (1) подвески подвергают отверждению.