[發(fā)明專(zhuān)利]彈簧、特別是用于機(jī)動(dòng)車(chē)的承載彈簧

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310338265.8
• 申請(qǐng)日: 2013-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103573892A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·施密特
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 奧迪股份公司
• 主分類(lèi)號(hào): F16F1/366
• 分類(lèi)號(hào): F16F1/366;B60G17/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 吳鵬;牛曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種彈簧、特別是用于機(jī)動(dòng)車(chē)的承載彈簧/支承彈簧/懸架彈簧，其由纖維復(fù)合材料制成。

背景技術(shù)

彈簧應(yīng)用在各種不同的領(lǐng)域中。一例子是將這種彈簧用作機(jī)動(dòng)車(chē)承載彈簧，該承載彈簧被配設(shè)給減振器或者形成這種減振器的一部分。通過(guò)包括這種承載彈簧的這種減振器將車(chē)輛的各個(gè)車(chē)輪支撐在車(chē)身一側(cè)。用于這種應(yīng)用的彈簧通常設(shè)計(jì)為螺旋彈簧，也就是說(shuō)具有圓柱形的基本形狀。此外但也充分已知了具有其它幾何結(jié)構(gòu)的彈簧，例如盤(pán)簧、板簧、蝶形彈簧等等。這些彈簧也可用于多種用途。

這種彈簧的基本任務(wù)在于，吸收并減小力或者存儲(chǔ)力。這在力傳遞的情況下無(wú)論如何都導(dǎo)致了彈簧的變形、也就是說(shuō)導(dǎo)致了幾何結(jié)構(gòu)的變化。

通常，彈簧由金屬或含有金屬的材料制成。但也已知了，這種彈簧由纖維復(fù)合材料制成，例如參閱US7,311,124B2或者US2009/0243174A1。這種復(fù)合材料彈簧例如包括柔性芯，該柔性芯被多層的樹(shù)脂浸漬的纖維織物、例如玻璃纖維或碳纖維包圍。樹(shù)脂、也就是說(shuō)纖維組織的基體硬化，由此與內(nèi)置的纖維的加強(qiáng)性能相結(jié)合地使彈簧獲得其規(guī)定的彈性。替代于利用完成的纖維織物或纖維層來(lái)包覆柔性芯也可以考慮的是，通過(guò)圍繞彈性芯卷繞單個(gè)的纖維或長(zhǎng)絲而形成這種纖維層，其中所述單個(gè)的長(zhǎng)絲穿過(guò)液態(tài)樹(shù)脂被拉出，對(duì)此例如參閱US7,311,124B2。正如不僅可以在材料方面而且可以在長(zhǎng)度和布置結(jié)構(gòu)方面應(yīng)用不同的纖維那樣，當(dāng)然也可以應(yīng)用不同的樹(shù)脂、也就是說(shuō)基體。優(yōu)選的是硬化樹(shù)脂，如環(huán)氧樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂或聚酯樹(shù)脂。

如所實(shí)施地，這些彈簧一方面用于實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)通過(guò)所述彈簧運(yùn)動(dòng)耦合的部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，另一方面用作蓄能器等等。對(duì)于一些應(yīng)用，例如在機(jī)動(dòng)車(chē)中用于控制對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生影響的駕駛員輔助系統(tǒng)或調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如電子穩(wěn)定程序、防抱死系統(tǒng)、自動(dòng)減振調(diào)節(jié)系統(tǒng)等等，可能適宜的是關(guān)于在彈簧區(qū)域中的給出的力關(guān)系/力作用條件的信息，其中這種信息獲得當(dāng)然不限于這些應(yīng)用領(lǐng)域。然而在現(xiàn)有技術(shù)中不能獲取任何相關(guān)信息。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的目的是，提出一種彈簧，該彈簧能夠?qū)崿F(xiàn)，獲得關(guān)于在彈簧一側(cè)給出的力關(guān)系的信息。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，對(duì)于開(kāi)頭所述類(lèi)型的彈簧根據(jù)本發(fā)明設(shè)有至少一根金屬絲，該金屬絲根據(jù)彈簧的變形而改變其電阻。

根據(jù)本發(fā)明的由纖維復(fù)合材料制成的彈簧的突出特點(diǎn)在于，至少一個(gè)在彈簧側(cè)固定布置并且跟隨地執(zhí)行任意彈簧變形的金屬絲，由于施加在彈簧側(cè)的力的變化必然引起的彈簧幾何結(jié)構(gòu)變化使得該金屬絲改變其電阻。該電阻可以通過(guò)合適的下游的控制裝置沒(méi)有問(wèn)題地檢測(cè)到。測(cè)得的實(shí)際電阻，正如它也就是說(shuō)被相應(yīng)地測(cè)量到那樣，與彈簧的相應(yīng)變形相互關(guān)聯(lián)，這種變形又必然與規(guī)定的力關(guān)系相互關(guān)聯(lián)。在將四個(gè)承載彈簧形式的根據(jù)本發(fā)明的彈簧集成在機(jī)動(dòng)車(chē)中的情況下，在車(chē)輛的未受負(fù)載的狀態(tài)中例如給出一種規(guī)定的初始狀態(tài)。其例如可以用作為基準(zhǔn)狀態(tài)。可能由于所裝入的重量或者在運(yùn)行中由于相應(yīng)負(fù)載變化等引起的任意車(chē)輛負(fù)載都會(huì)導(dǎo)致各個(gè)彈簧的相應(yīng)幾何結(jié)構(gòu)變化，該幾何結(jié)構(gòu)變化又引起規(guī)定的電阻變化。通過(guò)檢測(cè)各個(gè)電阻，隨后可以實(shí)現(xiàn)與所引入的力的準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)，也就是說(shuō)，由此可以直接確定出彈簧力或車(chē)輪支承力。

在根據(jù)本發(fā)明的彈簧作為機(jī)動(dòng)車(chē)中承載彈簧的應(yīng)用情況下在此情況下該信息可以被用于調(diào)節(jié)相應(yīng)的駕駛員輔助系統(tǒng)或調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如電子穩(wěn)定程序、防抱死系統(tǒng)或減振器調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用以對(duì)行駛機(jī)構(gòu)產(chǎn)生影響，據(jù)此也可以根據(jù)所確定的車(chē)輪支承力來(lái)充分利用輪胎在行車(chē)道上的最大附著能力。

作為所述金屬絲可以應(yīng)用任何如下的長(zhǎng)絲：其與彈簧變形相關(guān)地具有規(guī)定的——優(yōu)選線性的——電阻變化曲線，其中線性的相關(guān)性當(dāng)然不是先決條件。如果僅是原則上給定并且已知了在電阻和絲幾何結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系并且該關(guān)系被存儲(chǔ)在控制裝置中，便足夠了。

在此當(dāng)在機(jī)動(dòng)車(chē)中應(yīng)用時(shí)原則上存在這樣的可能性：即針對(duì)不同的溫度，例如被分級(jí)地在間隔開(kāi)的、相應(yīng)的電阻力特征曲線簇中存儲(chǔ)。已知電阻也與溫度相關(guān)。為了在機(jī)動(dòng)車(chē)的使用領(lǐng)域方面較大的溫度波動(dòng)的情況下——機(jī)動(dòng)車(chē)在直至-40°的低的零度以下溫度并且也在直至+60°的高溫下運(yùn)行——即使在極端情況下仍能正確地確定相應(yīng)的力關(guān)系，提出了這樣一種溫度分級(jí)的特征曲線簇展開(kāi)形式（Kennfeldaufspreizung）。得出的溫度例如可以在機(jī)動(dòng)車(chē)側(cè)沒(méi)有問(wèn)題地通過(guò)相應(yīng)的、檢測(cè)外界溫度的溫度傳感器檢測(cè)出，緊接著控制裝置選出相應(yīng)的、與溫度有關(guān)的特征曲線簇并且根據(jù)該特征曲線簇結(jié)合電阻測(cè)量來(lái)確定相應(yīng)的力。