專利名稱：一種汽車復合材料板彈簧總成及其組裝方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車用板彈簧總成及其組裝方法，尤其是一種由復合材料制成的汽車板彈簧總成及其組裝方法。
背景技術：
目前，全球能源緊張、環境污染等問題，迫使人們想盡辦法來實現車輛的輕量化以減輕油耗，提高環保。鋼板簧作為汽車懸架系統的一部分，其在車體自重中所占的比例大概為1/15-1/10，如果使用玻璃纖維增強復合材料，板簧的重量可以減少60%-70%。復合材料具有比強度高、比彈性能大、耐腐蝕、材料性能可設計等優點。這些特性既能滿足汽車板彈簧對材料的性能要求，又能達到減輕重量的目的，因此在汽車工業中使用復合材料板彈簧具有廣闊的應用前景。在汽車板彈簧制造領域，由纖維復合材料制作板彈簧也是已知的，該板彈簧例如由合成樹脂浸潰的玻璃纖維或者碳纖維形成，并且在具有相同的尺寸以及類似的彈簧特性的情況下具有比鋼板彈簧更少的重量。本申請是經過發明人長時間的創新試驗發明創造，并取得了實質性的進展與成果，同時經過檢索知道與現有技術是不同的，經過檢索我們發現與本申請最為相關的專利申請文件如下
由DE 102 21 589 Al公開了一種由纖維復合材料制成的板式彈簧,該板彈簧一體地由中央的彎曲段組成，并且在端部由邊緣段組成。邊緣段在其端部的軸向方向上帶有開口的鉤環，用于容納將板彈簧固定在汽車底盤上的銷栓。由DE 10 2004 010 768 Al公開了一種由纖維復合材料制成的板式彈簧，該板彈簧具有中央的縱向段和用于與汽車懸架相連的軸向端部，其中軸向端部的板彈簧寬度逐漸變細，并且纖維復合材料的軸向定向的纖維不間斷地一直延伸到板式彈簧的封閉邊緣。此夕卜，該板彈簧由樹脂浸潰的纖維層構成，該纖維層在制造板彈簧時，在其軸向的端部上在俯視圖中具有V形的幾何形狀或者說V形的切口，并且以此分別形成兩個縱向延伸構造的支腿。這兩個支腿在制造過程中緊密地靠在一起并且固化，使得制成的板彈簧在其端部的區域內構造成梯形形狀，并且在該區域內保持厚度恒定。由US 4, 557, 500 BI公開了一種由纖維復合材料制成的板式彈簧,該板彈簧在其軸向的中央比端部的矩形段構造地更狹窄并且更厚；板彈簧的矩形橫截面從板彈簧的一個端部到另一個端部的面積是恒定的；在該板彈簧的另一種結構中，纖維材料在整個長度方向是連續的。板彈簧是通過模壓工藝產生的。由200680041799. 2公開了一種由纖維復合材料制成的板式彈簧,該板彈簧具有一個中央的縱向段和兩個與其連接的軸向的端部段，該端部段用于和汽車上的懸架相連 接，在該板彈簧端部段具有板彈簧寬度方面構造成逐漸變細的形式，其中板彈簧由樹脂浸潰的纖維層構成，其中纖維復合材料的軸向定向的第一層纖維不間斷地一直延伸到板彈簧的兩個軸向的端部，并且在該板彈簧中，軸向的端部在俯視圖中具有V形的幾何形狀或者說具有V形的切口，并且以此形成縱向延伸構造的支腿，其中所述支腿在制成的板彈簧中
緊密地靠在一起。可見上述專利申請都并未涉及具體板彈簧總成結構及組裝方法，雖然復合材料板彈簧為主要部件之一，但是復合材料板彈簧總成的具體結構并未被涉及，同時基于復合材料板彈簧的特性，如申請號為201120076961. 2公開的一種輕型汽車彈簧總成和申請號為201020253583. 6公開的一種汽車后鋼板彈簧總成所述,米用傳統的鋼板彈簧總成的結構和組裝方法存在以下問題傳統的鋼板簧在安裝時需要中心螺栓，中心螺栓的作用概括起來有兩點一是將鋼板簧各簧片串接起來；二是提供定位，阻止鋼板簧相對于車橋發生前后竄動。對于復合材料板彈簧如果采用與鋼板簧相同的固定方式，會存在以下問題首先中心打孔會引入復合材料板彈簧層間的微裂紋，使復合材料板彈簧在使用的過程中極易發生破壞；其次，中心打孔會在復合材料板彈簧服役過程中引入應力集中，從而大大降低復合材料板彈簧的使用壽命； 為克服上述缺陷，對于汽車復合材料板彈簧總成技術還亟需進一步加以開發創造。
發明內容
本發明的目的在于解決上述技術問題，提供一種使用壽命長，結構簡單，性能優越的汽車復合材料板彈簧總成及一種操作簡單便利的組裝方法。為達到以上目的，本發明通過以下技術方案來實現一種汽車復合材料板彈簧總成，包括復合材料板彈簧、減振器支架、車橋和壓板，所述壓板安裝在復合材料板彈簧中部上表面，所述復合材料板彈簧安裝在減振器支架上，所述減振器支架安裝在車橋上。作為本發明的進一步改進，所述的壓板、復合材料板彈簧、減振器支架和車橋四個部件通過兩個U型螺栓進行整體連接固定，如此可克服復合材料板彈簧中間開孔引入的缺 陷。作為本發明的進一步改進，所述的一種汽車復合材料板彈簧總成還包括兩個金屬吊耳，所述金屬吊耳裝配在復合材料板彈簧的兩端。作為本發明的進一步改進，所述壓板、復合材料板彈簧、減振器支架和車橋四個部件的相互接觸面上帶有定位機構。作為本發明的進一步改進，所述定位機構分別為，復合材料板彈簧的上表面和下表面分別設置有定位凸臺，所述壓板的下表面設置有與上述復合材料板彈簧的上表面定位凸臺適配的定位凹孔，所述減振器支架的上表面設置有與上述復合材料板彈簧的下表面定位凸臺適配的定位凹孔，所述減振器支架的下表面還設置定位凸臺，所述車橋的上表面設置有與上述減振器支架下表面的定位凸臺適配的定位凹孔。作為本發明的進一步改進，所述的復合材料板彈簧的上表面定位凸臺為兩個平行的半圓柱體定位凸臺。作為本發明的進一步改進，所述的車橋上開設有U型螺栓的安裝孔。本發明還提出一種上述汽車復合材料板彈簧總成的組裝方法，包括以下組裝步驟
1、將兩個金屬吊耳通過螺栓固定在復合材料板彈簧的兩端頭；
2、將車橋、減振器支架、復合材料板彈簧和壓板四個部件由下往上依次定位疊裝；3、安裝U型螺栓，將U型螺栓插入車橋上的U型螺栓安裝孔安裝固定，從而將車橋、減振器支架、復合材料板彈簧和壓板四個部件固定在一起，完成汽車復合材料板彈簧總成的整體組裝。本發明的一種汽車復合材料板彈簧總成及其組裝方法實現了裝置輕量化，組裝步驟簡單便利，同時復合材料板彈簧還具備比強度高、比彈性能大、耐腐蝕、材料性能可設計的優點，此外通過巧妙的設計汽車復合材料板彈簧總成主要部件的定位和連接固定方式，既可將復合材料板彈簧及周圍部件準確地固定在車體底盤的相應位置，又可避免因中心打孔對復合材料板彈簧帶來的損傷。具體來說本發明的具有以下技術效果
采用本發明首先解決了復合材料板彈簧在車轎上的安裝問題，復合材料板彈簧底部裝有減振器支架，減振器支架的下表面帶有定位凸臺，通過該定位凸臺可以實現減振器支架在車橋上的準確安裝，而減振器支架上表面又帶有復合材料板彈簧的安裝定位凹孔，該定位凹孔用以安裝復合材料板彈簧下表面的定位凸臺，而復合材料板彈簧的上表面帶有定位 凸臺，用于和壓板下表面的定位凹孔相配，實現壓板的準確安裝。整個結構由下向上安裝，操作簡單方便，定位準確。另外，本發明的復合材料板彈簧底部帶有定位凸臺，該凸臺取代了傳統鋼板彈簧的中心螺栓。傳統的鋼板彈簧中心部位串有中心螺栓，該螺栓的作用主要有兩個方面一是將各鋼板簧片竄接起來，不讓其發生相對移動，二是在安裝的過程中可以起到定位的作用。復合材料板彈簧只有一片，并不需要中心螺栓來防止各片相對移動，因此從這個方面來說，該中心螺栓是可以去掉的。另外，復合材料所具有的特殊力學屬性也不允許中心部位安裝螺栓，因為復合材料屬于各向異性，其層間的強度較低，如果在中心部位打孔安裝中心螺栓，會引起應力集中和沿厚度方向的纖維分層。因此，本發明中的復合材料板彈簧下表面帶有定位凸臺，通過該凸臺可以實現原中心螺栓的定位作用，從而避免在復合材料板彈簧的本體上開孔，因此本發明的復合材料板彈簧總成具有良好的使用壽命。
圖I汽車復合材料板彈簧總成裝置示意 圖2車橋上減振器支架定位凹孔及U型螺栓定位孔示意 圖3減振器支架結構示意圖一；
圖4減振器支架結構示意圖二；
圖5復合材料板彈簧結構示意圖一；
圖6復合材料板彈簧結構示意圖二；
圖7壓板結構示意圖。圖中I-復合材料板彈簧，2-金屬吊耳，3-減振器支架，4-壓板，5-U型螺栓，6_車橋，Ia-復合材料板彈簧下表面定位凸臺，Ib-復合材料板彈簧上表面定位凸臺，3a_減振器支架下表面定位凸臺，3b_減振器支架上表面定位凹孔,4a-壓板下表面定位凹孔,6a_車橋上減振器支架定位凹孔，6b_U型螺栓安裝孔。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。實施例一
如圖I所示一種汽車復合材料板彈簧總成，包括復合材料板彈簧I、減振器支架3、車橋6和壓板4，所述壓板4安裝在復合材料板彈簧I中部上表面，所述復合材料板彈簧I安裝在減振器支架3上，所述減振器支架3安裝在車橋6上。作為本實施例的進一步改進，所述的壓板4、復合材料板彈簧I、減振器支架3和車橋6四個部件通過兩個U型螺栓5進行整體連接固定，如此可克服復合材料板彈簧中間開孔存在的缺陷。作為本實施例的進一步改進，所述的一種汽車復合材料板彈簧總成還包括兩個金 屬吊耳2，所述金屬吊耳2安裝在復合材料板彈簧的兩端。作為本實施例的進一步改進，如附圖2-7所示，所述壓板4、復合材料板彈簧I、減振器支架3和車橋6四個部件的相互接觸面上帶有定位機構，具體來說為所述復合材料板彈簧的上表面設置有復合材料板彈簧上表面定位凸臺lb，復合材料板彈簧的下表面設置有復合材料板彈簧下表面定位凸臺la，所述壓板的下表面設置有與上述復合材料板彈簧的上表面定位凸臺適配的壓板下表面定位凹孔4a，所述減振器支架的上表面設置有與上述復合材料板彈簧的下表面定位凸臺適配的減振器支架上表面定位凹孔3b，所述減振器支架的下表面還設置有減振器支架下表面定位凸臺3a，所述車橋的上表面設置有與上述減振器支架下表面的定位凸臺適配的車橋上減振器支架定位凹孔6a。作為本實施例的進一步改進，所述的復合材料板彈簧上表面定位凸臺Ib為兩個平行的半圓柱體定位凸臺。作為本實施例的進一步改進，所述的車橋上開設有U型螺栓安裝孔6b。本發明還提出一種上述汽車復合材料板彈簧總成的組裝方法，包括以下組裝步驟
1、將兩個金屬吊耳通過螺栓固定在復合材料板彈簧的兩端頭；
2、將車橋、減振器支架、復合材料板彈簧和壓板四個部件由下往上依次定位疊裝；
3、安裝U型螺栓，將U型螺栓插入車橋上的U型螺栓安裝孔安裝固定，從而將車橋、減振器支架、復合材料板彈簧和壓板四個部件固定在一起，完成汽車復合材料板彈簧總成的整體組裝。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，如簡單的將所述U型螺栓替換為其他連接固定方式，如管卡子等連接方式，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種汽車復合材料板彈簧總成，其特征在于包括復合材料板彈簧、減振器支架、車橋和壓板，所述壓板安裝在復合材料板彈簧中部上表面，所述復合材料板彈簧安裝在減振器支架上，所述減振器支架安裝在車橋上。
2.如權利要求I所述的一種汽車復合材料板彈簧總成，其特征在于所述的壓板、復合材料板彈簧、減振器支架和車橋四個部件通過兩個U型螺栓進行整體連接固定。
3.如權利要求I所述的一種汽車復合材料板彈簧總成，其特征在于所述的一種汽車復合材料板彈簧總成還包括兩個金屬吊耳，所述金屬吊耳設置在復合材料板彈簧的兩端。
4.4.如權利要求I所述的一種汽車復合材料板彈簧總成，其特征在于所述壓板、復合材料板彈簧、減振器支架和車橋四個部件的相互接觸面上帶有定位機構。
5.如權利要求4所述的一種汽車復合材料板彈簧總成，其特征在于所述定位機構分別為，復合材料板彈簧的上表面和下表面分別設置有定位凸臺，所述壓板的下表面設置有與上述復合材料板彈簧的上表面定位凸臺適配的定位凹孔，所述減振器支架的上表面設置有與上述復合材料板彈簧的下表面定位凸臺適配的定位凹孔，所述減振器支架的下表面還設置定位凸臺，所述車橋的上表面設置有與上述減振器支架下表面的定位凸臺適配的定位凹孔。
6.如權利要求I所述的一種汽車復合材料板彈簧總成，其特征在于所述的復合材料板彈簧的上表面定位凸臺為兩個平行的半圓柱體定位凸臺。
7.如權利要求I所述的一種汽車復合材料板彈簧總成，其特征在于所述的車橋上開設有U型螺栓的安裝孔。
8.—種如權利要求1-7任一項權利要求所述的一種汽車復合材料板彈簧總成的組裝方法，包括以下組裝步驟 I、將兩個金屬吊耳通過螺栓固定在復合材料板彈簧的兩端頭； 將車橋、減振器支架、復合材料板彈簧和壓板四個部件由下往上依次定位疊裝； 安裝U型螺栓，將U型螺栓插入車橋上的U型螺栓安裝孔安裝固定，從而將車橋、減振器支架、復合材料板彈簧和壓板四個部件固定在一起，完成汽車復合材料板彈簧總成的整體組裝。
全文摘要
本發明公開一種汽車復合材料板彈簧總成及其組裝方法，其特征在于包括復合材料板彈簧、減振器支架、車橋和壓板，所述壓板安裝在復合材料板彈簧中部上表面，所述復合材料板彈簧安裝在減振器支架上，所述減振器支架安裝在車橋上，通過兩個U型螺栓進行整體連接固定，本發明的一種汽車復合材料板彈簧總成及其組裝方法實現了裝置輕量化，組裝步驟簡單便利，同時復合材料板彈簧還具備比強度高、比彈性能大、耐腐蝕、材料性能可設計的優點，此外通過巧妙的設計汽車復合材料板彈簧總成主要部件的定位和連接固定方式，既可將復合材料板彈簧及周圍部件準確地固定在車體底盤的相應位置，又可避免因中心打孔對復合材料板彈簧帶來的損傷。
文檔編號B60G15/02GK102700377SQ201210183238
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月6日 優先權日2012年6月6日
發明者姜其斌, 李再柯, 王甲世 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司