CN101678732B - 四点式拉杆和具有这种拉杆的汽车 - Google Patents

Abstract

用于将汽车轴(36)悬挂在汽车(11)的车架(35)上的四点式拉杆，该四点式拉杆具有四个在中央区域(6)中相互固定连接的并且从中央区域(6)形成十字地向外延伸的拉杆臂(2，3，4，5)，其中两个第一拉杆臂(2，3)能够铰接在车架(35)上并且两个第二拉杆臂(4，5)能够铰接在汽车轴(36)上，其中所述拉杆臂(2，3，4，5)分别具有横向于或者垂直于十字平面(20)敞开的H形轮廓(13)。

Description

四点式拉杆和具有这种拉杆的汽车

技术领域

本发明涉及一种用于将汽车轴悬挂在汽车的车架上的四点式拉杆，该四点式拉杆具有四个在中央区域中相互固定连接的并且从中央区域形成十字地向外延伸的拉杆臂，其中两个第一拉杆臂能够铰接在车架上并且两个第二拉杆臂能够铰接在汽车轴上。此外，本发明还涉及一种具有这样的四点式拉杆的汽车。 

背景技术

从EP 0 776 275 B1中公开了一种用于汽车中的实体轴的轴悬架，其中汽车轴通过纵向拉杆和四点式拉杆与汽车车身连接。在构造成X状的十字的四点式拉杆的臂端部上布置了用于固定在车身上的接头以及用于固定在汽车轴上的接头。臂的横截面轮廓可以是双T形的或者由空心型材构成。 

DE 100 50 772 A1公开了一种用于汽车中的实体轴的轴悬架，该轴悬架包括两个将实体轴与汽车车身连接的纵向拉杆以及一方面铰接地与实体轴连接并且另一方面铰接地与汽车车身连接的四点式拉杆。该四点式拉杆包括平行于汽车纵向延伸的空心的部件，在该部件的端部上分别设置两个关于该部件的纵轴线对称布置的并且固定地与该部件连接的接头臂。 

DE 10 2004 014 610 A1描述了一种具有X状结构的用于商用汽车实体轴的轴悬架的四点式拉杆，该四点式拉杆具有中央的空心的壳体区域以及四个模制在壳体区域上的拉杆臂，在拉杆臂的外面的端部上模制了设有活球接头或者说弹性体接头的轴承孔。该四点式拉杆的空心壳体具有在两侧敞开的管状的构造并且在所有四个侧面上收敛(tailliert)。此外，所述拉杆臂具有U形或者说C形的横截面并且 流畅地过渡到中央的管状的壳体区域中。该空心壳体可以构造成板成型件或者铸件，其中所述四点式拉杆例如由贝氏体的铸铁制成。 

至今为止在实践中，由于制造技术的原因、成本原因、强度原因以及重量原因，证实两种形状是特别有效的。一方面是X形状，该形状至今为止主要由锻造方法制成。在此，由于制造缘故将实心的矩形横截面作为臂横截面，该矩形横截面可以相对简单地调节到所要求的识别特征以及强度特征上。对于经济地制造例如通过铸造按EP 0776 275 B1的空心的几何形状的缺点是其完全的封闭性。由此不能或者只能非常受限制地在工艺上可靠地支撑形成空腔的型芯。结果可能是由该型芯在铸造时的悬浮引起的不均匀厚度的壁厚以及由此不利的强度特征。至今为止在锻造方法中制造的X几何形状的缺点是其由制造方法预先给定的矩形横截面，该矩形横截面引起大的部件重量并且由此引起高成本。在扭转方面柔软的锻造四点式拉杆中，臂通常构造得非常扁平。由此会产生这样的问题，即壳体头部在锻造过程中没有完全被填充。具有双T形臂横截面的X几何形状对于铸造来说需要多个型芯，这些型芯使得部件昂贵。此外，该双T形轮廓不利于侧面载荷。 

另一方面，按DE 10 2004 014 610 A1的在两侧敞开的铸件结构已经得到证明。这种形状的突出之处在于成本低廉的并且轻质的半成品以及空心的结构形式，并且由此提供对于锻造四点式拉杆的一些优点。然而该结构形式在柔软的扭转特性方面受到限制。为了更柔软地形成该特性，例如要么减少壁厚要么减少型芯高度。然而这两种措施在制造技术方面具有限制。该壁厚应该具有最小值，由此能够铸造该部件，并且所述型芯应该具有最小高度，使得其不会由于液态的铸铁的浮力而破碎。由此，该形状并不适合于扭转方面柔软的特性的应用情况。由于使用强度的缘故，只能在很小的程度上通过更狭窄的部件实现扭转特性的减小。 

在按DE 100 50 772 A1的基本上由用小臂来连接的管件制成的四点式拉杆中，扭转特性几乎仅仅由管件确定。该结构的缺点一方面在于制造技术。由于管形轮廓，该四点式拉杆的几何形状通常不能锻造。该四点式拉杆也只是受限制地适合于通过铸造来制造，因为由于长的铸件型芯的所需要的稳定性，内直径不允许低于最小值。因为将所述臂构造成矩形轮廓，所以如果其不构造得非常薄的话会出现形成缩孔的危险。另一方面，该几何形状不适合加载。在中间的管形轮廓必须在扭转特性柔软的情况下构造成非常薄的或者具有小的横截面，并且由此仅提供非常小的针对侧面载荷的抵抗力。所述臂作为薄的矩形轮廓为侧面载荷也只是提供非常小的抵抗力。此外，所述拉杆在所述臂到管件的过渡区域上具有刚性突变，该刚性突变对于使用强度是不利的。 

发明内容

从现有技术出发，本发明的任务是提供一种四点式拉杆，该四点式拉杆在扭转方面是柔软的并且同时可以承受大的侧面载荷。本发明的任务还在于提供一种具有这种四点式拉杆的汽车。 

该任务按本发明一种用于将汽车轴悬挂在汽车的车架上的四点式拉杆得到解决。该四点式拉杆具有四个在中央区域中相互固定连接的并且从中央区域形成十字地向外延伸的拉杆臂，其中两个第一拉杆臂能够铰接在车架上并且两个第二拉杆臂能够铰接在汽车轴上，其特征在于，所述拉杆臂分别具有横向于或者垂直于十字平面敞开的H形轮廓，其中所述中央区域具有管状轮廓，其中所述中央区域具有两个分别横向于或者垂直于十字平面敞开的H形轮廓，H形轮廓的相互面对的支臂在形成管状轮廓的情况下相互连接。 

本发明的上述任务还通过一种汽车来完成。该汽车具有至少一个汽车轴、一个车架以及至少一个按上述权利要求中任一项所述的四点式拉杆，其中两个第一拉杆臂分别借助于接头铰接在车架上，并且两 个第二拉杆臂分别借助于接头铰接在汽车轴上。 

本发明还涉及优选的改进方案。 

如上所述，按本发明的用于将汽车轴悬挂在汽车尤其商用汽车的车架上的四点式拉杆具有四个在中央区域中相互固定连接的并且从中央区域形成十字地向外延伸的拉杆臂，其中两个第一拉杆臂能够铰接在车架上并且两个第二拉杆臂能够铰接在汽车轴上，其中所述拉杆臂分别具有横向于或者垂直于十字平面敞开的H形轮廓。 

每个所述H形轮廓优选由两个支臂以及在支臂之间延伸的接片形成，其中所述支臂和接片界限了两个通过该接片相互分开的凹处，所述凹处朝相互反向的侧面敞开。在此，所述凹处尤其仅仅在一侧敞开。由此，可以如此理解“横向于或者垂直于十字平面敞开的H形轮廓”这种表达，即每个所述H形轮廓的凹处横向于或者垂直于十字平面敞开。相反，在由现有技术公开的双T形轮廓中，横向于或者说垂直于十字平面的凹处由双T形轮廓的支臂界限并且由此封闭。每个H形轮廓的两个支臂优选相互平行或者基本上平行地定向。此外，每个H形轮廓的接片尤其横向于或者垂直于相应的支臂延伸。 

所述拉杆臂具有横向于或者垂直于十字平面敞开的H形轮廓，从而所述四点式拉杆一方面在扭转方面是柔软的并且另一方面可以承受大的侧面载荷。按本发明的四点式拉杆尤其可以承受比在其臂具有按EP 0 776 275 B1的双T形轮廓时更高的侧面载荷。此外，横向于或者垂直于十字平面敞开的H形轮廓在制造技术方面提供了优点，因为其相对于按EP 0 776 275 B1的双T形轮廓或者相对于由DE 102004 014 610 A1公开的C形轮廓可以没有型芯地进行铸造。“横向”这种表达优选代表“垂直”、“基本上垂直”或者“倾斜”。由此，“横向于十字平面”这种表达例如意味着“垂直于十字平面”、“基本上垂直于十字平面”或者“倾斜于十字平面”。 

所述拉杆臂优选在中央区域中相互过渡，这种过渡尤其是材料均匀地进行的。此外，所述四点式拉杆可以形成十字或者X状的十字或者说具有X状的构造。 

所述十字平面优选形成了四点式拉杆的中间平面。所述拉杆臂尤其处于四点式拉杆的十字平面中，并且中央区域也优选处于四点式拉杆的十字平面中。由此，“横向于或者垂直于十字平面敞开的H形轮廓”这种表达尤其也可以解释成所述H形轮廓的接片处于十字平面中。 

所述拉杆臂可以直线延伸。然而该拉杆臂优选是弯曲的，使得“十字形”、“十字”、“X状的十字”或者“X状的构造”这些表达包括拉杆臂的这种弯曲的走向。所述拉杆臂尤其在十字平面中进行弯曲。 

所述拉杆臂的H形轮廓可以随着到中央区域的距离的增大而逐渐变细。该拉杆臂的H形轮廓的支臂的高度和/或拉杆臂的H形轮廓的接片的宽度和/或拉杆臂的H形轮廓的宽度尤其随着与中央区域的距离的增加而减小。 

根据改进方案，所述中央区域具有管状轮廓。该中央区域尤其具有两个分别横向于或者垂直于十字平面敞开的H形轮廓，这两个H形轮廓在形成管状轮廓的情况下相互连接或者说相互过渡。所述中央区域的每个H形轮廓优选由两个支臂以及在支臂之间延伸的接片形成，其中该支臂和接片界限了两个通过接片相互分开的凹处，所述凹处朝相互反向的侧面敞开。在此，所述凹处尤其仅仅在一侧敞开。由此，尤其可以如此理解“横向于或者垂直于十字平面敞开的H形轮廓”这种表达，即所述中央区域的每个所述H形轮廓的凹处横向于或者垂直于十字平面敞开。优选也可以如此解释这种表达，即该中央区域的H形轮廓的接片处于十字平面中。该中央区域的每个H形轮廓的两个支臂优选相互平行或者基本上平行地定向。此外，该中央区域的每个H形轮廓的接片尤其横向于或者垂直于相应的支臂延伸。 

所述中央区域的H形轮廓的相互面对的支臂优选在形成管状轮廓的情况下相互连接，该管状轮廓尤其布置在该中央区域的两个H形轮廓的接片之间。在此，所述拉杆臂的H形轮廓优选过渡到所述中央区域的H形轮廓中。所述管状轮廓优选构造成O形的。所述中央区域的H形轮廓的两个相互面对的支臂尤其可以朝向彼此弯曲， 从而形成管状轮廓。 

所述管状轮廓尤其在两侧敞开。此外，所述管状轮廓优选沿着十字的或者说四点式拉杆的纵向延伸，该纵向尤其在两个第一拉杆臂之间居中地并且在两个第二拉杆臂之间居中地延伸。该纵向也尤其穿过中央区域延伸。 

所述拉杆臂优选在其远离中央区域的端部上分别具有接头固定座，接头布置或者可以布置在该接头固定座上或者接头固定座中。在此，两个第一拉杆臂借助于接头铰接在车架上，并且两个第二拉杆臂借助于接头铰接在汽车轴上。轴承座优选构造成空心圆柱形的。此外，所述接头尤其构造成活球接头和/或分子接头(Molekulargelenk)。 

所述四点式拉杆优选由金属制成，尤其由铁或者铁合金制成。此外，该四点式拉杆可以作为锻件或者铸件制造。该四点式拉杆优选是铸件并且尤其由铸造材料制成，该铸造材料基于球墨铸铁。在铸造之后这种铸造材料可以经受热处理，从而所述四点式拉杆例如由ADI铸造材料(ADI＝英语：Austempered Ductile Iron(奥氏体回火的延性铁))制成。 

按本发明的四点式拉杆尤其形成了可扭曲的十字，借助于该十字除了将汽车轴悬挂在车架上之外还可以实现摆动稳定器的功能。为此，该四点式拉杆优选形成了可翻转的和/或可弹性扭曲的十字。 

此外，本发明还涉及一种汽车、尤其是商用汽车，该汽车具有至少一个汽车轴、一个车架和一个或者至少一个按本发明的四点式拉杆，其中两个第一拉杆臂铰接在车架上并且两个第二拉杆臂铰接在汽车轴上。在此，所述四点式拉杆可以根据所有所述的设计方案进行改进。两个第一拉杆臂和两个第二拉杆臂尤其借助于接头铰接在车架上或者说汽车轴上。此外，该汽车轴优选是实体轴。 

按本发明的四点式拉杆几何形状专门设计用于柔软的扭转特性。通过在扭转方面柔软的臂、通过拉杆中间的专门的几何形状以及通过分子接头来承受变形，其中分子接头的份额优选较小。由于柔软的特性，微小的扭矩以及由此较低的垂直载荷作用到四点式拉杆上。然而，较高的侧面载荷也可以作用到四点式拉杆上。用于拉杆臂的H形轮廓的面惯性矩尤其比按EP 0 776 275 B1的双T形轮廓更合适。 

所述四点式拉杆的拉杆臂汇聚成十字。由H形轮廓和管状轮廓 的组合形成的几何形状对于所述十字或者说四点式拉杆的中央区域来说是有利的。尤其在这种几何形状中已经考虑到了可以避免材料积聚并且保持确定的壁厚，从而可以避免在四点式拉杆中形成缩孔，并且对四点式拉杆进行的随后的热处理会影响其整个横截面。 

按本发明的四点式拉杆在中央区域中可以经受高的载荷。该载荷一方面由扭转产生，该扭转可以最佳地由管状轮廓承受，并且另一方面由侧面载荷引起，该侧面载荷可以额外地由所述中央区域的H形轮廓的侧面的接片承受。该优点例如在按DE 100 50 772A1的四点式拉杆中是不存在的。在按本发明的四点式拉杆中，有利地提供了所述拉杆臂到中央区域的均匀的过渡，这正面地影响按本发明的四点式拉杆的使用强度。 

用于按本发明的四点式拉杆的中央区域的铸造型芯由于其较大的横截面以及其较短的长度是非常稳定的，这在用于按DE 10 2004014 610 A1的铸造拉杆的铸造型芯中不再是这种情况，这种情况是该铸造拉杆在扭转方面是柔软的并且由此是扁平构造的。 

按本发明的四点式拉杆尤其提供以下优点： 

-其几何形状专门适合于具有扭转方面柔软特性的四点式拉杆。 

-由于拉杆臂的H形轮廓，其可以没有型芯地进行铸造。该H形轮廓在扭转方面是柔软的，但是针对侧面载荷是稳定的，并且由此最佳地用于所规定的应用情形。 

-在四点式拉杆的中央区域中的由H形轮廓和管状轮廓或者说管状横截面组成的组合实现了保持相同的并且符合制造的壁厚以及适合于载荷的没有刚性突变的几何形状。 

-铸造型芯仅仅必须插入用于中央区域的中心。该铸造型芯可以由于其紧凑性而构造得非常稳定，由此不存在该几何形状在型芯稳定性方面的限制。如果存在空心圆柱形的轴承座或者说壳体头部，那么除了用于中央区域的铸造型芯之外还需要铸造型芯用于每个轴承座。 

附图说明

下面根据优选实施方式参照附图对本发明进行描述。附图中： 

图1是按本发明的四点式拉杆的实施方式的透视图， 

图2是按图1的四点式拉杆的其中一个拉杆臂的横截面， 

图3是按图1的四点式拉杆的中央区域的横截面，以及 

图4是汽车连同按图1的处于安装状态中的四点式拉杆的部分侧视图。 

具体实施方式

从图1中可以看到按本发明的四点式拉杆1的实施方式的透视图，该四点式拉杆具有四个拉杆臂2、3、4和5，这些拉杆臂布置成十字形并且在十字的中央区域6中相互固定地连接。该四点式拉杆1构造成一体的铸件，使得所述拉杆臂2、3、4和5在中央区域6中尤其材料均匀地相互过渡。此外，所述拉杆臂2、3、4和5在其远离中央区域6的端部上分别具有空心圆柱形的轴承座7、8、9和10，其中每个轴承座7、8、9和10与相应配属的拉杆臂2、3、4或者说5构造成一体的。所述轴承座7、8、9和10尤其是一体的铸件的一部分。为了将四点式拉杆1装配到汽车11中，分别将分子接头12装入所述轴承座7、8、9和10中(参见图4)。 

所述拉杆臂2、3、4和5分别具有H形轮廓13，这可以从图2中看出，该图示出了拉杆臂5沿着图1中的剖切线14的横截面。每个H形轮廓13具有两个相互平行的支臂15和16，它们在中间借助于接片17相互连接。所述支臂15和16以及接片17界限了两个凹处18和19，所述凹处在相互对置的侧面上垂直于(或者说横向于)十字平面20敞开。在此，该十字平面20形成了四点式拉杆1的中平面并且沿图1中示出的线条21切割所述四点式拉杆1。该十字平面20尤其延伸通过H形轮廓13的接片17。此外，在每个H形轮廓13的接片17中设置了孔24，这些孔用于流出水和脏物(参见图1)。 

如从图2中可以看出，H形轮廓13的两个支臂15和16的厚度22和23是不同的。H形轮廓13的两个支臂15和16的高度40和41也是不同的。H形轮廓13的或者说拉杆臂的宽度用附图标记42表示。 

从图3中可以看出所述中央区域6沿图1中的剖切线25的剖面图，该中央区域具有两个H形轮廓26，这两个H形轮廓分别包括两个相互平行的支臂27和28以及接片29，该接片在中间将各个H形轮廓26的两个支臂27和28相互连接。每个所述H形轮廓26具有两个由相应的支臂27和28以及由相应的接片29界限的凹处30和31，所述凹处在相互对置的侧面上垂直于(或者说横向于)十字平面20敞开。如从图3中可以看出，所述H形轮廓26的接片29位于十字平面20 上。两个H形轮廓26的两个相互面对的支臂28在构成管状轮廓32的情况下相互连接，该管状轮廓沿着四点式拉杆1的纵向33(参见图1)延伸并且具有连续的空腔34，该空腔沿纵向33在两侧敞开。在此，所述拉杆臂2和4的H形轮廓13过渡到中央区域6的其中一个H形轮廓26中，并且拉杆臂3和5的两个H形轮廓过渡到中央区域6的另一个H形轮廓26中。 

从图4中可以看出汽车11连同车架35的部分侧视图，所述拉杆臂2和3借助于两个分子接头12铰接在车架35上。此外，所述拉杆臂4和5借助于两个另外的分子接头12铰接在构造成实体轴的汽车轴36上。在此，虚线示出的线条37不仅代表十字平面20，也代表了纵向33。虽然在图4中该线条37也沿着汽车纵向延伸，但是在汽车轴36相对于车架35向内弹出或者向外弹出时，所述十字平面20和纵向33可以相对于汽车纵向倾斜。 

此外，所述汽车轴36借助于两个纵向拉杆38铰接在车架35或者说支架39上，该支架固定地与车架35连接，其中从图4中只能看到其中一个纵向拉杆38和其中一个支架39。 

附图标记列表 

1    四点式拉杆 

2    拉杆臂 

3    拉杆臂 

4    拉杆臂 

5    拉杆臂 

6    中央区域 

7    轴承座 

8    轴承座 

9    轴承座 

10   轴承座 

11   汽车 

12   分子接头 

13   H形轮廓 

14    剖切线 

15    支臂 

16    支臂 

17    接片 

18    凹处 

19    凹处 

20    十字平面 

21    线条 

22    厚度 

23    厚度 

24    孔 

25    剖切线 

26    H形轮廓 

27    支臂 

28    支臂 

29    接片 

30    凹处 

31    凹处 

32    管状轮廓 

33    纵向 

34    空腔 

35    车架 

36    汽车轴 

37    线条 

38    纵向拉杆 

39    支架 

40    高度 

41    高度 

42    宽度 

Claims (11)

1.用于将汽车轴(36)悬挂在汽车(11)的车架(35)上的四点式拉杆，该四点式拉杆具有四个在中央区域(6)中相互固定连接的并且从中央区域(6)形成十字地向外延伸的拉杆臂(2，3，4，5)，其中两个第一拉杆臂(2，3)能够铰接在车架(35)上并且两个第二拉杆臂(4，5)能够铰接在汽车轴(36)上，其特征在于，所述拉杆臂(2，3，4，5)分别具有横向于或者垂直于十字平面(20)敞开的H形轮廓(13)，其中所述中央区域(6)具有管状轮廓(32)，其中所述中央区域(6)具有两个分别横向于或者垂直于十字平面(20)敞开的H形轮廓(26)，H形轮廓的相互面对的支臂(28)在形成管状轮廓(32)的情况下相互连接。

2.按权利要求1所述的四点式拉杆，其特征在于，所述十字平面(20)形成了四点式拉杆(1)的中间平面。

3.按权利要求1或2所述的四点式拉杆，其特征在于，所述拉杆臂(2，3，4，5)在中央区域(6)中材料均匀地相互过渡。

4.按权利要求1或2所述的四点式拉杆，其特征在于，所述拉杆臂(2，3，4，5)的H形轮廓(13)过渡到中央区域(6)的H形轮廓(26)中。

5.按权利要求1或2所述的四点式拉杆，其特征在于，所述管状轮廓(32)在两侧敞开。

6.按权利要求1或2所述的四点式拉杆，其特征在于，所述管状轮廓(32)沿着十字的纵向(33)延伸，该纵向在两个第一拉杆臂(2，3)之间居中地穿过中央区域(6)并且在两个第二拉杆臂(4，5)之间居中地延伸。

7.按权利要求1或2所述的四点式拉杆，其特征在于，所述拉杆臂(2，3，4，5)在其远离中央区域(6)的端部上分别具有空心圆柱形的接头固定座(7，8，9，10)。

8.按权利要求1或2所述的四点式拉杆，其特征在于，每个H形轮廓(13；26)由两个支臂(15，16；27，28)以及在支臂(15，16；27，28)之间延伸的接片(17；29)形成，该接片处于十字平面(20)中。

9.汽车，具有至少一个汽车轴(36)、一个车架(35)以及至少一个按上述权利要求中任一项所述的四点式拉杆(1)，其中两个第一拉杆臂(2，3)分别借助于接头(12)铰接在车架(35)上，并且两个第二拉杆臂(3，4)分别借助于接头(12)铰接在汽车轴(36)上。

10.按权利要求9所述的汽车，其特征在于，所述接头(12)是分子接头。

11.按权利要求9或10所述的汽车，其特征在于，所述汽车轴(36)是实体轴。

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