CN102271936A - 机动车辆上的横向连杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有主体(2)的横向连杆(1)，所述横向连杆具有用于枢转地附着到车架部件的至少一个第一固定区域(4)，所述第一固定区域(4)具有被轴承衬套(23)围绕的轴颈(9)。提出在第一固定区域(4)的区域中布置止动区域(19)，当沿着圆周方向观看时，所述止动区域是中断的，从而形成完全相对的加厚部分(21，22)，所述加厚部分(21，22)布置在所述主体(2)和所述第一固定区域(4)之间，并被实现为使得当所述主体(2)围绕第二固定区域(3)的竖直轴(Y)扭转离开所述主体(2)的中性位置并且各个加厚部分(21，22)借助于其各自的止动表面(24，26)撞在所述轴承衬套(23)的相应的止动元件(27，28)上时，仅有沿横向和竖直方向作用的力被吸收。

Description

机动车辆上的横向连杆
本发明涉及一种具有主体的横向连杆，所述横向连杆具有用于枢转地附着到车架部件的至少一个第一固定区域，所述第一固定区域具有被轴承衬套(bearing bush)围绕的轴颈。
DE20004149U1公开了一种用于车轮悬架中的连杆的具有横向挠性(transverse flexibility)的轴承装置，该轴承装置包括：外衬套和轴承销，当将轴承销插入到外衬套内部时，外衬套和轴承销形成环形空间并可相对于彼此沿径向弹性地运动；第一弹性体，布置在所述环形空间中并具有止动表面，所述止动表面遍及圆周的一部分并为轴承销在外衬套上提供径向支撑。为了给轴承装置提供横向挠性，DE20004149U1提出在环形空间中布置具有止动表面的第二弹性体，所述止动表面至少分段地遍及圆周的同一部分，并在与最初的止动表面接触并进行附加的径向行程之后，期望通过所述止动表面为轴承销在外衬套上提供附加的径向支撑。
JP61-282106A的摘要涉及一种横向连杆，所述横向连杆在其主体上具有围绕所述主体的凸起的骨架肋板(webs)，所述凸起的骨架肋板意在增加至少一个车轮翼(wheel limb)的刚度。
DE19841805A1涉及一种机动车辆的用于将轮轴枢转地连接到车架的A臂。所述A臂具有纵向臂和横向臂。所述A臂由两个互相连接的部件组成，所述两个互相连接的部件利用被提供用于连接这两个部件的连接方法由铝锻造而成。所述A臂具有可被插入到轴承衬套中的轴颈。
DE19923698A1公开了一种横向连杆，所述横向连杆具有基本上呈T形的主体，所述横向连杆在其每个端部上具有轴承位置(bearing location)，通过所述轴承位置形成用于接纳液压安装件的轴颈。所述横向连杆通过触变铸造工艺由铝一体地形成。
DE4215195A1涉及支撑臂的挠性支撑。挠性元件和轴承衬套为单独的部件，以当这些部件的使用寿命到期时允许不特别费力地重新利用所采用的原料。
可以以三个固定区域(三点连杆)来实现横向连杆，所述三个固定区域为：被连接到车架部件的第一固定区域和第二固定区域，以及经由轴颈连接件被连接到轮毂架的另一固定区域，即，第三固定区域。第一固定区域被实现为可被插入到轴承衬套中的轴颈，可通过合适的连接元件将轴承衬套连接到车架部件。第二固定区域以套筒的方式被实现。在中性位置(neutral position)，这三个固定区域基本上位于同一固定平面内。所述横向连杆吸收(例如)制动力和加速力，但是也可以以使其减轻路面不规则(例如，坑洼、凸块、振动等)的方式设计所述横向连杆。
本发明的根本目的在于，通过简单的方法以使得例如车辆设置更加容易的方式改进在开始时所阐述的类型的横向连杆。
根据本发明，通过具有权利要求1所述的特征的横向连杆来实现该目的，在所述横向连杆中设置止动区域，当沿圆周方向观看时，所述止动区域是中断的，从而形成完全相对(优选为同心构造)的加厚部分，所述加厚部分布置在所述主体和所述第一固定区域之间，并被实现为使得当主体围绕第二固定区域的竖直轴扭转离开所述主体的中性位置并且各个加厚部分借助于其各自的止动表面撞在轴承衬套的相应的止动元件上时，仅有沿横向和竖直方向作用的力被吸收。
本发明基于尤其是由诸如铝的轻金属制造依常规实现的横向连杆的实现，横向连杆的固定区域(例如有三个固定区域)在未安装状态下或在中性安装位置基本上布置在同一固定平面内。所述横向连杆通过其第一固定区域和第二固定区域被枢转地附着到车架部件(例如，副车架)，并通过其另一固定区域，即第三固定区域经由(例如)轴颈连接件被枢转地附着到轮毂架。该已知的实施例主要用于确保以节省重量(轻金属)为目的来实现整个横向连杆，并实现力沿着直线从轮毂架传递到用作示例的副车架。
诚然，特别是对于由轻金属制成的横向连杆，据观察，为了有足够的强度来承受遭遇的载荷，与由钢制成的横向连杆相比，必须给所述横向连杆提供更大的截面，特别是在其第一固定区域，即，在其轴颈处。然而，因安装空间而导致这是非常不利的，这是因为截面增大的轴颈连同轴承衬套需要相对大量的安装空间。第一固定区域和第二固定区域均被设计成使得沿轴向以及沿横向和竖直方向的力被两个轴承位置吸收，并且可通过横向连杆来选择车辆设置。例如，可给车辆的驾驶者提供特定的驾驶感觉。因此，具体地讲，第一固定区域和第二固定区域可被设计成使得车辆与路面的接触被有阻尼或无阻尼地传递给车辆的驾驶者。然而，由于这两个固定区域均可吸收沿轴向以及沿横向和竖直方向的力，因此这导致在车辆设置方面的某些折衷。
相比之下，通过本发明，确保了第一固定区域仅吸收沿横向和竖直方向作用的力，这有利地促进了在所需刚性(特别是轴承衬套的刚性)方面的调整(即，车辆设置)，这是因为不再需要针对轴向力的可行的吸收进行设计。然而，现在也仅需要针对这些方向的力来设计轴颈。
在根据本发明的意义上的轴向力是沿着车辆的纵轴作用的力，而在根据本发明的意义上的横向力是相对于车辆的纵轴横向地作用的力。
如果完全相对的加厚部分布置在主体的侧面上，则是有利的，从而围绕第二固定区域的竖直轴进行扭转可使各个加厚部分与对应的止动元件接触。
为了确保仅有沿横向和竖直方向的力被吸收，有利地，各个加厚部分的止动表面还具有圆柱形设计。与圆锥形构造的止动表面相比，这种有利的构造的效果在于，碰撞力没有被分成多个矢量，从而确保仅有沿横向和竖直方向作用的力作用于加厚部分上。
在更加优选的实施例中，第一固定区域可具有圆锥形设计的过渡区域，作为从止动区域到轴颈的延续，但是，由于被有利地布置和实现的加厚部分，使得当横向连杆围绕第二固定区域的竖直轴扭转时，所述过渡区域更适宜地不与轴承衬套接触。
轴承衬套最好被设计为液压衬套。所述衬套具有内管，所述内管围绕轴承轴颈，同时挠性元件以已知的方式布置在所述内管和外壁之间。那么，为了确保在围绕第二固定区域的竖直轴进行特定方向的旋转的情况下各个加厚部分能够撞在对应的止动元件上，轴承衬套的插入端最好套在完全相对地布置的加厚部分上。有利地，挠性元件被布置在这些区域中的每个区域中，以形成止动元件。因此，以与完全相对的加厚部分对应的方式，止动元件也仅布置在重叠区域的圆周的一部分上，即，恰好布置在当横向连杆围绕第二固定区域的竖直轴扭转时各个加厚部分能够进行接触之处。
轴承衬套具有插入端以及与插入端相对的自由端。根据本发明，当沿轴承衬套的轴向观看时，如果内管的插入端相对于轴承衬套的插入端在重叠区域之前的位置终止(内管的相对端最好延伸成与外管的长度匹配)，则是有利的。内管的各个端部区域被布置成以一定的角度延伸到内管的中央部分，这意味着，当在纵截面中观看时，内管从插入端朝着中央部分成圆锥形地逐渐变细，并且当在纵截面中观看时，内管从中央部分朝着所述相对端成圆锥形地变宽。这两个张角的大小大致相同，但方向相反。
在优选实施例中，横向连杆最好通过锻造由轻金属(例如，铝)一体地制成。第一固定区域的轴颈以多边形截面被实现，优选为六边形。锻造过程还导致布置在横向连杆的侧面上的锻造毛刺或锻造缝。为了避免锻造缝或锻造毛刺与止动元件之间的接触，最好给所述止动元件设置与所述锻造毛刺的位置相匹配的凹入，从而形成在一定程度上具有波浪形轮廓的止动元件。
有利地，在中性位置，止动元件的表面与各个加厚部分存在一定距离，从而形成至少一个气隙。因此，根据气隙的尺寸，可相对于横向连杆围绕第二固定区域的竖直轴的扭转来设置相对较早的止动接触或相对较晚的止动接触。如果各个加厚部分撞在对应的止动元件上，则这是被阻尼。因此，在早的止动接触的情况下实现“软”车辆设置，并因此在晚的止动接触的情况下实现“硬”车辆设置。例如，对于目标客户群希望乘坐舒适的车辆而言，可选择“软”设置，即，例如路面不规则被减轻的设置。对于目标客户群总是希望更加直接地反馈当前与路面的接触的车辆而言，可选择“硬”设置，即，例如路面不规则在一定程度上未被减轻的设置。
当然，也可通过各个加厚部分来设置气隙的尺寸，即，各个加厚部分朝止动元件的方向的程度。
彼此完全相对地定位的加厚部分最好布置在横向连杆或主体的侧面上，相对于车辆的纵轴，也可称之为内加厚部分和外加厚部分。在这种布置中，内加厚部分布置在横向连杆的朝向车辆的纵轴的那一侧，外加厚部分布置在与之相对的另一侧。
本发明提供一种改进的横向连杆，特别是归功于完全相对的加厚部分横向地布置在所述横向连杆的第一固定区域上的优选实施例，使得所述横向连杆仅吸收沿横向和竖直方向的力。其后，在轴承衬套为液压衬套的优选实施例中，因此也仅需要针对沿横向和竖直方向作用的力来设计与之相互作用的轴承衬套的刚性，从整体上获得的实施例是有利的，因为对于车辆设置而言也仅需要考虑力的两个维度。因此，车辆设置可更加精确地适应各个目标客户的需求。因此，在一定程度上形成物理地起作用的止动元件，重点在于该止动元件仅吸收沿横向和竖直方向的力而不吸收沿轴向作用的力。这些力被第二固定区域吸收。这还通过加厚部分不是呈圆锥形而是呈圆柱形这一事实来实现。另外有利的是，加厚部分未被设计成围绕圆周的所有路线设置而是在圆周方向上是中断的，同时相对于横向连杆的安装位置，在横向连杆的上侧和下侧上没有设置加厚部分。相反，有利地，上侧和下侧被设计成使得主体与轴承衬套之间避免接触。有利地，重叠区域的轴向长度被设计成使得加厚部分能够因横向连杆或横向连杆的第一固定区域相对于轴承衬套扭转而撞在止动元件上。
此外，有利地，物理地起作用的止动元件可被设计成使得其被实现为配合布置在轴承衬套的与插入端相对的端部的夹或铝夹的动作，以实现相应的阻尼特性。
此外，这些有利的措施提高了轴颈和轴承衬套二者的使用寿命并减轻了轴颈和轴承衬套二者的疲劳。
在图1中的平面图中示出了根据现有技术的横向连杆。本发明的其他优选实施例在权利要求和下面对附图的描述中公开。在附图中：
图2详细地示出了横向连杆的第一固定区域，
图3示出了穿过轴承衬套的纵截面，
图4示出了图3中的轴承衬套的插入端的视图；
图5以纵截面的形式示出了图1中的横向连杆的第一固定区域，横向连杆的轴颈被容纳在图3的轴承衬套中。
在各个附图中，相同的部件始终设有相同的参考符号，为此，所述部件通常也仅描述一次。
图1示出了根据现有技术的横向连杆1。横向连杆1具有主体2，横向连杆1具有用于枢转地附着到车架部件(未示出，例如，副车架)的第一固定区域4和第二固定区域3。横向连杆1还具有用于枢转地附着到轮毂架(未示出)的另一固定区域，即，第三固定区域6。具有车架翼7和车轮翼8的主体2基本上呈L形。第一固定区域4和第二固定区域3被布置在车架翼7上。第二固定区域3以例如套筒的方式被实现，第一固定区域4被实现为例如被轴承衬套11(见图3至图5)围绕的轴颈9。
第三固定区域6被布置在车轮翼8上并形成用于轴颈的插孔12。借助于该轴颈，横向连杆1枢转地附着到轮毂。
主体2还具有被凸起的骨架肋板16围绕的基座14，因此，当在截面中观看时，主体2具有H轮廓17。
在图1中示出的未安装位置中，三个固定区域3、4和6基本上布置在主体2的平面内。而且，例如，主体2在其基座14中具有孔18。
从图1中进一步可见，基座14和围绕基座14的凸起的骨架肋板16一直延伸到各个固定区域3、4和6，因此，在安装位置中，横向连杆1允许力沿直线从轮毂架传递到车架部件。
图2示出了根据本发明实现其第一固定区域4的横向连杆1的细节。轴颈9以多边形截面被实现，优选为六边形。
第一固定区域4具有止动区域19，当沿着圆周方向观看时，止动区域19是中断的，从而形成两个完全相对的加厚部分21和22。加厚部分21和22被布置和实现为使得当主体2围绕第二固定区域3的竖直轴Y(图1)扭转离开中性位置，并且各个加厚部分21或22借助于其各自的止动表面24、26撞在轴承衬套23的相应的止动元件27、28上时，仅有沿横向和竖直方向作用的力被吸收。
加厚部分21和22分别被布置在侧部31和32上，最好被布置在主体2的相应的凸起的骨架肋板16上，即，最好被布置在三个固定区域3、4和6的同一固定平面内。相对于车辆的纵轴X，侧部31可被称为内侧31，相对侧32可被称为外侧32，因此，加厚部分21可被称为内加厚部分21，而加厚部分22可被称为外加厚部分22。止动区域19的位于这两个侧部31和32之间的上侧33和下侧34被实现为没有加厚部分的平坦表面。止动区域19结合到轴颈9，在这里通过举例的方式示出了在一定程度上具有圆锥形设计的平滑过渡区域(step-free transition)36。
加厚部分21和22的各自的止动表面24和26具有圆柱形设计。
轴承衬套23(图3和图4)被实现为例如液压衬套，并具有插入端37和与插入端37相对的端部38。轴承衬套23具有被夹具41围绕的外壳39。借助于夹具41，第一固定区域4被连接到车架部件。在外壳39内布置有内管42，内管42具有中央部分43以及与中央部分43邻接的各个端部区域44和46。各个端部区域44和46中的每个均被设计成从中央部分43开始成圆锥形地变宽。轴承衬套23还具有作为示例而被使用的液压衬套的传统组件。
在插入端37处设置有其上布置止动元件27和28的重叠区域47，所述止动元件被实现为弹性体或者液压操纵体。止动元件27和28沿圆周方向以分别与加厚部分21和22对应的方式仅布置在圆周的一部分上，即，并非布置在围绕外壳39的所有路线上。止动元件27和28均具有大致位于中央的凹入49，从而使得止动元件27和28分别形成在一定程度上呈波浪形的止动表面51。波峰的顶点52朝向轴承衬套23的中心线X的方向。
从图2中可见，主体在其侧部31和32上具有锻造毛刺53。止动元件27和28中的凹入49用于确保当各个加厚部分21和22撞在止动元件27和28上时锻造毛刺53不与止动元件27和28接触。
如通过举例的方式所示出的，容纳有内管42，内管42的面对插入端37的端部区域44终止于外壳39内，端部区域44在重叠区域47之前终止。内管42的相对的端部区域46终止于大致与外壳39同高度的位置处。
图5示出了其轴颈9已经被插入到轴承衬套23中的横向连杆1。内管42的中央部分43靠在多边形轴颈9的外边缘上。轴颈9的自由端在外壳39内大致终止于内管42的端部区域46的区域中。
轴颈9经由过渡区域36结合到止动区域19。如图所示，过渡区域36具有基本上呈圆锥形的设计，其具有沿着过渡区域36的中心线的方向略微呈弧形的轮廓，内管42的端部区域44也以相应的张角被实现。
止动区域19连同其加厚部分21和22与重叠区域47重叠，因此，止动区域19以与止动元件27和28对应的方式布置。
止动元件27和28连同加厚部分21和22被实现为使得在横向连杆1或其第一固定区域4和轴承衬套23的中性位置形成气隙54和55。在图5中通过举例的方式示出了该中性位置。气隙54可被制造得大于、等于或小于气隙55，使得车辆的设置更加多样化。如在图5中通过举例的方式所示出的，在附图所在的平面内被示出位于左侧的气隙54大于在附图所在的平面内被示出位于右侧的气隙55。然而，如上所述，本实施例仅仅通过举例的方式被给出，并非意在成为限制。因此，当相对两侧(mutual opposites)的尺寸相同时形成至少一个气隙，而当该尺寸不同时形成两个气隙。
如果现在横向连杆1或第一固定区域4在第二固定区域3围绕竖直轴Y相对于轴承衬套23扭转，则第一固定区域4的止动区域19将沿着在附图所在的平面内略呈圆形的路径在轴承衬套23内相对于轴承衬套23移动，即，在附图所在的平面内要么向右要么向左(箭头56)。
如果加厚部分21或22在此过程中与止动元件27或28接触，则借助于加厚部分21或22连同止动元件27或28的有利布置和构造，仅有沿横向和竖直方向作用的力被传递，这通过箭头57和58以举例的方式被示出。
参考符号列表：
1 横向连杆
2 主体
3 第二固定区域
4 第一固定区域
5
6 第三固定区域
7 车架翼
8 车轮翼
9 轴颈
10
11
12 插孔
13 轴颈
14 基座
15
16 凸起的骨架肋板
17 H轮廓
18 孔
19 止动区域
20
21 加厚部分(内)
22 加厚部分(外)
23 轴承衬套
24 21的止动表面
25
26 22的止动表面
27 23上的止动元件
28 23上的止动元件
29
30
31 内侧
32 外侧
33 上侧
34 下侧
35
36 从19到9的过渡区域
37 23的插入端
38 37的相对侧
39 外壳
40
41 夹具
42 内管
43 42的中央部分
44 42的端部区域
45
46 42的端部区域
47 重叠区域
48
49 凹入
50
51 止动表面
52 顶点
53 锻造毛刺
54 气隙
55 气隙
56 双箭头
57 力的箭头
58 力的箭头

Claims (13)

1.一种具有主体(2)的横向连杆，所述横向连杆具有用于枢转地附着到车架部件的至少一个第一固定区域(4)，所述第一固定区域(4)具有被轴承衬套(23)围绕的轴颈(9)，所述横向连杆包括：
止动区域(19)，当沿着圆周方向观看时，所述止动区域(19)是中断的，从而形成完全相对的加厚部分(21，22)，所述加厚部分(21，22)布置在所述主体(2)和所述第一固定区域(4)之间，并被实现为使得当所述主体(2)围绕第二固定区域(3)的竖直轴(Y)扭转离开所述主体(2)的中性位置并且各个加厚部分(21，22)借助于其各自的止动表面(24，26)撞在所述轴承衬套(23)的相应的止动元件(27，28)上时，仅有沿横向和竖直方向作用的力被吸收。
2.如权利要求1所述的横向连杆，其中，所述完全相对的加厚部分(21，22)布置在所述主体(2)的侧面(31，32)。
3.如权利要求1或2所述的横向连杆，其中，各个加厚部分(21，22)的止动表面(26，27)具有圆柱形设计。
4.如前述任意一项权利要求所述的横向连杆，其中，所述第一固定区域(4)具有圆锥形设计的过渡区域(36)，作为从止动区域(19)到轴颈(9)的延续。
5.如前述任意一项权利要求所述的横向连杆，其中，所述轴承衬套(23)被设计为液压衬套。
6.如前述任意一项权利要求所述的横向连杆，其中，所述轴承衬套(23)的插入端(37)套在完全相对地布置的加厚部分(21，22)上，从而形成重叠区域(47)。
7.如前述任意一项权利要求所述的横向连杆，其中，所述轴承衬套(23)在其重叠区域(47)上具有以与所述加厚部分(21，22)对应的方式被实现的止动元件(27，28)。
8.如前述任意一项权利要求所述的横向连杆，所述横向连杆包括内管(42)，当沿着轴向观看时，所述内管(42)终止于所述轴承衬套(23)的插入端(37)，并在所述轴承衬套的重叠区域(36)之前的位置终止于所述轴承衬套(23)内。
9.如前述任意一项权利要求所述的横向连杆，所述横向连杆由轻金属形成，优选地由铝形成。
10.如前述任意一项权利要求所述的横向连杆，其中，所述轴颈(9)具有多边形截面。
11.如前述任意一项权利要求所述的横向连杆，其中，各个止动元件(27，28)具有凹入(49)。
12.如前述任意一项权利要求所述的横向连杆，其中，在装配条件下，各个止动元件(27，28)或其止动表面(51)朝向各自对应的加厚部分(21，22)的方向，在中性位置，在各个止动表面(24，27；26，28)之间形成至少一个气隙(54，55)。
13.如前述任意一项权利要求所述的横向连杆，其中，在装配条件下，各个止动元件(27，28)或其止动表面(51)朝向各自对应的加厚部分(21，22)的方向，在中性位置，在各个止动表面(24，27；26，28)之间形成不同尺寸的气隙(54，55)。
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