CN102458965B - 用于机动车的后轮的轮悬架结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的轮悬架结构，具有轮毂托架(14)，所述轮毂托架具有轮侧的、以能转动的方式支承车轮(12)的承载件(16)和车桥侧的导向件(18)，在所述承载件与所述导向件之间连接有执行机构，在该执行机构致动时，所述轮侧的承载件(16)能相对于车桥侧的导向件(18)摆动一摆角从而调节轮距-和/或车轮外倾角。根据本发明，间接地或直接地在滑槽导向件形式的固定在车身上的线性导向件(26)上能移动地沿竖直方向引导轮毂托架(14)，尤其是其导向件(18)。

Description

用于机动车的后轮的轮悬架结构

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于机动车的后轮的轮悬架结构。

背景技术

现代机动车的行驶动力学大多也受到后轮的轮悬架结构的影响，其控制臂作为车轮导向元件通过其空间位置并且通过控制臂支承装置的弹性提供针对性的行驶特性，例如针对性的不足转向趋势等。

对于在技术上实现(道路)车辆的这种后桥转向结构存在有不同的技术方案。通常是移动(转向)横拉杆，或者也改变其长度。此外，如US20020036385、WO199816418或FR2884795所公开的，存在具有分体式轮毂托架的实施方式。这种分体式轮毂托架分为承载件、导向件和连接在二者之间的执行机构，所述执行机构具有两个能相对彼此转动并且能相对于导向件或承载件转动的转动件。通过电动调节马达/伺服马达能相对于导向件调节承载件以调节轮距(前、后束，Spur)和/或车轮外倾。然而，具有或不具有所述的调节装置的轮悬架结构的构造和实施都较为复杂并且成本高。

对已知的后桥转向结构来说，总是需要以传统构造的车桥原理为基础的、经典结构形式的车轮导向装置。在希望(该车桥实施)转向的情况下，通过合适的措施为车桥增加转向功能。因此，例如可以移动横拉杆和/或控制臂，或者也可以改变长度。此外，所述的分体式轮毂托架是已知的，该轮毂托架能相应地摆动。其具有很大的缺点：整体来看车桥构造本身在无转向功能的情况下便已成本很高。如果要求可转向性，那么成本、复杂性和耗费将进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种所述类型的轮悬架结构，其在避免复杂的控制臂和控制臂支承装置的情况下以结构简单的构造实现了近似可任意控制的车轮调节和/或机动车的有利的行驶特性。

根据本发明，这个目的借助权利要求1所述的特征实现。从属权利要求中列出本发明的有利的改进方案。

根据权利要求1的特征部分，间接地或直接地在固定在车身上的线性导向件/直线导向件上仅沿竖直方向按照滑槽导向结构的形式强制引导轮毂托架、尤其是轮毂托架的导向件，所述线性导线件构造。根据本发明的线性导向单元可以同时包括弹簧和减振器，并在出现纵向力以及会引起转动的相应力分量时阻止车轮围绕竖直轴线转动。由此可以不必使用控制臂或横拉杆，从而实现了组装优点/整体优点(Packagevorteil)。

因此，根据本发明，通过轮毂托架的轮侧承载件的由执行机构引入的摆动运动与沿固定在车身上的线性导向件的叠加的线性运动的组合，实现车轮在弹性运动学意义上的运动。因此，可以在省去成本高的横向/纵向控制臂构造的情况下实现所追求的车轮的自转向性能。

此外，轮毂托架可以具有用于后轮的轮距调节和/或车轮外倾调节的装置。为此，轮毂托架可以分为接纳车轮的承载件、与车轮导向元件连接的导向件、以及两个布置在承载件与导向件之间的调节缸，这两个调节缸能相对彼此并且能相对承载件和相对导向件围绕公共的转动轴线转动，这两个调节缸利用彼此面对的、相对于该转动轴线倾斜一特定角度的斜面共同作用。该调节缸能分别通过电动马达和调节传动装置沿两个转动方向调节。此外，承载弹簧可以支撑在车身和轮毂托架的导向件之间。所提出的组合实现了不具有复杂且空间上难以布置的控制臂并且不具有调整/校准成本高的控制臂支承装置的轮悬架结构，此外还通过实现了有针对性的轮距调节和车轮外倾调节的、分体式的轮毂托架确保了针对性的行驶特性。

因此，可以通过控制/调节而为车轮规定并使之执行期望的转向运动(轮距和/或车轮外倾)。考虑所有相关的调节参数，例如弹簧行程、前桥转向角、瞬时速度、瞬时加速度等。分体式轮毂托架实现了车轮的空间上的摆动。通过使用这种结构类型实现了巨大的重量优点、成本优点和组装优点。该原理不仅适用于从动轴也适用于驱动轴。从图1和2可以得到技术上的实施方式。作为例子示出的是驱动轴，即包括万向轴在内。

在本发明的一个有利的改进方案中，线性导向件具有至少一个固定在车身上的、向下突出的柱体，在所述柱体上以能沿竖直方向移动的方式引导导向件的至少一个套筒形的区段。例如可以设置两个彼此相邻的、轴线平行的柱体，这两个柱体以稳定的横向刚度、弯曲刚度和扭转刚度确保了竖直导向。

然而，在一结构尤其简单的实施方式中可以仅设有一个固定在车身上的柱体，在该柱体上以能沿竖直方向移动、但在周向上形锁合的方式引导导向件的套筒形的区段。柱体和套筒形的区段可以利用相应的滑动面设计成多边形，从而确保可靠的、在切向力下无夹紧的导向。

为此，还可以围绕线性导向件或柱体布置承载弹簧，由此也实现了承载弹簧、尤其是螺旋压簧的无载/无应力(verspannungsfreie)支撑。

此外，对于机动车的驱动后桥，导向件的基本上水平地突出的、套筒形的区段布置在支撑一个调节缸的竖直区段的上方这样的距离处：使得驱动轮悬架结构的车轮的万向轴能在线性导向件的下方、在构造上预先规定的轮毂托架弹入行程上以足够的自由空间穿过调节缸。

在本发明的另一个有利的设计方案中，伸缩式减振器同样可以插入在车身与导向件之间，进而以1∶1的传动比在轮悬架结构中起作用。

在此，减振器可以并行地布置在承载弹簧旁边。然而优选的是，减振器以空间上尤其有利的方式直接内置/集成在线性导向件中或管形的柱体中并且与导向件的套筒形的区段传动联接。

最后，线性导向件的柱体可以在其下端部上具有环形凸缘，该环形凸缘在中间连接有橡胶弹性的缓冲器的情况下用作导向件的套筒形的区段的下部止挡，并且相应地用作轮毂托架的弹出止挡。

附图说明

下面更详细地进一步解释本发明的实施例。示意性的附图中：

图1是机动车的后轮悬架结构的后视图，所述轮悬架结构具有多件式轮毂托架，该轮毂托架能移动地支承在向后突出的、作为线性导向件的柱体上；以及

图2是多件式轮毂托架的粗略的示意图，通过电动马达和调节传动装置能调节该轮毂托架的调节缸以变化地设定轮距和车轮外倾。

具体实施方式

图1中以“10”标记机动车的轮悬架结构，其后轮12能转动地支承在轮毂托架14上。

多件式轮毂托架14包括接纳车轮12的承载件16、悬架侧的导向件18和连接在二者之间的执行机构19组成，该执行机构19具有两个能相对彼此转动的转动件或调节缸20、22。

导向件18具有大致竖直延伸的区段18a，驱动车轮12的、仅部分示出的万向轴24延伸穿过该区段。

套筒形的区段18b大致水平地从导向件18的竖直的区段18a朝向车辆纵向中心面突出，在作为线性导向件的管形柱体26上能移动地引导该区段18b。

柱体26固定在机动车的承载式车身28上并且在其下端部上具有直径较大的环形凸缘26a，在中间连接有减振环30的情况下该环形凸缘用作导向件18或轮毂托架14的下部弹出止挡。

如图所示，导向件18的大致水平突出的、套筒形的区段18b布置成在承载一个调节缸22的竖直区段18a的上方这样远，使得驱动轮悬架结构10的车轮12的万向轴24能够在线性导向件或柱体26的下方、在始终具有充分的自由行程的情况下穿过区段18a和调节缸22、20。

柱体26在横截面中看是多边形，优选为外六边形，在套筒形区段18b中该外六边形与内六边形的滑动导向件共同作用地建立了在周向上形锁合的连接。

作为实施成外六边形的柱体26的替换方案，柱体26也可以具有四边形廓形，由此能更好地支撑转矩。可选地，柱体还可以具有圆柱形廓形，在这种情况下柱体26的纵向狭缝26b以及穿过该纵向狭缝26b引导的螺纹件设计成，形成防转动结构。

在车身28和导向件18的套筒形的区段18b之间支撑有作为承载弹簧34的螺旋压簧，如图所示，该螺旋压簧围绕柱体26延伸，从而在无弯矩和无载的情况下吸收所出现的静态和动态的车轮负荷。

在作为轮毂托架14的线性导向件的柱体26内部布置有伸缩式减振器36，该伸缩式减振器的活塞杆38借助于未详细示出的螺纹连接结构固定在车身28上，而该伸缩式减振器的柱形管/缸40与导向件18的套筒形的区段18b固定连接。

为此，在柱体26中设有纵向狭缝26b，通过该纵向狭缝26b、减振器36的柱形管40的支承孔40a借助于一螺纹件42和一在纵向狭缝26b中滑动的定距套(未示出)与导向件18的套筒形的区段18b固定连接。

此外，围绕减振器36的活塞杆38设有一与柱形管40共同作用的、用作弹入止挡的止挡缓冲器32。

图2示出多件式轮毂托架14的结构和功能，借助该轮毂托架14能变化地设定车轮12的轮距和/或车轮外倾，从而能与线性导向件26叠加成本身是刚性的车轮导向件。

同时，一个调节缸20沿所示的车轮转动轴线44能转动地支承在承载件16上，而另一个、轴向相邻的调节缸22能转动地支承在仅部分示出的导向件18或其竖直区段18a上。

此外，两个调节缸20、22具有统一地以“46”标记的、彼此贴靠的斜面，并且通过垂直于所述斜面延伸的转动轴线48彼此组合。调节缸20、22的同向转动和/或相对彼此沿一个或另一个转动方向的转动引起轮毂托架侧的调节缸20连同承载件16或连同车轮12的倾斜运动或摆转(Taumeln)，由此能有针对性地改变车轮12的轮距和/或车轮外倾。为了承载件16相对导向件18的力矩支撑，在承载件16和导向件18上设有两个轴线平行的、突出的、沿直径相对的/沿径向相对的、彼此错开的支架16a、18c，支撑环52通过支承销50万向铰接在该支架上。在此，支承销50的中心线51分别位于转动平面内，该转动平面具有车轮转动轴线44与垂直穿过斜面46延伸的转动轴线48的交点。

调节缸20、22的转动分别借助于电动马达54控制，该电动马达54固定在承载件16和在导向件18上，该电动马达分别通过具有驱动小齿轮58的调节传动装置56作用于调节缸20、22的圆柱齿轮60上。在根据图2的视图中仅能看到导向件18上具有驱动小齿轮58的电动马达54；而具有驱动小齿轮58的电动马达54在承载件16上的布置基本相同。

本发明不限于所示的实施例。必要时也可以使用优选沿车辆纵向方向前后布置的两个柱体来代替作为线性导向件的唯一柱体26，这两个柱体沿周向方向或在车轮12的直线导向方面形成更大的支撑基础。承载弹簧34和伸缩式减振器36也可以布置在线性导向件26的外部。

Claims (15)

1.一种用于机动车的轮悬架结构，具有轮毂托架（14），所述轮毂托架具有轮侧的、以能转动的方式支承车轮（12）的承载件（16）和车桥侧的导向件（18），在所述承载件与所述导向件之间连接有执行机构（19），在所述执行机构被致动时，所述轮侧的承载件（16）能相对于车桥侧的所述导向件（18）摆动一摆角从而调节轮距角和/或车轮外倾角，其特征在于，间接地或直接地在固定在车身上的线性导向件（26）上沿竖直方向能移动地引导所述轮毂托架（14），所述线性导向件按照滑槽导向结构的形式构造。 

2.根据权利要求1所述的轮悬架结构，其特征在于，间接地或直接地在固定在车身上的线性导向件（26）上沿竖直方向能移动地引导所述轮毂托架（14）的导向件（18）。 

3.根据权利要求1或2所述的轮悬架结构，其特征在于，在车身（28）和所述轮毂托架（14）之间的力流中设有承载弹簧（34）和伸缩式减振器（36）。 

4.根据权利要求1或2所述的轮悬架结构，其特征在于，所述执行机构（19）具有轮侧的转动件（20）和车桥侧的转动件（22），所述转动件能围绕其转动轴线相对彼此转动，以及所述轮侧的转动件（20）在相对于所述车桥侧的转动件（22）转动时能偏转。 

5.根据权利要求4所述的轮悬架结构，其特征在于，所述两个转动件（20、22）利用彼此面对的、相对于所述转动轴线（44）倾斜一特定角度的斜面（46）共同作用。 

6.根据权利要求5所述的轮悬架结构，其特征在于，能分别通过电动马达（54）和调节传动装置（56）沿两个转动方向调节所述转动件（20、22）。 

7.根据权利要求3所述的轮悬架结构，其特征在于，所述承载弹簧（34）支承在车身（28）与所述导向件（18）之间。 

8.根据权利要求1或2所述的轮悬架结构，其特征在于，所述线性导向件具有至少一个固定在车身上的、向下突出的柱体（26），在所述柱体上以能沿竖直方向移动的方式引导所述导向件（18）的至少一个套筒形的区段（18b）。 

9.根据权利要求3所述的轮悬架结构，其特征在于，所述线性导向件具有至少一个固定在车身上的、向下突出的柱体（26），在所述柱体上以能沿竖直方向移动的方式引导所述导向件（18）的至少一个套筒形的区段（18b）。 

10.根据权利要求8所述的轮悬架结构，其特征在于，在固定在车身上的所述柱体（26）上以沿周向形锁合的方式沿竖直方向引导所述导向件（18）的所述套筒形的区段（18b）。 

11.根据权利要求9所述的轮悬架结构，其特征在于，围绕所述线性导向件或所述柱体（26）布置所述承载弹簧（34）。 

12.根据权利要求8所述的轮悬架结构，其特征在于，所述导向件（18）的基本上水平地突出的、套筒形的区段（18b）在这样的程度上布置在支撑一个转动件（22）的竖直区段（18a）的上方：使得驱动所述轮悬架结构（10）的所述车轮（12）的万向轴（24）能在所述线性导向件（26）的下方穿过转动件（20、22）。 

13.根据权利要求3所述的轮悬架结构，其特征在于，伸缩式减振器（36）同样插入在车身（28）与所述导向件（18）之间。 

14.根据权利要求9所述的轮悬架结构，其特征在于，所述减振器（36）直接内置在所述线性导向件中或内置在管形的柱体（26）中，和/或所述减振器与所述导向件（18）的套筒形的区段（18b）传动联接。 

15.根据权利要求8所述的轮悬架结构，其特征在于，所述线性导向件的柱体（26）在其下端部上具有环形凸缘（26a），所述环形凸缘（26a）在中间连接有橡胶弹性的缓冲器（30）的情况下用作所述导向件（18）的套筒形的区段（18b）的下部止挡。 

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