CN102802970B - 用于多连杆式独立悬架的车轮支架 - Google Patents

用于多连杆式独立悬架的车轮支架 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于多连杆式独立悬架的车轮支架，其包括车轮轴承支座区段、用于连接上部横向连杆的第一横向连杆连接部位、用于连接后下部的横向连杆的第二横向连杆连接部位、用于连接前下部的横向连杆的第三横向连杆连接部位和用于连接纵向连杆臂的纵向连杆连接部位。该纵向连杆连接部位由纵向连杆连接臂区段构成，其从在车轮支架的装入位置中位于第三横向连杆连接部位上方的区域向配属的纵向连杆臂突伸。所述车轮支架的特征在于，所述第三横向连杆连接部位由后部铰链栓支座和前部铰链栓支座构成，并且该前部铰链栓支座通过纵向连杆连接臂区段连接到车轮支架内。由此形成具有特别大的结构强度的车轮支架。

Description

用于多连杆式独立悬架的车轮支架
技术领域
本发明涉及一种用于多连杆式独立悬架的车轮支架。
背景技术
这种多连杆式独立悬架包括上部横向连杆、纵向连杆、前下部横向连杆和后下部横向连杆。前述的横向连杆例如通过可弹性变形的轴套铰接地连接在车轮支架上。
由EP0899133B1已知一种独立悬架，其同样包括一个上部的和两个下部的横向连杆以及一个纵向连杆。纵向连杆在位于下部横向连杆之间的后部连接部位处以及在位于前下部横向连杆之前的前部连接部位处与车轮支架耦连，并且在此从内部，也就是在背离轮辋的内侧上安装在车轮支架上。在这两个连接部位之间纵向连杆设计得相对较宽，并且在该扩宽的区域内配设有凹槽。前下部横向连杆沉入该凹槽中并且在该凹槽的区域内与车轮支架耦连。前下部横向连杆与车轮支架的耦连通过弹性的轴套结构实现，该轴套结构设计为，使得由其定义出的主翻转轴线至少大致朝纵向连杆的方向延伸。
前述构造类型的独立悬架广泛用于汽车的后轮悬架。在此，横向连杆在车辆侧的连接通常通过使用副车架实现，该副车架也可以用作稳定器的支架。汽车中相应地成对设置的纵向连杆可以通过铰链系统连接在车辆车身上。纵向连杆可以基本上刚性地与车轮支架耦连，尤其是与其螺栓连接。在这种构造形式中，车轮支架可以沿垂直方向围绕纵梁的车身侧连接部位翻转。在此，由车轮弹簧和减震系统产生的支承力的导入通常通过大多受到弹簧垂直加载的后部横向连杆进行。车轮支架本身可以制造为深冲件、模锻件或铸件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于多连杆式独立悬架的车轮支架，其具有特别大的结构强度。
该技术问题按本发明通过一种用于多连杆式独立悬架的车轮支架解决，其包括用于容纳车轮轴承的车轮轴承支座区段；用于连接上部横向连杆的第一横向连杆连接部位；用于连接后下部的横向连杆的第二横向连杆连接部位；用于连接前下部的横向连杆的第三横向连杆连接部位；和用于连接纵向连杆臂的纵向连杆连接部位，其中，该纵向连杆连接部位形成于纵向连杆连接臂区段上，该纵向连杆连接臂区段从在所述车轮支架的装入位置中位于所述第三横向连杆连接部位上方的区域向配属的纵向连杆臂突伸，其中，所述第三横向连杆连接部位由后部铰链栓支座和前部铰链栓支座构成，并且所述前部铰链栓支座通过纵向连杆连接臂区段连接到车轮支架内，或者换句话说，通过纵向连杆连接臂区段连接在车轮支架上。
由此能够以有利的方式提供一种车轮支架，其特征在于前下部横向连杆的连接的承载能力特别强。通过按本发明的方案还能够以特别有利的方式在前后两侧支撑安装在铰链栓支座内的铰链栓，并且还通过铰链栓实现对朝纵向连杆臂突伸的纵向连杆连接臂区段的加强。按本发明的方案还可以在材料需求较小并且因此车轮支架自重较小以及铰链栓直径相对迄今的构造方式减小的同时实现迄今的结构强度。
按照本发明的一种特别优选的实施形式，通过纵向连杆连接臂区段形成铰接叉，前下部横向连杆通过该铰接叉在其连杆座孔处被两侧支承并且相对于翻转轴线被径向支撑。在此铰接叉优选设计为，使得通过该铰接叉确定下部横向连杆在其铰接座孔轴线上的轴向位置。在将车轮支架设计为铸件或锻造件的情况下，该叉形结构的内部轴向界面优选在一定程度上进行切削加工，使得配属的弹性体轴套结构以其安装所需的接缝间隙支承安装在该叉形结构中。
铰接叉可以设计成包括用于容纳配有螺纹的铰链栓的螺纹区段。所述螺纹区段优选设计在后部铰链栓支座中。可以通过使用轴套将前部横向连杆支承在铰接叉中，该轴套紧密地轴向适配地支承在铰接叉中。通过旋拧入铰接叉内并且贯穿轴套的铰链栓可以使两个铰链栓支座相互夹紧。由此，在铰链栓和环绕该铰链栓的轴套的作用下也可以提高纵向连杆连接臂区段的承载能力。
车轮支架优选具有制动钳连接区段，其用于连接制动钳或其它制动机构。制动钳连接区段优选包括钻孔，该钻孔贯穿所述纵向连杆连接臂区段的位于所述车轮轴承支座区段和所述纵向连杆连接臂区段之间的根部区域。在该钻孔的区域内优选以切削方式形成支承面，制动钳、制动鞍或制动机构的其它部件可以夹紧在所述支承面上。
纵向连杆连接臂区段优选设计为具有在装入位置中基本上水平地或者在其朝车辆前部的走向中略微向下倾斜地延伸的上臂段和相对于该上臂段向下(例如75°弯折)延伸的下臂段。前部铰链栓支座包括经切削加工的钻孔，该钻孔在其轴向端部区域内被优选同样经一定程度切削加工的环形端面围绕。该环形端面位于凸耳状凸起上相应地相对置的侧面上，该凸耳状凸起通过在朝下臂段的走向中逐渐扩宽的中间区段连接在下臂段上。
此外，所述纵向连杆连接臂区段优选设计为具有第一螺栓连接部位和第二螺栓连接部位，其中，所述第一螺栓连接部位位于上臂段与下臂段之间的过渡区域内，并且所述第二螺栓连接部位位于下臂段的下端部区域内。前述的前部铰链栓支座优选位于一个处在所述两个螺栓连接部位之间并且相对于这两个螺栓连接部位朝车辆外侧(或朝制动圆盘室)错移的区域内。前述的位于前部铰链栓支座和下臂区段之间的中间区段可以设计为，使得该中间区段通过其朝向第一铰链栓支座的内部区域构成在边缘侧由坡面区段围绕的凹形壳状结构。该坡面区段可以设计成，使得其由包围前述钻孔的铰链栓支座区域分别延伸到具有前述螺栓连接部位的材料区段为止。
车轮支架优选制造成铝铸件。车轮支架可以设计为，使得需要连接到该车轮支架中的车轮轴承以及需要连接的制动钳进一步有助于提高由车轮支架形成的系统的总体强度。为此，车轮轴承可以包括例如可从外部旋拧到车轮支架上的法兰结构。相应地在车轮支架中形成的车轮轴承连接钻孔的位置优选这样选择，使得所述车轮轴承连接钻孔位于各横向连杆连接部位附近或至少处于通往各横向连杆连接部位的力传递连接路径上。
车轮支架还可以通过凸条结构加强。这些凸条结构可以设计为向内(也就是朝向横向连杆装置)突出的靠近边缘的凸条。所述凸条可以过渡到纵向连杆连接臂区段中。
附图说明
本发明的其它细节和技术特征由以下结合附图的说明得出。在附图中：
图1示出按本发明的车轮支架的一种优选实施形式的内侧，即朝向配属的横向连杆装置的一侧的立体图；
图2示出按图1的车轮支架的另一立体图，但此处为其外侧的立体图；
图3示出按图1和图2的车轮支架的装有前下部横向连杆的立体图。
具体实施方式
图1的视图示出了按本发明的用于多连杆式独立悬架的车轮支架。该车轮支架包括用于容纳在此未进一步示出的车轮轴承的车轮轴承支座区段R。车轮支架还包括用于连接上部横向连杆的第一横向连杆连接部位1、用于连接后下部的横向连杆的第二横向连杆连接部位2、用于连接前下部的横向连杆的第三横向连杆连接部位3以及用于连接纵向连杆臂的纵向连杆连接部位4。该纵向连杆连接部位4由纵向连杆连接臂区段5构成，该纵向连杆连接臂区段5从在车轮支架装入位置中位于第三横向连杆连接部位3上方的区域向配属的纵向连杆臂(未示出)突伸。
按本发明的车轮支架的特征在于，第三横向连杆连接部位3由后部铰链栓支座3a和前部铰链栓支座3b构成，前部铰链栓支座3b设计为纵向连杆连接臂区段5的组成部分并且因此通过纵向连杆连接臂区段5连接到车轮支架内。
由后部铰链栓支座3a和形成于纵向连杆连接臂区段5上的前部铰链栓支座3b形成铰接叉，该铰接叉在两侧支撑支承所述横向连杆的铰链栓并且同时确定前下部横向连杆在其主翻转轴线X上的轴向位置。
铰接叉在此设计为包括螺纹区段，以便容纳配有螺纹的铰链栓。螺纹区段在此设计在后部铰链栓支座3a中。
车轮支架具有连接制动钳的制动钳连接区段7。该制动钳连接区段7包括下部钻孔8，该下部钻孔8贯穿纵向连杆连接臂区段5的位于车轮轴承支座区段R和纵向连杆连接臂区段5之间的根部区域W。
纵向连杆连接臂区段5设计为具有在装入位置中基本上水平定向延伸的上臂段5a和相对于该上臂段向下弯折延伸的下臂段5b。
前部铰链栓支座3b由(此处所示内侧凹陷的)凸耳结构5c，该凸耳结构从前述的下臂段5b向外，即朝车轮区域伸出。
纵向连杆连接臂区段5具有第一螺栓连接部位5d和第二螺栓连接部位5e，其中，所述第一螺栓连接部位5d位于上臂段5a与下臂段5b之间的过渡区域内。所述第二螺栓连接部位5e位于下臂段5b的下端部区域内。车轮支架在本实施例中制造成铝铸件。
第二横向连杆连接部位2由轴套区段2a构成，其通过朝车轮轴承支座区段R扩宽地延伸的、具有第一凸条2b和第二凸条2c的框架结构连接到车轮支架环绕车轮轴承区域R的材料区段上。环绕车轮轴承区域的材料区段在边缘侧由凸条9包围，该凸条9具有多个凸条区段9a、9b、9c、9d、9e、9f。这些凸条区段9a、9b、9c、9d、9e、9f对车轮支架进行加强并且还形成了横向连杆连接部位1、2、3以及纵向连杆连接部位5的刚性特别大的连接。
图2进一步示出了按本发明的车轮支架的结构。由该视图可以看出在按本发明的纵向连杆连接臂区段5的构造中通过集成的附加铰链栓支座3b实现的叉形结构。叉形结构形成两个贴靠面31、32，前下部横向连杆或其由弹性体轴套构成的轴承轴向固定地容纳在这两个贴靠面之间。沿方向P1推入相应的螺栓。该螺栓旋拧入优选直接开设于后部铰链栓支座3a内的螺纹中。通过螺栓，下臂段5b相对刚性地与后部铰链栓支座3a耦连。
在图3中示出了按本发明的车轮支架以及配属的横向连杆40(前下部横向连杆，也称为转向横拉杆)。横向连杆40设计为板成型件。在横向连杆40的配属于车轮支架的连杆孔41中支承安装有第一外轴套42，其通过压配合、焊接连接或其它结构固定在连杆孔41中。在该外轴套42中支承安装有弹性体轴套。在该弹性体轴套中支承安装有支撑轴套。铰链栓贯穿该支撑轴套，该铰链栓在两侧支承安装在两个铰链栓支座3a、3b中。
通过按本发明的方案，可以在车轮支架中实现也称为转向横拉杆的前部横向连杆的双重或双剪式连接。本发明尤其适用于不转向或仅有限转向的后桥系统。本发明既可应用于驱动桥，也可应用于非驱动桥。
通过按本发明的方案在得到改善的轻型结构的同时提高了构件结构的强度和刚性。按本发明的车轮支架可以优选用CPC方法(差压铸造法)制造成铝铸件。按本发明的车轮支架也可以由其它铸造材料通过其它制造方法制造。通过按本发明的方案可实现结构强度的显著提高。在受到特别的载荷(例如驶过凹坑)时，按本发明的方案由于显著提高的刚性而具有较大的安全余量。按本发明的方案还通过将引入的力分散导出和显著减小弯曲力矩而具有显著的节省材料的潜力。
基本构造优选是铝或铁铸件。前下部转向横拉杆的转向横拉杆连接是双重或双剪式的。构造方式决定的现有的纵向连杆连接承担了附加的支撑功能并且使载荷分散。
通过按本发明的方案可以省去迄今需要的垫片和螺母，并且所述设置用于连接转向横拉杆的铰链栓可以通过直接螺旋连接直接地旋拧到车轮支架的实心材料中。
通过前下部横向连杆引入的力由纵向连杆连接臂区段5和后部铰链栓连接区段3a承接并且分散地导出。通过按本发明的方案减小了不受弹性支承的质量以及减小了车辆总重，因此对降低燃料消耗有积极的贡献。此外，通过按本发明的方案可以减小转向横拉杆螺纹连接中的预紧力。由此，能够以较小尺寸的直接旋拧到车轮支架实心材料中的螺栓实现所需的强度。
按本发明的车轮支架可以相对于迄今的构造方式用更低的成本、更少的材料并且省去大量标准件和重复件地构造和改造。
通过按本发明实现的对于转向横拉杆的双重或双剪式连接，转向横拉杆可有助于转移载荷。由转向横拉杆(或其轴承)产生的支承装置形成新的载荷路径，纵向连杆和转向横拉杆的力均可通过该载荷路径导引。这使得通过由此形成的支承装置实现了载荷的分散。拉力/压力的力矩可明显更有效地得到减小。可以防止转向横拉杆连接受到扭转载荷。
因此，按本发明的构造方式具有明显提高的轻型结构潜力。在强度不变的情况下可以明显减少材料的使用，因为由转向横拉杆实现的新支承装置可以明显更有效节省材料地传递弯曲力矩。

Claims (10)

1.一种用于多连杆式独立悬架的车轮支架，包括
-用于容纳车轮轴承的车轮轴承支座区段(R)；
-用于连接上部横向连杆的第一横向连杆连接部位(1)；
-用于连接后下部的横向连杆的第二横向连杆连接部位(2)；
-用于连接前下部的横向连杆的第三横向连杆连接部位(3)；和
-用于连接纵向连杆臂的纵向连杆连接部位(4)，其中，该纵向连杆连接部位(4)形成于纵向连杆连接臂区段(5)上，该纵向连杆连接臂区段(5)从在所述车轮支架的装入位置中位于所述第三横向连杆连接部位(3)上方的区域向配属的纵向连杆臂突伸，
其特征在于，
-所述第三横向连杆连接部位(3)由后部铰链栓支座(3a)和前部铰链栓支座(3b)构成，并且
-所述前部铰链栓支座(3b)通过所述纵向连杆连接臂区段(5)连接到所述车轮支架内。
2.按权利要求1所述的车轮支架，其特征在于，所述纵向连杆连接臂区段(5)用于形成铰接叉，通过该铰接叉在支承所述前下部的横向连杆(40)的铰链栓两侧对该铰链栓实施径向支撑。
3.按权利要求2所述的车轮支架，其特征在于，所述铰接叉设计为，使得通过该铰接叉与铰链轴套共同作用地确定所述前下部的横向连杆(40)在其主翻转轴线(X)上的轴向位置。
4.按权利要求2或3所述的车轮支架，其特征在于，所述铰接叉包括用于容纳配有螺纹的铰链栓的螺纹区段。
5.按权利要求4所述的车轮支架，其特征在于，所述螺纹区段设计在所述后部铰链栓支座(3a)中。
6.按权利要求1或2所述的车轮支架，其特征在于，所述车轮支架具有用于连接制动钳的制动钳连接区段(7)，其中，所述制动钳连接区段(7)包括钻孔(8)，该钻孔(8)贯穿所述纵向连杆连接臂区段(5)的位于所述车轮轴承支座区段(R)和所述纵向连杆连接臂区段(5)之间的根部区域(W)。
7.按权利要求1所述的车轮支架，其特征在于，所述纵向连杆连接臂区段(5)具有在装入位置中基本上水平定向延伸的上臂段(5a)和相对于该上臂段向下弯折延伸的下臂段(5b)。
8.按权利要求7所述的车轮支架，其特征在于，所述前部铰链栓支座(3b)由从所述下臂段(5b)向外伸出的凸耳结构构成。
9.按权利要求7或8所述的车轮支架，其特征在于，所述纵向连杆连接臂区段(5)具有第一螺栓连接部位(5d)和第二螺栓连接部位(5e)，其中，所述第一螺栓连接部位(5d)位于所述上臂段(5a)与下臂段(5b)之间的过渡区域内，并且所述第二螺栓连接部位(5e)位于所述下臂段(5b)的下端部区域内。
10.一种具有按前述权利要求之一所述的车轮支架的多连杆式独立悬架。
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