CN103582578B - 具有旋转减振器的轮悬架结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车，具有通过轮悬架结构（1）安装到或能安装到车身的多个车轮，其中轮悬架结构（1）具有至少一个控制臂（2）和至少一个旋转减振器（4），所述控制臂使车轮与车身连接并以能绕一轴（A）摆动的方式支承，所述旋转减振器具有至少一个用于对设置在轮悬架结构侧的第一质量与设置在车身侧的第二质量之间的相对运动进行衰减的减振器元件（5），所述旋转减振器（4）直接集成到导向臂（2）的支承结构中，其中由质量运动引起的控制臂（2）的摆动运动能被传递给减振器元件（5）的与该控制臂运动耦合的可转动减振部分（7）。

Description

具有旋转减振器的轮悬架结构

技术领域

本发明涉及机动车，具有通过轮悬架结构安装到或能安装到车身的多个车轮，其中轮悬架结构具有至少一个控制臂和至少一个旋转减振器，所述控制臂使车轮与车身连接并以能绕一轴摆动的方式支承，所述旋转减振器具有至少一个用于对设置在轮悬架结构侧的第一质量与设置在车身侧的第二质量之间的相对运动进行衰减的减振器元件。

背景技术

在许多技术领域都有必要对有振动能力的机械系统的两个部件之间的相对运动进行衰减。例如在轮悬架结构领域对机动车车身的振动减振。对此，例如由DE60226122T2公开了在车身侧设置旋转减振器，该旋转减振器与机动车的轮悬架结构连接。

一般通过例如具有滑杆或类似物的连杆将相应的旋转减振器与机动车的轮悬架结构连接。因此必须设有额外的、用于连接旋转减振器的部件，这尤其在轮悬架结构区域内的公知的紧张的结构空间状况方面以及轮悬架结构的重量和成本方面是不利的。此外，相应的连杆还具有由支承车身以及旋转减振器的支承结构决定的固有振动特性。由此会导致在声学上能被感知的振动，这种振动不能通过相关减振器充分衰减。

相关的旋转减振器的偏心连接通常仅为旋转减振器的运动提供了相当小的可用的角范围。在超出更大的角范围时，会造成质量运动和减振器旋转之间的传动不平稳。要实现大的弹簧行程就必须使用相应长的连杆，如上面所述，考虑到车辆悬架区域中的通常有限的结构空间状况，这样是有问题的。

发明内容

本发明基于这一问题，提供一种机动车，其尤其针对轮悬架结构区域中的局促/有限的结构空间状况改进了旋转减振器与轮悬架结构的连接。

该问题根据本发明由开头所述类型的机动车得到解决，该机动车的特征在于，旋转减振器直接集成到导向臂的支承结构中，其中由质量运动引起的控制臂的摆动运动能被传递给减振器元件的与该控制臂运动耦合的可转动减振部分上。

根据本发明的原理是：旋转减振器在机动车的轮悬架结构上的新式安装及连接，由此旋转减振器直接装入轮悬架结构的控制臂——尤其是横向控制臂——的支承结构中。在此，在机动车运行中出现的控制臂的摆动运动被传递到减振器元件的与控制臂运动耦合的可转动减振部分上，也就是说，旋转减振器由控制臂的相应摆动运动驱动。相应地，在根据本发明的原理中不会出现由连杆导致振动的问题。

通过将旋转减振器直接集成到控制臂中，省掉了占用结构空间的用于铰接旋转减振器的部件，也就是省掉了用于铰接配属于旋转减振器的可转动减振部分的部件，尤其像上面所说的连杆，从而实现尤其节省空间地、紧凑地实施轮悬架结构。

控制臂可以实施为一件式或多件式，也就是说，它既可以是一个在必要时具有多个延伸于车轮和车身之间的撑杆的部件或者由多个单件式的相应撑杆构成。

根据本发明的原理既可以用于机动车转向桥——例如一般是前桥——的轮悬架结构，也可以用于非转向桥——例如一般是后桥——的轮悬架结构。优选——当然非强制性的——在机动车所设有的轮悬架结构的所有控制臂中都集成相应的旋转减振器。

旋转减振器合理地设置在控制臂的设置在车身侧的中空柱形的支承件接纳部内。支承件接纳部也可以称为支承件孔并形成轮悬架结构与车身之间的接口。支承件接纳部具有一般沿车轮纵轴延伸的柱形的空腔，该空腔起到容纳或设置旋转减振器的作用。支承件接纳部以不能相对转动的方式——也就是说优选与控制臂一体地——实施，从而控制臂的相应摆动运动会导致位置固定地支承的支承件接纳部绕其支承轴作旋转运动。支承件接纳部的旋转运动通过其与可转动减振部分的运动耦合而直接或间接地传递到可转动减振部分上。

支承件接纳部和可转动减振部分之间的运动耦合可以通过至少一个连接元件形成，该至少一个连接元件从支承件接纳部突出并与可转动减振部分以不能相对转动的方式连接。因此，在由相关质量运动引起的控制臂摆动运动中，也就是说，在上述的支承件接纳部的相应的旋转运动中，通过例如形式为与可转动减振部分以不能相对转动的方式连接的连接环或环状突缘的连接元件，直接传递到可转动减振部分上。连接元件当然也与支承件接纳部以不能相对转动的方式相连。总体而言，这是一种构造较简单的结构。

也可能的是：运动耦合通过至少一个连接元件形成，该至少一个连接元件从支承件接纳部突出并与传动机构的第一传动元件运动耦合，其中通过连接元件能使第一传动元件进行旋转运动，至少一个与第一传动元件直接或间接变速/转化地（uebersetzt）耦合的第二传动元件与可转动减振部分运动耦合，这样便实现可转动减振部分的旋转运动。因此在该实施方式中，支承件接纳部的旋转运动间接传递到可转动减振部分上，因为在支承件接纳部和可转动减振部分之间连通有传动机构。中间连接传动机构使得支承件接纳部的连接元件的运动可以被变速，从而使得连接元件或支承件接纳部的较小运动或偏转都会造成减振器元件的可转动减振部分的相对大的转角（Umdrehnungen）或转速。所以可以提高减振器元件的减振效果。所述连接元件例如可以是与支承件接纳部以不能相对转动的方式连接的连接环或环状突缘。

例如，传动机构的形式可以设计为行星传动机构、谐波传动机构（Spannungswellengetriebe）、摆线传动机构/偏心体传动机构（Zykloidgetriebe）或者圆柱齿轮传动机构。当然同样可设想其它传动机构结构形式。

合乎目的的是，在支承件接纳部与旋转减振器之间设置有至少一个——尤其由弹性体材料构成的——弹簧减振件或振动阻尼。弹簧减振件例如可以是中空柱形的弹性体套/聚氨脂弹性体（Elastormerspur），并主要起到在支承件接纳部内部附加地支承旋转减振器的作用，也就是说，其例如通过硫化、粘结不仅与支承件接纳部的内径相连，还与减振器元件的外径相连。弹簧减振件有利于对机动车和/或旋转减振器运行时产生的振动进行衰减，其中尤其是对小幅高频激励进行衰减。可以通过对构成弹簧减振件的材料的合适选择来专门地设定待衰减的振动的频谱。

减振器元件可以具有中空柱形的外壳，其中容纳或集成有可转动减振部分和固定减振部分，在此，可转动减振部分以能在形成阻尼力的情况下相对于固定减振部分旋转的方式支承。外壳尤其通过至少一个具有相应的固定段的外壳段与车身以可松脱或不可松脱的方式相连。在此例如外壳与车身或附属于车身的副车架或类似物以不能相对转动的方式连接。

在此，固定减振部分和可转动减振部分可以各设计为中空柱形体，其中可转动减振部分容纳在固定减振部分内，或者固定减振部分容纳在可转动减振部分内。不管怎样都设置成使得与支承件接纳部的连接元件直接或间接运动耦合的可转动减振部分相对于以固定支承方式设置的减振部分是可转动的。固定减振部分或可转动减振部分可以相应地设计为减振器元件的外壳的一部分或集成到减振器元件的外壳中。减振器元件可以这样构成，使得在可转动减振部分作为减振器元件的外壳的一部分时，外壳被相应地以可转动方式支承。在此，减振器元件的固定减振部分当然相应地以不能相对转动的方式与车身相连。

旋转减振器优选设计为具有至少一个电减振器元件的电旋转减振器。因此，可以通过该减振器元件进行从机械能到电能的转化。在这种设计中，旋转减振器具有通过质量运动驱动的、带有固定的定子（固定减振部分）和可相对转动的转子（可转动减振部分）的发电机以及有利具有与发电机相连的传动机构。电减振器的功能性运行便相应地基于发电机与传动机构的耦合，其中，传动机构的传动元件将通过与传动机构的传动元件耦合的支承件接纳部的连接元件引入的旋转运动传递到转子。导入转子的旋转运动引起通过发电机进行的衰减以及将最初由质量运动引起的机械的阻尼能量回收和/或转化为发电机产生的电能。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节由借助附图的下述实施例得出。其中示出：

图1示出根据本发明的示例性实施方式的机动车轮悬架结构的原理图。

图2示出图1所示的轮悬架结构的另一视图，和

图3示出了根据图2中的线III-III的截面图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的机动车（未示出）的轮悬架结构的原理图。图2示出了图1所示的轮悬架结构1的另一视图。轮悬架结构1按已知的方式起到将车轮（未示出）连接至车身（未示出）的作用。因此，机动车一般都具有四个相应的配属于各车轮的轮悬架结构1。

轮悬架结构1具有以能围绕摆动轴摆动的方式支承的控制臂2。该控制臂在此设计为横向控制臂，也就是说，它基本横向于车辆纵轴延伸。在控制臂2上，在左侧，也就是在背向车身或者说面向车轮的一侧上设有用于连接车轮的支承件接纳部3。

旋转减振器4集成到轮悬架结构1中，该旋转减振器具有减振器元件5，该减振器元件用于对设置于轮悬架结构侧的各个车轮形式的第一质量与车身形式的第二质量之间的相对运动进行衰减。在图1中所述的实施方式中，在控制臂2上额外设有结构弹簧/车身弹簧（Aufbaufeder）6，但它不一定非是轮悬架结构1的组成部分。

还可以看出，旋转减振器4直接集成到控制臂2的车身侧的中空柱形的支承件接纳部8中或支承件孔中。相应地，通过质量运动导致的控制臂2的摆动运动被传递给减振器元件5的与控制臂运动耦合的可转动的减振部分7上（尤其参照图3）。该支承件接纳部8相应地与可转动的减振部分7运动耦合，也就是说，在控制臂2摆动时导致的支承件接纳部8的绕其支承件接纳部轴A的转动运动被传递到可转动的减振部分7上，并且这样引起减振器元件5的减振效果。

旋转减振器4或减振器元件5的形状模仿支承件接纳部8的形状，使得旋转减振器4可以简单地设置在支承件接纳部8中。相应地，减振器元件5具有中空柱形的外壳9，其中容纳或集成可转动的减振部分7和固定减振部分10。该可转动的减振部分7在此以能在形成阻尼力的情况下相对于固定减振部分10转动的方式支承。但外壳9本身却不是可转动支承的，而是通过连接元件11以不能相对转动的方式连接到车身上。

图3示出根据图2中的线III-III的截面图。在此可以看出旋转减振器4或减振器元件5在车身侧的支承件接纳部8内部的设置。可以看出，减振器元件5的外壳9直接容纳在支承件接纳部8的内部。

可转动的减振部分7在此与环状突缘形式的连接装置12间接相连或运动耦合，该连接装置与支承件接纳部8以不能相对转动的方式相连接。对可转动的减振部分7的铰接并不是直接进行的，这是因为在连接装置12与可转动的减振部分7之间连通有传动机构13。该传动机构13在本实施方式中为行星传动机构，并对支承件接纳部8的相应旋转运动起到变速/传动作用，使得该运动可以相应地以较高的旋转速度传递到可转动的减振部分7上，这极大改善了减振器元件5的减振效果。

支承件接纳部8的连接装置12在轴向上与传动机构13的齿圈14相连，也就是与其以不能相对转动的方式相连接。该齿圈14以公知方式与多个行星齿轮15相啮合，这些行星齿轮又与设置的太阳轮16啮合。该太阳轮16与轴向销17以不能相对转动的方式相连，该轴向销在轴向上沿着支承件接纳部轴A延伸通过支承件接纳部8。可以看到，可转动的减振部分7设置在轴向销17上。这种设置是不能相对转动的，使得轴向销17的旋转运动或扭矩相应传递到可转动的减振部分7上。在此，所述固定减振部分10集成到减振器元件5的外壳9中。

图3还示出了减振器元件5的外壳9的以不能相对转动的方式的支承，这种支承通过相应的支承元件18进行。此外还可以看到由弹性体材料构成的环形的弹簧减振件19，其设置在支承件接纳部8和减振器元件5的外壳9之间并且例如通过硫化既与支承件接纳部8相连接、也与外壳9相连接。所述弹簧减振件19原则上起到在支承件接纳部8的内部额外支承旋转减振器3的作用。所述弹簧减振件19此外可以对由于机动车和/或旋转减振器1运行时产生的振动进行衰减，其中尤其可以对小幅高频激励进行衰减。所述弹簧减振件19还可以称为所谓的弹性体套。

优选的是，旋转减振器4设计为电旋转减振器，也就是说，减振器元件5是电机和/或发动机，其中所述可转动的减振部分7设计为转子，所述固定减振部分10设计为定子。

因此，通过转子形式的可转动的减振部分7相对于定子形式的固定减振部分10的相对运动可以将在配备有旋转减振器4的轮悬架结构1或控制臂2弹入时产生的机械能回收和/或转化为电能，该电能例如可以通过合适的定子侧的接线装置20供给给机动车的车载电网。为此，所述可转动的减振部分7——也就是转子——例如具有相应的永久磁铁，而所述固定不动减振部分10——也就是定子——具有未示出的线圈。接线装置20可以设计成在外壳端壁侧支承轴向销17的整流器外壳或其一部分。

机械能的回收或转化基于磁感应原理，也就是说，在与激励场的相互作用下通过磁感应产生反作用于可转动的减振部分7的旋转的力矩，该力矩是电减振器元件5的阻尼力。

同样，也可以设想从转子形式的可转动的减振部分7一方产生电流，条件是它，而不是固定减振部分10具有相应的线圈。通过起到发电机作用的减振器元件5的有针对性的提供电流（Bestromung）可以调整该减振器元件的减振特性。

根据本发明的原理使得旋转减振器4可以尤其紧凑地连接到或集成到轮悬架结构1中，因为旋转减振器4直接集成到了车桥的相应的控制臂2中。不再需要一般的减振器元件，如伸缩式减振器或类似物。根据本发明的轮悬架结构1的整体上非常紧凑的结构例如对根据本发明的机动车的最大装载宽度（Durchladebreite）或行人保护起到积极作用。

Claims (9)

1.一种机动车，具有通过轮悬架结构(1)安装到或能安装到车身的多个车轮，其中轮悬架结构(1)具有至少一个控制臂(2)和至少一个旋转减振器(4)，所述控制臂(2)使车轮与车身连接并以能绕一轴(A)摆动的方式支承，所述旋转减振器具有至少一个用于对设置在轮悬架结构侧的第一质量与设置在车身侧的第二质量之间的相对运动进行衰减的减振器元件(5)，其特征在于，所述旋转减振器(4)直接集成到控制臂(2)的支承结构中，其中由质量运动引起的控制臂(2)的摆动运动能被传递给减振器元件(5)的与该控制臂运动耦合的可转动减振部分(7)，减振器元件(5)具有中空柱形的外壳(9)，在该外壳中容纳或集成可转动减振部分(7)和固定减振部分(10)，其中可转动减振部分(7)以能在形成阻尼力的情况下相对于固定减振部分(10)旋转的方式支承，可转动减振部分(7)和固定减振部分(10)各设计为中空柱形体，其中可转动减振部分(7)容纳在固定减振部分(10)内，或者固定减振部分(10)容纳在可转动减振部分(7)内。

2.根据权利要求1所述的机动车，其特征在于，所述旋转减振器(4)设置在控制臂(2)的设置在车身侧的中空柱形的支承件接纳部(8)内，其中支承件接纳部(8)与可转动减振部分(7)运动耦合。

3.根据权利要求2所述的机动车，其特征在于，所述运动耦合通过至少一个连接元件形成，该至少一个连接元件从支承件接纳部(8)突出并与可转动减振部分(7)以不能相对转动的方式连接。

4.根据权利要求2所述的机动车，其特征在于，所述运动耦合通过至少一个连接元件(12)形成，该至少一个连接元件从支承件接纳部(8)突出并与传动机构(13)的第一传动元件运动耦合，其中通过连接元件(12)能使第一传动元件进行旋转运动，至少一个与第一传动元件直接或间接变速地耦合的第二传动元件与可转动减振部分(7)运动耦合，这样便实现可转动减振部分(7)的旋转运动。

5.根据权利要求4所述的机动车，其特征在于，所述传动机构(13)设计为行星传动机构、谐波传动机构、摆线传动机构或者圆柱齿轮传动机构。

6.根据权利要求2所述的机动车，其特征在于，在支承件接纳部(8)和旋转减振器(4)之间设置有至少一个弹簧减振件(19)。

7.根据权利要求6所述的机动车，其特征在于，所述弹簧减振件(19)由弹性体材料构成。

8.根据权利要求1所述的机动车，其特征在于，外壳(9)与车身以不能相对转动的方式相连。

9.根据权利要求1或2所述的机动车，其特征在于，旋转减振器(4)设计为具有至少一个电减振器元件(5)的电旋转减振器。