CN104070949A - 用于车辆的非从动车轮的独立车轮悬架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的非从动车轮的独立车轮悬架，其包含可旋转地安装车轮的车轮架，所述车轮架铰接到配置为扭转刚性的横向连杆以及至少一个附加横向连杆。所述扭转刚性的横向连杆通过车身侧的两个连杆轴承铰接到车身，并且通过车轮架侧的两个连杆轴承铰接到车轮架。在车辆的长度方向上，车身侧连杆轴承的连接线和车轮架侧连杆轴承的连接线至少大体上在车轮架的上游交叉。另外，所述车轮悬架包含承支承在车身和车轮架上的承载弹簧，其中扭转刚性的横向连杆实质上配置为U型，其具有两个纵向部件和将所述纵向部件连接在一起的横向部件，以及承载弹簧安置在所述纵向部件之间。

Description

用于车辆的非从动车轮的独立车轮悬架
技术领域
本发明涉及用于车辆、尤其是机动车辆的非从动车轮的独立车轮悬架。
背景技术
例如在专利EP1937498B1中公开了这样一种车轮悬架，所述车轮悬架也定义为梯形连杆式轮轴。承载弹簧一方面支承在车身上，并且另一方面，支承在驱动轴上游或下游的车轮架上。下方扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆通过两个连杆轴承连接到车轮架，以及两个附加连杆轴承连接到车身，其中在车轮侧的车轮架与梯形连杆的两个连接部其中之一通过垂直于梯形连杆的连杆平面延伸的所谓的整体连杆间接实现。从车辆的行驶方向看，车轮架侧的连杆轴承的连接线和车身侧梯形连杆的连杆轴承的连接线在车轮架的上游相交。在梯形连杆的连杆平面上方，两个附加横向连杆铰接到车轮架，其中的一个起外倾角调整臂的作用，并且安置在驱动轴的上方，并且另一个连杆起横拉杆的作用并且安置在驱动轴的下游。
例如美国专利US7,784,806B2还公开了另一梯形连杆式轴。下方横向连杆和/或梯形连杆通过车轮架侧的两个连杆轴承直接连接到车轮架，并且通过车身侧的两个连杆轴承连接到车身。从车辆的行驶方向看，车身侧连杆轴承的连接线和车轮架侧梯形连杆的连杆轴承的连接线贯穿在车轮悬架的上游。从行驶方向看，在梯形连杆的连杆平面内，铰接到车轮架并且起横拉杆作用的附加连杆安置在梯形连杆的上游。该横拉杆从外向内倾斜延伸到前方。承载弹簧支承在横拉杆和延伸臂上的梯形连杆之间，该延伸臂配置在车轮架上并且安置在梯形连杆的连杆平面的下方。
与本发明人有关但是在本发明的申请日尚未公开的专利申请公开了另一种梯形连杆车轮悬架，其具有铰接到车轮架并且配置为梯形连杆的下方横向连杆。在车轮架上，该梯形连杆通过连杆轴承直接连接到车轮架，并且通过附加连杆轴承经由实质上垂直于梯形连杆的连杆平面延伸的所谓的整体连杆的介入间接连接到车轮架。承载弹簧支承在车身以及梯形连杆上。在车辆的行驶方向看，起铰接至车轮架的横拉杆作用的附加横向连杆安置在车轮中心轴线的上游以及梯形连杆的连杆平面的下方。
发明内容
鉴于本发明的这一背景，本发明的目的是披露一种用于车辆、尤其是机动车辆的非从动轮的独立车轮悬架，该悬架与公知的车轮悬架比较重量更轻并且具有更紧凑的结构。
该目的通过具有以下特征的独立车轮悬架实现。以下还公开了本发明的其他具体优选实施例。
需要提及的是，下面说明书中单独陈述的特征可以以任何技术上有利的方式彼此结合，以便揭示本发明的其他实施例。此外本说明书尤其结合附图描述并限定了本发明。
根据本发明，一种用于车辆、尤其是机动车辆的非从动车轮的独立车轮悬架包含可旋转地安装车轮的车轮架，所述车轮架铰接到配置为扭转刚性的横向连杆以及至少一个附加的横向连杆。在这种情况下，该扭转刚性的横向连杆通过车身侧的两个连杆轴承铰接到车身，并且通过车轮架侧的两个连杆轴承铰接到车轮架。另外，在车辆的长度方向上，车身侧的连杆轴承的连接线和车轮架侧的连杆轴承的连接线至少大体上在在车轮架的上游相交。换句话说，该扭转刚性的横向连杆是相应的所谓的梯形连杆。根据本发明的车轮悬架还包括支承在车身和车轮架上的承载弹簧。根据本发明，该扭转刚性的横向连杆配置为实质上的U型，具有两个纵向部件和将所述纵向部件连接在一起的横向部件，其中承载弹簧安置在所述纵向部件之间。
与先前公知的扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆——由于它们典型的H型也定义为H型连杆——形成对照，根据本发明的车轮悬架中，将两个纵向部件连接在一起的梯形连杆的横向部件明显地向纵向部件的一个端部的方向推进以便形成梯形连杆清晰的U型。只有通过这种方式才能在根据本发明的梯形连杆的纵向部件之间提供足够的空间以便能够在纵向部件之间安置例如承载弹簧或减震器，因此，在所有三个空间方向上，即在车辆的长度、垂直和横向方向上，允许车轮悬架组件——例如附加横向连杆、承载弹簧、减震器、副车架等——的特别紧凑的安置。梯形连杆的特定的U型形状另外允许该梯形连杆配置为与前述的H型连杆相比重量更轻，尤其在不减少其扭转刚性特性和/或其稳定性的情况下。在任何情况下，根据本发明的U型梯形连杆在纵向部件的自由外端之间具有间隔，车轮架附接到该自由外端，以便确保相对本发明的车轮悬架的铸造特性的期望的低弹性。
在此使用的用来确定两个车轮悬架组件相对彼此的相对位置的术语“上游”和“下游”在此通常涉及车轮悬架组件在车辆的长度方向和/或行驶方向上的相对安置。以相同的方式，在此使用的术语“上方”和“下方”涉及两个车轮悬架组件在车辆垂直方向上相对彼此的位置描述，以及“内部”和“外部”涉及车轮悬架组件在车辆横向方向上的相对位置。
为了车轮悬架尤其在车辆长度方向上特别紧凑的结构，本发明的一个有利的实施例规定承载弹簧穿过由车轮架定义的车轮中心轴线延伸。
根据本发明的另一有利实施例，承载弹簧在扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆的连杆平面内或在其下方支承在安置在车轮架上的延伸臂上。通过这种方式，尤其在车辆的垂直方向上，可以产生车轮悬架的紧凑设计。
根据本发明的车轮悬架的另一轻质、有利的实施例规定车轮架侧的扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆的连杆轴承直接连接到车轮架，而不是通过例如垂直于梯形连杆的连杆平面延伸的额外的中间连杆的介入。
根据本发明的另一有利实施例，设有第一和第二附加横向连杆，在任何情况下，所述两个附加横向连杆通过车轮架侧的连杆轴承铰接到车轮架，并且通过车身侧的连杆轴承铰接到车身，并且两个附加横向连杆均安置在扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆的连杆平面上方，并且，在车辆的长度方向上，既不在扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆的上游也不在其下游。换句话说，在扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆从上方的俯视图中，这两个附加横向连杆相对梯形连杆安置为，在车辆的长度方向上，两个附加横向连杆实质上安置在U型梯形连杆的前方纵向部件的前缘和后方纵向部件的后缘之间。因此，在车辆的长度方向上，扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆的上游或下游不需要用于根据本发明的车轮悬架的车轮悬架组件的安置的结构空间，因此所述车轮悬架在车辆长度方向上具有特别紧凑的结构。
本发明的另一有利实施例规定，一个附加横向连杆实质上起横拉杆的作用，并且安置在车轮中心轴线的上游，而另一附加横向连杆实质上起外倾角调整臂的作用并且安置在车轮中心轴线的下游。根据以上术语，本实施例中的横拉杆和外倾角调整臂两者实质上配置为横向连杆。在本发明的意义范围内，应该理解的是这两个连杆实质上与车辆的横向方向平行地对齐。换句话说，在车辆的长度方向上，与实质上实施为纵向连杆的连杆不同，车轮架侧的连杆轴承和车身侧的连杆轴承在任何情况下均不特别地彼此间隔开。这允许在车辆长度方向上具有相对高程度的车轮悬架弹性的根据本发明的车轮悬架的设计，尤其是对于撞击情况下的悬架硬度来说，该设计是非常有利的，其不允许例如制动时在前束方向上的车辆悬架的过分前束运动，当横拉杆在车辆的长度方向上实质对齐的情况下就是如此，并且该设计在车辆长度方向上具有相同的车轮悬架弹性。
本发明的另一有利实施例的特征通过副车架表体现出来，车身侧所有横向连杆的连杆轴承通过该副车架连接到车身。这种情况下，该副车架由实质上在车辆长度方向上延伸的纵向梁和实质上与其横向延伸并且承载该纵向梁的横梁构成。在纵向梁附近，横梁包含叉形配置的两个端部，其一个端部在车辆垂直方向上安置在纵向梁的下方，并且其另一端部安置在纵向梁的上方。扭转刚性的横向连杆通过其车身侧的两个连杆轴承中的一个铰接到所述横梁的两个叉形端部的其中一个上，而附加横向连杆通过其车身侧的连杆轴承铰接到横梁的两个叉形端部的另一个上。该实施例允许扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆的连杆轴承以及附加横向连杆的连杆轴承直接铰接到横向连杆。因此，可以消除对纵向梁上的通常是钳形的连接元件的提供，因此简化了根据本发明的车轮悬架的结构，并且减轻了纵向梁上附加连接元件的重量。
本发明的另一有利实施例规定，在车辆长度方向上车轮架侧的梯形连杆的连杆轴承安置在其车身侧连杆轴承的上游，并且还设有减震器，所述减震器支承在车身及车轮架或扭转刚性的横向连杆上，并且安置在扭转刚性的U型横向连杆的纵向部件之间。
附图说明
本发明的示例性实施例的以下说明书揭示了本发明另外的特征和优点，该示例性实施例应该理解为非限定性的，并且以下将参照附图更加详细地描述该示例性实施例，在图中示意性地示出：
图1示出了从斜前方的根据本发明的车轮悬架的示例性实施例的透视图；
图2示出了图1所示的车轮悬架从上方的平面图；
图3示出了图1所示的车轮悬架的正视图；
图4示出了从斜后方的图1所示的车轮悬架的另一透视图。
在不同的附图中，相同部件通常提供相同的附图标记，因此所述部件总体上只描述一次。
1  车轮悬架
2  车轮架
3  扭转刚性的横向连杆和/梯形连杆
4  第一附加横向连杆
5  车身侧3的连杆轴承
6  车身侧3的连杆轴承
7  副车架
8  车轮架侧3的连杆轴承
9  车轮架侧3的连杆轴承
10 承载弹簧
11 减震器
12 第二附加横向连杆
13 车身侧4的连杆轴承
14 车轮架侧4的连杆轴承
15 车身侧12的连杆轴承
16 车轮架侧12的连杆轴承
17 7的纵向梁
18 7的横梁
19 18的下方叉形端部
20 18的上方叉形端部
21 5和6的连接线
22 8和9的连接线
23 延伸臂
F  行驶方向，长度方向
具体实施方式
图1示出了用于未详细示出的车辆、尤其是机动车辆的非从动车轮(未示出)的根据本发明的车轮悬架1的示例性实施例的透视图。图1中，车辆行驶的前进方向由方向箭头F规定，同时该方向与车辆长度方向一致。
从图1可以得出，车轮悬架1包含可旋转地安装未示出的车轮的车轮架2，所述车轮架铰接到配置为扭转刚性的的横向连杆3和至少一个附加横向连杆4。扭转刚性的横向连杆3通过车身侧的两个连杆轴承5和6铰接到车身和/或连接到车身的副车架7，并且通过车轮架侧的两个连杆轴承8和9铰接到车轮架2。正如也可以从图中辨识的，连杆轴承5，6，8和9例如可以配置为传统的橡胶-金属滑动轴承。另外，图1中所示的车轮悬架1的示例性实施例包含支承在未示出的车身和车轮架2上的承载弹簧10，以及支承在车身和梯形连杆3上的减震器11。
在图1中，可以清晰地辨识的是，扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆3是实质上U型的配置，其中两个在车辆的横向方向上延伸的纵向部件(在车辆长度方向F上的前部和后部纵向部件)通过在车辆的长度方向和/或行驶方向F上延伸的横向部件连接在一起。图1可以进一步揭示，承载弹簧10和减震器11都布置在梯形连杆3的纵向部件之间，并且在图1所示的车轮悬架1的示例性实施例中实质上在车辆的垂直方向上在所述纵向部件之间延伸。具体地，在示出的车轮悬架1中，承载弹簧10穿过由车轮架2和减震器11限定的车轮中心轴线(未示出)稍稍向车轮中心轴线的后部延伸。
可以从图1看到延伸到减震器11的后部的、大部分由图1中的减震器11掩盖的第二附加横向连杆12，一方面，其铰接到车轮架2，并且另一方面铰接到车身(未示出)和/或副车架7。然而，在车辆的长度方向和/或行驶方向F上，第一附加横向连杆4向减震器11的上游和承载弹簧10的上游延伸。
还可以从图1看到，横向连杆4以铰接式方式通过车身侧的连杆轴承13连接到未示出的车身和/或连接在其上的副车架7，并且以铰接式方式通过车轮架侧的连杆轴承14连接到车轮架2。以类似的方式，第二附加横向连杆12以铰接式方式通过车身侧的连杆轴承15和车轮架侧的连杆轴承16连接到车身和/或副车架7以及车轮架2。如可以在图中辨识的，连杆轴承13，14，15和16例如可以配置为传统的橡胶-金属滑动轴承。
如已经提到的，横向连杆3，4和12，具体地其车身侧的连杆轴承5，6，13和/或15不直接连接到未示出的车身，而是通过副车架7连接到车身。如图1所示，车轮悬架1的副车架7由实质上在车辆的长度方向和/或行驶方向F上延伸的纵向梁17和实质上与其横向延伸并且承载该纵向梁17的横梁18形成。在纵向梁17附近，横梁18具有两个叉形配置的端部19和20。在这种情况下端部19在车辆垂直方向(未示出)上安置在纵向梁17的下方，而端部20安置在纵向梁17的上方。正如从图1中清晰可见的，举例来说，车轮悬架1的扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆由其后部连杆轴承6直接铰接到横梁18的下端部19，而横向连杆12由其车身侧的连杆轴承15直接铰接到横梁18的上端部20。因此，在图1所示的根据本发明的车轮悬架1的示例性实施例中，用于将横向连杆3和/或12车身侧的连杆轴承6和15附接到纵向梁17的钳形连接元件可以省去，这样简化了车轮悬架1的整个结构，并且可以减轻其重量。
在从上方示出了图1所示的车轮悬架1的平面图的图2中可以看出，车身侧的扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆3的连杆轴承5和6的连接线21和车轮架侧的梯形连杆3的连杆轴承8和9的连接线22，在车辆的长度方向和/或行驶方向F上至少大体上在接近车轮架2的上游交叉。另外，扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆3的连杆轴承8和9直接连接到车轮架2，而不是通过额外的中间连杆的中介。
另外，在图2中可以清晰地看到两个附加横向连杆4和12，所述的这两个横向连杆安置在扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆3的连杆平面上方。具体地，在车辆的长度方向和/或行驶方向F上，前方横向连杆4不安置在横向连杆3的上游，在车辆的长度方向和/或行驶方向F上，后方横向连杆12也不安置在横向连杆3的下游，这样车轮悬架1至少在车辆的长度方向上具有特别紧凑的结构。在图2所示的车轮悬架1的示例性实施例中，第一附加横向连杆4实质上起横拉杆的作用，并且沿车辆的长度方向和/或行驶方向F安置在车轮中心轴(未示出)的上游，而第二附加横向连杆12实质上起外倾角调整臂的作用，并且沿车辆的长度方向和/或行驶方向F安置在车轮中心轴线的下游。
这两个连杆4和12实质上安置为吸收仅仅在车辆横向方向上起作用的横向力，因此它们实质上都只在车辆横向方向上对齐。然而在图2中，可以辨识的是，车辆长度方向/或车辆行驶方向F上，车轮架侧的外倾角调整臂12的连杆轴承16安置在车身侧其连杆轴承15的上游。还可以辨识的是，在车辆长度方向/或车辆行驶方向F上，车轮架侧的横拉杆4的连杆轴承14安置在车身侧其连杆轴承13的略下游。通过这种方式，沿车辆垂直轴线作用在车轮架2上的扭矩可以被有效吸收。
图3示出了图1的车轮悬架1的正视图。其中可以清晰地看到的是横梁18的两个叉形端部19和20，在根据本发明的车轮悬架1的示例性实施例中，在不同情况下，车身侧横向连杆3的后部连杆轴承6和/或车身侧后部横向连杆12(外倾角调整臂)的连杆轴承15铰接到这两个端部。另外，图3可以揭示，在所示的车轮悬架1中，承载弹簧10支承在安置在车轮架2上的延伸臂23上的扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆3的连杆平面的下方，这样在车辆的垂直方向上可以产生特别紧凑的车轮悬架1。
图4示出了从斜后方的图1的车轮悬架2的另一透视图。可以清晰地看到在不同情况下横向于车辆的长度方向和/或行驶方向F的横梁18如何将纵向梁17支承在两侧，其中所有横向连杆3，4和12车身侧的连杆轴承直接附接到横梁18或纵向梁17上的相应固定夹。正如已经公开的，横向连杆3和12与横梁18的直接附接借助配置在其上的叉形端部19和20实现。图4所示的设置形成轮轴，尤其形成车辆的后轮轴，其未更详细地示出。
以上描述的根据本发明用于车辆、尤其是机动车辆的非从动车轮的独立车轮悬架并不限于在此公开的实施例，而是还包含其他具有相同功能的实施例，因此，例如附图中示为橡胶金属滑动轴承的、扭转刚性的横向连杆和/或梯形连杆3的连杆轴承——例如具体地车身侧梯形连杆3的后部连杆轴承6——也可以配置为滚珠轴承。
在一个优选实施例中，根据本发明的车轮悬架用在前轮驱动的机动车辆的后轮轴上。

Claims (9)

1.一种用于车辆非从动车轮的独立车轮悬架，其包含可旋转地安装车轮的车轮架(2)，所述车轮架铰接到配置为扭转刚性的横向连杆(3)以及至少一个附加横向连杆(4，12)，其中扭转刚性的横向连杆(3)通过车身侧的两个连杆轴承(5，6)铰接到车身，并且通过车轮架侧的两个连杆轴承(8，9)铰接到车轮架(2)，以及，在车辆的长度方向(F)上，车身侧连杆轴承(5，6)的连接线(21)和车轮架侧连杆轴承(8，9)的连接线(22)至少大体上在车轮架(2)上游交叉，车轮悬架进一步包含支承在车身和车轮架(2)上的承载弹簧(10)，
其特征在于，
扭转刚性的横向连杆(3)实质上配置为U型，其具有两个纵向部件和将所述纵向部件连接在一起的横向部件，并且承载弹簧(10)安置在纵向部件之间。
2.根据权利要求1所述的车轮悬架，
其特征在于，
承载弹簧(10)穿过车轮中心轴线延伸。
3.根据权利要求1或2所述的车轮悬架，
其特征在于，
承载弹簧(10)在扭转刚性的横向连杆(3)的连杆平面上或者在其下方支承于安置在车轮架(2)上的延伸臂(23)上。
4.根据前述任一项权利要求所述的车轮悬架，
其特征在于，
车轮架侧的扭转刚性的横向连杆(3)的连杆轴承(8，9)直接连接到车轮架(2)。
5.根据前述任一项权利要求所述的车轮悬架，
其特征在于，
设有第一和第二附加横向连杆(4，12)，在不同情况下，所述的两个附加横向连杆通过车轮架侧的连杆轴承(14，16)铰接到车轮架(2)，并且通过车身侧的连杆轴承(13，15)铰接到车身，并且两者均安置在扭转刚性的横向连杆(3)的连杆平面上方，并且在车辆的长度方向(F)上既不在扭转刚性的横向连杆(3)的上游也不在其下游。
6.根据前述任一项权利要求所述的车轮悬架，
其特征在于，
一个附加横向连杆(4)实质上起横拉杆的作用，并且在车辆的长度方向上安置在车轮中心轴线的上游，而另一附加横向连杆(12)实质上起外倾角调整臂作用，并且在车辆的长度方向上安置在车轮中心轴线的下游。
7.根据前述任一项权利要求所述的车轮悬架，
其特征在于，
在车辆长度方向上，车轮架侧的外倾角调整臂(12)的连杆轴承(16)安置在车身侧其连杆轴承(15)的上游。
8.根据前述任一项权利要求所述的车轮悬架，
其特征在于，
副车架(7)，所有横向连杆(3，4，12)的车身侧的连杆轴承(5，6，13，15)通过副车架(7)连接到车身，其中副车架(7)由实质上在车辆的长度方向(F)上延伸的纵向梁(17)和实质上与其横向地延伸并支承纵向梁(17)的横梁(18)构成，并且，在纵向梁(17)的附近，横梁(18)包含两个叉形配置的端部(19，20)，其一个端部(19)在车辆垂直方向上安置在纵向梁(17)的下方，其另一端部(20)安置在纵向梁(17)的上方，其中扭转刚性的横向连杆(3)通过其车身侧的两个连杆轴承中的一个(6)铰接到一个端部(19)，而附加横向连杆(12)通过其车身侧的连杆轴承(15)铰接到另一端部(20)。
9.根据前述任一项权利要求所述的车轮悬架，
其特征在于，
设有减震器(11)，所述减震器支承在车身和车轮架(2)或扭转刚性的横向连杆(3)上，并且安置在扭转刚性的U型横向连杆(3)的纵向部件之间。
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