CN104228501A - 用于车辆从动轮的独立车轮悬架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆的从动轮的独立车轮悬架，其具有围绕车轮中心轴线可旋转地支承车轮并且铰接至抗扭横向连杆(3)的轮架(2)，抗扭横向连杆(3)具有用于铰接至车辆结构的两个结构侧连杆轴承(6，7)和用于铰接至轮架(2)和至至少两个附加的横向连杆(4，5)的两个轮架侧连杆轴承(9，10)，两个附加的横向连杆(4，5)分别具有结构侧连杆轴承(15，18)和轮架侧连杆轴承(16，19)。车轮悬架进一步地具有支承在车辆结构上并且在轮架(2)上的支架弹簧(11)。在车辆的纵向方向(F)上，支架弹簧(11)安置在车轮中心轴线的前面，并且两个附加的横向连杆(4，5)安置在车轮中心轴线的后面。

Description

用于车辆从动轮的独立车轮悬架
技术领域
本发明涉及用于车辆的从动轮——尤其是用于机动车辆的从动后轮——的独立车轮悬架。
背景技术
例如，专利文献EP 1 937 498 B1公开了这样的车轮悬架，其也被称为梯形转向轮轴。支架弹簧一方面支承在车辆结构上并且另一方面支承在驱动轴前面或后面的轮架上。下部抗扭横向或梯形连杆通过两个连杆轴承连接至轮架并且通过两个附加的连杆轴承连接至车辆结构，梯形连杆至轮架的两个车轮侧连接中的一个连接将通过所谓的整体连杆间接地实现，该整体连杆相对于梯形连杆的连杆平面垂直地延伸。在从上方的俯视图中，梯形连杆的轮架侧连杆轴承的连接线和结构侧连杆轴承的连接线在从车辆行驶方向上看时的车轮悬架的前面相交。在梯形连杆的连杆平面的上面，两个附加的横向连杆铰接至轮架，其中的一个横向连杆充当外倾角调节连杆并且安置在驱动轴的上面，并且另一个连杆充当横拉杆并且安置在驱动轴的后面。
例如在专利文献US 7,784,806 B2中，也公开了另一种梯形转向轮轴。下部横向或梯形连杆通过两个轮架侧连杆轴承直接连接至轮架并且通过两个结构侧连杆轴承连接至车辆结构。在从上方的俯视图中，梯形连杆的结构侧连杆轴承的连接线和轮架侧连杆轴承的连接线在从车辆行驶方向上看时的车轮悬架的前面相交。当在车辆的行驶方向上观看时，在梯形连杆的连杆平面上，铰接至轮架并且充当横拉杆的另一个连杆安置在梯形连杆的前面。横拉杆以倾斜的方式从外侧向前延伸至内侧。支架弹簧在横拉杆和梯形连杆之间支承在伸展臂上，伸展臂成形于轮架上并且其安置在梯形连杆的连杆平面的下面。
发明内容
在这样的背景下，本发明的目的是提供用于车辆的从动轮——尤其用于机动车辆的从动后轮——的独立车轮悬架，该悬架与已知的车轮悬架相比更紧凑。此外，车轮悬架旨在使从动轮能够转向。
通过具有以下特点的独立车轮悬架可以实现这个目的。也公开了本发明的其它具体的有利实施例。
应该注意的是，在下面的说明书中单独地陈述的特征也可以以任何技术上有利的方式彼此结合并且给出本发明的其它实施例。说明书此外尤其连同附图，描述并详细说明了本发明。
根据本发明，用于机动车辆的从动轮——尤其用于机动车辆的从动后轮——的独立车轮悬架，包含轮架，该轮架围绕车轮中心轴线可旋转地支承车轮并且其铰接至以抗扭方式构建的横向连杆以及至少两个附加的横向连杆。抗扭横向连杆——由于它的形状在这里也被称为梯形连杆或工字连杆——在此情况下通过两个结构侧连杆轴承铰接至车辆结构并且通过两个轮架侧连杆轴承铰接至轮架。两个附加的横向连杆的每个通过结构侧连杆轴承铰接至车辆结构并且通过轮架侧连杆轴承铰接至轮架。例如用插入的辅助车架或副车架，可以直接或间接地实现横向连杆至车辆结构的铰接连接。根据本发明的车轮悬架进一步地包含支承在车辆结构上并且支承在轮架上的支架弹簧，该支架弹簧在车辆的纵向方向上安置在车轮中心轴线的前面并且附加的横向连杆在车辆的纵向方向上安置在车轮中心轴线的后面。驱动可旋转地支承在轮架上的车轮的驱动轴，沿着车辆中根据本发明的、处于安装状态的车轮悬架的车轮中心轴线延伸。根据本发明的处在车轮中心轴线或驱动轴的前面或后面的横向连杆和支架弹簧的布置，实质上实现了一车轮悬架，由于车轮悬架组件可以总体上安置得较低并且该布置在车辆的垂直方向上不受限于驱动轴的路径，该车轮悬架在车辆的垂直方向上更加紧凑。因此，例如，车辆的底部有更多可用的空间。尤其，现在这可以配置得更低。
这里用于限定两个车轮悬架组件关于彼此的相对位置的术语“前面”和“后面”，在此情况下总是与在车辆的纵向或行驶方向上的车轮悬架组件的相对布置关联，安置在另一个车轮悬架组件的前面的车轮悬架组件位于比另一个车轮悬架组件更接近于车辆前面。以类似的方式，这里使用的术语“上面”和“下面”与两个车轮悬架组件在车辆的垂直方向上相对于彼此的位置描述有关，安置在另一个车辆悬架组件的下面的车辆悬架组件位于比另一个车辆悬架组件更接近于车辆的车行道平面。此外，术语“内部”和“外部”与车轮悬架组件在车辆的横向方向上的相对位置有关，相对于另一个车轮悬架组件进一步向内安置的车轮悬架组件位于比另一个车轮悬架组件更接近于车辆的纵向中心平面。
根据本发明的优选实施例，在从上方的俯视图中，抗扭横向连杆的结构侧连杆轴承的连接线和抗扭横向连杆的轮架侧连杆轴承的连接线在车辆纵向或行驶方向上在轮架前面彼此相交。
本发明的另一个有利的实施例规定了，在抗扭横向或梯形连杆的连杆平面上或在车辆的垂直方向上在该平面下面的支架弹簧支承在安置于轮架上的伸展臂上。以这种方式，尤其在车辆的垂直方向上，可以产生紧凑的车轮悬架。
根据本发明的另一个有利的实施例，抗扭横向连杆的轮架侧连杆轴承通过插入的中间或整体连杆连接到轮架，该轴承在车辆的纵向方向上在前面。这稍微增加了根据本发明的车轮悬架的生产复杂性，但是尤其关于力的施加上实现了更容易的转向能力，也就是说，围绕连接至抗扭横向连杆的轮架的立轴的可旋转性。
根据本发明的另一个优选的紧凑实施例，整体连杆与车辆的垂直方向实质平行地延伸。在此情况下，抗扭横向连杆的轮架侧连杆轴承安置在轮架上的整体连杆的连接位置——尤其是轮架的伸展臂——的上面以便支承支架弹簧，该轴承连接至整体连杆。
本发明的可选实施例规定，抗扭横向连杆的两个轮架侧连杆轴承直接地连接至轮架。尤其，抗扭横向或梯形连杆的前轮架侧连杆轴承在此情况下在整体轴承衬套中直接地连接至轮架。与具有整体连杆的实施例相比较，整体轴承衬套稍微地简化了根据本发明的车轮悬架的结构并且相对于重量提供了稍微较轻的结构。然而，整体轴承衬套需要稍微较大的用于转向——即围绕垂直轴线旋转——连接至抗扭横向连杆的轮架的力的施加。
本发明的另一个有利的实施例规定了，两个附加的横向连杆中的一个实质上充当横拉杆并且在车辆的纵向方向上安置在抗扭横向连杆的后面，并且两个横向连杆中的另一个实质上充当外倾角调节连杆并且安置在抗扭横向连杆的连杆平面的上面。因此，在本实施例中的横拉杆和外倾角调节连杆两者是实质上用于接受车轮悬架的横向力的横向连杆的形式，也就是说，两个连杆与车辆的横向方向实质平行地取向。这允许根据本发明的车轮悬架的配置在车辆的纵向方向上具有比较高水平的车轮悬架弹性，这特别相对于车轮悬架在冲击事件中的硬度性能是很大的优势，而没有允许车轮悬架在前束运动方向上的过度的向内运动，例如，在制动操作事件中，实质上在车辆的纵向方向上取向的横拉杆在车辆的纵向方向上的车轮悬架的弹性完全相同的情况下就是如此。
本发明的另一个有利的实施例规定了，充当横拉杆的横向连杆能够通过驱动器实质上在车辆的横向方向上移动。从而实现了轮架围绕垂直轴线的主动旋转，并且因此实现了连接至根据本发明的车轮悬架的轮架并且由驱动轴驱动的车轮的主动转向。
根据本发明的另一个有利的实施例，提供了减震器，其支承在车辆结构并且在抗扭横向连杆上或在轮架上，并且其以节省空间的方式安置在两个附加的横向连杆之间，尤其在充当横拉杆的横向连杆和充当外倾角调节连杆的横向连杆之间。
本发明的另一个有利的实施例是以辅助车架为特征，所有横向连杆的结构侧连杆轴承借助于该辅助车架最终连接至车辆结构。在此情况下，辅助车架由实质上在车辆的纵向方向上延伸的纵向支柱和相对其实质横向地延伸并且承载纵向支柱的横向架构成。在纵向支柱的区域中，横向架具有两个叉状端部，其中一个端部在车辆的垂直方向上安置于纵向支柱的下面并且另一个端部安置在纵向支柱的上面。抗扭横向连杆通过它的两个结构侧连杆轴承中的一个轴承铰接至横向架的这两个叉状端部中的一个端部，并且另一个横向连杆通过它的结构侧连杆轴承铰接至横向架的两个叉状端部中的另一个端部。该实施例实现抗扭横向或梯形连杆的连杆轴承和另一个横向连杆的连杆轴承两者直接地铰接至横向架。因此，可以省掉提供用于将横向连杆连接至纵向支柱的总体上夹子状的连接元件，借此，简化了根据本发明的车轮悬架的结构并且节省了纵向支柱上的附加连接元件的重量。
附图说明
从本发明的实施例(其不旨在理解为用于限制)的下面描述中将领会到本发明的其它特征和优势，下面参考附图将更详细地解释该实施例，其中：
图1是当从前面以倾斜的方式观看时，根据本发明的车轮悬架的第一实施例的透视图，
图2是图1的车轮悬架的俯视图，
图3是图1的车轮悬架的仰视图，
图4是图1的车轮悬架的前视图，以及
图5是图1的车轮悬架的侧视图。
在不同的附图中，同样的组件总是具有相同的附图标记，因此它们通常也仅描述一次。
附图标记
1  车轮悬架
2  轮架
3  抗扭横向或梯形连杆
4  第一附加横向连杆、横拉杆
5  第二附加横向连杆、外倾角调节连杆
6   3的结构侧连杆轴承
7   3的结构侧连杆轴承
8   辅助车架
9   3的轮架侧连杆轴承
10  3的轮架侧连杆轴承
11  支架弹簧
12  减震器
13  整体连杆
14  伸展臂
15  4的结构侧连杆轴承
16  4的轮架侧连杆轴承
17  线性驱动器
18  5的结构侧连杆轴承
19  5的轮架侧连杆轴承
20  8的纵向支柱
21  8的横向架
22  21的下叉状端部
23  21的上叉状端部
24  6和7的连接线
25  8和9的连接线
F   行驶方向、纵向方向
具体实施方式
图1是根据本发明的用于未详细示出的车辆——尤其机动车辆——的尤其是后轮的从动轮(未示出)的车轮悬架1的示例性实施例的透视图。在图1中，车辆的向前行驶方向通过方向箭头F表示，该方向同时对应于车辆的纵向方向。此外，在图1中，表明了同一车辆轮轴的右侧和左侧两者。由于车轮悬架两侧以同样的方式构建，为了清楚起见，下面的描述限于对当在行驶方向上观看时左侧车轮悬架组件的解释。然而，该描述还以同样的方式适用于右侧车轮悬架组件。
从图1可以看到，车轮悬架1包含轮架2，轮架2围绕车轮中心轴线(未示出)可旋转地支承车轮(未示出)并且铰接至抗扭横向连杆3以及至少两个另外的横向连杆4和5。抗扭横向连杆3通过两个结构侧连杆轴承6和7铰接至车辆结构或至辅助车架8，辅助车架8通过两个轮架侧连杆轴承9和10连接至车辆结构并且至轮架2(在图2中可以看到连杆轴承10)。连杆轴承6、7、9和10例如可以构建为常规的橡胶-金属套管轴承。此外，图1中所示的车轮悬架1的实施例包含支架弹簧11和减震器12，支架弹簧11支承在车辆结构(未示出)上并且在轮架2上，减震器12支承在车辆结构上并且在梯形连杆3上。
从图1中可以进一步地看到，在车辆的纵向方向F上的抗扭横向连杆3的前轮架侧连杆轴承9通过插入的中间或整体连杆13连接至轮架2。在车轮悬架1的说明性实施例中，整体连杆13与车辆的垂直方向实质平行地延伸。此外，抗扭横向连杆3的轮架侧连杆轴承9安置在整体连杆13至轮架2的连接位置的上面，该轴承连接至整体连杆13。尤其，整体连杆13用它的下端部支承在轮架2的伸展臂14上，该伸展臂14用于接纳支架弹簧11。尤其相对于力的施加，用于将轮架侧连杆轴承9连接至轮架2或伸展臂14的整体连杆13的使用有利地实现更容易转向——即围绕垂直轴线的可旋转性——连接至抗扭横向连杆3的轮架2的能力。
在大部分被图1中的减震器12遮盖的状态下，充当横拉杆的横向连杆4在减震器12的后面延伸。横拉杆4通过结构侧连杆轴承15铰接至车辆结构或至辅助车架8，并且通过轮架侧连杆轴承16铰接至轮架2。连杆轴承15和16可以例如构建为常规的橡胶-金属套管轴承。在图1所示的车轮悬架1的实施例中，横拉杆4尤其在结构侧铰接至驱动器17，驱动器17自身支承在辅助车架8上。驱动器17——尤其线性驱动器——用来实质在车辆的横向方向上移动横拉杆4，因此以便围绕垂直轴线主动地旋转或转向连接至横向连杆3的轮架2。在图1中可以看到，横拉杆4相对于纵向或行驶方向F，优选地在横向连杆3的后面延伸。
在图1中，可以看到，在显示实施例中，单个驱动器17提供用于图示的车辆轮轴。驱动器17例如驱动齿杆，对应的横拉杆4铰接至该齿杆并且因此可以通过驱动器17在车辆的横向方向上移动。横拉杆4通过齿杆和驱动器17间接地连接至车辆结构或辅助车架8。
充当外倾角调节连杆的横向连杆5在车辆的纵向或行驶方向F上在横拉杆4的前面延伸。该横向连杆5还通过结构侧连杆轴承18铰接至车辆结构或辅助车架8，并且通过轮架侧连杆轴承19铰接至轮架2。连杆轴承18和19可以例如构建为常规的橡胶-金属套管轴承。在图1可以看到，外倾角调节连杆5在横向连杆3的连杆平面的上面并且在车辆的纵向或行驶方向F上在车轮中心轴线的后面延伸，车轮中心轴线由轮架2所限定。因此，沿着车轮中心轴线延伸以驱动连接至轮架2的车轮的驱动轴(未示出)，在车辆的纵向方向F上在外倾角调节连杆5的前面延伸。在说明车轮悬架1的实施例中，减震器12安置在横拉杆4和外倾角调节连杆5之间。支架弹簧11在车辆的纵向方向F上安置在外倾角调节连杆5的前面并且也在车轮中心轴线或未示出的驱动轴的前面。
如上面已经提到的，横向连杆3、4和5以及尤其它们的结构侧连杆轴承6、7、15和18没有直接连接至未示出的车辆结构，而是通过连接至车辆结构的辅助车架8连接至车辆结构。如图1所示，车轮悬架1的辅助车架8由实质上在车辆的纵向或行驶方向F上延伸的纵向支柱20和相对其实质横向地延伸并且承载纵向支柱20的横向架21构成。在纵向支柱20的区域中，横向架21具有两个叉状端部22和23。端部22在此情况下在车辆的垂直方向上安置在纵向支柱20的下面，并且端部23安置在纵向支柱20的上面。在图1可以清楚地看到，所示的示例性车轮悬架1的抗扭横向或梯形连杆3，通过它的后连杆轴承7直接地铰接至横向架21的下端部22，并且横向连杆5通过它的结构侧连杆轴承18直接地铰接至横向架21的上端部23。因此，在图1所示的车轮悬架1的实施例中，用于将横向连杆3和5的结构侧连杆轴承7和18连接至纵向支柱20的夹子状连接元件可以省掉，借此，可以简化车轮悬架1的整个结构并且可以节省重量。
在图2中，其是图1所示的车轮悬架1的俯视图，可以进一步地看到，抗扭横向或梯形连杆3的结构侧连杆轴承6和7的连接线24和梯形连杆3的轮架侧连杆轴承9和10的连接线25在车辆的纵向或行驶方向F上在轮架2的前面彼此相交。
此外，在图2中，可以看到两个附加的横向连杆4和5，其中横向连杆4(横拉杆)在车辆的纵向或行驶方向F上安置在抗扭横向或梯形连杆3的后面，并且横向连杆5(外倾角调节连杆)在车辆的垂直方向上安置在抗扭横向或梯形连杆3的连杆平面的上面。尤其，横向连杆4和5两者安置在车轮中心轴线(未示出)或驱动车轮的驱动轴(未示出)的后面，然而支架弹簧11安置在车轮中心轴线或驱动轴的前面。可以进一步地看到，说明性实施例的减震器12安置在外倾角调节连杆5和横拉杆4之间。
两个横向连杆4和5实质上安置成以便吸收仅在车辆的横向方向上作用的横向力，所以它们两者也实质上仅在车辆的横向方向上取向。
图3是图1的车轮悬架1的仰视图。在那里尤其可能清楚地看到轮架2的伸展臂14，支架弹簧11在横向连杆3的连杆平面上或在其下面支承在该臂上。车轮悬架1的实施例的更多视图在图4和5中说明，图4是图1的车轮悬架1的前视图以及图5是图1的车轮悬架1的侧视图。
上面描述的根据本发明的用于车辆的从动轮——尤其用于机动车辆的从动后轮——的独立车轮悬架，不仅限于这里公开的实施例，而是还包括以同样的方式起作用的其它实施例。例如，配置为橡胶-金属套管轴承的抗扭横向或梯形连杆3的连杆轴承以及尤其梯形连杆3的后轮架侧连杆轴承10，还可以例如构建为滚珠轴承。此外，用插入的整体连杆13代替横向或梯形连杆3的前轮架侧连杆轴承9和轮架2之间的间接连接，通过整体轴承衬套也可以提供直接连接。此外，在车轮悬架1的图中所示的借助于一个驱动器17的主动铰接，还可以通过主动横向连杆或横拉杆4来实现。在此情况下，驱动器17可以省掉，并且横向连杆或横拉杆4在车辆的横向方向上的长度通过集成在横拉杆4中的驱动器改变。因此，至少横向或横拉杆4的一部分实质上在车辆的横向方向上继续移动并且因此提供了轮架2的主动转向。
在优选的实施例中，根据本发明的车轮悬架用于后轮驱动机动车辆的后轮轴，机动车辆的后轮能够转向。

Claims (10)

1.一种用于车辆的从动轮的独立车轮悬架，其具有围绕车轮中心轴线可旋转地支承车轮并且铰接至抗扭横向连杆(3)的轮架(2)，抗扭横向连杆(3)具有用于铰接至车辆结构的两个结构侧连杆轴承(6，7)和用于铰接至轮架(2)和至至少两个附加的横向连杆(4，5)的两个轮架侧连杆轴承(9，10)，两个附加的横向连杆(4，5)分别具有结构侧连杆轴承(15，18)和轮架侧连杆轴承(16，19)，该车轮悬架进一步地具有支承在车辆结构上并且在轮架(2)上的支架弹簧(11)，
其特征在于，
在车辆的纵向方向(F)上，支架弹簧(11)安置在车轮中心轴线的前面并且两个附加的横向连杆(4，5)安置在车轮中心轴线的后面。
2.根据权利要求1所述的车轮悬架，
其特征在于，
在从上方的俯视图中，抗扭横向连杆(3)的结构侧连杆轴承(6，7)的连接线(24)和抗扭横向连杆(3)的轮架侧连杆轴承(9，10)的连接线(25)在车辆的纵向方向(F)上相交在轮架(2)的前面。
3.根据前述权利要求中的一项所述的车轮悬架，
其特征在于，
支架弹簧(11)在抗扭横向连杆(3)的连杆平面上或其下方支承在安置于轮架(2)上的伸展臂(14)上。
4.根据前述权利要求中的一项所述的车轮悬架，
其特征在于，
在车辆的纵向方向(F)上的抗扭横向连杆(3)的前轮架侧连杆轴承(9)通过插入的整体连杆(13)连接至轮架(2)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的车轮悬架，
其特征在于，
整体连杆(13)与车辆的垂直方向实质平行地延伸，并且抗扭横向连杆(3)的轮架侧连杆轴承(9)安置在轮架(2)上的整体连杆(13)的连接位置的上方，该轴承连接至整体连杆(13)。
6.根据权利要求1-3其中一项所述的车轮悬架，
其特征在于，
抗扭横向连杆(3)的两个轮架侧连杆轴承(9，10)直接地连接至轮架(2)。
7.根据前述权利要求中的一项所述的车轮悬架，
其特征在于，
两个附加的横向连杆中的一个横向连杆(4)实质上充当横拉杆并且在车辆的纵向方向(F)上安置在抗扭横向连杆(3)的后面，并且两个横向连杆中的另一个横向连杆(5)实质上充当外倾角调节连杆并且安置在抗扭横向连杆(3)的连杆平面的上方。
8.根据前述权利要求中的一项所述的车轮悬架，
其特征在于，
充当横拉杆的横向连杆(4)可以通过驱动器(17)在车辆的横向方向上移动。
9.根据前述权利要求中的一项所述的车轮悬架，
其特征在于，
提供了减震器(12)，其支承在车辆结构上并且在抗扭横向连杆(3)上或在轮架(2)上，并且其安置在两个附加的横向连杆(4，5)之间。
10.根据前述权利要求中的一项所述的车轮悬架，
其特征在于，包含：
辅助车架(8)，所有的横向连杆(3，4，5)的结构侧连杆轴承(6，7，15，18)借助于该辅助车架(8)连接至车辆结构，其中辅助车架(8)由实质上在车辆的纵向方向(F)上延伸的纵向支柱(20)和相对其实质横向地延伸并且承载纵向支柱(20)的横向架(21)构成，并且横向架(21)在纵向支柱(20)的区域中具有两个叉状端部(22，23)，其中一个端部(22)在车辆的垂直方向上安置在纵向支柱(20)的下方并且另一个端部(23)安置在纵向支柱(20)的上方，其中抗扭横向连杆(3)通过它的两个结构侧连杆轴承中的一个轴承(7)铰接至下端部(22)并且另一个横向连杆(5)通过它的结构侧连杆轴承(18)铰接至上端部(23)。
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