CN104582982B - 独立悬架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于商用车辆的独立悬架，该独立悬架包括可围绕第一旋转轴线旋转地布置在转向节主销上的转向节，该转向节具有轮毂；通过转向节主销与转向节连接的转向节支架；减振器以及弹簧元件，该减振器和弹簧元件分别可在一侧固定在实施在转向节支架上的固定元件上并且在另一侧固定在车身的另一个固定元件上；至少一个上部横向导臂以及至少一个下部横向导臂，其中这些横向导臂在一侧至少间接地与转向节连接并且在另一侧与车身的另一个固定元件连接，上部横向导臂在安装位置中布置在转向节支架的上面，下部横向导臂在安装位置中布置在上部横向导臂的下面。本发明的特征在于，上部横向导臂固定在转向节主销上并且能够围绕上部横向导臂的转向节侧的第二旋转轴线旋转地被支承，下部横向导臂能够围绕下部横向导臂的转向节侧的第三旋转轴线旋转地支承在转向节支架上，其中，下部横向导臂的转向节侧的第三旋转轴线在径向上与转向节的第一旋转轴线相间隔。

Description

独立悬架
技术领域
本发明涉及一种用于商用车辆的独立悬架。
背景技术
例如EP0935537B1公开了一种用于机动车辆的独立悬架，其具有带有轮毂的转向节、转向节支架、上部横向导臂和下部横向导臂。具体而言，该独立悬架包括：以能围绕第一旋转轴线旋转的方式布置在转向节主销上的转向节，该转向节具有轮毂；通过转向节主销与转向节连接的转向节支架；减振器以及弹簧元件，该减振器和弹簧元件分别可在一侧固定在实施在转向节支架上的固定元件上并且在另一侧固定在车身的另一个固定元件上；至少一个上部横向导臂以及至少一个下部横向导臂，其中，这些横向导臂在一侧至少间接地与转向节连接并且在另一侧与车身的另一个固定元件连接，其中，上部横向导臂在安装位置中布置在转向节支架的上面，下部横向导臂在安装位置中布置在上部横向导臂的下面。
如今，对于经济性地使用商用车辆，提出很高的要求。特别是对装载位置或者公共汽车的内部空间的最佳利用越来越重要。这就是说，须将用于车辆的独立悬架的结构设计成，必须以尽可能仅最小的损失、在最佳的情况下完全地利用在两个独立悬架(其在车辆两侧固定在车身上)之间的空间。
EP0935537B1公开的转向节借助转向节主销可旋转地与转向节支架连接。下部横向导臂借助球窝关节安装在转向节支架的下侧。在下部横向导臂的上方，上部横向导臂通过圆锥滚子轴承对固定在转向节支架的上部。
在EP0935537B1所述的变型方案中，横向导臂与转向节支架一起朝车辆中部的方向伸出非常远并因此非常强地限定了在车辆的两个独立悬架之间的空间。
EP1985474A2和DE202008017914U中公开了类似的独立悬架。在此，横向导臂也是固定在转向节支架上，其中该转向节支架借助转向节主销与转向节连接。在这两个文献中没有力求实现并且也不能确保最佳地利用在两个独立悬架之间的空间。
DE102007047791A1公开了一种用于车辆的独立悬架，该独立悬架具有上部横向导臂和下部横向导臂，其中该上部横向导臂和下部 横向导臂分别在一端安装在转向节主销上并且在横向导臂的相对一端固定在车架上。转向节借助两个轴承可旋转地支承在转向节主销上。
取消了转向节支架的应用，取而代之地是，在转向节的轴颈之间使用弹簧支架，该弹簧支架承载弹簧-缓冲器模块，或者代替地承载减振器和空气弹簧，其中该减振器和空气弹簧一端支撑在弹簧支架上并且另一端支撑在车架的固定元件上并且吸收车架相对于路面的垂直相对运动。
因为横向导臂至少间接地固定在转向节主销上，并且该横向导臂因此靠近车轮地布置，所以在车辆每侧的横向导臂之间的距离明显较大。因此实现了明显的空间优势。
上部横向导臂以及下部横向导臂都安装成，使得这些横向导臂仅允许转向节主销的垂直运动。弹簧支架借助压配合固定在转向节主销上、转向节的轴颈之间。由此防止弹簧支架仅通过转向节主销的表面和与之摩擦接触的弹簧支架内表面之间的摩擦而在转向节主销处扭转。因为转向节主销在弹簧支架的固定位置处实施为圆柱形并且具有恒定的半径，所以在极端情况下会导致弹簧支架相对于转向节主销扭转，这会造成规定的车轴几何形状发生所不希望的改变。虽然这个缺陷可以通过其他的措施、例如两个部件、即转向节主销和弹簧支架的附加的材料连接而避免，但是这会造成额外的消耗和额外的费用。
发明内容
在上述现有技术的基础上，本发明基于的目的在于，设计一种成本最佳的用于商用车辆的独立悬架，该独立悬架实现了在安装在车辆两侧处的独立悬架之间的最佳空间利用，并且防止在极端负荷下独立悬架的车轴几何形状发生改变。
该目的通过本发明得以实现。根据本发明的用于车辆的独立悬架的有利实施方式由下文的说明和附图给出。
据此，提出一种用于商用车辆的独立悬架，其包括：以能围绕第一旋转轴线旋转的方式布置在转向节主销上的转向节，该转向节具有轮毂；通过转向节主销与转向节连接的转向节支架；减振器以及弹簧元件，该减振器和弹簧元件分别可在一侧固定在实施在转向节支架上的固定元件上并且在另一侧固定在车身的另一个固定元件上；至少一个上部横向导臂以及至少一个下部横向导臂，其中这些横向导臂在一侧至少间接地与转向节连接并且在另一侧与车身的另一个固定元件连接，其中，上部横向导臂在安装位置中布置在转向节支架的上面，下部横向导臂在安装位置中布置在上部横向导臂的下面，在该独立悬架中，上部横向导臂固定在转向节主销上并且以能够围绕上部横向导臂的转向节侧的第二旋转轴线旋转的方式被支承，下部横向导臂以能围绕下部横向导臂的转向节侧的第三旋转轴线旋转的方式支承在转向节支架上，其中，下部横向导臂的转向节侧的第三旋转轴线在径向上与转向节的第一旋转轴线相间隔。
通过使上部横向导臂直接布置在转向节主销上，在车架上相对的上部横向导臂之间的距离可以选择得相应较大。
转向节支架承担了弹簧支架的任务并且承载减振器以及弹簧元件，该减振器和弹簧元件在其一端支撑在转向节支架上并且在另一端支撑在车架上。因为下部横向导臂在一侧固定在转向节支架上并且在另一侧固定在车身上，并且转向节相对于车架仅可垂直运动，但不可水平运动，所以转向节支架不能够相对于转向节主销扭转，由此防止在极端负荷下车轴几何形状发生改变。
根据另一有利的变型方案，上部横向导臂的转向节侧的第二旋转轴线与转向节的第一旋转轴线相交。由此可将上部横向导臂的重量直接引入到转向节主销中。
有利的是，将减振器和转向节支架布置成，减振器的纵向延伸轴线与下部横向导臂的转向节侧的第三旋转轴线相交。因此车架相对于转向节支架的垂直运动能够更好地得到支撑和缓冲。
为了使车辆的摆动特性更加稳定，根据本发明另一有利的变型 方案，可以将横向导臂布置成，下部横向导臂的转向节侧的第三旋转轴线以及上部横向导臂的转向节侧的第二旋转轴线位于转向节和弹簧元件之间的结构空间中。
根据另一有利的变型方案，转向节支架可以构造为S形状并且例如可以具有第一延伸区段、第二延伸区段和第三延伸区段，这些延伸区段通过第一弯曲区段和第二弯曲区段相互连接。因此，转向节支架能够相应节省空间地构造在独立悬架中并且尽管如此也能够提供足够的空间用于其他部件，例如减振器和弹簧元件。
根据其他的有利的改进方案，转向节支架具有用于固定减振器的固定元件和用于对支撑车架的弹簧元件进行固定的固定元件，其中，用于固定减振器和/或用于对支撑车架的弹簧元件进行固定的固定元件能够直接实施在转向节支架上。
为了降低转向节支架的重量，该转向节支架可以包括具有凹口或材料厚度减小的区段。
为了提高在转向节支架和转向节之间的连接的负荷能力，有利的是，将转向节支架实施成，该转向节支架在其靠近转向节的端部处具有叉形部，该叉形部包括上端部区段和下端部区段。在此，这些端部区段可以与从转向节的背离轮毂的表面伸出的轴颈形成嵌合结构。
附图说明
本发明的其他细节和优点由下面结合附图对实施例的说明给出。在附图中示出：
图1示出了根据本发明的用于商用车辆的独立悬架的立体图；
图2示出了图1所示的根据本发明的独立悬架的局部剖视图；
图3示出了一种替代的转向节支架的立体图。
具体实施方式
图1和图2分别示出了根据本发明的用于商用车辆的独立悬架1的图示。这里所示的独立悬架1包括具有轮毂3的转向节2。转向节2借助转向节主销4与转向节支架5连接并且可围绕旋转轴线A旋转地被支承。转向节主销4在图2中以剖视图示出并且在那里能够更清楚地看出。在图1和图2中的上端部处，转向节主销4具有吊环形状的固定区段6，该固定区段具有在其中贯通地实施的固定孔7，该固定孔在这里实施为钻孔。与该钻孔邻接地，转向节主销4具 有圆柱形的安装区段8。在转向节主销4的固定孔7中设有至少一个轴承9，该轴承实现了固定在该位置处的上部横向导臂10、11的规定的垂直偏移。待使用的轴承9可以实施为滚针轴承、球轴承、滑动轴承或者分子轴承。转向节主销4的安装区段8具有在该安装区段的整个长度上恒定的横截面。在图1和图2中示出了根据本发明的独立悬架的变型方案，该变型方案总共设置了两个上部横向导臂10、11。这两个上部横向导臂10、11分别具有两个同样呈吊环形状的端部区段12、13，两个上部横向导臂借助端部区段12、13布置在转向节主销4的吊环形状的固定区段6的各一侧上并且借助固定销14固定在转向节主销4的固定区段6上。因此，上部横向导臂10、11固定在转向节主销4上并且能够围绕上部横向导臂10、11的转向节侧的旋转轴线B旋转地被支承。上部横向导臂10、11布置成使得上部横向导臂10、11的转向节侧的旋转轴线B与转向节2的旋转轴线A相交。每个上部横向导臂10、11的相对的端部区段15、16分别配置有轴颈17、18，该轴颈用于将横向导臂10、11固定在车身的附图中未示出的另一个固定装置上。
在图1和图2中所示的转向节2以其一个端部与轮毂3连接。此外，转向节2具有在图1和图2中的上部轴颈19和下部轴颈20，其中轴颈19、20实施在转向节2的与轮毂3相对的一侧上并且其中在轴颈19、20中实施有穿孔19’、20’，该穿孔容纳轴承21、22，从而实现车轮的转向运动，其中轴承21、22分别具有孔21’、22’以用于容纳转向节主销4。转向节2的轴颈19、20从转向节2的表面、朝与轮毂3相反的方向伸出。转向节支架5借助其在转向节侧的端部23布置在转向节2的两个轴颈19、20之间，其中在转向节支架5 的所述端部23中实施有贯穿的安装孔24，该安装孔使轴颈19、20的穿孔19’、20’相互连接。轴颈19、20的穿孔19’、20’和转向节2的安装孔24相互同轴地对齐并且分别具有大小相同的内径。转向节主销4穿过轴承21、22的两个孔21’、22’并且穿过转向节支架5的安装孔24，轴承21、22容纳在转向节2的轴颈19、20中，该转向节5定位在所述的轴颈19、20之间。因此，由转向节2、转向节主销4和转向节支架5构成的结构单元相互形状配合地连接。
转向节主销4的安装区段8的外径通常稍微大于转向节支架5的安装孔24的内径。在安装时，转向节主销4的横截面在装配之前通过猛烈的温度降低而缩小，由此，转向节主销能够穿过孔21’、24、22’并且在达到其最终位置之后以及在环境温度的作用下使横截面扩大并且随之与转向节支架5夹紧连接。
为了防止安装在转向节2中的轴承21、22受到污染，转向节主销4在其固定区段6和其安装区段8之间具有防护盖25，该防护盖不仅可以与转向节主销4一件式实施而且也可以实施为单独的部件。图1和图2所示的、转向节2的下部穿孔20’的敞开端部通过锅形的封闭元件26封闭。
图1中所示的基本呈S形状的转向节支架5具有第一延伸区段27、第二延伸区段29和第三延伸区段31，这些延伸区段通过第一弯曲区段28和第二弯曲区段30相互连接。第一延伸区段27大致水平地、从转向节支架5的安装在转向节2上的端部23开始朝向与轮毂3相反的方向、在理想的情况下与附图中未示出的路面平行地、但是在这里稍微倾斜地延伸。第一弯曲区段28直接邻接在第一延伸区段27上并且具有上部半径32和下部半径33，使得邻接在第一弯曲区段28上的第二延伸区段29以比第一延伸区段27明显更大的倾斜度指向路面。在转向节支架5的第二延伸区段29上邻接着第二弯曲区段30，该第二弯曲区段同样具有上部半径34和下部半径35。邻接在第二弯曲区段30上的第三延伸区段31与路面近乎平行地朝与轮毂3相反的方向延伸。如图1和图2中所示，在转向节支架5的第 二延伸区段29上实施有固定元件36以用于固定减振器37。当然，该减振器也可以根据结构和/或根据要求实施在转向节支架5的其他位置上。
为了减轻重量，在转向节支架5上设有具有凹口的或者至少材料厚度明显减小的区段51。在图1和图2中所示的示例中，材料厚度减小的区段51在第一延伸区段27、第一弯曲区段28和第二延伸区段29上延伸。
根据图1和2所示的变型方案，在转向节支架5的第二弯曲区段30的区域中、在弯曲区段的上部半径34和该弯曲区段的下部半径35之间实施有穿孔38，该穿孔至少能够容纳轴承39，以确保布置在这里的下部横向导臂40的垂直偏移。在该位置上，在图1和图2中所示的下部横向导臂40固定在转向节支架5上并且能够围绕下部横向导臂40的转向节侧的旋转轴线C旋转地被支承。在此，下部横向导臂40的转向节侧的旋转轴线C在径向上与转向节2的旋转轴线A相间隔。减振器37被布置成，使得减振器37的纵向延伸轴线S与下部横向导臂40的转向节侧的旋转轴线C相交。
但是通常来说，也可以将下部横向导臂40的穿孔38以及实施在转向节支架5的第三延伸区段31上的固定元件41转移到转向节支架5的其他位置上，该固定元件用于对支撑车架的弹簧元件42进行固定。
此外，在图1和图2中所示的根据本发明的变型方案规定，下部横向导臂40的转向节侧的旋转轴线C以及上部横向导臂10、11的转向节侧的旋转轴线B布置在转向节2和弹簧元件42之间的中间空间中。
图1和图2所示的下部横向导臂40实施为单件的、基本上呈三角形的部件，该部件具有多个凹口40’、40”、40”’。下部横向导臂40的凹口40’、40”、40”’用于实现重量的降低。凹口40’、40”、40”’的外形与下部横向导臂40的外形相匹配以及根据对下部横向导臂40所提出的稳定性要求进行调整。在整体上，下部横向导臂40实施 为双横向导臂，该双横向导臂具有两个横向于车道延伸的支柱43、44，这两个支柱借助基本上呈X形的加强区段45相互连接。将下部横向导臂40固定在转向节支架5的另一个合适的位置上必然是可以的，以及使下部横向导臂40具有另一种外形也是可能的，或者代替一个横向导臂也可以使用多个横向导臂。
图3示出了根据本发明的转向节支架5的替代变型方案。与在图1和图2中所示的转向节支架5的不同之处在于，转向节支架5的转向节侧的端部23具有不同的构造。在图3中所示的转向节支架5的转向节侧的端部23具有叉形部46，该叉形部具有上端部区段47和下端部区段48。在图3中所示的、叉形部46的下端部区段48布置在转向节2的上部轴颈19和下部轴承20之间。叉形部46的上端部区段47安置在转向节2的上部轴颈19上。叉形部46的两个端部区段47、48分别具有贯通的安装孔49、50。叉形部46的两个端部区段47、48的安装孔49、50分别相互共轴地并且与两个轴颈19、20的轴承21、22中的孔21’、22’对齐，使得转向节主销4在安装过程中能够穿过所有这些孔，从而形成由转向节2、转向节主销4和转向节支架5构成的、相互形状配合地连接的、共同的结构单元。
附图标记列表
1 独立悬架
2 转向节
3 轮毂
4 转向节主销
5 转向节支架
6 固定区段
7 固定孔
8 安装区段
9 转向节主销中的轴承
10 上部横向导臂
11 上部横向导臂
12 其中一个上部横向导臂的转向节侧的端部区段
13 第二个上部横向导臂的转向节侧的端部区段
14 固定销
15 其中一个上部横向导臂的车架侧的端部区段
16 第二个上部横向导臂的车架侧的端部区段
17 其中一个上部横向导臂的车架侧的轴颈
18 第二个上部横向导臂的车架侧的轴颈
19 转向节的上部轴颈
19’ 转向节的上部轴颈中的穿孔
20 转向节的下部轴颈
20’ 转向节的下部轴颈中的穿孔
21 转向节的上部轴颈中的上部轴承
22 转向节的下部轴颈中的下部轴承
21’ 上部轴承中的孔
22’ 下部轴承中的孔
23 转向节支架的转向节侧的端部
24 转向节支架的安装孔
25 防护盖
26 封闭元件
27 转向节支架的第一延伸区段
28 转向节支架的第一弯曲区段
29 转向节支架的第二延伸区段
30 转向节支架的第二弯曲区段
31 转向节支架的第三延伸区段
32 转向节支架的第一弯曲区段的上部半径
33 转向节支架的第一弯曲区段的下部半径
34 转向节支架的第二弯曲区段的上部半径
35 转向节支架的第二弯曲区段的下部半径
36 用于固定减振器的固定元件
37 减振器
38 转向节支架中的穿孔
39 用于下部横向导臂的轴承
40 下部横向导臂
40’ 下部横向导臂中的凹口
40” 下部横向导臂中的凹口
40”’ 下部横向导臂中的凹口
41 固定元件
42 弹簧元件
43 支柱
44 支柱
45 加强区段
46 转向节支架的转向节侧的端部的叉形部
47 叉形部的上端部区段
48 叉形部的下端部区段
49 叉形部的上端部区段中的安装孔
50 叉形部的下端部区段中的安装孔
51 材料厚度减小的区段
A 转向节的旋转轴线
B 上部横向导臂的旋转轴线
C 下部横向导臂的旋转轴线
S 减振器的纵向延伸轴线

Claims (10)

1.一种用于商用车辆的独立悬架(1)，所述独立悬架包括：
以能围绕第一旋转轴线(A)旋转的方式布置在转向节主销(4)上的转向节(2)，所述转向节具有轮毂(3)；
通过所述转向节主销(4)与所述转向节(2)连接的转向节支架(5)；
减振器(37)以及弹簧元件(42)，所述减振器和弹簧元件分别能够在一侧固定在实施在所述转向节支架(5)上的固定元件(36、41)上并且在另一侧固定在车身的另一个固定元件上；
至少一个上部横向导臂(10、11)以及至少一个下部横向导臂(40)，其中，所述上部横向导臂(10、11)在一侧至少间接地与所述转向节(2)连接并且在另一侧与车身的另一个固定元件连接，所述下部横向导臂(40)在一侧至少间接地与所述转向节(2)连接并且在另一侧与车身的另一个固定元件连接，所述上部横向导臂(10、11)在安装位置中布置在所述转向节支架(5)的上面，所述下部横向导臂(40)在安装位置中布置在所述上部横向导臂(10、11)的下面，
其特征在于，所述上部横向导臂(10、11)固定在所述转向节主销(4)上并且以能围绕所述上部横向导臂(10、11)的转向节侧的第二旋转轴线(B)旋转的方式被支承，所述下部横向导臂(40)以能围绕所述下部横向导臂(40)的转向节侧的第三旋转轴线(C)旋转的方式支承在所述转向节支架(5)上，其中，所述下部横向导臂(40)的转向节侧的第三旋转轴线(C)在径向上与所述转向节(2)的第一旋转轴线(A)相间隔。
2.根据权利要求1所述的用于商用车辆的独立悬架，其特征在于，所述上部横向导臂(10、11)的转向节侧的第二旋转轴线(B)与所述转向节(2)的第一旋转轴线(A)相交。
3.根据权利要求1或2所述的用于商用车辆的独立悬架，其特征在于，所述减振器(37)的纵向延伸轴线(S)与所述下部横向导臂的转向节侧的第三旋转轴线(C)相交。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的用于商用车辆的独立悬架，其特征在于，所述下部横向导臂(40)的转向节侧的第三旋转轴线(C)以及所述上部横向导臂(10、11)的转向节侧的第二旋转轴线(B)布置在所述转向节(2)和所述弹簧元件(42)之间的中间空间中。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的用于商用车辆的独立悬架，其特征在于，所述转向节支架(5)构造为S形状并且具有第一延伸区段(27)、第二延伸区段(29)和第三延伸区段(31)，所述第一延伸区段、第二延伸区段和第三延伸区段通过第一弯曲区段(28)和第二弯曲区段(30)相互连接。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的用于商用车辆的独立悬架，其特征在于，所述转向节支架(5)具有用于固定所述减振器(37)的固定元件(36)。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的用于商用车辆的独立悬架，其特征在于，所述转向节支架(5)具有用于对支撑车架的弹簧元件(42)进行固定的固定元件(41)。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的用于商用车辆的独立悬架，其特征在于，所述转向节支架(5)包括具有凹口或材料厚度减小的区段(51)。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的用于商用车辆的独立悬架，其特征在于，所述转向节支架(5)在其靠近转向节(2)的端部处具有叉形部(46)，所述叉形部包括上端部区段(47)和下端部区段(48)。
10.根据权利要求1至2中任一项所述的用于商用车辆的独立悬架，其特征在于，所述转向节(2)具有两个从所述转向节(2)的背离轮毂(3)的表面伸出的轴颈(19、20)，所述轴颈与所述转向节支架(5)的叉形部(46)的端部区段(47、48)形成嵌合结构。
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