CN108349343A - 控制臂端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及特别是用于商用车辆的纵向控制臂的控制臂端，所述控制臂端包括形成用于空气悬架系统的工作容积的主体，所述主体具有设计成提供进入所述工作容积的入口的进入区域。所述控制臂端的特征在于，所述工作容积的大部分基本上位于所述进入区域的下方。

Description

控制臂端
技术领域
本发明涉及特别是用于商用车辆的拖曳臂的臂端、拖曳臂以及阀单元。
背景技术
拖曳臂(trailing arm)用在机动车辆的车轮悬架系统中，并且主要沿车辆的纵向方向取向。它们用于支撑制动力和制动器反作用转矩。另外，作为拖曳臂可移动地安装的结果，它们是悬架系统的决定性部件。首先，空气弹簧系统用于在商用车辆领域提供悬架效果。这里，特别地由橡胶制成的弹簧波纹管与以气密方式关闭的工作容积连接，从而提供悬架效果。这里，缺点是工作容积在底盘区域内占用了不可用的大量任意安装空间。
发明内容
因此，本发明的目的是详细说明特别是用于商用车辆应用的拖曳臂的臂端、拖曳臂以及阀单元，这使得可以实现紧凑且便宜的空气弹簧系统。
所述目的通过如权利要求1所述的臂端和如权利要求12所述的拖曳臂来实现。从从属权利要求、说明书和附图得出本发明的进一步优点和特征。
根据本发明，特别是用于商用车辆的拖曳臂的臂端包括构成用于空气弹簧系统的工作容积的主体，所述主体具有设计成提供进入所述工作容积的入口的进入区域，其中所述工作容积的大部分基本上构造在所述进入区域的正下方。空气弹簧系统是利用气体(更精确地，空气)的可压缩性的悬架系统。空气弹簧系统的优点是平稳舒适的乘坐以及可变的车辆高度。空气弹簧系统用于缓冲可以相对于彼此移动的两个车辆零件，并且用于改变车辆的乘坐水平位置。因此，可以改变离地间隙。通过空气或弹簧波纹管进行悬架，所述空气或弹簧波纹管方便地由塑料材料、特别地橡胶材料制成，其中在压缩和反弹过程中在可变压力下波纹管压缩空气形成了反作用力，以抵抗在相应的车轮或车轴处的驱动动力。臂端是用于配置/紧固空气弹簧系统、特别地(空气)弹簧波纹管的那个部件，也就是，特别地凭借其具有进入区域的事实。为此，方便地，臂端具有上部，该上部具有或包括上述进入区域。在一个实施方案中，上部是具有进入区域的基本平滑/平坦/扁平的表面。根据一个实施方案，进入区域构造成孔、开口或大体上构造成提供进入臂端内部的入口的孔口，入口构造成使得空气可以流入到工作容积中并从其中流出。在一个实施方案中，上部包括圆柱形部，该圆柱形部特别地可以构成用于空气波纹管的滚动活塞。方便地，圆柱形部用于配置/紧固弹簧波纹管并具有进入区域。换句话说，在一个实施方案中，进入区域例如基本居中地配置在圆柱形部内。术语“臂端”涉及这样的事实：臂端或者“尾端”是拖曳臂的从驱动方向观察时配置在最后面的那个部分。方便地，拖曳臂的前端或相对端具有枢转点，经由该枢转点进行拖曳臂在车架上的可移动配置。另外，拖曳臂还具有用于轴管的配置部。在当前情况下，术语“拖曳臂”也用于可能还没有臂端的拖曳臂，因此严格地说其可能是“不完整的”拖曳臂。从现有技术部分已知的是，以某种方式将相邻车辆零件的容积用作空气弹簧系统的均衡容积等。在当前情况下，方便地，臂端包括直接构成工作容积本身的主体，这里，“工作容积”也包括任何额外容积等。以这种方式，有利地实现了紧凑的结构单元，其节省了诸如软管、联接件、密封件等任意连接元件，由此使得可以实现简单且便宜的系统/产品。在一个实施方案中，工作容积是基本构造在进入区域正下方的封闭容积。这意味着，正如一开始提到的那样，工作容积的大部分构造在进入区域下方或下部下方。这里，表述“大部分”意味着超过50％的工作容积(特别地超过60％,70％或80％的工作容积)直接配置在进入区域正下方。在一个实施方案中，例如，工作容积包括大约10～100升，可能地20～80升，或还优选30～60升。方便地，空气弹簧波纹管的容积与工作容积之比为大约0.91～0.34，优选为大约0.67～0.5。在一个实施方案中，工作容积的朝向顶部的部分由上部界定，这意味着在优选平坦的上部上方工作容积没有任何安装空间。
在一个实施方案中，所述主体是封闭的中空体，所述中空体方便地具有所述进入区域。封闭的中空体可以是由金属(特别地，钢或铝)制成的焊接结构。在另一个实施方案中，所述中空体是液压成形的部件。作为替代，还可以提供至少部分地使用诸如玻璃纤维增强材料或碳纤维增强材料等纤维复合材料，这另外增加了可能的各种形状。如已经提到的那样，进入区域是开口，其可以具有非常广泛的几何形状和尺寸，并且通常符合所使用的空气弹簧系统和/或所使用的弹簧波纹管的类型和尺寸。特别地，进入区域例如也可以具有多个开口，例如，两个、三个、四个、五个、六个以上。“封闭的”应理解为主体没有用于任何额外容积或均衡容积的任何其他连接件，但是可以由于其尺寸和设计而本身执行所述功能。
在一个实施方案中，所述主体具有与所述进入区域相对或与所述上部相对的下部，所述下部与所述进入区域或所述上部隔开超过5cm，优选超过8cm，特别优选超过10cm。在一个实施方案中，下部通过基本平坦的下表面形成，该下表面基本平行于道路平面延伸。不言而喻，下表面也可以向前、向后或朝向侧面倾斜。起决定性的是，下表面因其与进入区域或上部隔开而提供足够大的工作容积。在一个实施方案中，上部和下部彼此大致平行地取向，并且间距为大约10～50cm，优选大约13～30cm。主体的朝向后方(即，与驱动方向相反)的部分由后部界定，在一个实施方案中，该后部基本上垂直于上部和下部取向。主体的朝向前方的部分由前部界定。在一个实施方案中，前部至少在某些区域中构造或取向成平行于后部。根据一个实施方案，前部的下部区域可以是偏斜的或倾斜的。在一个实施方案中，主体具有近似长方体的设计。在一个实施方案中，臂端的主体的长度为大约30～60cm，优选大约40～50cm。方便地，从轴管中央到后部(基本平行于道路平面或沿着拖曳臂的纵向方向)测量的臂端的突出长度小于90cm。在一个实施方案中，突出长度例如为30～90cm，优选为40～60cm。在一个实施方案中，主体的宽度为大约20～50cm，优选大约25～40cm。已经提及了上部和下部之间的高度或间距。在一个实施方案中，壁厚度为大约3～7mm，优选大约4～5mm。
虽然主体是中空体，但是在一个实施方案中，主体在内部也可以具有肋、支柱或通常加强件形式的加强件，该加强件被设计成增加主体的强度和/或刚度。因此，两个气体力在内部作用在所述主体上，并且通过弹簧波纹管引入的力也从外部作用在所述主体上，结果使得稳定的结构是不可缺少的。
在一个实施方案中，所述下部包括设计成用于将所述臂端配置并紧固到拖曳臂上的支撑面。在一个实施方案中，支撑面在进入区域的方向上偏移配置，结果使得下部不具有直的面。在一个实施方案中，支撑面在进入区域的方向上或在上部的方向上偏移大约5～20cm、优选大约8～15cm的间距。在一个实施方案中，支撑面的宽度为大约5～20cm，优选大约8～15cm。然而，下部本身也可以实现支撑面的功能。支撑面根本上设计成使得其被构造或设计用于配置或安装到拖曳臂上。与拖曳臂的连接可以经由强制锁定和/或非强制连接或者经由诸如焊接或粘接等一体接合连接来进行。相应的铆钉、螺栓等可以用于强制锁定和/或非强制连接。
如已经提到的那样，所述主体还具有同样可以提供支撑面或配置面的功能的前部，换句话说，因此所述前部被设计成用于将所述臂端配置到拖曳臂上。在一个实施方案中，存在基本上水平的外壁，所述外壁被设计成使得其可以配置并紧固到(例如，焊接到)拖曳臂上。这里，外壁可以是平滑的或者也可以是结构化的，以便也可以形成与拖曳臂的强制锁定连接。在一个实施方案中，臂端经由下部或支撑面和前部配置并紧固到拖曳臂上。在另一个实施方案中，例如，经由强制锁定和/或非强制连接和/或一体接合连接，仅通过前部将臂端紧固到拖曳臂上。
在一个实施方案中，所述臂端包括具有夹板的阀单元，所述夹板具有多个阀开口，特别地四个阀开口。在一个实施方案中，阀单元设置在进入区域中或者在弹簧波纹管的容积和工作容积之间的过渡区域中，根据两个容积中的压力条件来打开和关闭该阀单元。根据一个实施方案，夹板配置在主体的上部中或上，或者配置在圆柱形部中或上。在具有四个阀开口的一个实施方案中，在每种情况下两个阀开口具有大约400～1500mm2、优选大约500～1200mm2、特别优选大约600～1000mm2的(最大)横截面。原则上，横截面取决于占主导地位的压力差和频率(所发生的)。在本文中，单位mm2/bar是惯用的，典型值为大约450～650mm2/bar，优选大约480～620mm2/bar(10Hz大约1.2bar，5Hz大约0.3bar，15Hz大约0.4bar)。因此，优选的横截面值为大约0～800mm2，或者如果存在旁路，则该值为大约20～800mm2。作为阀单元中的摩擦的结果，通过空气弹簧系统可以产生阻尼作用。这使得可以省去(减震)阻尼器。在一个实施方案中，夹板是环形的，特别地圆形的，并且其直径为大约70～120mm，优选大约80～110mm，极特别优选大约90～100mm，例如，94mm。在一个实施方案中，夹板的壁厚度为大约2～7mm，优选大约3～6mm，极特别优选大约4～5mm，例如，4.6mm。在一个实施方案中，夹板由金属或塑料制成。在一个实施方案中，一个或多个引导销配置在夹板中，使得在下文中描述的阀瓣的运动通过引导销来引导。特别地，引导销防止阀瓣相对于彼此转动。引导销例如可以构造为具有大约15mm的长度和大约2mm的直径的圆柱形销。
在一个实施方案中，所述阀单元包括上阀瓣和下阀瓣，所述阀瓣被配置成使得在每种情况下都可以打开和关闭不同的阀开口。上阀瓣方便地配置在夹板上方，并且下阀瓣方便地配置在夹板下方。阀瓣方便地具有相应的部分/区域，其被设计成覆盖阀单元的阀开口或夹板的阀开口。根据一个实施方案，彼此相对的阀瓣偏移地配置，例如，偏移90°地配置，使得它们在每种情况下都可以覆盖和打开不同的阀开口。
方便地，所述阀单元包括引导元件，所述引导元件被设计成使得阀瓣可以沿着所述引导元件移动。根据一个实施方案，引导元件是销、螺栓、腹板或者至少在某些区域中不具有螺纹的螺杆。因此，引导元件的横截面优选是环形的，特别地圆形的。椭圆形或多边形横截面同样可以是方便的，原因是由此有可能省去上述引导销。根据一个实施方案，环形横截面的直径为大约4～8mm，优选大约5～7mm，例如，6mm。引导元件方便地居中地配置在夹板的相应的开口/切口中。
在基本位置中，所述阀瓣以使得所述阀开口被关闭的方式支承在所述夹板上。
为此，方便地，所述阀单元包括预加应力的元件或弹簧元件，其在所述夹板的方向上对所述阀瓣预加应力或者利用(弹簧)力对其进行加载。方便地，弹簧元件配置在阀瓣中的一个与支撑件之间，使得在下阀瓣向下运动的情况下并且在上阀瓣向上运动的情况下进行弹簧元件的压缩。根据一个实施方案，例如，弹簧元件配置在下阀瓣与支撑件之间，另外的支撑件是垫圈，该垫圈支撑在构造成引导元件的螺杆上(例如，经由配置在那里的螺母)。如果仅使用一个弹簧元件，则该配置有利地构造成使得阀瓣彼此支撑。如果弹簧波纹管被加载，则弹簧波纹管的容积中的压力因压缩所述弹簧波纹管而增加。与弹簧元件的力相反，工作容积中的压力与弹簧波纹管中的压力之间的正压差或压力差引起下阀瓣抵抗弹簧力而向下运动。弹簧波纹管的膨胀(在回弹期间)导致弹簧波纹管的容积与工作容积之间的压力差，使得与在弹簧波纹管的容积中的压力相比，工作容积中更高的压力占主导地位。所述压力差抵抗弹簧元件的力而引起上阀瓣向上运动。因此，存在上部位置(阀瓣位于上部位置)和下部位置(下阀瓣位于下部位置)。这里，阀瓣的运动不是仅通过占主导地位的压力比来进行，而是还直接通过作用在没有被夹板覆盖的阀瓣的表面上或相应的其他阀瓣上的气体压力来进行。原则上，例如，根据尺寸为1×8×13的DIN 2098，预加应力的元件或弹簧元件可以是弹性体元件或螺旋弹簧，特别地圆柱形压缩螺旋弹簧。引导元件方便地定位在弹簧元件内。
在一个实施方案中，所述阀瓣构造有两个叶片，由此使得它们在每种情况下都可以关闭所述阀单元的两个开口。方便地，阀瓣的形状适合于阀开口的形状。阀开口可以是环形、多边形、槽状、三角形等构造，其形状没有限制。阀开口的上述横截面可以构造成具有相同或不同的尺寸，由此使得可以影响阻尼特性。在一个实施方案中，阀瓣的直径为大约3～10cm，优选大约4～8cm。方便地，阀瓣具有用于接收/配置上述引导销的相应的引导开口，例如，以孔或钻孔的形式。
根据替代实施方案，也可以省去夹板。在这种情况下，进入区域具有阀开口并提供夹板的性质。
本发明还包括特别是用于商用车辆的拖曳臂，所述拖曳臂包括根据本发明的臂端。因此，拖曳臂的后部有利地构造为根据本发明的臂端。
在一个实施方案中，所述拖曳臂和所述臂端可以构造成单件。因此，在一个实施方案中，单件式结构从字面上意味着，即，在拖曳臂(前部)与臂端之间不存在强制锁定和/或非强制连接或者一体接合连接，而是拖曳臂构造成一个零件，后部构造成根据本发明的臂端。根据一个实施方案，与“单件式设计”相关的特征也被解释为使得包括臂端以及拖曳臂的中央部分的至少一个区域被构造成单件或由单件制成。
此外，本发明还包括根据本发明的阀单元。不言而喻，结合根据本发明的臂端提及的优点和特征也适用于根据本发明的拖曳臂和根据本发明的阀单元，并且彼此之间反之亦然。
附图说明
参照附图从根据本发明的臂端、根据本发明的拖曳臂以及根据本发明的阀单元的优选示例性实施方案的以下说明中获得进一步优点和特征。这里，各个实施方案的各个特征可以在本发明的上下文内彼此组合。
在附图中：
图1示出了配置在拖曳臂上的臂端的一个实施方案，
图2示出了配置在拖曳臂上的臂端的一个实施方案，
图3示出了配置在拖曳臂上的臂端的一个实施方案，
图4示出了阀单元的一个实施方案，
图5a以平面图示出了阀单元的一个实施方案，
图5b示出了图5a中标记的截面A-A，
图6a以侧视图示出了阀单元的一个实施方案，和
图6b示出了在阀瓣处于不同位置的情况下从图6a已知的阀单元的实施方案。
具体实施方式
图1示出了具有主体22的臂端20，该主体经由下部26配置在拖曳臂10上。为此，下部26部分地构造为支撑面28，并且基本配置成与上部25相对。上部25包括具有进入区域24的圆柱形部23。间距a在上部25与下部26之间延伸。拖曳臂10经由枢转点D配置在车架/底盘90中。未示出沿着轴向方向A延伸并且将相应地配置在拖曳臂10中的轴管。在前部30与后部27之间测量长度l，经由该前部同样可以进行至少部分地配置/紧固在拖曳臂10上。主体22具有宽度b并且基本上呈长方体形状，通过主体22构造的工作容积基本上配置在进入区域24下方。
图2示出了与图1类似的构成；然而，这里，同样用于配置在拖曳臂10上的支承面28配置成相对于下部26偏移偏移x。间距a在上部25与下部26之间延伸。包括弹簧波纹管80'的空气弹簧系统80配置在上部25或进入区域(通过弹簧波纹管80'的配置而被隐藏)上。主体22包括前部30，经由该前部同样进行至少在某些区域中配置在拖曳臂10上。
图3示出了臂端20的另一个实施方案，该臂端包括进入区域24和与其基本相对的下部26。在这里所示的实施方案中，仅经由前部30将臂端20配置和紧固(例如，焊接)到拖曳臂10上。该图还示出了在轴管(在当前情况下，通过轴向方向A表示)的中央与后部27之间测量的突出长度u。
图4示出了具有上阀瓣64’和下阀瓣64”以及配置在圆柱形部23中的夹板61的阀单元60的一个实施方案。夹板61包括多个阀开口62。阀单元60构成进入区域24或配置在该进入区域中。空气弹簧系统80的弹簧波纹管80'配置在圆柱形部23上。
图5a以平面图示出了阀单元60。可以看到上阀瓣64’插入其中的夹板61。可以通过阀开口62看到下阀瓣64”。夹板61在其周面上具有多个开口，例如，用于紧固到臂端的主体上。在图5b中示出了截面A-A。
图5b示出了图5a中的截面A-A。可以清楚地看到引导销67在夹板61中的配置。所述引导销67防止阀瓣64’,64”的转动。螺旋弹簧形式的弹簧元件66围绕引导元件65配置。引导元件65通过在某些区域中没有螺纹的螺杆来形成，由此使得下阀瓣64”可以在引导元件65上滑动。弹簧元件66支撑在支撑件68或垫圈68与下阀瓣64”之间。结果，两个阀瓣64’,64”彼此预加应力。
图6a以侧视图示出了阀单元60。夹板61配置在主体22或上部25中。两个阀瓣64’和64”配置在引导元件65上并且经由预加应力的元件或弹簧元件66预加应力。也可以看到引导销67。图6a示出了压缩，在此情况下(空气)弹簧波纹管的容积V80减小，结果使得下阀瓣64”抵抗弹簧元件66的力而打开，并且空气从容积V80流动到工作容积V。这通过箭头表示。
图6b示出了从图6a已知的实施方案，但是在弹簧波纹管V80的容积再次增加的时候。作为弹簧波纹管膨胀的结果，发生上阀瓣64'的打开并且空气从工作容积V流回到容积V80中(也参见这里的箭头)。这也是抵抗弹簧元件66的预应力而进行的。
附图标记列表
10 拖曳臂
20 臂端
22 主体
23 圆柱形部
24 进入区域
25 上部
26 下部
27 后部
28 支撑面
30 前部
60 阀单元
61 夹板
62 阀开口
64’ 上阀瓣
64” 下阀瓣
65 引导元件
66 弹簧元件，压缩螺旋弹簧
67 引导销
68 支撑件，垫圈
80 空气弹簧系统
80' (空气)弹簧波纹管
90 车架/底盘
V 工作容积
V80 弹簧波纹管的容积
A 轴向方向
D 旋转轴线
a 间距/高度
b 宽度
l 长度
x 偏移
u 突出长度

Claims (13)

1.一种特别是用于商用车辆的拖曳臂(10)的臂端(20)，
包括构成用于空气弹簧系统(80)的工作容积(V)的主体(22)，
所述主体(22)具有设计成提供进入所述工作容积(V)的入口的进入区域(24)，
其中所述工作容积(V)的大部分基本上构造在所述进入区域(24)的下方。
2.如权利要求1所述的臂端(20)，
其中所述主体(22)是封闭的中空体。
3.如权利要求1或2所述的臂端(20)，
其中所述主体(22)具有与所述进入区域(24)相对的下部(26)，和
其中所述下部(26)与所述进入区域(24)隔开超过5cm，优选超过8cm，特别优选超过10cm。
4.如前述权利要求中任一项所述的臂端(20)，
其中所述下部(26)包括设计成用于将所述臂端(20)配置在拖曳臂(10)上的支撑面(28)。
5.如前述权利要求中任一项所述的臂端(20)，
其中所述主体(22)具有提供支撑面或配置面(28)的功能的前部，所述支撑面或配置面优选是基本上水平的外壁，所述外壁被设计成使得其可以配置并紧固到拖曳臂(10)上。
6.如前述权利要求中任一项所述的臂端(20)，
包括优选具有夹板(61)的阀单元(60)，并且所述阀单元、特别是所述夹板(61)具有多个阀开口(62)，特别地四个阀开口(62)。
7.如权利要求6所述的臂端(20)，
其中所述阀单元(60)包括上阀瓣(64’)和下阀瓣(64”)，和
其中所述阀瓣(64’,64”)被配置成使得在每种情况下都可以打开和关闭不同的阀开口(62)。
8.如权利要求6或7所述的臂端(20)，
其中所述阀单元(60)包括引导元件，所述引导元件被设计成使得阀瓣(64’,64”)可以沿着所述引导元件移动。
9.如权利要求6～8中任一项所述的臂端(20)，
其中在基本位置中，所述阀瓣(64’,64”)以使得所述阀开口(62)被关闭的方式支承在所述夹板(61)上。
10.如权利要求6～9中任一项所述的臂端(20)，
其中所述阀单元(60)包括对所述阀瓣(64’,64”)预加应力的弹簧元件(66)。
11.如权利要求6～10中任一项所述的臂端(20)，
其中在每种情况下所述阀瓣(64’,64”)都构造有两个叶片。
12.一种特别是用于商用车辆的拖曳臂(10)，
包括如前述权利要求中任一项所述的臂端(20)。
13.如权利要求12所述的拖曳臂(10)，
其中所述拖曳臂(10)和所述臂端(20)构造成单件。
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