CN110065353B - 用于将车辆的车轮连结至车身的车桥装置 - Google Patents

Abstract

用于将车辆的车轮连结至车身的车桥装置，该车桥装置具有用于固定车轮的车轮支架、用于与该车身以传递力的方式连接的第一导杆和第二导杆，这两者与该车轮支架连接；该车桥装置还具有承载导杆，其具有与该车轮支架连接的支架区段以及用于与该车身以传递力的方式连接的车身区段，其中该承载导杆具有用于支撑弹簧单元的弹簧区段和用于支撑减振器单元的减振器区段，该弹簧区段和该减振器区段在该车身的行驶方向上彼此间隔开，其中该车身区段还具有扭转支撑区段，其具有在该车身的行驶方向和横向方向上的固定自由以及在该车身的高度方向上的固定刚度。

Description

用于将车辆的车轮连结至车身的车桥装置

技术领域

本发明涉及一种用于将车辆的车轮连结至车身的车桥装置以及一种具有车辆，该车辆具有在车桥处具有至少两个这样的车桥装置的车身。

背景技术

本发明论述了一种车桥装置，如其在具有独立车轮悬架的车辆中使用的那样。作用到车轮上的力必须在所有自由度上得到支撑。这通常一方面通过底盘导杆发生，这些底盘导杆也许可以设有例如用于转向的主动调节元件。另一方面，作用到车轮上的力经由弹簧-减振器单元来支撑。这用于提高舒适性、安全性和稳定性。弹簧-减振器单元可以要么实施成同轴的、要么弹簧与减振器彼此分离。单独的导杆用于预设车轮在车轮支架与车身之间在缩回和展开时的限定的相对运动。如果弹簧或减振器支撑在底盘导杆上，则在所谓的棒状导杆(其对于车身且对于车轮支架分别只具有一个连结点)处的力导入点必须处于这些连结点之间的连接线上，因为这些导杆(不同于三角形或梯形导杆)不可以支撑力矩。如果弹簧和减振器单独地支撑在棒状导杆上，则这导致结构空间缺点，因为两个元件必须位于棒状导杆的作用线上且不可以安排成相对于作用线偏置。

已知的解决方案的缺点是：在弹簧单元与减振器单元分离时需要相对大的空间，以便将弹簧单元和减振器单元安排在车桥装置的区域中并且尤其是将弹簧单元和减振器单元与对应的承载导杆以传递力的方式连接。通常为了改进弹簧单元和减振器单元的行为以及由此为了提高在车辆运动时的安全性或者改进的舒适性，弹簧单元和减振器单元安排成在车辆的横向方向上偏置。但是这导致：相比于组合的弹簧-减振器单元，在横向方向上车桥装置需要的空间需求增加。尤其当在两个车轮支架之间应安装行李舱或其他装入件，例如电池装置或电驱动马达时，车桥装置的增加的空间需求导致在车轮支架之间的空间可能性减小或导致车辆的宽度增加。

发明内容

本发明的目的是，至少部分地消除上述缺点。尤其本发明的目的是，以成本适宜且简单的方式实现弹簧单元与减振器单元的分离且同时可以提供在横向方向上的降低的空间需求。

上述目的通过一种具有本发明的特征的车桥装置和一种具有本发明的特征的车辆来实现。本发明的其他特征和细节从其他描述、说明书和附图中得出。在此，关于本发明的车桥装置所描述的特征和细节显然也与本发明的车辆相关是适用的，反之亦然，因此，与针对一些发明方面的公开内容相关地总是相互参照或可相互参照。

根据本发明，车桥装置用于将车轮连结至车辆的车身。为此，车桥装置具有用于固定车轮的车轮支架。此外，设置有用于与车身以传递力的方式连接的第一导杆和第二导杆，这两者与车轮支架连接。此外设置有承载导杆，该承载导杆配备有支架区段，该支架区段进而与车轮支架连接。支架区段具有用于与车身以传递力的方式连接的车身区段，其中承载导杆具有用于支撑弹簧单元的弹簧区段和用于支撑减振器单元的减振器区段。弹簧区段与减振器区段间在车身的行驶方向上隔开，其中车身区段此外具有扭转区段。扭转区段配备有在车身的行驶方向和横向方向上的运动自由，而该扭转区段在车身的高度方向上具有固定刚度。

因此根据本发明的用于将车辆的车轮连结至车身的车桥装置原则上基于用于连结车轮的所谓的多导杆系统。各种导杆一方面用于保证以机械稳定且传递力的方式将车轮支架连结至车身。另一方面，这样的多导杆系统适合于，在缩回时以及在展开时允许或者预设车轮或者车轮支架的运动。为此单独的支架部分地以传递力的方式、部分地以铰接的方式与各自的构件连接。在此，在已知的解决方案中多导杆系统尤其作为三导杆系统、但还作为五导杆系统已知。根据本发明的解决方案具有至少两个导杆，这两个导杆除了重要的承载导杆之外被设置成用于连结。

本发明的重要的思想是：通过扭转支撑区段将承载导杆的固定方式与减振器区段和弹簧区段的对应间隔相关联。在此参照车辆自身的坐标系，该坐标系通常标记有坐标方向x、y和z。这些坐标方向与车身的对应的取向关联，如下文说明的那样。车身的行驶方向在此对应于这样的坐标系的x轴。横向于行驶方向可以限定车身的横向方向，该横向方向垂直于行驶方向定向且与行驶方向共同跨越平行于或基本上平行于车身的车道地面定向的平面。横向方向在车辆坐标系中还称为y轴。高度方向是垂直于x轴和y轴且因此还垂直于行驶方向和横向方向向上定向的，该高度方向在针对车辆的坐标系中被称为z轴。

根据本发明，现在车桥装置的空间需求通过以下方式被降低：将弹簧区段和减振器区段安排成在行驶方向上、即在车辆坐标系的x方向上彼此间隔开。附加地还可能的是，弹簧区段和减振器区段安排成还在y方向上、即在车身的横向方向上彼此间隔开。现在由于至少在行驶方向上设置有弹簧区段和减振器区段的间隔，因此关于在车桥装置的横向方向上的取向可以设置明显更紧凑的结构方式。在俯视图中这使得在一定程度上弹簧单元和减振器单元的重叠的或至少部分重叠的或者相邻的安排是可能的，从而使得在车桥装置的横向方向上结构宽度减小。但是同时实现了如下优点，这些优点相比于组合的弹簧-减振器单元可以通过将弹簧单元与减振器单元分离来实现。因此可实现改进的且更可靠的弹簧和减振器行为，而不影响在横向方向上的空间需求。由此车辆可以配备有较小的宽度和/或可以以较高的灵活性使用在车轮支架之间的空间。还可能的是，在车辆宽度相同的情况下使用更大的车轮宽度或者轮胎宽度。

但是通过使弹簧区段和减振器区段在行驶方向上间隔开，在缩回和减振时、以及在展开和对展开运动减振时产生转动力或者扭转。为了可以在行驶方向上由杠杆臂来接收承载导杆中的扭转，在该承载导杆的根据本发明的设计形式中车身区段配备有扭转支撑区段。该扭转支撑区段允许：通过其在高度方向上的运动刚度不仅向上、而且向下接收和支撑扭转。承载导杆或者整个车桥装置的扭转由此明显减小且能够通过在扭转区段处的单独的力导入部位支撑在车身上。然而，为了尽管支撑不期望的扭转仍避免车桥装置的导杆系统的超定性，扭转区段在两个另外的轴线方向上、即在车身的行驶方向和横向方向上设计有运动自由。由此能够在降低在车身的横向方向上的空间需求的情况下实现使弹簧单元与减振器单元分离的优点，而在车桥装置的导杆系统中不出现附加的力传递或者附加的扭转问题。

有利的是，在根据本发明的车桥装置中扭转区段形成为联接区段。在此，这涉及扭转区段的轻型的且成本适宜的设计形式。优选地，该联接区段还作为具有两个或更多个单独联接臂的多件式联接区段供使用。使用联接区段在此允许避免与车身的铰接连接，从而尤其提供非铰接的或者无铰接的联接部作为用于扭转支撑区段的联接区段。

在根据前述段落的车桥装置中，可以带来如下优点：扭转支撑区段以联接区段的形式具有在车身的横向方向和行驶方向上的运动自由空间。这种自由空间尤其不同于在高度方向上缺少的运动自由空间，从而使得在高度方向上不仅向上、而且向下可以实现对扭转力的对应支撑。运动自由空间刚好给出了两个自由度以防超定，如其根据本发明的核心思想在扭转支撑区段中应设置的那样。

另一优点可以在于，在根据本发明的车桥装置中扭转支撑区段具有支承区段，其具有在车身的行驶方向和横向方向上的支承自由度。因此还可能的是，为了连结在车身上，扭转支撑区段具有对应的支承装置。但是为了在此还避免支承的不期望的机械超定，在行驶方向上以及在横向方向上预设支承自由度，所述支承自由度例如可以由在支承区段处的对应的自由空间来保证。

在根据前述段落的实施方式中带来了如下优点：在车桥装置中扭转支撑区段以用于形成支承自由度的支承区段的形式具有机械柔性、尤其在车身的行驶方向和/或横向方向上的弹性。这样的机械柔性可以例如由弹性构件或橡胶部件来保证。除了减小支承确定性之外，以这种方式还可以实现防振保护或者降低振动，因为振动可以由于这种机械柔性而在某种程度上而言得到衰减。优选地，机械柔性在约10mm的长度范围上设计成针对长度自由度的自由长度。

同样可以有利的是，在根据本发明的车桥装置中承载导杆具有力作用线，沿着该力作用线在车轮支架与车身之间传递力，其中弹簧区段和减振器区段安排在力作用线的不同侧。因此承载导杆用于沿着力作用线将力传递到车身中，该力作用线也可以被理解为或者称为物理上的力路径。将弹簧区段和减振器区段安排在力作用线的不同侧减小了在缩回和展开时在承载导杆处产生的扭转。由于对于扭转而言最终在力作用线与弹簧区段或者减振器区段之间的杠杆臂是重要的，因此通过在力作用线的不同侧安排这两个区段该杠杆臂形成有不同的标记。由弹簧区段和减振器区段产生的转动力或者合成的扭转因此至少部分地相互抵消且合成的总扭转可以以这种方式明显减小。

在根据前述段落的实施方式中有利的是：在车桥装置中弹簧区段至力作用线的间距对应于或基本上对应于减振器区段至力作用线的间距。由此，产生的扭转可以被最小化或甚至在两个间距设计成相同的情况下可以完全避免。由此可能的是，减小联结部或者扭转支撑区段的机械特性且同时使机械载荷最小化，从而可以改进重量、空间需求且可以延长使用寿命。

另一优点可以在于，在根据本发明的车桥装置中扭转支撑区段具有连结臂以用于连结至车身。连结臂可以在此优选固定地且力配合地与车身连接且具有对应的配对支承件、配对支承区段或配对联接区段，以便可以保证对扭转区段的对应支撑。经由连结臂可以补偿对应的高度偏差以用于连结至车身，从而在高度方向上可以避免或可以至少限定地预设附加的杠杆臂。

此外有利的是，在根据本发明的车桥装置中承载导杆的车身区段除了扭转支撑区段之外还具有至少一个用于固定在车身上的固定区段。优选地，以这种方式涉及在固定区段处的静定固定，该静定固定形成为在车身的横向方向、高度方向和行驶方向上不具有自由度或者具有定性。

本发明的另一主题是一种车辆，其具有带有至少两个车桥的车身。在此，至少一个车桥在车身两侧分别配备有至少一个根据本发明的车桥装置。通过在各个车桥的两侧使用至少一个根据本发明的车桥装置，根据本发明的车辆随之带来了与明确关于根据本发明的车桥装置所阐述的相同的优点。在配备有根据本发明的车桥装置的车桥中，这优选地涉及车辆的驱动车桥。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节从下文的说明中得出，其中参照附图对本发明的实施例进行详细说明。在此，在权利要求书和说明书中提及的特征可以分别单独地或在任意组合中是对本发明而言重要的。附图示意性地示出：

图1示出根据本发明的车桥装置的一种实施方式，

图2以仰视图示出图1的实施方式，

图3示出根据本发明的车桥装置的另一种实施方式，以及

图4示出以细节图示示出图3的实施方式。

具体实施方式

图1和2示出了车桥装置10的第一实施方式。车桥装置在此基本上配备有第一导杆30和第二导杆40，它们以传递力的方式在车轮支架20与车身100之间延伸。在此，车轮200连结且转动自由地固定在车轮支架20处。为了以减振方式缩回和展开，设置有弹簧单元60以及与该弹簧单元分离的减振器单元70。为了可以保证将力传递到弹簧单元60和减振器单元70上，车桥装置10在此被设计为具有承载导杆50的多导杆系统。承载导杆50同样以传递力的方式在车轮支架20与车身100之间延伸。

如图1和2清楚示出的那样，承载导杆20经由支架区段52与车轮支架20以传递力的方式连接。现在如果在车身100的横向方向QR上在图1和图2中向左跟随承载导杆50、即关于车身100从车轮200向内，则从支架区段52首先到达减振器区段58，该减振器区段用于安排和固定减振器单元70。继续在横向方向上向内，弹簧区段56在横向方向QR上对应偏置地跟随，该弹簧区段在此容纳弹簧单元60。为了连结和支撑车轮支架20、减振器单元70和弹簧单元60的力，在此设置有固定区段53，以便将力传递到车身100中。

除了在减振器区段58与弹簧区段56之间在横向方向QR上的偏置或者间隔，根据图2还可以清楚地看出在行驶方向FR上的偏置或者间隔。现在如果在减振器区段28与弹簧区段26处发生力传递，则根据图2形成围绕力作用线KL的杠杆臂。这两个杠杆臂在力作用线KL的不同侧不同地定向，从而产生的扭转部分地相互抵消。但是合成的剩余扭转必须经由承载导杆50支撑在车身100上。为了避免在固定区段53处引入扭力，因此在此在车身区段54处附加地设置有扭转支撑区段55。扭转支撑区段55在图1和2的设计形式中被设计为联接区段且形成在高度方向HR上的固定刚度以用于支撑合成的剩余扭转。但是为了避免车桥装置10的导杆系统的超定性，扭转支撑区段55的该联接区段在横向方向QR上以及在行驶方向FR上设计成具有固定自由。

图3和4示出了车桥装置10的类似的设计形式，其中但是在此车身区段54具有呈支承支撑区段形式的扭转支撑区段55。该支承具有在横向方向QR和行驶方向FR上的对应的支承自由度，所述支承自由度可以例如由对应的橡胶构件的机械柔性来保证。为了可以平衡在高度方向HR上的偏置，在两个实施方式中、即在图1和2中以及在图3和4中设置有连结臂57，该连结臂具有对应的联接连结或者对应的支承连结。

上述对实施方式的说明仅在示例的范围内描述了本发明。在不背离本发明的范围的情况下，自然还可以将实施方式的单独的特征(只要在技术上有意义)自由地彼此组合。

Claims (11)

1.一种用于将车辆的车轮（200）连结至车身（100）的车桥装置（10），该车桥装置具有用于固定车轮的车轮支架（20）、用于与该车身（100）以传递力的方式连接的第一导杆（30）和第二导杆（40），所述第一导杆和第二导杆与该车轮支架（20）连接，该车桥装置还具有承载导杆（50），该承载导杆具有与该车轮支架（20）连接的支架区段（52）以及用于与该车身（100）以传递力的方式连接的车身区段（54），其中该承载导杆（50）具有用于支撑弹簧单元（60）的弹簧区段（56）和用于支撑减振器单元（70）的减振器区段（58），该弹簧区段和该减振器区段在该车身（100）的行驶方向（FR）上彼此间隔开，其中该车身区段（54）还具有扭转支撑区段（55），该扭转支撑区段具有在该车身（100）的行驶方向（FR）和横向方向（QR）上的固定自由并且具有在该车身（100）的高度方向（HR）上的固定刚性。

2.根据权利要求1所述的车桥装置（10），其特征在于，所述扭转支撑区段（55）形成为联接区段。

3.根据权利要求2所述的车桥装置（10），其特征在于，呈联接区段形式的该扭转支撑区段（55）具有在该车身（100）的横向方向（QR）和行驶方向（FR）上的运动自由空间。

4.根据权利要求1至3之一所述的车桥装置（10），其特征在于，所述扭转支撑区段（55）具有支承区段，该支承区段具有在该车身（100）的行驶方向（FR）和横向方向（QR）上的支承自由度。

5.根据权利要求4所述的车桥装置（10），其特征在于，呈支承区段的形式用于形成支承自由度的所述扭转支撑区段（55）具有在该车身（100）的行驶方向（FR）和/或横向方向（QR）上的机械柔性。

6.根据权利要求1至3之一所述的车桥装置（10），其特征在于，所述承载导杆（50）具有力作用线（KL），沿着该力作用线在车轮支架（20）与车身（100）之间传递力，其中所述弹簧区段（56）和所述减振器区段（58）安排在该力作用线（KL）的不同侧。

7.根据权利要求6所述的车桥装置（10），其特征在于，所述弹簧区段（56）至所述力作用线（KL）的间距对应于或基本上对应于所述减振器区段（58）至所述力作用线（KL）的间距。

8.根据权利要求1至3之一所述的车桥装置（10），其特征在于，所述扭转支撑区段（55）具有连结臂（57）用于连结至车身（100）。

9.根据权利要求1至3之一所述的车桥装置（10），其特征在于，所述承载导杆（50）的车身区段（54）除了所述扭转支撑区段（55）之外还具有至少一个用于固定在车身（100）上的固定区段（53）。

10.根据权利要求4所述的车桥装置（10），其特征在于，呈支承区段的形式用于形成支承自由度的所述扭转支撑区段（55）具有在该车身（100）的行驶方向（FR）和/或横向方向（QR）上的弹性。

11.一种车辆，其具有车身（100）和至少两个车桥，其中，至少一个车桥在该车身（100）两侧分别包括至少一个根据权利要求1至10之一所述的车桥装置（10）。

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