CN111417531B - 用于机动车的车轮悬架装置的扭转弹簧组件以及用于机动车的车桥的车轮的车轮悬架装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的车轮悬架装置(100)的扭转弹簧组件(10)，包括彼此同轴地布置的两根扭杆(12、14)以及与两根同轴的扭杆(12、14)轴线平行地布置的、可通过支承部位(26)支承在机动车车身上的弹簧元件(16)，径向靠外的扭杆(12)可支承在机动车车身侧、并且与可固定在车轮引导元件上的从动杆(22)以不能相对转动的方式连接，径向靠内的扭杆(14)以不能相对转动的方式与靠外的扭杆(12)连接、并且通过耦联部(24)以不能相对转动的方式与弹簧元件(16)连接。根据本发明，使弹簧元件(16)支承在耦联部(24)上的弹簧元件支承装置(28)如此构造，使得弹簧元件(16)仅仅被施加以沿切向指向的、平移的移动，并且支承部位(26)构造为固定支承结构。车轮悬架装置(100)的特征在于，在机动车车身和车轮引导元件之间起作用的承载弹簧以扭转弹簧组件(10)的形式来构造。

Description

用于机动车的车轮悬架装置的扭转弹簧组件以及用于机动车 的车桥的车轮的车轮悬架装置
技术领域
本发明涉及一种根据在权利要求1的前序部分中所述的类型的、用于机动车的车轮悬架装置的扭转弹簧组件以及根据在权利要求9的前序部分中所述的类型的、用于机动车的车桥的车轮的车轮悬架装置。
背景技术
在随后公开的文献DE 10 2016 217 698中公开了这种类型的扭转弹簧组件，其具有彼此同轴地布置的两根扭杆以及平行于两根扭杆布置的(即，沿扭杆的轴向方向(a)取向)的弹簧元件，弹簧元件与扭杆有效连接，并且因此在弹簧作用方面与扭杆串联作用。所公开的扭转弹簧组件的特征在于，为弹簧元件分配有用于使弹簧固定点移位的第一调节单元和/或用于调节承载弹簧常数的第二调节单元。根据DE 10 2016 217 698的公开，弹簧元件主要被施加以转动运动，即，弹簧元件主要受到扭转载荷。
发明内容
本发明的目的在于，改进根据权利要求1的前序部分中给出的类型的用于机动车的车轮悬架装置的扭转弹簧组件，从而实现降低成本和复杂度的结构。
该目的通过权利要求1的特征部分的特征结合权利要求1的前部部分的特征来实现。
从属权利要求2至8形成根据本发明的扭转弹簧组件的有利的改进方案。
用于机动车的车轮悬架装置的扭转弹簧组件已知地包括彼此同轴布置的两根扭杆以及附加的弹簧元件，该弹簧元件沿扭杆的轴向方向a取向、并且在存在径向间距的情况下与两根同轴的扭杆轴线平行地布置，并且可通过支承部位支承在机动车车身上。在此，可通过支承结构固定支承在机动车车身上的径向靠外的、空心筒状的扭杆与可固定在车轮引导元件上的从动杆以不能相对转动的方式连接，并且径向靠内的扭杆局部地以不能相对转动的方式与靠外的扭杆连接，并且通过耦联部以不能相对转动的方式与弹簧元件连接，使得弹簧元件在弹簧作用方面与扭杆串联地作用。
在此，根据本发明规定，弹簧元件通过弹簧元件支承装置支承在耦联部上，该弹簧元件支承装置构造成使得弹簧元件仅仅被施加以沿切向方向、即垂直于径向方向r并且垂直于轴向方向a指向的平移的移动/作用，并且在机动车车身侧支承弹簧元件的支承部位构造为固定支承结构。
布置在弹簧元件和耦联部之间的弹簧元件支承装置(该弹簧元件支承装置由于其构造而将耦联部的由靠内的扭杆的转动引起的转动运动转换成作用于弹簧元件的、沿切向指向的平移运动)具有的效果是，弹簧元件仅仅被施加以弯曲负荷/挠曲，而不是如在根据DE 10 2016 217 698的现有技术中那样主要受到扭转负荷。
根据本发明的设计方案具有的优点是，由于弹簧元件仅平移地移动，现在弹簧元件可实施为纯粹的弯曲弹簧，有利的是，能够实现扭转弹簧组件的更简单并且因此复杂度降低的构造，并且因此还实现扭转弹簧组件的成本上更有利的结构。
优选地，弹簧元件以板簧的形式构造。除了成本低之外，弹簧元件构造为板簧的方案还具有另外的优点，即在机动车车身侧支承板簧的固定支承可在结构上特别简单且在成本上有利地实现，例如以夹紧的方式。
板簧可由金属材料或纤维复合材料构成。
在优选的技术上的实施方案中，弹簧元件支承装置包括：可移动的、即可移位的支承元件，该支承元件通过固定支承结构在机动车侧的引导部在切向方向上平移引导；与耦联部和支承元件连接的第一支承部件；与弹簧元件和支承元件连接的第二支承部件；以及转换装置，该转换装置将转动形式的耦联部运动、即耦联部的由第二扭杆的转动引起的转动运动转换成支承元件、因而第二支承部件的平移运动。
在此，根据弹簧元件支承装置的第一实施方式，用于将转动形式的耦联部运动转换为平移运动的转换装置构造为如下形式：将耦联部以可摆动的方式支承在支承元件上的支承装置。优选地，为此，耦联部围绕平行于扭杆取向的第一摆动轴线S1(其参考引导部并且因此参考平移的移动方向观察竖向取向)可摆动地支承在第一支承部件上，并且第一支承部件围绕平行于第一摆动轴线S1的第二摆动轴线S2可摆动地支承在支承元件上。
耦联部侧的支承结构的替代的第二实施方式规定，用于将转动形式的耦联部运动转换为平移运动的转换装置构造为如下形式：布置在引导部与第一支承部件和/或第二支承部件之间的橡胶金属支承装置。在该实施方式中有利的是，由于使用橡胶金属支承装置而保证了成本上有利的结构，并且还由于一个或多个橡胶金属支承装置而附加地确保了声学去耦。
在此，优选地，弹簧元件围绕第三摆动轴线S3可摆动地支承在第二支承部件34上，该第三摆动轴线垂直于扭杆取向并且垂直于引导部。这具有的优点是，保证了无夹紧的调整。
为了完整起见还要指出的是，靠内的扭杆与靠外的扭杆的局部固定连接优选地形成在靠内的扭杆的与耦联部相对而置的端部区域上，并且例如呈形锁合的连接的形式，尤其呈齿部的形式，或者呈材料结合连接的形式。此外，还要指出的是，靠外的扭杆的机动车侧的固定的支承以及在机动车车身侧支承弹簧元件的固定支承不仅直接地、即扭杆或弹簧元件通过支承直接支承在车体构件上，而且间接地实现，即，支承扭杆或弹簧元件的支承结构固定在其他构件上，该其它构件又相对于车体固定支承。
此外，本发明的目的在于改进根据在权利要求9的前序部分中给出的类型的用于机动车的车桥的车轮的车轮悬架装置，使得能够实现节省成本和结构空间的结构。
该目的通过权利要求9的特征部分的特征结合其前序部分的特征来实现。
从属权利要求10和11形成根据本发明的扭转弹簧组件的有利的改进方案。
根据本发明的用于机动车的车桥的车轮的车轮悬架装置的特征在于，在机动车车身和车轮引导元件之间起作用的承载弹簧以根据权利要求1至8中任一项所述的扭转弹簧组件来构造。基于承载弹簧呈根据本发明的扭转弹簧组件的形式的构造方案，能够有利地实现在车辆高度方向观察紧凑并且因此需要少的结构空间的结构，此外，相比于根据DE102016217698的现有技术，该结构由于弹簧元件的在此实现的构造为弯曲弹簧的方案而复杂度更低，并且因此成本上更有利。
按照根据本发明的车轮悬架装置的特别有利的实施方式，车轮悬架装置还包括沿车辆横向方向取向的、以空心筒状的弹簧杆的形式构造的稳定器，其中，扭转弹簧组件局部地同轴地布置在空心筒状的弹簧杆内。即，稳定器的扭转弹簧杆和扭转弹簧组件的两根扭杆沿车辆横向方向取向，并且由于同轴嵌套的布置而具有共同的转动轴线R。由于同轴嵌套的布置而有利地实现承载弹簧的特别节省空间的布置。
根据本发明的车轮悬架装置的另一有利的实施方式规定，在稳定器和承载弹簧的同轴嵌套区域中，即，在构件——即扭转弹簧杆和扭转弹簧组件——的同轴嵌套布置的区域中，设置有固定支承在机动车车身侧的壳体，通过该壳体在该区域中包围构件。在机动车车身侧固定支承的壳体不仅对稳定器支承结构进行支承、而且对支承着扭转弹簧组件的靠外的扭杆的支承件以及支承着弹簧元件的弹簧元件支承装置进行支承，该稳定器支承结构支承稳定器的扭转弹簧杆。即，通过固定支承在机动车车身侧的壳体将扭转弹簧杆、靠外的扭杆以及弹簧元件的弹簧元件支承装置间接地固定支承在车体结构侧。
附图说明
从结合在附图中示出的实施例的下文的说明中得到本发明的其他的优点和应用可行方案。其中：
图1示出了根据本发明的扭转弹簧组件的示意性的剖视图；
图2示出了具有构造为根据图1的扭转弹簧杆组件的承载弹簧的机动车的车轮悬架装置的局部；
图3示出了根据图2的车轮悬架装置的俯视图；
图4示出了根据图2的车轮悬架装置的从上面观察的斜视图；
图5示出了根据图2的车轮悬架装置的侧视图。
具体实施方式
图1以示意性的剖视图示出了总体用附图标记10表示的、用于机动车的车轮悬架装置的扭转弹簧组件。
扭转弹簧组件10包括沿径向方向r观察靠外的扭杆12、同轴地布置在靠外的扭杆12内的靠内的扭杆14以及以板簧的形式构造的、有径向间距地轴线平行于两根扭杆12、14布置的弹簧元件16。在此，如图1所示，靠外的扭杆12通过支承件18固定地支承在机动车车身20上，并且与可固定在车轮引导元件上的从动杆22以不能相对转动的方式连接。
两根扭杆12、14的沿轴向方向a取向的共同的轴线在下文中用R来表示。
弹簧元件16通过耦联部24与靠内的扭杆14连接，并且在其背对耦联部24的端部通过固定支承结构26固定地支承在机动车车身20上，并且通过弹簧元件支承装置28支承在耦联部24上。靠内的扭杆14在其背对耦联部24的端部区域上与靠外的扭杆12固定连接，使得扭杆12、14和弹簧元件16在弹簧作用方面形成串联连接，即，弹簧元件16在弹簧作用方面与两根扭杆12、14串联作用。
在此，弹簧元件支承装置28如此构造，使得由靠内的扭杆14围绕轴线R的转动引起的耦联部24的转动运动转换成作用于弹簧元件16的、沿切向方向指向的平移运动。弹簧杆16的在图1中垂直于纸面伸延的平移移动用附图标记t来表示。因此，由于弹簧杆16的纯粹的平移的移动，保证了以板簧的形式构造的弹簧元件16仅仅受到弯曲负荷。
图2示出了总地用附图标记100表示的车轮悬架装置的局部，在其中承载弹簧由扭转弹簧组件10形成。
车轮悬架装置100包括沿车辆横向方向FQ取向的、以空心筒状的扭杆110的形式构造的稳定器，其还如同扭转弹簧组件10的靠外的扭杆12一样与从动杆22以不能相对转动的方式连接。从动杆22可以已知的方式与车轮引导元件(例如导杆)固定在一起。
在此，如图2至图4进一步所示，稳定器的扭杆110局部地被壳体120包围。壳体120可通过支承部位130固定地支承在机动车车身上。扭杆110通过布置在壳体120中的稳定器支承结构支承在车体侧。
对于扭杆弹簧组件10，在此只能看到耦联部24、弹簧元件支承装置28、以板簧的形式构造的弹簧元件16以及固定支承结构26；在此，扭杆弹簧组件10的两根扭杆12、14(它们同轴地布置在稳定器的扭杆110内)被壳体120遮住。
如图2至图4所示，在此，固定支承结构26以夹紧结构的形式实现，并且支承在壳体120上、因而固定地支承在机动车车身上。此外，通过壳体120将支承靠外的扭杆12的、在此不可见的支承件18支承在机动车车身上。
如尤其从图2至图5可见的那样，弹簧元件支承装置28包括三个支承构件，即，支承元件30、与耦联部24和支承元件30连接的第一支承部件32以及与弹簧元件16和支承元件30连接的第二支承部件34，其中，支承元件30通过在机动车车身侧固定支承的、沿机动车高度方向FH取向的引导部36在机动车高度方向FH上进行平移引导。
为了将耦联部24的围绕轴线R的转动运动转换成第二支承部件34和因此弹簧元件16的支承在支承28中的端部的沿切向方向t、即在此沿车辆高度方向FH取向的平移运动，耦联部24通过可摆动运动的支承结构支承在支承元件30上。为此，耦联部24围绕平行于两根扭杆12、14和因此平行于轴线R布置的第一摆动轴线S1可摆动地支承在第一支承部件32上，并且第一支承部件32围绕平行于第一支承轴线S1取向的第二支承轴线S2可摆动地布置在支承元件30上。
此外，为了避免夹紧，弹簧元件16以围绕第三摆动轴线S3(可摆动)的方式支承在第二支承元件34上，该第三摆动轴线垂直于两根扭杆12、14并且垂直于切向方向、即垂直于车辆高度方向FQ取向。

Claims (11)

1.一种用于机动车的车轮悬架装置(100)的扭转弹簧组件(10)，其包括彼此同轴布置的两根扭杆(12、14)以及弹簧元件(16)，该弹簧元件布置为与同轴的所述两根扭杆(12、14)沿径向存在间距，所述弹簧元件沿扭杆(12、14)的轴向方向(a)取向并且能通过支承部位(26)支承在机动车车身上，沿径向方向(r)观察靠外的空心筒状的扭杆(12)能支承在机动车车身侧并且与能固定在车轮引导元件上的从动杆(22)以不能相对转动的方式连接，沿径向方向(r)观察靠内的扭杆(14)以不能相对转动的方式与外部的扭杆(12)连接并且通过耦联部(24)以不能相对转动的方式与弹簧元件(16)连接，
其特征在于，
弹簧元件(16)通过弹簧元件支承装置(28)支承在耦联部(24)上，该弹簧元件支承装置构造成使得弹簧元件(16)仅仅被施加以沿切向方向(t)指向的、平移的移动，使弹簧元件(16)支承在机动车车身侧的支承部位(26)构造为固定支承结构。
2.根据权利要求1所述的扭转弹簧组件，其特征在于，弹簧元件(16)构造为板簧的形式。
3.根据权利要求2所述的扭转弹簧组件，其特征在于，板簧(16)由金属材料或纤维复合材料形成。
4.根据上述权利要求中任一项所述的扭转弹簧组件，其特征在于，弹簧元件支承装置(28)包括；可移动的、通过引导部(36)以平移方式引导的支承元件(30)；与耦联部(24)连接并与支承元件(30)连接的第一支承部件(32)；与弹簧元件(16)连接并与支承元件(30)连接的第二支承部件(34)；转换装置，该转换装置将转动形式的耦联部运动转换为支承元件(30)的平移运动、因此转换为第二支承部件(34)的平移运动。
5.根据权利要求4所述的扭转弹簧组件，其特征在于，用于将转动形式的耦联部运动转换为平移运动的转换装置构造为如下形式：将耦联部(24)以可摆动的方式支承在支承元件(30)上的支承装置。
6.根据权利要求5所述的扭转弹簧组件，其特征在于，为了将耦联部(24)以可摆动的方式支承在支承元件(30)上，使耦联部(24)以能围绕与扭杆(12、14)平行取向的第一摆动轴线(S1)摆动的方式支承在第一支承部件(32 )上，第一支承部件(32)以能围绕与第一摆动轴线(S1)平行的第二摆动轴线(S2)摆动的方式支承在支承元件(30)上。
7.根据权利要求4所述的扭转弹簧组件，其特征在于，用于将转动形式的耦联部运动转换为平移运动的转换装置构造为如下形式：布置在引导部(36 )与第一支承部件(32)和/或第二支承部件(34)之间的橡胶金属支承装置。
8.根据权利要求6或7所述的扭转弹簧组件，其特征在于，弹簧元件以能围绕第三摆动轴线(S3)摆动的方式支承在第二支承部件(34)上，该第三摆动轴线垂直于扭杆(12、14)取向并且垂直于引导部(36)取向。
9.一种用于机动车的车桥的车轮的车轮悬架装置(100)，其包括在机动车车身与车轮引导元件之间起作用的承载弹簧，其特征在于，所述承载弹簧构造为根据权利要求1至8中任一项所述的扭转弹簧组件(10)的形式。
10.根据权利要求9所述的车轮悬架装置，其中，车轮悬架装置还包括沿车辆横向方向取向的、以空心筒状的扭转弹簧杆(110)的形式构造的稳定器，其特征在于，扭转弹簧组件(10)局部地同轴地布置在所述空心筒状的扭转弹簧杆(110)内。
11.根据权利要求10所述的车轮悬架装置，其特征在于，在构件——即扭转弹簧杆(110)和扭转弹簧组件(10)——的同轴嵌套布置的区域中，构件——即扭转弹簧杆(110)和扭转弹簧组件(10)——被固定支承在机动车车身侧的壳体(120)包围，其中，稳定器的扭转弹簧杆(110)支承在壳体(120)上、因而支承在机动车车身侧，扭转弹簧组件(10)的空心筒状的扭杆(12)固定支承在壳体(120)上，为弹簧元件(16)配设的固定支承结构(26)固定支承在壳体(120)上、因而固定支承在机动车车身侧。
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