CN113784853A - 用于双轮辙车辆的独立车轮悬架、车轴和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于双轮辙车辆、尤其是用于双轮辙车辆的后车轴的独立车轮悬架,独立车轮悬架具有轮架、根据减振支柱的类型构造和布置的减振器以及板簧元件,板簧元件尤其是具有纤维复合材料或由纤维复合材料制成,其中,板簧元件至少大致沿车辆横向方向定向并且构造用于,承担避震功能以及与所述减振器一起承担在所述独立车轮悬架安装在车辆中的符合功能的安装状态下固定在所述轮架上的车辆车轮的车轮引导的作用,并且所述板簧元件在轮架侧经由两个分别具有支承件轴线和支承件中点的橡胶支承件并且分别围绕所述橡胶支承件的相配的支承件轴线可转动地连接在所述轮架上并且构造用于,在车辆车身侧抗力矩地连接在车轴架上和/或直接连接在车辆车身上。

Description

用于双轮辙车辆的独立车轮悬架、车轴和车辆
技术领域
本发明涉及一种独立车轮悬架,所述独立车轮悬架用于双轮辙车辆、尤其是用于双轮辙车辆的后车轴,所述独立车轮悬架具有轮架、根据减振支柱的类型构造和布置的减振器以及板簧元件,所述板簧元件尤其是具有纤维复合材料或由纤维复合材料制成,其中,板簧元件至少大致沿车辆横向方向定向并且构造用于,承担避震功能以及与减振器一起承担在独立车轮悬架安装在车辆中的符合功能的安装状态下固定在轮架上的车辆车轮的车轮引导的作用,并且板簧元件在轮架侧经由两个分别具有支承件轴线和支承件中点的橡胶支承件并且分别围绕橡胶支承件的相配的支承件轴线可转动地连接在所述轮架上并且构造用于,在车辆车身侧抗力矩地连接在车轴架上和/或直接连接在车辆车身上。
背景技术
对于现有技术示例性地参考DE102017215630A1和WO2017/191023A1。
WO2017/191023A1涉及一种独立车轮悬架,其具有板簧元件作为弹簧转向件,该弹簧元件至少大致沿车辆横向方向延伸并且该弹簧元件不仅在车辆车身侧而且在轮架侧分别刚性地且抗力矩地连接或能连接在车轴架上或直接连接或能连接车辆车身上。为了板簧元件的抗力矩的连接,WO2017/191023A1提出应用适合的夹紧件,板簧元件可以夹入夹紧件之间并且所述夹紧件可以固定在车轴架或车辆车身上。
DE102017215630A1公开了一种这种类型的独立车轮悬架,其具有板簧元件作为弹簧转向件,在该独立车轮悬架中板簧元件经由两个橡胶支承件连接在轮架上并且因此可围绕沿车辆纵向方向延伸的轴线转动或枢转,其中,在DE102017215630A1中所描述的独立车轮悬架尤其是适用于双轮辙车辆,因为在这种车轴中在制动力和侧向力的情况下产生后束倾向以及在驱动力的情况下产生前束倾向,如在前车轴上值得期望的。因为在DE102017215630A1中所描述的独立车轮悬架中,由于弹性运动学的效应、尤其是由于两个橡胶支承件的布置结构和设计方案(板簧元件经由所述两个橡胶支承件连接在轮架上),在制动力和侧向力的情况下后束角增加,以及在驱动力的情况下前束角增加。也就是说,在制动力和侧向力的情况下在DE102017215630A1中所描述的独立车轮悬架由于弹性运动学的效应在后束下转向并且在驱动力的情况下在前束下转向。
但在后车轴上通常期望或需要独立车轮悬架的正好相反的弹性运动学的转向行为:代替在制动力和侧向力的情况下的后束倾向,即代替在制动力和侧向力的情况下后束角增加,期望前束倾向,即期望前束角增加。同样地,在驱动力的情况下期望后束倾向,即在驱动力的情况下后束角增加,而不是前束角增加。
由于在前车轴上,尤其是在可转向的前车轴上,初始(前)束角值的设定通常经由通常存在的且相应的、在长度方面可变的转向横拉杆实现,经由所述转向横拉杆轮架通常与转向传动机构连接或能连接,因此通常不需要提供用于调节束角的另外的措施,尤其是调节可行方案。但这通常在后车轴的情况下不是这种情况,尤其是在不可主动转向的后车轴或用于这种后车轴的相应的独立车轮悬架的情况下不是这种情况,因为所述后车轴或独立车轮悬架通常不具有相应的、在其长度方面可调节的转向横拉杆,所述转向横拉杆可用于调节束角。在DE102017215630A1中所描述的独立车轮悬架也不具有相应的用于调节束角的另外的措施或调节可行方案。
发明内容
在该背景面前本发明的任务是,提供一种替代的、尤其是改进的独立车轮悬架,以及一种替代的、尤其是改进的用于双轮辙车辆的具有这种独立车轮悬架的车轴和一种替代的、尤其是改进的具有这种独立车轮悬架的车辆。
所述任务通过一种具有权利要求1的特征的独立车轮悬架以及通过一种具有权利要求15的特征的车轴以及通过一种具有权利要求16的特征的车辆来解决。本发明的有利的以及优选的设计方案是其他权利要求的技术方案并且在下面详细阐述。对于权利要求的描述通过明确的参考而作为说明书的内容。
一种根据本发明的独立车轮悬架的特征在于,至少一个橡胶支承件布置为,使得关于独立车轮悬架安装在车辆中的符合功能的安装状态,橡胶支承件的相配的支承件轴线以限定的且不等于0°的调整角围绕车辆竖直方向相对于所述车辆纵向方向调整。也就是说,根据本发明橡胶支承件中的至少一个橡胶支承件或其支承件轴线围绕车辆竖直方向相对于车辆纵向方向以小于或大于0°的绝对的角度调整或以大于0°的角度绝对值调整。
由此可以,在橡胶支承件的相应的布置结构以及调整角的相应的选择的前提条件下,实现尤其是对于后车轴期望的、弹性运动学的转向行为,尤其是这样实现,使得在制动力和侧向力的情况下前束角增加,而在驱动力的情况下后束角增加。也就是说,可以提供如下独立车轮悬架,该独立车轮悬架在制动力和侧向力的情况下尤其是弹性运动学地在前束下转向并且在驱动力的情况下在后束下转向,并且因此可以提供替代的、尤其是改进的独立车轮悬架。
由于根据本发明的独立车轮悬架原则上基本和在DE102017215630A1中所描述的独立车轮悬架一样地构造,因此可以提供尤其是首先用于后车轴或用于应用在后车轴中的有利的独立车轮悬架,该独立车轮悬架此外具有从DE102017215630A1已知的独立车轮悬架的优点(小的构件数量,小的所需的结构空间,从而独立车轮悬架尤其是适用于高度电气化的车辆方案,并且相对于传统的弹簧支柱车轴重量减小)。
关于橡胶支承件的支承件轴线的“调整角”在本发明的意义下相应理解为如下角度,该角度在垂直于车辆竖直方向延伸的平面中处于支承件轴线与车辆纵向方向之间,尤其是相应较小的在支承件轴线与车辆纵向方向之间的角度。
根据本发明的独立车轮悬架在此尤其是适用于车辆的只能弹性运动学地且至少不能主动转向的车轴,尤其是用于双轮辙车辆、尤其是机动车的后车轴,特别优选用于轿车的这种车轴。根据本发明的独立车轮悬架可以尤其是在一种尤其是橡胶支承件中的至少一个橡胶支承件适当调整情况下的相应的设计方案中使用,但也可以有利地在车辆的可转向的车轴上使用,例如在车辆的可转向的前车轴上使用,所述车辆尤其是轿车。
根据本发明的独立车轮悬架的轮架优选构造用于接纳、尤其是用于固定车辆车轮并且在用于不能主动转向的车轴、尤其是后车轴的根据本发明的独立车轮悬架的设计方案中特别优选一件式地构造。这实现轮架的特别简单的设计,其中,减振器在其下端部的区域中优选连接在轮架上并且在这种情况下尤其是刚性的。
而在用于可转向的车轴或具有尤其是可主动转向的车辆车轮的车轴、例如用于双轮辙机动车的前车轴的根据本发明的独立车轮悬架的一种设计方案中,根据本发明的独立车轮悬架的轮架优选两件式地构造并且尤其是根据所谓的Revo-Knuckle原理构造。尤其是对于轿车而言,轮架在此特别优选两部分地构造为带有一个集成的转向转动轴线,并且具有可一起转向的第一轮架部分和引导通过板簧元件的不可一起转向的第二轮架部分,其中,可一起转向的第一轮架部分尤其是引导通过不可一起转向的第二轮架部分和转向横拉杆。减振器优选也连接在轮架上,尤其是连接在不可一起转向的轮架部分上,尤其是也刚性地连接。
根据本发明的独立车轮悬架的减振器优选分别以由现有技术已知的且常见的方式构造为伸缩式减振器,如对于根据减振支柱的类型的减振器通常常见的。
根据本发明的独立车轮悬架的板簧元件(该板簧元件由于其引导车轮的功能也可以称为弹簧转向件)优选具有轮架侧的端部区域以及车辆车身侧的端部区域,其中,该板簧元件优选经由其轮架侧的端部区域连接在轮架上并且可以经由其车辆车身侧的端部区域连接在车轴架上或直接连接在车辆车身上。
在此板簧元件的如下端部区域称为轮架侧的端部区域,该端部区域关于板簧元件的符合功能的安装状态沿车辆横向方向面向轮架,并且相应地板簧元件的如下端部区域称为车辆车身侧的端部区域,该端部区域关于根据本发明的独立车轮悬架在车辆中的符合功能的安装状态沿车辆横向方向面向车辆车身或面向连接结构。
特别优选地,板簧元件在此至少大致面式地构造并且尤其是仅以其两个端部区域,即尤其是仅以其轮架侧的端部区域和其车辆车身侧的端部区域(关于板簧元件沿车辆横向方向的纵向延伸部)连接或能连接,更确切地说一侧连接在轮架上并且另一侧连接在车辆车身上或车轴架上。由此可以实现独立车轮悬架的特别有利的弹簧作用和弹性运动学特性。
优选地,至少轮架侧的连接点沿车辆竖直方向位于车轮中心高度的下方。特别优选地,板簧元件关于独立车轮悬架在车辆中的符合功能的安装状态也至少部分地、优选基本上、尤其是完全地、尤其是在设计位置中沿车辆竖直方向位于车轮中心下方,即位于车轮转动轴线下方,但尤其是高度足够,从而尤其是至少部分地、优选基本上、尤其是完全地位于轮胎轮廓或轮辋底上方。由此可以确保足够的底部自由度。
根据本发明的独立车轮悬架的板簧元件如开头已经提到的那样尤其是具有纤维复合材料或由纤维复合材料制成,尤其是由玻璃纤维增强的塑料制成。
为了板簧元件在车轴架上或直接在车辆车身上的特别简单的在轮架侧的连接以及特别简单的在车辆车身侧的抗力矩的连接,板簧元件这样构造,尤其是板簧元件的轮架侧的端部区域和/或车辆车身侧的端部区域这样构造,使得所述板簧元件可以至少力锁合地、特别优选力锁合且形锁合地,尤其是相应借助于夹紧装置,固定在轮架上或固定在车轴架上或直接固定在车辆车身上,其中,所需的夹紧力优选可以借助于螺纹件施加,如开头提及的文件DE102017215630A1或WO2017/191023A1所提出的。
优选地,在根据本发明的独立车轮悬架中,在轮架上的连接在此借助于由现有技术原则上已知的夹紧装置实施,借助于该夹紧装置尤其是将橡胶支承件固定在板簧元件上。借助于这种相应的夹紧装置,板簧元件可以在轮架侧以简单的方式引导车轮地且弹性运动学地有效地连接在轮架上,尤其是围绕橡胶支承件的支承件轴线可转动地或可枢转地连接在轮架上。
在车辆车身侧,所述连接可以优选借助于特定的尤其是力锁合且形锁合的夹紧结构来实现,所述夹紧结构可以如在WO2017/191023A1中所描述的那样或以类似的方式实施,尤其是利用另外的夹紧几何结构。借助于这种相应的夹紧装置,板簧元件可以在车辆车身侧以简单的方式抗力矩地并且因此引导车轮地连接在车轴架上或直接连接在车辆车身上,从而根据本发明的独立车轮悬架的板簧元件可以承担传统的弹簧支柱车轴的与减振器同轴布置的螺旋弹簧的功能并且除了由车轮负载产生的在车辆车身与轮架之间出现的竖直力以外也支撑所有由行驶运行产生的外部的动力学的力、如驱动力、制动力和侧向力。
为了支撑纵向力和力矩在此在板簧元件的车辆车身侧的端部上沿车辆纵向方向测量尽可能宽的支撑基部是有利的。
在本发明的意义下尤其是板簧元件的相配的侧边在最外面的连接点之间,尤其是沿车辆纵向方向的长度称为“支撑基部”,其尤其是在板簧元件的如下侧测量,板簧元件在所述侧或以所述侧连接。
已表明,有利的是,板簧元件尤其是构造为,使得该板簧元件在车辆车身侧具有沿车辆纵向方向测量的支撑基部,所述支撑基部的长度至少相应于板簧元件的沿车辆横向方向测量的长度的0.4倍。在轮架侧,相应的支撑基部可以比车辆车身侧的支撑基部更窄或长度更短,例如大致仅为车辆车身侧的支撑基部的一半大小。但在结构空间充分可用的情况下,轮架侧的支撑基部也可以等于或仅稍微小于车身侧的支撑基部。在轿车的情况下,车辆车身侧的支撑基部的大小或长度在此优选处于250mm至400mm的范围内并且轮架侧的支撑基部的大小或长度对于不可转向的车轴的情况、尤其是在后车轴情况下处于200mm与300mm之间,并且对于可转向的车轴、例如可转向的前车轴,特别是由(可转向的)车辆车轮的空间需求决定地,轮架侧的支撑基部的大小或长度为约120mm至200mm。
板簧元件此外还应关于独立车轮悬架在车辆中的符合功能的安装状态沿车辆横向方向具有足够的长度、即足够的延伸长度,以便可以在不超过允许的载荷的情况下提供所需的弹缩和弹开行程。根据车辆重量等级,在轿车的情况下在350mm至550mm数量级中的长度(关于在根据本发明的独立车轮悬架在车辆中的符合功能的安装状态下板簧元件沿车辆横向方向的延伸长度)可以是有利的,尤其是当如开头已经提出的那样板簧元件以纤维复合材料实施并且所述纤维复合材料通过适合的塑料基体和作为增强纤维的玻璃纤维构成时。
此外,在一些应用情况下,可以有利的是,根据本发明的车轮悬架的板簧元件、即引导车轮的弹簧转向件的沿车辆纵向方向观察的边缘区域中的至少一个边缘区域相对于沿车辆纵向方向处于这些边缘区域之间的区段增强地实施。
“增强”在此尤其是表示,板簧元件在增强区域中沿车辆竖直方向测量的厚度大于在未增强的区域中的厚度,从而优选板簧元件沿着其两个边缘中的至少一个边缘的厚度大于在各边缘之间的区域中的厚度。
替代地或附加地,尤其是当板簧元件具有纤维复合材料或由纤维复合材料制成时,这种增强可以通过设置在纤维复合材料中的增强纤维引起,所述增强纤维在增强区域中,尤其是在两个沿车辆横向方向延伸的边缘区域中,优选单向地且至少大致沿车辆横向方向延伸。
此外已表明,特别有利地可以是,在两个边缘区域之间设有较薄的剪切区,在该剪切区中增强纤维铺层相对于车辆横向方向或车辆纵向方向以±45°角度延伸。板簧元件的这种设计方案实现,板簧元件的边缘区域,即在板簧元件的符合功能的安装状态下沿车辆横向方向延伸的边缘基本上接收要传递的拉力/压力和弯矩,而处于其之间的所谓的剪切区承担支撑围绕车轮转动轴线的扭矩的作用。
此外,特别有利地可以是,所谓的剪切区有针对性地设计,尤其是该剪切区的鼓胀行为有针对性地设计。由此,可以在根据本发明的独立车轮悬架中在施加制动力矩的情况下有针对性地调节转向行为。尤其是,可以经由板簧元件的鼓胀行为在制动力的情况下影响独立车轮悬架的前束角行为并且在一定的界限内调节前束角行为。
已表明的是,通过在有针对性的部位处将小的、预成形的鼓胀部引入到剪切区中,尤其是通过预设定地偏离(在所提及的板簧元件边缘区域之间的)剪切区的平面的(在设计位置中)完全平坦的设计,可以特别有利地影响板簧元件的鼓胀行为,其中,要注意在高的负载下板簧元件的足够的稳定性。必须避免板簧元件的过大的变形行程和折弯。
此外,在根据本发明的独立车轮悬架的另一种有利的设计方案中板簧元件的弯曲线相应于独立车轮悬架的期望的(前)束角行为和外倾行为构造。通过设计板簧元件的弯曲线可以影响在弹簧行程上的(前)束角行为和外倾行为。
板簧元件的弯曲线此外决定在相应地构造的具有根据本发明构造在左侧和右侧的独立车轮悬架的车轴弹缩时的轮距变化,其中,轮距变化出于牵引和直线行驶行为的考虑不应选择得过大。
此外,通过在车辆车身侧经由板簧元件(弹簧转向件)的抗力矩的连接可导入的围绕车辆纵向轴线的力矩可以在车轴两侧安装在车辆中的根据本发明的独立车轮悬架的情况下在弯道外部的板簧元件的导入车辆车身中的弯矩变大且弯道内部的弹簧转向件或板簧元件、即弯道内部的板簧元件的导入车辆车身中的弯矩变小时在弯道行驶时实现摆动角补偿,从而产生抵抗车身倾斜的总力矩。由此,可以省却独立的横向稳定器或这种横向稳定器充其量仅需要用来调校自转向行为并且仅还在车辆的车轴之一上需要。
在根据本发明的独立车轮悬架的一种优选的设计方案中,优选橡胶支承件中的至少一个橡胶支承件是具有内套筒和外套筒的所谓的套筒橡胶支承件,在内套筒和外套筒之间尤其是设置有具有特定的抗扭刚度(特别是在0.5牛米每度扭转角至3牛米每度扭转角的数量级下的抗扭刚度)的弹性体环,其中,优选两个套筒中的一个套筒与轮架固定连接,并且两个套筒中的另一个套筒与板簧元件固定连接,其中,内套筒尤其是与轮架固定连接,并且外套筒尤其是与板簧元件固定连接。
在根据本发明的独立车轮悬架的一种特别有利的设计方案中,所述两个橡胶支承件在此具有不同的径向弹簧刚度,即相对于橡胶支承件的支承件轴线沿径向方向不同的弹簧刚度。如果根据本发明的独立车轮悬架设置用于尤其是双车轴的双轮辙车辆的后车轴,尤其是用于机动车的后车轴,已表明,特别有利的是,更靠前的橡胶支承件(该橡胶支承件尤其是沿车辆纵向方向观察处于车轮中心前方,即处于车轮转动轴线前方)具有比更靠后的橡胶支承件更软的径向弹簧刚度。
而如果根据本发明的独立车轮悬架设置用于前车轴,尤其是用于优选双车轴的双轮辙机动车的前车轴,有利的是,更靠前的橡胶支承件具有比更靠后的、尤其是处于车轮中心后方的橡胶支承件更硬的径向弹簧刚度。
除非明确说明,否则所有位置和方向说明、如尤其是前、更靠前、后、更靠后、上、下、左、右、车辆内部、车辆外部、向车辆内部、向车辆外部、向上和向下在此分别涉及根据本发明的独立车轮悬架在车辆中的符合功能的安装状态。
径向支承件硬度在两个橡胶支承件之间的适当的分配分别允许在独立车轮悬架的(前)束角行为方面的弹性运动学特性的精细调校。如果期望在侧向力的情况下前束角增加,则沿行驶方向更靠后的橡胶支承件的更硬的调校是适宜的,而在侧向力的情况下借助处于前部的橡胶支承件的更硬的调校可以实现后束倾向。
特别优选地,在此橡胶支承件的沿轴向方向作用的刚性、即沿橡胶支承件的支承件轴线方向作用的刚性或弹簧刚度显著低于径向弹簧刚度。由此能够实现特别适宜的纵向弹簧刚度并且因此实现好的滚动舒适性。
在一些情况下已证明为特别有利的是,根据本发明的独立车轮悬架设计为,使得在安装在根据本发明的车辆中的安装状态下在板簧元件的所谓的设计位置中(在该设计位置中除了车辆车身的重力以及标准载重以外没有另外的力作用),在橡胶支承件中的至少一个橡胶支承件上,优选载橡胶支承件中的两个橡胶支承件上,围绕相应相配的支承件轴线的扭矩施加在橡胶支承件中,从而在该状态下轮架被加载该扭矩,其中,所述扭矩特别优选如此取向,使得该扭矩在减振器方面引起至少按比例的横向力补偿,即尤其是在减振器上的横向力补偿。扭矩在此优选在板簧元件包括橡胶支承件在内的接合过程期间施加在轮架上,其中,板簧元件为此在板簧元件位于适合的弹缩的位置中时特别优选连接在轮架上,从而橡胶支承件在连接在轮架上之后在按比例弹开到设计位置中时相应地扭转并且相应的扭矩施加到轮架上。相同情况适用于根据本发明的独立车轮悬架的替代的设计方案,在该设计方案中,一个或两个橡胶支承件在轮架侧固定布置并且所述橡胶支承件的内套筒在适合的弹缩的位置中与板簧元件连接。
在根据本发明的独立车轮悬架的一种特别有利的设计方案中,板簧元件在轮架侧经由更靠前的橡胶支承件并且经由更靠后的橡胶支承件连接在轮架上,其中,优选两个橡胶支承件的支承件轴线,即更靠前的橡胶支承件的支承件轴线和更靠后的橡胶支承件的支承件轴线分别以限定的且不等于0°的调整角围绕车辆竖直方向相对于车辆纵向方向调整。特别优选地,所述两个橡胶支承件在此分别沿相反的方向调整。由此能够以特别简单的方式调节到期望的(前)束角行为,尤其是用于后车轴的有利的(前)束角行为,尤其是在纵向力情况下。
通过两个橡胶支承件围绕车辆竖直方向的这种调整可以产生朝着车辆外部方向处于车轮中心外部或车轮外部的弹簧重心,轮架在纵向力情况下围绕该弹簧重心转动,并且该弹簧重心因此限定转动极。通过改变两个橡胶支承件的调整角可以使转动极的位置移动,从而能调节在纵向力情况下产生的(前)束角变化。
两个橡胶支承件调整为使得关于独立车轮悬架在车辆中的符合功能的安装状态,在作用的纵向力的情况下得到的转动极沿车辆横向方向朝着车辆外部方向处于车轮中心外部、尤其是处于车辆外部在此对于后车轴是特别有利的。
在此在本发明的意义下如下点理解为转动极,该点通过两个橡胶支承件的两个相应的极束的交点限定,其中,在本发明的意义下分别如下直线称为橡胶支承件的极束,所述直线垂直于橡胶支承件的相配的支承件轴线延伸并且延伸通过橡胶支承件的相配的支承件中点并且与支承件轴线处于一个共同的平面中。
在根据本发明的独立车轮悬架的一种特别有利的设计方案中,尤其是在一种扩展方案中,所述两个橡胶支承件因此这样布置和构造为,尤其是调整为,使得在作用的纵向力的情况下引起轮架围绕沿车辆横向方向处于车轮中心外部的转动极弹性运动学的转动,尤其是围绕平行于所述车辆竖直方向的轴线的弹性运动学的转动,其中,尤其是两个橡胶支承件的支承件轴线分别围绕车辆竖直方向相对于车辆纵向方向调整。通过这样调整两个橡胶支承件可以实现特别有利的弹性运动学的转向行为,尤其是特别是对于后车轴特别有利的在纵向力情况下独立车轮悬架的(前)束角行为。
而对于前车轴已证明为有利的是,所述两个橡胶支承件调整为,使得在作用的纵向力的情况下引起轮架围绕沿车辆横向方向处于车轮中心内部的转动极的弹性运动学的转动,尤其是围绕(沿车辆横向方向)处于车辆内部、特别优选处于轮架内部的转动极的弹性运动学的转动。也就是说,优选在设置用于前车轴的根据本发明的独立车轮悬中,两个橡胶支承件的支承件轴线正好相反地调整,以便实现对于前车轴期望的在纵向力情况下的相反的弹性运动学的转向行为。
在根据本发明的独立车轮悬架的一种特别优选的设计方案中,关于沿行驶方向在安装在车辆中的符合功能的安装状态下的独立车轮悬架的俯视图,两个橡胶支承件中的一个橡胶支承件的支承件轴线,尤其是更靠前的橡胶支承件的支承件轴线,尤其是在独立车轮悬架设置用于后车轴时,向车辆外部调整。由此,尤其是在更靠前的橡胶支承件向车辆外部调整时能够以简单的方式调节沿车辆横向方向处于车轮中心外部的转动极。
而如果根据本发明的独立车轮悬架设置用于前车轴,则优选更靠后的橡胶支承件向车辆外部调整。
在根据本发明的独立车轮悬架的一种进一步优选的设计方案中,尤其是在一种扩展方案中,关于沿行驶方向在安装在车辆中的符合功能的安装状态下的独立车轮悬架的俯视图,两个橡胶支承件中的一个橡胶支承件的支承件轴线,尤其是另一个橡胶支承件的支承件轴线,特别优选地更靠后的橡胶支承件的支承件轴线,尤其是在用于后车轴的独立车轮悬架的情况下,向车辆内部调整。由此,尤其是在更靠后的橡胶支承件向车辆内部调整时能够以简单的方式调节沿车辆横向方向处于车轮中心外部的转动极。
特别优选地,尤其是在独立车轮悬架设置用于后车轴时,更靠前的橡胶支承件向车辆外部调整并且更靠后的橡胶支承件向车辆内部调整。对于前车轴优选相应地更靠前的橡胶支承件向车辆内部调整并且更靠后的橡胶支承件向车辆外部调整。由此能够分别以特别简单的方式实现有利的转动极位置。
也可设想,橡胶支承件中的仅一个橡胶支承件围绕车辆竖直方向调整,并且另一个橡胶支承件布置为,使得其支承件轴线沿车辆纵向方向延伸。在一些情况下这可以是足够的或甚至是有利的。
由于板簧元件优选至少部分地布置在车轮中心下方或布置在车轮转动轴线下方,尤其是整个板簧元件布置在车轮中心下方或布置在车轮转动轴线下方,转动极沿车辆竖直方向也优选处于车轮中心下方或处于车轮转动轴线下方。
对于许多情况已证明为适合的是,尤其是当板簧元件布置为使得板簧元件的面重心和/或板簧元件的沿车辆横向方向延伸的纵向中心平面沿车辆纵向方向位于车轮中心或车轮转动轴线的高度上时,两个橡胶支承件的相配的支承件轴线调整为,使得调节到如下转动极,该转动极沿车辆纵向方向至少大致处于车轮中心的高度上,尤其是正好处于车轮中心的高度上,从而转动极处于沿车辆横向方向和车辆竖直方向延伸的且通过车轮中心或沿着车轮转动轴线延伸的垂直于车道的平面中。
但所产生的转动极原则上也可以沿车辆纵向方向处于车轮中心或车轮转动轴线的前方或后方,其中,当独立车轮悬架设置用于后车轴时,已表明更有利的是,转动极处于车轮中心后方,因为由此可以更有利地影响由于在侧向力的情况下较高的径向负载和因此前部的橡胶支承件朝着前束方向的变形而产生的在侧向力的情况下的弹性运动学的转向行为,尤其是独立车轮悬架的(前)束角行为。
板簧元件在此不仅可以沿着其长度对称构造,即对称于沿车辆横向方向延伸的对称平面(关于独立车轮悬架在车辆中的安装状态)构造或非对称构造。
但对于许多情况已证明为有利的是,板簧元件对称于沿车辆横向方向并且延伸通过车轮中心的对称直线或对称平面构造,并且沿车辆横向方向延伸的且沿车辆竖直方向延伸的板簧元件的纵向中心平面延伸通过车轮中心,其中,尤其是具有较短的轮架侧的侧边和较长的车辆车身侧的侧边的梯形的板簧元件证明为有利的。
尤其是当板簧元件对称于沿车辆横向方向延伸的对称轴线或对称平面构造时,优选地,两个橡胶支承件的两个支承件轴线分别以相同的角度绝对值相对于车辆纵向方向调整,其中,所述两个橡胶支承件以其支承点此外特别优选地分别沿车辆纵向方向对称于车轮中心或对称于车轮转动轴线布置,即沿车辆纵向方向与车轮中心隔开相同间距。由此,可以在纵向力情况下实现在弹缩和弹开的情况下两个橡胶支承件的均匀的负载以及均匀的卡尔丹扭转角。但原则上两个橡胶支承件的支承件轴线也能够以不同的角度绝对值调整,即非对称地调整,和/或在其支承件中点沿车辆纵向方向相对于车轮中心或相对于车轮转动轴线隔开不同的间距的情况下布置。
两个橡胶支承件的调整角的大小优选如此选择,使得在纵向力情况下产生足够的尤其是期望的(前)束角变化,其中,调整角既不应选择得过小也不应选择得过大。
过小的调整角在期望的(前)束角修正方面表现出作用不足;而过大的调整角则导致,纵向力沿橡胶支承件的径向方向的显著分量利用橡胶支承件的高的刚性来支撑。这则减小在橡胶支承件中为了期望的(前)束角修正所需要的轴向的移动。
除了调整角以外,此外尤其是沿车辆纵向方向的轮架侧的支撑基部、即两个橡胶支承件的连接点的间距,尤其是橡胶支承件中点的间距,或板簧元件的侧边在橡胶支承件的连接点之间的长度,对橡胶支承件在纵向力情况下的径向负载产生影响。大的轮架侧的支撑基部产生小的径向力,其中,所述小的径向力又引起小的径向变形和相应地较小的(前)束角变化。由此,通过橡胶支承件的上述的调整也仅需要小的(前)束角修正。但要考虑的是,大的轮架侧的支撑基部使理想的转动极更远地向车辆外部移动并且因此在橡胶支承件的相同的轴向变形行程的情况下(前)束角修正的角度变小。因此,要在两个相反的效果之间寻找适合的妥协。附加地,在独立车轮悬架在车辆中的符合功能的安装状态下装配的车辆车轮的轮辋中的可用的结构空间是重要的:橡胶支承件定位得越高,则轮架侧的支撑基部可以选择得越大,因为随着高度增加(除了车轮中心以外)轮辋的内直径增加。但轮架侧的连接点、即橡胶支承件布置得越高,则在支撑侧向力时橡胶支承件的力水平越大,从而证明为适合的妥协的是,橡胶支承件布置得尽可能低,尤其是布置得靠近离地间隙,并且尽可能利用轮辋沿车辆纵向方向的在此可用的结构空间以用于大的支撑基部。
已证明为特别有利的是,至少一个支承件轴线的至少一个调整角的绝对值为至少3°、5°或7.5°且至多15°、12.5°或11°,其中,至少一个调整角的绝对值尤其是为10°。由此能够实现根据本发明的具有特别有利的(前)束角行为,尤其是在纵向力情况下具有特别有利的弹性运动学的转向行为的独立车轮悬架。尤其是结合200mm至300mm的轮架侧的支撑基部能够以针对调整角的上述角度绝对值在纵向力情况下实现特别有利的(前)束角修正,尤其是针对后车轴的束角修正。
特别优选地,两个支承件轴线的调整角的绝对值在此分别为至少3°、5°或7.5°且至多分别15°、12.5°或11°,尤其是分别10°。也就是说,特别优选地,两个支承件轴线以这种角度绝对值调整。尤其是当独立车轮悬架设置用于后车轴时,已证明为有利的是,更靠前的橡胶支承件的支承件轴线以-10°的绝对的调整角并且因此向车辆外部相对于车辆竖直方向相对于车辆纵向方向调整,而后部的橡胶支承件的支承件轴线以绝对的调整角+10°并且因此向车辆内部相对于车辆竖直方向相对于车辆纵向方向调整。橡胶支承件或相配的支承件轴线的这种调整尤其是证明为适合的妥协,因为该调整一方面引起足够靠近车轮中心的、处于车辆外部的转动极并且因此引起有利的、尤其是期望的(前)束角修正,但另一方面同时在纵向力情况下两个橡胶支承件的径向负载不变得过大。
相应地对于前车轴而言相反的调整角是特别有利的。也就是说,在用于前车轴的根据本发明的独立车轮悬架的情况下优选地,更靠前的橡胶支承件以+10°的绝对的调整角调整,并且因此向车辆内部调整,而更靠后的橡胶支承件尤其是以-10°调整,并且因此向车辆外部调整。
在根据本发明的独立车轮悬架的一种有利的设计方案中,两个橡胶支承件的支承件中点在此优选至少大致沿车辆纵向方向依次布置或沿着共同的、沿车辆纵向方向延伸的直线依次布置。但在根据本发明的独立车轮悬架的一种替代的设计方案中,两个橡胶支承件的支承件中点也可以沿车辆横向方向彼此错开地布置,其中,对于后车轴,更靠后的橡胶支承件的支承件中点沿车辆横向方向优选进一步朝着车辆外部方向偏移地布置。而对于前车轴有利的是,更靠前的橡胶支承件沿车辆横向方向朝着车辆外部方向偏移地布置。
板簧元件的轮架侧的侧边和板簧元件的车辆车身侧的侧边在此可以尤其是在两种情况下、即独立于两个橡胶支承件的支承件中点是否沿车辆横向方向彼此错开地布置而平行于彼此延伸并且尤其是分别沿车辆纵向方向延伸或者彼此倾斜地延伸和/或倾斜于车辆纵向方向延伸。
此外,两个橡胶支承件的支承件中点,尤其是替代地或附加地,也可以沿车辆竖直方向彼此错开地布置。由此,可以影响关于车轮行程的(前)束角曲线的倾斜度,其中,前部的较高的橡胶支承件具有欠转向的影响,即在弹缩时引起更多前束角。
在根据本发明的独立车轮悬架的另一个可行的且在一些情况下有利的设计方案中,两个橡胶支承件的支承件中点沿车辆竖直方向错开地布置,从而通过两个橡胶支承件的支承件中点延伸的直线倾斜于垂直于车辆竖直方向延伸的平面延伸,其中,尤其是当独立车轮悬架设置用于后车轴时,优选更靠前的橡胶支承件的支承件中点沿车辆竖直方向比更靠后的橡胶支承件的支承件中点更高,从而直线在这种情况下尤其是朝着车辆后部方向下降。也就是说,在后车轴的情况下优选更靠前的橡胶支承件更高。对于前车轴而言,相应地优选更靠后的橡胶支承件布置得更高,即沿车辆竖直方向相对于更靠前的橡胶支承件向上偏移。
原则上,两个橡胶支承件的支承件轴线可以分别水平地延伸,即平行于与车辆竖直方向垂直延伸的平面取向,或,尤其是附加地以一角度倾斜于水平平面延伸,其中,一个或两个支承件轴线可以倾斜于水平平面。
在根据本发明的独立车轮悬架的一种特别有利的设计方案中,两个支承件轴线中的至少一个支承件轴线附加地以限定的角度倾斜于水平平面延伸,其中,优选一个或两个支承件轴线倾斜于水平平面延伸。由此得到两个极束,所述两个极束分别垂直于橡胶支承件的螺纹连接轴线(支承件轴线)并且延伸通过橡胶支承件的中点,其中,所述两个极束的交点限定转动极,在单独车轮悬架在车辆中的符合功能的安装状态下相配的车轮在出现纵向力的情况下围绕该转动极转动,例如在由于沿纵向方向作用的制动力而制动的情况下,由此能够提供具有在纵向力情况下特别有利的弹性运动学特性的独立车轮悬架。
如果一个或两个支承件轴线不仅根据本发明围绕车辆竖直方向并且相对于车辆转向方向调整,而且附加地还相对于水平平面调整,则已证明为特别有利的是,尤其是在设置用于后车轴的独立车轮悬架的情况下,当一个或两个橡胶支承件这样倾斜,使得在这种情况下产生的转动极、即两个橡胶支承件的两个极束的交点关于在车辆中的符合功能的安装状态在独立车轮悬架的至少一个状态下,尤其是在设计位置中,处于车道平面内或在车道平面下方。
由此,可以提供在纵向力情况下特别有利的独立车轮悬架,尤其是带有小的所谓的拉起倾向的独立车轮悬架。在制动的情况下,通过由制动力和弹簧转向件的橡胶支承件和减振器中的支撑力引起的力矩而通过车轮悬架中的弹性产生围绕车轮轴线的扭转角。所述扭转角(也称为拉起)可以导致轮胎印迹中的粘滑效应并且由此导致带有高的构件负载的共振现象。如果制动力的作用线正好延伸通过转动极,则理论上不产生扭转角,因为在车轮接触点中作用的制动力相对于转动极的杠杆臂在这种情况下为零。在实践中,这种二维观察不认为是精确的,但车轮悬架的拉起倾向能够通过橡胶支承件相对于水平线的倾斜度减小。考虑到在弹缩和弹开的情况下出现的卡尔丹角度,特别有利的是,这样选择一个或两个橡胶支承件相对于水平线的倾斜角,使得所产生的转动极不处于车道平面内,而是稍微处于车道平面下方。由此,转动极比车轮接触点稍微更深,从而虽然存在小的杠杆(因为制动力不再延伸通过转动极),但总是还可以实现拉起倾向的有利的减小。橡胶支承件的倾斜角在此优选处于10°与30°之间,尤其是处于10°与25°之间,其中,分别在两个橡胶支承件上15°的倾斜角已证明为特别有利的。
优选地,在后车轴中更靠前的橡胶支承件的支承件轴线在此倾斜地向后上方延伸,而后部的橡胶支承件的支承件轴线尤其是向后下方下降。支承件轴线的该取向在前车轴中也是有利的并且在前车轴中也引起拉起倾向减小。
在用于双轮辙车辆的独立车轮悬架,尤其是用于双轮辙车辆的后车轴的独立车轮悬架的一种设计方案中,根据另一发明,独立车轮悬架原则上根据本发明构造,但与本发明相反,不是两个橡胶支承件必须以相应的调整角围绕车辆竖直方向并且相对于车辆纵向方向调整,而是仅至少一个橡胶支承件相对于水平线倾斜,尤其是两个橡胶支承件相对于水平线倾斜。
也就是说,根据另外的发明的独立车轮悬架优选具有轮架、根据减振支柱的类型构造和布置的减振器以及板簧元件,所述板簧元件尤其是具有纤维复合材料或由纤维复合材料制成,其中,板簧元件至少大致沿车辆横向方向定向并且构造用于,承担避震功能以及与减振器一起承担在独立车轮悬架安装在车辆中的符合功能的安装状态下固定在轮架上的车辆车轮的车轮引导的作用,并且板簧元件在轮架侧经由两个分别具有支承件轴线和支承件中点的橡胶支承件并且分别围绕橡胶支承件的相配的支承件轴线可转动地连接在所述轮架上并且构造用于,在车辆车身侧抗力矩地连接在车轴架上和/或直接连接在车辆车身上,其中,独立车轮悬架的特征尤其在于,至少一个橡胶支承件布置为,使得关于独立车轮悬架在车辆中的符合功能的安装状态,橡胶支承件的相配的支承件轴线相对于水平线倾斜。也就是说,根据本发明,橡胶支承件中的至少一个橡胶支承件或其支承件轴线相对于水平线倾斜,尤其是以小于或大于0°的绝对的角度或以大于0°的角度绝对值相对于水平线倾斜。此外,可以在根据所描述的另外的发明的独立车轮悬架中实现所有结合本发明所描述的特征。
类似的效果、如两个橡胶支承件的两个支承件中点沿车辆竖直方向的错开,也就是说关于车轮行程的(前)束角曲线的影响也尤其是以类似方式引起板簧元件的轮架侧的端部区域和车辆车身侧的端部区域的两个侧边彼此的交叉,尤其是引起在安装板簧元件时产生的交叉,其中,板簧元件特别优选交叉地连接在轮架上,因为因此也能够实现在板簧元件的前部的和后部的轮架侧的端部或边缘区域,即纵向边之间的高度错位。
为此特别优选地,板簧元件相应地构造,尤其是已经交叉地制造,其中,为此优选地,板簧元件的轮架侧的侧边和车辆车身侧的侧边在未受载的状态下,尤其是在未安装在独立车轮悬架中的状态下不是平行的,而是以在其之间的限定的交叉角彼此倾斜地延伸,尤其是关于侧边在水平平面中的投影彼此倾斜地延伸。
板簧元件的这种设计方案通常视橡胶支承件的连接点的位置或板簧元件的轮架侧的固定的设计方案而定导致在安装时板簧元件的或多或少地大的张紧,尤其是导致交叉,尤其是当橡胶支承件以其支承件中点布置为,使得所述橡胶支承件沿车辆纵向方向依次放置地布置,从而可以有利地影响弹性运动学特性。尤其是,能够以这种方式引起关于车轮行程的(前)束角曲线的倾斜度的有针对性的改变。因此能够以简单的方式尤其是通过改变板簧元件的设计或通过更换板簧元件来影响,尤其是调节关于车轮行程的(前)束角曲线。
在用于后车轴的独立车轮悬架的情况下已证明为有利的是,在板簧元件的未受载的、未安装的状态下,即作为单个部件,板簧元件的轮架侧的侧边的沿车辆纵向方向更靠后的端部在此比板簧元件的轮架侧的侧边的沿车辆纵向方向更靠前的端部进一步处于外部。对于前车轴而言,相应地反过来的情况是适用的,即在前车轴的情况下显得有利的是,板簧元件的轮架侧的侧边的沿车辆纵向方向更靠前的端部进一步处于外部。
已表明的是,在许多情况下特别有利的是,所述交叉的措施与橡胶支承件的支承件中点沿车辆竖直方向的错开相组合,因为由此可以特别精细且有针对性地且灵活地调节关于车轮行程的(前)束角曲线。
为了有助于减小在纵向力情况下的车辆俯仰角,此外提出,尤其是替代于或附加于支承件中点沿车辆竖直方向的错开和/或板簧元件的交叉,引导车轮的板簧元件的在车辆车身侧的连接结构倾斜设置,即围绕水平线倾斜(关于侧视图),从而板簧元件可以沿车辆横向方向观察相对于沿车辆纵向方向的水平平面倾斜地连接在车辆车身上。利用所述措施获得车轮接触点或车轮中点在弹缩和弹开的情况下所产生的轨迹,所述轨迹也是倾斜的并且因此与由车轮悬架的运动学分析已知的接近角和制动支撑角相对应。
但考虑到在弹缩和弹开的情况下板簧元件围绕车辆横向方向的叠加扭转,板簧元件在车辆车身侧相对于水平线的倾斜度、即倾斜位置应限制于在0°与10°之间的值。已证明为有利的是,板簧元件在设置用于后车轴的独立车轮悬架中以约4°至7°向后下方下降地调整并且在前车轴的情况下以约3°至5°向后上方升高地调整或倾斜。
对于许多情况在此原则上证明为有利的是,板簧元件分别以其面重心沿车辆纵向方向布置在车轮中心的高度上,即布置在车轮转动轴线的高度上。
但已表明的是,鉴于独立车轮悬架在侧向力的情况下的弹性运动学的转向行为在一些情况下特别有利的是,正是在根据本发明的独立车轮悬架设置用于应用在后车轴中时,板簧元件、优选连同其轮架侧的和车辆车身侧的连接结构沿车辆纵向方向朝着车辆后部方向偏移,即向后偏移。已证明为特别有利的是,板簧元件连同其整个连接结构,即作为整个板簧元件组件,尤其是以至少5mm且至多以50mm朝着车辆后部方向偏移,从而优选板簧元件的面重心和/或板簧元件的纵向中心平面沿车辆纵向方向处于车轮中心或车轮转动轴线后方,尤其是以至少5mm且至多50mm偏移,因为利用这些值在轮胎主销后倾(在轿车中)的常见的变化范围中通常能够实现在侧向力的情况下可接受的(前)束角值。
此外,根据本发明的独立车轮悬架关于弹簧行程或车轮行程的(前)束角行为和外倾行为此外可以通过引导车轮的减振器的布置结构有针对性地调节,尤其是经由减振器沿车辆横向方向的倾斜度以及连接点沿车辆纵向方向的位置来调节,其中,大的减振器倾斜、即减振器从其下连接结构出发倾斜地向车辆内部上方的强烈的调整带来固定在轮架上的车辆车轮的高的外倾梯度并且因此是特别有利的,因为原则上负的外倾的增加在弹缩时是期望的。尤其是,能够通过引导车轮的减振器的倾斜位置如上所述那样、即关于从后方的视图沿车辆横向方向向车辆内部上方这样影响横向极间距,使得在弹缩时实现负的外倾的足够的增加。由此,即使在高的侧向力和与此相关联的外倾损失的情况下还确保,存在对于侧向力的传递适宜的相对于道路的外倾值。减振器在此优选沿车辆横向方向向车辆内部倾斜,即精确在车辆横向方向上倾斜。但减振器也可以向斜前上方或向斜后上方朝着车辆内部方向倾斜。经由减振器的车辆车身侧的连接点的沿车辆纵向方向比轮架侧的连接点更靠前、精确在车辆横向方向上或比轮架侧的连接点更靠后的位置可以影响经由支撑支承件导入到车身中的力的纵向力份额,尤其是经由支撑支承件导入到车身中的(高的)附加弹簧力的纵向力分量,其中,在后车轴的情况下减振器优选沿车辆横向方向布置,因为在这种布置结构中,(高的)附加弹簧力的纵向力分量不导入到支撑支承件中并且所述纵向力分量因此也不必由橡胶支承件支撑。如果为此需要的结构空间不可用,则布置结构的下一个选择优选是向斜后上方倾斜的布置结构。
除了所需要的外倾发展以外支撑支承件尽可能靠近车辆车轮或相配的雪链离心轮廓的定位是有利的,以便减小在车轮负载与支撑支承力之间的偏差并且因此减小围绕纵向轴线的力矩,对所述力矩的支撑以高的径向力加载所述两个橡胶支承件,弹簧转向件、即板簧元件利用所述两个橡胶支承件在轮架侧连接在轮架上。
此外,对于根据本发明的独立车轮悬已证明为有利的是,尤其是在关于车轮行程的(前)束角曲线方面,减振器布置在车轮中心前方或在车轮转动轴线前方并且尤其是以其下连接点在车轮中心前方连接,因为所述布置结构起欠转向作用,当独立车轮悬架设置用于应用在后车轴中时,这尤其是有利的。此外,所述布置结构的正面的副作用是,尤其是在轿车中,出现的高的附加弹簧力可以在车身结构的靠近所谓的扭转环的相对有刚性的部位处(该扭转环通常由相应的车辆的尾部横向承载件、弹簧支撑件和后窗台板或后窗框架构成)在车身结构的相对有刚性的部位处导入(在后车轴的情况下)。
此外,尤其是在根据本发明的独立车轮悬架的尽可能小的结构高度方面,在可受驱动的车辆车轮中也提出,使减振器在驱动轴旁边或在车轮中心旁边以其下边以一定量度沿车辆竖直方向与板簧元件间隔开地布置,该量度特别优选不大于减振器的直径。
在根据本发明的独立车轮悬架的另一种有利的设计方案中,至少一个橡胶支承件,优选两个橡胶支承件(板簧元件利用所述橡胶支承件在轮架侧连接在轮架上)具有轴向止挡部,所述轴向止挡部用于限制橡胶支承件的轴向变形行程,其中,轴向止挡部优选构造用于,限制橡胶支承件的通过朝着车辆后部方向指向的作用的纵向力引起的轴向变形行程,尤其是橡胶支承件的通过朝着车辆后部方向指向的作用的制动力引起的轴向变形行程。特别优选地,橡胶支承件,尤其是至少一个橡胶支承件,优选两个橡胶支承件沿轴向方向的通过轴向止挡部限制的、最大可能的变形行程在此这样设计,使得通过朝着车辆前部方向指向的作用的驱动力引起的轴向的变形行程不受限制,而是仅由于朝着车辆后部方向指向的作用的制动力引起的轴向的变形受限制,该制动力超过限定的值,所述限定的值尤其是大于最大可能的朝着车辆前部方向指向的作用的驱动力。
由此,能够以简单的方式实现:即使对于制动的负载情况,在该负载情况下两个轮架侧的橡胶支承件中的向后指向的轴向力比在驱动情况下向前指向的轴向力更高(因为在两种情况下支撑支承件上的反应力向后指向),也产生独立车轮悬架的有利的弹性运动学的转向行为,尤其是有利的(前)束角行为。尤其是,通过所述措施可以避免,在制动力的情况下橡胶支承件沿轴向方向更强地变形并且因此引起更大的(前)束角变化。
特别优选地,两个橡胶支承件分别尤其是在其更靠前的端部上具有轴向的止挡部以及尤其是附加地具有轴向的止挡缓冲件,优选设有作为止挡缓冲件的弹性体的轴向止挡部,其在较高的轴向力的情况下可以支撑在轮架上,从而尤其是在橡胶支承件中产生轴向的弹簧特征线的陡的发展。
特别优选地,轮架为此具有相应地构造的止挡面,至少一个橡胶支承件的轴向止挡部、优选两个橡胶支承件的轴向止挡部可以在纵向力情况下、尤其是在制动的负载情况下达到最大允许的变形行程的情况下支撑在所述止挡面上。
在另一个方向上,即在两个橡胶支承件的后部的端部上,在根据本发明的独立车轮悬架中优选不设置止挡部,尤其是在后车轴的情况下,从而橡胶支承件的整个轴向的变形行程对于(前)束角变化(尤其是朝着后束方向)可用。
在用于双轮辙车辆的独立车轮悬架,尤其是用于双轮辙车辆的后车轴的独立车轮悬架的设计方案中,根据另外的第二发明,独立车轮悬架原则上根据本发明构造,但与本发明相反,两个橡胶支承件中没有橡胶支承件必须以相应的调整角围绕车辆竖直方向且相对于车辆纵向方向调整,并且独立车轮悬架具有至少一个橡胶支承件,该橡胶支承件具有用于限制橡胶支承件的轴向变形行程的轴向止挡部,尤其是如上文所述,其中,优选两个橡胶支承件都具有轴向止挡部。
也就是说,根据另外的第二发明的独立车轮悬架优选具有轮架、根据减振支柱的类型构造和布置的减振器以及板簧元件,所述板簧元件尤其是具有纤维复合材料或由纤维复合材料制成,其中,板簧元件至少大致沿车辆横向方向定向并且构造用于,承担避震功能以及与减振器一起承担在独立车轮悬架安装在车辆中的符合功能的安装状态下固定在轮架上的车辆车轮的车轮引导的作用,并且板簧元件在轮架侧经由两个分别具有支承件轴线和支承件中点的橡胶支承件并且分别围绕橡胶支承件的相配的支承件轴线可转动地连接在所述轮架上并且构造用于,在车辆车身侧抗力矩地连接在车轴架上和/或直接连接在车辆车身上,其中,独立车轮悬架的特征尤其在于,至少一个橡胶支承件,优选两个橡胶支承件具有轴向止挡部,该轴向止挡部用于限制橡胶支承件的轴向变形行程,其中,轴向止挡部优选构造用于,限制橡胶支承件的通过朝着车辆后部方向指向的作用的纵向力引起的轴向变形行程、尤其是橡胶支承件的通过朝着车辆后部方向指向的作用的制动力引起的轴向变形行程。此外,可以在根据所描述的另外的第二发明的独立车轮悬架中实现所有结合本发明所描述的特征。
在根据本发明的独立车轮悬架中,如现有技术中常见的那样,优选至少一个橡胶支承件,优选两个橡胶支承件(板簧元件利用所述橡胶支承件在轮架侧连接在轮架上)借助于螺纹连接、尤其是螺栓-螺母连接固定在轮架上,其中,在根据本发明的独立车轮悬架的一种有利的设计方案中,至少一个橡胶支承件、优选更靠前的橡胶支承件借助于偏心螺纹件固定在轮架上,尤其是这样固定在轮架上,使得通过围绕偏心螺纹件的纵向轴线转动偏心螺纹件能设定限定的(前)束角,尤其是限定的初始前束角(关于设计位置)。当独立车轮悬架设置用于后车轴时,这是特别有利的,因为如开头已经提到的那样否则需要附加的用于调节(前)束角的措施。由此,能够以简单的方式,尤其是利用偏心螺纹件和轮架的相应的设计方案,实现前束角调节。
在根据本发明的独立车轮悬架的另一种有利的设计方案中,尤其是在一种扩展方案中,偏心螺纹件在此支撑在轮架上,并且轮架构造为,使得通过转动偏心螺纹件能引起轮架在橡胶支承件的连接结构的区域中沿车辆横向方向移动。由此能够以简单的方式,尤其是利用偏心螺纹件和轮架的相应的设计方案,实现前束角调节。
在用于双轮辙车辆的独立车轮悬架,尤其是用于双轮辙车辆的后车轴的独立车轮悬架的设计方案中,根据另外的第三发明,独立车轮悬架原则上根据本发明构造,但与本发明相反,两个橡胶支承件中没有橡胶支承件必须以相应的调整角围绕车辆竖直方向且相对于车辆纵向方向调整,并且其特征在于,至少一个橡胶支承件、优选更靠前的橡胶支承件借助于偏心螺纹件固定在轮架上,尤其是这样固定在轮架上,使得通过围绕偏心螺纹件的纵向轴线转动偏心螺纹件能设定限定的(前)束角、尤其是限定的初始前束角(关于设计位置),尤其是如上文所述。
也就是说,根据另外的第三发明的独立车轮悬架优选具有轮架、根据减振支柱的类型构造和布置的减振器以及板簧元件,所述板簧元件尤其是具有纤维复合材料或由纤维复合材料制成,其中,板簧元件至少大致沿车辆横向方向定向并且构造用于,承担避震功能以及与减振器一起承担在独立车轮悬架安装在车辆中的符合功能的安装状态下固定在轮架上的车辆车轮的车轮引导的作用,并且板簧元件在轮架侧经由两个分别具有支承件轴线和支承件中点的橡胶支承件并且分别围绕橡胶支承件的相配的支承件轴线可转动地连接在所述轮架上并且构造用于,在车辆车身侧抗力矩地连接在车轴架上和/或直接连接在车辆车身上,其中,独立车轮悬架的特征尤其在于,至少一个橡胶支承件、优选更靠前的橡胶支承件借助于偏心螺纹件固定在轮架上,尤其是这样固定在轮架上,使得通过围绕偏心螺纹件的纵向轴线转动偏心螺纹件能设定限定的(前)束角、尤其是限定的初始前束角(关于设计位置),尤其是如上文所述。此外,可以在根据所描述的另外的第三发明的独立车轮悬架中实现所有结合本发明所描述的特征。
为了将板簧元件连接在车轴架或车辆车身上,即为了在车辆车身侧的连接,如开头已经提到的那样,提出一种夹紧结构。所述夹紧结构原则上可以如开头提及的WO2017/191023A1中那样构造。但已表明的是,利用板簧元件的车辆车身侧的端部区域的另外的设计方案可以实现相对于WO2017/191023A1中所描述的夹紧结构改进的夹紧结构。
为此,在根据本发明的独立车轮悬架的一种特别有利的设计方案中,板簧元件可以在车辆车身侧尤其是借助于力锁合且形锁合的夹紧结构而抗力矩地连接在车轴架上或直接连接在车辆车身上,其中,板簧元件的车辆车身侧的端部区域为此优选具有波形的轮廓,尤其是正弦波形的轮廓或L形的轮廓或带有L形的端部区段的波形的、尤其是正弦波形的轮廓或如卷边那样成型,其中,为此尤其是板簧元件的车辆车身侧的端部区域相应地成型。由此能够以特别简单的方式实现有利的力锁合且形锁合的夹紧结构,利用所述夹紧结构可以传递尤其是大的力,并且尤其是可以实现在车轴架上或直接在车辆车身上的特别好的抗力矩的连接。
通过板簧元件在该区域中的相应的轮廓可以实现足够的安全性以免在外部力的情况下发生滑移,尤其是在板簧元件与夹紧装置之间的可靠的形锁合。在通常存在的、受限制的结构空间情况下,尤其是波形的、尤其是正弦波形的轮廓被证明为有利的,因为该波形的、尤其是正弦波形的轮廓通常具有比例如L形的轮廓更小的空间需求。
此外,在这种夹紧结构中与由现有技术已知的如尤其是为了板簧元件的轮架侧的连接而提出的夹紧装置的应用相反,没有通孔要在车辆车身侧的端部区域中引入到板簧元件中。由此,可以省却在板簧元件的车辆车身侧的端部区域处对板簧元件的加工。
如果板簧元件的轮廓在端部区域中L形地构造,则该轮廓对于左侧的独立车轮悬架在从后方看的情况下尤其是如以90°向左转动的“L”或大致如具有至少大致沿车辆竖直方向定向的短边的平放的“L”那样构造,并且对于右侧的独立车轮悬架优选如关于车辆竖直方向镜像的且以90°向右转动的“L”那样构造。
为了板簧元件在车轴架上和/或直接在车辆车身上的抗力矩的连接优选设置有相应的夹紧装置,板簧元件能够借助于所述夹紧装置在车辆车身侧抗力矩地连接在所述车轴架上和/或直接连接在所述车辆车身上,其中,夹紧装置具有与板簧元件的车辆车身侧的端部区域的轮廓配对的相应的配对轮廓并且构造用于,与板簧元件的车辆车身侧的端部区域在符合功能的夹紧状态下形成力锁合和形锁合,其中,所需的夹紧力优选可以借助于螺纹件施加。
但区别于在由现有技术已知的力导入到板簧元件中的力导入方式,螺纹件在此优选不延伸通过板簧元件本身,而是仅延伸通过夹紧装置,从而不需要将相应的通孔引入到板簧元件中。由此一方面不需要板簧元件的车辆车身侧的端部区域的耗费的、机械的加工,从而板簧元件可以特别简单且成本适宜地制造。另一方面,避免板簧元件在端部区域中弱化,这对板簧元件的强度产生有利作用。
在用于双轮辙车辆的独立车轮悬架,尤其是用于双轮辙车辆的后车轴的独立车轮悬架的设计方案中,根据另外的第四发明,独立车轮悬架原则上根据本发明构造,其中,板簧元件能够在车辆车身侧尤其是借助于力锁合且形锁合的夹紧结构而抗力矩地连接在车轴架上或直接连接在车辆车身上和/或在轮架侧尤其是借助于力锁合且形锁合的夹紧结构而抗力矩地连接在轮架上,并且其特征在于,板簧元件的车辆车身侧的端部区域和/或轮架侧的端部区域具有波形的轮廓,尤其是正弦波形的轮廓或L形的轮廓或带有L形的端部区段的波形的、尤其是正弦波形的轮廓或如卷边那样成型,其中,为此尤其是板簧元件的车辆车身侧的端部区域相应地成型。
也就是说,在根据另外的第四发明的独立车轮悬架中与本发明相反两个橡胶支承件中没有橡胶支承件必须以相应的调整角围绕车辆竖直方向且相对于车辆纵向方向调整。相反地,板簧元件不必一次经由两个橡胶支承件可转动地或可枢转地固定在轮架上。板簧元件可以在轮架侧尤其是以任意方式连接,也可以抗力矩地连接,如在已经多次提到的WO2017/191023A1中所描述的或根据第三发明所描述的。但可能不再能实现本发明的所有结合本发明所描述的特征,尤其是涉及橡胶支承件的特征,而是仅实现如下特征,所述特征不由于板簧元件在轮架上的另外的轮架侧的连接结构而由技术决定地被排除可能性。
也就是说,根据另外的第四发明的独立车轮悬架优选具有轮架、根据减振支柱的类型构造和布置的减振器以及板簧元件,所述板簧元件尤其是具有纤维复合材料或由纤维复合材料制成,其中,板簧元件至少大致沿车辆横向方向定向并且构造用于,承担避震功能以及与减振器一起承担在独立车轮悬架安装在车辆中的符合功能的安装状态下固定在轮架上的车辆车轮的车轮引导的作用,并且板簧元件连接在所述轮架上并且构造用于,在车辆车身侧抗力矩地连接在车轴架上和/或直接连接在车辆车身上,其中,独立车轮悬架的特征尤其在于,板簧元件能够在车辆车身侧尤其是借助于力锁合且形锁合的夹紧结构而抗力矩地连接在车轴架上或直接连接在车辆车身上和/或在轮架侧借助于力锁合且形锁合的夹紧结构而抗力矩地固定在轮架上,并且其特征在于,板簧元件的车辆车身侧的端部区域和/或轮架侧的端部区域具有波形的轮廓,尤其是正弦波形的轮廓或L形的轮廓或带有L形的端部区段的波形的、尤其是正弦波形的轮廓或如卷边那样成型,其中,为此尤其是板簧元件的相配的端部区域相应地成型。
此外,可以在根据所描述的另外的第四发明的独立车轮悬架中实现结合本发明所描述的且在技术上能够可实施地实现的特征。
用于双轮辙车辆、尤其是用于双轮辙机动车的根据本发明的车轴,尤其是根据本发明的后车轴具有车轴架和独立车轮悬架,其特征在于,所述车轴具有根据本发明的独立车轮悬架,其中,板簧元件尤其是在车辆车身侧以其车辆车身侧的端部区域抗力矩地连接在车轴架上,尤其是借助于力锁合且形锁合的夹紧结构,尤其是借助于抗力矩地固定在车轴架上和/或直接固定在车辆车身上的夹紧装置。在此,板簧元件的车辆车身侧的端部区域优选具有波形的轮廓,尤其是正弦波形的轮廓或L形的轮廓或带有L形的端部区段的波形的、尤其是正弦波形的轮廓或如卷边那样成型。夹紧装置优选尤其是具有与板簧元件的车辆车身侧的端部区域的轮廓配对的相应的配对轮廓,并且板簧元件的车辆车身侧的端部区域这样夹入夹紧装置中,使得夹紧装置与板簧元件的车辆车身侧的端部区域形成力锁合和形锁合,从而板簧元件在车辆车身侧抗力矩地连接在车轴架上。特别优选地,车轴在此尤其是不仅在左侧而且在右侧并且沿车辆横向方向相对置地分别具有根据本发明构造的独立车轮悬架。
根据本发明的车辆、尤其是根据本发明的双轮辙机动车的特征在于,该车辆具有根据本发明的独立车轮悬架,尤其是后部的独立车轮悬架,其中,板簧元件在车辆车身侧以其车辆车身侧的端部区域抗力矩地连接在车辆的车轴架上和/或直接连接在车辆车身上,尤其是借助于力锁合且形锁合的夹紧结构,尤其是借助于抗力矩地固定在车轴架上和/或直接固定在车辆车身上的夹紧装置。在此,板簧元件的车辆车身侧的端部区域优选具有波形的轮廓,尤其是正弦波形的轮廓或L形的轮廓或带有L形的端部区段的波形的、尤其是正弦波形的轮廓或如卷边那样成型。夹紧装置优选尤其是具有与板簧元件的车辆车身侧的端部区域的轮廓配对的相应的配对轮廓,并且板簧元件的车辆车身侧的端部区域这样夹入夹紧装置中,使得夹紧装置与板簧元件的车辆车身侧的端部区域形成力锁合和形锁合,从而板簧元件在车辆车身侧抗力矩地连接在车轴架上。特别优选地,车轴在此尤其是不仅在左侧而且在右侧并且沿车辆横向方向相对置地分别具有根据本发明构造的独立车轮悬架。特别优选地,车辆在此具有至少两个根据本发明构造的独立车轮悬架,尤其是在后车轴上具有至少两个根据本发明构造的独立车轮悬架,尤其是沿车辆横向方向相对置地布置的左侧的和右侧的独立车轮悬架。
所述和另外的特征除了从权利要求以及从说明书中得知以外,也从相配的附图中得知,其中,各个特征分别本身单独地或多个以子组合的形式在本发明的实施方式中实现并且可以构成根据本发明的有利的以及本身可保护的实施方案。所有结合根据本发明的独立车轮悬架列举的和所描述的特征以及优点在此也适用于根据本发明的车轴以及根据本发明的车辆。
附图说明
在下面借助板簧元件的可能的有利的实施例以及借助板簧元件的优选的实施例进一步阐述本发明,其中,本发明为此在附图中示意性示出。
图1在此以第一透视图示出根据本发明的后车轴的左侧部分的实施例;
图2以第二透视图示出图1中的后车轴的部分;
图3以俯视图示出图1中的后车轴;
图4也以俯视图示出图1至3中的后车轴的部件;
图5示出图4中的图示的放大的局部;以及
图6以从后方的视图示出图1至3中的根据本发明的后车轴。
图7以从车辆外部斜上方看的单个部件图出图1至6中的后车轴的独立车轮悬架的板簧元件;以及
图8也以从车辆外部斜上方看的视图示出用于根据本发明的独立车轮悬架的替代地设计的板簧元件。
图9示出沿着图3中的车轴的通过车轮中心延伸的垂直的剖切平面的剖面图。
在图10中以单个部件图的侧视图示出用于根据本发明的独立车轮悬架的板簧元件的另外的设计可行方案。
图11a以从斜前下方看的视图示出图1至3、6和9中的附加地带有制动盘的根据本发明的车轴。
图11b以放大图示出图11中的局部。
图12示出上述附图中的独立车轮悬架的后部的橡胶支承件的纵截面图。
图13以从车辆外部的侧视图示出带有轮架侧的连接结构的橡胶支承件的特别有利的布置结构的根据本发明的独立车轮悬架的另外的有利的设计方案的另外的第一实施例的原理图;以及
图14示出另外的第二实施例。
具体实施方式
图1至3、6、9、11a和11b以不同的视图示出根据本发明的用于双轮辙车辆,尤其是用于轿车的后车轴100的左侧部分的有利的实施例,其中,根据本发明的后车轴100具有根据本发明的独立车轮悬架10并且构造为具有驱动轴12的可被驱动的车轴。
在此,根据本发明的独立车轮悬架10具有轮架1,在该轮架上固定有制动钳8以及制动器防护板9。此外,在轮架1上,尤其是在车轮中心前方,即沿行驶方向FR与车轮中心相比更靠前或在车轮转动轴线前方并且也在驱动轴12前方,支撑有减振器2的下端部,该减振器根据减振支柱的类型构造为伸缩式减振器,其中,减振器2刚性地连接在轮架上。如以从现有技术常见的且已知的方式,减振器2可以在其上端部上经由支撑支承件11固定在车辆车身上。
此外,独立车轮悬架10具有由纤维复合材料、尤其是玻璃纤维增强的塑料制成的板簧元件3,该板簧元件在其轮架侧的端部3A上夹入到夹紧装置6中并且借助于螺纹件7与夹紧装置6固定连接,所述螺纹件引导穿过板簧元件的轮架侧的端部区域3A中的相应的贯通开口并且经由所述螺纹件施加所需的夹紧力。
经由两个以常见的方式压入到夹紧装置6中的橡胶支承件5A和5B,尤其是经由更靠前的(前部的)橡胶支承件5A和更靠后的(后部的)橡胶支承件5B,以及夹紧装置6,板簧元件3在轮架侧分别围绕两个橡胶支承件5A和5B的在此未绘制的支承件轴线的可转动地或可枢转地连接在轮架1上,尤其是借助于带有支承件螺纹件19和20的相应的螺栓-螺母连接而连接在轮架上,所述支承件螺纹件在其端部上分别借助于相应的螺母固定。
所述两个橡胶支承件5A和5B在此分别构造为所谓的套筒橡胶支承件5A和5B并且分别具有相应的内套筒33(参照图12)和与内套筒同心布置的外套筒34,所述内套筒与轮架固定连接,所述外套筒与夹紧装置6固定连接,尤其是压入到夹紧装置6中。
板簧元件3以其车辆车身侧的端部3B力锁合且形锁合地夹入夹紧装置15中,这结合图9在下文中更详细描述。夹紧装置15在根据本发明的后车轴100的该实施例中在此分别借助于螺纹件16螺纹连接在后车轴架4或车辆车身4的前部的横向承载件13以及后部的横向承载件14上,其中,夹紧装置15在此构造为,使得板簧元件3在车辆车身侧抗力矩地连接在后车轴架4或车辆车身4上。在连接在后车轴架4上的情况下,后车轴架4可以优选连接在此处未示出的车辆的相配的车辆车身上,一方面与横向承载件13和14连接以及此外与两个纵向支撑件17和18连接。在连接在车辆车身4上的情况下,横向承载件13和14以及纵向支撑件17和18相应地是车辆车身4的一部分。
通过如所描述的那样构造的板簧元件3以其端部区域3A、3B在轮架1上或在车轴架4上或在车辆车身4上的连接,板簧元件3可以与减振器2一起除了其避震功能以外还承担车轮引导功能。基于其引导车轮的功能,板簧元件3因此也可以称为弹簧转向件。
板簧元件3基本上沿车辆横向方向Y延伸并且在该独立车轮悬架中,如根据附图能相当好地看出的,大致梯形地构造。其车辆车身侧的侧边在此基本上沿车辆纵向方向X延伸(例如参见图3)。板簧元件3的轮架侧的侧边在该实施例中也大致沿车辆纵向方向X延伸,即尤其是平行于车辆车身侧的侧边延伸,所述轮架侧的侧边夹入夹紧装置15中并且不能详细看出。
为了板簧元件3的有利的弹簧行为,板簧元件3在此在未受载的状态下围绕车辆纵向方向X凸状地弯曲,其中,板簧元件3的轮架侧的端部,尤其是板簧元件3的轮架侧的端部区域3A,在此在受载的状态下,例如在设计位置中,沿车辆竖直方向Z仅稍微位于板簧元件的车辆车身侧的端部区域3B上方(尤其是参照图6)。
根据本发明两个橡胶支承件5A和5B中的至少一个橡胶支承件布置为,尤其是两个橡胶支承件5A和5B布置为,使得相配的支承件轴线22或23围绕车辆竖直方向Z以限定的调整角α相对于车辆纵向方向调整(尤其是参见图2、4和5)。
两个橡胶支承件5A和5B的根据本发明的调整,尤其是其支承件轴线22和23围绕车辆竖直方向Z相对于车辆转向方向X的调整,在图2中也能良好看出,该图以从车辆外部斜上方看,但没有制动器防护板9的视图示出图1中的后车轴100,为此带有车轮支承法兰21。在该图示中也能良好地看出减振器2的布置结构,尤其是其在车轮中心前方在轮架侧的连接结构。
通过根据本发明的两个橡胶支承件5A和5B,尤其是其支承件轴线22或23的调整,可以如开头所描述的那样实现在纵向力情况下,尤其是在作用的制动力和驱动力的情况下对于后车轴有利的弹性运动学的转向行为,尤其是特别有利的(前)束角行为,因为两个橡胶支承件5A和5B的这种调整实现:在纵向力情况下(前)束角如对于后车轴期望的那样改变,即这样改变,使得在制动力和侧向力的情况下前束角增加,即独立车轮悬架10在前束下转向,并且在驱动力的情况下后束角增加,即独立车轮悬架10在后束下转向。
根据图3(该图示出图1和2中的根据本发明的车轴100的俯视图)此外可看到,减振器2沿车辆横向方向向车辆内部倾斜,即减振器的上端部、尤其是支撑支承件11比在轮架上的下连接点更进一步位于车辆内部。如上文所描述的,通过减振器2的这种布置结构可以有利地影响独立车轮悬架10的(前)束角行为和外倾行为。
如根据图4和5能看出的,其中,图4以俯视图示出根据本发明的后车轴100的部件并且图5示出图4中的图示的放大的局部,在根据本发明的后车轴100的所描述的实施例中前部的橡胶支承件5A,尤其是其支承件轴线22,以限定的且不等于0°的调整角α向车辆外部调整,并且后部的橡胶支承件5B或其支承件轴线23以限定的且不等于0°的调整角α向车辆内部调整。由此实现,在作用的纵向力的情况下引起轮架1围绕沿车辆横向方向Y处于车轮中心外部、尤其是处于车辆外部的转动极P弹性运动学的转动,其中,转动极P通过两个橡胶支承件5A和5B的两个相应的极束26和27的交点定义,所述极束分别垂直于相应的橡胶支承件5A、5B的相配的支承件轴线22或23并且分别与相配的支承件轴线22或23处于一个平面内并且与相应的相配的支承件中点24或25相交。
视支承件轴线22和23的调整角α的大小以及橡胶支承件-支撑基部、即橡胶支承件5A和5B的支承件中点沿车辆纵向方向X的间距的大小而定,得到转动极P,该转动极更进一步处于车辆外部或靠近车辆车轮。也就是说,经由调整角α能够设定与支承件中点24、25的转动极间距,并且因此尤其是在纵向力情况下,有针对性地影响(前)束角行为。
在该实施例中,前部的橡胶支承件5A或其支承件轴线22以+10°的绝对的角度向车辆外部调整,并且后部的橡胶支承件5B以-10°的绝对的角度向车辆内部调整。也就是说,所述两个橡胶支承件5A和5B分别以10°的相同的角度绝对值,但沿相反的方向调整。所述调整角α已证明为对于所示出的实施方式是特别有利的,尤其是结合轮架侧的支撑基部的所选择的200mm的长度。
如由图6能看出的(该图从后方示出独立车轮悬架10的视图),在根据本发明的后车轴100的该实施例中两个支承件轴线22和23在一个共同的水平平面中延伸。但这不是强制性的。一方面可设想,两个支承件5A或5B中的一个支承件沿车辆竖直方向Z,尤其是以其支承件中点24或25,相对于另一个支承件5B或5A错开地布置,尤其是向上错开地布置,其中,对于后车轴特别优选地,前部的橡胶支承件5A沿车辆竖直方向Z向上错开。由此,如上文已经描述的那样,可以(有利地)影响关于车轮行程的(前)束角曲线的倾斜度。此外,支承件轴线22、23也可以分别相对于水平平面倾斜,这在本实施例中也没有实现。
板簧元件3借助于夹紧装置15所进行的抗力矩的、在车辆车身侧的连接在所示出的实施例中也这样构造和布置为,使得板簧元件3的在车辆车身侧的端部或车辆车身侧的端部区域3B位于水平平面内。
但在一些情况下可以有利的是,尤其是关于围绕车辆横向方向Y的车辆运动,即关于车辆的俯仰运动,板簧元件3在车辆车身侧也关于水平平面在车辆纵向方向X上倾斜,其中,在后车轴的情况下为了有利地影响车辆的俯仰行为,板簧元件3在车辆车身侧优选向后下方下降地倾斜。
图7以从车辆外部斜上方看的单个部件图示出上述附图中的后车轴100的独立车轮悬架10的板簧元件3,其中,在该图示中能特别好地看出梯形几何结构以及平行延伸的侧边29和30。车辆车身侧的侧边30在此大致长300mm,而轮架侧的侧边29大致长200mm,这大致相应于相应相配的支撑基部的长度,所述支撑基部的长度结合针对所述两个橡胶支承件5A和5B或其支承件轴线22和23的调整角α的分别10°的绝对值而鉴于在纵向力情况下出现的(前)束角修正分别证明为特别有利的。
代替如上文所描述的那样两个橡胶支承件5A和5B的支承件中点24或25沿车辆竖直方向Z错开地布置,替代地或附加地板簧元件3也可以交叉地构造,这在图8中示意性示出,该图以单个部件图示出用于根据本发明的独立车轮悬架10的板簧元件3′的另外的实施例并且该板簧元件处于未受载的状态下。在该板簧元件3′中轮架侧的侧边29′和车辆车身侧的侧边30不是平行延伸,而是以其之间的交叉角δ彼此倾斜地延伸。如果该板簧元件夹紧到所描述的独立车轮悬架10或上述后车轴100中,则由于板簧元件3′的预紧实现板簧元件3′的交叉,尤其是在轮架侧的交叉,所述交叉引起和两个橡胶支承件5A和5B的支承件中点24和25沿车辆竖直方向Z错开相类似的效果,尤其是和在更高的、处于前部的橡胶支承件5A的情况下相类似的效果。图8中所示出的设计方案因此相应地特别优选地适用于后车轴。
图9示出沿着延伸通过车轮中心的垂直的剖切平面通过图3中的后车轴100的剖面图,其中,在该图示中能特别好地看出板簧元件3的弯曲形状,板簧元件3的轮架侧的端部区域3A在卡夹6中的夹入以及减振器2相对于车辆竖直方向Z的倾斜位置,尤其是减振支柱轴线28相对于车辆竖直方向Z的倾斜度。
此外能特别好地看出在板簧元件3的车辆车身侧的端部区域3B与夹紧装置15之间的力锁合且形锁合的夹紧连接结构。在该实施例中,板簧元件3为此在其车辆车身侧的端部上,尤其是在其车辆车身侧的端部区域3B中具有正弦波形的轮廓,并且夹紧装置15具有相应的配对轮廓。借助于所述轮廓可以特别有效地防止板簧元件3的车辆车身侧的端部区域3B从夹紧装置15中滑移出来或滑出。此外,通过正弦波形的轮廓可实现高的力锁合和形锁合。利用该设计方案可以实现特别好的力锁合且形锁合的夹紧连接结构并且因此提供可靠的、抗力矩的在车辆车身侧的连接。借助于螺纹件16可以施加所需的夹紧力并且将夹紧装置固定在后车轴架4上。
图10以单个部件图的侧视图示出用于根据本发明的独立车轮悬架的板簧元件3″的另外的设计可行方案,其中,在该板簧元件3″中,车辆车身侧的端部区域3B″不构造成正弦波形的,而是具有L形的端部轮廓。
因为在后车轴上通常不存在用于调节(前)束角的长度可调节的转向横拉杆,因此需要其他措施来实现束角调节。在根据本发明的后车轴100的所描述的实施例中,因此出于该原因在前部的橡胶支承件5A上借助于偏心螺纹件19建立螺栓-螺母连接,所述偏心螺纹件在相应的轮廓1中支撑在轮架上,这尤其是能根据图11a和11b看出,其中,图11b示出图11a中的放大的局部。通过使偏心螺纹件19围绕其纵向轴线转动,可以引起轮架1在橡胶支承件5A的连接结构的区域中沿车辆横向方向Y移动,从而在独立车轮悬架10上能设定限定的(前)束角、尤其是限定的初始前束角。另一个(后部的)橡胶支承件5B的支承件螺纹件20在该后车轴100或该独立车轮悬架10中以传统的方式构造。但在一些情况下可以有利的是,两个支承件螺纹件19和20分别构造为偏心螺纹件。
此外,根据图11b能良好看出,轮架侧的端部区域3A如何夹入夹紧装置6中并且借助于螺纹件7(参照图1)和相应的螺母31夹入和固定在卡夹6中。
图12示出独立车轮悬架10的具有内套筒33和外套筒34的后部的橡胶支承件5B的纵截面图。在内套筒33与外套筒34之间的环形间隙中设置有呈弹性体环35形式的环形的弹性体元件35,该弹性体环在其面向套筒33、34的面上尤其是材料锁合地与相应面向套筒33或34固定连接。套筒33和34与支承件轴线22同心布置并且借助于弹性体环35彼此连接。
前部的橡胶支承件5A也以这种方式构造。橡胶支承件5A和5B分别以其外套筒34压入夹紧装置6中并且经由其内套筒33(借助于在此未示出的螺栓-螺母连接通过支承件螺纹件19和20)与轮架1固定连接。
为了在制动力的情况下限制橡胶支承件5B的轴向变形行程,橡胶支承件5B在其前侧上具有轴向止挡部36,该轴向止挡部通过外套筒34的L形的凸缘或一种法兰形成,该凸缘或法兰相对于橡胶支承件5A的支承件轴线22沿径向延伸并且当由于向后指向作用的制动力FB而达到最大允许的变形行程时轮架1可以支撑在所述凸缘或法兰上。
直至达到最大允许的变形行程,还有一个在轮架1的轴向止挡部36与支撑面38之间存在的、同样由弹性体材料制成的且尤其是与在内套筒33与外套筒34之间的弹性体环35一件式地构造的轴向的止挡缓冲件37起作用。
而沿相反方向,橡胶支承件5B不具有轴向止挡部,从而可不受阻碍地实现沿相反方向的变形。止挡缓冲件37在此这样设计尺寸,使得在最大驱动力的情况下最大变形行程没有被用尽。
图13以从车辆外部的侧视图示出根据本发明的独立车轮悬架10′的另外的有利的设计方案的另外的第一实施例的原理图,该独立车轮悬架带有板簧元件3的轮架侧的连接结构的橡胶支承件5A、5B的特别有利的布置结构,其中,所述两个橡胶支承件5A和5B原则上与上述附图中的橡胶支承件5A和5B相同地构造,但附加地分别倾斜于水平平面布置。
所述两个橡胶支承件5A和5B在此布置为,使得其支承件轴线22和23分别附加于相对于车辆纵向方向X的调整而倾斜于水平线布置,其中,在图13中的实施例中,支承件轴线22、23分别以30°相对于水平线倾斜延伸。如图13中示意性示出的那样,由此得到处于车道平面中、尤其是处于相配的车轮39的车轮接触点A中的转动极P,垂直于支承件轴线22和23并且分别延伸通过相配的支承件中点24、25的极束26和27在该转动极中相交,并且围绕该转动极,车轮39和因此还有在此未示出的轮架在纵向力情况下围绕车轮轴线D弹性运动学地转动。
在制动时,通过车轮悬架中的弹性由于由制动力FB和弹簧转向件3的橡胶支承件5A和5B中和在此未示出的减振器中的支撑力产生的力矩而出现车轮39关于车轮轴线D的扭转角。车轮39的这种扭转角(也称为拉起角)或也称为“拉起”的这种扭转在纵向力情况下、尤其是在制动的情况下可在轮胎印迹中导致所谓的“粘滑效应”并且由此在高的构件负载的情况下导致共振现象。
如果现在制动力FB的作用线如图13中所示出的那样正好延伸通过转动极P,则理论上不产生扭转角。在实践中这种二维观察不认为是精确的,但独立车轮悬架10′的拉起倾向、即围绕车轮转动轴线D的振动倾向能够通过图13中所示出的橡胶支承件5A和5B的倾斜而明显减小。
如果橡胶支承件5A和5B在考虑到出现的卡尔丹角度的情况下在弹缩和弹开的情况下这样倾斜于水平线,使得得到如下转动极P,该转动极沿车辆竖直方向Z处于车道平面下方并且因此处于车轮接触点A下方,如图14中所示,该图示出根据本发明的独立车轮悬架10″的另外的第二实施例,则拉起倾向也可以显著减小。这尤其是通过支承件轴线22和23相对于水平线的相应较小的倾斜角实现,该倾斜角在图14中分别为15°。
除了所描述的根据本发明的设计可行方案以外,原则上可实现不同的变型方案,尤其是结构类型上的变型方案,而不偏离权利要求的内容。
附图标记列表
100 根据本发明的后车轴
10、10′、10″ 根据本发明的独立车轮悬架
1 轮架
2 减振器
3、3′、3″ 板簧元件
3A 板簧元件的轮架侧的端部区域
3B 板簧元件的车辆车身侧的端部区域
4 后车轴架或车辆车身
5A 更靠前的(前部的)橡胶支承件
5B 更靠后的(后部的)橡胶支承件
6 轮架侧的夹紧装置
7 螺纹件
8 制动钳
9 制动防护板
11 支撑支承件
12 驱动轴
13 后车轴架的前部的横向承载件
14 后车轴架的后部的横向承载件
15 车辆车身侧的夹紧装置
16 螺纹件
17 后车轴架的纵向支撑件
18 后车轴架的纵向支撑件
19 前部的橡胶支承件的支承件螺纹件/偏心螺纹件
20 后部的橡胶支承件的支承件螺纹件
21 车轮支承法兰
22 前部的橡胶支承件的支承件轴线
23 后部的橡胶支承件的支承件轴线
24 前部的橡胶支承件的支承件中点
25 后部的橡胶支承件的支承件中点
26 前部的橡胶支承件的极束
27 后部的橡胶支承件的极束
28 减振支柱轴线
29、29′ 板簧元件的轮架侧的侧边
30 板簧元件的车辆车身侧的侧边
31 轮架侧的夹紧装置的螺母
32 制动盘
33 内套筒
34 外套筒
35 弹性体环
36 轴向止挡部
37 轴向的止挡缓冲件
38 轮架上的支撑面
39 车轮
α 橡胶支承件的支承件轴线围绕车辆竖直方向相对于车辆纵向方向的调整角
δ 交叉角
A 车轮接触点
D 车轮转动轴线
FB 制动力
FR 行驶方向(向前)
L 板簧元件的纵向中心平面
P 转动极
X 车辆纵向方向
Y 车辆横向方向
Z 车辆竖直方向。

Claims (16)

1.独立车轮悬架(10、10′、10″),所述独立车轮悬架用于双轮辙车辆、尤其是用于双轮辙车辆的后车轴,所述独立车轮悬架具有轮架(1)、根据减振支柱的类型构造和布置的减振器(2)以及板簧元件(3、3′、3″),所述板簧元件尤其是具有纤维复合材料或由纤维复合材料制成,其中,所述板簧元件(3、3′、3″)至少大致沿车辆横向方向(Y)定向并且构造用于,承担避震功能以及与所述减振器(2)一起承担在所述独立车轮悬架(10、10′、10″)安装在车辆中的符合功能的安装状态下固定在所述轮架(1)上的车辆车轮的车轮引导的作用,并且所述板簧元件(3、3′、3″)在轮架侧经由两个分别具有支承件轴线(22、23)和支承件中点(24、25)的橡胶支承件(5A、5B)并且分别围绕所述橡胶支承件(5A、5B)的相配的支承件轴线(22、23)可转动地连接在所述轮架(1)上并且构造用于,在车辆车身侧抗力矩地连接在车轴架(4)上和/或直接连接在车辆车身(4)上,
其特征在于,至少一个橡胶支承件(5A、5B)布置为,使得关于所述独立车轮悬架(10、10′、10″)在车辆中的符合功能的安装状态,所述橡胶支承件的相配的支承件轴线(22、23)以限定的且不等于0°的调整角(α)围绕车辆竖直方向(Z)相对于车辆纵向方向(X)调整。
2.根据权利要求1所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,所述板簧元件(3、3′、3″)在轮架侧经由更靠前的橡胶支承件(5A)并且经由更靠后的橡胶支承件(5B)连接在所述轮架(1)上,其中,优选两个橡胶支承件(5A、5B)的支承件轴线(22、23)分别以限定的且不等于0°的调整角(α)围绕所述车辆竖直方向(Z)相对于所述车辆纵向方向(X)调整。
3.根据权利要求1或2所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,所述两个橡胶支承件(5A、5B)布置且构造为,尤其是调整为,使得在作用的纵向力的情况下引起所述轮架(1)围绕沿车辆横向方向(Y)处于车轮中心外部的转动极(P)的弹性运动学的转动,尤其是围绕平行于所述车辆竖直方向(Z)的轴线的弹性运动学的转动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,所述两个橡胶支承件(5A、5B)中的一个橡胶支承件的支承件轴线(22、23),尤其是更靠前的橡胶支承件(5A)的支承件轴线(22)向车辆外部调整。
5.根据前述权利要求中任一项所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,所述两个橡胶支承件(5A、5B)中的一个橡胶支承件的支承件轴线(22、23),尤其是更靠后的橡胶支承件(5B)的支承件轴线(23)向车辆内部调整。
6.根据前述权利要求中任一项所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,至少一个支承件轴线(22、23)的至少一个调整角(α)的绝对值为至少3°、5°或7.5°且至多15°、12.5°或11°,其中,至少一个调整角(α)的绝对值尤其是为10°。
7.根据前述权利要求中任一项所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,所述两个支承件轴线(22、23)中的至少一个支承件轴线附加地以限定的角度倾斜于水平平面,其中,优选一个或两个支承件轴线(22、23)倾斜于水平平面延伸,尤其是如此倾斜于水平平面延伸,使得一个或两个橡胶支承件(5A、5B)这样倾斜,使得在这种情况下得到的转动极(P)关于在车辆中的符合功能的安装状态在所述独立车轮悬架(10、10′、10″)的至少一个状态下处于车道平面内或处于车道平面下方。
8.根据前述权利要求中任一项所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,所述板簧元件(3′)交叉地连接在所述轮架(1)上,其中,所述板簧元件(3′)为此优选构造为,使得在所述板簧元件(3′)的未受载的、未安装的状态下所述板簧元件(3、3′、3″)的轮架侧的侧边(29、29′)和车辆车身侧的侧边(30)以在其之间的限定的交叉角(δ)彼此倾斜地延伸,其中,尤其是所述轮架侧的侧边(29、29′)倾斜地延伸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,所述板簧元件(3、3′、3″),优选连同其轮架侧的连接结构(5A、5B、6、7)和车辆车身侧的连接结构(15、16)沿车辆纵向方向(X)朝着车辆后部方向偏移,从而优选所述板簧元件(3、3′、3″)的面重心和/或所述板簧元件(3、3′、3″)的纵向中心平面(L)沿车辆纵向方向(X)处于车轮中心后方,所述纵向中心平面至少大致沿车辆横向方向(Y)延伸。
10.根据前述权利要求中任一项所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,至少一个橡胶支承件(5A、5B)、优选两个橡胶支承件(5A、5B)具有轴向止挡部(36),所述轴向止挡部用于限制所述橡胶支承件(5A、5B)的轴向变形行程,其中,所述轴向止挡部优选构造用于,限制所述橡胶支承件(5A、5B)的通过朝着车辆后部方向指向的作用的纵向力(FB)引起的轴向变形行程,尤其是限制所述橡胶支承件(5A、5B)的通过朝着车辆后部方向指向的作用的制动力(FB)引起的轴向变形行程。
11.根据前述权利要求中任一项所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,至少一个橡胶支承件(5A、5B)、优选所述更靠前的橡胶支承件(5A)借助于偏心螺纹件(19)固定在所述轮架(1)上,尤其是这样固定在所述轮架上,使得通过所述偏心螺纹件(19)围绕其纵向轴线的转动能设定限定的束角、尤其是限定的初始前束角。
12.根据权利要求11所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,所述偏心螺纹件(19)支撑在所述轮架(1)上,并且所述轮架(1)构造为,使得通过所述偏心螺纹件(19)的转动能引起所述轮架(1)在所述橡胶支承件(5A、5B)的连接结构的区域中沿车辆横向方向(Y)移动。
13.根据前述权利要求中任一项所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,所述板簧元件(3、3′、3″)能够在车辆车身侧借助于力锁合且形锁合的夹紧结构而抗力矩地连接在车轴架(4)上或直接连接在车辆车身(4)上,其中,所述板簧元件(3、3′、3″)的车辆车身侧的端部区域(3B)优选具有波形的轮廓,尤其是正弦波形的轮廓或L形的轮廓或带有L形的端部区段的波形的、尤其是正弦波形的轮廓或如卷边那样成型。
14.根据权利要求13所述的独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,所述独立车轮悬架(10、10′、10″)具有能抗力矩地固定在车轴架(4)上和/或直接固定在车辆车身(4)上的夹紧装置(15),所述板簧元件(3、3′、3″)能够借助于所述夹紧装置在车辆车身侧抗力矩地连接在所述车轴架(4)上和/或直接连接在所述车辆车身(4)上,其中,所述夹紧装置(15)具有与所述板簧元件(3、3′、3″)的车辆车身侧的端部区域的轮廓配对的相应的配对轮廓并且构造用于,在符合功能的夹紧状态下与所述板簧元件(3、3′、3″)的车辆车身侧的端部区域(3B)形成力锁合和形锁合。
15.车轴(100)、尤其是后车轴(100),用于双轮辙车辆、尤其是用于双轮辙机动车,其中,所述车轴(100)具有车轴架(4)或车辆车身(4)和独立车轮悬架(10、10′、10″),其特征在于,所述独立车轮悬架(10、10′、10″)根据权利要求1至14中任一项所述构造,其中,所述板簧元件(3、3′、3″)在车辆车身侧以其车辆车身侧的端部区域(3B)抗力矩地连接在所述车轴架(4)上或连接在所述车辆车身(4)上。
16.车辆、尤其是双轮辙机动车,其特征在于,所述车辆具有独立车轮悬架(10、10′、10″),尤其是后部的独立车轮悬架(10、10′、10″),所述独立车轮悬架根据权利要求1至14中任一项所述构造,其中,所述板簧元件(3、3′、3″)在车辆车身侧以其车辆车身侧的端部区域(3B)抗力矩地连接在所述车辆的车轴架(4)上和/或直接连接在所述车辆车身(4)上。
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