CN116113552A - 用于机动车的车轮悬架的控制臂以及用于机动车前桥的车轮的车轮悬架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的车轮悬架的控制臂(10)，以及相应的用于机动车前桥的车轮的车轮悬架。控制臂(10)包括控制臂基体(12)，控制臂基体具有机动车车体侧的支承部位，其中，机动车车体侧的支承部位以支承孔眼(14)的形式构成。本发明的特征在于，支承孔眼(14)被构造为设定断裂部分，该设定断裂部分在超过预定的不当载荷时断裂。

Description

用于机动车的车轮悬架的控制臂以及用于机动车前桥的车轮的车轮悬架

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分中所述类型的用于机动车的车轮悬架的控制臂，以及一种根据专利权利要求6的前序部分中所述类型的用于机动车的前桥的车轮的车轮悬架。

背景技术

在所谓的小重叠碰撞(Small-Overlap-Crash)，即具有小的重叠宽度的正面碰撞中，存在已知的风险是，由于机动车车身的刚性纵向载体结构和/或横向载体结构因侧向的重叠宽度较小而不利于吸收冲击能量，因此被撞侧的前轮将侵入到乘客舱中并伤害车辆乘员。

由DE 10 2013 016 766 A1已知一种用于控制在机动车前车体中在小重叠形变的过程中的改进的形变特性的方法。该方法提出，使得在非碰撞情况下由承载载荷的引导器件相对于机动车车身进行引导的车轮，在碰撞情况下通过如下方式来影响其位置，即，中断由至少一个承载载荷的引导器件向车轮传递载荷，以及从车辆纵向和横向方向观察使车轮向外后方偏转并因此将车轮输送至刚性区域并尤其是输送至槛部。

下文被简称为控制臂的传递载荷的引导器件已由现有技术中充分公知。仅示例性地援引JP 20071394 A，其中已知一种具有支承孔眼的控制臂，该控制臂通过被压入到支承孔眼中的底盘支承件以能摆动运动的方式被支承在车辆车身上。

发明内容

本发明的目的是以如下方式改进根据权利要求1的前序部分中所述类型的用于机动车的车轮悬架的控制臂，即，在发生小重叠碰撞的情况下，确保控制臂的有针对性的失效，但在运行中以及在发生特殊和不当事件时不削弱控制臂的功能。

该目的通过权利要求1的特征部分与前序部分特征相结合地来实现。

从属权利要求2至5是根据本发明的控制臂的有利的改进方案。

根据本发明的控制臂、尤其是横向控制臂，以已知的方式包括控制臂基体，控制臂基体具有车轮侧的支承部位以及机动车车体侧的支承部位。机动车车体侧的支承部位在此以支承孔眼的形式构成，底盘支承件能被插入或压入到该支承孔眼中。经由能被插入到支承孔眼中的底盘支承件，使得控制臂以已知的方式以能围绕支承轴线摆动运动的方式紧固或支承在机动车车体上。

能被插入或压入到支承孔眼中的支承件在此尤其以橡胶金属支承件的形式构成，经由该支承件，使得控制臂——在安装状态下——以能围绕基本上沿车辆纵向方向取向的支承轴线摆动运动的方式支承在机动车车体上。仅为完整起见还要指出的是，在下文中为了方向说明使用固定在车辆上的坐标系，该坐标系的x轴沿车辆的纵轴线延伸并指向行驶方向(＝前进方向)，该坐标系的y轴沿车辆横向轴线延伸并(相应地)指向左侧，并且该坐标系的z轴沿车辆竖直轴线向上取向。

根据本发明提出，支承孔眼被构造为设定断裂部分，在超过预定的不当载荷时，该设定断裂部分就有针对性地断裂开。

不当载荷在此被选择成，使得只有在超过相应的预定的最大允许的力矩载荷和/或超过相应的预定的最大拉伸载荷的情况下，才发生支承孔眼的断裂，该超过情况尤其是只有在小重叠碰撞、即重叠宽度较小的正面碰撞的情况下才发生。也就是说，在正常的行驶运行中以及在其他特殊和/或不当事件的情况下，如非常急促地驶过高的路边石或类似的情况下，都确保控制臂的运行。

根据本发明的控制臂的设计方案被证明是特别有利的，这是因为由此在小重叠碰撞的情况下以简单的方式和方法确保有针对性的控制臂失效。这种设计方案的另一个优点，即，将支承孔眼设计为设定断裂部分，这可以结构简单的方式实现，由此确保了控制臂的成本低廉的制造。

为了确保支承孔眼有针对性地断裂，支承孔眼优选具有两个——从支承孔眼的径向方向r来观察——基本上是相对置的设定断裂部位。

根据第一实施方式，在此，设定断裂部位以两个缺口部位的形式构成，在控制臂的安装状态下观察，在支承孔眼的在机动车的x方向(＝>车辆纵向方向)上观察向前取向的、在轴向端部侧的环形端面中引入这些缺口部位。

第二实施方式提出，设定断裂部位以支承孔眼周面的两个——从支承孔眼的周向方向观察——局部限定的材料去除部的形式构成。

以缺口部位或材料去除部/减材部位的形式构成设定断裂部位的优点是，能借助切削制造方法和/或改形的制造方法快速且廉价地生产。

控制臂的另一特别有利的实施方式的优异之处在于，控制臂基体在支承孔眼的区域中具有在支承轴线的方向上延伸的、旋钮状的止挡部，该止挡部——在控制臂的安装状态下观察——在x方向(＝>车辆纵轴线)上向后延伸。在此，止挡部在其延伸长度上这样确定尺寸并且在其相对于支承孔眼的布置上这样定位，使得——也在控制臂的安装状态下观察——在超过控制臂在机动车车体侧的支承部位中围绕竖直轴线(z方向)的确定的、最大允许的摆动运动时，止挡部接触设置在机动车车体侧的支撑面。在此，如此选择控制臂在机动车车体侧的支承部位中围绕竖直轴线的最大允许的摆动运动，使得该最大允许的摆动运动仅在小重叠碰撞、也就是说具有小的重叠宽度的正面碰撞以及由此引起的控制臂或控制臂的车轮侧的支承部位在x方向上(＝>车辆纵轴线)向后偏转的情况下发生。这种设计方案的效果是，在小重叠碰撞的情况下由于止挡部支撑在预设的支撑面上而产生杠杆效应，由此以有利的方式支持有意地、有针对性地使支承孔眼断裂。

本发明的目的还在于以如下方式改进根据权利要求6的前序部分中所述类型的用于机动车前桥的车轮的车轮悬架，即，在发生小重叠碰撞的情况下确保支承臂/承载控制臂(Traglenker)的简化分离，并因此防止车轮侵入到乘客舱中。

该目的通过权利要求6的特征部分与其前序部分特征相结合地来实现。

从属权利要求7至10是车轮悬架的有利的改进方案。

以已知的方式，在用于机动车前桥的车轮的车轮悬架中，车轮经由控制臂组件铰接在机动车车体上或在机动车车体上被引导。此外，车轮悬架被构造成，使得在发生小重叠碰撞，即与障碍物以小重叠宽度的方式发生正面碰撞时，控制臂组件的控制臂对事故侧的车轮的载荷传递被中断，并且使车轮从车辆的纵向方向(x方向)和横向方向(y方向)观察向外后方偏转。

根据本发明，载荷传递被中断的控制臂根据权利要求1至5中任一项所述来构造。

根据本发明的车轮悬架被证明是特别有利的，这是因为(与根据DE 102013 016766A1的现有技术相比)不需要附加的破坏装置来中断对控制臂的载荷传递，从而与根据DE10 2013 016 766 A1的现有技术相比提供了节省结构空间的、具有较少的构件的、在结构设计方面被大大简化且因此尤其是廉价的车轮悬架。

控制臂在此优选被构造为横向控制臂。控制臂的布置是任意的且与机构组件/成套组件(Package)有关，即横向控制臂可以与纵向控制臂一起作为支承臂布置在下控制臂平面中。然而，也能想到的是，横向控制臂与至少一个另外的纵向控制臂一起布置在上控制臂平面内。

为了确保控制臂的在机动车车体侧的支承装置在结构设计上简单且廉价的设计方案，控制臂优选通过被压入到支承孔眼中的橡胶金属支承件以能围绕基本上沿x方向(＝>车辆纵轴线)延伸的支承轴线摆动运动的方式被支承。橡胶金属支承件的另外的作用是，在发生小重叠碰撞以及由此造成的控制臂沿x方向向后、即与行驶方向相反地偏转的情况下，在橡胶金属支承件中出现的万向式交错/扭曲/扭转

在机动车车体侧的支承部位中围绕竖直轴线产生高力矩M，从而由力矩M和作用于控制臂上的拉力的组合确保了支承孔眼的或支承孔眼的设定断裂部位的有意的撕裂。

根据本发明的车轮悬架的另外的优选的实施方式提出，控制臂的在机动车车体侧的底盘支承件支承在支承件支架的两个基本上沿y方向、即车辆横向方向取向的支承腿之间，并且在沿x方向观察时后方的支承腿上构造有用于控制臂基体侧的止挡的支撑面。构造在后支承腿上的支撑面和构造在控制臂基体上的止挡部在此相互这样地定位且这样地确定尺寸，即，在超出控制臂在机动车车体侧的支承件支架中围绕车辆竖直轴线(z方向)的规定的、最大容许的摆动运动的情况下，止挡部接触构造在后支承腿上的支撑面。通过使止挡部与支撑面接触，以有利的方式产生了杠杆效应，因此支持了支承孔眼的有意、有针对性的断裂。

优选地，车轮悬架的控制臂组件通过辅助框架支承在机动车车体上。

附图说明

本发明的另外的优点和应用可能性将从以下结合图中所示的实施例的描述得出。

其中在附图中示出：

图1示出根据本发明的控制臂的第一实施方式；

图2示出在车轮悬架中的处于安装状态下的图1的控制臂；

图3示出处于小重叠碰撞状况下的图2的车轮悬架；

图4示出根据本发明的控制臂的第二实施方式；

图5示出图4中控制臂的另外的设计方案；

图6示出在车辆悬架中的安装状态下的图4的控制臂；并且

图7示出处于小重叠碰撞状况下的图4的车轮悬架。

在下面的描述和附图中，相同的构件和部件都标有相同的附图标记以避免重复，除非进行进一步区分是必要的或有意义的。

具体实施方式

图1示出了整体用附图标记10标注的用于机动车的车轮悬架的控制臂。控制臂10包括控制臂基体12以及被构造在支承基体12、整体上用附图标记14标注的用于接纳(在此未示出的)底盘支承件的支承孔眼。如图1另外所示，支承孔眼14具有两个径向相对置地布置的设定断裂部位16-1、16-2，在此，这些设定断裂部位以两个缺口部位的形式构成。

在安装状态下，参照图2，控制臂10通过被压入到支承孔眼14中的橡胶金属支承件18以能围绕基本上沿x轴线取向的支承轴线20摆动运动的方式被支承在布置于机动车车体上的支承件支架22的两个支承腿22-1、22-2之间。从图2还可以看出，这两个缺口部位在此沿x方向(＝行驶方向)观察被引入到支承孔眼14的前部的环形端面14-1中。缺口部位在此这样地确定尺寸，即，在超过了预定的不当载荷的情况下，支承孔眼14就有针对性地断裂，以便能够实现控制臂10分离。

不当载荷在此被选择成，只有在超过相应预定的最大允许的力矩载荷和/或超过相应预定的最大拉伸载荷的情况下，才出现支承孔眼14断裂，这种超过情况尤其是在小重叠碰撞，即具有小重叠宽度的正面碰撞的情况下发生。也就是说，在正常的行驶运行中以及在其他特殊和/或不当事件的情况下，如非常急促地驶过高的路边石或类似的情况下，都确保控制臂10的运行。

如图3中所示，在小重叠碰撞的情况下，控制臂10沿x方向向后(逆着行驶方向地)围绕——在此作为U3点表示的——支承点偏转。由于控制臂10的向后偏转，使得在橡胶金属支承件18中出现了万向式交错，由此在U3点中围绕z轴线产生了高的复位力矩M。由力矩M和作用于控制臂10的拉力F的组合足以触发支承孔眼14的有针对性的失效，也就是说，支承孔眼14首先在被构造为缺口部位的设定断裂部位16-1和16-2处断裂开，随后完全撕裂并释放控制臂10，从而确保了控制臂10的尽早分离。

图4中所示的控制臂10的实施方式基本上相当于图1中所示的实施方式；根据图4中所示的实施方式，只是将两个径向上相对置的设定断裂部位构造为在支承孔眼14的外周面14-2的——沿支承孔眼14的周向方向观察——局部限定的材料去除部。在小重叠碰撞的情况下的特性与图3中描述相应。

根据图5中所示的实施方式，控制臂基体12在支承孔眼14的区域中形成有止挡部24。从图6可以看出，止挡部24这样地布置在控制臂基体12上，即，在控制臂10的安装状态下，止挡部24沿x方向(＝行驶方向)向后取向。此外，从图6可以进一步看出，在对置的支承件支架22-1上，即沿x方向(行驶方向)在后面的支承件支架22-1上构造有支撑面26。

止挡部24和支撑面26在此这样地定位且确定尺寸，即，在发生小重叠碰撞情况下，参照图7，在超过控制臂10围绕U3点的规定的、最大允许的摆动运动之后，止挡部24贴靠在支撑面26上。由此产生了附加的杠杆效应，这以有利的方式支持了图3中描述的支承孔眼14的有针对性的断裂。

Claims (10)

1.一种用于机动车的车轮悬架的控制臂(10)，所述控制臂包括控制臂基体(12)，所述控制臂基体具有在机动车车体侧的支承部位，其中，该机动车车体侧的支承部位设计为支承孔眼(14)的形式，

其特征在于，支承孔眼(14)被构造为设定断裂部分，该设定断裂部分在超过预定的不当载荷的情况下断裂。

2.根据权利要求1所述的控制臂(10)，

其特征在于，支承孔眼(14)构造成具有两个沿径向对置的设定断裂部位(16-1、16-2)。

3.根据权利要求2所述的控制臂(10)，

其特征在于，设定断裂部位(16-1、16-2)以两个缺口部位的形式构造，所述缺口部位被引入到支承孔眼(14)的两个呈环形的端面之一中，其中，缺口部位被引入到——在控制臂的安装状态下——沿车辆纵向方向(x方向)观察朝前方取向的端面(14-1)中。

4.根据权利要求2所述的控制臂(10)，

其特征在于，设定断裂部位(16-1、16-2)以支承孔眼周面(14-2)的两个——沿支承孔眼(14)的周向方向观察——局部限定的材料去除部的方式构成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的控制臂(10)，

其特征在于，控制臂基体(12)在支承孔眼(14)的区域中具有沿支承轴线(20)的方向延伸的止挡部(24)，所述止挡部在控制臂(10)的安装状态下观察沿车辆纵向方向(x方向)向后延伸，其中，止挡部(24)这样地确定尺寸和定位，即，使得在控制臂(10)的安装状态下观察，在超过控制臂(10)在机动车车体侧的支承部位(22)中围绕车辆竖直方向(z方向)的规定的、最大允许的摆动运动的情况下，止挡部(24)与设置在机动车车体侧的支撑面(26)接触。

6.一种用于机动车前桥的车轮的车轮悬架，其中，车轮通过控制臂组件铰接在机动车体上并被引导，所述车轮悬架被构造成，使得在与障碍物以小重叠宽度发生正面碰撞的情况下，控制臂组件的控制臂(10)对车轮的载荷传递被中断，并使车轮从车辆纵向(x方向)和横向方向(y方向)观察被向外后方偏转，

其特征在于，构造有根据权利要求1至5中任一项所述的控制臂(10)。

7.根据权利要求6所述的车轮悬架，

其特征在于，控制臂(10)被构造为横向控制臂，并且与纵向控制臂一起布置在下控制臂平面或上控制臂平面内。

8.根据权利要求6或7所述的车轮悬架，

其特征在于，控制臂(10)在机动车车体侧通过橡胶金属支承件(18)以能围绕沿车辆纵向方向(x方向)取向的支承轴线(20)摆动运动的方式被支承。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的车轮悬架，

其特征在于，控制臂(10)的机动车车体侧的底盘支承件(18)支承在支承件支架(22)的两个沿车辆横向方向(y方向)取向的支承腿(22-1、22-2)之间，其中，沿车辆纵向方向(x方向)观察后方的支承腿(22-1)具有用于构造在控制臂基体(12)上的止挡部(24)的支撑面(26)，其中，止挡部(24)和支撑面(26)这样地定位和确定尺寸，即，在超过控制臂(10)在机动车车体侧的支承件支架(22)中围绕车辆竖直轴线(z方向)的规定的、最大允许的摆动运动的情况下，止挡部(24)与构造在后支承腿(22-1)上的支撑面(26)接触。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的车轮悬架，

其特征在于，控制臂组件通过辅助框架支承在机动车车体上。

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