CN1213881C - 车轴的轴悬架系统和底盘及与车轴的组合 - Google Patents

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Abstract

用于汽车刚性轴，尤其是空气弹簧的商用车辆刚性轴的的轴悬架系统。包括：一个在车轴3上方的可扭转的四点导向杆4，其分别通过两个沿汽车横向间隔设置的铰5，6，7，8一方面与车轴3另一方面与车身1，2相连，汽车每侧分别至少有一个弹性元件19，20，其用于车轴3和车身1，2之间的减振，一个大致在汽车中央沿汽车纵向延伸的、将车轴3与车身1，2垂直可动连接的扭杆21以导向轴。

Description

车轴的轴悬架系统和底盘及与车轴的组合
技术领域
本发明涉及一种用于汽车刚性轴尤其是空气弹簧商用汽车的刚性轴的轴悬架系统、底盘及与车轴的组合。
背景技术
包括一个四点导向杆的轴悬架系统例如从DE 195 21 874 A1中可知。这种轴悬架系统的结构设计原则上是简单的，并节省空间和费用，从而在实践中已完全证明有效。但这种轴悬架系统，如同其它现有技术中已知的结构形式一样，有一缺点，即，需要有多个构件用于轴导向，这就要求较高的安装费用，此外对汽车总重也有负面影响。另外，已知的轴悬架系统部分地运动学重复确定。这又导致在某些情况下在轴结构内部不确定地经历运动学过程，这可能对行走机构平衡或行走机构动力性在垂直方向和横向产生不利影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，改进轴悬架系统，从而改善运动学关系，优化行驶动力性。此外还应减少零部件数量。
该技术问题的一个解决方案在于一种空气弹簧的商用车辆轴悬架系统和用于一刚性轴的车辆底盘，该轴悬架系统和底盘包括：
一底盘，其具有按横向相互间隔布置的纵架，所述纵架通过横梁而牢固相连；
一与所述横梁中之一的中部相连的托梁，该托梁向下延伸至托梁的下端，
一可扭转的四点导向杆，它通过两个铰与该车轴的顶部相连并通过两个铰与汽车底盘相连，每一连接处的所述铰沿汽车的纵向相互间隔布置；
在汽车的每一侧布置的弹性元件，它们位于该车轴和车身之间；以及一用于轴导向的扭杆；该扭杆从该车轴的下方近汽车中部沿着汽车的纵向延伸并将该车轴按坚直可移动的方式与托梁的下端相连。
该技术问题的另一个解决方案在于一种用于汽车刚性轴的轴悬架系统和底盘，该轴悬架系统和底盘包括：
一底盘，其具有按横向相互间隔布置的纵架，所述纵架通过横梁而牢固相连；
一托梁，它与所述横梁之一的中部相连并向下竖直延伸至一托架的下端；
一四点导向杆，它具有一与该车轴相连并位于该车轴上方的前两个铰和直接将该四点导向杆与底盘相连并位于该车轴上方的后两个铰，所述前两个铰与所述后两个铰相隔布置；
在汽车的每一侧的弹性元件，用于弹性悬挂在该车轴和车身之间；以及一用于轴的导向的扭杆，所述扭杆沿汽车的纵向大体在第一汽车侧和第二汽车侧的中间延伸并将该车轴按可坚直移动的方式与该托梁的下端相连。
该技术问题的又一个解决方案在于一种空气弹簧的商用车辆的车轴、轴悬架系统以及底盘的组合，该组合包括：
一刚性车轴；
一底盘，它具有按横向相互隔开的纵架，所述纵架通过横梁牢固相连；
一托梁，它与所述横梁之一的中部相连并坚直向下延伸至一托梁的下端；
一可扭转的四点导向杆，它通过两个铰与该车轴的顶部相连并通过两个铰直接与底盘相连，每一连接处的所述铰沿着汽车的纵向相互隔开；
在汽车的每一侧布置的弹性元件，用于弹性悬挂在该车轴和车身之间；以及一用于轴导向的扭杆，所述扭杆在该车的下方大体在汽车的中部沿着汽车的纵向延伸并将车轴按可竖直移动的方式与所述托梁的下端相连。
根据本发明的轴悬架系统由一个可扭转的四点导向杆构成，其布置在车轴上方，并分别通过两个沿汽车横向间隔一定距离的铰一方面与车轴连接，另一方面与车身连接。
此外在汽车每侧，在车轴和车身之间安置至少一个弹性元件以减振。
这种轴悬架系统的特点在于，只有一个沿汽车纵向大致位于汽车中央延伸的扭杆，其将车轴与车身垂直可动地连接，用来导向轴。这里扭杆设置在车轴的与四点导向杆相对的一侧。很显然，在本发明范围内，四点导向杆和扭杆可以反过来布置。
通过这种实施形式，简化和优化了轴悬架系统的运动学关系。构件数量明显减少，从而轴结构整体成本比公知实施形式更经济。
根据本发明，弹性元件或缓冲装置安装在纵梁上，纵梁本身与车轴连接，从而在车轴和车身之间形成间接连接。特别有利的是，每个纵梁具有至少一个用于弹性元件或缓冲装置的装纳装置。这里纵梁在汽车每侧大致沿汽车纵向延伸布置，并且能够装纳一个或多个弹性元件和必要时的缓冲装置。为了安置弹性元件或缓冲装置，装纳装置可以实施为铰，为此在本发明的一种特殊设计方案中也可以采用球铰。最后提到的具有一个优点，即，相应构件的装纳可以很容易地移动，从而例如在使用空气弹簧时，空气弹簧气囊仅在极小的范围内受载。
根据本发明，车身的组成部分还有至少两个平行的纵架，其大致沿汽车横向通过相互间隔布置的横梁连接。
根据本发明的另一种设计方案，大致在汽车中央沿汽车纵向延伸的、将车轴与车身垂直可动连接的用于轴导向的扭杆可以借助一个梁托与横梁之一连接。梁托在此处通常可以理解为一个装纳装置，其一方面装纳扭杆的一个分子铰，另一方面固定在车身上。扭杆最好在其每端有一个分子铰。
为了最好地减振车轴，根据本发明的轴悬架系统中，弹性元件设置在车轴之前或后，或者设置在车轴之前和后。
附图说明
下面借助附图进一步描述本发明主题的实施例。
图1根据本发明的轴悬架系统实施例的斜前方即逆着汽车行驶方向看的透视图，
图2斜后方即沿着汽车行驶方向看的透视图，
图3根据本发明的轴悬架系统去掉沿汽车方向的右侧车轮后的侧视图，
图4用于根据本发明的轴悬架系统的分子铰截面图，
图5根据本发明的轴悬架系统俯视图。
具体实施方式
在图1至3中示出了位于一个带有纵架1a，1b的、未进一步示出的商用车辆底架上的本发明轴悬架系统。纵架1a，1b横向间隔布置，通过横梁2a，2b相互固定连接。纵架1a，1b和横梁2a，2b是车身1，2的组成部分。在纵架1a，1b的下方有一个车轴3，该车轴与纵架1a，1b或横梁之一2b通过一个四点导向杆4相连。在车轴3上还固定有车轮15和16。四点导向杆4共有四个铰5，6，7和8，其中如前所述，两个铰6，8固定在车架上，两个铰5，7固定在车轴上。固定在车轴和车架上的铰沿汽车横向间隔设置，并实施为分子铰。
分子铰基本涉及一种例如图4所示的球铰。这里分子铰由一个位于内部的万向节球30，一个包围万向节球的壳体32以及一个在万向节球30和壳体32之间的弹性体31。在图4所示实施例中，万向节球30分为两部分，由一个内部的金属铰轴33和一个在其上形成的外部弹性体球34组成。分子铰的其它实施形式可以是一个整个用金属制成的万向节球30，或者不是球而是柱形内部件。这种分子铰可通过选择位于万向节球30和壳体32之间的弹性体来相应匹配作用在铰上的载荷。此外，在弹性体和/或壳体内部或在铰的内部件上至少局部地设有适宜影响铰特性的空隙。这样，分子铰能够例如沿一个方向具有较小的减振，而至少在一个与该方向偏置的方向上具有较大的减振。
在图1至3还可看出，车轴3到横梁2b具有一种由一个扭杆21形成的连接，该扭杆本身一端装纳在梁托10中。该扭杆两端分别有一个分子铰13，14，其中分子铰13铰接在车轴3的下方，分子铰14装纳在梁托10内。分子铰5，6，7，8，13和14基本上具有前述的结构，并且不仅能承受纵向力还能承受由车轴3运动引起的垂直力和扭曲(万向节)。通过使用分子铰，避免了运动学自由度的重复确定，从而能够对垂直方向和横向的行走机构动力性进行最佳的前进平衡。
为了间接地连接车轴与车身1，2，在汽车每侧在车轴3上分别固定一个纵梁11或12。该纵梁11，12在所示实施例中通过一个弹性元件19，20或者一个缓冲装置35，36形成所述的到车身1，2的连接。
在纵梁11和12上分别有装纳装置17a，17b和18a，18b用于安置弹性元件19，20或者缓冲装置35，36。
这导致减少了在传统轴结构中通常所使用的构件数，由此减少了本发明轴结构的仓库管理和安装时间。
由图5所示的本发明轴结构的一种实施例的俯视图可看出四点导向杆4的位置以及其在底盘或车轴3上的铰接点。
当然，在本发明的轴悬架系统中，可以用三个、四个或更多个这种弹性元件来代替图示的两个弹性元件，例如弹性元件19，20沿行驶方向看可设置在车轴3之前或之后。

Claims (18)

1.一种空气弹簧的商用车辆轴悬架系统和用于一刚性轴的车辆底盘，该轴悬架系统和底盘包括：
一底盘，其具有按横向相互间隔布置的纵架，所述纵架通过横梁而牢固相连；
一与所述横梁中之一的中部相连的托梁，该托梁向下延伸至托梁的下端，
一可扭转的四点导向杆，它通过两个铰与该车轴的顶部相连并通过两个铰与汽车底盘相连，每一连接处的所述铰沿汽车的纵向相互间隔布置；
在汽车的每一侧布置的弹性元件(19，20)，它们位于该车轴和车身之间；以及
一用于轴导向的扭杆；该扭杆从该车轴的下方近汽车中部沿着汽车的纵向延伸并将该车轴按坚直可移动的方式与托梁的下端相连。
2.按照权利要求1所述的轴悬架系统和底盘，其特征在于还包括：
分别在汽车的每一侧布置在该车轴上的纵梁(11，12)；
一用于弹性元件中之一或用于缓冲装置的装纳装置，所述装纳装置被设置在上述纵梁之一上；以及
一用于另一弹性元件或用于缓冲装置的装纳装置，所述装纳装置被设置在上述另一纵梁上。
3.按照权利要求2所述的轴悬架系统和底盘，其特征在于，所述用于弹性元件或用于缓冲装置的装纳装置包括铰。
4.按照权利要求3所述的轴悬架系统和底盘，其特征在于，所述铰是球铰。
5.按照权利要求1所述的轴悬架系统和底盘，其特征在于，还包括在所述扭杆的两端的分子铰，其中一个分子铰与该托梁相连，另一分子铰与位于该四点导向杆对面的车轴一侧上的车轴相连。
6.按照权利要求1所述的轴悬架系统和底盘，其特征在于，所述弹性元件之一被设置在该车轴之前或之后。
7.按照权利要求1所述的轴悬架系统或底盘，其特征在于，还包括：
一第一后侧弹性元件，用于弹性悬挂在该车轴和车身之间，所述第一后侧弹性元件被布置在该车轴之后；以及
一第二后侧弹性元件，用于弹性悬挂在该车轴和车身之间，所述第二后侧弹性元件被布置在该车轴之后，其中该第一侧向弹性元件和该第二侧向弹性元件被布置在该车轴之前。
8.一种用于汽车刚性轴的轴悬架系统和底盘，该轴悬架系统和底盘包括：
一底盘，其具有按横向相互间隔布置的纵架，所述纵架通过横梁而牢固相连；
一托梁，它与所述横梁之一的中部相连并向下竖直延伸至一托架的下端；
一四点导向杆，它具有一与该车轴相连并位于该车轴上方的前两个铰和直接将该四点导向杆与底盘相连并位于该车轴上方的后两个铰，所述前两个铰与所述后两个铰相隔布置；
在汽车的每一侧的弹性元件(19，20)，用于弹性悬挂在该车轴和车身之间；以及
一用于轴的导向的扭杆，所述扭杆沿汽车的纵向大体在第一汽车侧和第二汽车侧的中间延伸并将该车轴按可坚直移动的方式与该托梁的下端相连。
9.按照权利要求8所述的车悬架系统和底盘，其特征在于，还包括：
在汽车的每一侧布置在该车轴上的纵梁(11，12)；
一用于所述弹性元件中之一或用于缓冲装置的装纳装置，所述装置被设置在上述纵梁(11，12)之一上；以及
一用于另一弹性元件或用于缓冲装置的装纳装置，所述装纳装置被设置在上述另一纵梁上。
10.按照权利要求9所述的轴悬架系统和底盘，其特征在于，所述用于弹性元件或缓冲装置的装纳装置包括铰。
11.按照权利要求10所述的轴悬架系统和底盘，其特征在于，所述铰是球铰。
12.按照权利要求8所述的轴悬架系统和底盘，其特征在于还包括在所述扭杆两端上的分子铰，其中一个分子铰与该托梁相连，而另一分子铰与位于所述四点导向杆对面的车轴一侧的车轴相连。
13.按照权利要求8所述的轴悬架系统和底盘，其特征在于，一个所述的弹性元件被布置在所述车轴之前或之后。
14.按照权利要求8所述的轴悬架系统和底盘，还包括：
一第一后侧弹性元件，用于弹性悬挂在该车轴和车身之间，所述第一后侧弹性元件被布置在该车轴之后；以及
一第二后侧弹性元件，用于弹性悬挂在该车轴车身之间，所述第二后侧弹性元件被布置在该车轴之后，其中该第一侧向弹性元件和该第二侧向弹性元件则被布置在该车轴之前。
15.一种空气弹簧的商用车辆的车轴、轴悬架系统以及底盘的组合，该组合包括：
一刚性车轴；
一底盘，它具有按横向相互隔开的纵架，所述纵架通过横梁牢固相连；
一托梁，它与所述横梁之一的中部相连并坚直向下延伸至一托梁的下端；
一可扭转的四点导向杆，它通过两个铰与该车轴的顶部相连并通过两个铰直接与底盘相连，每一连接处的所述铰沿着汽车的纵向相互隔开；
在汽车的每一侧布置的弹性元件(19，20)，用于弹性悬挂在该车轴和车身之间；以及
一用于轴导向的扭杆，所述扭杆在该车的下方大体在汽车的中部沿着汽车的纵向延伸并将车轴按可竖直移动的方式与所述托梁的下端相连。
16.按照权利要求15所述的组合，其特征在于，还包括：
在汽车的每一侧布置在该车轴上的纵梁(11，12)；
一用于所述弹性元件中之一或用于缓冲装置的装纳装置，所述装纳装置被设置在所述纵梁(11，12)之一上；以及
一用于另一弹性元件或用于缓冲装置的装纳装置，所述装纳装置被设置在另一所述纵梁上。
17.按照权利要求16所述的组合，其特征在于，还包括在所述扭杆的两端上的分子铰，其中一个分子铰与所述托梁相连，另一个分子铰与位于所述四点导向杆对面的车轴下侧的车轴相连。
18.按照权利要求17所述的组合，其特征在于还包括：
一第一后侧弹性元件，用于弹性悬挂在该车轴和车身之间，所述第一后侧弹性元件被布置在该车轴之后；
一第二后侧弹性元件，用于弹性悬挂在该车轴和车身之间，所述第二后侧弹性元件被布置在该车轴之后，其中，所述弹性元件(19，20)被布置在该车轴之前。
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