CN1338997A - 汽车刚性轴的桥悬挂装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车刚性轴的桥悬挂装置,特别是用于空气弹簧的商用车辆,其中在车轴3上方,一个一方面与车轴3和另一方面与车架1a,1b铰式连接、可扭转的四点导杆4,通过在汽车横向方向上每边均有两个相互有一定间距的铰5,6,7,8与车轴3和与车架1a,1b连接。为了操纵轴,在汽车每侧至少设置一个沿汽车纵向方向延伸的、垂直可动地连接车轴3和车架1a,1b的扭杆11,12;为了有弹性,在车轴3和车架1a,1b之间至少设置一个气弹簧结构件19,20,其中每边的扭杆11、12通过一个分子铰15,16与车轴3连接。通过车轴的铰轴承,整个桥悬挂装置系统有明显优越的弹性和所有的行驶条件下有各种动力学关系的明确配合,因此不会因为汽车轴紧配合而对轴的弹簧张缩产生负面影响。

Description

汽车刚性轴的桥悬挂装置
本发明涉及一种汽车刚性轴的桥悬挂装置，特别是用于空气弹簧的商用车辆，其中在汽车轴的上方，一个一方面与车轴和另一方面与车架铰式连接、可扭转的四点导杆，通过在汽车横向方向上每边均有两个相互有一定间距的铰链与车轴和与车架连接。为了操纵轴，在汽车每侧至少设置一个沿汽车纵向方向延伸的、垂直可动地连接车轴和车架的扭杆；为了有弹性、在车轴和车架之间至少设置一个弹簧结构件。
专利DE 195 21 874公开了这种结构类型的桥悬挂装置。这种桥悬挂装置的结构设计原理上简单、节省空间和生产费用，在实践中被证明完全是可靠的。不过这种结构类型的桥悬挂装置与已有技术中的其它结构类型一样还有一个缺点，轴与毗邻布置的扭杆固定连接。这种类型的固定在与整个轴结构的配合中，导致行驶机构自由度的运动学的一致。而这又导致轴结构内部在一定情况下产生难以确定的运动学过程，这在一些情况下，对在垂直方向和侧向上的行驶机构协调或行驶机构动力学产生负面影响。
此外被驱动轴与驱动轴振动的运动学一致能导致由此引起的驱动轴磨损的增大和所使用的轴外壳的高负荷。
本发明要解决的技术问题是进一步改进一种桥悬挂装置，改善其运动学关系，目的是为使行驶动力学最佳化，达到较小的振动、较少的磨损和提高轴结构的横向刚性。此外应进一步减少零部件数，提高修理的简便性和进一步减少所使用的非弹性部件的重量。
该技术问题是通过权利要求1中的技术措施和结构特征来实现的。根据本发明，扭杆通过分子铰与车轴连接。与已有技术中已知的轴构造相反，通过车轴的铰接轴承使桥悬挂装置的整个系统的弹性有了明显的改善，和在所有的行驶条件下，各种运动学关系的明确配合，因此不会因为车轴的挤压或扭转而对轴的压缩和张力产生负面影响。
此外本发明从属权利要求的特征说明了本发明主题的特殊设计方案。
如果扭杆有一个为其使用的弹簧结构件的接纳件和/或一个缓冲器，则是特别有利的。为了这个目的，扭杆在它的自由端上，不是在车架上铰接端上，通过扭杆与车轴连接端的铰接点向外延长，其中在该端上接纳在已有技术的构造中通常在车轴和车架之间单独设置的弹簧结构件。本发明的弹簧结构件的接纳件可以是刚性的或铰接的，此处一个铰式连接附加降低弹簧结构件的磨损。此外其综合功能导致减少部件数和由于缩短按装时间和较小的库存而导致降低整个桥悬挂装置结构的生产费用。通过本发明简单的轴结构型式使弹簧结构件与所应用的轴达到最佳地连接，其中可以想像，从立体看扭杆设置成V字形，这样附加地增加了侧向稳定性。当然与此有关的可以想像，每个扭杆不仅带有弹簧结构件的一个接纳件，而且为了给车轴加上弹簧垫，规定有四个或更多个弹簧结构件，优选空气弹簧元件。
如果扭杆同样地通过分子铰固定在车架上，则本发明结构设计中桥悬挂装置的各种运动学关系能更好地匹配。另一个分子铰应具有一个刚性铰特性，这样的分子铰作为扭杆的汽车轴侧的分子铰，由此可减少一种万向接头的角位移，特别是作为弹簧元件应用的空气皮囊式的弹簧。
此外通过上面的四点导杆和下面带有两个铰的扭杆分子铰轴承的立体运动学，可以使两个结构件构成规矩的平行四边形布置方式，它又对整个轴运动学产生正面影响，此外使汽车生产者可能具有理想的安装条件。特别通过这种理想的梯形布置保证达到尽可能小的铰接轴磨损。
下面结合附图对本发明主题的实施形式作进一步的详细说明。
图1是本发明的桥悬挂装置第一个实施形式在汽车纵向方向上的前斜透视图。
图2是图1的桥悬挂装置的后斜透视图。
图3是本发明桥悬挂装置的另一个实施形式的俯视图。
图4是为本发明桥悬挂装置应用的分子铰的剖面图。
图5是本发明桥悬挂装置的另一个实施形式沿汽车纵向方向的前斜透视图。
图6是图5中沿箭头方向VI相应的视图(没有车轮)。
图1是表示在一个带有纵梁1a，1b，这里未详细画出的商用车辆底盘上的本发明桥悬挂装置。汽车纵梁1a，1b是在侧面彼此间隔固定地布置，通过横梁2a，2b相互固定结合。在汽车纵梁1a和1b下方安置车轴3，其通过一个四点导杆4与纵梁1a，1b连接。四点导杆4共有四个铰5，6，7，8，其中两个铰5，6固定在汽车车架上和两个铰7，8固定在车轴上。在车轴和车身上固定的各个铰彼此间隔固定地布置在汽车横向方向上。
此外从图1中可看到，在两个纵梁1a和1b上各固定一根侧杆9或10，在它们的下自由端上每个均借助一个分子铰13，14连接一根扭杆11或12。
分子铰原则上就是一种铰，在图4中举例表示出一种球铰。分子铰由一个内置的万向球30、包围万向球的外壳32和一个安置在万向球30和外壳32之间的弹性体31所组成。在图4的实施例中，万向球30由二部分组成，一部分为内金属铰轴33和加工在它旁边由弹性体组成的外球34。其它的分子铰形式也可规定完全由金属组成的万向球30或不用球而具有一个圆柱形的内部件。这种类型的分子铰可以通过选择万向球30和外壳32之间设置的弹性体来适应相应加在铰上的负荷。此外在弹性体和/或外壳的内部或铰的内部件上规定至少有区域性的间隙，它有目的地影响铰特性。因此举例来说，分子铰在一个方向上具有较小的缓冲阻尼和至少在一与此偏移的方向上有一相应较大的缓冲阻尼。
在侧杆9、10旁边借助分子铰13，14控制的扭杆11，12主要沿水平方向排列和在背向分子铰13，14的终端上每个扭杆通过另一个分子铰15，16与轴3连接。分子铰15，16原则上也具有上述的结构和不仅可以承受纵向力，也可承受横向力和由于轴的运动引起并造成行驶机构的转角(万向接头)。通过应用分子铰阻止了运动学自由度的一致性，因此能导致行驶机构动力学行为在垂直和横向方向上最佳地前进协调。
从图2中可以看到，扭杆11，12穿过分子铰15和16的铰点向外延长和在它们的自由端各有一个为弹簧结构件19，20的接纳件17或18。此外在扭杆11，12和车架1a，1b之间通过每边均有一个缓冲器35，36存在一种连接。扭杆11和12与接纳件17和18结合在一起而延长扭杆11和12，这种方式可减少一般传统轴机构中应用的结构件数，并由此减少仓库储存和本发明轴构造的安装时间。
图3是本发明轴结构的另一个实施形式的俯视图，其中可看到扭杆11或12从它的前面借助分子铰13和14的连接出发可以具有向汽车尾部、从俯视图中看到向汽车中部的方向。此外从俯视图上可知道四点导杆4的位置和它与车身或轴的连接点。
在扭杆旁的本发明的轴铰接当然也可应用于下述结构中，其中代替图中显示的两个弹簧结构件，可应用三、四个或多个该类型的弹簧结构件，例如其中从汽车纵向方向看，弹簧结构件19、20可布置在汽车轴3的前面或后面。
图5显示弹簧结构件安置在汽车轴3前面的实施形式。在该实施形式中，缓冲器35(36)固定在接纳件18(17)上和带有一个空气皮囊式的弹簧结构件19(20)被安装在扭杆12(11)上。
附图标记清单
1a：汽车纵梁
1b：汽车纵梁
2a：汽车横梁
2b：汽车横梁
3：车轴
4：四点导杆
5-8：铰
9、10：侧杆
11、12：扭杆
13-16：分子铰
17、18：保护套管
19、20：弹簧结构件
30：万向球
31：弹性体
32：外壳
33：铰轴
34：外球
35、36：缓冲器

Claims (9)

1.汽车刚性轴的桥悬挂装置，特别是用于空气弹簧的商用车辆，其中在车轴(3)的上方，一个一方面与车轴(3)和另一方面与车架(1a，1b)铰式连接，可扭转的四点导杆(4)，通过在汽车横向方向上，每边各两个相互有一定间距的铰(5，6，7，8)与车轴(3)和与车架(1a，1b)连接，为了操纵轴，在汽车一侧至少设置一个沿汽车纵向延伸的、垂直可动地连接车轴(3)与车架(1a，1b)的扭杆(11，12)；为了有弹性，在车轴(3)和车架(1a，1b)之间至少设置一个弹簧结构件(19，20)，其特征在于，
扭杆(11，12)总是通过一个分子铰(15，16)与车轴(3)连接。
2.根据权利要求1所述的桥悬挂装置，其特征在于，
扭杆(11，12)具有一个为弹簧结构件(19，20)或缓冲器(35，36)的接纳件(17，18)。
3.根据权利要求2所述的桥悬挂装置，其特征在于，
为弹簧结构件(19，20)或缓冲器(35，36)的接纳件(17，18)设计为铰。
4.根据权利要求3所述的桥悬挂装置，其特征在于，
铰为球铰。
5.根据上述权利要求中任一项所述的桥悬挂装置，其特征在于，
扭杆(11，12)分别附加地通过至少一个缓冲器(35，36)与车架(1a，1b)连接。
6.根据上述权利要求中任一项所述的桥悬挂装置，其特征在于，
扭杆(11，12)分别通过一个分子铰(13，14)与车架(1a，1b)连接。
7.根据权利要求6所述的桥悬挂装置，其特征在于，
车架侧的扭杆(11，12)的分子铰(13，14)具有比车轴侧的分子铰(15，16)更刚性的铰特性。
8.根据上述权利要求中任一项所述的桥悬挂装置，其特征在于，
弹簧结构件(19，20)设置在车轴(3)的前方或后方。
9.根据权利要求1至7任一项所述的桥悬挂装置，其特征在于，车轴(3)的前方和后方分别设置一个弹簧结构件(19，20)。
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