專利名稱：斜拉桿結構形式的車輪懸架的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種斜拉桿結構形式的車輪懸架，其具有從車輪支座出發的多個導向臂，在這些導向臂中的第一導向臂近似在車輛縱向方向上定向并且第二導向臂近似在車輛縱向方向和車輛橫向方向之間的角平分線方向上延伸，并且這些導向臂的最終通過導向臂支承件支承在車身上的端部確定出用于車輪支座的與車身的彈簧壓縮運動和彈簧彈開運動相關的基本水平的瞬時軸線，車輪支座通過至少一個導向臂的合適構造以及至少一個導向臂支承件的合適彈性結構的適當構造在制動力或在彎道行駛情況下側向力作用于彎道外側的固定在車輪支座上的車輪上時可略微繞所謂的前束軸線尤其是朝前束方向偏轉。現有技術尤其參見DE 32 42 930 Cl和EP 0 052 153，雖然后者并不涉及斜拉桿軸線，而是涉及彈性導向臂支承件在彼此大致垂直的方向上具有不同彈簧剛度的特別的彈性構造。
背景技術：
技術人員已知簡單的優選用于車輛的受驅動的后軸的斜拉桿式車輪懸架由于彎道外側的車輪在側向力作用下趨于后束而具有不希望的過度轉向趨勢。針對這點已提出各種不同的補救措施，例如見DE 39 00336 C2、DE 102 49 445 AUDE 32 42 930 Cl，借助這些補救措施使車輪在制動時以及在彎道行駛時在彎道外側的車輪在側向力的作用下向前束方向偏轉，但這些已知措施在行駛動力學觀點下卻具有顯著缺點而不能實施。被視為最接近現有技術的DE 32 42 930 Cl中出現的運動學上有利的車輪懸架在合理的確定尺寸下不能達到足夠耐用性。
發明內容
因此要提出一種根據權利要求1的前序部分的在運動學上有利的車輪懸架，其也可滿足與大批量使用、尤其是用于轎車有關的其它要求，這是本發明的目的。該目的如下達到車輪支座與支臂固定連接，支臂在一定的路段上在第二導向臂旁基本平行于該導向臂地延伸并且在第二導向臂上通過支承部支承在第二導向臂的車輪支座側的端部和車身側的端部之間，支承部在基本水平的方向上比在基本豎直的方向上明顯更軟，第二導向臂和/或支臂的合適構造允許車輪支座繞前束軸線進行略微的偏轉運動。在此有各種可能性來構造或構成支臂和/或第二導向臂。第二導向臂和/或支臂的一種合適構造在于兩個導向臂中的至少一個按照所謂的刀刃式拖曳臂(khwertlenker)的方式在豎直方向以及基本在車輛橫向方向構造成剛性的并且在車輛縱向方向的水平平面中構造成可彈性變形的。一種將在下面以實施例的方式進一步被說明的替換的可能性在于第二導向臂為獨立的并且由此是與車輪支座可分開的構件，其以一個用于構成所謂前束軸線的端部與車輪支座鉸接。無論是此處建議的支臂還是第二導向臂均可以以簡單的方式構造成可持久地承受需要傳遞的力，這些力主要是指作用于車輪上的側向力。對于將第二導向臂最終與車身連接的支承件或鉸鏈來說也是一樣。具有第一導向臂的車輪支座也可相應于所有要求簡單構造，并且不必在設計車輪支座時例如在強度方面特別考慮所希望的朝前束的偏轉運動。 簡單地說這點可通過代替至今常見的簡單的斜拉桿而使用由兩個構件組成的斜拉桿來實現，這兩個構件基本在水平平面中可略微繞所謂的前束軸線相對偏轉，其中第二導向臂和所述支臂優選在一定的路段上基本彼此平行地延伸，支臂與第一導向臂一樣一體地與車輪支座連接。支臂以有利的方式確保尤其在側向力的作用下盡可能好的車輪導向。第二導向臂在此也可一體地與車輪支座連接，但此時第二導向臂本身必須具有足夠的柔性用于形成車輪支座的所希望的可偏轉性。作為替換方案，第二導向臂可以是獨立的構件，其在車輪附近可略微偏轉地固定在車輪支座上。此外，第一導向臂的導向臂支承件構造得與開頭所述的現有技術類似，即在基本在車輛縱向方向上延伸的方向上是相對剛性的以及在與之垂直的方向上是相對較軟的，以便主要允許車輪在側向力作用下發生前束變化。優選這樣構造支臂和第二導向臂之間的支承部，使得彎道外側的車輪在側向力的作用下并且在一直向前行駛時每個車輪在制動力的作用下向前束偏轉，這一方面通過支承部在不同方向上預定的不同彈性來實現，支承部在基本水平的方向上相對較軟，相反，支承部在基本豎直的方向上相對較硬或者說無彈性，以便能夠構成精確的車輪導向。在第二導向臂構造為單獨的并由此是與車輪支座分開的構件時，這種希望的彈性運動特性總是以下述方式實現，即支臂和第二導向臂之間的支承部相對于第二導向臂在車輪支座上的鉸接點這樣設置，使得支臂和由此車輪支座無論在制動力的作用下還是在作用于固定在車輪支座上的車輪的側向力的作用下均在基本水平的方向上或略微傾斜于水平方向的方向上相對于第二導向臂這樣偏轉，使得在彎道行駛時彎道外側的車輪趨于前束。在此，支臂和第二導向臂之間的支承部可構造為擺動支承或合適地在不同方向上不同彈性的橡膠支承件的形式。此外，考慮到所有邊界條件下盡可能精確的車輪導向，建議將車輪支座或者支臂相對于第二導向臂的偏轉運動通過止擋來限定。最后，權利要求7給出了一種在力方面和要求的安裝空間方面均有利的用于車身的承重彈簧的布置，當然承重彈簧的其它布置也是可能的。對于與承重彈簧功能并聯的減震器的布置同樣如此，接下來說明的實施例為減震器布置示出一種可能性，借助該實施例進一步解釋本發明。
在附圖中作為本發明實施例示出轎車的左后車輪懸架。附圖如下圖1從外部觀察的第一等軸視圖，通過箭頭F表示行駛方向；圖2從內部即從車輛中心觀察的第二等軸視圖，行駛方向再次相應于箭頭F ；圖3從后部觀察車輪懸架的后視圖；圖4從外部觀察的側視圖；圖5從上部觀察車輪懸架的俯視圖；圖6圖5中的A-A剖面圖；圖7a和7b為解釋運動學關系再次示出圖5中的A-A剖面圖和B-B剖面圖；圖和8b與7a和7b相當，但示出另一實施方式，其中，支臂相對于第二導向臂的支承在順時針方向轉動一定量。
具體實施例方式在所有附圖中相同的結構元件使用相同的附圖標記并且所有詳細說明的特征可能是創新的。車輪支座的附圖標記為1，未示出的車輪圍繞其旋轉軸線可旋轉地安裝在該車輪支座上。第一導向臂2 —體地設置在該車輪支座1上，第一導向臂從車輪支座1出發基本在車輛縱向方向(或者說行駛方向F)上向前定向。在車輪支座1上相對靠近車輪的點Pl 處，第二導向臂3與車輪支座1鉸接連接。第二導向臂3從車輪支座1出發基本在車輛縱向方向(F)和(與之垂直的)車輛橫向方向之間的角平分線的方向上延伸。所謂的支臂4 基本上平行于第二導向臂3地在第二導向臂的一部分上延伸，該支臂與車輪支座1 一體地連接并且由此也從車輪支座1出發。在支臂4和第一導向臂2之間在所謂的橋接段5上支承有承重彈簧6，未示出的車身通過承重彈簧部分地支承，并最終支承在由車輪支座1帶有的車輪上，橋接段與第一導向臂2和支臂4 一樣與車輪支座1一體地連接并且由此構成一體的“復合體”的組成部分，該復合體包括車輪支座1、第一導向臂2、支臂4和橋接段5。常見的減震器以附圖標記7來表示并且安裝在車輪支座1的合適的位置上并且以其另一個端部固定在車身上，該減震器用于緩沖車身相對于車輪支座1的通過承重彈簧6可能的彈簧壓縮運動和彈簧彈開運動。在第一導向臂2的自由端部上設置接納部，用于附圖中未詳細示出的優選橡膠支承件形式的導向臂支承件加，通過該支承件，第一導向臂2直接或間接支承在車身上。在第二導向臂3的每個端部上分別設置一個接納部，用于優選橡膠支承件形式的導向臂支承件 3a或北，使得第二導向臂2以其第一端部通過點Pl處的導向臂支承件北鉸接在車輪支座 1上并且以其第二端部通過導向臂支承件3a直接或間接支承在車身上。此外，在第二導向臂3上在這兩個端部之間的區域中設置一個支承部8，用于從車輪支座出發的所述支臂4， 更準確地說用于其自由端部。所述支承部8在此由橡膠支承件9 (見圖6)構成，其被壓入為此設置在導向臂3中的接納部3c中。橡膠支承件9和由此支承部8在基本水平的方向上比在基本豎直的方向上構造得明顯更軟或更彈性。支承部8或橡膠支承件9的基本在水平方向上作用的彈簧常數C2因此明顯小于支承部8或橡膠支承件9的基本在豎直方向上作用的彈簧常數Cl (見圖6)。如在斜拉桿式車輪懸架中，第一導向臂2和第二導向臂3的車身側的導向臂支承件加和3a產生相對于車輛橫向方向(略微)傾斜延伸的瞬時軸線MA (見圖5)，以便使車輪支座1在車身相對于車身進行彈簧壓縮和彈簧彈開時在承重彈簧6壓緊或釋放下被偏轉。 如在開頭所述的現有技術的車輪懸架中，在第一導向臂2上這樣構造用于導向臂支承件加的接納部并且設置在該接納部中的橡膠支承件或者說導向臂支承件加在水平平面的彼此相互垂直的方向上如此具有不同的彈性，使得固定在車輪支座1上的車輪在制動時發生前束。與該現有技術類似，在當前情況下導向臂支承件加的基本在瞬時軸線MA方向上作用的彈簧常數CLl (見圖5)也明顯小于其基本垂直于瞬時軸線MA并由此主要在車輛縱向方向上作用的彈簧常數CL2，在導向臂支承件加的剛度和瞬時軸線之間不存在必然聯系，這種聯系的產生只用于近似說明剛度的定向。除此之外，這樣構造支臂4和第二導向臂3之間的支承部8或者在此的橡膠支承件9并且這樣相對于第二導向臂3在車輪支座1上的鉸接點Pl進行設置，使得支臂4無論在彎道行駛時的側向力(圖5中的Fs)的作用下還是在作用于固定在車輪支座1上的車輪 (車輪中心點在圖5中以MR來表示)上的制動力的作用下都在基本水平的方向上或略微傾斜于水平方向地這按箭頭V(見圖幻繞點Pl或者說繞基本上豎直或近似豎直地延伸通過點Pl的所謂的前束軸線AS(見圖7b)相對于第二導向臂3移動，使得在彎道外側車輪的情況下車輪支座1和由此車輪向前束偏轉。在此設置在第二導向臂3的接納部北中的橡膠支承件構造得相對剛性。作為替換，也可替代地在點Pl處設置用于將第二導向臂3鉸接在車輪支座1上的球節。支臂4的可能的移動位移和由此車輪支座1相對于第二導向臂3的可能的偏轉位移(用于實現車輪向前束的所述偏轉)可通過止擋來限定或者說在當前情況下通過止擋 10(見圖6)來限定。在此支臂4在預定的行程之后側向靠置在第二導向臂3上。借助圖7a、7b再此簡要解釋相應的聯系，但接下來尤其是借助圖7a、7b與圖8a、8b 的比較解釋另一 “參數”，借助該參數，當前的車輪懸架在其彈性運動學特性方面可滿足于相應要求進行構造，該另一參數并不在現有技術公開的車輪懸架中使用。因此，該另一“參數”構成本發明車輪懸架相對于已知的現有技術的附加優點，并且通過橡膠支承件9的安裝位置或傾角或通過支承部8的構造而產生，其在運動學上觀察在點P2處起作用。車輪中心點MR在車道E上的垂直于車道的投影產生車輪支承點R。根據圖6、7a， 橡膠支承件9這樣設置在支承部8中(通過橡膠支承件9/支承部8將支臂4支承在第二導向臂3上)，使得精確地在水平方向上實現較軟的支承，并且與之相比明顯較硬的支承精確地在沿軸線A2的豎直方向上起作用。在當前實施例中平行于軸線A2并且延伸通過點 Pl的軸線Al與車道的交點構成所謂的側向力中性點N。當作用于車輪的側向力作用于該側向力中性點N處時，車輪在該側向力作用下不發生前束變化。但為了研究彈性運動學特性，側向力作用于車輪支承點R處。在根據圖7b的實施例中，側向力中性點N在行駛方向 F上看以彈性運動學的主銷前傾偏距Sl位于車輪支承點R之后。因此，作用于車輪支承點 R處的側向力導致彎道外側的車輪繞所謂的前束軸線AS朝前束方向運動或者說略微偏轉， 前束軸線AS基本豎直延伸通過側向力中性點。在當前附圖中前束軸線AS與軸線Al重疊合，但此處涉及特殊情況，因為眾所周知前束軸線AS的走向也與導向臂支承件加的構造有關。眾所周知車輪外傾剛度在此也起作用，但無須在此進一步說明。更多地需要通過支承部8的相應構造來解釋軸線A2的定向形式的上述附加“參數”。當根據圖8a的變型方案這樣設置將支臂4在第二導向臂3上支承在支承部8中的橡膠支承件9時，使得定義明顯較硬支承的軸線A2相對于垂線傾斜并且在此相對于圖7a 顯示的實施例在順時針方向上轉動一定量即根據圖8b側向力中性點N在行駛方向F上看更朝前或者說朝前“移動”，因為軸線Al和A2在其傾角方面是同樣的。在根據圖8a、8b的方案中，側向力中性點N以主銷后傾偏距S2位于車輪支承點R之前，由此彎道外側的車輪在側向力作用下后束。當然中性設計也是允許的，此時側向力中性點N與車輪支承點R重合。橡膠支承件9或者說支承部8從圖7a的位置出發根據圖8a在順時針方向上的轉動趨向于引起側向力中性點N向前移動，由此在側向力下的車輪前束隨著旋轉角度的增加首先越來越小，直到側向力中性點N和車輪支承點R重合，此后隨著橡膠支承件9的根據箭頭方向U的進一步旋轉，彎道外側的車輪在側向力作用之下之間越來越朝后束方向發展。同時隨著橡膠支承件9的根據箭頭方向U的這種旋轉在制動時以及在彈簧收縮時車輪朝正前束方向的轉向趨勢增強。相反的行為出現在橡膠支承件9逆著圖8a的箭頭方向U轉動時。由于側向力中性點N附加地通過車輪支座1上點Pl的位置確定，第二導向臂3鉸接固定于該點處，所以當然也可通過適當確定點Pl的位置來確定車輪在側向力作用下的特性。此外要指出，軸線Al和A2無須在幾何意義上平行，重要的是，軸線A2在順著或逆著箭頭方向U轉動時產生趨向于相同特性。 有利的是，不同于傳統的斜拉桿軸線，在本發明的車輪懸架中可以以相對簡單的方式調節車輪前束和車輪外傾。對此可以在支承部8中設定相應的調節可能性，使得在該調節可能性開啟之后支臂4可略微相對于第二導向臂3移動。隨著該調節可能性的關閉——其例如可以以已知的方式構造為在較大孔中可橫向于孔軸線移動的銷的形式—— 確定車輪前束和車輪外傾。當在這種調節范疇中車輪支座1圍繞通過導向臂支承件加和 3a來說明的所謂的調節軸線ST (見圖5)以如下方式翻轉時，即支臂4的遠離車輪支座1的端部基本在豎直方向上運動，可調節車輪外傾。此外，車輪前束的調節通過支臂4的所述端部在基本水平的方向上適當移動來進行，其中導向臂支承件加必須被釋放，這可以以原則上已知的方式通過松開相配的支承座(未示出)來進行。另外還要指出，許多細節可以不同于上述說明地來構造，而不離開權利要求書的內容。
權利要求
1.斜拉桿結構形式的車輪懸架，其具有從車輪支座(1)出發的多個導向臂0、3、4)，這些導向臂中的第一導向臂(2)近似在車輛縱向方向(行駛方向F)上定向并且這些導向臂中的第二導向臂⑶近似在車輛縱向方向(F)和車輛橫向方向之間的角平分線方向上延伸并且這些導向臂的最終通過導向臂支承件(h、3a)支承在車身上的端部確定出用于車輪支座(1)的與車身的彈簧壓縮和彈簧彈開運動相關的基本上水平的瞬時軸線(MA)，通過這些導向臂中的至少一個導向臂(3、4)的合適構造以及通過所述導向臂支承件中的至少一個導向臂支承件Oa)的合適彈性結構的合適構造，車輪支座(1)在制動力的作用下或在彎道行駛的情況下在側向力(Fs)作用于彎道外側的固定在車輪支座(1)上的車輪時能略微繞所謂的前束軸線(AS)尤其是朝前束方向偏轉，其特征在于，所述車輪支座(1)與支臂(4) 固定連接，該支臂在一定的路段上在第二導向臂(3)旁邊基本上平行于該第二導向臂地延伸，并且該支臂通過支承部(8)在第二導向臂的車輪支座側的端部和車身側的端部之間的區域中支承在第二導向臂( 上，所述支承部(8)在基本上水平的方向上比在基本上豎直的方向上明顯更軟，第二導向臂(3)和/或支臂的合適構造允許車輪支座(1)繞前束軸線(AS)略微的偏轉運動。
2.根據權利要求1的車輛車輪支座，其特征在于，第二導向臂(3)和/或支臂⑷的合適構造在于，這兩個導向臂中的至少一個導向臂按照所謂的刀刃式拖曳臂的方式在豎直方向以及基本上在車輛橫向方向構造成剛性的并且在車輛縱向方向的水平平面中構造成可彈性變形的。
3.根據權利要求1的車輛車輪支座，其特征在于，第二導向臂(3)是獨立的并由此是與車輪支座(1)可分開的構件，該構件以一個端部與車輪支座(1)鉸接連接用以構成所述的前束軸線(Al)。
4.根據上述權利要求之一的車輛車輪支座，其特征在于，支臂(4)和第二導向臂(3)之間的支承部(8)構造成擺動支承或合適彈性構成的橡膠支承件(9)的形式。
5.根據上述權利要求之一的車輛車輪支座，其特征在于，車輪支座(1)圍繞前束軸線 (AS)的可能的偏轉運動通過止擋限定。
6.根據權利要求5的車輛車輪支座，其特征在于，支臂(4)相對于第二導向臂(3)的可能的偏轉運動通過止擋(10)限定。
7.根據上述權利要求之一的車輛車輪支座，其特征在于，分擔地支承車身并使車身最終支承在車輪上的承重彈簧(6)支承在延伸于第一導向臂(2)和支臂(4)之間的橋接段 (5)上，該橋接段與支臂(4)和第一導向臂( 一樣與車輪支座(1) 一體地連接。
全文摘要
本發明涉及一種斜拉桿結構形式的車輪懸架，其具有從車輪支座出發的多個導向臂，這些導向臂中的第一導向臂近似在車輛縱向方向上定向并且這些導向臂中的第二導向臂近似在車輛縱向方向和車輛橫向方向之間的角平分線方向上延伸并且這些導向臂的最終通過導向臂支承件支承在車身上的端部確定出用于車輪支座的與車身的彈簧收縮運動和彈簧彈開運動相關的基本上水平的瞬時軸線，通過這些導向臂中的至少一個導向臂的合適構造以及通過所述導向臂支承件中的至少一個導向臂支承件的合適彈性結構的合適構造，車輪支座在制動力的作用下或在彎道行駛的情況下在側向力作用于彎道外側的固定在車輪支座上的車輪時能略微繞所謂的前束軸線尤其是朝前束方向偏轉。所述車輪支座與支臂固定連接，該支臂在一定的路段上在第二導向臂旁邊基本上平行于該第二導向臂地延伸，并且該支臂通過支承部支承在第二導向臂上，所述支承部在水平的方向上比在豎直的方向上明顯更軟，第二導向臂和/或支臂的合適構造允許車輪支座繞前束軸線略微的偏轉運動。
文檔編號B60G7/02GK102414035SQ201080018104
公開日2012年4月11日 申請日期2010年3月26日 優先權日2009年5月16日
發明者B·雅各布 申請人:寶馬股份公司