专利名称：双轨迹汽车的带有独立悬架的后轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双轨迹汽车的带有独立悬架的后轴，该独立悬架包括下面的引导车轮支架的导杆和一个上面的导向装置，该导向装置嵌接在车轮支架的一个基本上在车轮上方的一个区域内导向的悬臂上。对于该技术领域，除了未预先公开的德国专利申请10355198外，参阅DE 19903435A1以及DE 19524106A1。
背景技术：
在带有行驶动力性和行驶舒适性的高要求的汽车中，双横向导杆轴(Doppelquerlenker-Achse)及其变形方案获得成功，因为他们对于运动学和弹性运动学的微调提供最好的前提条件。在此在后轴上通常在车轮附近或者由直接在汽车车身上的车轮支架、或者由在车身的横导杆或者也由所谓的后轴支架实现一个支承弹簧结构和减震器结构，该后轴支架本身为了声学解耦和为了获得好的纵向弹性而通过大体积的后轴支架橡胶轴承与汽车车身连接。在这些通常的后轴结构中，所谓的弹性支柱在轮胎罩(Reifenhüllgebirge)旁边相对较高，并且从而明显影响设在汽车车身的该区域内的行李箱的最大装载宽度(Durchladebreite)。
为了在汽车的后轴区域内提供更多的内部空间(例如行李箱的装载宽度)，原则上可以实现一个带有一个所谓的车轮支架的悬臂的悬架，该悬臂基本上延伸到在车轮上方的一个区域内，并且在该悬臂上嵌接一个用于车轮的上面的导向装置。在按开头所述的DE 195 24 106 A1的现有技术中，所述的上面的导向装置构成为钢板弹簧，并且从而同时承担汽车车身与车轮之间的支承弹簧的功能，然而所述的已知的结构不能满足高的悬架舒适性、行驶舒适性和行驶动力性的要求。在未预先公开的德国专利申请10355198中，支承弹簧构成螺旋弹簧或空气弹簧，通过所谓的车轮支架的悬臂大约设置在车轮中心上方，并且该悬臂通过一根或两根上面的基本上沿着汽车横向延伸的横向导杆进行导向。
发明内容
因此现在应给出一种另外的按权利要求1的前序部分的后轴，该后轴能最好地满足所描述的要求。
所述目的的解决方案的特征在于，上面的导向装置由一个实体的导轨和一个沿着该导轨可移动的导向元件构成。有利的结构和进一步拓展在从属权利要求中给出。
上面的横向导杆限制车轮之间的可供用于内部空间的结构空间，并且从而要优选尽可能短的横向导杆，然而所述横向导杆考虑到实现悬架的要求的运动学和弹性运动学特性应该不小于一个确定的最小长度，现在在上述认识中如下建议所谓的上面的导向装置以横向导杆形式的运动学等价的、实体的导轨构成，也就是说不是以一个虚拟的、由横向导杆确定的导轨的形式，而是以一个机械导轨的形式，一个所谓的导向元件合适地沿着该导轨导向。在此导向元件可以直接或间接固定在车轮支架的悬臂上或者支承于其上，而“机械的”、实体的导轨直接或间接固定在车身或汽车结构上或者可以支承于其上。当然为此运动学的颠倒也是可能的。
所谓的导轨的导向几何(Führungsgeometrie)(与导向元件相互作用)在此可以面向相应的运动学要求。在最简单的情况下沿着一条直线的直线导向是足够的，然而对于更高的运动学要求也可以是一个弯曲的带有恒定半径的导轨，并且在一般情况下为一个空间(也就是绕着三条轴线)弯曲的、带有变化半径的导轨也是可能的。在此实体导轨可以构成为相应成型的例如带有圆形横截面的杆，在该杆上一个例如套筒形的导向元件沿着杆轴线可移动地导向。在此取决于相应导向几何，导向元件在导轨上不同的支承形式也是可能的。除了套筒形的滑动支承或商业上通常的直线支承之外，在最简单的情况下可以考虑滑动或滚动轴承，或者昂贵的用于空间弯曲导轨的球循环机构(Kugelumlaufmechanismus)。需要时与球铰或橡胶轴承的组合也是可能的，该球铰或橡胶轴承实现万向自由度。一个橡胶轴承通常也可以承担其他功能如声学解耦和纵向弹性变形。
在探讨按本发明的后轴的其他有利的结构之前，首先参阅唯一的附图，该附图示出汽车的带有按本发明的独立悬架的左侧后轮的空间简化视图。
具体实施例方式
在此一个车轮支架用附图标记1表示，一个固定在该车轮支架上的车轮用附图标记2表示。一根输出轴3用于驱动所述的车轮2，该车轮或其车轮支架1一方面通过三根下面的导杆4a、4b、4c导向，其中两根导杆至少基本上沿着汽车横向延伸。该车轮支架的另一个导向在一个所谓的上面的导向装置5中实现，该导向装置嵌接在车轮支架的一个悬臂1a上，该悬臂突入到一个基本上在车轮2上方的区域内。所述的悬臂1a在其远离车轮支架1的端部上设有一个用于一个支承弹簧元件6的容纳部，未示出的汽车结构或汽车车身通过该支承弹簧元件最后支承在车轮2上。悬臂1a及其用于支承弹簧元件6的容纳部在此构成为使支承弹簧元件6基本上直接处在车轮2上方的车轮中心上面。
上面的导向装置5包括一个设计成实体的导轨5a，一个在此为套筒形的所谓的导向元件5b纵向可移动地在在该导轨上导向。当导向元件5b在车轮2上方的一个区域内固定在车轮支架1的悬臂1a上时，导轨5b通过一个嵌接在其端部上的固定夹5c用未详细示出的方式固定在汽车的车身上(同样未示出)。
虽然在所述的简化示出的实施例中支承弹簧元件6固定在车轮2上方的所谓的悬臂1a上，但是本发明不局限于支承弹簧元件的一种这样的布置。更确切地说一种带有位于下面的支承弹簧的实施方式也是可以想像的，此时车轮支架侧的悬臂1a朝着位于上面的导轨5a卸去弹簧力(并且通常也卸去减震器力)。因此悬臂1a能相应廉价和轻质地确定尺寸。对于一种没有输出轴3的前驱汽车，例如通过支承弹簧和必要时的减震器的一个与横向导杆固定的结构(也就是在横向导杆4a、4b之一上)，也可以始终实现一个紧凑的结构方式并且提供一个较大的内部空间。
此外除了参考由图示出的实施例外，还将描述一些有利的进一步拓展。
在一定程度上作为从线性的导向到空间的导向的过程中的中间阶段，在导向装置中可以设有线性的带有一个螺旋形槽等(在此称为调节槽)的导轨，套筒形的导向元件与该导轨这样互相作用(例如通过一个键)，以使在悬架运动时，也就是在沿着导轨运动时，所述的导向元件附加地进入绕着竖轴进行旋转运动。所述的旋转或一种另外的附加运动可以充分利用，以便通过在导轨轴线与导向元件轴线之间的偏心性产生车轮支架的横向运动，所述的横向运动在弹簧压缩时与负的车轮外倾的增长相适应。因此车轮支架空间弯曲地导向，虽然导轨自身没有弯曲，但这有利地影响在所谓的上面的导向装置上或内的制造和支承。
相对较低的力水平通常有益于实现空间导向，该力水平出现在远离车轮支承点处，并且导致比在下面的横向导杆平面内小得多的支承力。在此导轨设置在车轮上面的中心是可能的，但是与汽车纵向错开地设置在可能基本上位于车轮中心上面的支承弹簧元件之前或之后也是可能的，该支承弹簧元件可以设计成钢螺旋弹簧或空气弹簧。对于或多或少同心设置的支承弹簧元件和导轨有利的是，设有一个空气弹簧，该空气弹簧可以有利地对于上面的导向装置的活动元件同时起到保护和密封功能，如果这些元件设置在空气弹簧内部或其波纹管内部的话。上面的弹簧座圈和导轨的车身侧的固定此时可以设计成一个整体的构件。
当不仅支承弹簧元件和所谓的上面的导向装置同心设置，而且还在设计成空气弹簧的支承弹簧元件的结构空间内部实现减震功能时，那么实现一个非常紧凑的结构方式。为此空气弹簧体积可以通过一个膜片分隔，并且该膜片设有一些阀，以便在悬架运动时可以利用流过阀的空气的节流损失减震。因此为了一个最大可利用的内部空间在输出轴上方直到车轮外壳(Radhüllgebirge)不再有构件造成障碍，即没有导杆、没有支承弹簧和没有减震器。
也因为较小的力水平和紧凑的结构方式，在按本发明的后轴上结合建议的导轨能很好地实现主动调节车轮外倾。在这种情况下导轨可以不是直接固定在车身上，而是基本上沿着汽车横向通过例如电的或液压的执行器设计成直线可移动的。
原则上一种特别是受驱动的车轮悬架的建议的实施形式能满足行驶舒适性和行驶动力性的高要求，该要求与后轮之间的平均水平以上的大的内部空间相结合。在此通过车轮支架在导轨上的空间导向能实现双横向导杆轴或五导杆轴的高的运动学和弹性运动学潜能。通过把支承弹簧设置在车轮支架与车身之间，后轴支承弹簧保持免受预载荷，这有利于声学传递特性。在此根据实施形式的不同情况可实现，在输出轴上方和在车轮外壳旁边的重要结构空间内不再设置车轮导向构件，并且从而不限制可利用的内部空间。此外创造了有利的前提条件，以便在不限制可利用的内部空间体积的情况下实现主动调节车轮外倾，其中还必须指出的是，在不脱离专利权利要求的内容的情况下，完全可以构成许多与上述解释不一致的细节。
权利要求
1.双轨迹汽车的带有独立悬架的后轴，该独立悬架包括下面的引导车轮支架(1)的导杆(4a、4b、4c)和一个上面的导向装置(5)，该导向装置嵌接在车轮支架(1)的一个基本上在车轮(2)上方的一个区域内导向的悬臂(1a)上，其特征在于上面的导向装置(5)通过一个实体的导轨(5a)和一个沿着该导轨可移动的导向元件(5b)构成。
2.根据权利要求1所述的后轴，其特征在于导轨(5a)直接或间接固定在汽车车身上，并且导向元件(5b)直接或间接固定在车轮支架(1)的悬臂(1a)上。
3.根据权利要求1所述的后轴，其特征在于导轨(5a)直接或间接固定在车轮支架(1)的悬臂(1a)上，并且导向元件(5b)直接或间接固定在汽车车身上。
4.根据上述任何一项权利要求所述的后轴，其特征在于导轨(5a)设计成直线的或者弯曲形的，该弯曲形具有恒定的曲率或沿着导轨变化的曲率。
5.根据上述任何一项权利要求所述的后轴，其特征在于在导向元件(5b)与实体的导轨之间设有一个滑动轴承或滚动轴承，必要时与一个球铰或橡胶轴承组合。
6.根据上述任何一项权利要求所述的后轴，其特征在于在一个直线导轨上设有一个附加的调节槽等，在沿着导轨运动时一个附加的运动可以通过该调节槽影响该导向元件。
7.根据上述任何一项权利要求所述的后轴，其特征在于一个用于汽车车身的支承弹簧元件(6)支承在车轮支架(1)的悬臂(1a)上。
8.根据权利要求7所述的后轴，其特征在于弹簧支承元件(6)基本上设置在车轮中心上方，并且构成为钢螺旋弹簧或空气弹簧。
9.根据上述任何一项权利要求所述的后轴，其特征在于导轨与导向元件一起设置在构成为空气弹簧的支承弹簧元件内部。
10.根据上述任何一项权利要求所述的后轴，其特征在于减震器的功能由构成为空气弹簧的支承弹簧元件承担，该支承弹簧元件为此合适地构成为把空气弹簧体积划分成两部分体积，所述两部分体积通过减震阀相互连接。
11.根据上述任何一项权利要求所述的后轴，其特征在于导向装置的配设于汽车车身的元件相对于车身可调节地支承在该车身上。
全文摘要
本发明涉及一种双轨迹汽车的带有独立悬架的后轴，悬架包括下面的引导车轮支架的导杆和一个上面的导向装置，后者嵌接在车轮支架的一个基本上在车轮上方的区域内导向的悬臂上，上面的导向装置由一个实体的导轨和一个沿其可移动的导向元件构成。导轨优选直接或间接固定在汽车车身上，导向元件直接或间接固定在车轮支架的悬臂上。导轨可设计成直线的或者有恒定曲率或沿着导轨变化的曲率的弯曲形的。此外在直线导轨上设有一个附加的调节槽，在沿着导轨运动时一个附加的运动可通过该调节槽影响导向元件。支承弹簧元件优选定位在车轮支架的悬臂与车身之间。这样的后轴优点为两个车轮之间尽可能大的自由空间，同时满足行驶舒适性和行驶动力性的高要求。
文档编号B60G3/26GK1984788SQ200580023757
公开日2007年6月20日 申请日期2005年6月29日 优先权日2004年7月21日
发明者L·泽塔勒尔, A·施藤岑伯格, J·艾勒斯, K·特扎斯卡 申请人:宝马股份公司