导杆系统的制作方法

本发明涉及一种具有根据权利要求1前序部分特征的用于车辆的车桥装置的车轮悬挂的导杆系统。

背景技术：

在例如呈双横臂实施方式或麦弗逊实施方式的传统的前车桥中，前车桥的车轮借助于横向导杆被导引。下部的横向导杆支撑在车身上并且传递在车辆的行驶运行中出现的纵向力和横向力。在车辆转向到弯道中时产生转向角。该转向角基于车桥装置的结构被限制为某个最大角度，通常例如为50°。

由de10329689a1已知一种用于机动车辆的车桥悬挂。该车桥悬挂具有横向导杆和纵向导杆，其围绕车轮弯曲。它们以其自由端与车辆的侧面区域连接。所述弯曲设定成可以实现无阻碍的车轮偏转。横向导杆的弯曲在此由车轮的车轮偏转功能确定。

由de3800235a1已知一种用于悬挂和对陆上车辆导向轮进行转向的装置。该装置具有两个臂部，其在一侧与车桥轴颈支架连接并且在另一侧与车辆车身连接。这些臂部可以设计成直线的或者围绕车轮弯曲。

技术实现要素：

基于现有技术，本发明的目的在于，提供一种改进的用于车辆的车桥装置的车轮悬挂的导杆系统，其具有横向导杆装置、车轮支架和车轮，其使得车轮的转向角可以到达至少90°而不会发生车轮(即轮胎以及轮辋)与横向导杆碰撞，从而显著增强车辆的机动性。车轮的摆动可以既向左也向右地实现，即应能够实现向一侧为至少90°而向另一侧也为至少90°的转向角。具有横向导杆装置的导杆系统既可以用在双横臂实施方式的车桥装置中，也可以用在麦弗逊实施方式的车桥装置中。

基于前述目的，本发明提出一种具有专利权利要求1的特征的用于车辆的车桥装置的车轮悬挂的导杆系统。从属权利要求给出其他有利的设计和改进方案。

用于车辆的车桥装置的车轮悬挂的导杆系统具有横向导杆装置、车轮支架和车轮。横向导杆装置具有两个相同地成形的简单弧形形状的横向导杆撑杆，其中的每一个横向导杆撑杆分别具有车轮支架侧区段和车身侧区段。每个车轮支架侧区段具有转动铰接部并且每个车身侧区段具有另一转动铰接部。每个横向导杆撑杆的弧形形状具有极限点，该极限点更靠近车轮支架侧区段地设置，而不是更靠近车身侧区段。

在此，在简单的弧形形状的情况下，横向导杆撑杆的轮廓可理解为，呈具有朝向车轮支架侧区段的方向推移的极限点的弧形的形状。弧形形状在此不具有其他的鞍点、极限点。横向导杆撑杆的车轮支架侧区段朝向第一侧限定横向导杆撑杆，即横向导杆撑杆的车轮支架侧区段形成横向导杆撑杆的第一端部。横向导杆撑杆的车身侧区段朝向第二侧限定横向导杆撑杆，即横向导杆撑杆的车身侧区段形成横向导杆撑杆的第二端部。在此，横向导杆撑杆的端部的编号仅用于更简单地进行区分而并不涉及优先性。换句话说，横向导杆撑杆成形为，弧形从第一端部延伸到第二端部并且在由此确定的路径上在某一位置处存在极限点。极限点更靠近横向导杆撑杆的车轮支架侧区段地设置，而不是更靠近车身侧区段。

横向导杆撑杆的车身侧区段在此是横向导杆撑杆的在完全的(即完成的)车桥装置中支撑在车身处的区段、即通过连接部位与车身连接的区段。该连接部位由另一转动铰接部形成。与此相应地，横向导杆撑杆的车轮支架侧区段是横向导杆撑杆的在完全的(即完成的)车桥装置中支撑在车轮支架处的区段、即通过连接部位与车轮支架连接的区段。该连接部位由转动铰接部形成。

转动铰接部在此是活节，其能够围绕自身进行转动运动。在此，执行围绕转动铰接部的中点的旋转，其中，需转动的结构元件(在此是横向导杆撑杆)在这种旋转中始终保持在相同的平面中。换句话说，每个横向导杆撑杆的极限点在这种转动运动中始终保持在相同的水平平面中并且仅继续朝向导杆系统的车轮运动或远离其运动。转动铰接部的旋转轴线(横向导杆撑杆围绕其旋转)因此垂直于横向导杆撑杆所设置在其中的平面，并且在完全的车桥装置中垂直于行车道。在每个横向导杆撑杆的车轮支架侧区段处设置转动铰接部，即转动铰接部与横向导杆撑杆的车轮支架侧区段直接连接。在此，直接连接意味着在两个直接连接的结构元件之间没有设置与其连接的其他结构元件。两个横向导杆撑杆中的所述一个横向导杆撑杆因此具有与它的转动铰接部直接连接的车轮支架侧区段。两个横向导杆撑杆中的所述另一个横向导杆撑杆因此具有与它的转动铰接部直接连接的车轮支架侧区段。

在每个横向导杆撑杆的车身侧区段处设置另一转动铰接部，即另一转动铰接部与每个横向导杆撑杆的车身侧区段直接连接。两个横向导杆撑杆中的所述一个横向导杆撑杆因此具有与它的另一转动铰接部直接连接的车身侧区段。两个横向导杆撑杆中的所述另一个横向导杆撑杆因此具有与它的另一转动铰接部直接连接的车身侧区段。转动铰接部和另一转动铰接部可以例如成形为滑动轴承、球轴承、滚针轴承和球头。转动铰接部在此同样用于将力从车轮支架导入横向导杆撑杆中。两个横向导杆撑杆在车轮支架侧形成解体的三角形横向导杆。

两个横向导杆撑杆中的第一横向导杆撑杆比两个横向导杆撑杆中的第二横向导杆撑杆更靠近导杆系统的车轮的车轮转轴地设置。也就是说，车轮支架具有两个连接部位，其中，所述连接部位之一比所述连接部位中的另一个更靠近车轮转轴、即车轮中心地设置。横向导杆撑杆的这种间隔开的布置使得其在一个或两个横向导杆撑杆的转动运动中不会碰撞并且可不受阻碍地转动。尽管这种间隔开的布置，但不会不利地影响通过横向导杆撑杆吸收纵向力和横向力。车轮的车轮转轴通过旋转中心点、即车轮的车轮中心确定。涉及在车轮的行驶运动期间车轮所围绕转动的轴。

弧形形状构造成，在一个或两个横向导杆撑杆围绕旋转轴线转动时该横向导杆撑杆的凸起区域可设置在车轮的轮辋内，其所连接的车轮支架与两个横向导杆撑杆所连接的车轮支架为同一个。换句话说，横向导杆撑杆弯曲成其能够以它的凸出弯曲的区域转入轮辋中而不会与车轮的轮辋或轮胎碰撞。此外，弧形形状构造成，在两个横向导杆撑杆中的另一个围绕旋转轴线转动时该横向导杆撑杆的凹入区域可围绕车轮导引，其所连接的车轮支架与两个横向导杆撑杆所连接的车轮支架为同一个。在此，每个横向导杆撑杆成形为，其平面地延伸，即该横向导杆撑杆位于平的平面中并且仅朝一个方向弯曲。通过两个横向导杆撑杆相同形式的构造，每个横向导杆撑杆既可围绕车轮导引，又可转入车轮的轮辋中。

如果对于具有导杆系统的车辆的车轮而言例如由于车辆的弯道行驶而需要车轮的转向角，该转向角的大小使得在横向导杆撑杆不可转动时产生车轮与横向导杆撑杆的碰撞，则横向导杆撑杆围绕其垂直于行车道的转动轴线中的至少一个转动轴线按照需求地转动。在转向角例如为90°时，横向导杆撑杆躲避为，距离摆动的车轮最近的横向导杆撑杆转动一定程度，使得避免与车轮的碰撞。另一个横向导杆撑杆同样转动一定程度，使得避免与摆动的车轮的碰撞。横向导杆撑杆连续地躲避开车轮，该车轮与横向导杆撑杆连接至同一车轮支架。也就是说，该车轮的转向角越大，则横向导杆撑杆转动得越多。因此，能够实现转向系统的车轮的至少为90°的最大转向角，其大大超出50°的平均值。在此，车轮既可以向左摆动至少90°，也可以向右摆动至少90°。这增强了车辆的机动性。横向导杆装置优选为下部的横向导杆装置。

根据第一实施方式，每个横向导杆撑杆从其极限点开始具有短边腿和长边腿，其中，长边腿的斜率小于短边腿的斜率，并且短边腿既由车轮支架侧区段又由极限点限定，并且长边腿既由车身侧区段又由极限点限定。在此，长边腿的长度例如为短边腿的两倍。短边腿和长边腿的长度既由与横向导杆撑杆连接至同一车轮支架的车轮的形式又由该车轮的待实现的转向角确定。

与横向导杆撑杆连接至同一车轮支架的车轮的虚拟旋转点通过横向导杆撑杆的虚拟交点得到。该交点是两个横向导杆撑杆彼此的交点。横向导杆撑杆线通过每个横向导杆撑杆的两个转动铰接部确定，即横向导杆撑杆的转动铰接部与同一横向导杆撑杆的另一转动铰接部的连接线是横向导杆撑杆线。通过每个横向导杆撑杆的转动铰接部在车轮支架处的定位和每个横向导杆撑杆的另一转动铰接部在车身处的定位可以按照需求确定车轮的虚拟旋转点。为了在每个转向角的情况下尽可能小地保持转向滚动半径，在每个待实现的转向角中虚拟旋转点必须尽可能靠近车轮中心。这种单独的因素对于每个横向导杆撑杆的长边腿和短边腿的形式有影响。

每个横向导杆撑杆的形式还与彼此成比例的其他因素有关。其例如可以由以下公式描述：a≤b+c。在此，a是两个车轮支架侧的转动铰接部相对于彼此的水平间距，其中，从一个转动铰接部的中心点到另一个转动铰接部的中心点进行测量。b是与所关注的横向导杆撑杆连接的转动铰接部的中心点到车轮的外周面的水平间距，其中，测量从该中点到与该中心点远离的外周面的距离。最后，c是所关注的横向导杆撑杆的最大可能厚度，例如在横向导杆撑杆具有圆形横截面时该圆形横截面的直径。

根据另一实施方式，在初始位置中，两个横向导杆撑杆设置成两个横向导杆撑杆相对于导杆系统的车轮的车轮转轴呈轴对称，其中一个横向导杆撑杆的凸出区域朝向另一个横向导杆撑杆的凸出区域的方向定向。两个横向导杆撑杆相同地成形。横向导杆撑杆从初始位置开始转动。该初始位置是横向导杆撑杆在一种结构位置中、即在没有调整导杆系统的车轮的转向角的情况下所占据的位置。两个横向导杆撑杆在从行车道方向观察横向导杆装置时相对于车轮的车轮转轴呈轴对称。在该初始位置中，两个横向导杆撑杆相对于彼此设置成，它们的凸出区域朝向彼此定向。车轮的虚拟旋转点在初始位置中位于延长的横向导杆撑杆线的交点上并且在车轮的车轮转轴的投影上。该初始位置与具有导杆系统的车辆的笔直行驶相对应。

根据另一实施方式，在导杆系统的车轮摆动时，车轮朝两个横向导杆撑杆之一的凹入区域的方向摆动，其中，两个横向导杆撑杆中的另一个同时以其凸出区域朝向车轮的轮辋的方向转动。每个横向导杆撑杆的转动借助于转动铰接部并且借助于另一转动铰接部实现。

例如，为车轮设定沿一个方向的为90°的转向角。车轮摆向、即车轮摆向其方向的横向导杆撑杆转动运动躲避开车轮，使得车辆摆动到该横向导杆撑杆的凹入区域中。在此，车轮在任何时刻都不会与该横向导杆撑杆碰撞。车轮不摆向、即车轮运动离开的横向导杆撑杆的凸出区域通过车轮的摆动运动转动到车辆的轮辋中。车辆的虚拟旋转点与初始位置相比移动了，即横向导杆撑杆(车辆已朝其方向摆动)的延长的横向导杆撑杆线与另一横向导杆撑杆的未延长的横向导杆撑杆线相交。虚拟旋转点不再位于车轮的车轮转轴上。

车桥装置具有至少一个转向系统、两个弹簧支柱和两个根据前述实施方式之一的导杆系统。横向导杆装置的两个横向导杆撑杆之一的转动借助于转动铰接部通过转向系统引入。在此是一个被动的转动过程。横向导杆撑杆的转动的被动引入在此可理解成，导杆系统仅通过车轮的摆动引起横向导杆撑杆的转动，其中车轮与两个横向导杆撑杆连接至同一车轮支架。车轮的摆动例如在弯道行驶时是正常的转向过程。导入转动的转向系统是商用的转向系统，其将转向运动进一步导入到车轮处。车桥装置例如可以是呈双横臂实施方式或麦弗逊实施方式的车桥装置。

根据车桥装置的另一实施方式，横向导杆装置的两个横向导杆撑杆之一具有与车桥装置的转向系统连接的连接部位，其中，车桥装置的转向系统借助于转动铰接部启动两个横向导杆撑杆之一的转动。在两个横向导杆撑杆之一和转向系统之间的连接在此可以是直接地，即，转向系统直接支承在两个横向导杆撑杆之一处。作为替代，在两个横向导杆撑杆之一与转向系统之间的连接在此处可以通过另一结构元件实现。在此处，连接部位构造成其对于转向导杆系统引进的力是稳定的。

根据车桥装置的另一实施方式，每个弹簧支柱具有转向致动器，其借助于转动铰接部启动两个横向导杆撑杆之一的转动。转向致动器在此处与其相应的弹簧支柱直接连接，即转向致动器与其所属的弹簧支柱连接的车轮的摆动同时将两个横向导杆撑杆的转动引入，所述横向导杆撑杆与待摆动的车轮连接至同一车轮支架。在弹簧支柱与转向致动器之间的直接连接是有利的，因为由此可以避免在某一转向角时横向导杆撑杆的倾覆或翻转。

附图说明

根据以下描述的附图对本发明的不同实施例和细节进行详细说明。附图中：

图1示出了在初始位置中的导杆系统的局部的示意性侧视图，所述导杆系统包括具有两个弧形形状的横向导杆撑杆的横向导杆装置，

图2示出了具有很小转向角的图1中的导杆系统的局部的示意性侧视图，所述导杆系统包括具有两个弧形形状的横向导杆撑杆的横向导杆装置，以及

图3示出了具有90°转向角的图1中的导杆系统的局部的示意性侧视图，所述导杆系统包括具有两个弧形形状的横向导杆撑杆的横向导杆装置。

具体实施方式

图1示出了在初始位置中的导杆系统l的局部的示意性侧视图，所述导杆系统包括具有两个弧形形状的横向导杆撑杆2a、2b的横向导杆装置1。每个弧形形状的横向导杆撑杆2a、2b具有车轮支架侧区段5a、5b和车身侧区段4a、4b。两个横向导杆撑杆中的第一横向导杆撑杆2a的车轮支架侧区段5a和两个横向导杆撑杆中的第二横向导杆撑杆2b的车轮支架侧区段5b分别具有转动铰接部9a、9c。两个横向导杆撑杆中的第一横向导杆撑杆2a的车身侧区段4a和两个横向导杆撑杆中的第二横向导杆撑杆2b的车身侧区段4b分别具有另一转动铰接部9b、9d。

经过两个横向导杆撑杆中的第一横向导杆撑杆2a的转动铰接部9a的中点，该横向导杆撑杆2a的旋转轴线3a垂直于两个横向导杆撑杆中的第一横向导杆撑杆2a延伸。经过两个横向导杆撑杆中的第一横向导杆撑杆2a的另一转动铰接部9b的中点，该横向导杆撑杆2a的另一旋转轴线3b垂直于两个横向导杆撑杆中的第一横向导杆撑杆2a延伸。经过两个横向导杆撑杆中的第二横向导杆撑杆2b的转动铰接部9c的中点，该横向导杆撑杆2b的旋转轴线3c垂直于两个横向导杆撑杆中的第二横向导杆撑杆2b延伸。经过两个横向导杆撑杆中的第二横向导杆撑杆2b的另一转动铰接部9d的中点，该横向导杆撑杆2b的另一旋转轴线3d垂直于两个横向导杆撑杆中的第二横向导杆撑杆2b延伸。由此，第一横向导杆撑杆2a可以围绕其转动轴线3a并且围绕其另一转动轴线3b转动。因此，第二横向导杆撑杆2b可以围绕其转动轴线3c并且围绕其另一转动轴线3d转动。因此，所有的旋转轴线3a、3b、3c、3d垂直于两个横向导杆撑杆2a、2b所撑开的平面并因此垂直于行车道。

第一横向导杆撑杆2a由其车轮支架侧区段5a朝向一侧限定并且由其车身侧区段4a朝向另一侧限定。在第一横向导杆撑杆2a的车轮支架侧区段5a与车身侧区段4a之间的路径具有极限点7a。第一横向导杆撑杆2a是弧形形状的。第二横向导杆撑杆2b由其车轮支架侧区段5b朝向一侧限定并且由其车身侧区段4b朝向另一侧限定。在第二横向导杆撑杆2b的车轮支架侧区段5b与车身侧区段4b之间的路径具有极限点7b。第二横向导杆撑杆2b是弧形形状的。极限点7a、7b更靠近车轮支架6地设置，而不是更靠近相应的车身侧区段4a、4b。由此，弧形形状并非圆弧形状。两个横向导杆撑杆2a、2b因此构造为相同形状的。在此，弧形形状不具有其他鞍点、极限点。

第一横向导杆撑杆2a的在一侧由第一横向导杆撑杆2a的极限点7a且在另一侧由车轮支架侧区段5a限定的区域构成第一横向导杆撑杆2a的短边腿。第一横向导杆撑杆2a的在一侧由第一横向导杆撑杆2a的极限点7a且在另一侧由车身侧区段4a限定的区域构成第一横向导杆撑杆2a的长边腿。第二横向导杆撑杆2b的在一侧由第二横向导杆撑杆2b的极限点7b且在另一侧由车轮支架侧区段5b限定的区域构成第二横向导杆撑杆2b的短边腿。第二横向导杆撑杆2b的在一侧由第二横向导杆撑杆2b的极限点7b且在另一侧由车身侧区段4b限定的区域构成第二横向导杆撑杆2b的长边腿。

借助于第一横向导杆撑杆2a的转动铰接部9a，第一横向导杆撑杆2a与导杆系统l的车轮支架6可转动地连接。借助于第二横向导杆撑杆2b的转动铰接部9c，第二横向导杆撑杆2b与导杆系统l的车轮支架6可转动地连接。第一横向导杆撑杆2a在车轮支架6的下部边界附近、即在车轮支架6的最接近行车道的区域处与车轮支架6连接。第二横向导杆撑杆2b在车轮中心附近、即在具有轮辋11的车轮8的车轮转轴附近与车轮支架6连接。两个横向导杆撑杆2a、2b相对于彼此设置成其相对于彼此水平且垂直地间隔开并且形成解体的横向导杆。第一横向导杆撑杆2a与第二横向导杆撑杆2b具有相同的距车轮中心平面的距离，该车轮中心平面垂直于车轮8的车轮转轴和行车道。两个横向导杆撑杆2a、2b设置成相对于车轮8的车轮转轴轴对称。车轮支架6与导杆系统l的车轮8连接。两个横向导杆撑杆2a、2b设置在车轮8的车轮转轴之下，即沿行车道的方向在车轮中心之下。

在此示出的是两个横向导杆撑杆2a、2b的初始位置。也就是说，围绕第一横向导杆撑杆2a的极限点7a的凸出区域和围绕第二横向导杆撑杆2b的极限点7a的凸出区域朝向彼此。车轮支架6在与行车道相对的端部由万向节10限定。车轮8的转向角为0°，即其为笔直行驶。

图2示出了具有很小转向角的图1中的导杆系统l的局部的示意性侧视图，导杆系统包括具有两个弧形形状的横向导杆撑杆2a、2b的横向导杆装置1。车轮8朝第一横向导杆撑杆2a的方向摆动并且远离第二横向导杆撑杆2b地摆动。车轮8的摆动借助于在此未示出的转向系统实现。两个横向导杆撑杆2a、2b不再位于初始位置，而是围绕其旋转轴线3a、3b、3c、3d转动了。进行转动，使得第一横向导杆撑杆2a保持在其平面中并且第二横向导杆撑杆2b也保持在其平面中。车轮8转动到第一横向导杆撑杆2a的凹入区域中。第二横向导杆撑杆2b的凸出区域朝向车轮8的轮辋11转动。在此处，转向系统是将例如在弯道行驶时车辆的转向进一步传递到车辆车轮的系统。

图3示出了具有90°转向角的图1中的导杆系统l的局部的示意性侧视图，导杆系统包括具有两个弧形形状的横向导杆撑杆2a、2b的横向导杆装置1。车轮8由初始位置借助于在此未示出的转向系统摆动了90°。通过车轮8的摆动，两个横向导杆撑杆2a、2b围绕其旋转轴线3a、3b、3c、3d转动了。车轮8朝向其运动的第一横向导杆撑杆2a转动，使得第一横向导杆撑杆2a的凹入区域围绕车轮8导引。换句话说，车轮8运动到该弯曲中。第一横向导杆撑杆2a的带有车身侧区段4a的长边腿围绕车轮8导引。

第二横向导杆撑杆2b(车轮8从该第二横向导杆撑杆的方向运动离开)转动，使得其凸出区域转动到车轮8的轮辋11中。通过第二横向导杆撑杆2b的弧形形状的特殊构造，凸出区域匹配到车轮8的轮辋11中。第二横向导杆撑杆2b的长边腿被引导离开车轮8。通过第一横向导杆撑杆2a相对于第二横向导杆撑杆2b间隔开的布置不会导致两个横向导杆撑杆2a、2b的彼此碰撞。通过两个横向导杆撑杆2a、2b的特别的几何形状，不会导致一个或两个横向导杆撑杆2a、2b与车轮8或车轮的轮辋11的碰撞。由此实现了至少为90°的转向角。

在此示出的实施例仅为示例性的选择。例如，横向导杆撑杆可以在其他位置与车轮支架连接。弧形形状也可以与用在导杆系统中的车轮的相应的几何形状相匹配。此外，相对于第二横向导杆撑杆，第一横向导杆撑杆也可以垂直地更靠近车轮中心地设置。

附图标记列表：

1横向导杆装置

2a第一横向导杆撑杆

2b第二横向导杆撑杆

3a第一横向导杆撑杆的旋转轴线

3b第一横向导杆撑杆的另一旋转轴线

3c第二横向导杆撑杆的旋转轴线

3d第二横向导杆撑杆的另一旋转轴线

4a第一横向导杆撑杆的车身侧区段

4b第二横向导杆撑杆的车身侧区段

5a第一横向导杆撑杆的车轮支架侧区段

5b第二横向导杆撑杆的车轮支架侧区段

6车轮支架

7a第一横向导杆撑杆的极限点

7b第二横向导杆撑杆的极限点

8车轮

9a第一横向导杆撑杆的转动铰接部

9b第一横向导杆撑杆的另一转动铰接部

9c第二横向导杆撑杆的转动铰接部

9d第二横向导杆撑杆的另一转动铰接部

10万向节

11轮辋

l导杆系统