专利名称：车辆用的组合拉杆轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆用的组合拉杆轴，带有两个彼此有一定距离的纵拉杆，它们各自通过主轴承固定在汽车车身上；两个设置在纵拉杆上的轮架，各有一个车轮可旋转地支承于这些轮架上；和一个在纵拉杆之间延伸的易扭转(torsionsweich)但不易弯曲的横梁， 横梁固定在每个纵拉杆上。
背景技术：
对于不驱动的后桥而言，在汽车上组合拉杆轴是一个成本低廉的解决方案，因为它一般只由一个焊接组件和两个橡胶轴承组成。该焊接组件由两个纵拉杆和一个易扭转但不易弯曲的横梁(扭转型材(Torsionsprofil))组成。这种轴结构容易安装并节省位置， 故许多轿车包括紧凑型轿车都有这种类型的轴。然而由于缺乏直接的侧向力支承，有侧向力过载的趋势，故出现行驶动力学上的缺点。在这种情况下振动难以退耦。因此，希望以仍可接受的额外费用排除组合拉杆轴的这种功能上的缺点，使总成本仍旧低于昂贵解决方案例如多拉杆悬架的成本。DE 103 21 878 Al公开了一种带有支承在汽车车身上的引导车轮的拉杆的独立悬架，该拉杆具有支承在多个弹性转盘轴承上的轮架，其中该弹性转盘轴承至少局部地由两个同心圆环构成，或由一个圆环和一个销钉组成，它们之间至少局部地不可分离地集成一个弹性体。该轮架通过至少一个弹性的控制轴承支承在拉杆上，该控制轴承的轴颈以其中线处于一个与行驶方向夹成一个角度的竖直平面上。另外，该轮架在车轮中心横向水平平面以上通过至少一个链接在转盘轴承上的摆动支承拉杆可移动地支承在拉杆上。最后该轮架在车轮中心横向水平平面以下通过一个设计成转盘轴承的推力轴承可移动地支承在拉杆上。该拉杆可以是组合拉杆。通过该摆动支承拉杆，该轮架有相对较大的运动自由度，这一方面可能是有利的， 但另一方面，要求对轴承刚度进行非常准确的彼此协调，使得尽可能抑制不希望有的轮架运动。另外，与传统的组合拉杆轴相比，摆动支承拉杆使部件的数目明显增加，而且提高了安装费用，这造成较高的成本。从WO 2008/061973A1已知一种带有扭转弹性的横梁的组合拉杆轴，该横梁的端部分别带有纵拉杆，纵拉杆可链接地支承在汽车车身上，并与轮架连接。每个轮架都通过转盘轴承并与其隔开地通过液压弹性的活节固定在这些拉杆中的一个拉杆上，其中该活节具有与该拉杆连接的壳体和布置在该壳体中的与轮架连接的内件。在内件和壳体之间布置有可弹性变形的部件，该部件与壳体一起限定成两个液体密封的腔室，使得通过这些腔室的压缩或膨胀可以引起内件相对于壳体的运动。另外，还设置有车轮转向角控制系统，该系统可以改变每个腔室内不可压缩液体的体积，使得内件的运动并因而使车轮相对于拉杆的转向角可控。这种组合拉杆轴使轮架的主动调整成为可能，更确切地说，可以对行驶特性和驾驶舒适性产生正面的作用，但由于液压弹性活节的主动控制，成本相对较高并因而较昂贵。
4还存在这样的危险，即控制系统出故障时，该液压弹性的轴承呈现不足的或不希望有的车轮引导特性和/或缓冲特性。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，进一步改进前述类型的组合拉杆轴，以便能够以尽可能低廉的成本在易受干扰方面改善该轴的行驶动力学特性。按照本发明，这个目的通过按照权利要求1的组合拉杆轴来实现。本发明的优选改进方案在从属权项中给出。按照本发明的车辆用的特别是汽车用的组合拉杆轴具有两个彼此相隔一段距离的纵拉杆，这些纵拉杆各自通过一个主轴承固定在汽车车身上；两个设置在这些纵拉杆上的轮架，各有一个车轮可旋转地支承于这些轮架上；和一个在这些纵拉杆之间延伸的易扭转但不易弯曲的横梁，该横梁固定在每个纵拉杆上，其中各有一个轮架通过三个被动的橡胶轴承固定在每个纵拉杆上，这些橡胶轴承特别是并非全部都处于同一条直线上。按照本发明，每个轮架通过三个被动的橡胶轴承支承在各自的纵拉杆上，这使得消除或至少明显地减少诸如侧向力过载和振动退耦差等传统组合拉杆轴的主要缺点成为可能。通过本发明，以一种非常简单的方式实现明显的功能改善。在此，按照本发明的组合拉杆轴在没有用主动轴承和/或摆动支承拉杆的情况下即将轮架连接在纵拉杆上，故成本比较低廉。该横梁最好与每个纵拉杆固定地特别是刚性地连接在一起。该横梁最好与每个纵拉杆焊在一起。该横梁最好以其端部固定在纵拉杆上。另外，该横梁最好形成一个扭转弹簧，特别是用来稳定摆动。该横梁最好在各自的主轴承和各自的轮架之间固定在每个纵拉杆上。每个纵拉杆的走向最好是或基本上是车辆的纵向。另外，该横梁最好处于或基本上处于车辆的横向，特别是其取向垂直于车辆的纵向。车辆高度方向最好垂直于车辆的纵向且垂直于车辆横向。车辆的行驶方向或一般的前进行驶方向和/或按照本发明的轴的取向尤其处于车辆的纵向。该主轴承按行驶方向最好在横梁之前。另外，该横梁按行驶方向最好布置在轮架之前。每个橡胶轴承最好包括一个形成为轴套的外件、一个布置在该轴套中的内件和一个布置在该轴套中的弹性体的轴承体，该轴承体在内件和外件之间延伸，并且最好包围和/ 或围绕该内件。特别是每个橡胶轴承都以部件(外件和内件)中的一个固定在各自的纵拉杆上，并以部件(外件和内件)中的另一个固定在各自的轮架上。该弹性体的轴承体与内件和/或外件材料配合地例如通过粘接和/或硫化连接在一起。特别是这些橡胶轴承中没有一个具有主动调整装置。优选这些橡胶轴承中没有一个具有用液体填充的腔室。该外件最好呈中空圆柱形或基本上呈中空圆柱形。另外，该内件可以形成为圆柱形物体，例如呈连续的圆柱形或设计成中间凸出。例如，该内件可以形成为实心的(massiv)或设有通孔。每个橡胶轴承的轴承纵向亦称轴向最好特别是在外件和/或内件的纵向上和/或对称轴方向上延伸。另外，在每个橡胶轴承上，垂直于轴承纵向的走向称为径向。每个橡胶轴承在轴向方向上最好有一个端部止挡和/或渐进的(progressiv)刚度特性。因此，轴向冲击力造成的内件相对于外件的轴向偏移，被端部止挡和/或渐进的刚度变化特性限制。
5
通过在按照本发明的轴上采用被动的橡胶轴承，用于将轮架连接在该纵拉杆上， 该主轴承可以设计得比传统的组合拉杆轴简单。特别是按照本发明的轴的横向刚度可以大于带有轨迹校正(spurkorrigierenden)的传统组合拉杆轴或空间定位的主轴承。按照本发明的一个设计方案，配属于每个轮架的三个橡胶轴承中的一个橡胶轴承按行驶方向布置在各自的车轮旋转轴的前面，并因而形成前橡胶轴承，而配属于每个轮架的三个橡胶轴承中的另外两个橡胶轴承按行驶方向布置在各自的车轮旋转轴的后面，并因而形成后橡胶轴承。每个前橡胶轴承的轴向走向特别是倾斜于车辆的纵向，而且最好垂直于或基本上垂直于车辆高度方向。另外，前橡胶轴承的轴向，特别是从前橡胶轴承观察， 最好按行驶方向彼此拉开距离。通过前橡胶轴承的这个取向，可以使车轮在制动过程中被引导至前束。每个后橡胶轴承的轴向走向最好平行于或基本上平行于车辆的纵向。每个轮架的后橡胶轴承在车辆高度方向上尤其上下布置，使得这些橡胶轴承中的一个橡胶轴承最好布置在相关车轮旋转轴的上面，而这些橡胶轴承中的另一个橡胶轴承最好布置在相关车轮旋转轴的下面。在这种情况下，每个轮架的这些后橡胶轴承沿着一条在车辆高度方向上或基本上在车辆高度方向上走向的直线特别是彼此保持距离地布置。每个橡胶轴承被设计得在其径向上的刚性最好大于其轴向上的刚性。以此便特别是可以与该橡胶轴承优选的取向结合，减小或甚至消除侧向力过载的趋势。另外，可以实现在侧向力作用下将车轮引导至前束。每个轮架的橡胶轴承最好形成三角形布置情况，特别是锐角三角形布置情况，使得连接这些橡胶轴承的直线总是彼此夹成一个小于90°的夹按照本发明的组合拉杆轴的橡胶轴承特别是在其刚性方面的优选布置和/或设计方式为，使得在侧向力和/或制动力作用下，车轮的虚拟旋转点和/或每个轮架的虚拟旋转点按行驶方向处于各自车轮旋转轴的后面，并在车辆横向上从轴中间和/或车辆中间观察，处于各自的车轮平面的后面。这些纵拉杆借助于该主轴承特别是可摆动地支承在汽车车身上，使得车轮相对于汽车车身在车辆高度方向上可以来回跳动(ein-und ausfedern)。主轴承最好形成为橡胶轴承，其中对于主轴承，不使用橡胶轴承的概念，而使用弹性体轴承的概念，以便防止与按照本发明用于将轮架连接在纵拉杆上的被动的橡胶轴承混淆。纵拉杆或者轮架最好各自通过车辆弹簧支持在汽车车身上。另外，纵拉杆或者轮架最好各自通过缓冲器支持在汽车车身上。因此，按照本发明可以借助于三个橡胶轴承使得每个轮架与组合拉杆轴的由横梁和两个纵拉杆组成的总组(Hauptgruppe)退耦。因此，通过三个橡胶轴承的这种布置方式和这种刚性设计，可以设计在侧向力和制动力作用下车辆的在驾驶操纵失灵趋势方向上的轴的特性。通过前橡胶轴承的相应的人字形布置(Pfeilung)(斜置)，使得该轴在制动力作用下受压至前束。橡胶轴承尤其是这样取向使得将该轴设计成在横向上是刚性的，而在纵向上是柔性的。附加地可以通过橡胶轴承使得振动退耦。
下面将参照附图借助优选的实施例描述本发明。附图中示出图1为按照本发明的一个实施方式的组合拉杆轴的立体图2为该组合拉杆轴的侧视图；和图3为该组合拉杆轴的俯视图。
具体实施例方式从图1可以清楚看到按照本发明一个实施方式的组合拉杆轴1的立体图，其中易扭转但不易弯曲的横梁2的端部3和4分别与纵拉杆5或6焊接在一起。在行驶方向7上， 在拉杆5和6的前端上分别固定有轴套8或9，其中该轴套8和9各自用来接纳主轴承10 或11 (见图幻。该主轴承10和11形成为弹性体轴承，并用来活节使得纵拉杆5和6铰接到汽车车身12上(见图3)。轮架13或14固定在纵拉杆5和6上，其中在每个轮架13和14上可旋转地分别支承有车轮15或16(见图幻。在这种情况下，车轮15可绕车轮旋转轴17(见图幻旋转， 而车轮16可绕车轮旋转轴18 (见图3)旋转。从图2可以清楚看到组合拉杆轴1的侧视图，其中轮架14通过三个被动的橡胶轴承19，20和21固定在纵拉杆6上。每个橡胶轴承19，20和21都有一个形成为轴套的外件 22和一个安置于其中的内件23，该内件被一个从内件23延伸至外件22的弹性体的轴承体 24包围。橡胶轴承19，20和21的外件22是轮架14的组成部分并与该轮架刚性地连接。 橡胶轴承19，20和21的内件23通过螺钉连接机构25特别是刚性地固定在纵拉杆6上。 每个橡胶轴承19，20和21的轴向沈与各自的内件23的纵向一致。从图2可以看到，橡胶轴承20和21的轴向沈平行于车辆的纵向χ延伸。通常的行驶方向7在这里沿着正向的 χ轴的方向延伸。还画出了车辆高度方向z，其中示出一条平行于ζ轴走向的直线27，橡胶轴承21和22沿着该直线布置得彼此有一段距离。橡胶轴承19，20和21形成一种三角形布置情况。从图3可清楚地看出组合拉杆轴1的俯视图，其中只示意性地示出装入轴套8和 9中的主轴承10或11、汽车车身12以及车轮15和16。可以看到，橡胶轴承19的轴向沈倾斜于纵向χ地伸展。以此使得车轮16或轮架14在制动过程中向前束摆动，这意味着轮架14沿箭头观的方向摆动。在侧向力四作用时，轮架14进行相仿的摆动。每个橡胶轴承19，20和21在此都经过适当设计，使得在轴向沈方向上的刚性小于在径向30方向上的刚性。因此，轮架14的虚拟的车轮旋转点P在行驶方向7上处于车轮旋转轴18的后面，且在车辆横向Y上处于车轮平面31的后面。该轮架13通过前橡胶轴承32和两个后橡胶轴承33和34以相应的方式支承在纵拉杆5上，正如轮架14支承在纵拉杆6上一样。这时，由轮架13和橡胶轴承32，33，34构成的组件纵拉杆5，相对于由轮架14和橡胶轴承19，20，21构成的组件纵拉杆6，优选布置成镜像对称，其中示意地示出的中间平面35形成镜平面，该镜平面在车辆的纵向χ上处于两个纵拉杆5和6之间的中间，而其取向是车辆的高度方向ζ，亦即垂直于图3纸面。每个轮架13和14都有三个呈星形彼此拉开距离的、特别是弯曲的臂36，各有一个橡胶轴承壳体外轴套22固定在这些臂的自由端上。另外，肋条37固定在每个纵拉杆5， 6上，后面的橡胶轴承20，21，33和34的内件23便固定在这些肋条上。特别是形成为钢板的支架38固定在每个纵拉杆5和6上，其中前面的橡胶轴承19和32的内件23固定在支架38上。该支架38用来使前面的橡胶轴承19和32的轴向沈倾斜于车辆的纵向χ。
附图标记列表1组合拉杆轴2 横梁3横梁端部4横梁端部5纵拉杆6纵拉杆7行驶方向8 轴套9 轴套10主轴承11主轴承12汽车车身13 轮架14 轮架15 车轮16 车轮17车轮旋转轴18车轮旋转轴19橡胶轴承20橡胶轴承21橡胶轴承22外件/轴套23 内件24弹性体的轴承体25螺钉连接机构沈橡胶轴承的轴向27 直线观轮架的摆动方向四侧向力30橡胶轴承的径向31车轮平面32橡胶轴承33橡胶轴承34橡胶轴承35组合拉杆轴的中间平面36轮架臂37纵拉杆上的肋条38纵拉杆上的支架或固定钢板
X车辆的纵向
y车辆横向
Z车辆高度方向
P车轮的虚拟旋转点。
权利要求
1.车辆用的组合拉杆轴，带有两个彼此有一定距离的纵拉杆(5，6)，这些纵拉杆各自通过主轴承(10，11)固定在汽车车身(1 上；两个设置在纵拉杆(5，6)上的轮架(13，14)， 各车轮(15，16)可旋转地支承于这些轮架上；和一个在纵拉杆(5，6)之间延伸的易扭转但不易弯曲的横梁O)，该横梁固定在每个纵拉杆(5，6)上，其特征在于，各有一个轮架(13，14)通过三个被动的橡胶轴承(19，20，21 ；32，33，34)固定在每个纵拉杆(5，6)上。
2.按照权利要求1的组合拉杆轴，其特征在于，该横梁( 与每个纵拉杆(5，6)焊接。
3.按照权利要求1或2的组合拉杆轴，其特征在于，每个纵拉杆(5，6)的走向是或基本上是车辆的纵向(χ)，横梁O)的走向是或基本上是车辆的横向(y)。
4.按照前述权利要求中任一项的组合拉杆轴，其特征在于，每个橡胶轴承(19，20，21； 32,33,34)都包括一个形成为轴套的外件(22)、一个布置在该轴套内的内件和一个布置在该轴套内的在内件和外件0 之间延伸的弹性体的轴承体04)。
5.按照权利要求4的组合拉杆轴，其特征在于，每个橡胶轴承(19，20，21；32, 33, 34) 都以部件02，23)中的一个固定在各自的纵拉杆(5，6)上，并以部件02，23)中的另一个固定在各自的轮架(13，14)上。
6.按照前述权利要求中任一项的组合拉杆轴，其特征在于，配属于每个轮架(13，14) 的三个橡胶轴承(19，20，21 ；32，33，34)中的一个橡胶轴承按行驶方向(7)布置在各自车轮旋转轴(17,18)的前面，而配属于每个轮架(13，14)的三个橡胶轴承(19，20，21 ；32，33， 34)中的另外两个橡胶轴承按行驶方向(7)布置在各自车轮旋转轴(17，18)的后面。
7.按照权利要求6的组合拉杆轴，其特征在于，每个前橡胶轴承(19，32)的轴向06) 倾斜于车辆的纵向(χ)。
8.按照权利要求6或7的组合拉杆轴，其特征在于，前橡胶轴承(19，32)的轴向06) 按行驶方向(7)彼此岔开。
9.按照权利要求6至8中任一项的组合拉杆轴，其特征在于，每个后橡胶轴承O0，21； 33,34)的轴向06)平行于或基本上平行于车辆的纵向(χ)。
10.按照权利要求6至9中任一项的组合拉杆轴，其特征在于，每个轮架(13，14)的后橡胶轴承00，21 ；33，34)在车辆高度方向(ζ)上上下布置，使得这些橡胶轴承00，33)中的一个橡胶轴承布置在相关车轮旋转轴(17，18)的上面，而这些橡胶轴承01，34)中的另一个橡胶轴承布置在相关车轮旋转轴(17，18)的下面。
11.按照权利要求6至10中任一项的组合拉杆轴，其特征在于，每个轮架(13，14)的后橡胶轴承00，21 ；33，34)沿着一个在车辆高度方向(ζ)上或基本上在车辆高度方向(ζ) 上走向的直线(XT)彼此保持距离地布置。
12.按照前述权利要求中任一项的组合拉杆轴，其特征在于，每个橡胶轴承(19，20， 21 ；32,33,34)的在径向(30)上的刚性大于在其轴向06)上的刚性。
13.按照前述权利要求中任一项的组合拉杆轴，其特征在于，每个轮架(13，14)的橡胶轴承(19，20，21 ；32，33，34)形成锐角的三角形布置情况。
14.按照前述权利要求中任一项的组合拉杆轴，其特征在于，每个轮架(13，14)的橡胶轴承(19，20，21 ；32，33，34)的刚性经过适当设计，使得在侧向力和/或制动力作用下，各自车轮的虚拟旋转点(P)按行驶方向(7)处于各自车轮旋转轴(17，18)的后面，而按车辆横向(y)从轴中间(35)观察处于各自车轮平面(31)的后面。
全文摘要
车辆用的组合拉杆轴，带有两个彼此有一定距离的纵拉杆(5，6)，这些纵拉杆各自通过主轴承(10，11)固定在汽车车身(12)上；两个设置在纵拉杆(5，6)上的轮架(13，14)，各有一个车轮(15，16)可旋转地支承于这些轮架上；和一个在纵拉杆(5，6)之间延伸的易扭转但不易弯曲的横梁(2)，该横梁固定在每个纵拉杆(5，6)上，其中各有一个轮架(13，14)通过三个被动的橡胶轴承(19，20，21；32，33，34)固定在每个纵拉杆(5，6)上。
文档编号B60G21/05GK102275483SQ20101028074
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者B·鲍梅尔, C·艾贝尔斯, I·艾贝尔斯, S·辛迪葵 申请人:Zf腓特烈港股份公司