专利名称：斜拉杆结构形式的车轮悬架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种斜拉杆结构形式的车轮悬架，其具有从车轮支座出发的多个导向臂，在这些导向臂中的第一导向臂近似在车辆纵向方向上定向并且第二导向臂近似在车辆纵向方向和车辆横向方向之间的角平分线方向上延伸，并且这些导向臂的最终通过导向臂支承件支承在车身上的端部确定出用于车轮支座的与车身的弹簧压缩运动和弹簧弹开运动相关的基本水平的瞬时轴线，车轮支座通过至少一个导向臂的合适构造以及至少一个导向臂支承件的合适弹性结构的适当构造在制动力或在弯道行驶情况下侧向力作用于弯道外侧的固定在车轮支座上的车轮上时可略微绕所谓的前束轴线尤其是朝前束方向偏转。现有技术尤其参见DE 32 42 930 Cl和EP 0 052 153，虽然后者并不涉及斜拉杆轴线，而是涉及弹性导向臂支承件在彼此大致垂直的方向上具有不同弹簧刚度的特别的弹性构造。
背景技术：
技术人员已知简单的优选用于车辆的受驱动的后轴的斜拉杆式车轮悬架由于弯道外侧的车轮在侧向力作用下趋于后束而具有不希望的过度转向趋势。针对这点已提出各种不同的补救措施，例如见DE 39 00336 C2、DE 102 49 445 AUDE 32 42 930 Cl，借助这些补救措施使车轮在制动时以及在弯道行驶时在弯道外侧的车轮在侧向力的作用下向前束方向偏转，但这些已知措施在行驶动力学观点下却具有显著缺点而不能实施。被视为最接近现有技术的DE 32 42 930 Cl中出现的运动学上有利的车轮悬架在合理的确定尺寸下不能达到足够耐用性。
发明内容
因此要提出一种根据权利要求1的前序部分的在运动学上有利的车轮悬架，其也可满足与大批量使用、尤其是用于轿车有关的其它要求，这是本发明的目的。该目的如下达到车轮支座与支臂固定连接，支臂在一定的路段上在第二导向臂旁基本平行于该导向臂地延伸并且在第二导向臂上通过支承部支承在第二导向臂的车轮支座侧的端部和车身侧的端部之间，支承部在基本水平的方向上比在基本竖直的方向上明显更软，第二导向臂和/或支臂的合适构造允许车轮支座绕前束轴线进行略微的偏转运动。在此有各种可能性来构造或构成支臂和/或第二导向臂。第二导向臂和/或支臂的一种合适构造在于两个导向臂中的至少一个按照所谓的刀刃式拖曳臂(khwertlenker)的方式在竖直方向以及基本在车辆横向方向构造成刚性的并且在车辆纵向方向的水平平面中构造成可弹性变形的。一种将在下面以实施例的方式进一步被说明的替换的可能性在于第二导向臂为独立的并且由此是与车轮支座可分开的构件，其以一个用于构成所谓前束轴线的端部与车轮支座铰接。无论是此处建议的支臂还是第二导向臂均可以以简单的方式构造成可持久地承受需要传递的力，这些力主要是指作用于车轮上的侧向力。对于将第二导向臂最终与车身连接的支承件或铰链来说也是一样。具有第一导向臂的车轮支座也可相应于所有要求简单构造，并且不必在设计车轮支座时例如在强度方面特别考虑所希望的朝前束的偏转运动。 简单地说这点可通过代替至今常见的简单的斜拉杆而使用由两个构件组成的斜拉杆来实现，这两个构件基本在水平平面中可略微绕所谓的前束轴线相对偏转，其中第二导向臂和所述支臂优选在一定的路段上基本彼此平行地延伸，支臂与第一导向臂一样一体地与车轮支座连接。支臂以有利的方式确保尤其在侧向力的作用下尽可能好的车轮导向。第二导向臂在此也可一体地与车轮支座连接，但此时第二导向臂本身必须具有足够的柔性用于形成车轮支座的所希望的可偏转性。作为替换方案，第二导向臂可以是独立的构件，其在车轮附近可略微偏转地固定在车轮支座上。此外，第一导向臂的导向臂支承件构造得与开头所述的现有技术类似，即在基本在车辆纵向方向上延伸的方向上是相对刚性的以及在与之垂直的方向上是相对较软的，以便主要允许车轮在侧向力作用下发生前束变化。优选这样构造支臂和第二导向臂之间的支承部，使得弯道外侧的车轮在侧向力的作用下并且在一直向前行驶时每个车轮在制动力的作用下向前束偏转，这一方面通过支承部在不同方向上预定的不同弹性来实现，支承部在基本水平的方向上相对较软，相反，支承部在基本竖直的方向上相对较硬或者说无弹性，以便能够构成精确的车轮导向。在第二导向臂构造为单独的并由此是与车轮支座分开的构件时，这种希望的弹性运动特性总是以下述方式实现，即支臂和第二导向臂之间的支承部相对于第二导向臂在车轮支座上的铰接点这样设置，使得支臂和由此车轮支座无论在制动力的作用下还是在作用于固定在车轮支座上的车轮的侧向力的作用下均在基本水平的方向上或略微倾斜于水平方向的方向上相对于第二导向臂这样偏转，使得在弯道行驶时弯道外侧的车轮趋于前束。在此，支臂和第二导向臂之间的支承部可构造为摆动支承或合适地在不同方向上不同弹性的橡胶支承件的形式。此外，考虑到所有边界条件下尽可能精确的车轮导向，建议将车轮支座或者支臂相对于第二导向臂的偏转运动通过止挡来限定。最后，权利要求7给出了一种在力方面和要求的安装空间方面均有利的用于车身的承重弹簧的布置，当然承重弹簧的其它布置也是可能的。对于与承重弹簧功能并联的减震器的布置同样如此，接下来说明的实施例为减震器布置示出一种可能性，借助该实施例进一步解释本发明。
在附图中作为本发明实施例示出轿车的左后车轮悬架。附图如下图1从外部观察的第一等轴视图，通过箭头F表示行驶方向；图2从内部即从车辆中心观察的第二等轴视图，行驶方向再次相应于箭头F ；图3从后部观察车轮悬架的后视图；图4从外部观察的侧视图；图5从上部观察车轮悬架的俯视图；图6图5中的A-A剖面图；图7a和7b为解释运动学关系再次示出图5中的A-A剖面图和B-B剖面图；图和8b与7a和7b相当，但示出另一实施方式，其中，支臂相对于第二导向臂的支承在顺时针方向转动一定量。
具体实施例方式在所有附图中相同的结构元件使用相同的附图标记并且所有详细说明的特征可能是创新的。车轮支座的附图标记为1，未示出的车轮围绕其旋转轴线可旋转地安装在该车轮支座上。第一导向臂2 —体地设置在该车轮支座1上，第一导向臂从车轮支座1出发基本在车辆纵向方向(或者说行驶方向F)上向前定向。在车轮支座1上相对靠近车轮的点Pl 处，第二导向臂3与车轮支座1铰接连接。第二导向臂3从车轮支座1出发基本在车辆纵向方向(F)和(与之垂直的)车辆横向方向之间的角平分线的方向上延伸。所谓的支臂4 基本上平行于第二导向臂3地在第二导向臂的一部分上延伸，该支臂与车轮支座1 一体地连接并且由此也从车轮支座1出发。在支臂4和第一导向臂2之间在所谓的桥接段5上支承有承重弹簧6，未示出的车身通过承重弹簧部分地支承，并最终支承在由车轮支座1带有的车轮上，桥接段与第一导向臂2和支臂4 一样与车轮支座1一体地连接并且由此构成一体的“复合体”的组成部分，该复合体包括车轮支座1、第一导向臂2、支臂4和桥接段5。常见的减震器以附图标记7来表示并且安装在车轮支座1的合适的位置上并且以其另一个端部固定在车身上，该减震器用于缓冲车身相对于车轮支座1的通过承重弹簧6可能的弹簧压缩运动和弹簧弹开运动。在第一导向臂2的自由端部上设置接纳部，用于附图中未详细示出的优选橡胶支承件形式的导向臂支承件加，通过该支承件，第一导向臂2直接或间接支承在车身上。在第二导向臂3的每个端部上分别设置一个接纳部，用于优选橡胶支承件形式的导向臂支承件 3a或北，使得第二导向臂2以其第一端部通过点Pl处的导向臂支承件北铰接在车轮支座 1上并且以其第二端部通过导向臂支承件3a直接或间接支承在车身上。此外，在第二导向臂3上在这两个端部之间的区域中设置一个支承部8，用于从车轮支座出发的所述支臂4， 更准确地说用于其自由端部。所述支承部8在此由橡胶支承件9 (见图6)构成，其被压入为此设置在导向臂3中的接纳部3c中。橡胶支承件9和由此支承部8在基本水平的方向上比在基本竖直的方向上构造得明显更软或更弹性。支承部8或橡胶支承件9的基本在水平方向上作用的弹簧常数C2因此明显小于支承部8或橡胶支承件9的基本在竖直方向上作用的弹簧常数Cl (见图6)。如在斜拉杆式车轮悬架中，第一导向臂2和第二导向臂3的车身侧的导向臂支承件加和3a产生相对于车辆横向方向(略微)倾斜延伸的瞬时轴线MA (见图5)，以便使车轮支座1在车身相对于车身进行弹簧压缩和弹簧弹开时在承重弹簧6压紧或释放下被偏转。 如在开头所述的现有技术的车轮悬架中，在第一导向臂2上这样构造用于导向臂支承件加的接纳部并且设置在该接纳部中的橡胶支承件或者说导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弹性，使得固定在车轮支座1上的车轮在制动时发生前束。与该现有技术类似，在当前情况下导向臂支承件加的基本在瞬时轴线MA方向上作用的弹簧常数CLl (见图5)也明显小于其基本垂直于瞬时轴线MA并由此主要在车辆纵向方向上作用的弹簧常数CL2，在导向臂支承件加的刚度和瞬时轴线之间不存在必然联系，这种联系的产生只用于近似说明刚度的定向。除此之外，这样构造支臂4和第二导向臂3之间的支承部8或者在此的橡胶支承件9并且这样相对于第二导向臂3在车轮支座1上的铰接点Pl进行设置，使得支臂4无论在弯道行驶时的侧向力(图5中的Fs)的作用下还是在作用于固定在车轮支座1上的车轮 (车轮中心点在图5中以MR来表示)上的制动力的作用下都在基本水平的方向上或略微倾斜于水平方向地这按箭头V(见图幻绕点Pl或者说绕基本上竖直或近似竖直地延伸通过点Pl的所谓的前束轴线AS(见图7b)相对于第二导向臂3移动，使得在弯道外侧车轮的情况下车轮支座1和由此车轮向前束偏转。在此设置在第二导向臂3的接纳部北中的橡胶支承件构造得相对刚性。作为替换，也可替代地在点Pl处设置用于将第二导向臂3铰接在车轮支座1上的球节。支臂4的可能的移动位移和由此车轮支座1相对于第二导向臂3的可能的偏转位移(用于实现车轮向前束的所述偏转)可通过止挡来限定或者说在当前情况下通过止挡 10(见图6)来限定。在此支臂4在预定的行程之后侧向靠置在第二导向臂3上。借助图7a、7b再此简要解释相应的联系，但接下来尤其是借助图7a、7b与图8a、8b 的比较解释另一 “参数”，借助该参数，当前的车轮悬架在其弹性运动学特性方面可满足于相应要求进行构造，该另一参数并不在现有技术公开的车轮悬架中使用。因此，该另一“参数”构成本发明车轮悬架相对于已知的现有技术的附加优点，并且通过橡胶支承件9的安装位置或倾角或通过支承部8的构造而产生，其在运动学上观察在点P2处起作用。车轮中心点MR在车道E上的垂直于车道的投影产生车轮支承点R。根据图6、7a， 橡胶支承件9这样设置在支承部8中(通过橡胶支承件9/支承部8将支臂4支承在第二导向臂3上)，使得精确地在水平方向上实现较软的支承，并且与之相比明显较硬的支承精确地在沿轴线A2的竖直方向上起作用。在当前实施例中平行于轴线A2并且延伸通过点 Pl的轴线Al与车道的交点构成所谓的侧向力中性点N。当作用于车轮的侧向力作用于该侧向力中性点N处时，车轮在该侧向力作用下不发生前束变化。但为了研究弹性运动学特性，侧向力作用于车轮支承点R处。在根据图7b的实施例中，侧向力中性点N在行驶方向 F上看以弹性运动学的主销前倾偏距Sl位于车轮支承点R之后。因此，作用于车轮支承点 R处的侧向力导致弯道外侧的车轮绕所谓的前束轴线AS朝前束方向运动或者说略微偏转， 前束轴线AS基本竖直延伸通过侧向力中性点。在当前附图中前束轴线AS与轴线Al重叠合，但此处涉及特殊情况，因为众所周知前束轴线AS的走向也与导向臂支承件加的构造有关。众所周知车轮外倾刚度在此也起作用，但无须在此进一步说明。更多地需要通过支承部8的相应构造来解释轴线A2的定向形式的上述附加“参数”。当根据图8a的变型方案这样设置将支臂4在第二导向臂3上支承在支承部8中的橡胶支承件9时，使得定义明显较硬支承的轴线A2相对于垂线倾斜并且在此相对于图7a 显示的实施例在顺时针方向上转动一定量即根据图8b侧向力中性点N在行驶方向F上看更朝前或者说朝前“移动”，因为轴线Al和A2在其倾角方面是同样的。在根据图8a、8b的方案中，侧向力中性点N以主销后倾偏距S2位于车轮支承点R之前，由此弯道外侧的车轮在侧向力作用下后束。当然中性设计也是允许的，此时侧向力中性点N与车轮支承点R重合。橡胶支承件9或者说支承部8从图7a的位置出发根据图8a在顺时针方向上的转动趋向于引起侧向力中性点N向前移动，由此在侧向力下的车轮前束随着旋转角度的增加首先越来越小，直到侧向力中性点N和车轮支承点R重合，此后随着橡胶支承件9的根据箭头方向U的进一步旋转，弯道外侧的车轮在侧向力作用之下之间越来越朝后束方向发展。同时随着橡胶支承件9的根据箭头方向U的这种旋转在制动时以及在弹簧收缩时车轮朝正前束方向的转向趋势增强。相反的行为出现在橡胶支承件9逆着图8a的箭头方向U转动时。由于侧向力中性点N附加地通过车轮支座1上点Pl的位置确定，第二导向臂3铰接固定于该点处，所以当然也可通过适当确定点Pl的位置来确定车轮在侧向力作用下的特性。此外要指出，轴线Al和A2无须在几何意义上平行，重要的是，轴线A2在顺着或逆着箭头方向U转动时产生趋向于相同特性。 有利的是，不同于传统的斜拉杆轴线，在本发明的车轮悬架中可以以相对简单的方式调节车轮前束和车轮外倾。对此可以在支承部8中设定相应的调节可能性，使得在该调节可能性开启之后支臂4可略微相对于第二导向臂3移动。随着该调节可能性的关闭——其例如可以以已知的方式构造为在较大孔中可横向于孔轴线移动的销的形式—— 确定车轮前束和车轮外倾。当在这种调节范畴中车轮支座1围绕通过导向臂支承件加和 3a来说明的所谓的调节轴线ST (见图5)以如下方式翻转时，即支臂4的远离车轮支座1的端部基本在竖直方向上运动，可调节车轮外倾。此外，车轮前束的调节通过支臂4的所述端部在基本水平的方向上适当移动来进行，其中导向臂支承件加必须被释放，这可以以原则上已知的方式通过松开相配的支承座(未示出)来进行。另外还要指出，许多细节可以不同于上述说明地来构造，而不离开权利要求书的内容。
权利要求
1.斜拉杆结构形式的车轮悬架，其具有从车轮支座(1)出发的多个导向臂0、3、4)，这些导向臂中的第一导向臂(2)近似在车辆纵向方向(行驶方向F)上定向并且这些导向臂中的第二导向臂⑶近似在车辆纵向方向(F)和车辆横向方向之间的角平分线方向上延伸并且这些导向臂的最终通过导向臂支承件(h、3a)支承在车身上的端部确定出用于车轮支座(1)的与车身的弹簧压缩和弹簧弹开运动相关的基本上水平的瞬时轴线(MA)，通过这些导向臂中的至少一个导向臂(3、4)的合适构造以及通过所述导向臂支承件中的至少一个导向臂支承件Oa)的合适弹性结构的合适构造，车轮支座(1)在制动力的作用下或在弯道行驶的情况下在侧向力(Fs)作用于弯道外侧的固定在车轮支座(1)上的车轮时能略微绕所谓的前束轴线(AS)尤其是朝前束方向偏转，其特征在于，所述车轮支座(1)与支臂(4) 固定连接，该支臂在一定的路段上在第二导向臂(3)旁边基本上平行于该第二导向臂地延伸，并且该支臂通过支承部(8)在第二导向臂的车轮支座侧的端部和车身侧的端部之间的区域中支承在第二导向臂( 上，所述支承部(8)在基本上水平的方向上比在基本上竖直的方向上明显更软，第二导向臂(3)和/或支臂的合适构造允许车轮支座(1)绕前束轴线(AS)略微的偏转运动。
2.根据权利要求1的车辆车轮支座，其特征在于，第二导向臂(3)和/或支臂⑷的合适构造在于，这两个导向臂中的至少一个导向臂按照所谓的刀刃式拖曳臂的方式在竖直方向以及基本上在车辆横向方向构造成刚性的并且在车辆纵向方向的水平平面中构造成可弹性变形的。
3.根据权利要求1的车辆车轮支座，其特征在于，第二导向臂(3)是独立的并由此是与车轮支座(1)可分开的构件，该构件以一个端部与车轮支座(1)铰接连接用以构成所述的前束轴线(Al)。
4.根据上述权利要求之一的车辆车轮支座，其特征在于，支臂(4)和第二导向臂(3)之间的支承部(8)构造成摆动支承或合适弹性构成的橡胶支承件(9)的形式。
5.根据上述权利要求之一的车辆车轮支座，其特征在于，车轮支座(1)围绕前束轴线 (AS)的可能的偏转运动通过止挡限定。
6.根据权利要求5的车辆车轮支座，其特征在于，支臂(4)相对于第二导向臂(3)的可能的偏转运动通过止挡(10)限定。
7.根据上述权利要求之一的车辆车轮支座，其特征在于，分担地支承车身并使车身最终支承在车轮上的承重弹簧(6)支承在延伸于第一导向臂(2)和支臂(4)之间的桥接段 (5)上，该桥接段与支臂(4)和第一导向臂( 一样与车轮支座(1) 一体地连接。
全文摘要
本发明涉及一种斜拉杆结构形式的车轮悬架，其具有从车轮支座出发的多个导向臂，这些导向臂中的第一导向臂近似在车辆纵向方向上定向并且这些导向臂中的第二导向臂近似在车辆纵向方向和车辆横向方向之间的角平分线方向上延伸并且这些导向臂的最终通过导向臂支承件支承在车身上的端部确定出用于车轮支座的与车身的弹簧收缩运动和弹簧弹开运动相关的基本上水平的瞬时轴线，通过这些导向臂中的至少一个导向臂的合适构造以及通过所述导向臂支承件中的至少一个导向臂支承件的合适弹性结构的合适构造，车轮支座在制动力的作用下或在弯道行驶的情况下在侧向力作用于弯道外侧的固定在车轮支座上的车轮时能略微绕所谓的前束轴线尤其是朝前束方向偏转。所述车轮支座与支臂固定连接，该支臂在一定的路段上在第二导向臂旁边基本上平行于该第二导向臂地延伸，并且该支臂通过支承部支承在第二导向臂上，所述支承部在水平的方向上比在竖直的方向上明显更软，第二导向臂和/或支臂的合适构造允许车轮支座绕前束轴线略微的偏转运动。
文档编号B60G7/02GK102414035SQ201080018104
公开日2012年4月11日 申请日期2010年3月26日 优先权日2009年5月16日
发明者B·雅各布 申请人:宝马股份公司