车辆的扭转梁式车轴的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于车辆的扭转梁式车轴，包含横向构件(3)，横向构件(3)抗弯曲和具有扭转弹性，横向构件(3)在相对于它的纵向范围的端部以角度刚性的方式与相应的一个抗弯曲和具有扭转刚性的纵向连杆(4)连接，其中纵向连杆(4)在相对于它的纵向范围的一端包含与车身(6)轴耦接的装置(5)，并在另一端包含附接于至少一个车轮(2)的装置(7)。根据本发明的扭转梁式车轴的横向构件(3)以可沿着所述纵向连杆移动的方式与纵向连杆(4)连接，其中至少一个用于移动横向构件(3)的驱动器(12)被分配给每个纵向连杆(4)，所述驱动器在一端支承于分配给其的纵向连杆(4)，并在另一端支承于横向构件(3)。
【专利说明】车辆的扭转梁式车轴
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及车辆的、尤其是机动车辆的扭转梁式车轴。
【背景技术】
[0002]由于扭转梁式车轴相对小的空间需求、它们原则上的简单设计以及它们良好的行驶特性，这种扭转梁式车轴优选在前轮驱动的客运机动车辆中已经被证明能很好地适应大规模生产。
[0003]例如，DE197 07 643C1或EP0769 397B1公开了一种包括横向构件的扭转梁式车轴，该横向构件抗弯曲和具有扭转弹性，并与抗弯曲和具有扭转刚性以及具有联轴器和轮架的纵向连杆连接。
[0004]当确定车辆尤其是机动车辆的底盘的单独力元件、例如悬挂元件和阻尼元件时，所述元件通常适合于车辆的重量以及所要求的动态驾驶特性。除了主要可以影响车身的垂直运动的悬挂元件和阻尼元件的性能以外，车身的侧倾刚度和/或倾斜运动也可能以主动或半主动的方式被改变。
[0005]US2009/0079177A1公开了能够调整其弹簧刚度的车辆的防侧倾杆。防侧倾杆包含扭杆弹簧和一端通过适配器附接于扭杆弹簧的弹性纵向杆。适配器支承纵向可移动的滑动元件，滑动元件抵靠弹性纵向杆并在其一端形成纵向杆的支点。通过移动滑动元件，支点沿着纵向杆移动，因此改变了它的有效的弹簧刚度。通过控制线缆手动移动滑动元件。
[0006]US2002/0195790A1公开了用于车辆的侧倾控制和/或防倾系统的防侧倾杆。防侧倾杆包含扭杆弹簧、与扭杆弹簧的一端在旋转方面固定连接的被动纵向杆和与扭杆弹簧的另一端可旋转地连接的主动纵向杆。平行于主动纵向杆并与其刚性连接的是调整装置，通过该调整装置可以调整和限制主动纵向杆和扭杆弹簧之间的相对扭转角的范围。通过由驱动器以线性的方式驱动的凸轮机构进行调整。
[0007]此外，例如DElO 2004 053 364A1公开了可主动调整的扭转梁式车轴。扭转梁式车轴包含具有槽型横截面的横向构件，其中能够通过根据各自的驾驶情况使用主动元件主动调整横向构件的抗弯刚度和抗扭刚度。能够将主动元件引入到横向构件的开放通道区域或附接于横向构件。特别地，它们包含电流变体或弹性体。
[0008]类似地，用于机动车辆的不同类型的悬挂系统是已知的，例如W093/22150，DE197
27819A1和DE37 34 698A1公开的，它们通过棒和杆装置根据机动车辆的操作状态改变有效的弹簧刚度。
【发明内容】
[0009]鉴于本发明的【背景技术】，本发明的目的是提供通过简单设计的车辆的、尤其是机动车辆的扭转梁式车轴，通常通过该扭转梁式车轴能够改变车辆的侧倾刚度，并且特别适合于不同车辆和底盘负载以及不同的驾驶情况。
[0010]通过具有以下技术特征的车辆、尤其是机动车辆的扭转梁式车轴实现该目的。以下进一步公开了本发明的具体的有利的实施例。
[0011]值得一提的是，以下说明书中单独列举的特征可以以任何技术上有利的方式彼此结合起来，来披露本发明的另外的实施例。此外说明书特别是结合附图来表征和详细描述了本发明。
[0012]根据本发明，车辆的、尤其是机动车辆的扭转梁式车轴包含抗弯曲和具有扭转弹性的横向构件以及两个抗弯曲和具有扭转刚性的纵向连杆。横向构件在相对于它的纵向范围的端部以角度刚性的方式与其中一个纵向连杆分别连接。此外，纵向连杆进而相对于它的纵向范围在一端包含与车辆的车身轴耦接的装置，例如轴承衬套，以及在另一端包含用于附接至少一个车轮的装置，例如轮架。根据本发明，横向构件以可沿着所述纵向连杆移动的方式与纵向连杆连接，也就是以可沿着纵向连杆的纵向方向移动的方式与纵向连杆连接。而且，至少一个用于移动横向构件的驱动器被分配给每个纵向连杆，所述驱动器在一端由分配给其的纵向连杆支承，另一端由横向构件支承。
[0013]横向构件与纵向连杆的可移动的连接使得以有利的和简便的方式根据横向构件相对于纵向连杆的纵向范围的目前位置来改变扭转梁式车轴的侧倾刚度成为可能。横向构件进一步从用于轴耦接的装置朝向用于附接车轮的装置的方向推送时，扭转梁式车轴的侧倾刚度总体增加。因此，根据本发明的扭转梁式车轴可以以简单的方式来适应不同的车辆，尤其是适应其不同的车辆质量、不同的车辆底盘负载和不同的驾驶情况。
[0014]分配给每个纵向连杆的至少一个驱动器允许沿着纵向连杆的横向构件的移动，也允许横向构件保持在期望的位置和/或保持横向构件与轴耦接的装置和/或附接车轮的装置的期望的距离。驱动器可以是电操作的、液压操作的或气动操作的，但是，由于它们的紧凑结构和节能的使用，优选电操作的驱动器。通过驱动器，在车辆操作过程中的横向构件的移动以及因此的扭转梁式车轴的侧倾刚度的调整可能根据不同的操作条件来实施，例如根据车辆重量、车辆速度等进行实施。
[0015]总体来说，在包含两个纵向连杆的扭转梁式车轴中，优选地提供总计两个用于移动横向构件的驱动器，也就是每个纵向连杆对应一个驱动器。所述驱动器在一端由各自的纵向连杆支承，并在各自的纵向连杆与横向构件的两个连接区域中作用于横向构件，也就是在相对于横向构件的纵向范围的其端部区域，这样，利用驱动器的同时和一致驱动，例如当沿着纵向连杆移动所述横向构件时，可以可靠地避免横向构件的倾斜。
[0016]根据本发明的进一步有利的实施例，驱动器是线性驱动器。通过线性驱动器，可以实现根据本发明的横向构件的精确移动以及因此的扭转梁式车轴的侧倾刚度的精确调整，其中根据驱动器的配置和校准，线性驱动器的行程大体上可以与沿着纵向连杆的横向构件的移动路径相一致。此外，通过线性驱动器的紧凑设计，可以产生相对大的移动路径。当使用自动锁定的线性驱动器时，大大简化了将横向构件有利地在同一时间保持在期望操作位置，这是因为不必提供用于保持操作位置的额外的制动器。
[0017]本发明的进一步有利的实施例规定了提供用于连接横向构件和纵向连杆的导向装置，所述导向装置与横向构件刚性连接并在纵向连杆上可移动地引导。尽管沿着纵向连杆可移动，导向装置与横向构件的刚性连接允许横向构件与各自的纵向连杆相对成角度的刚性连接。【专利附图】
【附图说明】
[0018]本发明的以下示例性实施例的描述披露了本发明的进一步的特征和优势，该示例性实施例不应当理解为限制本发明，并在下文中参照附图将更加详细地描述，其中:
[0019]图1显示了根据本发明的扭转梁式车轴的示例性实施例的主视图，
[0020]图2显示了图1中所示的扭转梁式车轴在第一和第二操作位置的主视图，以及
[0021]图3显示了图2中所示的扭转梁式车轴在第一和第二操作位置的后视图。
[0022]附图标记:
[0023]I 扭转梁式车轴
[0024]2 车轮
[0025]3 横向构件
[0026]3-1处于第一操作位置的横向构件
[0027]3-2处于第二操作位置的横向构件
[0028]4 纵向连杆
[0029]5 轴承衬套
[0030]6 车身
[0031]7 轮架
[0032]8 旋转轴线
[0033]9 枢轴线
[0034]10 3的移动方向
[0035]11 导向装置
[0036]11-1处于第一操作位置的导向装置
[0037]11-2处于第二操作位置的导向装置
[0038]12 线性驱动器
[0039]13 纵向中心面
[0040]14 路面
[0041]A 5的中心点
[0042]BI 3-1的纵轴线和13的交叉点
[0043]B2 3-2的纵轴线和13的交叉点
[0044]Cl 穿过A和BI的直线与8的交叉点
[0045]C2 穿过A和B2的直线与8的交叉点
[0046]D 车轮接触点
[0047]El 穿过Cl和D的直线与13的交叉点
[0048]E2 穿过C2和D的直线与13的交叉点
[0049]Hl 3-1的侧倾中心高度
[0050]H2 3-2的侧倾中心高度
[0051]X X 轴
[0052]y y 轴
[0053]z z 轴【具体实施方式】
[0054]在不同的图中，相同的部分总是用相同的附图标记表示以便所述部分总体仅仅描述一次。
[0055]图1显示了用于车辆、尤其是机动车辆的后轮2的根据本发明的扭转梁式车轴I的示例性实施例的主视图。扭转梁式车轴I包含具有扭转弹性和抗弯曲的横向构件3和具有扭转刚性和抗弯曲性的两个纵向连杆4，其中，横向构件3在相对于图1中所示的I轴方向上的其纵向范围的端部区域与一个相应的纵向连杆4连接。在不同情况下，纵向连杆4进而关于其纵向范围在一端包含与车身6轴耦接的装置5，例如轴承衬套，以及在另一端包含用于附接车轮2的装置7，例如轮架。轮架7以绕旋转轴线8旋转的方式将车轮2与纵向连杆4连接，其中，纵向连杆4进而通过轴承衬套5绕枢轴线9与车身6可枢转地铰接。
[0056]如图1中的双箭头10所示，横向构件3以可沿着纵向连杆4移动的方式与所述纵向连杆4连接。横向构件3的移动方向10在图1中对应于同样显示的X轴。
[0057]进一步从图1可以得出，提供了导向装置11，横向构件3通过导向装置11与纵向连杆4连接，其中导向装置11与横向构件3刚性连接，导向装置11在纵向连杆4上可移动地引导。
[0058]此外，图1显示了两个线性驱动器12，不同情况下，一个线性驱动器被分配给纵向连杆4。不同情况下，为了能够在移动方向10上产生横向构件3的移动，线性驱动器12在此支承在分配给其的纵向连杆4上和横向构件3上。通过提供两个总是同时和以同等程度操作的驱动器12，可以有效地防止当沿着纵向连杆4移动时横向构件3的倾斜。移动后，驱动器12使横向构件3保持在选择的位置。
[0059]沿着纵向连杆4的横向构件3的移动立即导致如下所解释的扭转梁式车轴I的侧倾刚度的改变。
[0060]图2显示了图1中所示的扭转梁式车轴I在横向构件3的第一和第二操作位置3-1和/或3-2的主视图。处于横向构件3的操作位置3-1时的横向构件3与轴承衬套5的距离比处于横向构件3的第二操作位置3-2时的横向构件3与轴承衬套5的距离短。图2中还显示了处于第一操作位置11-1和第二操作位置11-2的导向装置11。处于横向构件3的操作位置3-1时的扭转梁式车轴I比处于横向构件3的操作位置3-2时的扭转梁式车轴I具有较低的侧倾刚度。普遍适用的是，扭转梁式车轴I的侧倾刚度随着横向构件3与轴承衬套5的距离的增加而增加。
[0061]分配给操作位置3-1和3-2的扭转梁式车轴I侧倾中心高度可以参照如下所述的图结构来确定。图2中可以看到，通过穿过点A(轴承衬套5的中心点)和点BI (图2中所示的横向构件3-1的纵轴线与车辆的纵向中心面13的交叉点)和/或点B2 (横向构件3-2的纵轴线与车辆的纵向中心面13的交叉点)的直线，点Cl和/或C2可以设计在车轮旋转轴线8上。纵向中心面13与如图1-3所示的X、y和z轴系的xz面相对应。
[0062]图3显示了图2中所示的扭转梁式车轴I在横向构件3的第一和第二操作位置3-1和/或3-2的后视图，其中在图3中，仅仅从图2中的第一和第二操作位置3-1和3_2获得的位于车轮旋转轴线8上的点Cl和C2是可见的。穿过点Cl和/或C2以及车轮2的车轮接触点D的直线产生了作为点El和/或E2与路面14之间的距离的侧倾中心高度Hl和/或H2，其中点El和/或E2是前述提到的穿过点Cl和/或C2以及D的直线与车辆纵向中心面13的交叉点。从图3中可以看出，由横向构件3的操作位置3-1造成的侧倾中心高度Hl比由横向构件3的操作位置3-2造成的侧倾高度H2短。通常可以观察到侧倾中心高度随着横向构件3与轴承衬套5之间的距离的增加而增加。
[0063]尽管上述图2和3中描述的扭转梁式车轴I的侧倾刚度仅被显示为根据沿着纵向连杆4的横向构件3的移动，不言而喻，根据本发明的扭转梁式车轴的侧倾刚度还受扭转梁式车轴的进一步的性能的影响。因此，横向构件的扭转刚度和抗弯能力还对扭转梁式车轴的侧倾刚度和纵向连杆的抗弯能力有影响。通过改变根据本发明的扭转梁式车轴的轴的几何结构，当沿着纵向连杆移动横向构件时，横剖面也更多或更少地受弯曲影响。
[0064]前述的根据本发明的用于车辆的、尤其是机动车辆的扭转梁式车轴不限制于这里公开的实施例，而且还包含具有相同功能的进一步实施例。
[0065]在优选的实施例中，根据本发明的扭转梁式车轴用作车辆、尤其是机动车辆的后轴，用以耦接后车轮和车辆的车身，从而以便在车辆的操作过程中能够至少以半主动的方式改变车身的侧倾刚度，也就是至少在能够被预先设置的不同的操作区域之间能够选择扭转梁式车轴的有效的侧倾刚度。
【权利要求】
1.一种车辆的扭转梁式车轴，包含横向构件(3)，横向构件(3)抗弯曲和具有扭转弹性，横向构件(3)在相对于它的纵向范围的端部以角度刚性的方式与相应的一个抗弯曲和具有扭转刚性的纵向连杆(4)连接，其中纵向连杆(4)在相对于它的纵向范围的一端包含用于与车身(6)轴耦接的装置(5)，并在另一端包含附接于至少一个车轮(2)的装置(7)，其特征在于， 横向构件(3)以可沿着所述纵向连杆移动的方式与纵向连杆(4)连接，其中，至少一个用于移动横向构件(3)的驱动器(12)被分配给每个纵向连杆(4)，所述驱动器在一端支承于分配给其的纵向连杆(4)，并在另一端支承于横向构件(3)。
2.根据权利要求1所述的扭转梁式车轴，其特征在于，驱动器(12)是线性驱动器。
3.根据权利要求1或2所述的扭转梁式车轴，其特征在于，提供用于连接横向构件(3)和纵向连杆⑷的导向装置(11)，所述导向装置与横向构件⑶刚性连接并在纵向连杆(4)上可移动地引 导。
【文档编号】B60G21/05GK104015584SQ201410061331
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2013年2月28日
【发明者】弗雷德里克·彼得·沃尔夫-蒙海姆 申请人:福特全球技术公司