用于車輛的車輪懸架的制作方法
【專利說明】用于車輛的車輪懸架
[0001]本發明涉及用于車輛一一尤其用于機動車輛一一的車輪懸架，并且尤其涉及包含輪架的車輪懸架，所述輪架可旋轉地支承車輪并且可樞轉地安裝在扭轉剛性的橫向控制臂上，所述橫向控制臂帶有用于可樞轉地安裝在車輛上部結構上或連接至車輛上部結構的子框架上的上部結構側上的兩個控制臂軸承，還帶有用于可樞轉地安裝在輪架上的輪架側上的兩個控制臂軸承。
[0002]這種車輪懸架總體上是公知的。按照慣例，在車輛行進方向中的輪架側上的后控制臂軸承被形成為例如球接頭，其可以在所有三個空間方向上傳遞力。在車輛行進方向中的輪架側上的前控制臂軸承按照慣例被配置為使得其在平行于車輛的垂直軸的方向(垂直方向，這里也被稱為Z方向或Z軸)中與其余兩個空間方向相比較特別具有剛性。如果輪架側上的前控制臂軸承被設計為例如橡膠-彈性的襯套，則橡膠材料通常在Z方向上具有比在其它兩個空間方向上實質上更大的剛度。車輪懸架也是公知的，其中，在行進方向中的輪架側上的前控制臂軸承被附接至集成控制臂，形成橫向控制臂和輪架之間的鉸接連接。然而，兩種公知的可能性具有它們占用一定構造空間的缺點，并且由于所必須的組件的數量，增加車輪懸架的重量，并且是成本集約化的。
[0003]在此背景下，本發明的目的是提供一種用于車輛的車輪懸架，其占據較小的空間，同時保持車輛的同樣良好的駕駛動力學。此外，車輪懸架應當在構造上更輕，并且生產成本更低。
[0004]該目的通過具有權利要求1的特征的車輪懸架來實現。本發明的進一步的具體有利的實施例在從屬權利中公開。
[0005]應當指出，在隨后的說明書中單獨列出的特征可以以任何任意的、技術上合理的方式組合，并指出了本發明的進一步的實施例。進一步具體地結合附圖，說明書特征化并詳述了本發明。
[0006]根據本發明，用于車輛一一尤其用于機動車輛一一的車輪懸架包含輪架，所述輪架可旋轉地支承車輪并可樞轉地安裝在扭轉剛性的橫向控制臂上，所述橫向控制臂帶有用于可樞轉地安裝在車輛上部結構上或連接至車輛上部結構的子框架上的上部結構側上的兩個控制臂軸承，并且帶有用于可樞轉地安裝在輪架上的輪架側上的兩個控制臂配件。本發明進一步提供在車輛行進方向中的輪架側上的前控制臂軸承被形成為可移動軸承。可移動軸承在此指一種可以在三個空間方向的一個或兩個中傳遞力并且實質上在其余空間方向上不具有力-傳遞連接的軸承。可移動軸承可以實質上例如比帶有橡膠-彈性襯套的控制臂軸承更簡單和更經濟地構造，在所述帶有橡膠-彈性襯套的控制臂中，橡膠-彈性材料具有取決于方向的不同程度的剛度。尤其，在可移動軸承中，完全不需要橡膠襯套，因為軸承移動自由度的各自的程度不是由橡膠-彈性材料的剛度確定的，而是由可移動軸承本身確定的。因此，可移動軸承在構造上比橡膠-金屬軸承更緊湊。此外，不需要使用用于對應的橫向控制臂軸承點到輪架的鉸鏈連接的集成控制臂，這節省了構造空間和重量二者，并且降低了根據本發明的車輪懸架的生產成本。
[0007]根據本發明，可移動軸承可以進一步僅在三個空間方向中的一個上傳送力。因此，可移動軸承在三個空間方向中的兩個中實質上不具有力-傳遞連接，從而使橫向控制臂相對于輪架的移動可以是在由該兩個空間方向限定的平面內。結果是，所期望的車輪懸架的驅動動力學特性可以以有針對性的方式來建立。
[0008]根據本發明，可移動軸承可以在其中傳遞力的空間方向是平行于車輛的垂直軸的方向。因此，在本實施例中，可移動軸承允許在車輛縱向軸(行進方向)方向上和在車輛橫向軸(橫向于行進方向的方向)上的輪架和橫向控制臂之間的相對移動。因而，相對移動可以在車輪軸承和橫向控制臂之間一一使得尤其在車輛的制動和轉彎上一一是由輪架連接到車輛上部結構的車輪的所期望的軌跡變化的結果。此外，由于通過可移動軸承預定義的移動的自由度的程度，車輪懸架運動學的過度確定被避免。
[0009]本發明的有利實施例提供可移動軸承由被接納在輪架側上的凹部中的橫向控制臂側上的延伸部形成，其中，在三個空間方向中的兩個上，凹部具有比延伸部的對應外徑實質上更大的內徑，并且在其余空間方向上具有比延伸部的對應外徑略大的內徑。因此力可以在凹部的內徑實質上等于延伸部的對應外徑的空間方向中傳遞。在兩個其它空間方向中，由于凹部的內徑和延伸部的外徑之間的實質性的差異，對于延伸部有足夠的移動自由度在凹部中移動。在各自空間方向上的移動自由度在此被定出尺寸，使得相對移動在延伸部和凹部之間是可能的，如通常由取決于駕駛動力學的車輪懸架運動學所允許的。可移動軸承不限制在兩個被允許的空間方向上的延伸部和凹部之間的相對移動。
[0010]本發明的兩個優選的備選實施例提出延伸部在其遠離橫向控制臂的端部形成球形，或者延伸部在其遠離橫向控制臂的端部形成圓柱形。在后一種情況下，汽缸的縱向軸被實質上定向為平行于車輛的縱向軸。由于延伸部端部和凹部之間的點狀接觸點(球形設計)或者至多延伸部端部和凹部之間的線性接觸點(圓柱形實施例)，遠離橫向控制臂的端部的兩個備選實施例都允許在凹部中的延伸部的尤其低摩擦配件。球形和圓柱形形式二者還都允許在兩個表面以點狀或線狀接觸觸碰的點上的延伸部的外面到凹部的內面的相對剛性連接。因此在該方向上保證了穩定的力的傳遞。
[0011]根據本發明的進一步的有利實施例，圓柱形延伸部端部的圓柱或外殼表面隆起形成。圓柱表面的隆起主要防止凹部中的圓柱在延伸部和凹部之間的相對移動上傾斜，并且附加地導致圓柱形延伸部端部和凹部之間的摩擦進一步減少。
[0012]本發明的進一步的有利實施例提出彈性元件被插入延伸部的外面和凹部的內面之間，例如具有相對高剛度的橡膠元件或塑料元件。首先，這實現了一定的隔離，即，尤其對在可移動軸承的力傳遞方向上的振動，并且其次，無論如何保證了可移動軸承的力-傳遞方向上的車輪懸架的高剛度，這是對于實現車輛懸架圍繞車輛橫向軸的高剛度所期望的。彈性元件可以例如被設置在凹部的內面上。備選地，彈性元件還可以被設置在延伸部的外面上。
[0013]為了進一步減小延伸部和凹部之間的摩擦，本發明的進一步的有利實施例提出一種裝置被插入延伸部的外面和凹部的內面之間，以減小延伸部和凹部之間的表面摩擦。這樣一種裝置可以例如是有特別低摩擦系數的層或涂層。備選地，潤滑劑膜可以在延伸部的外面和凹部的內面之間存在。
[0014]根據本發明又一個進一步有利的實施例，在車輛的行進方向中的輪架側上的橫向控制臂的后控制臂軸承被形成為球軸承，其可以在所有的三個空間方向上傳遞力并形成剛性的。結合形成為可移動軸承的輪架側上的前控制臂軸承，這允許輪架相對于橫向控制臂圍繞通過球軸承建立的旋轉軸的旋轉，其在可移動軸承的力傳遞方向上延伸。結果是，例如，在車輛懸架上的制動力的影響下，可以通過車輛上部結構上的輪架拘持的車輪實現所期望的軌跡調整。結合如上所述的遠離橫向控制臂的延伸部的端部的圓柱形或球形設計，輪架可以相對于橫向控制臂圍繞由可移動軸承和球軸承之間的連接線所限定的軸轉動。
[0015]車輪懸架的彈簧移動(彈簧壓縮和延伸)，以及在車輛行進期間被引入可移動軸承中的振動，有利地防止了不期望的可移動軸承中的所謂的粘滑效應，并且尤其防止了延伸部相對于凹部的移動的后滑。
[0016]本發明的進一步的特征和優點從本發明的示例性實施例的以下說明書中產生，所述示例性實施例不應被視為限制性的，并參考附圖對其進行了更詳細的解釋。附圖示意性示出:
[0017]圖1是根據本發明的車輪懸架的俯視圖，
[0018]圖2是由圖1中的切割線A-A所限定的圖1中的車輪懸架的部分區域的剖視圖，
[0019]圖3是由圖1中的切割線B-B所限定的根據本發明的車輪懸架的第一示例性實施例的部分區域的剖視圖，以及
[0020]圖4是由圖1中的切割線B-B所限定的根據本發明的車輪懸架的第二示例性實施例的部分區域的剖視圖。
[0021]在各個附圖中，等效功能部分總是帶有相同的附圖標記，所以它們通常僅被描述一次。
[0022]圖1示出了根據本發明的用于車輛的一一尤其用于機動車輛的一一車輪懸架I的俯視圖。在圖1中示出的空間方向X和Y構成平行于車輛縱向軸的方向(X方向)和平行于車輛橫向軸的方向(Y方向)。
[0023]如從圖1所見的，車輪懸架I包含輪架2，其可旋轉地支承車輪(未示出)。輪架2可樞轉地安裝在扭轉剛性的橫向控制臂3上，所述橫向控制臂3相應地可樞轉地安裝在車輛上部結構(未示出)上或與車輛上部結構連接的子框架(也未示出)上。對此，橫向控制臂3具有兩個控制臂軸承4(在車輛行進方向中的上部結構側上的前控制臂軸承)和5 (在車輛行進方向中的上部結構側的后控制