车轮悬架的制作方法

专利名称：车轮悬架的制作方法
技术领域：
本发明关于一个用于车辆的车轮悬架。本发明既用于多车轴车辆又关于单车轴车辆。下面谈到的领域可以使用本发明童车，托盘升降机，拖车(手推的或者车拉的)，步行车，轮椅，行李拖车(lagguagecarts)，独轮手推车和机动车。通常，本发明适合于在洞里工作的相对小的车轮或紧凑的车轮装置。
现有技术从GB573764童车的车轮悬架可以知道，所述车轮悬架便于童车在不同平面之间移动和越过障碍物。基于这个目的，该童车的车轮悬架在车轮支撑轴线有一个中间部分，当童车位于平坦路面上时，其相对于车轮支撑轴线部分凹进。所述中间部分通过弹簧支撑座装置。该车轮悬架的基本原理是由于中间部分相对于车轮支撑部分旋转，作用在童车上的冲击力至少部分转变成提升力。

发明内容
本发明的主要目的是提供一个上面限定的车类型的车轮悬架，所述车轮悬架具有改进的功能，当车子越过不平稳路面时，所述车轮悬架补偿了应有的垂直移动。从而安装该车轮悬架的车辆实现平稳运动。
本发明的另一个目的是简化车轮悬架的结构设计，从而降低生产成本。
本发明的另一个目的是根据本发明的一个优选实施例，车轮悬架本身具有弹性。
通过具有独立权利要求1所述特征的车轮悬架，至少可以实现本发明的主要目的。从属权利要求限定本发明的优选实施例。
简要的


下面参考所附的

本发明的实施例，其中图1表示一个童车底盘的示意上视图，所述底盘安装有一个根据本发明的车轮悬架；图2表示根据图1的童车底盘的示意侧视图；图3表示一个包含在根据本发明的车轮悬架中的Z形部分的零件图；图4表示一个轻便婴孩车(sulky)童车底盘的示意上视图，所述底盘安装有一个根据本发明的车轮悬架；图5表示根据图4的童车底盘的示意侧视图，图6a-6c表示一对车轮越过一个路上沟槽或类似物时的不同阶段的细节图；图7表示一个所谓的伞形婴孩车(umbrella stroller)的一对车轮的侧视图；图8表示根据图7的该对车轮的前视图；图9表示根据图7的该对车轮的上视图；图10表示一个所谓的伞形婴孩车的可选择布置车轮组的侧视图；图11表示根据图10的车轮布置的前视图；图12表示根据图10的车轮布置的上视图；
图13a-13c示意地表示了当图10-12所示车轮越过一个竖直障碍的不同阶段；图14表示所谓的伞形婴孩车的又一个可选择布置车轮组的侧视图；图15表示根据图14的车轮布置的前视图；图16表示根据图14的车轮布置的上视图；图17表示根据本发明的又一个可选择的车轮布置的侧视图，图18表示根据图17的车轮布置的前视图；图19表示根据图17的车轮布置的上视图；图20表示一部分车底盘的示意上视图，该车底盘具有根据本发明的可选择的车轮悬架；和图21表示图20所示的车轮悬架的一对车轮的侧视图。
本发明优选实施例的详细说明在图1和图2中示出的童车底盘包括一个支架1，该支架1依次包括两个纵向的第一杆3和两个横向的第二杆5，所述第一杆3和所述第二杆5用适当的方法互相连接在一起，例如，通过焊接，以便提供一个刚性杆1，能够承受作用在支架1上的力。
从支架1的纵向方向看，在支架1的两端部区域有一个车轴7，所述车轴7构成根据本发明的车轮悬架的主要元件。该车轴7包括一个中间部分9和两个通常为Z形的部分10，其位于中间部分9的两端。车轮11a和11b以适当方法旋转地安装在Z形部分10的自由端。在图1的上视图中位于底部的车轮用11a表示，而在图1的上视图中位于上部的车轮用11b表示。由车轴7和车轮11a和11b限定的装置叫做一组车轮。
在图3中示出了Z形部分10的零件图。一个Z形部分10的内部12可旋转地容纳在一个轴承13中，该轴承被支架1支撑。优选地，轴承13是所谓的聚四氟乙烯轴承。该Z形部分10还包括一个中间部分14，该中间部分从内部12凸出，一个外部15从中间部分14的端部凸出并且远离内部12。由于中间部分14具有一个横向于内部12的纵向方向延伸的纵向方向，和外部15具有一个横向于中间部分14的纵向方向延伸的纵向方向，所以部分10通常为Z形。优选地，中间部分14的纵向方向垂至于内部12和外部15的纵向方向，内部12和外部15的纵向方向平行。一个车轮(图3中未示出)安装在外部15上，所述车轮相对于外部15可以旋转。该中间部分14在童车的纵向方向/行进方向有一个延伸，所述方向在图1和图2中用双箭头2表示。
中间部分9的一端容纳在内部12的自由端里，Z形部分10和中间部分9之间的所述连接应该为刚性的。所述连接优选地通过钻孔和焊接来实现。中间部分9优选地由弹簧钢制成，而Z形部分10优选地由刚性钢制成。下面将要根据车轮悬架功能的描述说明这个的重要性。
从图1和3中很明显地看出，一个铁板(iron flat)16刚性地安装在每个中间部分9的中间。从图1中很明显地看出，一个第一弹簧17安装在铁板16和横向焊接的第二杆5之间。下面将要说明布置铁板16和第一弹簧17的功用。第一弹簧17为拉伸弹簧。
在图4和5所示的本发明可选择的实施例中，车轮悬架应用在一辆轻便婴孩车上。仅仅示出了支架1′的端部区域，所述端部容纳两个车轴7，其设计大体类似于图1-2所示的车轴7。由于这个原因，图4-5的车轴用附图标记7表示，车轮用附图标记11a和11b表示。
参见图4和图5，很明显支架1′具有与支架1不同的结构。支架1′包括两个副支架，在图4和5中仅仅部分示出。在副支架1′彼此交叉的区域通过传统的方式彼此铰接在一起。
当车轮11a，11b越过例如一个路上的沟槽18时，在图6a-6c中示意地示出了它们的“动作”，所述车轮11a，11b安装在一个根据本发明的车轴7上。为了区分车轴7两端的Z形部分，所述部分用与位于车轴7两端的车轮11a和11b的标记一致的附加标记“a”和“b”表示。
在实施例中，沟槽18具有这样的宽度，以至于由于根据本发明的车轮悬架的结构设计，在童车的纵向方向/行进方向上，在前运行的车轮11a保持悬在空中。该纵向方向/行进方向在图6a-6c中由箭头2表示。当在前运行的车轮11a脱离与地面的接触时，一方面由于车轮11a的重量，另一方面由于支架1′施加在车轴7中间部分9的负载，它将向下移动。在图6a中，车轮11a的中心轴15a相对于后轮15b的中心轴15b向下移动的距离用d来表示。当前轮11a的中心轴15a由于上述负载试图向下移动时，所述向下的移动被第一拉伸弹簧17阻碍，参见图6a，其试图将铁板16拉回初始位置。当铁板16相对于原始位置旋转某一个预定角度时，拉伸弹簧17伸长某一长度。如果相对于从原始位置旋转，铁板16进一步旋转超过所述预定角度，则拉伸弹簧17将伸长更多。实际上中间部分9被设计为扭力轴，本身为一个弹性悬架，使得在不平的路面上童车底盘平稳移动。当车轴承受一个负载两个车轮同时向上移动时尤其重要。根据本发明的车轮悬架的一个非常重要的特征是车轴7的中间部分9向下移动的距离仅仅是中心轴15a向下移动距离的一半，这个可以很明显地从图6a中看出，中心部分9向下移动的距离用d/2表示。
在图6b中显示了该对车轮11a和11b如何位于沟槽18的中间，每个车轮11a和11b如何邻接沟槽18的相对边。在图6b中还表示了当越过沟槽18时，传统对车轮是如何动作的，在这种情况下车轮沿着其整个圆周为虚线。所述对车轮用虚线表示，传统车轮对相对于根据本发明的一对车轮11a，11b掉进沟槽18中的程度大。一对传统车轮在沟槽18里向下移动的距离用“e”表示。
在图6c中表示了当一对车轮11a，11b离开沟槽18时的动作，原理上是图6a的镜像。
图6a-6c表示了当前轮11a掉进沟槽18或类似物中的情况。然而当前轮11a越过一个地面上的高地时，根据本发明的车轮悬架具有同样好的功能。在这种情况下，前轮11a相对于后轮11b被提升。然而，原则上车轮悬架实现与在不平地面上移动时相同的平稳运动。
为安全起见，图6所示的结构应该安装一些防偏器，当在一端施加大负载时来防止车轮悬架自由地向该端倾斜。在这种情况可以实施一些不同的解决方式，例如在下面实施例中说明的防偏器。防偏器与弹簧这样结合，使得在停止前弹簧仅仅被拉伸/压缩某一距离也是可行的。
图7-9示意地示出的根据本发明的车轮悬架具有一组车轮，其包括一对所谓的伞形婴孩车的车轮。在这种情况下一个车轴7″可旋转地安装在伞形婴孩车的后副支架1″a上，所述车轴7″具有一个中间伸直部分9″。该伞形婴孩车包括包含在伞形婴孩车支架上的副支架。车轴7″还包括两个Z形部分10″a和10″b，分别布置在中间部分9″的两端。每个Z形部分10″分别包括一个分别与中间部分9″平行的外部15″a和15″b。在外部15″a和15″b上安装有车轮11″a和11″b，所述外部15″a和15″b构成车轮11″a和11″b的中心轴。从图7和图8中明显地看出一个第一压缩弹簧17″，优选地为一个渐进压缩弹簧，安装在车轴7″和一个副支架1″a上的固定支架之间。第一压缩弹簧17″原则上与上面描述的实施例中的第一拉伸弹簧17具有相同功用，然而不同的是压缩弹簧17″的下端不是安装在车轴7″上的。这意味着当前轮11″a遇到障碍物或类似物时，与压缩弹簧17″直接相对的车轴7″部分，即车轴7″的后部，将要远离压缩弹簧17″移动，压缩弹簧17″不动。这种结构设计使得图7-9所示的一组车轮很容易地越过一个障碍。然而当例如前轮越过一个大的凸出障碍时，为了保证图7-9所示的车轮悬架不会自由旋转，根据图7-9的实施例安装有一个止挡19″。很明显地看出结构不同，在根据图7-9的实施例中的中间部分9″比在根据图1-2和图4-5中的短，否则根据图7-9的实施例原则上与根据图1-2和图4-5的实施例的作用方式相同。
在图10-12和图13a-13b中表示了又一个可选择的实施例，由三个车轮11a，11b，11c限定一组车轮。在这种情况下，Ω形的车轴7支撑车轮11a，11b，11c，原则上结构为两个组合在一起的Z形车轴，位于中间的车轴7的中心轴15b在车辆的纵向方向/行进方向2相对于另外两个中心轴15a和15c移位。车轴7通过销8悬挂铰接在副支架1a上。还有两个止挡19b和19c连接在副支架1a上来限制车轴7的旋转。在图13a-13c中示意地示出了当越过一个竖直障碍27时，根据图10-12实施例的一组车轮的动作。在纵向方向/行进方向2上，在前行进的车辆车轮11b向上移动与地面脱离接触，参见附图13a，止挡19b保证前轮11b不会相对于后轮11a和11c自由转动。止挡19b以这种方式起作用以至于当前轮11b向上移动到一预定值时，中间部分14a与所述止挡19b邻接，防止了前轮11b的自由转动。根据经验，在车辆行进方向，将车轮悬架从图13a的位置移动到图13b的位置所需要的力仅仅是传统车轮悬架所需要力的一半，即将车轮同时提升到竖直障碍物27上端所需要的力。在图13a中用F/2表示所需要的力。
在图13b中表示了所有三个车轮11a，11b和11c位于竖直障碍物27上端的情况。在图13c中，前轮11b已经离开了竖直障碍物27，并且在到达竖直障碍物27周围的地面之前仍悬在空中。如果高度差足够大，中间部分14b将要邻接止挡19c。
根据图10-12的实施例的一个重要特征为原则上这组车轮不受任何侧向力，该侧向力可以使该组车轮近而副支架1a绕着垂直轴旋转。原因是不平稳或者是被位于中间的车轮11b所冲击或者是同时被外面车轮11a和11b所冲击。这意味着原则上没有扭力作用在根据图10-12的实施例上。
在图14-16中表示了又一个可选择的实施例，是根据图10-12的实施例的变形。根据图14-16的实施例与根据图10-12的实施例不同的是多了一个中心车轮。由于这两个实施例如此相似就使用了同一附图标记，除了在根据图14-16的实施例中位于中心的车轮分别用附图标记11b1和11b2表示。关于根据图14-16的实施例的功能，该实施例的副支架1a非常容易绕着一个垂直轴线旋转，尤其当该组车轮承受大载荷时。
为了以最佳方式利用本发明不同实施例的特点适合于所谓的伞形婴孩车，行人车或行李厢，两个后轮组车轮按照图7-9的实施例设计，而前轮组按照图10-12或14-16的实施例设计。
在图17-19中表示了又一个根据本发明的车轮悬架的实施例。该实施例原则上是图7-9所示实施例的两个结合。由于这个原因，在图17-19中使用的附图标记与在图7-9中使用的相似，但有些变动。图17-19所示的车轮悬架的功能原则上与图7-9所示实施例的功能相同。
使用根据本发明实施例的车轮悬架的童车，在童车行进方向，中心轴15a，15b；15″a，15″b；15a/15c，15b之间的距离通常为50mm。这个距离相当小，通常这个结构特征没有被公众公开。在上面所描述的图1-5和图7-9所示的实施例中，通常扭力轴产生车轴7，7″的固有弹簧作用。这意味着可以省掉童车的传统弹簧悬架。
在图20和21中表示了又一个可选择的本发明实施例，该实施例为一个液压变形。根据图20和21的车轮悬架包括两个铰接臂(pivotingarms)14″″a和14″″b，其一端铰接到支架1″″上，另一端分别支撑着车轮11″″a和11″″b的中心轴15″″a和15″″b。铰接臂14″″a和14″″b的中间部分通过杆20″″a和20″″b连接到液压装置21″″a和21″″b上，液压装置21″″a和21″″b安装在车架1″″上。液压装置21″″a和21″″b通过一个管22″″彼此连接在一起。包括铰接臂14″″a，14″″b，车轮15″″a，15″″b，液压气动装置21″″a，21″″b和管22″″的装置叫作一组车轮，在每个液压气动装置21″″a，21″″b中都有一个表层25″″a和25″″b，所述表层25″″a和25″″b在两个舱里驱动每个液压气动装置。位于表层25″″a，25″″b之上的舱23″″a，23″″b构成一个畜压器，并且充满了压缩气体，而位于表层25″″a和25″″b下面的舱为一个圆筒状装置26″″a，26″″b，并且充满了液压油。由于管22″″与液压装置21″″a，21″″b的每个圆筒状装置26″″a，26″″b相连，所述液压油流进管22″″中。
在杆20″″a和20″″b的远离铰接臂14″″a，14″″b的端部分别连接有封闭装置24″″a和24″″b，所述封闭装置24″″a和24″″b在液压装置21″″a，21″″b的每个圆筒状装置26″″a，26″″b中可移动。管22这样与液压装置21″″a和21″″b连接，以至于与密封在圆筒状装置26″″a，26″″b中的液压油连通。
在管22″″中还有一个平衡缸28″″，所述平衡缸28″″包括一个活塞29″″和两个渐进弹簧30″″，其布置在活塞29″″的两侧。这些弹簧30″″使车辆保持在水平平衡位置(初始位置)，弹簧30″″原则上与例如在图1-2和4-6中的弹簧17和铁板16作用相同。
如果例如前轮11″″向上移动，包含封闭装置24″″a的杆20″″a也向上移动，从而增加圆筒状装置26″″a中的压力，并且压缩位于表层25″″a之上的空气。位于表层25″″a之下的液压油通过管22″″流向平衡缸28″″，一个增加的压力传递到圆筒状装置26″″b中，杆20″″b与中心轴15″″b一起向下移动。于是当一个车轮11″″a碰到石头或类似物时，中心轴15″″a和15″″b在垂直方向彼此远离移动。
根据本发明的车轮悬架的一个重要特征是当越过不平稳路面时，一组车轮不是同时承受冲力，而是适当的延伸。
总结一下可以看到，在根据本发明的车轮悬架与平衡悬架之间有一个重大的不同点，就是根据本发明车轮悬架的车轮不是位于同一平面内的，从轮轴方向看车轮彼此互相重叠。平衡悬架的车轮位于同一平面内，从而从轮轴方向看车轮不可能彼此互相重叠。
本发明的变形虽然上面描述的发明主要是针对童车的，但是本发明决不限制在童车上。图20-21所示的实施例主要用于汽车工业。
关于上面图3的描述，需要声明的是中间部分9优选的由弹簧钢制造，而Z形部分10优选的由刚性钢制造。然而，在本发明的范围内车轴7；7″；7由其他材料制造。例如但不受限制，可以使用塑料材料。从而车轴的不同部分应该具有不同性能，例如转矩传递承载能力。
权利要求
1.用于车辆的车轮悬架，包括中心轴(15a，15b；15″a，15″b；15″a1，15″b1，15″a2，15″b2；15a，15b；15″″a，15″″b)，该中心轴用于一组车轮的车轮(11a，11b，11′a，11′b；11″a，11″b；11″a1，11″b1；11″a2，11″b2；11a，11b，11c；11a，11b1，11b2，11c；11″″a，11″″b)，所述中心轴(15a，15b；15″a，15″b；15″a1，15″b1，15″a2，15″b2；15a，15b；15″″a，15″″b)被连接到元件(14，14a，14b；14a，14b；14″″a，14″″b)上，这些元件在车辆行进方向延伸，这些元件(14，14a，14b；14a，14b；14″″a，14″″b)铰链/枢轴连接到一个车辆支架(1；1′；1″a；1a；1″″)上，在纵向方向/车辆行进方向(2；2；2″″)上，至少一对车轮(11a，11b，11′a，11′b；11″a，11″b；11″a1，11″b1；11″a2，11″b2；11a，11b，11c；11a，11b1，11b2，11c；11″″a，11″″b)的中心轴(15a，15b；15″a，15″b；15″a1，15″b1，15″a2，15″b2；15a，15b；15″″a，15″″b)彼此间隔一定距离安置，在中心轴(15a，15b；15″a，15″b；15″a1，15″b1，15″a2，15″b2；15a，15b/15b，15c；15″″a，15″″b)的纵向方向上看，所述一对接近车轮(11a，11b，11′a，11′b；11″a，11″b；11″a1，11″b1；11″a2，11″b2；11a，11b，11c；11a，11b1/11b2，11c；11″″a，11″″b)彼此部分重叠，其特征在于，当车轮/多个车轮(11a，11′a；11″b；11″a1，11″a2，11b；11b1，11b2；11″″a，11″″b)向下移动时，前轮(11a，11′a；11″b；11″a1，11″a2，11b；11b1，11b2；11″″a，11″″b)与提供反作用力到车轮上的装置(17；17″；17；19；21″″a，21″″b)相关联。
2.根据权利要求1的车轮悬架，其特征在于，一个贯穿车轴(7；7″)包含中心轴(15a，15b；15″a，15″b)，该贯穿车轴具有一个中间部分(9；9″)，其构成一个扭力轴。
3.根据权利要求1或2的车轮悬架，其特征在于，每个中心轴(15a，15b；15″a，15″b；15a，15b)都包含在一个Z形部分(10；10″a，10″b)中，该Z形部分包含在一个贯穿车轴(7；7″；7)中。
4.根据上面任一个权利要求的车轮悬架，其特征在于，提供一个反作用到车轮(11a，11b；11′a，11′b；11″a，11b1，11b2)上的装置为一个拉伸弹簧/压缩弹簧(17；17″；17)。
5.根据上面任一个权利要求的车轮悬架，其特征在于，压缩弹簧(17″；17)是渐进的。
6.根据权利要求1的车轮悬架，其特征在于，提供一个反作用到车轮/几个车轮(11″a1，11″a2；11b)上的装置为一个止挡(19″；19)。
7.根据权利要求1的车轮悬架，其特征在于，提供一个反作用到车轮/几个车轮(11a，11″″b)上的装置是在一个封闭系统中的压力介质。
8.根据权利要求7的车轮悬架，其特征在于，该封闭系统包括两个液压装置(21″″a，21″″b)，并通过管(22″″)互相连接在一起，在车辆行进方向延伸的元件(14″″a，14″″b)与液压装置(21″″a，21″″b)连接，并且被液压装置(21″″a，21″″b)中的压力平衡。
9.根据权利要求8的车轮悬架，其特征在于，每个液压装置(21″″a，21″″b)都包括一个装有压缩气体的蓄压器(23″″a，23″″b)，和一个装有液压油的圆筒状装置(26″″a，26″″b)，该圆筒状装置(26″″a，26″″b)被一个表层(25″″a，25″″b)分隔。
全文摘要
本发明涉及一种用于车辆的车轮悬架。本发明即用于多车轴车辆又关于单车轴车辆。可以使用的领域是童车，拖车(手推的或者车拉的)，步行车，轮椅，溜冰板，行李拖车和机动车。很重要的是根据本发明的的车轮悬架，一组车轮的车轮(11a，11b)的中心轴(15a，15b)与元件(14a，14b)连接，该元件在车辆行进方向延伸，这些元件(14a，14b)通过铰链/枢轴连接到车辆支架(1′)上，在纵向方向/车辆行进方向(2)上，邻接车轮(11a，11b)的中心轴(15a，15b)彼此间隔布置。
文档编号A61G5/06GK1549777SQ02816805
公开日2004年11月24日 申请日期2002年8月29日 优先权日2001年8月30日
发明者约翰·罗森奎斯特, 约翰 罗森奎斯特 申请人:约翰·罗森奎斯特, 约翰 罗森奎斯特