用于车辆的车轮悬架的制作方法
【专利说明】用于车辆的车轮悬架
[0001]本发明涉及用于车辆一一尤其用于机动车辆一一的车轮悬架，并且尤其涉及包含轮架的车轮悬架，所述轮架可旋转地支承车轮并且可枢转地安装在扭转刚性的横向控制臂上，所述横向控制臂带有用于可枢转地安装在车辆上部结构上或连接至车辆上部结构的子框架上的上部结构侧上的两个控制臂轴承，还带有用于可枢转地安装在轮架上的轮架侧上的两个控制臂轴承。
[0002]这种车轮悬架总体上是公知的。按照惯例，在车辆行进方向中的轮架侧上的后控制臂轴承被形成为例如球接头，其可以在所有三个空间方向上传递力。在车辆行进方向中的轮架侧上的前控制臂轴承按照惯例被配置为使得其在平行于车辆的垂直轴的方向(垂直方向，这里也被称为Z方向或Z轴)中与其余两个空间方向相比较特别具有刚性。如果轮架侧上的前控制臂轴承被设计为例如橡胶-弹性的衬套，则橡胶材料通常在Z方向上具有比在其它两个空间方向上实质上更大的刚度。车轮悬架也是公知的，其中，在行进方向中的轮架侧上的前控制臂轴承被附接至集成控制臂，形成横向控制臂和轮架之间的铰接连接。然而，两种公知的可能性具有它们占用一定构造空间的缺点，并且由于所必须的组件的数量，增加车轮悬架的重量，并且是成本集约化的。
[0003]在此背景下，本发明的目的是提供一种用于车辆的车轮悬架，其占据较小的空间，同时保持车辆的同样良好的驾驶动力学。此外，车轮悬架应当在构造上更轻，并且生产成本更低。
[0004]该目的通过具有权利要求1的特征的车轮悬架来实现。本发明的进一步的具体有利的实施例在从属权利中公开。
[0005]应当指出，在随后的说明书中单独列出的特征可以以任何任意的、技术上合理的方式组合，并指出了本发明的进一步的实施例。进一步具体地结合附图，说明书特征化并详述了本发明。
[0006]根据本发明，用于车辆一一尤其用于机动车辆一一的车轮悬架包含轮架，所述轮架可旋转地支承车轮并可枢转地安装在扭转刚性的横向控制臂上，所述横向控制臂带有用于可枢转地安装在车辆上部结构上或连接至车辆上部结构的子框架上的上部结构侧上的两个控制臂轴承，并且带有用于可枢转地安装在轮架上的轮架侧上的两个控制臂配件。本发明进一步提供在车辆行进方向中的轮架侧上的前控制臂轴承被形成为可移动轴承。可移动轴承在此指一种可以在三个空间方向的一个或两个中传递力并且实质上在其余空间方向上不具有力-传递连接的轴承。可移动轴承可以实质上例如比带有橡胶-弹性衬套的控制臂轴承更简单和更经济地构造，在所述带有橡胶-弹性衬套的控制臂中，橡胶-弹性材料具有取决于方向的不同程度的刚度。尤其，在可移动轴承中，完全不需要橡胶衬套，因为轴承移动自由度的各自的程度不是由橡胶-弹性材料的刚度确定的，而是由可移动轴承本身确定的。因此，可移动轴承在构造上比橡胶-金属轴承更紧凑。此外，不需要使用用于对应的横向控制臂轴承点到轮架的铰链连接的集成控制臂，这节省了构造空间和重量二者，并且降低了根据本发明的车轮悬架的生产成本。
[0007]根据本发明，可移动轴承可以进一步仅在三个空间方向中的一个上传送力。因此，可移动轴承在三个空间方向中的两个中实质上不具有力-传递连接，从而使横向控制臂相对于轮架的移动可以是在由该两个空间方向限定的平面内。结果是，所期望的车轮悬架的驱动动力学特性可以以有针对性的方式来建立。
[0008]根据本发明，可移动轴承可以在其中传递力的空间方向是平行于车辆的垂直轴的方向。因此，在本实施例中，可移动轴承允许在车辆纵向轴(行进方向)方向上和在车辆横向轴(横向于行进方向的方向)上的轮架和横向控制臂之间的相对移动。因而，相对移动可以在车轮轴承和横向控制臂之间一一使得尤其在车辆的制动和转弯上一一是由轮架连接到车辆上部结构的车轮的所期望的轨迹变化的结果。此外，由于通过可移动轴承预定义的移动的自由度的程度，车轮悬架运动学的过度确定被避免。
[0009]本发明的有利实施例提供可移动轴承由被接纳在轮架侧上的凹部中的横向控制臂侧上的延伸部形成，其中，在三个空间方向中的两个上，凹部具有比延伸部的对应外径实质上更大的内径，并且在其余空间方向上具有比延伸部的对应外径略大的内径。因此力可以在凹部的内径实质上等于延伸部的对应外径的空间方向中传递。在两个其它空间方向中，由于凹部的内径和延伸部的外径之间的实质性的差异，对于延伸部有足够的移动自由度在凹部中移动。在各自空间方向上的移动自由度在此被定出尺寸，使得相对移动在延伸部和凹部之间是可能的，如通常由取决于驾驶动力学的车轮悬架运动学所允许的。可移动轴承不限制在两个被允许的空间方向上的延伸部和凹部之间的相对移动。
[0010]本发明的两个优选的备选实施例提出延伸部在其远离横向控制臂的端部形成球形，或者延伸部在其远离横向控制臂的端部形成圆柱形。在后一种情况下，汽缸的纵向轴被实质上定向为平行于车辆的纵向轴。由于延伸部端部和凹部之间的点状接触点(球形设计)或者至多延伸部端部和凹部之间的线性接触点(圆柱形实施例)，远离横向控制臂的端部的两个备选实施例都允许在凹部中的延伸部的尤其低摩擦配件。球形和圆柱形形式二者还都允许在两个表面以点状或线状接触触碰的点上的延伸部的外面到凹部的内面的相对刚性连接。因此在该方向上保证了稳定的力的传递。
[0011]根据本发明的进一步的有利实施例，圆柱形延伸部端部的圆柱或外壳表面隆起形成。圆柱表面的隆起主要防止凹部中的圆柱在延伸部和凹部之间的相对移动上倾斜，并且附加地导致圆柱形延伸部端部和凹部之间的摩擦进一步减少。
[0012]本发明的进一步的有利实施例提出弹性元件被插入延伸部的外面和凹部的内面之间，例如具有相对高刚度的橡胶元件或塑料元件。首先，这实现了一定的隔离，即，尤其对在可移动轴承的力传递方向上的振动，并且其次，无论如何保证了可移动轴承的力-传递方向上的车轮悬架的高刚度，这是对于实现车辆悬架围绕车辆横向轴的高刚度所期望的。弹性元件可以例如被设置在凹部的内面上。备选地，弹性元件还可以被设置在延伸部的外面上。
[0013]为了进一步减小延伸部和凹部之间的摩擦，本发明的进一步的有利实施例提出一种装置被插入延伸部的外面和凹部的内面之间，以减小延伸部和凹部之间的表面摩擦。这样一种装置可以例如是有特别低摩擦系数的层或涂层。备选地，润滑剂膜可以在延伸部的外面和凹部的内面之间存在。
[0014]根据本发明又一个进一步有利的实施例，在车辆的行进方向中的轮架侧上的横向控制臂的后控制臂轴承被形成为球轴承，其可以在所有的三个空间方向上传递力并形成刚性的。结合形成为可移动轴承的轮架侧上的前控制臂轴承，这允许轮架相对于横向控制臂围绕通过球轴承建立的旋转轴的旋转，其在可移动轴承的力传递方向上延伸。结果是，例如，在车辆悬架上的制动力的影响下，可以通过车辆上部结构上的轮架拘持的车轮实现所期望的轨迹调整。结合如上所述的远离横向控制臂的延伸部的端部的圆柱形或球形设计，轮架可以相对于横向控制臂围绕由可移动轴承和球轴承之间的连接线所限定的轴转动。
[0015]车轮悬架的弹簧移动(弹簧压缩和延伸)，以及在车辆行进期间被引入可移动轴承中的振动，有利地防止了不期望的可移动轴承中的所谓的粘滑效应，并且尤其防止了延伸部相对于凹部的移动的后滑。
[0016]本发明的进一步的特征和优点从本发明的示例性实施例的以下说明书中产生，所述示例性实施例不应被视为限制性的，并参考附图对其进行了更详细的解释。附图示意性示出:
[0017]图1是根据本发明的车轮悬架的俯视图，
[0018]图2是由图1中的切割线A-A所限定的图1中的车轮悬架的部分区域的剖视图，
[0019]图3是由图1中的切割线B-B所限定的根据本发明的车轮悬架的第一示例性实施例的部分区域的剖视图，以及
[0020]图4是由图1中的切割线B-B所限定的根据本发明的车轮悬架的第二示例性实施例的部分区域的剖视图。
[0021]在各个附图中，等效功能部分总是带有相同的附图标记，所以它们通常仅被描述一次。
[0022]图1示出了根据本发明的用于车辆的一一尤其用于机动车辆的一一车轮悬架I的俯视图。在图1中示出的空间方向X和Y构成平行于车辆纵向轴的方向(X方向)和平行于车辆横向轴的方向(Y方向)。
[0023]如从图1所见的，车轮悬架I包含轮架2，其可旋转地支承车轮(未示出)。轮架2可枢转地安装在扭转刚性的横向控制臂3上，所述横向控制臂3相应地可枢转地安装在车辆上部结构(未示出)上或与车辆上部结构连接的子框架(也未示出)上。对此，横向控制臂3具有两个控制臂轴承4(在车辆行进方向中的上部结构侧上的前控制臂轴承)和5 (在车辆行进方向中的上部结构侧的后控制