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。
通过本发明的的车轮悬架，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。
简要的附图说明
下面参考所附的附图说明本发明的实施例，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，以便提供一个刚性支架 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(第一中间部分)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(第二中间 部分)，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 垂直于内部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11’a和11’b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11b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，传统车轮对是如何动作的，在这种情况下车轮沿着其整个圆周为虚 线。所述车轮对用虚线表示，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以及因此副支架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或图图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(pivoting arms) 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构成一个蓄压器，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。