连接支杆

阅读:1025发布:2020-05-11

专利汇可以提供连接支杆专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于车辆底盘(10)的连接支杆(22),包括一细长的支柱(24),该支柱具有至少两个彼此间隔开的支柱元件(38)。各支柱元件(38)在其端部分别通过一连接元件相互连接。所述支柱(24)关于其纵轴线具有小的扭转 刚度 和高的弯曲刚度。,下面是连接支杆专利的具体信息内容。

1.连接支杆(22),包括一细长的支柱(24),该支柱具有至少两个彼此间隔开的支柱元件(38),各支柱元件在其端部分别通过一连接元件而相互连接;其特征在于,至少一个支柱元件具有一种敞开的成型横截面,其中,该成型横截面的敞开的区域是远离相应另一支柱元件向外定向的,所述支柱(24)关于其纵轴线(L)具有小的扭转刚度和高的弯曲刚度,至少一个支柱元件的横截面具有一种矩形的形状,其长边至少在中性轴线的区域内朝向相应另一支柱元件的方向成拱形,拱形的支柱元件在其中性轴线的区域内比其外面的边缘区域相对另一支柱元件具有更小的间距,两支柱元件在其横截面中都没有弯折的区域。
2.按照权利要求1所述的连接支杆(22),其特征在于,所述连接支杆是用于车辆底盘(10)的连接支杆。
3.按照权利要求1至2之一项所述的连接支杆(22),其特征在于,借以将各支柱元件(38)在其相应端部相互连接起来的所述连接元件在外部的力作用下能够以20°的角度彼此相对扭转,此时支柱(24)被弹性地扭转。
4.按照权利要求3所述的连接支杆(22),其特征在于,各连接元件能够以10°的角度彼此相对扭转。
5.按照权利要求3所述的连接支杆(22),其特征在于,各连接元件能够以5°的角度彼此相对扭转。
6.按照权利要求1至2之一项所述的连接支杆(22),其特征在于,设置有至少一个支撑元件(46),该支撑元件依周向包围各支柱元件(38)。
7.按照权利要求6所述的连接支杆(22),其特征在于,所述支撑元件(46)构成为沿着支柱(24)的纵轴线(L)延伸的管的形式或者环的形式。
8.按照权利要求6所述的连接支杆(22),其特征在于,所述支撑元件(46)相对于至少一个支柱元件形状配合地固定或者所述支撑元件固定在至少一个支柱元件上。
9.按照权利要求1至2之一项所述的连接支杆(22),其特征在于,至少一个连接元件由轴承(26、28)构成。
10.按照权利要求1至2之一项所述的连接支杆(22),其特征在于,至少一个连接元件由橡胶轴承(40)构成。
11.按照权利要求9所述的连接支杆(22),其特征在于,所述轴承(26、28)适于支承一活节,其中,活节轴线相对于支柱(24)的纵轴线(L)基本上垂直地延伸。
12.按照权利要求1至2之一项所述的连接支杆(22),其特征在于,各支柱元件(38)与一连接元件焊接。
13.按照权利要求1至2之一项所述的连接支杆(22),其特征在于,一个连接元件是车辆底架的一部件。
14.按照权利要求1至2之一项所述的连接支杆(22),其特征在于,所述连接支杆是一件式制成的。
15.按照权利要求1至2之一项所述的连接支杆(22),其特征在于,所述连接支杆是一纵向导杆。
16.按照权利要求15所述的连接支杆(22),其特征在于,所述连接支杆是用于载重汽车的底盘的纵向导杆。

说明书全文

连接支杆

技术领域

[0001] 本发明涉及一种特别是用于车辆底盘的连接支杆。

背景技术

[0002] 为了将车辆的车轴或车轮悬架连接于车体,常常使用连接支杆,即所谓的导杆。导杆分别借助轴承可偏转地一方面固定在车体上以及另一方面固定在车轴或车轮悬架上,从而可以实现车轮悬架在竖直方向上的运动(缩入和伸出)。但在缩入时,除了车轮悬架的竖向位置之外可能还会改变车轮定位取向,即所谓车轮悬架的外倾,例如在单侧车轮缩入时。此时车轮悬架绕一条沿车辆纵轴线延伸的轴线偏转。随此产生的扭转必须由轴承进行补偿,连接支杆借助这些轴承连接于车体或者说车轮悬架。然而,能够实现该相对转动的这种轴承的结构和制造是复杂的和高成本的。
[0003] DE 101 53 799 A1披露了一种连接支杆,它包括一细长的基体和两个终端的轴承安装座,用以导入和导出作用。基体由至少一个扁平金属夹层和一个形成剩余轮廓的塑料结构的复合体所构成,塑料结构通过对金属夹层的包封注塑而构成。金属夹层是坚实地构造的,这样便导致一种较高的扭转刚度。另外,该连接支杆可以在中心金属夹层的平面内具有一弯曲,由此,扭转刚度同样是较大的。
[0004] DE 39 21 468 C1披露了一种连接支杆,形式上为用于汽车的车轮悬架的导杆。这样的导杆由两个相同的挤压成型件构成,它们在一端并且相向对准地分别具有一个环形凸缘。各挤压成型件相互平行延伸并且在其纵向延伸长度的绝大部分上具有一种扁平的U形横截面,其中,由该横截面的腹板弯折形成的U形边腿相向对准。挤压成型件的该构造形式赋予连接支杆一种较大的扭转刚度。

发明内容

[0005] 本发明的目的是,提供一种用于车辆底盘的连接支杆,该连接支杆总体上能够实现一种更具经济性的结构设计。
[0006] 为此,本发明提供一种连接支杆,包括一细长的支柱,该支柱具有至少两个彼此间隔开的支柱元件,各支柱元件在其端部分别通过一连接元件而相互连接;其特征在于,所述支柱关于其纵轴线具有小的扭转刚度和高的弯曲刚度,至少一个支柱元件的横截面具有一种矩形的形状,其长边至少在中性轴线的区域内朝向相应另一支柱元件的方向成拱形,拱形的支柱元件在其中性轴线的区域内比其外面的边缘区域相对另一支柱元件具有更小的间距。
[0007] 按照本发明的连接支杆特别用于为车辆底盘应用。该连接支杆包括一细长的支柱,所述支柱具有至少两个彼此间隔开的支柱元件。各支柱元件在其端部分别通过一连接元件相互连接。支柱关于连接支杆的纵轴线具有高的弯曲刚度和抗压强度,但具有小的扭转刚度。本发明是基于这样的基本构思:在支柱元件的两端部之间、例如在车体上的支点与在轮轴或轮架上的支点之间不可避免的扭转,不是通过通常所使用的橡胶轴承来吸收(承受),而是(至少主要部分)通过连接支杆本身的扭绞或者说扭转来吸收(承受)。为此目的而构造了具有较小扭转刚度、同时具有高弯曲刚度的连接支杆。由此得到下述结果:减小了必须由连接支杆的支承机构吸收(承受)的相对转动,连接支杆的支承机构可以设置在支柱元件的端部,从而,支承机构可以设计得更简单和更轻型。由此可以显著地降低连接支杆的总制造成本。而且可以将连接支杆总体上构造得更轻型,因为不必传递高的扭力。
[0008] 在本发明的意义下,支柱对横向于其纵轴线的弯曲作用的抗力、亦即其“弯曲刚度”应该被同义地理解为具有特性“折弯刚度”。这意味着:在连接支杆端部的至少一个上以及沿连接支杆纵轴线方向有外部载荷作用时,不容易使连接支杆外翻折弯。
[0009] 在本发明的有利的发展设计中,至少一个支柱元件可以具有一种矩形横截面,该矩形横截面包括基本上直的各侧边。这样的支柱元件是以平板的形式构成,从而该支柱元件因此具有小的扭转刚度。同时高的弯曲刚度可以这样达到,即,使两支柱元件沿着连接支杆的纵轴线在至少一个点上相互连接。
[0010] 在本发明的有利的发展设计中,至少一个支柱元件可以具有一种敞开的成型横截面,其中,该成型横截面的敞开的区域是远离相应另一支柱元件向外定向的。一般来说,敞开的成型横截面导致一种小的扭转刚度。具有这种敞开式成型横截面的支柱元件的应用因此赋予本发明的连接支杆所要求的小的扭转刚度。另外,具有这种敞开式成型横截面的支柱元件至少在其中性轴线(neutral Phase)的区域内朝向相应另一支柱元件的方向成拱形构造。因此,该支柱元件在其中性轴线的区域内比其外面的边缘区域相对另一支柱元件具有更小间距。适宜的是,连接支杆的各支柱元件在其横截面中都没有弯折的区域,以便由此确保实现小的扭转刚度。
[0011] 连接支杆的支柱可以例如具有至少两个平行的支柱元件。在重量相同的情况下,这样可以达到高的弯曲及抗压刚度,而不产生高的扭转刚度。各支柱元件在横截面中观察可以相对支柱纵轴线对称地设置。
[0012] 平行的各支柱元件优选只在其端部相互连接,而其他部分则彼此脱离。由此确保能够实现支柱或者说支柱元件的无阻碍的扭转。连接支杆可以在全长上均匀地变形,从而扭转载荷能够均匀地分布到支柱的全长上。
[0013] 在一种优选的实施形式中,各支柱元件具有U形的或圆弓形的横截面。通过这样的横截面设计,能够提高各支柱元件的、以及因此提高连接支杆的弯曲刚度和抗压强度,从而可以进一步减轻重量。
[0014] 优选地,各支柱元件的外边缘在该实施形式中是彼此远离定向的。
[0015] 在本发明的有利的发展设计中,各连接元件(借助该连接元件将各支柱元件在其相应的端部相互连接起来)在外部的力作用下能够以达20°的度彼此相对扭转。支柱的这种扭绞或扭转在纯弹性范围内实现。各连接元件在支柱元件端部处彼此相对扭转所能达到的这个角度可以优选为达10°、更优选为达5°。在这里,对于仅一个连接元件或对于两个连接元件(依相反的方向)是否存在扭转运动是不重要的。唯一决定性的是,两连接元件在支柱元件的相应端部处可以相对彼此在所述的角度范围内扭转,由此表现出连接支杆的小的扭转刚度。
[0016] 在本发明的有利的发展设计中,可以设置至少一个支撑元件,它依周向包围所述支柱元件。按最简单的形式,该支撑元件可以构成为环,它绕各支柱元件的外周包围支柱元件。该支撑元件改善了连接支杆的弯曲刚度,因为支柱元件在该支撑元件的区域内彼此远离地往外运动或者说向外折弯是不可能的。支撑元件按另一选择也可以构成为管套的形式,它沿着支柱的纵轴线延伸并且以如同环那样的方式依周向包围支柱元件。
[0017] 在本发明的有利的发展设计中,借以将各支柱元件在其端部相互连接起来的至少一个连接元件包括轴承或支承件,优选包括橡胶轴承。为了降低制造成本,支柱元件与这样的支承件可以焊接。因此便能够实现各支柱元件和支承件的分开制造以及这些部件的后来的简单连接。
[0018] 在支承件中优选设置橡胶轴承,借其将连接支杆可回转地固定在车体上和车轮悬架上。通过橡胶轴承,可抑制/阻尼冲击并且保持底盘的必要的弹性。再者,橡胶轴承允许实现小的扭转,从而它可以吸收(承受)一部分扭绞作用。
[0019] 各轴承的纵轴线优选是垂直于支柱纵轴线定位的,使得它们横向于连接支杆的扭转方向延伸。
[0020] 所述支杆例如是纵向导杆( 纵拉杆),特别是用于载重汽车(LKW)的底盘。附图说明
[0021] 由以下结合附图的描述可得出其他的优点和特征。图中示出:
[0022] 图1车辆底盘,
[0023] 图2按照现有技术的连接支杆,
[0024] 图3按照本发明的连接支杆,
[0025] 图4图3的连接支杆的剖视图,
[0026] 图5图3的连接支杆在扭转状态下的视图,
[0027] 图6图5的连接支杆,其中,在横剖视图中示出一橡胶轴承,它安装在连接支杆的支承件处,
[0028] 图7连接支杆的另一实施形式,和
[0029] 图8图7的连接支杆,包括在其内安装的橡胶轴承。

具体实施方式

[0030] 图1中部分示出的载重汽车(Lkw)车体10具有一框架12,在其上支承着车轴14。车轴14具有两个车轮安装座16,在其上可以分别固定一车轮。为了缓冲对车轴14或车轮悬架16的冲击,车轴14沿竖直方向V可有限运动地支承在框架12上。在每一车轮悬架上分别设有两个弹簧元件18,它们设置在框架与车轮悬架16或车轴14之间并且可以阻尼或缓冲车轴14的竖向运动。为了使车轴14或车轮支座16在平方向H上保持稳定,在每一车轮悬架16上设置有一连接支杆22,即所谓纵向导杆。
[0031] 连接支杆22具有一抗弯和抗压的支柱24以及两个在连接支杆22的端部设置的支承件26、28。每一支承件用作为一橡胶轴承的壳体,在其中分别支承着一个活节销30、32(见图2)。通过这些活节销30、32,连接支杆22可偏转地支承在车轮悬架16和框架12上。
[0032] 在车轴14沿竖直方向V缩入时,连接支杆22绕支承于框架12上的轴承件28偏转。同时它在水平方向H上引导车轴14。当车轴14相对竖直方向倾斜缩入时,也会改变车轮悬架16的定位取向,即所谓车轮外倾。换言之,车轮悬架绕一条平行于车辆纵轴线延伸的轴线偏转。此时,在车轮悬架16上固定的活节销30相对于在框架上固定的活节销32发生扭转,从而作用一扭转载荷。
[0033] 图2中示出按照现有技术的连接支杆。该连接支杆具有一管形的支柱24,该支柱基于几何构造之故(封闭的圆形横截面)是非常抗扭转的。
[0034] 活节销30、32分别具有一球形的加厚部34、36,它们支承于相应的支承件26、28中。支承件26、28与活节销30、32共同构成一个所谓的基本结构活节体(molekular)。这样的基本结构活节体允许在其内支承的活节销30、32关于多个自由度进行运动:活节销30、32可以一方面绕其纵轴线转动。另一方面可以使活节销30、32按一确定的角度绕连接支杆22或支柱24的纵轴线L扭转,从而可以在支承件26、28中补偿活节销
30、32的相对扭转。然而这种活节体的制造和组装是非常复杂和昂贵的。
[0035] 与之相比,图3中所示按照本发明的连接支杆22则具有这样一个支柱24,它具有小很多的扭转刚度,同时具有高的弯曲刚度或折弯刚度。在这里所示的实施形式中,支柱24具有两个相互平行设置的支柱元件38,它们分别只在其各相应端部经由适合的、形式上为支承件26、28的连接元件相互连接。按图3所示情形的一种变型,支柱24也可以具有多于两个的支柱元件38。
[0036] 所说概念“小的扭转刚度”就本发明的连接支杆22而言意味着:各支柱元件38的端部可以在预定的角度中彼此相对扭转,此时是在支柱24的纯弹性范围内实现该扭转。该角度可以采取20°的值、优选10°的值,以及更优选5°的值。这就意味着:支承件26、28(它们固定在各支柱元件38的端部上)可以按这样的角度关于支柱24的纵轴线彼此相对扭转。
[0037] 两支柱元件38沿支柱24的纵向方向基本上相互平行并且彼此有微小间距地延伸。或者作为选择,也可以使各支柱元件38与其相应的纵轴线成一锐角。两支柱元件38基本上都是成直线构造的,从而它们在其纵轴线的方向上没有弯曲。这样有助于实现支柱24关于其纵轴线的所要求的小的扭转刚度。
[0038] 各支柱元件38焊接到支承件26、28上,而其他部分则彼此脱离。也就是说,沿着支柱24的纵轴线在各支柱元件38之间没有连接,从而它们可以彼此独立地扭转。但为了稳定,各支柱元件38也可以部分地相互连接。支承件26、28在这里构造成圆柱形的,以便支承圆柱形的活节销。
[0039] 如图4中可看出的那样,支柱元件38具有一种圆弓形横截面,其中,各支柱元件38的外边缘分别彼此远离地定向,亦即在这里指向外面。支柱24通过各支柱元件38的这种形状而具有很高的弯曲强度和抗压强度,同时具有很小的重量。代替在这里所示的圆弓形横截面,也可设想采用其他的横截面形状。例如也有可能的是,支柱元件38具有U形的或多角的横截面。无论如何已证明有利的是,各支柱元件38分别具有一敞开的成型横截面,其中,该成型横截面的敞开的区域是远离相应另一支柱元件向外定向的。
[0040] 支柱24由于其小的扭转刚度而可以在活节销绕其纵轴线L扭转时发生扭转(见图5)。在这种情况下,设置于支承件26、28中的轴承不必补偿扭转或只须补偿小的扭转,从而可以明显更简单和更紧凑地制造它们。
[0041] 图6示出图5的连接支杆22,结合有以横剖视图示出的橡胶轴承40,其分别设置为用以容纳于支承件26、28中。橡胶轴承40具有活节销30、32和橡胶元件42,橡胶元件径向包围活节销30、32。橡胶元件42的外径适配于相应支承件26、28的内径。橡胶轴承在组装状态下与支承件26、28共同构成了上述的基本结构活节体。对于连接支杆22的功能方式,在应用于车辆底盘等等时具有重要意义的是,活节销30、32至少绕其纵轴线44相对橡胶元件40是可扭转的。代替橡胶元件,也可以考虑采用别的构件,例如塑料套之类的构件,用于活节销30、32在支承件26、28中的安装,只要确保所说明的活节销30、32绕其纵轴线44的可扭转性即可。
[0042] 图7和8中示出按照本发明的连接支杆22的另一实施形式。图7示出连接支杆22的透视图,其中,如上所述,两支柱元件38在其相应端部通过一支承件26、28相互连接。在该实施形式中,补充设置有一个管套形式的支撑元件46,它沿支柱元件的周向包围两支柱元件38。管套46可以适当地固定在各支柱元件38的外周上,例如通过粘合、点焊等。或者作为选择,管套46相对于至少一个支柱元件形合地保持,从而沿支柱24纵轴线的方向防止管套
46发生轴向移动。管套46使得两支柱元件38在外部的力作用下不可能往外面向外折弯(ausknicken)或者说外翻折弯(wegknicken)。相应地,管套46改善了连接支杆22的弯曲刚度。或者代替所示管套46的实施形式,也可以将支撑元件构成为环的形式,其中,沿着支柱
24的纵轴线设置许多个单体环也是可能的。这一个环或多个环的作用与管套46的作用是相同的,亦即阻止各支柱元件38往外面外翻折弯。
[0043] 连接支杆22由一些可以简单制造的零件组成,亦即圆柱形的支承件26、28和壳形的支柱元件38。这些构件可以花费很少地分别制造并通过焊接低成本地相互连接起来。但也可设想按其他方式或者用另外的方法将连接支杆22的各构件相互连接。例如,也可以通过锻造或通过适当的金属浇铸方法来制造所述连接支杆。
[0044] 连接支杆22在这里是作为载重汽车(Lkw)底盘中的纵向导杆加以图示的。然而,按照本发明的连接支杆也可以用在底盘的其他不同构件上。
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