CN102271937A - 用于车桥的稳定器布置结构和稳定器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其用于重载车辆的车桥(130)悬架的稳定器(110)，该稳定器(110)包括位于两个稳定器臂(102、104)之间的扭力杆(100)，其中，该扭力杆(100)的突出部(112、114)布置在每个稳定器臂(102、104)的外侧；并且其中，所述突出部(112、114)构成用于将扭力杆(100)连接到车桥(130)的支承件。

Description

用于车桥的稳定器布置结构和稳定器
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求的前序部分所述的、用于车桥的稳定器布置结构和用于该稳定器布置结构的稳定器。
背景技术
在现有技术中，已知卡车可能具有较高的重心，例如由于卡车运载的货物所导致的较高重心。因此，需要具有高稳定能力的稳定器。通常，稳定器是悬架几何结构的一部分，组合了用于该几何结构的稳定器杆和反作用支柱(reaction stays)的功能。尽管这样的稳定器布置结构非常紧凑、重量轻，但该稳定器布置结构在侧倾角度和稳定器侧倾刚度方面受到限制，这是因为侧倾角度导致车桥相对于底盘附接部产生了大的侧向位移。对于所期望的例如大约6度的侧倾来说，侧向位移大约为70mm。在这样的稳定器布置结构中，此侧向位移需要由下臂承受、部分地通过下臂板的弯曲而部分地由前孔眼(eye)内的衬套承受。为了允许充分的弯曲，上述板在厚度上受到限制，这限制了这些板可以传递的力，并因此会使侧倾刚度受到限制。另外，这些板的高度受到周围零件的封装空间的限制。
带有在后方安装的稳定器杆的稳定器易于在车辆操纵期间损坏，且具有有限的悬架举升范围。对于装取可换式车厢和其他车辆操作而言，高的举升范围是有益的。在举升期间，稳定器臂和稳定器连结件之间的角度变得非常大。对于稳定器的正常操作来说，此角度可以不超过165°。为具有增加的举升范围，此角度将朝着180°增大，从而具有将稳定器臂和连结件锁止的风险，且在其他悬架部分(例如后气囊(air bellows))和稳定器连结件之间将存在类似问题。来自稳定器的力将经由稳定器连结件传递到底盘。因为这些连结件放置在车桥的后方，所以它们将试图使车架梁扭转，从而导致悬架部件的移动，这造成了后车桥的非期望地转向的效果。此外，如图1a和图1b中可见，稳定器臂突出到车桥组件之外，并且可能易于被障碍物撞到(例如在车辆向后行驶时)。图1a示出了一种稳定器布置结构，其具有置于后部的稳定器杆10和向后突出的连结件，该连结件用于稳定后车桥130上的车轮13的移动。该稳定器臂和连结件在车辆的后侧部分20处的区域内突出，该区域未受到保护以避免障碍物14的侵害。如果车辆向后行驶，如图1a中的箭头所示，则障碍物(例如石头或墙壁)可能易于撞到该稳定器10并使稳定器10损坏，如图1b所示。
对于具有高重心(cog)的卡车应用来说，可为这种安装结构增加另外的稳定器，以实现更好的侧倾刚度。DE 10 2004 045 523 A1公开了一种卡车的后车桥，在车桥本体的下转向平面处，该后车桥利用在底盘处的间接安装而设置有防止摆动移动的稳定器。在上转向平面处，利用在底盘处的四点安装而布置有另外的稳定器布置结构。
然而，由于底盘内的空间约束，另外的稳定器的使用受到限制。受到增强的稳定器倾向于将额外的力引入到底盘的车架梁内并引入到车桥内，并且，受到增强的稳定器通常仍未强到足以实现所期望的稳定能力。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种稳定器布置结构，该稳定器布置结构具有高的侧倾刚度，并且它因车辆操纵而损坏的风险很低。本发明的另一个目的是提供一种改进的、用于稳定器布置结构的稳定器。本发明的另一个目的是提供一种包括改进的稳定器布置结构的车辆。
通过独立权利要求的特征实现了上述目的。其他权利要求和说明公开了本发明的有利实施例。
提出了一种用于车桥的平衡式悬架(non-reactive suspension)的稳定器，尤其是用于重载车辆的车桥的稳定器，该稳定器包括位于两个稳定器臂之间的扭力杆，其中，该扭力杆的突出部布置在每个稳定器臂的外侧，并且，该突出部构成用于将扭力杆连接到车桥的支承件(bearing)。
平衡式悬架的特性是：当车辆高度改变时，车桥并不倾斜，或者反过来，例如在制动时，如同在乘用车中常见的情况，车辆高度在车桥倾斜时并不改变。
所述稳定器提供了有利的支承位置，以将稳定器连接到底盘以及车桥。该稳定器可进行围绕稳定器的纵向轴线的旋转移动。稳定器臂能够与稳定器旋转移动无关地围绕与稳定器的纵向轴线平行的轴线枢转。有利地，所述扭力杆可以是柱形管。柱形管提供了有利的刚度特性。
根据本发明的有利实施例，扭力杆可以突出地穿过稳定器臂的至少一个中的开口，从而形成突出部。这种布置结构易于制造。另外或替代地，可在至少一个稳定器臂上布置有突出部。稳定器臂可制造为具有突出部，以将扭力杆附接到车桥。
根据本发明的有利实施例，所述突出部的直径可小于扭力杆的位于两个稳定器臂之间的部分的直径。所述突出部可接合有衬套，以允许稳定器的旋转移动。
根据本发明的有利实施例，稳定器臂能够以抵抗旋转(rotationalstiff)的方式连接到扭力杆。该连接可通过焊接、花键等来提供。
根据本发明的另一个方面，提出了一种车桥悬架中的稳定器布置结构，尤其是重载车辆的车桥悬架中的稳定器布置结构，其中，所述车桥布置在车辆的后半部分内，该稳定器布置结构包括至少两个反作用支柱和至少一个稳定器，所述稳定器包括位于两个稳定器臂之间的扭力杆，其中该扭力杆的长度的至少50％、优选至少80％布置在由所述两个反作用支柱限定(encompassed)的区域的投影内。
有利地，该稳定器布置结构被限制在车桥和反作用支柱内且不突出到外侧。因此能够防止该稳定器布置结构的损坏。该稳定器布置结构是紧凑的。有利地，该稳定器布置结构可与空气悬架结合使用。替代地，该稳定器布置结构与板簧悬架结合也能很好地工作。扭力杆连接到车桥，而稳定器臂通过连结件连接到底盘。因为该稳定器与反作用支柱相结合使用，所以该稳定器不是悬架几何结构的一部分。悬架几何结构由车桥、底部处的两个反作用支柱、顶部处的V型支柱、以及车架梁内的用于该V型支柱和反作用支柱的固定点构成。车桥被底部处的两个反作用支柱、顶部处的V型支柱、以及车架梁内的用于该V型支柱和反作用支柱的固定点包围。因此，侧倾角度和稳定器侧倾刚度不受悬架几何结构的限制。该悬架可以是平衡式悬架。
根据本发明的有利实施例，所述车桥是从动桥。从动桥在可用空间方面明显受限。该稳定器布置结构是节约了宝贵空间的紧凑式单元。该稳定器单元可与车桥上的单轮胎以及双轮胎一起使用，在双轮胎的情况中，其空间比单轮胎的情况更受限。
根据本发明的有利实施例，扭力杆和两个反作用支柱可布置在车桥的同一侧。特别地，扭力杆可布置在车桥的前方，且稳定器臂在扭力杆前方。一般地，当悬架进行竖直移动时，稳定器臂和连结杆之间的角度将会改变。对于当前的悬架要具有增加的悬架竖直移动来说，此角度是一种限制因素。例如，若该角度变得过大则稳定器可能锁止，所以需要限制稳定器臂和连结杆之间的角度，所以，目前的稳定器具有大约150mm的悬架举升极限。对于根据本发明的向前放置的稳定器来说，当增加悬架的举升高度时，稳定器臂和连结杆之间的角度比现有技术中的小。另外，车桥的向前移动将减小稳定器臂和连结杆之间的角度，因此能够防止稳定器的锁止。对于大约250mm的举升来说，稳定器臂和连结杆之间的角度明显超过临界角度。目前的稳定器布置结构具有大约150mm的举升极限。
根据本发明的有利实施例，扭力杆可经由衬套附接到车桥，从而提供了围绕扭力杆的纵向轴线的旋转自由度。优选地，该衬套可围绕扭力杆的从每个稳定器臂向外突出的突出部布置。特别地，扭力杆可经由弹簧构件的中间支承件附接到车桥。该稳定器不是悬架几何结构的一部分，因此提高了该稳定器布置结构的侧倾刚度。
根据本发明的有利实施例，与扭力杆连接的稳定器臂能够以可枢转方式附接到底盘。优选地，所述稳定器臂可经由附接到反作用杆车架锚固件的连结杆而连接到底盘。有利地，该稳定器布置结构能够将稳定器的力引导到底盘内，以避免由于底盘的车架梁扭转而导致的底盘转向效果。
根据本发明的有利实施例，所述连结杆可适于将稳定器臂的竖直载荷传递到底盘内。优选地，稳定器臂能够连接到连结杆的中间支承件。有利地，该稳定器布置结构能够将稳定器的力引导到底盘内，以避免由于底盘的车架梁扭转而导致的底盘转向效果。
根据本发明的另一方面，提出了一种车辆，特别是卡车，该车辆包括稳定器布置结构，其中，该稳定器布置结构布置在车辆的后半部分中的车桥处。该车辆与具有现有技术的稳定器布置结构的车辆相比具有更大的悬架举升范围。
优选地，所述车辆是重载车辆，例如卡车、垃圾车、中央拖车的牵引车、沥青摊铺机等。有利地，本发明提供了增加的稳定器侧倾刚度。有利地，所述稳定器的力能够被引导到底盘内，以避免底盘转向的效果：即，此时力使底盘的车架梁扭转，这引起悬架部件的移动，从而导致后车桥在转向期间的转向效果。
根据本发明的有利实施例，所述稳定器可在车辆的后部的相反侧布置在车桥的前方。有利地，所述稳定器受到保护，从而在车辆操纵期间不受障碍物侵害。
由于这种节约空间的构造，本发明特别有利地用于从动桥，尤其用于非转向桥。然而，本发明也适用于转向桥或非从动桥或固定式车桥(dead axle)。
附图说明
从以下对实施例的详细描述中，可以最好地理解本发明以及上述及其他目的和优点，但本发明不限于这些实施例，其中：
图1a、图1b示意性地示出了根据现有技术的稳定器布置结构的示例；
图2示意性地示出了布置在后车桥处的稳定器布置结构的局部剖切透视图；
图3示意性地示出了根据本发明的优选的稳定器；
图4示意性地示出了图2的稳定器布置结构的细节；
图5示意性地示出了图2的稳定器布置结构的底部上的视图；
图6a、图6b示意性地示出了具有6度侧倾的悬架移动的示例(图6a)以及稳定器臂在侧倾期间的角度变动的示例(图6b)；
图7示意性地示出了现有技术的稳定器和根据本发明的稳定器的工作方式的比较；并且
图8示意性地示出了根据本发明的、优选的车辆。
具体实施方式
在附图中，相同或相似的元件由相同的附图标记表示。这些附图仅是示意性表示，并非旨在展示本发明的具体参数。此外，这些附图仅旨在描绘本发明的典型实施例，因此不应视为限制本发明的范围。
图2描绘了具有车架梁152和154的底盘车架150的一部分的透视图，其中最前侧部分被局部剖开，以展示优选的稳定器布置结构和车辆(图8中的200)的悬架的细节。图4通过轮廓线提供了该稳定器布置结构与车桥130及底盘的连接的详细视图，其中未绘出车架梁152和154。两个气囊162布置在车架梁152下方，且两个气囊164布置在车架梁154下方，在每个车架梁152、154处，在车桥130的前方有一个气囊，且在车桥130的后方有一个气囊。在车架梁152、154之间布置有横向构件(cross member)156，悬架的V形支柱120附接到该横向构件156。设置有两个减震器(在图2中仅示出了减震器196)以衰减竖直方向上的车轮移动。该布置结构关于两个车架梁152、154是对称的。应当理解，由于该图是局部视图，所以为了清晰起见省去了一些元件，否则它们将挡住其后方的元件。因此，仅结合车架梁154图示出一部分元件，但实际上，这些元件也存在于车架梁152上。
提供了在图3中详细示出的稳定器110，以用于车桥130(带有车轮支架132、134)的平衡式悬架，尤其用于重载车辆的平衡式悬架。稳定器110包括布置在两个稳定器臂102、104之间的扭力杆100。在此示例性实施例中，每个稳定器臂102、104均提供了一个开口106、108(图3)。扭力杆100的突出部112、114突出地穿过每个稳定器臂102、104的开口106、108。突出部112、114构成了用于将扭力杆100连接到车桥130的支承件。
稳定器杆100布置在车桥130的与反作用支柱182、184相同的一侧，主要位于反作用支柱182、184之间，并因此位于车架梁152、154之间。稳定器110的竖直高度低于车桥130的中心。
每个稳定器臂102、104均设置有用于将稳定器臂102、104(经由图2中的接头190)连接到稳定器连结件的孔。
稳定器臂102、104以抵抗旋转的方式连接到扭力杆100。扭力杆100与稳定器臂102、104的连接可通过不同的技术来实现，例如焊接、花键连接等。
由突出部112和114构成的支承件允许扭力杆100绕其纵向轴线100b的旋转移动。扭力杆100可由管制成，位于稳定器臂102、104之间的部分100a的直径大于突出部112、114的直径。因此，在扭力杆100的突出部上可合适地布置有衬套(例如橡胶衬套)。
回头参考图2并结合图4(示出了该布置结构的轮廓线，未绘出车架梁152、154)，扭力杆100(也称为稳定器杆或防侧倾杆)放置在后车桥130的外壳的前方。扭力杆100经由相对于车桥130处于稳定器110侧的空气弹簧构件(气囊164)的中间单元168连接到车桥130，尤其是经由弹簧悬挂件170连接到车桥130。在车架梁154侧，扭力杆100的突出部114及覆在其上的衬套可夹在中间单元168的下侧174内的凹部与保持件178之间。同样，在车架梁152侧，扭力杆100的突出部112利用保持件176被夹在中间单元的下侧，但为了清晰起见，在附图中未明确绘出这一点。
扭力杆100在每一侧分别通过突出部112上的衬套116和突出部114上的衬套118附接到中间单元168(对于车架梁154上的位于车桥130前方的气囊164示出，而对于车架梁152上的气囊162未示出)(如图4所示)。
在这种布置结构中，稳定器110放置在悬架占用空间(environment)的内侧。有利地，悬架的由V型支柱120和两个反作用支柱182、184决定的原始几何形状不会因为该稳定器布置结构而改变。反作用支柱182、184附接到反作用支柱车架锚固件194，该锚固件194附接到车架梁154(未示出附接到车架梁152的、与车架锚固件194互补的反作用支柱车架锚固件)。
悬架进行上下方向上的竖直移动并进行旋转移动(称为侧倾)，其旋转中心位于与车桥130附接的V型支柱120内。通常，总的竖直位移要求超过350mm，侧倾角度大约为6度。扭力杆100必须能够跟随这些移动。
当扭力杆100经由气囊164的中间单元168固定到后车桥的外壳时，扭力杆100跟随后车桥130的移动。用于将扭力杆100的柱形突出部112、114安装到位于车桥130前方的气囊162、164中的衬套116、118(橡胶衬套或其他类型的衬套)提供了围绕稳定器110的扭力杆100的轴线100b(图3)的旋转自由度。
稳定器臂102、104经由连结杆(仅图示出了朝向车架梁154的连结杆188，与连结杆188互补的、朝向车架梁152的连结杆186在图6中示出)的中间单元190附接到底盘结构，这些连结杆附接到每个车架梁152、154上的反作用支柱车架锚固件194。
连结杆186、188可由不同的材料制成并具有不同的设计。其孔眼中可包括球接头或橡胶衬套；其本体可以是通过铸造、锻造或者由片状金属管或杆形成的成形部分。
这些连结杆需要能够将稳定器臂102、104的竖直载荷传递到底盘内，且能够应对悬架侧倾期间的侧向位移。
现在参考图5，示出了图2的稳定器布置结构的从下方看到的视图，其描绘了扭力杆100和位于外侧的反作用支柱184，其中，稳定器臂104位于由反作用支柱184及其互补的反作用支柱182(图2)限定的区域内。扭力杆100基本上与反作用支柱184具有相同的离地竖直高度。
如该图可见，扭力杆100的突出部114被衬套118包围，且夹在形成为夹圈(clip collar)的弯曲式保持件178与弹簧悬挂件170的中间单元168的下侧174内的凹部之间。扭力杆100接近于减震器198的轴向高度，特别地在减震器198和车桥130之间。
从图6a和图6b的正视图中可以容易地看到，连结杆186、188需能够应对悬架侧倾期间的侧向位移。图6a示出了车桥130倾斜大约6度的情况下的悬架移动。
车轮支架134上的车轮(未示出)处在比车轮支架132上的车轮(未示出)高的位置。
该正视图描绘了与车架梁152上的用于反作用支柱182(图2)的反作用支柱车架锚固件192连接的减震器196和气囊162，并描绘了与车架梁154上的用于反作用支柱184(图2)的反作用支柱车架锚固件194连接的减震器198和气囊164。
连结杆186、188被示出为由于6度的侧倾而朝向升高的车轮支架134侧大幅地偏转。
图6b图示了所引起的、在侧倾期间的稳定器连结杆188的角变动。在平衡位置，连结杆188是垂直的。由于6度的侧倾而导致的偏转由稳定器杆188的倾斜位置指示。
在悬架的竖直移动期间，稳定器臂102、104及其连结杆186、188之间的角度α将改变。此角度α是当前的悬架具有增加的悬架竖直移动的限制因素之一。本发明提供了有利的、增加的竖直位移，因为当车辆处于正常高度之外时，该角度α小于现有技术***中的角度α，即反作用支柱不处于水平状态的情况下的角度α。因为反作用支柱184的方向，车桥130移动到反作用支柱182、184和/或稳定器臂102、104的方向上。
图7在右侧图示了在后车桥130上的、在后方安装的现有技术的稳定器10，并在左侧示意性地指示了根据本发明的、具有稳定器110的稳定器布置结构以用于比较，其中以双点划线标示了稳定器臂104和连结杆188。
当增加悬架的竖直举升高度时，现有技术的稳定器10的稳定器臂10a和连结件10b之间的角度增大到接近180度，这增加了“反转”或锁止的风险。“反转”由线A指示，且“锁止”由线B指示。该角度因为车桥130的向前移动而进一步增大，这是由于悬架几何形状几乎是由反作用支柱184和V型支柱(未示出)形成的平行四边形，特别是由于反作用支柱184的方向，从而提供了类似于平行四边形的运动。特别地，反作用支柱182、184和V型支柱120以及与车桥130的固定点和与车架梁152、154的固定点形成了平行四边形。该平行四边形是悬架的特性“平衡式”的原因。
与此相对照，向前放置的稳定器110受益于车桥130的向前移动(由靠近减震器198根部的箭头指示)，因为这减小了稳定器臂104和连结杆188之间的角度α。例如，对于从行驶高度算起的、大约250mm的悬架举升来说，该角度α大约为145°，这明显低于大约165°的最大容许极限。
有利地，根据本发明的稳定器布置结构对于部件与车桥、底盘的现有界面没有影响。
图8图示了根据本发明的、优选的卡车200，该卡车200装配有包括稳定器110的稳定器布置结构。该稳定器布置结构布置在卡车200的后半部分内的车桥130处。一般地，稳定器110可布置在车桥130的前方或车桥130的后方，其中，“在车桥130的前方”意味着在车桥130和卡车驾驶室之间，而“在车桥130的后方”意味着稳定器110朝向卡车200的后端放置，这取决于反作用支柱的位置。例如，对于双车桥的情况来说，这些反作用支柱指向车辆的后方，因此，稳定器110和V型支柱将指向相同的方向。

Claims (21)

1.一种用于车桥(130)悬架的稳定器(110)，尤其是用于重载车辆的车桥(130)悬架的稳定器(110)，所述稳定器(110)包括位于两个稳定器臂(102、104)之间的扭力杆(100)，其中，所述扭力杆(100)的突出部(112、114)布置在每个稳定器臂(102、104)的外侧；并且其中，所述突出部(112、114)构成用于将所述扭力杆(100)连接到所述车桥(130)的支承件。
2.根据权利要求1所述的稳定器，其中，所述扭力杆(100)突出地穿过所述稳定器臂(102、104)的至少一个中的开口(106、108)，从而形成所述突出部(112、114)。
3.根据权利要求1或2所述的稳定器，其中，在至少一个稳定器臂(102、104)处布置有突出部。
4.根据前述权利要求2中的任一项所述的稳定器，其中，所述突出部(106、108)的直径小于所述扭力杆(100)的位于所述两个稳定器臂(102、104)之间的部分(100a)的直径。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的稳定器，其中，所述稳定器臂(102、104)以抵抗旋转的方式连接到所述扭力杆(100)。
6.一种车桥(130)悬架中的稳定器布置结构，尤其是重载车辆的车桥(130)悬架中的稳定器布置结构，其中，所述车桥(130)布置在所述车辆(200)的后半部分内，所述稳定器布置结构包括至少两个反作用支柱(182、184)和至少一个稳定器(110)，所述稳定器(110)包括位于两个稳定器臂(102、104)之间的扭力杆(100)，其中所述扭力杆(100)的长度的至少50％、优选至少80％布置在由所述两个反作用支柱(182、184)限定的区域的投影内。
7.根据权利要求6所述的稳定器布置结构，其中，所述车桥(130)是从动桥(130)。
8.根据权利要求6或7所述的稳定器布置结构，其中，所述稳定器(110)定位在车架梁(152、154)之间。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的稳定器布置结构，其中，所述稳定器(110)定位成低于所述车桥(130)的中心。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的稳定器布置结构，其中，所述扭力杆(100)和所述两个反作用支柱(182、184)布置在所述车桥(130)的同一侧。
11.根据权利要求6至10中的任一项所述的稳定器布置结构，其中，所述扭力杆(100)经由衬套(116、118)附接到所述车桥(130)，从而提供围绕所述扭力杆(100)的纵向轴线(100b)的旋转自由度。
12.根据权利要求11所述的稳定器布置结构，其中，所述衬套(116、118)围绕所述扭力杆(100)的从每个稳定器臂(102、104)向外突出的突出部(112、114)布置。
13.根据权利要求6至12中的任一项所述的稳定器布置结构，其中，所述扭力杆(100)经由弹簧构件(162、164)的中间支承件(166、168)附接到所述车桥(130)。
14.根据权利要求6至13中的任一项所述的稳定器布置结构，其中，与所述扭力杆(100)连接的所述稳定器臂(102、104)中的至少一个以可枢转方式附接到所述底盘(150)。
15.根据权利要求14所述的稳定器布置结构，其中，所述稳定器臂(102、104)经由附接到反作用杆车架锚固件(192、194)的连结杆(186、188)而连接到所述底盘(150)。
16.根据权利要求15所述的稳定器布置结构，其中，所述连结杆(186、188)适于将所述稳定器臂(102、104)的竖直载荷传递到所述底盘(150)中。
17.根据权利要求6至16中的任一项所述的稳定器布置结构，其中，所述稳定器臂(102、104)连接到所述连结杆(186、188)的中间支承件。
18.根据权利要求6至17中的任一项所述的稳定器布置结构，其中，所述悬架是平衡式悬架。
19.一种车辆，尤其是重载车辆，所述车辆包括根据前述权利要求中的任一项所述的稳定器布置结构，其中，所述稳定器布置结构布置在所述车辆(200)的后半部分中的车桥(130)处。
20.根据权利要求19所述的车辆，其中，所述稳定器(110)在所述车辆的后部的相反侧布置在所述车桥(130)的前方。
21.根据权利要求19或10所述的车辆，其中，所述悬架是平衡式悬架。
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