CN105329063B - 用于机动车的底盘的稳定器或稳定杆 - Google Patents

用于机动车的底盘的稳定器或稳定杆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的底盘的稳定器或稳定杆。稳定装置(100)包括稳定器背部(1)和两个边腿(3)。在此，这两个边腿中的至少一个具有非圆形的横截面并且为了调整稳定装置的刚度可相对于稳定器背部(1)固定在不同的旋转位置中。

Description

用于机动车的底盘的稳定器或稳定杆
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的底盘(Fahrwerk)的稳定装置、尤其用于机动车的底盘的稳定器或稳定杆(Stabilenker)。
背景技术
稳定器在汽车制造业中(见Heissing等的Fahrwerkhandbuch，第3.5.3.3章，2013第4版，Springer Vieweg出版社)用于尤其在弯道行驶中相对的车轮的弹性运动的耦合，以便由此防止摇摆运动(Wankbewegung)。在结构的摇摆运动、也就是说车轮的反方向的弹性偏转运动(Einfederbewegung)中，稳定器被扭转并且因此提供围绕摇摆轴线的回位力矩，其减小车身倾斜。因此，稳定器是车辆中非承载的弹性元件，其与承载弹簧相反通常仅在行驶阶段期间被负载。
稳定器是大致U形地成型的构件。所谓的稳定器背部(Stabilisatorruecken)在安装状态中位于车辆横向上，而固定地与稳定器背部相连接的两个稳定器边腿(Stabilisatorschenkel)或多或少指向车辆纵向。如果这些稳定器不仅被用于车辆的摇摆稳定化、而且被用于车轮或车轴引导，其也被称为引导稳定器或稳定杆。因此将稳定杆理解成安装在机动车的底盘中用于车轴引导的导杆。稳定杆由此将传统的稳定器的特性与引导车轴的纵向导杆的功能组合在一构件中。稳定杆和稳定器的基本形状大致相同。
接下来所使用的术语稳定装置因此应不仅包括稳定器而且包括稳定杆。此外，接下来涉及稳定器的说明也适用于稳定杆并且反之亦然。
已知的稳定装置不利的是，由此获得的底盘的稳定作用不能事后来匹配，以便例如能够将所获得的稳定性与不同的要求条件(例如主要在良好的道路条件下的行驶对主要在恶劣的道路条件下的行驶)、驾驶员的不同偏好、车辆动力性关于时间的变化等相匹配。
发明内容
由此本发明的目的是提供一种改善的稳定装置，利用其可避免传统的稳定装置的缺点。本发明的目的尤其是提供一种稳定杆或稳定器，利用其可使车辆的稳定性更灵活地匹配不同的要求条件。
这些目的通过一种根据主权利要求的特征的用于机动车的底盘的稳定装置来实现。本发明的有利的实施形式和应用是从属权利要求的内容并且在接下来的说明中部分参照附图来详细阐述。
提出一种用于机动车的底盘的稳定装置，其具有稳定器背部和两个边腿。该稳定装置尤其是用于机动车的底盘的稳定器或稳定杆。只要接下来使用术语稳定器，与此相关的实施方案由此同样应适用于稳定杆或通用稳定装置。该稳定装置大致是U形的构件，其包括稳定器背部和两个侧向的边腿。
根据本发明，这两个边腿中的至少一个具有非圆形的横截面并且为了调整稳定器的刚度可相对于稳定器背部固定在不同的旋转位置中。在不同旋转位置中的每个中，该至少一个边腿抗扭地可松开地固定在稳定器背部处。为了改变旋转位置，松开边腿的抗扭的连接，使边腿围绕其纵轴线旋转到期望的旋转位置中并且在该旋转位置中又抗扭地固定在稳定器背部处。
根据旋转位置因此使边腿围绕其纵轴线旋转不同的角度。在此，纵轴线相对于稳定器背部的取向在所有不同的旋转位置中保持不变。
由于非圆的横截面、也就是说不同于圆形的横截面形状，边腿在围绕其纵轴线不同的旋转位置中产生不同的阻力矩。换言之，由此边腿根据旋转位置反作用于在规定的负载方向上作用到稳定器上的力设置较高的或较低的阻力，因为该至少一个边腿在一旋转位置中例如具有比在另一旋转位置中更大的抗弯刚度。因此产生取决于边腿的旋转位置的阻力矩。
本发明的一特别的优点因此在于，稳定装置的稳定特性可调整并且可根据需要来匹配。如果车辆、例如在行驶中表现出过高的摇摆运动，可通过相应地改变该边腿或多个边腿的所设定的旋转位置来提高稳定器的刚度。如果另一方面车辆在行驶中表现出过高的刚度，相应地可通过选择另一旋转位置来设定稳定器的“更软的”设定。
在本发明的范围中存在该可能性，即这两个边腿中的仅仅一个可相对于稳定器背部固定在不同的旋转位置中，或者这对于两个边腿都可能。后一变体实现了稳定器的刚度的更精确的可调整性。
在此，不同的旋转位置涉及边腿关于稳定器背部的旋转位置或取向，从而这两个边腿可相对于稳定器背部被固定在相同的或在不同的旋转位置中。
根据一特别优选的设计形式，稳定器背部包括两个杠杆臂和扭转体，在扭转体的两个端部处抗扭地布置有杠杆臂中的各一个。在杠杆臂的未固定在扭转体处的端部处边腿中的一个分别可固定在不同的旋转位置中。
设置杠杆臂一方面通过相应地设计杠杆长度的尺寸实现稳定装置在车轴悬挂的区域中在通常极其受限的自由结构空间中特别灵活的安装。此外，杠杆臂实现了成本更有利的制造过程，因为可使用更小的工具用于制造稳定装置的各个组成部分。此外使易于操纵构件。
备选地在本发明的范围中然而还存在在无杠杆臂的情况下将边腿可松开地抗扭地在扭转体处固定成使得边腿中的一个或者两个可相对于扭转体固定在不同的旋转位置中的可能性。
在带有杠杆臂的设计形式的有利的变体中，边腿分别借助于第一齿部可在不同的旋转位置中固定在相应的杠杆臂处。
此外，边腿分别可借助于第二齿部在不同的旋转位置中分别固定在固定装置处。根据边腿是被固定在车轮或车轴悬挂处还是被固定在车辆车身(Fahrzeugaufbau)处，固定装置可以是用于稳定器的轴侧的或框架侧的连结的固定装置。
有利地，第一齿部被实施成使得其规定不同的卡入位置，卡入位置相应于边腿的所规定的不同旋转位置。同样，第二齿部可被实施成使得其规定对应的不同的卡入位置，卡入位置相应于边腿的所规定的不同旋转位置。这简化了边腿或稳定装置的不同阻力矩的调整。
杠杆臂可不仅垂直于扭转体取向而且垂直于边腿取向。在此，杠杆臂优选地彼此大致平行地取向。此外，这两个边腿优选地彼此大致平行地取向。这适用于所有旋转位置，因为边腿的不同旋转位置分别仅表示边腿围绕其纵轴线的旋转，但是使边腿的纵轴线的空间取向不改变并且因此还使其相对于杠杆臂或相对于扭转体的取向不改变。
第一齿部可通过设置在杠杆臂处的带有Hirth齿部的齿轮和设置在边腿的杠杆臂侧的端部处的第一齿部接片(Verzahnungssteg)来形成，第一齿部接片可带到与Hirth齿部接合。
同样，第二齿部可通过设置在固定装置处的带有Hirth齿部的第二齿轮和第二齿部接片来形成，第二齿部接片设置在边腿的与第一齿部接片相对的端部处并且其可带到与第二齿轮的Hirth齿部接合。
第一和/或第二齿部因此有利地实施为带有径向伸延的齿的轴向起作用的旋转刚性地接合到彼此中的齿部，其实现杠杆臂的稳定的、形状配合的、抗扭的且可轻易松开的连接并且同时要求少量结构空间。
根据本发明的实现方案的一特别有利的可能性设置成将边腿实施为带有非正方形的四边形型材(Vierkantprofil)、也就是说矩形型材的型材体，这在制造技术上可特别简单地制造。此外为了减小重量，四边形型材也可实施为空心构件。
然而，边腿也可实施为T形型材或I形型材或者通常具有多边形的、卵形的或椭圆形的横截面形状。
本发明的另一有利的设计形式设置成，该至少一个边腿可选择性地围绕其纵轴线旋转0°、45°或90°地相对于稳定器背部固定。在非正方形的四边形型材的情况中，那么例如0°的旋转位置相应于最高的阻力矩(倘若在0°位置中矩形型材竖立)并且因此相应于具有最大刚度的稳定器的设定。45°位置相应于中间阻力矩的情况。90°位置那么相应于具有最低阻力矩的位置并且因此相应于稳定器的“最软”设定。
前述齿部尤其可实施成使得齿部接片分别旋转0°、45°或90°地可松开地抗扭地能够带到接合在Hirth齿部中，从而可提供稳定装置，其实施成以待简单操纵的方式可在三个刚性程度中调整。由此，齿部同时用于固定所规定的卡入位置。
然而在本发明的范围中存在该可能性，即可根据边腿的非圆形的横截面的具体设计和所设置的可能的旋转位置的数量相应较少地或在需要时较多地来提供稳定装置的可调整的刚度设定。
为了减小重量，扭转体可构造成空心管或者构造有轴向凹口。
根据该变体，在扭转体处在其两个端部处分别可引入车削和铣削件并且与其焊接，其中，车削和铣削件的从空心管中伸出的端部区段具有非圆形的横截面并且形状配合地抗扭地被保持在相关联的杠杆臂的形状对应的连续的凹口中。这使能够可靠地安装杠杆臂。
为了提高强度，可将车削和铣削件的被保持在凹口中的端部区段与杠杆臂旋拧。此外，可利用轴向的旋接部(Verschraubung)来紧固第一齿部。有利地，也可利用轴向的旋接部来紧固第二齿部。
根据另一实施形式存在该可能性，即该至少一个可固定在不同的旋转位置中的边腿与执行器相连接，并且执行器构造用于使边腿围绕其纵轴线旋转，以便由此将边腿相对于稳定器背部固定在不同旋转位置中。在该情况中，省去了第一和第二齿部的轴向旋接部。此外，可设置有相应的执行器用于调整两个边腿。
该变体提供该优点，即不必手动地进行杠杆臂的旋转位置的改变，而是通过执行器可自动地实现稳定器刚度的可调整性。
本发明此外涉及一种具有如在此所公开的稳定装置的车辆。本发明尤其涉及一种具有这样的稳定装置的商用车，其中，稳定器背部优选地固定在车辆车身处而边腿优选地固定在商用车的前轴或车轮悬挂处。
附图说明
本发明的之前所说明的优选的实施形式和特征可任意相互组合。接下来参考附图来说明本发明的另外的细节和优点。其中：
图1A显示了根据第一实施形式的带有在0°旋转位置中的边腿的稳定器；
图1B显示了在45°旋转位置中图1A的稳定器；
图1C显示了在90°旋转位置中图1A的稳定器；
图2以分解图显示了根据本发明的实施形式的稳定器的截段；
图3显示了稳定器背部的剖视图；以及
图4显示了通过边腿的剖视图。
附图标记清单
1 稳定器背部
2 扭转体
3 边腿
4 杠杆臂
5 齿轮
5a Hirth齿部
5b 通孔
6, 10 边腿的端部区域
6a, 10a 齿部接片
7 凹口
8 车削和铣削件
8a 塞子
8b 端部区域 车削和铣削件
8c 通孔
8d 端部区域的直的侧轮廓
8e 端部区域的倒圆的外轮廓
9, 10b 通孔
11 具有Hirth齿部的齿轮
11a Hirth齿部
12 通孔
13 圆形的凹口
14 角板
15 联结杆
16, 18 容纳环
17 橡胶轴承
19 螺栓
20 车轮固定部
21 套筒
22 塞子
23, 24, 25 通孔
100 稳定装置。
具体实施方式
所有附图显示了相同的稳定器100及它的部分视图。相同的部件在附图中设有相同的附图标记，从而稳定器100的在附图中所示的不同附图也由此易于理解。
图1A显示了稳定器100的实施例的透视图。该稳定器100构造成大致U形并且具有稳定器背部1和两个边腿3，其也被称为臂。
稳定器背部1包括实施为空心管的扭转体2和两个杠杆臂4，其端侧地抗扭地且以垂直的取向布置在扭转体2处。
这两个边腿3实施为具有矩形的横截面的四边形型材并且通过杠杆臂4固定在扭转体2处。
这两个边腿3在相对于稳定器背部1垂直取向保持不变的情况下尤其可相对于稳定器背部1固定在不同的旋转位置中。对此，边腿3分别可借助于第一齿部5、5a、6、6a在围绕其纵轴线不同的旋转位置中可松开地抗扭地被固定在相应的杠杆臂4处。同样，边腿3可借助于第二齿部10、10a、11、11a在不同的旋转位置中可松开地抗扭地分别被固定在固定装置14、15、20处用于车轴侧的连结。
图1A例如显示了边腿3的0°旋转位置，在其中四边形型材关于杠杆臂4的纵轴线竖立地取向。
图1B例如显示了第二旋转位置，在其中边腿3相对于杠杆臂4的纵轴线旋转了45°地抗扭地固定在杠杆臂4处。
图1C最后显示了另一旋转位置，在其中边腿3关于杠杆臂4的纵轴线旋转了90°，从而四边形型材的最长的侧面水平地取向。
根据杠杆臂3的旋转位置，当力在负载方向上作用到稳定器100上时，杠杆臂在稳定器100的安装状态中产生不同的阻力矩。在此，在图1A中的0°位置显示出稳定器100的最刚性的设定，因为在该位置中直立的四边形型材具有最大的抗弯刚度。相反，在图1C中的90°位置显示出稳定器100的“最软的”设定。通过例如在车间中调整四边形型材3的取向，由此可能后来改变稳定装置100的刚度特性。
在图2的细节图中以分解图示出了边腿3在稳定器背部1处的可松开的抗扭的连结，借助于该连结可调整边腿3的不同旋转位置。
可辨识出，杠杆臂4在上端部5处具有带有Hirth齿部5a的齿轮5。与此对应地，固定在其处的边腿3的相应的端部6实施有齿部接片6a，其可选择性地在三个不同的旋转位置中带到与Hirth齿部5接合。
在图2中显示了齿部接片6a的水平取向，齿部接片6a造成四边形型材3的在图1A中示出的0°取向。附加地，可将齿部接片6a旋转45°或者旋转90°地带到与Hirth齿部5a接合，由此得到在图1B和1C中得到的旋转位置。
齿部5、5a、6、6a因此构造带有径向伸延的齿的轴向起作用的旋转刚性地接合到彼此中的齿部，其造成杠杆臂4与边腿3的抗扭的形状配合的、但是可松开的连接。分别在中心将孔引入齿轮5和齿部接片中，其中，在图2中仅可见齿轮5的通孔5b。在啮合的状态中，这两个孔彼此对准地来布置并且当杠杆臂4和边腿3通过齿部接合时用于杠杆臂4与边腿3的轴向旋接。
与第一齿部5、5a、6、6a类似，边腿3的相对的端部利用第二齿部10、10a、11、11a同样可松开地抗扭地固定在固定装置14、15、20处。
在此，固定装置的角板14同样具有带有面向边腿3的Hirth齿部11a的齿轮11。齿轮11实施成与齿轮5结构相同。齿轮11适配到角板14的圆形的凹口13中并且与其焊接。此外，在边腿3的面向角板14的端部10处设置有第二齿部接片10b，其可带到与第二齿轮11的Hirth齿部11a接合。在此，第二齿轮11又具有中央通孔12。同样，在齿部接片10a处设置有布置在中间的孔10b。在啮合的状态中，这两个孔彼此对准地来布置并且用于边腿3与角板14的轴向旋接。
固定装置14、15、20用于将稳定器100连结在商用车的前轴处。在固定装置14、15、20的结构构造方面，本发明不限于一定的结构。然而，固定装置可具有本身由现有技术已知的不同部件，其接下来简单地来说明。
车轮固定通过U形的车轮固定元件20实现，在车轮固定元件20处在面向车轮的侧面22上布置有四个固定套筒21用于车轮侧的连结。车轮固定元件20通过联结杆15固定在角板14处。联结杆15构造成哑铃形，其具有上部的容纳环16和下部的容纳环18。分别使带有中央的通孔的橡胶轴承17适配到容纳环16、18中，其构造用于容纳螺栓19。
上部的螺栓19用于将联结杆15与U形的车轮固定部20旋接，其中，上部的容纳环16借助于螺栓19被与布置在车轮固定部20的面向联结杆15的侧面处的柱形的塞子22旋接。下部的螺栓19用于联结杆15与角板14的旋接。
在图2中(也参见图3)此外可见，在实施为空心管的扭转体2中在其两个端部处分别引入车削和铣削件8，其中，在图2中仅可见车削和铣削件的从空心管2中伸出的端部区段8b。
该伸出的区段8b具有非圆形的横截面，其具有直的侧轮廓8d和倒圆的上部及下部轮廓8e。该端部区段8b形状配合地抗扭地被保持在相关联的杠杆臂4的形状对应的连续的凹口7中。该连接附加地通过旋拧来固定。对此，端部区段8b具有通孔8c。此外，杠杆臂在凹口7的下部的区域中同样具有通孔9。当端部区段8b完全***凹口7中时，这两个通孔8c、9彼此对准地来布置，从而可将扭转管2与杠杆臂8经由通孔8c、9旋接。
在图3中显示了稳定器背部1的剖视图。在此可辨识出，扭转体2实施为空心管。车削和铣削件8在端侧借助于塞子8a固定在空心管2处。对此，塞子8a具有与扭转管2的内直径相匹配的直径。车削和铣削件8与扭转管2焊接。
图4的剖视图显示了之前所提及的边腿3不仅与杠杆臂4而且与角板14的轴向旋接。第一齿部5、5a、6、6a和第二齿部10、10a、11、11a的轴向旋接和张紧在所示的示例中分别由位于中心的螺钉引起。其通过杠杆臂或角板14的相应的通孔24被引入与其对准地布置的通孔23、25中，其从具有齿部接片6a、10a的端部区域6、10朝向边腿中心3延伸。分别将螺母螺纹加工到通孔23、25中。
虽然参照一定的实施例来说明本发明，对于本领域技术人员显而易见的是，可实施不同的变化并且可应用等同物作为替代，而不离开本发明的范围。附加地，可实施许多改型，而不离开所属的范围。因此，本发明不应限于公开的实施例，而是本发明应包括所有落到所附权利要求的范围中的实施例。

Claims (12)

1.一种用于机动车的底盘的稳定杆，其具有稳定器背部(1)和两个边腿(3)，其特征在于，这两个边腿(3)中的至少一个具有非圆形的横截面并且为了调整所述稳定杆的刚度能够相对于所述稳定器背部固定在不同的旋转位置中，所述稳定器背部(1)包括两个杠杆臂(4)和扭转体(2)，在所述扭转体的两个端部处抗扭地布置有所述杠杆臂中的各一个，其中，
(a)所述边腿(3)分别借助于第一齿部(5,5a,6,6a)能够在不同的旋转位置中固定在相应的所述杠杆臂(4)处；并且/或者
(b)所述边腿(3)分别借助于第二齿部(10,11)能够在不同的旋转位置中分别固定在固定装置(14,15,20)处用于轴侧的或框架侧的连结，
并且其中，所述杠杆臂(4)不仅垂直于所述扭转体(2)而且垂直于所述边腿(3)取向。
2.根据权利要求1所述的稳定杆，其特征在于，两个边腿(3)具有非圆形的横截面并且为了调整所述稳定杆的刚度能够相对于所述稳定器背部(1)固定在不同的旋转位置中。
3.根据权利要求1所述的稳定杆，其特征在于，在所述杠杆臂(4)的未固定在所述扭转体处的端部处所述边腿(3)中的分别一个能够固定在不同的旋转位置中。
4.根据权利要求1所述的稳定杆，其特征在于，所述第一齿部(5,5a,6,6a)实施成使得其规定不同的卡入位置，所述卡入位置相应于所述边腿(3)的所规定的不同的旋转位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的稳定杆，其特征在于，
(a)所述第一齿部(5,5a,6,6a)通过设置在所述杠杆臂(4)处的带有Hirth齿部(5a)的齿轮(5)和设置在所述边腿(3)的杠杆臂侧的端部(6)处的第一齿部接片(6a)形成，所述第一齿部接片(6a)能够带到与所述Hirth齿部(5a)接合；并且/或者
(b)所述第二齿部(10,10a,11,11a)通过设置在所述固定装置(14,15,20)处的带有Hirth齿部(11a)的第二齿轮(11)和第二齿部接片(10b)形成，所述第二齿部接片(10b)设置在所述边腿(3)的面向所述固定装置的端部(10)处并且其能够带到与所述第二齿轮(11)的Hirth齿部(11a)接合。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的稳定杆，其特征在于，至少一个所述边腿(3)
(a)具有非正方形的四边形型材、T形型材或I形型材；并且/或者
(b)能够选择性地围绕其纵轴线旋转0°、45°或90°地相对于所述稳定器背部固定。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的稳定杆，其特征在于，所述扭转体(2)构造为空心管，在其两个端部处分别引入车削和铣削件(8)并且与其焊接，其中，所述车削和铣削件的从所述空心管(2)伸出的端部区段(8b)具有非圆形的横截面并且形状配合地抗扭地被保持在相关联的所述杠杆臂(4)的形状对应的连续的凹口(7)中。
8.根据权利要求7所述的稳定杆，其特征在于，被保持在所述凹口(7)中的所述端部区段(8b)与所述杠杆臂(4)旋拧。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的稳定杆，其特征在于，
(a)所述第一齿部(5,5a,6,6a)利用轴向的旋接部(23)来固定；并且/或者
(b)所述第二齿部(10,10a,11,11a)利用轴向的旋接部(25)来固定。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的稳定杆，其特征在于，能够固定在不同的旋转位置中的至少一个所述边腿与执行器相连接，并且所述执行器构造用于使所述边腿围绕其纵轴线旋转，以便将所述边腿相对于所述稳定器背部固定在不同的旋转位置中。
11.一种车辆，其具有根据前述权利要求中任一项所述的稳定杆。
12.根据权利要求11所述的车辆，其实施为商用车，其中，所述稳定器背部(1)固定在车辆车身处而所述边腿(3)固定在前轴处。
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