CN105392637A - 提高车辆安全性的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高轮式车辆尤其是乘用车的车辆安全性的装置(1)，该装置能如此与轮式车辆的底盘相连，即在轮式车辆撞上障碍物时该装置抵制车轮(5)的偏转。当该装置安置在该轮式车辆的轮毂托架(6)上时，得到改善的被动车辆安全性。

Description

提高车辆安全性的装置

技术领域

本发明涉及具有权利要求1的前序部分特征的用于提高轮式车辆的车辆安全性的装置，所述轮式车辆尤其是乘用车。

背景技术

轮式车辆为了方向控制一般具有转向***。传统的转向***包括方向盘，其通过杆状或管状的所谓转向柱与转向拉杆相连。“以转向输入的形式被技术人员所熟悉的、方向盘相对于其中性位置的转动”造成了车辆的支承在轮毂托架上的至少两个车轮处于由车辆底盘几何形状所确定的位置，该位置在车辆行驶运行中造成方向改变。在此，所设定的在车轮平面和直线运动位置之间的角度在车辆构造领域被称为转向角。被称为方向盘力矩或复位力矩的、主要取决于车速的转矩是与转向角相反地作用于转向柱的，借此在没有其它转向作用的情况下保证车辆稳定的直线运动。该现象被技术人员认为是转向回正。

在DE4017210C1中，为了改善转向回正而提出一种通过连接臂与轮毂托架连接的扭杆式稳定器，该稳定器在轮毂托架转向运动时通过设于稳定器上的挠性支承舌片造成复位力矩，该复位力矩尤其在最大车轮转向时能显著改善转向回正。

但在车辆出事故时，尤其在乘用车情况下可能释放出危害到车辆乘员的动能时，该底盘特性是有问题的。为了在这样的情况下保护乘员，比如DE4326668A1在其根据图3和权利要求5的、权利要求1的前序部分所依据的实施方式中说明了：转向拉杆借助专门设置的杆机构与在行驶方向上靠前的车辆保险杠连接。如此配置该杆机构，即在超出作用于保险杠的一定撞击能量时，这个杆机构将受到撞击的车轮置于规定方向。所提出的措施在理想情况下造成：在车辆拐弯行驶期间出现碰撞时车辆轮胎能用作缓冲器，以获得尽量大面积的且时间上均匀分配的撞击能量分布。这种缓冲作用在拐弯行驶期间出现正面碰撞时减小车辆乘员沿行驶方向所经受的强度，因此最终降低其受伤危险。

尽管从现有技术中知道了这些措施，但是车辆在与障碍物在低重叠的情况下发生碰撞是尤其危险的。在此特殊场合下可能导致车轮过度偏转，这造成出现由碰撞造成的底盘变形，这样的变形在最不利的情况下会将车轮至少部分压入乘客室。如果乘客室的结构完整性通过这种方式受损，则即将发生可观的惯性力作用于车辆乘员，因而车辆乘员安全可能受到相当大的威胁。

发明内容

因此，本发明着眼于以下问题，针对根据前言的装置提供改进的实施方式，其特点尤其是在微小重叠的碰撞事故中有更高的被动车辆安全性。

根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。

本发明基于以下总体设想，该装置直接安置在轮式车辆的轮毂托架上。通过这种决定性的结构方面的简化，使得不必采用复杂的且潜在不可靠的杆结构或其它杆以与更远一些的车辆部件如保险杠相连接。尤其在低重叠的碰撞时可能作用于车轮和轮毂托架上的所述惯性力可按照这种方式通过该装置被简单有效地拦截。

在一个有利的实施方式中可以如此布置该装置，这种装置能够在碰撞时支撑车轮的内部结构，因此明显降低因撞击能量而变形的车轮的溃缩危险。通过维持其整体结构，车轮能以有利方式把大部分能量传递至轮式车辆的车身外部区域，在车身外部区域中这种能量对乘客室的结构完整性的威胁要小得多。

根据一个优选的改进方案，该装置为此包括支撑件，该支撑件因为其形状而机械地加强所述内部结构。该内部结构和进而整个车轮对抗由撞击能量所引起的弹性变形的阻力在此实施方式中明显提高。就在所述类型的事故中有极其高的载荷而言，因此尤其建议将该装置设计成支撑件形式。

现在，以下实施方式提供了特殊优点，在这里，该装置凭借其布置结构如此限制车轮偏转，即不能超过预定的车轮转向角。这种限制保证了车轮本身在与行驶方向相反地被挤压到车身时在最大可能偏转情况下还是碰撞到门槛。该门槛方面，其一方面按照技术人员已知的方式针对承受相应受力路径所设计，该门槛又能有目的地消减传导至其上的撞击能量并降低侵入危险。

在此，该装置可以有利地安置在轮毂托架的如下区域中，该区域在轮式车辆行驶方向上位于该轮毂托架的朝向对置轴端的内侧面。这样的布置保证了该装置在碰撞时尚且在轮毂托架其它部分之前先接触障碍物，从而这样的布置能以最佳方式尽早发挥其保护作用。

为此，从加工实践角度考虑建议：该装置在工厂中便形成在轮毂托架内，从而一般可以不必再为其设置进一步的安装步骤。但在一个替代实施方式中，该装置能设置成事后安装在合适的轮毂托架上，这实现了允许改装可在市场上得到的轮式车辆以提高其被动车辆安全性。

由从属权利要求、附图和结合附图的相应附图说明中得到本发明的其它重要特征和优点。

显然，上述的和以后还将描述的特征不仅能按照各种给出的组合方式来利用，也能按照其它组合方式或以独自方式来利用，而没有离开本发明的范围。

附图说明

本发明的优选实施例如图所示并且如以下说明书所详述，在这里，相同的附图标记涉及相同的或相似的或功能相同的零部件。

附图分别示意性示出：

图1是安装在轮毂托架上的本发明装置的透视图，

图2是配备有根据图1的装置的轮式车辆在其撞上障碍物时的局部剖视图，

图3是在撞上障碍物不久后的状态中的根据图2的剖视图，和

图4是处于轮式车辆最大变形状态中的根据图2和图3的剖视图。

具体实施方式

图1示出借助车轮支承装置支承在转向节或轮毂托架6上的车轮5，该车轮包括由轧钢形成或由轻金属铸造或锻造而成的轮辋连同轮胎，在轮胎着地面区域中带有花纹。在图1中示出了车轮5，在此是从在轮毂托架6安装状态下几乎与相应配备的轮式车辆2的司机位置(图1未示出)对应的视线方向查看的，其对应于工作状态下的车轮5内侧。轮毂托架6配设有独立轮悬架，该独立轮悬架能通过车轮悬挂臂和由弹簧和液压阻尼器构成的麦佛森式弹簧滑柱组件9将车轮5与轮式车辆2的车身连接起来。车轮5的另一个车身连接可以借助图1未示出的转向横拉杆8产生，该转向横拉杆安置在轮毂托架6的铰接点7上。

在此，装置1具有卡箍形支撑件的形状，该支撑件在车轮5的图1所示的内侧在轮式车辆2的行驶方向10上的区域里，呈圆弧形以近似100°的圆心角围绕车轮5的对称轴线。作为用于碰撞事故的机械加强手段，将卡箍的凸棱状加厚碰撞面成形至大致在车轮中心的轴高度上，该加厚碰撞面进一步改善了所力求的对车轮5的支撑。在靠近弹簧滑柱组件9的上端区域内，装置1略微缩窄并具有足够大的凹口，以便不影响到轮胎的自由转动。通过这种方式，遵守至车轮和轮胎的最小距离。相应的自由通过部也设置在装置1的设于铰接点7区域中的下端处，以便在该装置1的安装状态下通过适当间距来预防撞上制动器盖板。为了替代地或附加地优化在装置1和制动器盖板之间的距离，可以在另一实施方式中适当修改制动器盖板的轮廓。

一方面利用螺纹连接将附加的中间支架固定在卡箍上，另一方面利用居中安置在轮毂托架6支承面上且垂直于卡箍螺纹指向的螺纹连接连同转向横拉杆8(图1未示出)将附加的中间支架固定在轮毂托架6上。轮毂托架6的对应于中间支架的止挡面为此通过适当方式被加工或以其它方式被适配调整。为了在碰撞情况下快速造成该卡箍机械贴靠轮毂托架或转向节，该卡箍被定位成在最近点处与轮毂托架或转向节相距微弱的间距。就加工技术而言，建议中间支架以例如由钢板构成的弯曲件形式构成。相应地，设置在轮毂托架6上以安置转向横拉杆接头的销被延伸所谓的板厚，以便在转向横拉杆接头安装好的状态下也保证该销上为锁紧螺母而设的夹紧区的伸出，从而可以在卡箍和轮毂托架6之间建立可靠的螺纹连接。

为了预防在按照本发明所配备的轮式车辆2布设线缆时形成窄位，卡箍可配设有用于例如电线的通道。在此在轮毂托架6的总弹动行程和偏角上也维持合适的预期距离，并且在必要情况下需要在最终安装的范围内在轮式车辆2上检验。

在其材料方面，装置1的卡箍借助合适的锻造技术由铝制造，但也可以采用钢或复合材料。为了与弹簧滑柱组件相连接，还设有螺栓和螺母，并且为了固定在转向横拉杆螺纹结构上，在铰接点区域内分别设有另一螺栓和螺母。尤其是卡箍的一个替代的较短造型能够减小该装置的总质量。其它的固定件比如合适的压板件或卡圈能够用于安装到弹簧滑柱组件固定螺栓上。

一个未示出的替代实施方式能代替转向节而使用其它转向技术，或者将本发明装置安置在非转向车桥上。技术人员还知道，所述做法可被相应转用到从动车桥的轮毂托架上，其能够被设计成是不转向的，或者比如在四轮驱动情况下是能够转向的，这没有超出本发明的范围。

图2-图4按照时间顺序示出配备有本发明底盘3的轮式车辆2撞上固定不动的、在行驶方向10上与轮式车辆2的车道左侧略微重叠的障碍4的各个阶段。在此清楚看到：在根据图2碰撞后不久的状态中车轮5的极小偏转是怎样变得越来越严重的，由此一来，与行驶方向10相反地由障碍物4施加到车轮5接触面上的压力朝向车轮5的靠外区域方向上移动。这种力移动又伴随着越来越强地作用于转向轴的扭矩，这是因为该力的平均的作用点越来越远离铰接点，并且随之构成不断加长的力臂。

在此场合下，本发明的有利作用方式公开了：通过如图2清楚所示的在“车轮5的因障碍物4而弹性变形的区域”和“轮毂托架6”之间的夹紧将车轮偏转限制到规定的最大角度。这种限制的结果就是仅出现很小的、上述意义上的力移动，该力移动又不会引起作用于转向桥的转矩明显增大。该专门设计的运动学特性的结果就是：在根据图4的碰撞最终状态中也没有出现车轮5侵入乘客室；取而代之，车轮5首先撞到门槛11，在这里能有目的地降低碰撞所造成的惯性力。

Claims (9)

1.一种提高轮式车辆(2)——尤其是乘用车——的车辆安全性的装置(1)，该装置能如此与轮式车辆(2)的底盘(3)相连，即该装置在轮式车辆(2)与障碍物(4)碰撞时抵制车轮(5)的偏转，其特征是，该装置安置在轮式车辆(2)的轮毂托架(6)上。

2.根据权利要求1的装置(1)，其特征是，该装置(1)如此安置，即该装置在碰撞时对车轮(5)的内部结构进行支撑。

3.根据权利要求2的装置(1)，其特征是，该装置(1)包括机械加强该内部结构的支撑件。

4.根据权利要求1至3之一的装置(1)，其特征是，该装置(1)如此安置，即车轮(5)的偏转被限制到规定的车轮转向角。

5.根据权利要求1至4之一的装置(1)，其特征是，该装置(1)安置在轮毂托架(6)的沿行驶方向(10)位于内部的区域中。

6.根据权利要求1至5之一的装置(1)，其特征是，该装置(1)如此构成，即该装置能安装在轮毂托架(6)上。

7.根据权利要求1至5之一的装置(1)，其特征是，该装置(1)形成在轮毂托架(6)中。

8.根据权利要求1至7之一的装置(1)，其特征是，该车轮(5)与轮式车辆(2)的驱动装置耦联。

9.根据权利要求1至7之一的装置(1)，其特征是，该车轮(5)是从动车轮。