CN108602409A - 机动车底盘 - Google Patents

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Abstract

在机动车底盘中，给总共四个车轮悬挂装置分别配有液压高度调节装置，其具有作用在相关弹簧(3)的支点(4)上的、由去中心化的液压装置(21)加载的缸‑活塞装置(20)。液压高度调节装置分别包括整合的、集成的包括对应的液压装置(21)和所配的缸‑活塞装置(20)的电子液压调节组合件(5)，该电子液压调节组合件具有特殊的适配器(6)，在所述特殊的适配器中这样地集成对应的缸‑活塞装置(20)，使得在对应的液压泵(25)和所配属的缸‑活塞装置(20)之间不存在暴露的液压管道。前轮高度调节装置和后轮高度调节装置在适配器(6)方面不同。

Description

机动车底盘
本发明涉及一种机动车底盘，包括基本结构和多个通过对应的车轮悬挂装置连接的车轮。
在机动车底盘中，将车轮与基本结构连接的车轮悬挂装置通常包括弹簧以及减振器。在此已知关于弹簧(例如螺旋弹簧、碟片弹簧、扭转弹簧)以及其相对于车轮悬挂装置的其余构件，尤其相对于所分别配属的减振器的空间布置方式的设计的各种可行方案。所谓的McPherson-减振支柱构成尤其是在可转向的(前)轮中越来越多地采用的变型设计，其中，减振器布置在设计成螺旋弹簧的弹簧内部。与之相对地，尤其是在不可转向的(后)轮中，很大程度地可见车轮悬挂装置，其中，减振器布置在(设计成螺旋弹簧的)弹簧外部，亦即，或远或近地布置在该弹簧旁边。
此外已知，车辆配设有高度调节装置，以便在需要时(例如在坡路行驶或类似情况下)可以提高机身最小离地间隙或降低基本结构(例如以便在高速路上行驶时节油)。在此典型地然而非强制性地是，相关的高度调节装置嵌接到相关车轮悬挂装置的弹簧的支点之一中并且改变其位置，其中，是否调节配属于基本结构或配属于相关车轮的弹簧支点原则上是不重要的。除了气动和电动的弹簧支点-调节驱动器(参照例如DE102007051971B4)还例如从文献DE3223195A1、DE102009047100A1、US5181696A、EP2301773A1、JP2010-149550A以及WO2014/142160A1中尤其已知液压弹簧支点-调节驱动器。配属于各车轮悬挂装置的液压的缸-活塞装置在此受液压装置控制地被加载液压液。在此可以为多个车轮悬挂装置设置共同的、中央的液压装置；或者可以设置多个单独的、去中心化的、配属于各车轮悬挂装置的液压装置，所述液压装置分别仅作用唯一的液压的缸-活塞装置。例如DE10109555A1公开了这一种液压弹簧支点-调节驱动器，作为具有可调节的预紧力的KFZ-减振支柱的部分。
鉴于上面提到的现有技术，本发明所要解决的技术问题是，提供一种开头所述类型的机动车底盘，其中，在较小的成本并且要求用于液压高度调节装置的结构空间特别小的情况下实现运行可靠且效率高的用于调节底盘在路面上的高度的可能性。
该技术问题根据如权利要求1中所述的本发明通过一种机动车底盘解决，其包括基本结构，两个分别通过前轮悬挂装置与基本结构连接的前轮和两个分别通过后轮悬挂装置与基本结构连接的后轮，其中，两个前轮悬挂装置的每个都具有在第一弹簧-减振器装置中的至少一个配属于相关前轮的弹簧和至少一个配属于相关前轮的减振器，两个后轮悬挂装置的每个都具有在不同于第一弹簧-减振器装置的第二弹簧-减振器装置中的至少一个配属于相关后轮的弹簧和至少一个配属于相关后轮的减振器，其具有下列特征：
总共四个车轮悬挂装置分别配有液压高度调节装置，所述液压高度调节装置具有作用在相关弹簧的支点上的缸-活塞装置；
缸-活塞装置分别能被配属于相关车轮的、去中心化的、分别包括通过电动机驱动的液压泵的液压装置加载；
每个液压高度调节装置包括整合的、集成的、包括各自液压装置和所配属的缸-活塞装置的电子液压调节组合件，所述电子液压调节组合件具有特殊的适配器，在特殊的适配器中这样地集成各个缸-活塞装置，使得在各个液压泵和所配属的缸-活塞装置之间不存在暴露的或者露出的液压管道；
缸-活塞装置分别包括环形液压工作空间；
相对于缸-活塞装置的环形液压工作空间轴向地错位地设有与环形工作空间相互反向地改变其体积的环形液压液储备容器；
前轮的液压高度调节装置和后轮的液压高度调节装置在适配器方面不同。
为了实施本发明，可以提供具有四个(分别通过配属的车轮悬挂装置与基本结构连接的)车轮的机动车底盘，该机动车底盘虽然前轮和后轮具有不同设计的车轮悬挂装置，但以较低的成本具有无缺陷的、总共包括四个车轮的底盘高度调节装置，该底盘调节装置由于液压作用方式非常紧凑并且由于去中心化的、配属于各个车轮的液压装置而是高动态、运行安全和高性能的。为了抬高基本结构，借助液压装置将液压液(分别从所配属的液压液储备容器)泵入四个缸-活塞装置的液压工作室中；为了降低基本结构(由于其自身重量)通常足够的是，打开在各个液压工作空间和所配属的(通常是被通风的，亦即，处于环境压力下的)液压液储备容器之间的回流路径(参照文献DE102014018788)，但其中，作为备选也可以考虑借助液压装置主动返回输送。配属于各个液压装置的(通常是被通风的，亦即，无压力的)环形液压液储备容器具有与缸-活塞装置的液压工作空间的体积相反改变的体积，有助于最小化结构空间，所述环形液压液储备容器优选同样这样地集成在适配器中，使得在其与所配属的液压泵之间不存在暴露的管道。若各个工作空间和各个配属的液压液储备容器的横截面积相同，则高度调节装置会是完全特别紧凑的；因为在这种情况下只需要最小的(用于补偿可能的泄漏的)补偿体积，因为在操作高度调节装置时将液压液储备容器的体积正好减小与液压工作空间增加的量相同的量，或者将液压液储备容器的体积正好增加与液压工作空间减小的量相同的量。通过很大程度地省去超出液压液储备容器的补偿体积的，允许完全特别紧凑的***的实现。
对于制造按本发明的机动车底盘的成本非常重要的是，虽然在液压高度调节装置上使用了前轮和后轮不同设计的车轮悬挂装置，但在很大程度上包含相同的构件。尤其可以(以成本减少的方式)为前轮高度调节装置和后轮高度调节装置使用相同的液压装置，方式是相关高度调节装置仅仅不同在于特殊的适配器，其中一个与特殊的前轮-悬挂装置匹配，另一个与特殊的后轮-悬挂装置匹配。在这个意义上，优选除了各个适配器意外，前轮的液压高度调节装置和后轮的液压高度调节装置结构相同。
本发明不仅提供在具有设计上不同构造的前轮悬挂装置和后轮悬挂装置的车辆内部的特别经济的且成本低廉的高度调节方案。通过使用本发明还能获得(尤其是)跨车辆的经济性的优点。因为作为本发明基础的技术方案还能实现以相应的成本优势在不同的车辆上很大程度地使用沿用件，方式是分别仅使用针对车辆而不同的适配器。这是一个相对现有技术中已知的***的重要使用，在现有技术中，整套的高度调节装置总是作为整体对于车辆个性化地设计。
在此，各个适配器特别优选包括基体和相对基体可运动的、作用在各个弹簧支点上的操作区段，所述基体本身具有壳体区段和容纳在其中的由壳体区段包围的适配器芯。在各个适配器的此结构形式中，当环形液压工作空间和环形液压液储备容器均(轴向地彼此错位地)设计在适配器基体的壳体区段和在该壳体区段上或壳体区段中可移动地导引的操作区段之间时，会有助于完全特别紧凑的结构方式。为了最大化可通过本发明实现的优点(见上文)，在此特别优选甚至是前轮的液压高度调节装置的适配器和后轮的液压高度调节装置的适配器部分地相互结构相同，方式尤其是它们具有相同的适配器芯。前轮高度调节装置的适配器和后轮高度调节装置的适配器在这种情况下的不同基本上(仅)在于基体的不同设计的壳体区段和不同设计的操作区段。
在适配器芯中在此可以特别优选(完全地或至少主要)安置阀技术，因此可实现的经济性优点尤其也涉及与较高的成本份额有关的阀技术。按本发明的一种再次特别优选的、基于经济性的观点的特别有利的扩展设计，所配属的液压泵的壳体这样地分别集成在适配器中，使得泵转子在构造于适配器内的空腔中旋转，尤其方式是泵空腔设置在各个适配器的(对于前轮高度调节装置和后轮高度调节装置相同的)适配器芯中。
适配器芯优选设计成柱形或筒形并且密封地固定在适配器基体的壳体区段的对应的柱形空腔中。适配器芯和壳体区段尤其可以借助收缩方法持久地固定地并且密封地相互连接。将流体通道集成到适配器芯和壳体区段的分离面中，方式是在适配器芯的周面上存在槽，该槽通过壳体区段的空腔的对应内表面覆盖，由此将本身在连接技术上整合的液压线路安设在最小的结构空间中。这实现特别紧凑的结构。这对于(按本发明优选的扩展设计规定的)在各个车轮支撑件的设计成螺旋弹簧的弹簧内部安设高度调节装置的重要零件是重要的方面。
在本发明优选的扩展设计中，对于第二弹簧-减振器装置，弹簧分别设计成螺旋弹簧，减振器布置在弹簧的外部。对于这种车轮悬挂装置，其中，各个减振器布置在设计成螺旋弹簧的弹簧的外部，亦即，在该弹簧的旁边或远或近地布置，特别优选的是，液压装置的至少一部分，尤其是其电动机布置在螺旋弹簧的内部。这能够实现特别紧凑的但高性能且可靠的高度调节装置。在本发明的优选的扩展设计中，液压的缸-活塞装置在该情况下包括环形液压工作空间，该液压工作空间特别优选包围液压装置的电动机和/或其液压泵，从而特别优选的因此是，缸-活塞装置的环形液压工作空间也(至少部分地)布置在螺旋弹簧的内部。后者可以以这种方式也保护缸-活塞装置不受机械损坏，这在***的可靠性方面又是异常珍贵的优点。按照上述观点，在此优选设置(同样)环形设计的液压液储备容器，该液压液储备容器特别优选(也)布置在螺旋弹簧的内部。
在本发明的优选的扩展设计中，对于第一弹簧-减振器装置，弹簧也设计成螺旋弹簧，但其中，在这种情况下，减振器分别布置在弹簧的内部，液压装置布置在弹簧的外部。适配器的基体的壳体区段在该情况下特别优选包括侧向凸出部，在该侧向凸出部上操作区段(相对于液压装置侧向错位地)可移动地导引。在这种情况下，特别优选地也实现上述的结构特征(环形液压工作空间和与之轴向错位的、与液压工作空间反向改变其体积的环形液压液-储备容器，两者在这种情况下包围减振器，其中，不存在暴露的液压管道)。
尽管此处定义的发明涉及机动车底盘的前轮悬挂装置以及后轮悬挂装置的液压高度调节装置彼此相关的设计，但所公开的内容明显尤其也包括单独的分离的液压高度调节装置以及配备有该液压高度调节装置的单独的车轮悬挂装置。申请人保留尤其对于分离的、分别配备有液压高度调节装置的车轮悬挂装置进行分案的权利，特别是对于此处公开的前轮悬挂装置的实施方式进行分案的权利。
下面根据在附图中示出的优选实施例进一步阐释本发明。为理解本发明，附图仅(分别以细节视图)示出车轮悬挂装置的高度调节装置，而未示出相关机动车底盘的(充分已知的)其他设计特征，即
图1是剖切第二弹簧-减振器装置中设置的高度调节装置的第一配置的垂直剖面，其相应于底盘最大下降的位置，
图2是按图1的高度调节装置的第二配置，其相应于底盘的最大抬升位置，
图3是按图1和2的高度调节装置的示意性***图，其具有适配器基体剖切的壳体区段和操作区段，
图4是按图3的配置的未剖切的***图，
图5是在第一弹簧-减振器装置中设置的高度调节装置的与图4相应的图以及
图6是在按图3和4的高度调节装置中以及在按图5的高度调节装置中相互一致地使用的构件的相应放大图。
图1和图2中示出的高度调节装置是与作为众所周知的现有技术的相应的(并因此未示出的)机动车底盘的一部分，这部分包括基本结构1和多个与基本结构1分别通过车轮悬挂装置连接的车轮。至少对应于附图中示出的车轮悬挂装置的车轮悬挂装置具有设计成螺旋弹簧2的弹簧3和布置在弹簧3的外部的(未示出的)减振器。
所示的液压高度调节装置这样地作用在螺旋弹簧2的上部支点4上，使得螺旋弹簧2的上部支点4相对于机动车底盘的基本结构1的距离可改变。为此，液压的高度调节装置设计成整合的调节组合件5。调节组合件5包括适配器6，适配器6本身尤其包括基体7和在该基体7上可移动导引的操作区段8。在适配器6的基体7与底盘的基本结构1连接期间，操作区段8具有弹簧座9，螺旋弹簧2在其上部支点4的区域内支撑在弹簧座上。
适配器6的基体7作为主构件包括用于与基本结构1连接的支撑盘10、壳体区段11和容纳在壳体区段11中的适配器芯12。壳体区段11具有通过凸缘13划分成上部区域和下部区域的柱形表面。(由三个部分构成的)操作区段8沿轴线X可移动地在该柱形表面上导引，确切而言借助密封装置14在上方和下方被密封。设计在壳体区段11上的凸缘13借助***环形槽的密封圈15相对操作区段8的柱形内表面16密封。该凸缘13是环形活塞17，该环形活塞17与操作区段8的内表面16和壳体区段11的外表面共同地在其下部区域和上部区域中在一侧限定环形的液压工作空间18，在另一侧限定环形液压液储备容器19。据此，适配器6的壳体区段11和操作区段8的彼此协同作用的区域形成液压的缸-活塞装置20。
液压装置21用于给液压高度调节装置的液压的缸-活塞装置20的加载。该液压装置21包括布置在壳体区段11内部的电动机22和被电动机22经由(与电机轴23连接的)离合器24驱动的、设计成径向活塞泵的液压泵25。液压泵25的泵壳体集成在适配器6中，方式是液压泵的转子26安装在构造于适配器芯12内的容纳空腔27中。液压泵25在液压***上的连接通过构造在适配器芯12内的液压管道或液压孔28以及构造在适配器芯12的表面上的槽29实现，槽29与包围适配器芯12的壳体区段11的内表面共同地确定液压流动通道30。在该流动通道30上通过贯穿壳体区段11的孔31一方面连接环形的液压工作空间18，另一方面连接环形的液压液储备容器19。
液压液储备容器19具有与缸-活塞装置20的液压工作空间18的体积反向地改变的体积，其中，(由于环形活塞17的两侧端面相同)液压液储备容器19和液压工作空间18的体积总和是恒定的，所以为了抬升底盘借助液压泵25将液压液从环形液压液储备容器19中直接地输送到液压工作空间18中。为了降低底盘(仅由于车辆重量)，打开在液压工作空间18和环形液压液储备容器19之间的回流路径。为此适合的液压连接线路是例如德国专利102014018788的内容。所需的阀技术，例如至少一个用于将底盘保持在调节后的高度上的止回阀，安装在适配器芯12中。由于液压液从环形液压液储备容器19中直接流入环形液压工作空间18(并且液压液从环形液压工作空间18直接流入环形液压液储备容器19中)，所以不需要用于液压液的补偿空间。通过适配器芯12、壳体区段11和支撑盘10限定的空间32因此本身是液压液储备器，从该液压液储备器补偿了可能的泄漏。
液压高度调节装置的前述部件和构件的特殊布置可从附图中直接得知。特别可以看见，液压装置21的电动机22像环形液压工作空间18一样布置在螺旋弹簧2的内部，该环形液压工作空间18还(至少在底盘抬高的情况下)包围液压装置21的电动机22。与之相对地，(同样布置在螺旋弹簧2内部的)环形液压液储备容器19包围液压泵25。同样可看出，在所示的电子液压调节组合件中，缸-活塞装置20这样地集成在适配器6中，使得在液压泵25和缸-活塞装置20之间不存在暴露的液压管道。
最后用虚线(为了清楚起见仅单侧)地表明，操作区段8可以向下管形地延长，由此形成在外部包围液压装置21的护管33。
关于示意性示出的按图3和4的高度调节装置的理解参照对图1和2的阐述。在该图示中可以很清楚看见(也参照图6)，设置在(柱形)适配器芯12外部上的槽29，该槽(在高度调节装置被装配好时)与适配器基体的壳体区段11的(柱形)内表面34共同地限定并且定义流动通道30的边界，液压工作空间18和液压液储备容器19(通过孔31)与流动通道连通。
第一弹簧-减振器装置的特征在于减振器定位在设计成螺旋弹簧的弹簧的内部，在为第一弹簧-减振器装置设计的按图5的高度调节装置中使用了与在按图3和4的高度调节装置中相同的适配器芯12和相同的液压装置(参照图6)。可是相对于按图3和4的高度调节装置，适配器基体的壳体区段11以及操作区段8是不同的。即，在按图5的高度调节装置中，适配器基体的壳体区段11包括两个固定地相互连接的管区段，即，一方面具有容纳并且包围适配器芯12并且向下(朝护管33)延长以便保护地包围液压装置的电动机22的第一管区段35，另一方面具有(相比第一管区段35略微短并且更宽的)第二管区段36。未示出的柱形的操作区段沿轴线Y可移动地容纳在该第二管区段中，其中，在第二管区段36和操作区段之间的分离面的区域中又(相应于按图3和4的实施形式)设置有环形液压工作空间和(与之轴向错位地)设有与环形液压工作空间反向地改变其体积的环形液压液储备容器。环形液压工作空间以及环形液压液储备容器，在相应的尺寸设计和其他匹配的设计细节中，以这种方式两者可以包围设计成螺旋弹簧的弹簧和/或布置在其内部空间的减振器。

Claims (10)

1.一种机动车底盘，包括
基本结构(1)、两个分别通过前轮悬挂装置与所述基本结构连接的前轮和两个分别通过后轮悬挂装置与所述基本结构连接的后轮，其中，两个前轮悬挂装置的每一个都具有在第一弹簧-减振器装置中的至少一个配属于相关车轮的弹簧和至少一个配属于相关车轮的减振器，两个后轮悬挂装置的每一个都具有在不同于第一弹簧-减振器装置的第二弹簧-减振器装置中的至少一个配属于相关车轮的弹簧(3)和至少一个配属于相关车轮的减振器，其具有以下特征：
总共四个车轮悬挂装置分别配有液压高度调节装置，所述液压高度调节装置具有作用在相关弹簧(3)的支点(4)上的缸-活塞装置(20)；
所述缸-活塞装置(20)能分别被配属于相关车轮的去中心化的、分别包括通过电动机(22)驱动的液压泵(25)的液压装置(21)加载；
每个液压高度调节装置包括整合的、集成的、包括各自的液压装置(21)和所配属的缸-活塞装置(20)的电子液压调节组合件(5)，所述电子液压调节组合件(5)具有特殊的适配器(6)，在特殊的适配器(6)中这样地集成各个缸-活塞装置(20)，使得在各个液压泵(25)和所配属的缸-活塞装置(20)之间不存在暴露的液压管道；
缸-活塞装置(20)分别包括环形液压工作空间(18)；
与所述缸-活塞装置(20)的环形液压工作空间(18)轴向地错位地设有与环形工作空间(18)相互反向地改变其体积的环形液压液储备容器(19)；
前轮的液压高度调节装置和后轮的液压高度调节装置在适配器(6)方面不同。
2.根据权利要求1所述的机动车底盘，其特征在于，分别在适配器(6)中这样地集成所配属的液压泵(25)的壳体，使得泵转子(26)在适配器(6)中构造的空腔中旋转。
3.根据权利要求1或2所述的机动车底盘，其特征在于，液压液储备容器(19)分别集成在所述适配器(6)中。
4.根据权利要求1至3之一所述的机动车底盘，其特征在于，除了各个适配器(6)以外，前轮的液压高度调节装置和后轮的液压高度调节装置结构相同。
5.根据权利要求1至4之一所述的机动车底盘，其特征在于，前轮高度调节装置的适配器(6)和后轮高度调节装置的适配器分别具有包括壳体区段(11)和被壳体区段包围的适配器芯(12)的基体以及相对所述基体可移动的操作区段(8)。
6.根据权利要求5所述的机动车底盘，其特征在于，前轮高度调节装置的和后轮高度调节装置的适配器芯(12)结构相同。
7.根据权利要求1至6之一所述的机动车底盘，其特征在于，在第一弹簧-减振器装置中分别布置作为螺旋弹簧的弹簧并且减振器布置在弹簧的内部，其中，液压装置(21)布置在弹簧的外部。
8.根据权利要求1至7之一所述的机动车底盘，其特征在于，在第二弹簧-减振器装置中分别布置作为螺旋弹簧(2)的弹簧(3)并且减振器布置在弹簧(3)的外部，其中，液压装置(21)的至少电动机(22)布置在弹簧(3)的内部。
9.根据权利要求8所述的机动车底盘，其特征在于，在第二弹簧-减振器装置中，缸-活塞装置(20)的液压工作空间(18)分别布置在弹簧(3)的内部。
10.根据权利要求8或9所述的机动车底盘，其特征在于，在第二弹簧-减振器装置中，液压液储备容器(19)分别布置在弹簧(3)的内部。
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