本发明专利技术涉及车辆悬架领域。理论上，单枢轴架构是生产悬架的最简单方式。然而，在实践中，这种技术需要添加特定部件以便管理与制动系统相关联的力并且最终造成与标准接口元件不兼容的复杂架构。根据本发明专利技术的装置具有特定的钳支撑构件，从而使得这种类型的悬架的架构能够被显著地简化和优化。该悬架装置设置有：单枢轴摇杆，该单枢轴摇杆为前车轮提供单个自由度以便使其按弧线进行运动；钳支撑构件，该钳支撑构件借助于与车轮轴同轴的枢转接头连接到所述摇杆；和扭矩连杆，该扭矩连杆借助于枢转接头或球形接头将该摇杆连接到叉架。根据本发明专利技术的装置特别适用于摩托车、自行车、两轮车辆等的前转向车轮悬架。辆等的前转向车轮悬架。辆等的前转向车轮悬架。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于前转向车轮、设置有扭矩连杆和特定钳支撑构件以用于安装标准元件的单枢轴悬架装置
[0001]本专利技术涉及车辆悬架领域，并且具体地涉及用于摩托车、自行车、两轮车辆以及等同物的前驱动车轮的悬架。
[0002]本专利技术更具体地涉及一种用于使用“具有扭矩连杆的单枢轴”类型的悬架架构，同时通过改进整个系统的紧凑性、通过减少部件的数量并且通过优化每个部件中的力的路径来实现车轮和制动钳的标准安装的装置。
技术介绍
[0003]自行车的前悬架主要是伸缩式的。这项早已被完全理解的技术有其内在的局限性。实际上，允许伸缩的圆柱形滑动接头(正圆形圆柱体)不能传递引导力(即，沿着自行车转向柱的轴的扭转力)，这必然需要具有较大直径的两个互连支腿，因此限制了可节省的质量的量。此外，这些滑动接头具有不可能完全消除的操作摩擦，这不利于悬架的舒适性和粘附性能，并对这些元件造成不可避免的磨损，这会导致系统变松弛。
[0004]可以通过研发基于枢转接头而非滑动接头的悬架来克服这些问题。枢转接头的优点在于具有单个自由度。因此，其允许在单个方向上运动(围绕其轴旋转)，并且在所有其他方向上传递力。这种类型的接头对于设计其运动学最终必须具有单个自由度的悬架是理想的。此外，存在大量的枢转接头的标准元件，从而允许根据不同的要求(质量、可靠性、摩擦、成本、刚度等)进行各种设计选择。根据这些枢转连接元件设计的悬架(有时，如果不需要扭矩传递，则部分地与球形接头相关联)被称为是“铰接式的”。存在大量的铰接式叉，其最简单的设计是“单枢轴”类型。单枢轴运动学基于被称为摇杆或摆臂的单个部件的使用，从而通过单个枢轴确保自行车的车轮与框架之间的连接。因此，车轮的轨迹(相对于自行车的框架)是弧线。弹性元件(必定存在于任何悬架上并且被称为弹簧)以及耗散元件(存在于某些更高级的型号上并且通常被称为阻尼器)，或者这两个元件(为了简单起见，在本文件的其余部分中将被称为阻尼器)均定位在摇杆与叉架之间。存在两种类型的单枢轴运动学，一种是其中主枢转点(轴O)位于车轮轴后面(即，在前轮轴与后轮轴之间)的单枢轴运动学，其将被称为“前摇杆”单枢轴运动学，另一种是其轴O位于车轮轴前面的单枢轴运动学，其将被称为“后摇杆”单枢轴运动学。需注意，不管使用何种技术，车轮轴总是相对于底盘(框架)的转向衬套的轴向前偏移，以便获得车辆的动态稳定性所需的正曳距。就“后摇杆”运动学而言，在车轮轴前面的轴O需要更大的部件和附加的悬臂，这与优化背道而驰。本专利技术的目的是优化这种类型的悬架，本专利技术在此仅关注“前摇杆”单枢轴运动学，其本质上更紧凑。通常，单枢轴运动学在几何形状(轨迹、车轮偏移、曳距等)方面会受到限制，但其极大的设计简单性在可靠性、质量、舒适性和抓地力(由于可使用一体式轴承)、引导性(扭转刚度)或甚至生产成本方面具有相当大的优点。然而，尽管这种单枢轴运动学广泛地用于后悬架，但当前对于前悬架并不是这种情况，因为固有现象使其实际上不可用。实际上，就车轮与框架之间具有单个连接部件的运动学而言，制动系统(其必须连接到车轮)也必须附接到该元件(摇杆)。
在制动期间，制动扭矩因而被直接重新传递到摇杆，这引起悬架的不受控制的压缩或膨胀(取决于摇杆的旋转轴的位置)，这极大地阻碍了悬架的操作。对于后悬架，制动力小，并且摇杆可以“自然地”定位成使得在悬架的压缩上作用的杠杆臂低。然而，对于前悬架，这种现象如此重要以至于其使得前悬架实际上不可用。这一方面是由于前轮上的制动功率比后轮上的制动功率高得多，另一方面是由于因空间、惯性(与引导有关)和设计而不能将摇杆的枢转点设置得足够远离车轮轴。
[0005]已知的解决方案包括不将制动系统直接连接到摇杆，而是一方面经由枢转接头连接到车轮轴，并且另一方面借助于“扭矩”连杆连接到框架。在这种情况下，制动扭矩不再重新传递到摇杆。该原理在1960至1980年代之间用于某些摩托车。那个时候的制动系统是鼓式的。因此，制动系统“自然地”安装在车轮轴周围，并且将该系统连接到框架的扭矩连杆的自适应是容易的。当盘式制动器变得更常见时，研发附接到车轮轴的特定钳将过于昂贵(标准钳附接到框架而不是车轮轴)。此外，车轮与悬架之间的接头本身也不是标准的。因此，这种非标准技术并没有在伸缩叉市场上存活下来。如今，两轮车辆市场上不再有任何单枢轴前悬架。
技术实现思路
[0006]根据本专利技术的装置允许给单枢轴类型的前转向车轮悬架设计具有扭矩连杆的“前摇杆”，从而与车轮和制动系统的标准安装兼容。
[0007]此外，根据本专利技术的装置使得可以优化悬架的位置、布置和部件数量，从而允许在质量、可靠性、生产成本和集成方面实现显著节省。
[0008]为此，根据本专利技术的装置包括：第一刚性部件，该第一刚性部件被称为叉架，该第一刚性部件在自行车的转向柱处通过标准枢转接头连接到自行车的框架(或底盘)，该标准枢转接头确保了传递车辆的引导运动所需的自由度；以及第二刚性部件，该第二刚性部件被称为摇杆，该第二刚性部件一方面通过枢转接头连接到叉架，该枢转接头的旋转轴平行于车轮的旋转轴(在下面也被称为车轮轴)并且位于车轮的后面(即，朝向后车轮)，并且另一方面经由嵌入类型的连接来连接到车轮。车轮当然具有其自身的旋转系统，即轮毂。轮毂经由嵌入式连接来连接到摇杆，并且轮毂确保了车轮的移动部件的旋转。为了简单起见，将在本文件的其余部分中仅提及车轮而不提及其元件(轮毂、轮辋等)，同时不要忘记车轮本身执行其旋转。此外，“车轮轴”将指几何轴，即方向和定位，而不是用于连接车轮和摇杆的紧固部件。应当注意，叉架与摇杆之间的枢转接头(其几何轴在本文件的其余部分中将被称为“轴O”)足以完美地限定车轮的运动学，即其运动。这就是使用“单枢轴运动学”的原因。车轮的轨迹是包括在与车轮轴正交的平面内的弧线。还应当注意，该运动学可以具有单个臂，车轮在单侧连接到摇杆，那么被称为单臂叉，或者具有两个臂，车轮通过其两侧连接。在第二种情况下，摇杆可以是单的并且本身具有两个臂(车轮的每一侧上一个臂)，或者是双的，在这种情况下，它们将被称为左摇杆和右摇杆。轴O可由多个同心枢轴产生，这些同心枢轴可以属于或可以不属于相同的摇杆。这些各种潜在的“架构”对本专利技术的运动学和操作没有影响。因此，在本文件的其余部分中，我们将集中在具有制动系统的一侧，并且将忽略另一侧是否具有臂。
[0009]根据第一特征，该装置具有刚性部件，该刚性部件被称为钳支撑件，并具有适应标
准制动钳的安装的兼容接口。该钳支撑件一方面通过与车轮轴同轴的枢转接头连接到摇杆，并且另一方面通过枢转接头连接到扭矩连杆，该扭矩连杆本身通过另一枢转接头连接到叉架，使得将这些接头和摇杆与叉架的接头连接的线段形成具有自由度的非相交凸四边形，从而允许车轮轴在垂直于其方向的平面中运动。应当注意，如果这些枢转接头(除了摇杆与叉架之间的接头之外)中的一个接头允许朝向叉架传递“侧向”力(即，不包括在垂直于车轮轴的平面中)，即，如果摇杆与钳支撑件之间的接头或扭矩连杆与叉架之间的接头中的至少一者是枢轴类型的，则这些枢转接头可被球形接头代替。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于具有两个或更多个车轮的车辆的前转向车轮(8)的悬架装置，所述悬架装置包括：叉架(1)，所述叉架(1)通过标准枢转接头连接到所述车辆的转向柱，所述标准枢转接头确保车辆引导运动的传递所需的自由度；摇杆(2)，所述摇杆(2)一方面通过旋转轴平行于所述车轮(8)的旋转轴并且于位于所述车轮的所述旋转轴的后面即朝向后车轮的枢转接头连接到所述叉架(1)，并且另一方面根据标准组装原理连接到所述车轮(8)；和耗散和/或弹性系统(5)，所述耗散和/或弹性系统(5)根据现有技术原理安装在所述悬架装置的所有相对运动的部件之间，其特征在于，所述悬架装置具有钳支撑件(3)，所述钳支撑件(3)具有与标准制动钳(6)的安装兼容的接口，并且一方面通过与所述车轮(8)轴同轴的枢转接头连接到所述摇杆(2)，并且另一方面通过枢转接头或球形接头连接到扭矩连杆(4)，所述扭矩连杆(4)本身通过枢转接头或球形接头连接到所述叉架(1)，使得将这些接头以及所述摇杆(2)连接到所述叉架(1)的接头连接的线段形成具有一个自由度的非相交凸四边形，从而允许所述车轮(8)轴在垂直于其方向的平面中运动。2.根据权利要求1所述的悬架装置，其特征在于，所述耗散和/或弹性系统(5)通过适于其操作的枢转类型、球形类型、柔性类型或嵌入类型的接头直接连接到所述钳支撑件(3)。3.根据权利要求2所述的悬架装置，其特征在于，所述耗散和/或弹性系统(5)和所述扭矩连杆(4)在所述钳支撑件(3)上的接头是同轴的。4.根据前述权利要求中任一项所述的悬架装置，其特征在于，所述钳支撑件(3)定位在所述摇杆(2)的内侧上，即定位在所述摇杆(2)与所述车轮(8)之间，并且使得所述钳支撑件与所述摇杆(2)的接头接口位于大于或等于所述车轮(8)与所述摇杆(2)之间的接头接口的直径的直径上。5.根据前述权利要求中任一项所述的悬架装置，其特征在于，所述钳支撑件(3)和/或所述钳支撑件(3)与所述摇杆(2)的接头接口具有相对于所述车轮(8)的轴的径向开口，所述径向开口足够宽以允许所述车轮(8)和/或所述车轮(8)与所述摇杆(2)的接头接口通过。6.根据权利要求4或5所述的悬架装置，其特征在于，所述钳支撑件(3)与所述摇杆(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：纽顿公司，
类型：发明
国别省市：
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