CN101421123A - 用于车辆的转向节 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆，尤其是汽车的车轮的转向节，其带有至少一个用于固定车轮轴承(5)的车轮轴承固定部分(1)和一个用于固定车轮导向元件的车轮导向元件固定部分(2)，其中，所述车轮轴承固定部分(1)可相对于所述车轮导向元件固定部分(2)回转。

Description

用于车辆的转向节

本发明属于汽车技术领域，并涉及一种用于车辆，尤其是汽车的转向节。

在传统的汽车中，车轮的转向运动通过可回转的转向节(“拐角”)实现，该转向节是车轮悬架的一部分。在此，在转向节上装配有一用于支承车轮的车轮轴承单元。转向节在汽车中央借助于车轮导向元件(“导杆”)支承在底盘上，尤其是车架上。通常通过作用在转向节上的上导杆和下导杆给定回转点，其中，两个回转点的连线形成大多在空间上斜的、用于回转转向节的回转轴线。为回转转向节，并且以这种方式形成支承在转向节上的车轮的相应的转向回转，例如可以设置一作用在转向节上的转向节臂(转向横拉杆臂)，转向力例如通过一转向梯形传递所述转向节臂上。由于其用于支承在转向节上的车轮的回转功能，转向节常常也被简化称作车轮的回转轴承。

除了将转向运动传递至装配的车轮上之外，转向节还必须承受作用在车轮本身上的力，因为在转向节上，除了汽车重量，还作用有用于汽车纵向和横向减速的所有力，因此，转向节必须相应坚固地设计。

因此，可以通过转向节预先给出装配在转向节上的车轮的转动方向。例如在直线行驶时，车轮的转动方向理想的方式应该始终平行于汽车纵轴，然而常常不是这样，因为，例如由于车轮悬架的某些部分弹性变形使得前轮在前轮驱动加速时通常向内(“前束”)压。在理想的拐弯行驶时，亦称作“空档(neutral)行驶性能”时，所有的车轮刚好这样地转弯，即，调节成理想的前束角。在确定的拐弯半径和确定的速度下，这些轮胎中的理想车轮位置使得形成了转向力，该转向力与各车轮的法向力成合适的比例。也就是从轴看，转向力必须相应于轴载情况形成。如果与之偏离，那么形成过转向或转向不足的行驶性能。

特别公知有一种复合导杆后桥，其中，导杆按设计要求以及为改善行驶性能通过一横梁连接，车轮在拐弯行驶时由于设计倾向于过转向运动，因此，与理想的拐弯行驶不同，汽车的所有车轮不再对于拐弯行驶最优。这会以不希望的方式导致汽车尾部在拐弯时易于甩出。

尤其为了解决复合导杆后桥的上述问题，已经公知有通过促动器主动调节支撑车轮的转向节。这种主动调节转向节在技术上看可行，但仅在高的设计结构费用的情况下才能实现，因为，通常在转向节上分别设置两个带有套筒的轴承支承架，通过该轴承支承架提供转动自由度。此外，必须与之垂直地设置相应的垫片或轴向轴承，以便能传递回转转向节的力。此外，这种轴承支承架应当没有间隙，易于靠近，防水或防环境影响地密封，并且具有恰当的刚度，以便满足底盘-特性的要求。此外设置有一在其上铰接有一促动器的转向横拉杆臂。

其它用于解决该技术问题的公知系统都只适合于特定的轴系统，不能移植到其它轴系统或不能令人满意地确定转向轴。

与之相反，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种转向节，通过该转向节可以以希望的方式调节汽车的行驶方向，以便例如可以克服在复合导杆后桥上出现的过转向运动。

按照本发明的建议，该技术问题通过一种具有独立权利要求1特征的转向节解决。本发明各种有利的设计通过各从属权利要求给出。

本发明建议了一种用于车辆，尤其是汽车的车轮的转向节(或转向节装置或车轮悬架)，其包括一用于固定车轮轴承的车轮轴承固定部分和一用于固定车轮导向元件(“导杆”)的车轮导向元件固定部分。在此重要的是，用于固定车轮轴承的车轮轴承固定部分可相对于车轮导向元件固定部分弹性地回转。由于车轮轴承固定部分相对于车轮导向元件固定部分的弹性可回转性，可以以简单的方式实现对于转向回转的调整或对于装配在车轮轴承的车轮的转动方向在前束或车轮外倾(Nachspur)方面的调节。

车轮轴承固定部分相对于车轮导向元件固定部分的弹性回转性可通过转向节的至少一个可弹性变形的部分，例如通过一连接车轮轴承固定部分和车轮导向元件固定部分的可弹性变形的连接元件实现。此外，出于该目的可以设置至少一个第一弹性的弹簧装置，尤其是以钢板弹簧的形式。尤其可以在按本发明的转向节中通过至少一个第一弹性的弹簧装置，尤其是钢板弹簧确定车轮轴承固定部分相对车轮导向元件固定部分回转的回转轴线。

在按本发明的转向节的一种有利的设计中，用于车轮轴承固定部分相对于车轮导向元件固定部分弹性回转的回转轴线如此地定向，即，在汽车纵向看，该回转轴线在车轮的支承线后面(也就是说后侧)与一平行于车轮的中间轴的车轮支承面相交，也就是说在车轮的支承线后面穿过车轮的支承面延伸，其中，所述车轮支承面包括在支承时假设为理想的圆形的车轮的支承线。在按本发明的转向节的这种设计中，可以以尤其简单的方式通过在拐弯行驶时出现的侧向力和由此引起的杠杆力在车轮轴承固定部分上引起车轮的转向不足运动。如果在按本发明的转向节的这种设计涉及复合导杆后桥的转向节，可以以尤其简单的方式克服通常在这种车轴类型时出现的车轮的过转向运动。在这种情况下，可以放弃用于使车轮轴承固定部分相对车轮导向元件固定部分回转的单独的操纵装置(促动器)。

在按本发明的转向节的另一有利的设计中，用于车轮轴承固定部分相对于车轮导向元件固定部分弹性回转的回转轴线如此地定向，即，该回转轴线在车轮支承线的前面(也就是说在前侧)与车轮的支承面相交。在按本发明的转向节的这种设计中，可以以尤其简单的方式通过汽车拐弯行驶时的侧向力和由此触发的杠杆效应导致车轮的过转向运动，因此可以抑制有时出现的车轮的转向不足运动。

此外，必要时可以替代用于相对于车轮导向元件固定部分回转车轮轴承固定部分的操纵装置(促动器)，设置至少一个另一第二弹性弹簧装置，该弹簧装置这样地作用在车轮轴承固定部分上，即，由于其刚性，必要时结合连接车轮轴承固定部分和车轮导向元件固定部分的至少一个第一弹性弹簧装置的刚性，导致车轮轴承固定部分产生期望的回转，并由此设定期望的前束角。

在按本发明的转向节的另一有利的设计中，设置有一为车轮轴承固定部分相对于车轮导向元件固定部分回转而恰当设置的、尤其是作用在车轮轴承固定部分上的促动器。在此，其例如涉及一种液压伺服缸。为控制促动器设置有一控制装置和一调节装置。尤其有利的是，作用在车轮轴承固定部分上的促动器安装在车轮导向元件固定部分，其中，车轮轴承固定部分可通过所述促动器相对于车轮导向元件固定部分回转。因此，可以以有利的方式实现促动器在转向节内的集成设置。

如果设置一用于相对于所述车轮导向元件固定部分回转所述车轮轴承固定部分的促动器，那么，按本发明的转向节有利地如此设计，即，用于车轮轴承固定部分相对于车轮导向元件固定部分弹性回转的回转轴线这样地取向，即，该回转轴线在车轮的支承线的邻近的周围延伸穿过车轮的支承面，或者可选地与支承线相交，因此，在车轮轴承固定部分产生力作用，并因此在作用在其上的促动器上使由于在汽车拐弯时出现的并作用在车轮上的侧向力最小或得以避免。

在按本发明的转向节中，车轮轴承固定部分可与车轮导向元件固定部分一体地设计。

本发明还涉及一种带有至少一个按本发明的转向节的车辆轴，尤其是车辆(尤其是汽车)的复合导杆后桥。

此外，本发明还涉及一种带有至少一个按本发明的转向节的车辆，尤其是汽车。

现在参照附图，根据实施形式详细说明本发明。图中：

图1在示意图中示出了按本发明的转向节的第一种实施形式的基本结构的视图的从上方的俯视图；

图2在示意图中示出了图1所示的、按本发明的转向节的第一种实施形式的基本结构以及车轮的侧视图；

图3在示意图中示出了按本发明的转向节的第二种实施形式的基本结构从上面看的俯视图；

图4在示意图中示出了图4所示的转向节的第二种实施形式从上面看的俯视图以及相对车轮轴承固定元件回转的车轮导向元件固定元件。

相同或相同作用的元件在附图中用相同的附图标记表示。

首先参照图1和2，其中在示意图中示出了按本发明的转向节的第一种实施形式的俯视图和侧视图。

相应地，按在图1至3所示的实施形式，按本发明的转向节包括一总体用附图标记1标示出的车轮轴承固定部分1和一总体用附图标记2标示的车轮导向元件固定部分2。此外，两个以一相对间距平行设置的钢板弹簧4通过各自的附件(Ansatzstueck)6，7一方面与车轮轴承固定部分1朝向钢板弹簧的端侧相连，另一方面与一连接部分3相连接，其中，所述两个钢板弹簧夹紧在所述附件之间。连接部分3也在其一侧与车轮导向元件固定部分2的端侧连接，因此，车轮轴承固定部分1和车轮导向元件固定部分2通过连接部分3和两个钢板弹簧4相互连接。

在车轮轴承固定部分1上装配有用于固定车轮的、总体用附图标记5表示的车轮轴承单元，其包括一没有详细示出的、用于装配车轮的装配法兰和一个没有详细表示出的制动盘。在此，车轮轴承单元5局部容纳在车轮轴承固定部分的通孔8内。车轮中间轴线通过点划线9示出。在盘式制动器中，在车轮轴承固定部分1上也固定有盘式制动器的制动钳(未示出)。如果替代盘式制动器设置一鼓式制动器，那么在车轮轴承固定部分上固定一鼓式制动单元。

多个导杆10作用在车轮导向元件固定部分2背向车轮的一侧，所述导杆在转向节的已装配状态安装在汽车的车架上。特别是在复合导杆-后桥中，这些导杆通过一横梁与同一轴的两个车轮的转向节的导杆相连接。

此外，在车轮导向元件固定部分2的通孔12中设置一用于相对于车轮导向元件固定部分回转车轮轴承固定部分的促动器11。在此例如涉及一种液压伺服缸的促动器11配设有一可在其纵向移动的操纵臂15，该操纵臂借助于一铰接的链接14，例如是球窝关节或者一铰链连接与一附件13相连接，其中，后者设置在车轮轴承固定部分背向钢板弹簧的端侧。如果操纵促动器，也就说操纵臂15沿着其纵向向前移动或者后退，那么，车轮轴承固定部分1可以相对车轮导向元件固定部分回转。在所示的实施形式中，车轮轴承固定部分1相对车轮导向元件固定部分的弹性回转性通过钢板弹簧4提供。

替代促动器，可以设置另一弹性的弹簧装置，该弹簧装置如此地作用在车轮轴承固定部分上，即，通过其刚度，结合连接车轮轴承固定部分和车轮导向元件固定部分的弹性钢板弹簧的刚度导致车轮轴承固定部分产生希望的回转，并由此设定希望的前束角。

图2中尤其示出了装配在转向节上的车轮21，其在假设为理想的圆形车轮21时在一支撑线19内支承在支承面20上。如尤其可由图2可知，通过两个以一定间距设置的钢板弹簧4确定车轮轴承固定部分1相对车轮导向元件固定部分2回转的回转轴线16。在此，两个钢板弹簧4相对车轮轴承固定部分1如此地调整定位，即，使得回转轴线16相对车轮支承面上的垂线17形成一不为0°的角度。换句话说，回转轴线16不平行于垂线17取向。在图2中通过所示的箭头给出车轮21通常的向前行驶方向。尤其是用于车轮轴承固定部分相对于车轮导向元件固定部分弹性回转的回转轴线16是这样定向的，即，该回转轴线16在车轮21的支承线19后面穿过支承面20。通过回转轴线16和车轮支承线19之间的垂直连接22确定了一杠杆臂，通过该杠杆臂，在拐弯行驶时出现的作用在车轮21上的侧向力使得车轮轴承固定部分向促使车轮21产生转向不足运动的方向回转。如果仅考虑车轮21的转向不足运动，以便可以抑制大约在复合导杆-后桥上的车轮21可能的过转向运动的出现，可以放弃促动器11的操纵。但仍然存在着通过促动器11相对于车轮导向元件固定部分2回转车轮轴承固定部分1的可能性，通过促动器可以加强杠杆臂22的杠杆效应或减弱该杠杆效应。

现在参考图3和4，其中在示意图中示出了按本发明的转向节的第二种实施形式的基本结构从上面看的俯视图。为避免不必要的重复，仅说明与图1和2所示的实施形式的不同点，在其它方面则参照前面的阐述。

在图3和4所示的转向节的实施形式中示出了没有装配车轮轴承单元的转向节。替代两个用于形成车轮轴承固定部分1相对于车轮导向元件固定部分2的可弹性回转性的板簧，设置有一可弹性变形的连接部分23。该可弹性变形的连接部分23一方面与车轮轴承固定部分1朝向所述该连接部分的端侧相连接，另一方面与车轮导向元件固定部分2朝向所述该连接部分的端侧相连接。在图4中示出了，从一中性的、弹性连接元件23没有弹性变形的中间位置出发，车轮轴承固定部分1朝车轮导向元件固定部分2回转一个角度δ₁，并且示出了车轮轴承固定部分1远离车轮导向元件固定部分2回转开一个角度δ₂。

附图标记列表

1      车轮轴承固定部分

2      车轮导向元件固定部分

3      连接部分

4      钢板弹簧

5      车轮轴承单元

6      附加件

7      附加件

8      通孔

9      车轮中间轴线

10     导杆

11     促动器

12     通孔

13     附加件

14     链接

15     操纵臂

16     回转轴线

17     垂线

18     水平线

19     车轮支承线

20     车轮支承面

21     车轮

22     杠杆臂

23     可弹性变形的连接部分

Claims (14)

1.一种用于车辆，尤其是汽车的车轮的转向节，带有用于固定车轮轴承的车轮轴承固定部分(1)和用于固定车轮导向元件的车轮导向元件固定部分(2)，其中，所述车轮轴承固定部分可相对于所述车轮导向元件固定部分弹性回转。

2.如权利要求1所述的转向节，其特征在于，所述车轮轴承固定部分可借助于至少一个第一弹性弹簧装置，尤其是钢板弹簧(4)相对于所述车轮导向元件固定部分弹性地回转。

3.如权利要求2所述的转向节，其特征在于，通过所述至少一个第一弹性弹簧装置确定所述车轮轴承固定部分相对于所述车轮导向元件固定部分回转的回转轴线(16)。

4.如权利要求2或3所述的转向节，其特征在于，所述车轮轴承固定部分可借助于两个相隔地设置的第一弹性弹簧装置相对于所述车轮导向元件固定部分弹性地回转。

5.如权利要求1至4之一所述的转向节，其特征在于，用于所述车轮轴承固定部分相对于所述车轮导向元件固定部分弹性地回转的回转轴线如此定向，即，从所述车轮向前行驶方向看，所述回转轴线在车轮支承线(19)的后面与所述车轮的支承面(20)相交。

6.如权利要求1至4之一所述的转向节，其特征在于，用于所述车轮轴承固定部分相对于所述车轮导向元件固定部分弹性地回转的回转轴线如此定向，即，从所述车轮向前行驶方向看，所述回转轴线在车轮支承线(19)的前面与所述车轮的支承面(20)相交。

7.如权利要求1至4之一所述的转向节，其特征在于，用于所述车轮轴承固定部分相对于所述车轮导向元件固定部分弹性地回转的回转轴线如此定向，即，所述回转轴线在车轮支承线(19)的附近与所述车轮的支承面(20)相交。

8.如权利要求1至4之一所述的转向节，其特征在于，用于所述车轮轴承固定部分相对于所述车轮导向元件固定部分弹性地回转的回转轴线如此定向，即，所述回转轴线与所述车轮支承线相交。

9.如权利要求1至8之一所述的转向节，其特征在于，设置至少一个第二弹性弹簧装置，该弹簧装置作用在所述车轮轴承固定部分上，使得通过其刚性导致所述车轮轴承固定部分期望的回转。

10.如权利要求1至9之一所述的转向节，其特征在于，设有一个为所述车轮轴承固定部分相对于所述车轮导向元件固定部分回转而恰当设置的、尤其是作用在所述车轮轴承固定部分上的操纵装置。

11.如权利要求10所述的转向节，其特征在于，所述操作装置安装在所述车轮导向元件固定部分上。

12.如权利要求1所述的转向节，其特征在于，所述车轮轴承固定部分和所述车轮导向元件固定部分一体地设计。

13.一种车辆轴，尤其是车辆、特别是汽车的复合导杆-后桥，带有至少一个如前列各项权利要求之一所述的转向节。

14.一种车辆，尤其是汽车，带有至少一个如权利要求1至12之一所述的转向节。

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