CN102421612A - 用于机动车的轮悬架结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的轮悬架结构，具有以能转动方式支承车轮(1)的、轮侧的承载件(12)和车桥侧的导向件(14)，在所述承载件与所述导向件之间设置有能彼此相对转动的转动件(16，18)，其中，所述导向件(14)、所述转动件(16，18)和/或所述承载件(12)以彼此面对的第一、第二作用面(18a，36a；18b，16b；16a，54a)共同作用。根据本发明，所述第一作用面沿径向规定出锥形或球形的空心廓形，对应的第二作用面至少基本上形锁合地伸入所述空心廓形中。

Description

用于机动车的轮悬架结构

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于机动车的轮悬架结构。

背景技术

在尤其是用于车辆后桥的所谓主动转向系统中，车轮外倾或者轮距/车轮前、后束(Radspur)通过调节元件来调节，由此，通过控制调节元件可主动影响机动车的行驶特性。

由DE 102004049296A1公知了一种所述类型的用于机动车的轮悬架结构。所述轮悬架结构具有可转动地支承车轮的轮毂单元以及车桥侧的导向件，在所述轮毂单元与所述导向件之间连接有转动件。朝向轮毂单元的转动件是柱形的调节环，所述调节环以其圆柱形的内、外作用面与另一个转动件和轮毂单元的相对应的作用面共同作用。两个转动件的转动轴线彼此相对斜置。因此，当两个转动件转动时，可调节轮距或车轮外倾。

两个转动件可通过调节驱动装置任意彼此相对转动。在此，根据转动角的组合来得到期望的前束/外倾。在极端情况下，得到的弯角可处于几度的数量级内。这就是说，承载件可相对于通过其它导杆固定在车身上的导向件倾斜几度的角。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种轮悬架结构，在所述轮悬架结构中可用简单方式工作可靠地支撑所产生的径向力和轴向力。

所述目的通过权利要求1的特征来实现。本发明的优选扩展构型在从属权利要求中公开。

根据权利要求1的特征部分，在轮悬架结构的导向件、转动件和/或承载件之间的彼此面对的作用面不是构造成圆柱形，而是第一作用面可沿径向规定出锥形或球形的空心廓形，而与之面对的第二作用面能至少基本上形锁合(formschluessig)地伸入到所述空心廓形中。

在根据本发明的构思方面，可考虑两个彼此面对的作用面的不同变型方案：例如两个面对的作用面可构造成锥形，或者这两个作用面中的第一作用面可构造成球冠，而第二作用面可相应地构造成球形并伸入到所述球冠中。作为替换方案，第一作用面可以是锥形的，而第二作用面具有球盘形表面(Kugelscheibenoberflaeche)，由此实现球底垫圈式/球形垫圈式支承结构。

在一个优选实施形式中，连接在导向件与承载件之间的两个转动件可构造成用于调节轮距角和/或外倾角的调节件。为此可这样设计两个转动件之间的彼此面对的作用面，使得其中一个转动件的转动轴线相对于另一个转动件的转动轴线倾斜一倾角。

在一个变型方案中，可使相应彼此面对的作用面直接地或必要时在设有降低摩擦的涂层的中间层的情况下彼此接触，由此在两个作用面之间提供总体上经济的且牢固的滑动支承装置。

作为对此的替换方案，彼此面对的作用面可通过滚动支承装置彼此连接。在作用面构造成锥形的情况下，该滚动支承装置可以是圆锥滚子轴承。

根据本发明，在由承载件、两个转动件和导向件构成的四件式轮毂托架之间得到三个支承部位。对于无缺陷地吸收/承受轴向力和径向力有利的是，这些支承部位中任一个都构造有圆锥滚子轴承。

根据上述说明，第二转动件具有面对第一转动件的作用面和面对导向件的作用面。为实现特别紧凑的并且沿轴向方向稳定的实施形式，第二转动件上的两个作用面可在彼此相反的方向上扩展。

而根据上述说明，第一转动件具有面对承载件的作用面和面对第二转动件的作用面，这两个作用面可在相同方向上锥形或球形地扩展。

在此背景下，第二转动件在轴向方向上在两侧分别具有锥形或球形的空心廓形，第一转动件和导向件可分别伸入到所述空心廓形中。此外，对结构空间有利地，可以使承载件的作用面在径向内侧设置在第一转动件内部。

轮侧的承载件和车桥侧的导向件可在轴向方向上通过固定机构固定。尤其是，固定机构可在轴向方向上对导向件和承载件施加预紧力。通过这样固定或紧固承载件和导向件，可使支承部位尤其是被施加轴向压力和径向力，而轴向拉力可通过固定机构本身吸收。

在装配技术上有利的是，由承载件、转动件和导向件构成的四件式轮毂托架在装配方向上例如以插接方式彼此连接，而不需要用于轴向固定所述构件的沉割(hinterschneidend)结构。因此，在组装时，所述构件可容易地相互插接。另外，出于结构原因优选的是，固定机构使导向件和承载件彼此连接，其中，固定机构可设置在转动件的径向外部。

固定机构可同时作为联接装置在承载件与导向件之间起作用。联接装置又可作为转矩桥将转矩、例如制动力矩从承载件传递给导向件，进而传递给车身。为此，固定机构优选可以是万向接头或金属波纹管。

附图说明

下面借助于多个实施例来描述本发明。附图中：

图1示出用于调节轮悬架结构的轮距角和外倾角的装置的原理图，所述轮悬架结构用于机动车并具有多件式的轮毂托架；

图2示出根据图1的装置的具体实施形式，具有承载车轮的承载件、铰接在轮悬架结构的车轮导向元件上的导向件并且具有两个可转动的转动件，所述转动件可通过电调节马达调节；

图3示出根据图2的装置，其中放大地示出了转动件以及承载件和导向件的布置和转动支承；

图4示出所述装置的极其简化的视图以解释调节组件(Verstellmimik)；以及

图5a至图5c示出两个转动件之间的作用面的不同的变型方案。

具体实施方式

为了从理论上解释本发明，图1以粗略的原理图示出了用于机动车的轮悬架结构的轮毂托架10，为了调节车轮的外倾和/或轮距，所述轮毂托架被如下地划分：

轮毂托架10具有承载件12，机动车的车轮和行车制动器的制动元件(制动盘、制动鼓)可转动地支承在所述承载件中。需要注意的是，如果本文不作描述，则轮悬架结构的功能件可以具有公知的结构形式。

另外，轮毂托架10具有导向件14，所述导向件与轮悬架结构共同作用或者在可能情况下形成轮悬架结构的一部分。

在承载件12与导向件14之间作为调节元件设有两个基本上旋转对称的转动件16、18，所述转动件分别以可在转动轴线20、22上转动的方式与承载件12或导向件14连接。两个转动轴线20、22在图中同轴地取向并且在车轮转动轴线上延伸。

转动件16、18的与承载件12和导向件14直接相邻的接触面构造成旋转对称的，而转动件16、18通过倾斜面16b、18b彼此这样靠置，使得转动件16绕在图1中向上倾斜的转动轴线24转动。转动轴线24因此如图所示地相对于倾斜面16b、18b垂直并且相对于转动轴线22倾斜一确定角度x。

在图1中，承载件12的中心轴线20与导向件14的转动轴线22同轴，使得固定在承载件12上的车轮在无外倾角和轮距角的情况下得到调节。在稍后描述的图4中，附加地还示出中心轴线20′。当转动件16、18转动一180°的转动角度时得到中心轴线20′的所示角位置。

在承载件12上以及在导向件14上分别设置有电调节马达26、28，在原理图中所述电调节马达与转动件16、18通过齿形带30传动连接。借助于调节马达26、28，可使转动件16、18在两个转动方向上同向地或反向地转动，由此，承载件12在进行摆动运动或摆转运动(Taumelbewegung)的情况下相应地改变车轮的轮距角和/或外倾角。

图2和图3以沿着轮悬架结构的车轮的转动轴线22的纵向剖面示出了轮毂托架10的一个结构实施形式。

如上所述，轮毂托架10包括与车轮导向元件、如导杆等铰接的导向件14、承载车轮的承载件12和旋转对称的转动件16、18。

导向件14具有承载法兰34，所述承载法兰承载位于径向内部的支承环36。根据图3，支承环36的锥形的作用面36a面对位于径向外部的转动件18的锥形的作用面18a。支承环36通过支承滚子38与位于径向外部的转动件18形成第一圆锥滚子支承装置，所述第一圆锥滚子支承装置的转动轴线与转动轴线22重叠。

转动件18在其外周上设置有齿圈18c，所述齿圈与电调节马达28的不可见的驱动齿轮在传动上共同作用。调节马达28也固定在导向件14的承载法兰34上。

根据图3，承载件12具有径向取向的法兰区段40和轴向延伸的毂区段42。毂区段42在两个转动件16、18的径向内部一直延伸到承载法兰34的支承环36的高度。

在法兰区段40内部，设置有轮支承件44作为车轮法兰46的转动轴承，所述车轮法兰具有沿轴向伸入毂区段42中并且也大约一直延伸到支承环36的毂区段48。

在车轮法兰46上借助于车轮螺栓50(仅部分地示出)固定车轮和/或轮辋32以及盘式制动器的制动盘52。盘式制动器的制动钳以不可见的方式固定在承载件12的法兰区段40上。

此外，在毂区段42上通过内支承环54和圆锥滚子轴承56可转动地支承转动件16，其中，所述转动件的转动轴线也与车轮转动轴线22重叠。内支承环54和位于径向外部的转动件16为此具有相互面对的锥形的作用面54a和16a，圆锥滚子轴承56设置在所述作用面之间。

另外，转动件16通过具有支承滚子的第三圆锥滚子轴承58可转动地支承在转动件18中。在此，相关的锥形作用面16b、18b相对于转动轴线22这样倾斜，使得通过所述作用面的转动可将车轮的外倾角和/或轮距角调节成在大约5°的范围内偏离中性位置。

根据图3，转动件16伸入到法兰区段40的轴向槽40a中并且承载外齿圈16c，所述齿圈通过不可见的驱动齿轮并且穿过法兰区段40中的缺口与电调节马达26传动连接。调节马达26相应地固定在承载件12的法兰区段40上。

车轮法兰46通过仅部分示出的万向轴60驱动，出于简化原因，仅示出所述万向轴的万向节球壳62和套筒状的驱动轴颈64。驱动轴颈64在此通过插接齿部64a插入到车轮法兰46的毂区段48中并且借助于夹紧螺栓66连同夹紧套筒68夹紧在车轮法兰46上。在万向节球壳62的环形肩与轮支承件44之间支撑有间隔套筒69，所述间隔套筒与承载件12的毂区段42和车轮法兰46的毂区段48同轴设置并且在径向方向上设置在这两个毂区段之间。夹紧螺栓66由此夹紧由夹紧套筒68、车轮法兰46、轮支承件44、间隔套筒69和万向轴60构成的构件组合体。

作为导向件14与承载件12之间的抗转动装置，根据图2和图3，在转动件16、18的径向外部设置有一万向环72，所述万向环在周向上形锁合地通过例如轴向伸入到万向环72中的带动件在承载件12的法兰区段40上被导向并且所述万向环仅仅允许角偏转，而不允许相对转动。

上述的用于调节车轮外倾和/或轮距的装置在径向外部借助于橡胶弹性的波纹管74(参见图2)进行密封以隔绝环境影响，如湿分和污物。波纹管74在此相应地固定在承载件12的法兰区段40的环状突出部40a和导向件14的承载法兰34的环状突出部34a上。

作为替换方案，如图4所示，波纹管74可以构造成薄壁的金属波纹管，所述金属波纹管以足够的扭转刚度用作抗转动装置并且附加地具有一定程度的弯曲弹性，使得所述金属波纹管在密封位于径向内部的功能件的情况下能持久地吸收所述的调节角度。这样便可取消所述的万向环72。

在导向件14的承载板34上的支承环36与承载件12的毂区段42之间，对转动件16、18及其滚子支承装置等在径向内部的密封设置在万向轴60的万向节球壳62的区域中。在此需要考虑的是，在调节车轮的轮距和外倾时，承载件12连同在万向节中心的万向节中心轴(Gelenkpol)在M(图4)处(以M为中心)进行摆转运动，为此应在万向节球壳62与支承环36之间的环形间隙上设置足够的自由通道。

此外，为了保证可靠的密封，在毂区段42上以可轴向移动的方式支承套筒状的密封环76，所述密封环在其端侧上具有球形区段76a，所述球形区段与支承环36中的球冠状的缺口36b共同作用。

图4中极其简化地示出了根据本发明的轮悬架结构的调节组件。因此，调节马达26、28在金属波纹管74内部与转动件16、18作用连接，所述作用连接用箭头表示。如借助图3所述，转动件18具有两个作用面18a和18b。作用面18a、18b在彼此相反的方向上锥形地扩展。

两个转动件16、18的与外倾/轮距调节相关的作用面18b和16b在此相对于转动轴线22向上倾斜一锥角(γ+x)或(γ-x)。在支承环54与转动件16之间的锥形的作用面54a、16a在此在轴向方向上彼此嵌套。

图5a至图5c中示意性地示出了本发明的另外的变型方案。在基本的结构和工作方式方面，图5a所示的布置结构与上述装置相对应。与上述装置不同的是，图5a中在转动件16、18之间设置有滑动支承装置，在所述滑动支承装置中，锥形的作用面16b、18b彼此直接接触。此外，转动件16、18分别通过未示出的径向和轴向支承装置与承载件12和导向件14转动连接。

与图5a不同，在图5b和图5c中所示的、位于转动件16、18之间的滑动支承装置不是借助于相应的锥形作用面16b、18b来实现的。而是在图5b中转动件16的作用面16b大致构造成球形并且与转动件18的构造成球冠的作用面18b滑动接触。而在图5c中，转动件16的作用面16b按球盘形表面的方式构造，所述球盘形表面伸入到构造成锥形罐面的作用面18b中。

Claims (16)

1.一种用于机动车的轮悬架结构，具有以能转动方式支承车轮(1)的、轮侧的承载件(12)和车桥侧的导向件(14)，在所述承载件与所述导向件之间设置有能彼此相对转动的转动件(16，18)，其中，所述导向件(14)、所述转动件(16，18)和/或所述承载件(12)以彼此面对的第一、第二作用面(18a，36a；18b，16b；16a，54a)共同作用，其特征在于：所述第一作用面沿径向规定出锥形或球形的空心廓形，对应的第二作用面至少基本上形锁合地伸入所述空心廓形中。

2.根据权利要求1的轮悬架结构，其特征在于：所述第一、第二作用面通过滚动支承装置(38，56，58)相连接，在作用面为锥形的情况下通过圆锥滚子轴承相连接。

3.根据权利要求1或2的轮悬架结构，其特征在于：在所述转动件(16，18)之间的第一、第二作用面被设计成，使得所述转动件(16)的转动轴线(24)相对于所述转动件(18)的转动轴线(22)倾斜一倾角(x)。

4.根据权利要求1、2或3的轮悬架结构，其特征在于：在第二转动件(18)上形成的、与所述导向件(14)共同作用的作用面和与第一转动件(16)共同作用的作用面在彼此相反的方向上扩展。

5.根据上述权利要求之一的轮悬架结构，其特征在于：通过固定机构(72，74)——尤其是以规定的预紧力——使所述轮侧的承载件(12)和所述车桥侧的导向件(14)沿轴向方向固定。

6.根据权利要求5的轮悬架结构，其特征在于：所述固定机构(72，74)构造成连接所述承载件(12)和所述导向件(14)的联接装置。

7.根据权利要求5或6的轮悬架结构，其特征在于：所述固定机构是设置在所述转动件(16，18)的径向外部的万向接头(72)。

8.根据权利要求5、6或7的轮悬架结构，其特征在于：所述固定机构是设置在所述转动件(16，18)的径向外部的金属波纹管(74)。

9.根据上述权利要求之一的轮悬架结构，其特征在于：两个彼此面对的所述作用面(18a，36a；18b，16b；16a，54a)都构造成锥形。

10.根据权利要求1至8之一的轮悬架结构，其特征在于：所述第一作用面(18b)构造成球冠，所述第二作用面(16b)相应地构造成球形。

11.根据权利要求1至8之一的轮悬架结构，其特征在于：所述第一作用面(18b)是锥形的，所述第二作用面(16b)具有球盘形表面。

12.根据权利要求1的轮悬架结构，其特征在于：所述第一、第二作用面直接地、必要时在设有降低摩擦的涂层的中间层的情况下彼此接触。

13.根据上述权利要求之一的轮悬架结构，其特征在于：所述第一、第二作用面构造在所述承载件(12)与所述第一转动件(16)之间和/或在所述两个转动件(16，18)之间和/或在所述第二转动件(18)与所述导向件(14)之间。

14.根据上述权利要求之一的轮悬架结构，其特征在于：形成在所述第一转动件(16)上的、与所述承载件(12)共同作用的作用面和与所述第二转动件(18)共同作用的作用面在相同方向上扩展。

15.根据上述权利要求之一的轮悬架结构，其特征在于：第二转动件(18)在轴向方向上在两侧分别具有锥形或球形的空心廓形，第一转动件(16)和所述导向件(14)分别伸入到所述空心廓形中。

16.根据上述权利要求之一的轮悬架结构，其特征在于：所述轮侧的承载件(12)、所述两个转动件(16，18)和/或所述车桥侧的导向件(14)在轴向装配方向上无沉割地彼此连接。

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