CN103079848B - 机动车的轮悬架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车的轮悬架，具有固定在车身（7）上的电减振器（16），所述减振器具有能由车轮（1）的平移式的车轮运动（B）驱动以产生感生电压的发动机（15）。根据本发明，发电机（15）的定子（18）和转子（19）通过至少一个传动级（I、II）相互连接，所述传动级（I、II）的传动元件是齿条传动机构（11）的传动齿轮（14），该齿条传动机构与轮悬架的跟随车轮运动（B）的轮毂托架（3）传动连接。

Description

机动车的轮悬架
技术领域
本发明涉及一种机动车的轮悬架。
背景技术
机动车的轮悬架可以具有电缓冲减振器，其对运行引起的机动车振动进行衰减。该电减振器可以具有将振动能量转化为电能的发电机，该电能可以通过相应的功率电子件供给到机动车的车载网络中。
DE10115858A1公开了一种这样的电减振器，其发电机可以由运行引起的车轮的上下运动驱动并且由此产生感生电压。
为驱动DE10115858A1所公开的发电机，设置有滚珠丝杆传动机构，其具有以不能相对转动的方式配设给承载弹簧的下弹簧座的、与丝杠共同作用的螺母。丝杠又驱动用于产生感生电压的发电机的转子轴。此外滚珠丝杠传动机构也可以实施为齿条-齿轮传动机构。
DE10115858A1所公开的电减振器的发电机位于上承载弹簧座上，其在铰接位置处铰接连接在车身上。此外发电机设置在承载弹簧内部。由此仅有大大减少的结构空间被提供给发电机。此外在发电机中运转的转子产生的转动运动在常规的机动车运行中较小，由此发电机总共仅能以减小的效率工作。
EP2098390A1公开了一种上述类型的机动车轮悬架，该轮悬架包括固定在车身上的电减振器，该电减振器包括能由车轮的平移运动来驱动而产生感生电压的发电机，其中，该发电机通过齿条传动机构与轮悬架的跟随车轮运动的轮毂托架传动连接。
发明内容
本发明的目的由此在于，提供一种具有电减振器的轮悬架，该减振器的发电机在行驶运行中可以有效地感生电压。
该目的由一种机动车的轮悬架得到解决，该轮悬架具有固定在车身上的电减振器，所述电减振器具有能由车轮的平移式的车轮运动驱动以产生感生电压的发电机，其中，发电机的定子和转子通过至少一个传动级相互连接，所述定子作为传动级的组成部分在衰减过程中本身主动转动，所述传动级的传动元件是齿条传动机构的传动齿轮，该齿条传动机构与轮悬架的跟随车轮运动的轮毂托架传动连接。
根据本发明的一个方面，发电机的定子和转子通过至少一个传动级相互连接。由此根据本发明，发电机的转子和定子都是传动级的组成部分。通过这种结构产生了与上述现有技术不同的工作原理，其中定子不是固定不动的构件，而其实是在衰减过程中本身主动转动的。定子的转动运动可以通过传动级传递给转子。通过合适的传动比能使转子以与定子相比明显更大的转速转动。由此可以在发电机中产生大大提高的感生电压。
此外根据本发明除了定子和转子外，齿条传动机构的传动齿轮也是传动级的另外的组成部分。该齿条传动机构又与轮悬架的跟随平移式的车轮运动的轮毂托架传动连接。借助齿条传动机构的齿条可以将由车轮运动导致的轮毂托架的平移式的上下运动通过集成在传动级中的传动齿轮直接转化成转子或定子的转动。这种传动连接所须的结构空间明显比其中一杠杆臂将平移式的车轮运动转化为转子转动运动的连杆机构中更紧凑。
鉴于有限的结构空间，优选的是，电减振器的发电机不直接设置在轮毂托架的区域中，而是与之间隔开设置。在此情况下齿条传动机构的齿条可以是在轮毂托架和车身之间延伸的轮引导元件。该轮引导元件在此可以在其远离轮毂托架的端部上具有与上述传动齿轮相啮合的齿条区段。
在进一步减小结构空间方面，齿条传动机构可以直接被集成在轮引导元件在车身上的铰接位置中。在此情况下轮引导元件和发电机的与之啮合的传动齿轮可以被视为铰接副，并且尤其在轮引导元件的远离轮毂托架的端部上是这样。为了有利于铰接位置构造的结构空间，可以使转子和定子的转动轴设置成与铰接位置的摆动轴相同。本发明意义上的轮引导元件可理解成轮控制臂，该轮控制臂以公知的方式将轮毂托架与车身连接并且例如是横向控制臂、纵向控制臂或倾斜控制臂。为了方便地将车轮的平移式的上下运动转换为轮引导元件的传动运动，具有优点的是，轮引导元件通过摆动支承件与轮毂托架铰接连接。由此，可以补偿轮毂托架和轮引导元件之间的不同的角位置。
为了进一步减小结构空间，齿条传动机构的传动齿轮可以间接或直接驱动电减振器的发电机的转子和/或定子。优选的是，传动齿轮在此作为环齿轮以不能相对转动的方式坐置在转子轴上或在外侧坐置在定子上。
当在定子和转子之间转换的、至少一个传动级是结构长度比其他传动机构类型大大减小了的行星齿轮传动机构时，实现电减振器的特别减小空间的构造方案。为了进一步减小结构空间，在此发电机的定子可以与传动级的行星齿轮传动机构的位于径向外部的齿圈一起形成一体式的结构单元。因此该齿圈可以作为传动级的输入元件起作用。该传动级的输出元件可以优选是位于径向内部的太阳轮。
根据要达到的定子和转子之间的传动比，位于径向内侧的太阳轮可以直接驱动转子或者与第二传动级的输入元件以不能相对转动的方式连接。该第二传动级也可以实施为行星齿轮传动机构，借助其可以将驱动力矩以合适的传动比导入到转子中。第一传动级的行星齿轮架可以以不能相对转动的方式支承在车身上并且由此起到支撑转矩的作用。
在附加具有第二传动级的情况下，第二传动级的行星齿轮传动机构的齿圈可以作为转矩支撑结构与车身以不能相对转动的方式连接。与之相反，第二传动级的太阳轮可以作为输出元件与发电机的转子轴相连。
在一替代实施方案中，齿条传动机构的传动齿轮可以直接以不能相对转动的方式坐置在发电机的转子轴上。为此齿条可以在两侧具有第一齿部和第二齿部。第一齿部可以直接与坐置在转子轴上的传动齿轮啮合。而齿条的第二齿部可以通过传动级与定子传动地连接。
附图说明
下面借助附图来对本发明的两个实施例进行说明。
附图示出：
图1示出车轮的轮悬架的概略示意图；
图2示出轮悬架的轮引导元件在车身上的铰接位置；
图3示出固定在车身上的电减振器的示意性的侧向剖视图；和
图4以与图3对应的视图示出第二实施例。
具体实施方式
图1示出机动车的车轮1的轮悬架。车轮1以可转动方式支承在轮毂托架3上。该轮毂托架3通过横向控制臂5铰接在车身7上。此外轮毂托架3通过倾斜控制臂9在铰接位置S处与车身7连接，具体而言围绕摆动轴D铰接。如从图1可进一步得出，倾斜控制臂9通过摆动支承件10连接在轮毂托架3上。由此能容易地朝向电减振器16的方向传递平移的上下运动B。
图2中放大示出倾斜控制臂9和车身7之间的铰接位置S。根据图2，倾斜控制臂9的铰接通过齿条传动机构11进行。该齿条传动机构11作为传动副具有在倾斜控制臂9的远离轮毂托架的端部上形成的齿条区段13。该齿条区段13与作为电减振器16组成部分的发电机15的传动环齿轮14相啮合。
发电机15例如可以是转动电极发电机，其包含位于径向外部的定子18以及一与之共同作用的、如图3中所示的转子19。该近乎空心圆柱形实施的定子18在其内侧上支承有未详细示出的感应线圈，该感应线圈与转子的同样未详细示出的电磁体共同作用。替代于此，也可以是感应线圈坐置在转子上而场磁体坐置在定子上。齿条传动机构11的环齿轮14在此根据图2和图3以不能相对转动的方式设置在定子18的外周上。
如从图2进一步可知，发电机15伸入电减振器16的减振器壳体21中。该减振器壳体21借助螺栓连接结构22与在图2中的车身7的固定托架23以不能相对转动的方式连接，图2中仅以虚线示出其中一个固定托架。在减振器壳体21中设有两个传动级I、II，这两个传动级将定子18与发电机15的转子19传动相连。传动级I、II在图3中得到详细示出。根据图3，定子18朝向右侧画面边缘穿过齿圈20向右延长。该相对于定子18具有更大直径的齿圈20在轴向上通过过渡台阶与定子18相邻接并且构成设计作为行星齿轮传动机构的传动级I的力矩-输入元件。铰接位置S的摆动轴D在此有利于结构空间地与定子18和/或转子19的转动轴A相同。
在实施为行星齿轮传动机构的传动级I中，齿圈20以其内齿部21与行星齿轮22啮合。这些行星齿轮又和与转子19的转动轴A同轴设置的太阳轮啮合。第一传动级I的行星齿轮22在图3中以可转动方式支承在行星齿轮架25上。该行星齿轮架以不能相对转动的方式形成在减振器壳体21上，该减振器壳体通过所述的固定托架23安装在车身7上。
第一传动级I的太阳轮在图3中由空心轴28支承，在该空心轴在图3中位于右侧的端面上形成第二传动级II的行星齿轮架29。第二传动级II连同第一传动级I都作为行星齿轮传动机构实施，其中行星齿轮30在径向外部与固定安装在车身7上的减振器壳体21的内齿部33啮合。第二传动级II的与行星齿轮30啮合的太阳轮构成传动机构-输出元件。太阳轮35此外通过一共轴地穿过空心轴28的驱动轴36与发电机15的转子19传动相连。
如从图3中进一步得知，远离轮毂托架的铰接位置S由倾斜控制臂9的齿条区段13和齿条传动机构11的环齿轮14构成。横向控制臂9在此可纵向移动地在仅示意示出的、矩形轮廓的护轨25中延伸。护轨25在图3中示例性的安装在减振器壳体21上。在图2中，护轨25出于简明性而被省略。
在机动车运行中，轮毂托架3或在其中以可转动方式支承的车轮1被加载以平移地上下运动B。这些车轮运动B通过支承控制臂9作为同样平移的驱动运动C被导入电减振器16，如图2所示那样。通过齿条区段13导入定子18中的驱动力矩在图3所示的力矩流动方向M上通过齿圈20被传递到第一传动级I中。通过作为第一传动级I的输出元件起作用的太阳轮，驱动力矩通过行星齿轮架29导入第二传动级II中。在此这两个传动级I、II的传动比的大小为：使得即使在车轮运动B很小或波长很长时也得到有利于有效电压感生的转子转速。
图4中示出本发明的第二实施例，其中转子19同样通过传动级I与定子18传动相连。如同第一实施例中一样，齿条传动机构11的传动齿轮14是传动级I的组成部分。该传动齿轮14同样由倾斜控制臂9的齿条区段13驱动。
不同于第一实施例的是，齿条传动机构的传动齿轮14不坐置在定子18上，而是以不能相对转动的方式坐置在转子轴36上。倾斜控制臂9的齿条区段13此外在两侧由第一齿部41和与之对置的第二齿部42实施。第一齿部41根据图4与传动齿轮14啮合，而第二齿部42与小齿轮43啮合。
小齿轮43通过中间轴44与圆柱齿轮45相连。传动级I的圆柱齿轮45又通过中间传动装置46与定子18啮合。由此确保了定子18和转子19相互反向转动。这种类型的中间传动级可以在需要时也用于第一实施例中，以便在必要时提高转子19和定子18之间的相对转速。

Claims (16)

1.一种机动车的轮悬架，具有固定在车身(7)上的电减振器(16)，所述电减振器具有能由车轮(1)的平移式的车轮运动(B)驱动以产生感生电压的发电机(15)，其特征在于，发电机(15)的定子(18)和转子(19)通过至少一个传动级(I、II)相互连接，所述定子(18)作为传动级(I、II)的组成部分在衰减过程中本身主动转动，所述传动级(I、II)的传动元件是齿条传动机构(11)的传动齿轮(14)，该齿条传动机构与轮悬架的跟随车轮运动(B)的轮毂托架(3)传动连接。
2.根据权利要求1所述的轮悬架，其特征在于，齿条传动机构(11)具有在轮毂托架(3)和车身(7)之间延伸的轮引导元件(9)。
3.根据权利要求2所述的轮悬架，其特征在于，所述轮引导元件是利用齿条区段(13)与传动齿轮(14)啮合的横向控制臂或纵向控制臂。
4.根据权利要求2所述的轮悬架，其特征在于，齿条传动机构(11)构成在轮引导元件(9)和车身(7)之间的铰接位置(S)处。
5.根据权利要求4所述的轮悬架，其特征在于，所述铰接位置在轮引导元件(9)的远离轮毂托架的端部上。
6.根据权利要求2或4所述的轮悬架，其特征在于，轮引导元件(9)通过摆动支承件(10)与轮毂托架铰接连接。
7.根据权利要求1或2所述的轮悬架，其特征在于，齿条传动机构(11)的传动齿轮(14)以不能相对转动的方式坐置在定子(18)上。
8.根据权利要求1所述的轮悬架，其特征在于，传动级(I，II)作为行星齿轮传动机构实施，所述传动级(I，II)是第一传动级(I)和第二传动级(II)。
9.根据权利要求8所述的轮悬架，其特征在于，第一传动级(I)的位于径向外部的齿圈(20)和发电机(15)的定子(18)构成一体式的结构单元，和/或齿圈(20)是第一传动级(I)的输入元件，通过该输入元件能将驱动力矩导入第一传动级(I)中。
10.根据权利要求8或9所述的轮悬架，其特征在于，行星齿轮传动机构的位于径向内部的太阳轮作为输出元件起作用，该输出元件以不能相对转动的方式坐置在转子轴(36)上或以不能相对转动的方式与第二传动级(II)的输入元件(29)相连接。
11.根据权利要求8或9所述的轮悬架，其特征在于，第一传动级(I)的行星齿轮架(25)以不能相对转动的方式支承在车身(7)上。
12.根据权利要求10所述的轮悬架，其特征在于，第一传动级(I)的太阳轮与第二传动级(II)的行星齿轮传动机构的作为输入元件起作用的行星齿轮架(29)以不能相对转动的方式相连。
13.根据权利要求12所述的轮悬架，其特征在于，第二传动级(II)的行星齿轮传动机构的齿圈(21)以不能相对转动的方式支承在车身(7)上。
14.根据权利要求13所述的轮悬架，其特征在于，第二传动级(II)的行星齿轮传动机构的太阳轮作为与发电机(15)的转子轴(36)相连接的输出元件起作用。
15.根据权利要求1或2所述的轮悬架，其特征在于，齿条传动机构(11)的传动齿轮(14)以不能相对转动的方式坐置在发电机(15)的转子轴(36)上。
16.根据权利要求15所述的轮悬架，其特征在于，齿条传动机构(11)的齿条区段(13)在两侧构造有第一齿部(41)和第二齿部(42)，所述齿条区段以第一齿部(41)驱动坐置在转子轴(36)上的传动齿轮(14)而以第二齿部(42)驱动坐置在定子(18)上的小齿轮(43)。
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