CN105392696A - 枢轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其是用于摩托车前轮悬挂系统的枢轴承(34)，该枢轴承包括第一轴承部(36)，其允许构件围绕第一枢转轴线(M1)枢转。该枢轴承(34)包括第二轴承部(38)，其允许构件围绕第二枢转轴线(M2)枢转；在此，两个枢转轴线(M1、M2)相交。两个轴承部(36、38)彼此连接并且构成一个结构单元。

Description

枢轴承
技术领域
本发明涉及一种尤其是用于摩托车前轮悬挂系统的枢轴承(Schwenklager)。本发明还涉及一种包括这种枢轴承的摩托车前轮悬挂系统。
背景技术
术语“Duolever”公开了一种用于BMW摩托车的前轮悬挂系统，其包括两个上下叠置的、分别可枢转地支承在框架或发动机壳体上的纵向转向杆。这些纵向转向杆的前端部分别通过一个球窝关节与叉状轮架连接，与分别具有两个滑动管和立管的传统结构方式不同，该轮架构造成一体的。减振和缓冲通过弹簧腿实现，该弹簧腿铰接在两个纵向转向杆的下纵向转向杆上并且支撑在框架上。通过该转向杆控制的转向运动经由支承在转向头和轮架上的梯形剪式铰链传递到轮架上。
已经认识到，球窝关节为了从静摩擦过渡到滑动摩擦而必须克服起动力矩。在之前描述的“Duolever”前轮悬挂系统中，这涉及轮架的弹动和从静止位置的转向。
作为该问题的解决方案，在WO2007/131590A1中提出：纵向转向杆的前端部不通过球轴承、而是通过滚动轴承形式的枢轴承与轮架连接，该枢轴承的枢转轴线横向于摩托车的纵向方向延伸。该枢轴承允许轮架相对于摩托车框架的弹动运动。对于轮架的可转向性所需的另一回转自由度通过一个管实现，该管在两个横向连接元件(叉桥)之间延伸，所述横向连接元件连接轮架的叉臂。管的端部分别通过一个枢轴承与横向连接元件连接。这两个转向轴承也由滚动轴承构成，从而在轮架转向时也在很大程度上避免了起动力矩。
然而，根据WO2007/131590A1的、用于形成对于轮架的减振和可转向性所需的自由度的多个标准滚动轴承的组合需要较大安装空间。其它缺点还在于重量大及安装成本高。
发明内容
本发明的任务在于克服上述缺点并实现一种紧凑的、可简单安装的、具有多个自由度的支承装置。
该任务通过具有权利要求1所述的特征的枢轴承来解决。本发明的枢轴承的有利和优选方案在从属权利要求中给出。
根据本发明的、尤其是用于摩托车前轮悬挂系统的枢轴承包括第一轴承部，其允许构件围绕第一枢转轴线枢转。该枢轴承还包括第二轴承部，其允许构件围绕第二枢转轴线枢转，在此两个枢转轴线相交。两个轴承部彼此连接并且构成一个结构单元。
本发明基于下述认识：枢转轴线相交的组合式枢轴承能实现在轮架减振和转向时所需的所有运动。
通过将两个轴承部组合成一个结构单元，根据本发明的枢轴承更易于操作并且在存储和运输方面具有物流优势。
根据本发明的枢轴承尤其适合于摩托车的前轮悬挂系统、尤其是适合于轮架的支承。但原则上也可想到其它涉及具有多个自由度的回转运动的应用可能性。
根据本发明的一种优选实施方式，第一轴承部和/或第二轴承部具有至少一个滚动轴承、尤其是圆锥滚子轴承。由此克服了球窝关节的主要问题。在此应强调在实践中不再存在的起动力矩(显著减少的静摩擦及滑动摩擦)和明显更低的温度敏感性(正好在发动机附近)，这因此不再妨碍在底盘和转向装置中的应用。
如下方案证明是特别有利的，即：在第一轴承部中和/或在第二轴承部中安装有两个相对于彼此调节的、尤其是以O型布置结构的圆锥滚子轴承。该方案能够吸收同时作用的径向和轴向负荷(“组合负荷”)。
本发明的枢轴承的该优选方案规定，第一轴承部具有轴承壳体，在该轴承壳体中可旋转地支承有销，并且第二轴承部具有外侧轴承套，在该外侧轴承套中可旋转地支承有夹紧套筒，其中，所述轴承套构造在销中或由销本身构成。在枢轴承的安装状态中轴承壳体固定地安装。具有可在轴承壳体中旋转的销和可在销中旋转的夹紧套筒的该特殊方案能实现枢轴承的简单且紧凑的设计，其具有较少构件且需要较少的安装空间。
为了使待与本发明的枢轴承铰接的构件能够尽可能简单地安装到夹紧套筒中，所述夹紧套筒优选设置在销的突出于轴承壳体的区段中并且因此可毫无问题地接近。
根据本发明的一种有利方面，所述销的远离夹紧套筒的、优选圆柱形的区段是中空的，并且该区段的自由边缘向外卷曲。该销区段的中空设计减轻了重量并且简化了自由边缘的卷曲。卷曲本身有利地用于将相邻的轴承部件、尤其是轴承环固定在销上。在此情况下可省却引起重量、安装空间和成本并且必须防松开地被固定的螺母或螺栓。因此卷曲有利于减少重量、成本和安装空间并且还提高本发明的枢轴承的功能可靠性。
如上所述，在销的卷曲边缘上支撑有轴承环，该轴承环包围销的远离夹紧套筒的区段，其中，轴承环的外径向卷曲边缘的方向优选增加。轴承环基于卷曲而可靠地保持在销上。
轴承环构成用于第一轴承部的第一滚动体的优选略微倾斜的滚动面，所述第一滚动体设置在轴承壳体(一方面)和轴承环(另一方面)之间。
另一圆锥滚子轴承的与此匹配的设置通过如下方案实现，即：所述销具有靠近夹紧套筒的中间区段，该中间区段的外径向夹紧套筒的方向优选增加，其中，在中间区段和轴承壳体之间设有第一轴承部的第一滚动体。
在本发明的枢轴承的一种特别紧凑的方案中，所述销具有空腔，夹紧套筒插入该空腔中，其中，在空腔壁和夹紧套筒之间设有第二轴承部的第二滚动体。
关于倾斜设置的第二圆锥滚子轴承，所述第二滚动体靠置在空腔壁的至少一个环形面上，该环形面的中轴线平行于第二枢转轴线延伸，其中，该环形面相对于第二中轴线倾斜。
在枢轴承的该优选实施方式中，第二滚动体靠置在至少一个内环上，该内环不可相对旋转地联接到夹紧套筒上。夹紧套筒与内环一起构成滚动轴承的可相对于外侧轴承套旋转的内部件。
根据本发明的一个特别有利的方面，夹紧套筒的至少一个自由边缘向外卷曲并且在夹紧套筒的一个或两个卷曲边缘上分别支撑有一个内环，该内环的外径向夹紧套筒的相配的自由边缘的方向优选增加。中空的夹紧套筒能够以简单的方式容纳待支承的构件，其中，该卷曲能够有利地用于将至少一个内环固定在夹紧套筒上。内环基于卷曲而可靠地保持在夹紧套筒上。在此情况下可省却引起重量、安装空间和成本并且必须防松开地被固定的螺母或螺栓。因此卷曲有利于减少重量、成本和安装空间并且还提高本发明的枢轴承的功能可靠性。内环的截锥状的形状对于倾斜设置的圆锥滚子轴承设计十分重要。
为了实现或至少辅助第二滚动体的规定的轴向预紧，根据本发明的一种扩展方案，在两个内环之间设有包围夹紧套筒的间隔环。
本发明还提供一种用于摩托车的前轮悬挂系统，其包括轮架和纵向或横向转向杆，所述纵向或横向转向杆将轮架与摩托车的支承构件、尤其是摩托车框架或发动机壳体连接。所述纵向或横向转向杆分别借助前述类型的枢轴承铰接在轮架上。
此外，本发明规定一种用于摩托车的前轮悬挂系统，其包括伸缩叉形式的轮架。在摩托车的支承构件、尤其是摩托车框架或发动机壳体与轮架之间的至少一个支承位置通过前述类型的枢轴承构成。
关于本发明的前轮悬挂系统的优点，参见前面有关本发明的枢轴承的优点的说明。
附图说明
本发明的其它特征和优点由下述说明和所引用的附图给出。附图如下：
图1为根据现有技术的摩托车前轮悬挂系统的剖切侧视图；
图2为根据现有技术的另一种前轮悬挂系统的局部侧视图；
图3为沿图2中B-B线的剖视图；
图4为本发明的枢轴承的透视图；
图5为图4的枢轴承的侧视图；
图6为沿图5中C-C线的剖视图；
图7为根据本发明的枢轴承的另一种实施方式的、相应于图6的剖视图。
具体实施方式
图1示出已知的“Duolever”型的摩托车前轮悬挂系统。在此构造为具有(在此未示出的)用于减振的中央弹簧腿的铸件形式的一体轮架10借助下纵向转向杆12和上纵向转向杆14支承在摩托车框架和/或摩托车发动机壳体上，在此纵向转向杆12、14的前端部通过球窝关节16与轮架10连接。
在图2和3中所示的、根据现有技术的前轮悬挂系统包括叉状的轮架10'，该轮架具有下叉桥18和上叉桥20，该下叉桥和上叉桥将两个叉臂22彼此连接，在此仅能看到左叉臂。在上述实施方式中，轮架10'借助下纵向转向杆12和上纵向转向杆14支承在摩托车框架上。两个纵向转向杆12、14分别具有左纵向转向杆臂12a或14a和右纵向转向杆臂12b或14b，在图2中仅能看到左纵向转向杆臂。
在下叉桥18和上叉桥20之间延伸有控制管24。该控制管24的下端部通过第一滚动轴承26与下叉桥18连接。相应地，控制管24的上端部通过第二滚动轴承28与上叉桥20连接。第一滚动轴承26和第二滚动轴承28同轴设置并且用作转向轴承。纵向转向杆臂12a、12b或14a、14b的前端部分别通过下方的第三滚动轴承30和上方的第四滚动轴承32与控制管铰接连接。第三滚动轴承30和第四滚动轴承32允许轮架10'相对于摩托车框架的弹动运动。
下面说明根据本发明的枢轴承，其可在上述前轮悬挂系统中分别代替一个球窝关节16或两个下滚动轴承26、30或两个上滚动轴承28、32。
在图4至6中示出的枢轴承34是组合式枢轴承，其包括第一轴承部36和第二轴承部38。为简单起见示出无密封装置的枢轴承34。
第一轴承部36包括轴承壳体40，该轴承壳体具有大致圆柱形的壳体区段42和径向突出的凸缘44，它们设置用于固定安装第一轴承部36。
在轴承壳体40中央容纳有关于其中轴线M1大致旋转对称的销46。该销46具有圆柱形的下部区段48，该区段过渡到直径连续加宽的中间区段50中。在中间区段50上连接也大致为圆柱形的销上部区段52。
销46的下部区段48具有自由边缘54，并且出于重量原因和为了使自由边缘54的卷曲更加简单而可构造成中空的。销46的下端部被一个轴承环58包围，该轴承环的外径向上减小。因此，轴承环58具有截锥状的形状。销46的自由下边缘54向外卷曲，从而将轴承环58牢固地保持在销46上。在此位置未设置其它用于将轴承环58保持在销46上的紧固装置。
轴承壳体40的形状适配轴承环58和销46中间区段50的几何形状。在轴承环58和与之相对置的轴承壳体区段之间以及在销46中间区段50和与之相对置的轴承壳体区段之间沿圆周分布地设置截锥形或圆柱形滚子形式的多个第一滚动体56。第一滚动体56的旋转轴线相对于销46的中轴线M1倾斜。
第一轴承部36的该结构相应于两个相对于彼此调节的圆锥滚子轴承结构，其以O型布置结构安装并且允许销46(包括轴承环58)相对于轴承壳体40围绕销46的中轴线M1旋转。因此轴线M1构成第一轴承部36的枢转轴线。
第二轴承部38构造在销上部区段52中并且包括一个在其中围绕其中轴线M2被可旋转地支承的夹紧套筒60，该夹紧套筒用于容纳待支承的构件。为此在销上部区段52中设置空腔，该空腔横向于轴线M1完全贯穿销上部区段52。夹紧套筒60插入该空腔中，该夹紧套筒与两个内环62一起构成滚动轴承的内部件。
为了将两个内环62牢固地保持在夹紧套筒60上，夹紧套筒60自由端部的边缘64向外卷曲。在此位置未设置其它用于将内环62保持在夹紧套筒60上的紧固装置。
两个沿轴向相互间隔开的内环62的外径从外向内减小，以致两个内环62与第一轴承部36的轴承环58类似具有截锥状的形状。
在销上部区段52中的空腔具有两个与内环62相对置并且与之协调一致的环形面66。环形面66的中轴线平行于销46的中轴线M1、更确切地说与之重合。环形面66关于轴线M2倾斜，环形面66与轴线M2的距离向夹紧套筒60的卷曲边缘64的方向一直增加。
截锥形或圆柱形滚子形式的第二滚动体68沿圆周分布地靠置在内环62上，所述第二滚动体支撑在销46的环形面66上。第二滚动体68的旋转轴线也相对于夹紧套筒60的中轴线M2倾斜。
因此第二轴承部38的结构也相应于两个相对于彼此调节的、以O型布置结构安装的圆锥滚子轴承的结构。由于第二滚动体68，夹紧套筒60(包括内环62)可相对于第一轴承部36的用作外侧轴承套的销46围绕其中轴线M2旋转。因此轴线M2构成第二轴承部38的枢转轴线。
第二轴承部38的外侧轴承套由第一轴承部36的销46、更确切地说由销上部区段52构成，因此两个轴承部36、38形成一个结构单元。
由图6可见，两个轴承部36、38的枢转轴线M1和M2垂直相交。
图7示出根据本发明的枢轴承34的一种变型方案。在第二轴承部38中在两个内环62之间设有一个包围夹紧套筒60的间隔环70。该间隔环70独立于卷边的夹紧力和紧固元件的夹紧力而保持第二滚动体68的轴向预紧。
组合式枢轴承34的安装位置设置在图1中设有球窝关节16的位置、即在轮架10和纵向或横向转向杆12、14之间。枢轴承34因此将轮架10与纵向或横向转向杆12、14连接并且在一体的轮架(例如呈具有弹簧腿的铸件形式的轮架)中不仅允许车轮提升运动而且也允许转向运动。
组合式枢轴承34也可用于包括具有两个立管和两个滑动管的传统伸缩叉的双轮车中。枢轴承代替转向头中的上轴承和下轴承。由此省却了否则通常存在的对转向头轴承的调节。
组合式枢轴承34可以以相同方式用于前轮悬挂系统(参见图1)的转向拉杆系统72中。
原则上根据本发明的枢轴承34可普遍用于需要具有多个自由度的回转运动的情况。
附图标记列表
10、10'轮架
12下纵向转向杆
12a下纵向转向杆的左纵向转向杆臂
12b下纵向转向杆的右纵向转向杆臂
14上纵向转向杆
14a上纵向转向杆的左纵向转向杆臂
14b上纵向转向杆的右纵向转向杆臂
16球窝关节
18下叉桥
20上叉桥
22叉臂
24控制管
26第一滚动轴承
28第二滚动轴承
30第三滚动轴承
32第四滚动轴承
34枢轴承
36第一轴承部
38第二轴承部
40轴承壳体
42圆柱形壳体区段
44凸缘
46销
48销下部区段
50中间区段
52销上部区段
54销的下边缘
56轴承环
58第一滚动体
60夹紧套筒
62内环
64夹紧套筒的自由边缘
66环形面
68第二滚动体
70间隔环
72转向拉杆系统

Claims (16)

1.一种枢轴承(34)，该枢轴承尤其是用于摩托车的前轮悬挂系统，该枢轴承包括：
第一轴承部(36)，其允许构件围绕第一枢转轴线(M1)枢转；
第二轴承部(38)，其允许构件围绕第二枢转轴线(M2)枢转；
在此，两个枢转轴线(M1、M2)相交，并且两个轴承部(36、38)彼此连接并且构成一个结构单元。
2.根据权利要求1所述的枢轴承(34)，其特征在于，所述第一轴承部(36)和/或所述第二轴承部(38)具有至少一个滚动轴承、尤其是圆锥滚子轴承。
3.根据权利要求2所述的枢轴承(34)，其特征在于，在所述第一轴承部(36)中和/或在所述第二轴承部(38)中安装有两个相对于彼此调节的、尤其是以O型布置结构的圆锥滚子轴承。
4.根据上述权利要求之一所述的枢轴承(34)，其特征在于，所述第一轴承部(36)具有轴承壳体(40)，在该轴承壳体中可旋转地支承有销(46)，并且所述第二轴承部(38)具有外侧轴承套，在该外侧轴承套中可旋转地支承有夹紧套筒(60)，其中，所述轴承套构造在所述销(46)中或由所述销(46)本身构成。
5.根据权利要求4所述的枢轴承(34)，其特征在于，所述夹紧套筒(60)设置在所述销(46)的突出于所述轴承壳体(40)的区段(52)中。
6.根据权利要求4或5所述的枢轴承(34)，其特征在于，所述销(46)的远离所述夹紧套筒(60)的、优选圆柱形的区段(48)是中空的，并且该区段(48)的自由边缘(54)向外卷曲。
7.根据权利要求6所述的枢轴承(34)，其特征在于，在所述销(46)的卷曲边缘(54)上支撑有轴承环(58)，该轴承环包围所述销(46)的远离所述夹紧套筒(60)的区段(48)，其中，所述轴承环(56)的外径向所述卷曲边缘(54)的方向优选增加。
8.根据权利要求7所述的枢轴承(34)，其特征在于，在所述轴承壳体(40)和所述轴承环(58)之间设有所述第一轴承部(36)的第一滚动体(58)。
9.根据权利要求4至8之一所述的枢轴承(34)，其特征在于，所述销(46)具有靠近所述夹紧套筒(60)的中间区段(50)，该中间区段的外径向所述夹紧套筒(60)的方向优选增加，其中，在该中间区段(50)和所述轴承壳体(38)之间设有所述第一轴承部(36)的第一滚动体(56)。
10.根据权利要求4至9之一所述的枢轴承(34)，其特征在于，所述销(46)具有空腔，所述夹紧套筒(60)插入该空腔中，其中，在该空腔壁和所述夹紧套筒(60)之间设有所述第二轴承部(38)的第二滚动体(68)。
11.根据权利要求10所述的枢轴承(34)，其特征在于，所述第二滚动体(68)靠置在该空腔壁的至少一个环形面(66)上，该环形面的中轴线平行于所述第二枢转轴线(M2)延伸，其中，该环形面(66)相对于所述第二中轴线(M2)倾斜。
12.根据权利要求10或11所述的枢轴承(34)，其特征在于，所述第二滚动体(68)靠置在至少一个内环(62)上，该内环不可相对旋转地联接到所述夹紧套筒(60)上。
13.根据权利要求12所述的枢轴承(34)，其特征在于，所述夹紧套筒(60)的至少一个自由边缘(64)向外卷曲，并且在所述夹紧套筒(60)的一个或两个卷曲边缘上分别支撑有一个内环(62)，该内环的外径向所述夹紧套筒(60)的相配的自由边缘(64)的方向优选增加。
14.根据权利要求13所述的枢轴承(34)，其特征在于，在两个内环(62)之间设有包围所述夹紧套筒(60)的间隔环(70)，该间隔环引起所述第二滚动体(68)的轴向预紧。
15.一种用于摩托车的前轮悬挂系统，包括轮架(10；10')和纵向或横向转向杆(12、14)，所述纵向或横向转向杆将所述轮架(10；10')与所述摩托车的支承构件、尤其是摩托车框架或发动机壳体连接，其特征在于，所述纵向或横向转向杆(12、14)分别借助根据权利要求1至14之一所述的枢轴承(34)铰接在所述轮架(10；10')上。
16.一种用于摩托车的前轮悬挂系统，包括伸缩叉形式的轮架(10；10')，其特征在于，在所述摩托车的支承构件、尤其是摩托车框架或发动机壳体与所述轮架(10；10')之间的至少一个支承位置通过根据权利要求1至14之一所述的枢轴承(34)构成。
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