CN106573512B - 用于调节机动车的车轮的外倾和/或轮距的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调节机动车的车辆车轮(13)的外倾和/或轮距的装置，具有车轮支撑装置(1)，所述车辆车轮(13)可转动地在车轮轴承(12)中支承在所述车轮支撑装置上，所述车轮支撑装置具有车轮侧的承载件(3)和车桥侧引导件(17)以及布置在所述车轮侧的承载件与所述车桥侧引导件之间的车轮侧和车桥侧转动件(21，23)，所述转动件可围绕转动轴线(24)彼此相对转动地支撑在公共的支承部位(31)上，为了所述车辆车轮(13)的轮距调节或外倾调节，所述车轮侧转动件(21)可绕摇摆点(MP)绕所述转动轴线摆动，其中，所述车轮侧的承载件(3)承载与所述车辆车轮(13)的制动盘(11)共同作用的制动钳(15)。根据本发明，所述车轮侧的承载件(3)通过转动支承装置(43)支撑在所述车轮侧转动件(21)上。

Description

用于调节机动车的车轮的外倾和/或轮距的装置
技术领域
本发明涉及一种用于调节机动车车轮的外倾和/或轮距(车轮前束或车轮后束)的装置。
背景技术
在弯道行驶中，作用在车辆车轮上的侧向力产生非常高的、作用在车轮支撑装置上的倾覆力矩。因此必要的是，特别是集成在车轮支撑装置中的车轮轴承沿外倾方向设计得非常刚性。
从WO 2010 034 370 A1中已知所述类型的现有技术，其中，包括车轮侧和车桥侧转动件的支承组合在轴向上夹紧在车轮侧的承载件(即制动钳承载件)和车桥侧引导件之间。车桥侧引导件承载用于转动驱动车桥侧转动件的电动马达。此外，车轮悬架的导杆可铰接在车桥侧引导件上。车轮侧的承载件用于可转动地支承车辆车轮并且承载制动钳，该制动钳与车辆车轮的制动盘共同作用。
在WO 2010 034 370 A1中，转动件彼此相对以及关于承载件和引导件可转动地支承着。另外，在车轮侧的承载件中集成了用于车辆车轮的车轮轴承，由此得到总共四个支承部位，这些支承部位串联连接在车轮力流中。四个支承部位的这种串联连接伴随着组件的外倾刚度的减小。支承部位相应地可在外倾方向上通过适合的措施(例如提高轴承直径等)设计得非常刚性。然而这导致结构空间需求提高以及构件重量提高。
从WO 1998/016418 A1中已知另一现有技术，其中，不能实现如安装在常见桥方案中的标准化的制动设备。在该WO文献中，车辆车轮可转动地支承在车轮支撑装置的车轮轴承中。车轮支撑装置两件式地构造有彼此相对可调节的车轮侧和车桥侧转动件。所述转动件以彼此面对的倾斜设置的圆柱面共同作用，所述圆柱面确定车轮侧转动件的相对于车桥侧转动件的转动轴线倾斜的转动轴线。这样引起轮距调节/外倾调节：转动件同向或反向地转动，由此，车辆车轮在轮距角度和外倾角度方面摆动相应的角度。此外，车轮支撑装置的车轮侧转动件形成车轮轴承的径向外部支承壳体，承载车辆车轮的车轮法兰的轮毂区段可转动地支承在该车轮轴承中。如上所述，在这种桥方案中不能实现包括装配在车轮支撑装置上的制动钳的标准化的制动设备，该制动钳可以与装配在车辆车轮上的制动盘配合。其原因是，在这种制动设备中，制动盘应锁定在一起摆动的车轮轮毂上，而制动钳必须锁定在车轮支撑装置上，以便能够传递制动力矩。但对此在上述的WO文献中没有提出在其上可以装配制动钳的承载结构。
发明内容
本发明的目的是，提供一种装置，该装置不仅可在制造技术方面简单地而且可相对于出现的车轮力构件足够刚性地实现。
本发明基于的问题是，在根据WO 2010 034 370 A1的现有技术中，在制动或弯道行驶中，车轮支撑装置的总共四个支承部位位于从车辆车轮到车辆车身的车轮力流中，由此，这四个支承部位可相应地设计得稳定。在此背景下，车轮侧的承载件(即制动钳承载件)通过转动支承装置支撑在车轮侧转动件上。
因此，根据本发明，车轮轴承不再(如在WO 2010 034 370 A1中公开的那样)直接装配在车轮侧的承载件上。车轮侧的承载件因此不再直接承载车轮轴承，而是仅承载制动钳并且可能情况下承载用于车轮侧转动件的驱动马达。由此，车轮侧转动件和车轮侧的承载件(即制动钳承载件)之间的支承部位从车轮力流中被除去并且因此在力方面卸载。这导致：仅还有三个支承部位串联连接在车轮力流中。而第四支承部位、即在车轮侧的承载件和车轮侧转动件之间的转动支承装置可以设计得较小，因为例如制动设备的作用在这个转动支承装置上的力和力矩非常小。此外，通过从车轮力流中去掉第四支承部位，支承组合的外倾刚度提高，由此，其余的支承部位在外倾刚度保持相同的情况下也可以实施得较小。总体上与现有技术相比显著减小了装置的结构空间需求以及构件重量。
车轮侧的承载件优选可以布置在车轮侧转动件的径向外部，由此，该装置沿轴向方向可以设计得特别紧凑。在这种情况下，承载件可以通过径向内部的支承壳面在中间连接有转动支承装置的情况下支撑在车轮侧转动件的径向外部的支承壳面上。
车桥侧转动件和车轮侧转动件可以分别与驱动马达在传动上连接。转动件优选可以分别是齿轮传动机构的组成部分，在该齿轮传动机构中，电动马达通过齿轮级驱动车桥侧转动件和/或车轮侧转动件。在转动件同向或反向转动时，承载件摆动一预先规定的轮距角度和/或外倾角度。如果车轮侧转动件具有齿轮区段，所述齿轮区段是上述齿轮传动机构的组成部分并沿轴向方向观察布置在承载件支撑部位和车轮侧转动件的斜面之间，则得到了尤其节省结构空间的布置结构。
在本发明的一可选的改进方案中，车轮侧转动件可以以双重功能同时也形成车轮轴承的外部支承壳体。与此对应的轮毂区段可以可转动地支承在形成外部支承壳体的转动件的径向内部，所述轮毂区段沿横向方向向外过渡到承载车辆车轮的车轮法兰。车轮轴承的轴承外轨可以直接加工在车轮侧转动件的内周缘上。但为了较简单的售后服务可优选，使用可拆卸的车轮轴承，所述车轮轴承的轴承外轨不直接加工在车轮侧转动件的内周缘上。
为了实现将该装置在制造技术方面简单地连接在传统的车轮悬架中，车轮支撑装置可以具有车桥侧引导件。在车桥侧引导件上可以铰接有车辆的车轮悬架的导杆、稳定器耦合部位和/或减振器/弹簧。此外，引导件可以运动脱耦地、即通过转动支承装置支撑在车桥侧转动件上。引导件可以类似于车轮侧的承载件布置在车桥侧转动件的径向外部。在这种情况下，引导件可以通过径向内部的支承壳面在中间支承转动支承装置的情况下支撑在车桥侧转动件的径向外部的支承壳面上。
转矩传递元件优选可以定位在承载件和引导件之间，确切地说用于形成将转矩、尤其是制动力矩从承载件传递到引导件的力矩路径，并且跨接车桥侧转动件和车轮侧转动件。
以上解释的本发明的有利的构型和/或改进方案除了例如在有明确的关系或者不可结合的备选方案的情况中之外可单独地或也可任意相互组合地应用。
附图说明
下面根据附图详细说明本发明和其有利的设计方案和改进方案以及其优点。附图示出：
图1示出由现有技术已知的用于调节机动车车轮的轮距角度和外倾角度的装置的原理图；
图2示出具有其中实现了本发明的装置的与图1相应的视图；和
图3示出根据本发明的装置的具体实施方案的装置的上半部的半剖面。
具体实施方式
在图1中示出车辆车轮13的不是本发明所包括的、由现有技术已知的车轮支撑装置1的简略示意图，以更易于理解本发明。
车轮支撑装置1具有承载件3，在所述承载件中，车轮法兰5利用其轮毂区段7可转动地支承在车轮轴承12中。制动盘11以及车辆车轮13 利用其轮辋装配在车轮法兰5上。制动盘11与装配在承载件3上的制动钳 15一起是制动设备的组成部分。驱动车辆车轮13的万向节轴被引导穿过车轮支撑装置1，同样未示出的中央螺钉拧在所述万向节轴的同步万向节 (仅在图3中用附图标记9示出)上，利用该中央螺钉通过车轮轮毂5和同步万向节9夹紧车轮轴承12。
此外，车轮支撑装置1具有车桥侧引导件17，在所述引导件上在图1 中例如铰接有车轮悬架的导杆19。在承载件3和引导件17之间设置有两个转动件21、23作为调节元件。在形成转动件轴线20的情况下，转动件 21在支承部位32上可转动地与承载件3相连接。在形成转动轴线22的情况下，转动件23在支承部位35上与引导件17相连接。在图1中，两个转动件21、23通过公共的支承部位31、即通过平的斜面25、27彼此相对以滑动和/或滚动支承的方式并且通过转动轴线24可转动地相互连接。转动轴线24在图1中垂直于斜面25、27以及以确定的角度相对于车桥侧转动件23的转动轴线22倾斜地取向。
在图1中，例如转动件轴线20和22与车轮轴线位置相同。但与此不同，转动件21可以与车轮轴线不是同轴地布置，而是转动件轴线20和车轮轴线可以彼此相对倾斜地设置。
在图1中，不仅在承载件3上而且在引导件17上分别设置有电动的调节马达29，所述调节马达通过齿轮传动机构30与转动件21、23在传动上连接。借助于调节马达29，可使两个转动件21、23同向或反向地在两个转动方向上转动，由此，承载件3相对于引导件17围绕瞬心MP(图2 至图3 )实施摆动运动或摇摆(转动并且平移运动)运动，并且由此相应地改变车辆车轮13的轮距角度和/或外倾角度。
因此，在图1中，在车轮侧的承载件3和车轮侧转动件21之间形成支承部位32，在两个转动件21、23之间形成包括两个斜面25、27的公共的支承部位31，以及在车桥侧转动件23和引导件17之间形成另一支承部位35。车轮轴承12在图1中直接装配在车轮侧的承载件3中。在制动或弯道行驶中，总共四个相应可设计得稳定的支承部位12、32、31、35位于从车辆车轮13到车辆车身的车轮力流中。这些支承部位串联连接在车轮力流中。这四个支承部位12、32、31、35的这种串联连接伴随着组件的外倾刚度的减小。支承部位12、32、31、35相应地可在外倾方向上通过适合的措施(例如提高轴承直径等)设计得非常刚性。然而这导致结构空间需求提高以及构件重量提高。
在图2中示出根据本发明的车轮支撑装置1，其中，与下面描述的图 3不同，不可看到作为转矩桥起作用的耦合杆。与图1的不同之处是，在图2中，车轮轴承12不再直接装配在车轮侧的承载件3上，而是直接装配在车轮侧转动件21之内。承载件3通过支承部位43支撑在车轮侧转动件 21的外周缘上。因此，在图2中，车轮侧的承载件3不再直接承载车轮轴承12，而是仅承载制动钳15和用于车轮侧转动件21的驱动马达29。由此在车轮侧转动件21和车轮侧的承载件3之间的支承部位43从车轮力流中被除去并且因此在力方面卸载。这导致：仅还有三个支承部位12、31和 35串联连接在车轮力流中，如下面根据图3还要详细描述的那样。
在图3中示出在图2中示出的装置的示例性技术实现方案。与图1或图2的不同之处是，两个转动件21、23不再通过平的斜面25、27贴靠以确定倾斜设置的转动轴线24，而是在公共的转动支承部位31上贴靠。所述转动支承部位例如可以作为滚动轴承和滑动轴承或由多个这种轴承构成的组合来实现，所述组合基本上固定保持所有的平移方向和旋转方向，确切地说包括转动轴线在内。这个概括也适用于其它在附图中描述的支承部位。
此外，在图3中，车轮轴承12不再直接集成在车轮侧的承载件3中，而是直接位于车轮侧转动件21之内。在图3中，车轮轴承12的轴承外轨和轴承内轨纯示例性地直接加工在车轮侧转动件21的内周缘37中以及直接加工在车轮法兰5的轮毂区段7的外周缘39中。车轮侧转动件21以双重功能在图2中相应地也用作车轮轴承12的外部支承壳体。在车轮侧转动件21的外周缘上，承载件3在车辆横向方向y上在外部通过支承部位43 在径向外部支撑在车轮侧转动件21上。支承部位43必须如此设计，使得可以接收倾覆力矩。
与图3不同，在作为替换方案的技术应用中车轮轴承12可以实施为可拆卸的，确切地说具有可拆卸地、即例如以压配合或通过螺纹连接装配在转动件21的内周缘上的径向外部支承壳体和/或具有可装配在车轮轮毂 5的外周缘上的径向内部支承壳体。
如图3进一步示出，支承部位43以及公共的转动支承部位31纯示例性地构造在转动件21的轴向对置的侧上，其中，作为齿轮传动机构30(图 1)的组成部分的齿轮区段47定位在其间。
车桥侧引导件17类似于承载件3在转动支承装置51上在径向外部支撑在车桥侧转动件23上。在车辆横向方向y上向内的进一步延伸上，在车桥侧转动件23的外周缘上例如成形有另一齿轮区段55，所述齿轮区段同样是齿轮传动机构30的组成部分。车桥侧转动件23的齿轮区段55定位在环形空间57中，该环形空间在车辆横向方向y上向外通过转动支承装置 51限制并且向内通过布置在引导件17和车桥侧转动件23之间的环形密封装置59、尤其是密封碗限制。除了可运动的密封装置63(即橡胶密封装置或塑料密封装置)仅示例性示出环形密封装置59。此外，当然可以在所有另外的支承部位上同样安装有密封装置。
根据本发明，车轮侧的承载件3除了例如电子驻车制动器之外还承载制动钳15、用于车轮侧转动件21的驱动马达29以及下面要描述的转矩支撑装置61，但是不再承载车轮轴承21。由此特别是布置在承载件3和车轮侧转动件21之间的转动支承装置43从车轮力流中被除去。这导致：关于出现的车轮力仅还串联连接三个支承部位，确切地说车轮轴承12、转动支承装置31以及推力轴承51，但是不包括支承部位43，在该支承部位43 上承载件3支撑在车轮侧转动件21上。因此，坐置于车轮侧转动件21上的支承部位43可以设计得显著更小，这是因为在那里起作用的车轮力和车轮力矩非常小。此外，通过从车轮力流中去掉支承部位43，支承组合的外倾刚度提高，由此，其余轴承、即车轮轴承12、转动支承装置31以及推力轴承51在与现有技术相比相同的外倾刚度的情况下可以设计得较小。
在图2中，在承载件3和引导件17之间装配有耦合杆61。所述耦合杆用作转矩传递元件，通过该转矩传递元件，可将转矩、特别是制动力矩从承载件3传递到引导件17。耦合杆61布置在环绕的密封装置63的径向外部，所述密封装置对污物密封地密封转动件21、23及所述转动件的支承部位。

Claims (17)

1.一种用于调节机动车的车辆车轮(13)的外倾和/或轮距的装置，具有车轮支撑装置(1)，所述车辆车轮(13)可转动地在车轮轴承(12)中支承在所述车轮支撑装置上，所述车轮支撑装置具有车轮侧承载件(3)和车桥侧引导件(17)以及布置在所述车轮侧承载件与所述车桥侧引导件之间的车轮侧转动件(21)和车桥侧转动件(23)，所述车轮侧转动件(21)和车桥侧转动件(23)以能围绕转动轴线(24)彼此相对转动的方式支撑在公共的支承部位(31)上，为了所述车辆车轮(13)的轮距调节或外倾调节，所述车轮侧转动件(21)能绕摇摆点(MP)绕所述转动轴线摆动，其中，所述车轮侧承载件(3)承载与所述车辆车轮(13)的制动盘(11)共同作用的制动钳(15)，其特征在于，所述车轮侧承载件(3)通过转动支承装置(43)支撑在所述车轮侧转动件(21)上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车轮轴承(12)实施为可拆卸的，所述车轮轴承(12)具有位于径向内部的支承壳体和位于径向外部的支承壳体，所述车轮轴承可拆卸地装配在车轮轮毂(5)的外周缘上或车轮侧转动件(21)的内周缘上；或者所述车轮侧转动件(21)直接形成所述车轮轴承(12)的径向外部的支承壳体，承载所述车辆车轮(13)的车轮法兰(5)的轮毂区段(7)可转动地支承在形成外部支承壳体的车轮侧转动件(21)的径向内部。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述车轮轴承以压配合和/或通过螺纹连接装配在车轮轮毂(5)的外周缘上或车轮侧转动件(21)的内周缘上。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述车轮轴承(12)集成在车轮侧转动件(21)中。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，承载所述车辆车轮(13)的车轮法兰(5)的轮毂区段(7)可转动地支承在所述车轮支撑装置(1)的车轮轴承(12)中。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述承载件(3)布置在车轮侧转动件(21)的径向外部。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，承载件(3)通过径向内部的转动支承装置(43)支撑在车轮侧转动件(21)上。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，位于车轮侧承载件(3)和车轮侧转动件(21)之间的转动支承装置(43)和位于车轮侧转动件(21)和车桥侧转动件(23)之间的公共的支承部位(31)定位在车轮侧转动件(21)的轴向对置的两侧。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，车轮侧转动件(21)具有齿轮区段(47)，所述齿轮区段沿轴向方向观察布置在承载件-转动支承装置(43)和所述公共的支承部位(31)之间，所述齿轮区段是驱动所述车轮侧转动件(21)的齿轮传动机构(30)的组成部分。
10.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述车轮支撑装置(1)的车桥侧引导件(17)上能铰接有车辆的车轮悬架的至少一个导杆(19)，所述引导件(17)能通过转动支承装置(51)支撑在车桥侧转动件(23)上。
11.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，车桥侧引导件(17)布置在车桥侧转动件(23)的径向外部。
12.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，车桥侧引导件(17)通过径向内部的转动支承装置(51)支撑在车桥侧转动件(23)上。
13.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，车轮支撑装置(1)在承载件(3)和引导件(17)之间具有转矩传递元件(61)，转矩能通过所述转矩传递元件从承载件(3)传递到引导件(17)。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，制动力矩能通过所述转矩传递元件(61)从承载件(3)传递到引导件(17)。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，转矩能通过所述转矩传递元件(61)在桥接车桥侧转动件(23)和车轮侧转动件(21)的情况下从承载件(3)传递到引导件(17)。
16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，在车轮侧承载件(3)和车桥侧引导件(17)之间布置有密封装置(63)，所述密封装置对污物密封地密封车轮侧转动件(21)和车桥侧转动件(23)以及车轮侧转动件(21)和车桥侧转动件(23)的支承部位。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述转矩传递元件(61)布置在环绕的密封装置(63)的径向外部。
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