CN107810119A - 铰接连接件和用于悬挂车轮的组件 - Google Patents

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CN107810119A CN201680034665.1A CN201680034665A CN107810119A CN 107810119 A CN107810119 A CN 107810119A CN 201680034665 A CN201680034665 A CN 201680034665A CN 107810119 A CN107810119 A CN 107810119A
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Abstract

本发明涉及一种用于铰接连接第一底盘构件(2)与第二底盘构件(3)的铰接连接件(1)，其包括铰接体(4)和容纳铰接体(4)的壳体(6)，铰接体具有中轴线(m)和转动轴线(a)，其中，铰接体(4)可固定在第一底盘构件(2)上，并且壳体(6)可固定在第二底盘构件(3)上。提出使转动轴线(a)相对于中轴线(m)偏心地布置。

Description

铰接连接件和用于悬挂车轮的组件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于铰接连接第一构件和第二构件的铰接连接件。本发明还涉及一种根据权利要求12的前序部分的用于将车轮悬挂在机动车上的组件。
背景技术
铰接连接件尤其在机动车的底盘结构中是已知的：例如车轮悬架的导杆彼此或与底盘的其他零件通过活节连接。在实践中所使用的球窝关节在专业文献有所呈现和说明，例如Bernd Heiβing等所著的2013出版的第四版“Fahrwerkhandbuch(底盘手册)”，第342–356页。球窝关节主要包括被称为球形枢轴的铰接体和具有可选的球形窝的壳体，壳体容纳球形枢轴。球窝关节具有很多转动或摆动轴线并且具有相应很多的自由度。与球窝关节不同的是转动关节(参见Bernd Heiβing等所著的“Fahrwerkhandbuch”第361页)，转动关节具有圆柱状的铰接体、仅仅一个转动轴线(柱体轴线)并且因此具有仅仅一个转动自由度。除了球窝关节和转动关节之外，在底盘结构中还使用橡胶轴承来连接底盘零件，参见BerndHeiβing等所著的“Fahrwerkhandbuch”第356–361页。橡胶轴承具有多个自由度，然而使通过橡胶轴承连接的零件移动与一定的力消耗相关联，并且引导不像球窝关节那样精确。综上所述，可以看出，球窝关节虽然允许多个不同的转动和摆动运动以及橡胶轴承允许转动、摆动和平移运动，然而是在克服弹性体的推力或剪力的情况下。在此，针对底盘结构中的实际要求产生铰接连接件的其他连接的潜力。
发明内容
根据本发明的第一方面，在用于铰接连接所述类型的底盘构件的铰接连接件中规定，铰接体的转动轴线相对于其中轴线或对称轴线偏心地布置。转动轴线(其可构造为转动关节)相对于中轴线平行地错位。由此在铰接体围绕其转动轴线转动时产生呈平移运动的形式的附加的自由度。在铰接连接件中的自由度的这种扩展满足在底盘结构中的车轮悬架的各种要求。通过附加获得的平移自由度还引起铰接连接件的简化，因为可取消第二铰接连接件。
根据一优选的实施方式，在铰接体处与转动轴线间隔开地设置有至少一个固定器件，其用于导入和承受调整力或支承力。在例如通过致动器施加调整力的情况下，产生围绕转动轴线的力矩，这引起铰接体围绕偏心的转动轴线的摆动并且因此引起铰接体的平移运动。基于相应的使用目的得到至少一个固定器件的布置和构造方案。
根据另一优选的实施方式，铰接体构造为球形枢轴，即，铰接连接件为具有多个转动自由度的球窝关节。通过铰接连接件彼此连接的底盘构件可因此围绕空间上布置的多个转动轴线相对彼此摆动。
根据另一优选的实施方式，铰接体构造为圆柱体或销，即，转动关节或摆动关节，其具有仅仅一个转动轴线并且因此具有仅仅一个转动自由度。在此还有利地得到附加的平移自由度。
根据另一优选的实施方式，至少一个固定器件构造为销或螺栓，其中，优选地，两个布置在共同的纵向轴线上的螺栓插入铰接体的相应的钻孔中。在螺栓处可铰接有致动器，从而其调整力可传递到铰接体上以产生转矩。
根据另一优选的实施方式，在铰接体中可转动地支承有与转动轴线同轴布置的轴承套筒。因此，轴承套筒形成偏心地布置在铰接体中的转动关节，从而铰接体可围绕转动轴线摆动。
根据另一优选的实施方式，在轴承套筒和铰接体之间设置有滑动轴承或滚动轴承。由此减小在轴承套筒和铰接体之间的转动运动时的摩擦。因此对于调整仅需要很小的调整力。
根据另一优选的实施方式，轴承套筒借助于穿过轴承套筒的牵引螺栓与第一构件夹紧。因此，轴承套筒用作轴，其相对于第一构件固定并且允许铰接体的转动。
根据另一优选的实施方式，第一构件构造为车轮悬架、特别优选地机动车后桥的副车架。副车架例如可理解为车桥支架或转向架，即，在各车轮悬架和车辆车架或车身之间的中间单元。因此，副车架用作车轮悬架的固定点。
根据另一优选的实施方式，第二构件构造为机动车的车轮悬架的导杆，例如横向导杆或导向导杆(Spurlenker)。因此，具有偏心安装的转动关节的根据本发明的铰接连接件可用作在副车架和车轮悬架之间的铰接连接件。
根据另一优选的实施方式，可通过至少一个固定器件使致动器与铰接体连接。致动器的调整力引起转动运动并且因此引起铰接体的平移运动。这例如可有利于在后桥转向系中的轮距调节或转向运动。
根据本发明的另一方面，车轮悬架的导向导杆通过根据本发明的铰接连接件在一侧与副车架连接，并且在另一侧与致动器连接，其中，通过铰接体中的转动关节固定在副车架上。致动器的调整力例如通过铰接体处的螺栓引入，对此可通过导向导杆引起后轮的轮距角(Spurwinkel)的改变。
根据本发明的另一方面，在用于悬挂车轮的组件中规定，在四点导杆处的两个车轮侧的铰接连接件中的一个构造为根据本发明的铰接连接件，即，具有轴线错位地布置的转动关节。这种组件的优点是，整体式桥的传统的整体式导杆可通过根据本发明的铰接连接件替代。整体式导杆在四点导杆悬架或梯形导杆悬架中是已知的(参见Bernd Heiβing所著的第四版的“Fahrwerkhandbuch”第451–452页)；其形成在下横向导杆和横向导杆之间的短的附加导杆(中间耦联件)并且用于承受制动力矩或加速力矩。根据本发明的铰接连接件可替代整体式导杆承担该功能，亦即基于附加的平移自由度。这引起简化的车轮悬架。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例并且在下文中对其进行进一步说明，其中，从说明书和/或附图中可得到其他的特征和/或优点。其中：
图1示出了根据本发明的具有偏心的转动轴线的铰接连接件，
图2a示出了根据图1的铰接连接件处于初始位置中的横截面，
图2b示出了在已移动的位置中的铰接连接件，
图3示出了安装到车轮悬架的导向导杆中的根据本发明的铰接连接件，
图4a示出了用于连接四点导杆与车轮悬架的车轮支架的根据本发明的铰接连接件，
图4b以朝向车轮支架的内侧的观察方向示出了根据图4a的车轮悬架。
具体实施方式
图1示出了在构造为机动车的副车架2a、2b的第一构件2和用于机动车的车轮悬架的构造为导杆3的第二构件3之间的根据本发明的铰接连接件1。副车架2可理解为固定在车辆侧的车桥支架，在该处铰接地固定有车轮悬架的导杆。铰接连接件1包括构造为球形枢轴的铰接体4，该铰接体具有对称轴线或中轴线m。铰接体4具有球形区域4a和紧接球形区域4a的两个柱状轴颈4b、4c。球形区域4a可转动运动地容纳在碗状构造的并且具有滑动轴承层5的壳体6，该壳体与导杆3连接。因此，铰接体4或者更确切地说球形枢轴与壳体6一起形成具有围绕三个空间轴的转动自由度的球窝关节。转动关节7的转动轴线a布置成平行于中轴线m并且与之错位了偏心距e的值。转动关节7包括轴承套筒8以及滑动轴承9，该滑动轴承容纳在铰接体4的与转动轴线a同轴布置的钻孔10中。轴承套筒8被牵引螺栓11贯穿，该牵引螺栓在端侧将轴承套筒8夹紧在副车架2a、2b之间并且因此形状配合地对其进行固定。球形枢轴4基于转动轴承7可实施围绕位置固定的转动轴线a的转动或摆动运动。铰接体4还具有布置在共同的纵向轴线b上的、构造为螺栓12、13的两个固定器件，它们压入铰接体4的轴颈4b、4c中的相应的盲孔14、15中。螺栓12、13用作未示出的致动器的铰接点。
不同于图1中的图示，铰接体4、尤其球形区域4a还可构造为具有作为柱体轴线的中轴线m的柱状体。因此，代替球窝关节还可形成具有转动轴线m的转动关节。
还不同于图1中的图示，构件2可构造为导杆，并且构件3可构造为副车架。此时，致动器(未示出)可直接铰接在构件2处；钻孔14、15以及固定器件12、13可取消或通过在导杆处的相应的固定器件改型来替代。
图2a和图2b以横截面示出了根据图1的铰接连接件1在不同的位置中。转动轴线a(图1)穿过图面的交点在图2a和图2b中用A来表示并且用作固定点，因为转动关节7(图1)相对于副车架2a、2b固定。中轴线m(图1)穿过图面的交点用M来表示。铰接体4的球形部分4a容纳在其中的壳体6被导杆3的环形孔眼3a包围。未示出的致动器的调整力F作用在螺栓12、13的区域中并且如图2b中示出的那样引起铰接体4围绕固定点A或位置固定的转动轴线a(图1)的摆动。摆动可通过伸延穿过固定点A的用虚线示出的射线s以及通过螺栓12’的移动的位置看出。由于摆动而产生中心M从图2a中的初始位置朝图2b中的中心M’方向的平移运动。同时，随着中心M的移动，导杆3移动到位置3’中，这通过移动距离x加以说明。因此，根据本发明的铰接连接件1除了基于球窝关节4a、6的转动自由度之外附加地包括平移自由度，其通过偏心布置的转动关节7得以实现。不同于开头评价的橡胶轴承，转动关节7引起仅仅最小的支承摩擦，即，对于移动距离x所需的调整力F相对很小。
图3示出了本发明的用于机动车的后桥转向系的车轮悬架16的第一应用示例。车轮悬架16包括车轮支架17，其铰接地与构造为三角形导杆18的上横向导杆和同样构造为三角形导杆的下横向导杆19连接。两个横向导杆18、19与副车架在车辆侧连接–这未示出。导向导杆20作用在车轮支架17上，导向导杆在车辆侧、即与未示出的副车架通过根据本发明的铰接连接件21连接。由导向导杆20的车辆侧的端部容纳的根据本发明的铰接连接件21具有偏心的转动关节21a和用于铰接致动器30的销21b。转动关节21a位置固定地与未示出的副车架连接。在操纵致动器时，螺栓21b围绕转动关节21a摆动，使得导向导杆20实施平移运动，该平移运动传递到车轮支架17上并且引起车轮支架围绕其竖向轴线转动，即，引起轮距角的改变。
图4a和图4b示出了本发明的以不同的立体图示示出的车轮悬架22的另一应用示例。车轮支架23通过上横向导杆24和构造为四点导杆或梯形导杆25的下横向导杆与未示出的副车架连接。此外，导向导杆26作用在车轮支架23上。四点导杆25通过两个活节与车轮支架23连接，其中，两个活节中的一个构造为根据本发明的铰接连接件27。在此，偏心布置的转动关节27a与车轮支架23连接。由于铰接连接件27，四点导杆25可除了三个旋转自由度之外在铰接连接件27的区域中实施平移运动。根据本发明的车轮悬架22相应于从开头提到的现有技术中已知的梯形导杆悬架，在其中上横向导杆和下横向导杆通过附加导杆(还称之为整体式导杆)彼此连接。构造为中间耦联件的已知的整体式导杆通过根据本发明的铰接连接件27替代，其中，功能得到保持，然而整个车轮悬架得到简化。
附图标记列表
1 铰接连接件
2 第一底盘构件
2a 副车架
2b 副车架
3 第二底盘构件/导杆
3’ 已移动的导杆
3a 导杆孔眼
4 铰接体
4a 球形区域
4b 轴颈
4c 轴颈
5 滑动层
6 壳体
7 转动关节
8 轴承套筒
9 滑动轴承
10 支承孔
11 牵引螺栓
12 螺栓
12’ 已移动的螺栓
13 螺栓
14 盲孔
15 盲孔
16 车轮悬架
17 车轮支架
18 上横向导杆
19 下横向导杆
20 导向导杆
21 铰接连接件
21a 转动关节
21b 螺栓
22 车轮悬架
23 车轮支架
24 上横向导杆
25 下横向导杆
26 导向导杆
27 铰接连接件
27a 转动关节
30 致动器
A 转动点
a 转动轴线
b 纵向轴线
M 中心
M’ 已移动的中心
m 中轴线
e 偏心距
F 调整力/致动器
s 射线
x 移动距离

Claims (14)

1.一种用于铰接连接第一底盘构件(2)与第二底盘构件(3)的铰接连接件，该铰接连接件具有铰接体(4)和容纳所述铰接体(4)的壳体(6)，该铰接体具有中轴线(m)和转动轴线(a)，其中，所述铰接体(4)能固定在所述第一底盘构件(2)上，并且所述壳体(6)能固定在所述第二底盘构件(3)上，其特征在于，所述转动轴线(a)相对于中轴线(m)偏心地布置。
2.根据权利要求1所述的铰接连接件，其特征在于，所述铰接体(4)具有与所述转动轴线(a)有间距地布置的并且用于承受调整力或支承力(F)的至少一个固定器件(12、13)。
3.根据权利要求1或2所述的铰接连接件，其特征在于，所述铰接体为球形枢轴(4、4a)。
4.根据权利要求1或2所述的铰接连接件，其特征在于，所述铰接体(4)是圆柱状的。
5.根据权利要求2、3或4所述的铰接连接件，其特征在于，所述至少一个固定器件是销或螺栓(12、13)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的铰接连接件，其特征在于，在所述铰接体(4)中与转动轴线(a)同轴地布置有能转动地支承的轴承套筒(8)。
7.根据权利要求6所述的铰接连接件，其特征在于，在所述轴承套筒(8)和所述铰接体(4)之间布置有滑动轴承(9)或滚动轴承。
8.根据权利要求6或7所述的铰接连接件，其特征在于，所述轴承套筒(8)能通过穿过所述轴承套筒(8)的牵引螺栓(11)与所述第一底盘构件(2、2a、2b)夹紧。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的铰接连接件，其特征在于，所述第一底盘构件为机动车的车轮悬架的副车架(2a、2b)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的铰接连接件，其特征在于，所述第二底盘构件为机动车的车轮悬架的导杆(3)。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的铰接连接件，其特征在于，致动器能铰接到所述至少一个固定器件或者更确切地说所述螺栓(12、13)上。
12.一种用于将车轮悬挂在机动车上的组件(16)，该组件具有车轮支架(17)、上横向导杆(18)、下横向导杆(19)、导向导杆(20)和副车架(2)，其中，所述上横向导杆(18)和所述下横向导杆(19)在一侧与所述车轮支架(17)连接，并且在另一侧与所述副车架(2)连接，其特征在于，所述导向导杆(20)通过根据权利要求1至8中任一项所述的铰接连接件(1；21，21a，21b)既与所述副车架(2)又与致动器(F)连接。
13.根据权利要求12所述的组件，其特征在于，所述壳体(6)容纳在所述导向导杆(20)中，所述铰接体(4)通过所述轴承套筒(8；21a)与所述副车架(2)连接，并且所述固定器件或者更确切地说螺栓(12、13；21b)与所述致动器(F)连接。
14.一种用于将车轮悬挂在机动车上的组件(22)，该组件包括车轮支架(23)、上横向导杆(24)、下横向导杆(25)、导向导杆(26)和副车架(2)，其中，所述上横向导杆(24)和所述下横向导杆(25)在一侧与所述车轮支架(23)连接，并且在另一侧与所述副车架(2)连接，其特征在于，所述下横向导杆为四点导杆或梯形导杆(25)并且具有两个车轮侧的铰接连接件，其中的一个铰接连接件(27)根据权利要求1或3或6或7或8中任一项来构造。
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