CN109476199A - 主动的车轮悬挂元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有螺纹传动机构、尤其滚珠丝杠传动机构的主动的车轮悬挂元件，其具有：螺纹传动机构(2)，所述螺纹传动机构包括螺杆(3)以及螺杆螺母(4)，所述螺杆螺母借助于轴向支承件(11，12，13)支承在壳体(7，8，9)中，其中轴向支承件(11，12，13)构成为滚动支承件，所述滚动支承件的滚动体(14)直接地在螺杆螺母(4)上滚动。

Description

主动的车轮悬挂元件
技术领域
本发明涉及一种适合于机动车的行驶机构的主动的车轮悬挂元件。
背景技术
从DE 10 2013 222 648 A1中已知一种用于调节车辆车轮的可调的弹性悬挂的主动的车轮悬挂元件。已知的车轮悬挂元件的两个固定元件为了其固定一方面设置在承载车辆结构的元件处，并且另一方面设置在承载车轮的元件处。行驶机构弹簧夹紧在所述固定元件之一和可调节的弹簧容纳部之间。弹簧容纳部的调节可借助于线性执行器实现，所述线性执行器包括旋转马达和传动装置。已知的车轮悬挂元件的传动装置能够为滚珠丝杠传动机构或为行星滚动螺纹传动机构。
在文献DE 10 2007 026 606 A1、DE 10 2007 025 468 A1和EP 1 479 542 A2中公开可调的行驶机构元件的其他实例。
发明内容
本发明所基于的目的是：关于尤其紧凑和同时鲁棒的结构方面相对于所提出的现有技术改进主动的车轮悬挂元件。
根据本发明，所述目的通过具有权利要求1的特征的车轮悬挂元件实现。在根据权利要求10的行驶机构中，使用多个这种车轮悬挂元件。
车轮悬挂元件构成为主动的车轮悬挂元件，所述车轮悬挂元件借助螺纹传动机构工作，所述螺纹传动机构包括螺杆以及螺杆螺母。在此，螺杆螺母借助于轴向支承件以可转动然而不可移动的方式支承在车轮悬挂元件的壳体中。螺杆螺母的轴向支承件构成为滚动支承件，其中滚动体、即滚珠、滚柱或滚针直接地在螺杆螺母上滚动。因此，螺杆螺母提供用于轴向支承件的滚动体的至少一个滚道。优选地，在滚动螺母的每个端侧处分别构成轴向支承件的滚动体滚道。
在螺纹传动机构构成为滚珠丝杠传动机构或构成为借助滚动体、例如滚柱工作的螺纹传动机构的情况下，通过螺杆螺母形成不同类型的滚动体滚道，即一方面为轴向支承件的滚道并且另一方面为螺杆传动机构的滚道。通过已知的热处理方法，能够实现螺杆螺母的适合于滚动支承件的特性。直接通过螺杆螺母形成轴向滚动支承件的滚道有助于车轮悬挂元件在轴向方向和径向方向上的紧凑结构。
根据一个可行的设计方案，车轮悬挂元件的轴向支承件包括相对于壳体能够可变定位的轴向环。能够可变定位例如能够通过借助螺纹实现的轴向环可调节性或通过可选择使用的不同厚度的中间盘、即协调盘提供。在任何情况下，轴向环为两个轴向滚动支承件之一的支承环，所述两个轴向滚动支承件共同地形成车辆悬挂元件的轴向支承件。
在尤其有利的设计方案中，轴向环相对于壳体以弹簧支承，其中弹簧支承沿轴向方向作用。为了将轴向环弹性支撑在壳体处，例如碟形弹簧或由多个碟形弹簧构成的装置是适合的。轴向滚动支承件的滚动体、尤其滚柱或滚针能够直接地或在中间接入轴向支承盘的情况下在轴向环上滚动，所述轴向环弹性支承在壳体中。在这两种情况下，轴向环优选构成为角环，所述角环能够径向地向外在形成滑动支承的情况下支撑在壳体处。通过轴向环的、即角环的弯折的横截面，在有利的设计方案中同时提供弹簧装置、尤其碟形弹簧装置沿径向方向向外的支撑，所述弹簧装置将力沿轴向方向施加到角环上。在此，角环的圆柱部段、即套筒部段环形地围绕弹簧装置布设。相反，轴向力在角环的连接到套筒部段上的盘部段和弹簧装置之间传递。在弹簧装置最大压缩的情况下，角环优选起阻塞保护器的作用，使得总是保持弹簧装置的剩余弹簧行程，这就是说不阻挡所述弹簧装置。
根据该设计方案，角环的盘部段和弹簧装置之间的力导入优选在环形区域中进行，所述环形区域的直径与轴向滚动支承件的分度圆(Teilkreis)的偏差小于所述轴向支承件的滚动体的沿螺纹传动机构的径向方向测量的宽度的一半。这表示，与螺纹传动机构的中轴线同心的、通过下述环形区域居中的、假想的圆柱形与轴向支承件的滚动体相交：在所述环形区域中弹簧装置借助轴向力加载角环，所述轴向支承件一方面具有角环并且另一方面具有螺杆螺母作为支承环。
螺杆螺母原理上能够通过电的直接驱动器或经由传动装置、例如齿轮传动装置或缠绕传动装置驱动。例如，螺杆螺母的驱动器借助于构成为减速传动装置的皮带传动机构进行。在此，在优选的设计方案中，皮带盘关于螺纹传动机构的纵轴线沿径向方向超出以弹簧支承的轴向环，并且超出设置用于对该轴向环进行弹簧支承的弹簧装置，其中所述皮带盘围绕螺杆螺母，或直接通过螺杆螺母形成。
壳体或与车辆悬挂元件的壳体固定连接的部件在优选的设计方案中同时形成用于螺旋弹簧的支座，所述螺旋弹簧作用为行驶机构弹簧。主动的车轮悬挂元件适合于乘用车、同样适用于载重车和其他车辆，例如建筑机械。不同车辆的行驶机构能够具有不同数量的主动的车轮悬挂元件。例如，仅在车辆的唯一的车轴处能够存在两个主动的车辆悬挂元件。同样地，每个车辆车轴能够配设有主动的车辆悬挂元件。
附图说明
下面，根据附图详细阐述本发明的多个实施例。其中示出：
图1局部地示出主动的车辆悬挂元件的第一实施例，
图2示出根据图1的车辆悬挂元件的细节，
图3示出替选的车辆悬挂元件的细节的类似图2的视图。
只要没有另作说明，下面的实施方案涉及两个实施例。彼此相对应的或原理上起相同作用的部件在全部附图中用相同的附图标记表示。
具体实施方式
整体上用附图标记1表示的车轮悬挂元件为机动车的、即乘用车的行驶机构的主动元件。关于车轮悬挂元件1的原理功能，参考开始引用的现有技术，尤其参考DE 10 2013222 648 A1。
车辆悬挂元件1包括螺纹传动机构2，即滚珠丝杠传动机构，所述螺纹传动机构具有螺杆3以及螺杆螺母4。适配器元件5与螺杆3固定地连接。螺纹传动机构2进而整个车轮悬挂元件1的纵轴线用L表示。在图2和3中草绘的车辆悬挂元件1的细节分别处于在该视图中未示出的纵轴线L的右侧。
借助于图1中可识别的滑动支承元件6，由螺杆螺母4和适配器元件5构成的装置可相对于车轮悬挂元件1的壳体7可移动地支承。在附图中未示出防转动装置，所述防转动装置防止螺杆螺母4相对于壳体7转动。
壳体7由上部的壳体部件8和下部的壳体部件9组成。上部的壳体部件8提供用于未示出的螺旋弹簧的支座区域10。与上部的壳体部件8相比，下部的壳体部件9显著更薄壁地构成。为了在语言表述方面在壳体部件8、9之间进行区分，选择表述“上部的”和“下部的”壳体部件8、9，并且这不暗含关于其在机动车之内的安装位置的结论。
轴向支承件11在壳体7中绝大部分处于下部的、作为板件制造的壳体部件9的区域中并且用于将螺杆螺母4支承在壳体7中。轴向支承件11由上部的轴向支承件12和下部的轴向支承件13组成，其中在该情况下表述“上部的”和“下部的”仅涉及附图中的设置，所述设置不强制性地与机动车中的设置一致。
在根据图1和2的实施例中，将滚柱设置为轴向支承件12、13的滚动体14，并且在根据图3的实施例中，将滚珠设置为轴向支承件12、13的滚动体14。同样地，在唯一的车轮悬挂元件1之内移动的支承件结构类型，即滚珠支承件、滚柱支承件和滚针支承件能够组合，以支承螺杆螺母4。
在所有情况下，轴向支承件11的滚动体14直接在螺杆螺母4的表面上滚动。在根据图1和2的实施例中，轴向支承件11不具有沿径向方向的引导功能，相反，根据图3的轴向支承件11除了承担其主功能之外，即轴向支承功能，也承担沿径向方向的支承功能。
在图1至3中草绘的每个实施方式中，下部的轴向支承件13包括轴向环15，所述轴向环构成为角环。轴向环15通过两个依次连接的碟形弹簧16以弹簧支承。碟形弹簧16处于横截面近似为矩形的环形空间中，所述环形空间在两侧通过轴向环15限界，并且在另外两侧通过下部的壳体部件9以及通过螺杆3限界。碟形弹簧16的弹簧行程设计成，使得在车轮悬挂元件1的任意运行状态下，两个轴向支承件12、13在预紧状态下运行。
螺杆螺母4通过皮带传动机构17驱动，所述螺杆螺母沿轴向方向、即沿纵轴线L的纵向方向观察位于被弹簧支承的轴向环15和上部的壳体部件8之间。在此，皮带用18表示，并且与螺杆螺母4抗转动地连接的、围绕该螺杆螺母的皮带盘用19表示。与螺杆螺母4一起，皮带传动机构17轴向地处于滑动支承元件6和可选的滑动支承件20之间，所述滑动支承元件6在根据图1的布置方式中设置在上方，所述可选的滑动支承件20在根据图1的布置方式中以及在根据图3的布置方式中设置在下方，与简化视图不同地，所述滑动支承件也能够包括单独的、环形的滑动支承元件。在根据图1和2的设计方案中，轴向支承件11具有纯的轴向支承功能，将螺杆螺母4借助所述轴向支承件支承在两个壳体部件8、9之间，而由滑动支承元件6以及滑动支承件20承担径向支承。在该情况下，仅通过螺纹传动机构2的滚动体21、即滚珠提供螺杆螺母4的径向支承。未示出在螺纹传动机构2内的滚珠返回系统。
在根据图1和2的实施例以及根据图3的实施例中，上部的壳体部件8多件式地构成。详细地，可见壳体外部件22、壳体中间部件23以及壳体内部件24，其中滚动体14、即滚柱在图2的情况下直接地在壳体内部件24上滚动。在图2中还表明保持架25，所述保持架在轴向支承件12、13中引导滚动体14。
在根据图1和2的实施例中，下部的壳体部件9的设计对应于根据图3的设计。下部的壳体部件9分为多个台阶，其中内部的圆柱部段26形成滑动支承件20的支承件部件，所述内部的圆柱部段处于碟形弹簧16的背离轴向支承件11的一侧上。中间的圆柱部段27与内部的圆柱部段26经由内部的盘部段28连接，所述中间的圆柱部段同样是下部的壳体部件9的整体的组成部分。内部的盘部段28处于相对于纵轴线L法向的平面中并且平行于轴向环15设置，其中在各环形的区域中，碟形弹簧16之一接触内部的盘部段28并且另一碟形弹簧16接触轴向环15。这两个环形的区域位于假设的、相对于纵轴线L同心的圆柱之内，所述圆柱与两个轴向支承件12、13的滚动体14相交。
中间的圆柱部段27的圆柱内面为相对于轴向环15沿径向方向上的止挡件。轴向环15的用30表示的圆柱形的套筒部段相对于下部的壳体部件9的中间的圆柱部段27可微小地移动。套筒部段30为环形空间的基本上矩形的横截面的侧面之一，在所述环形空间中存在由碟形弹簧16构成的装置。轴向环15的用31表示的盘部段径向向内地连接到套筒部段30处，所述轴向环形成所提出的横截面为矩形的环形空间的另一侧面。在根据图1至3的装置中，通过盘部段31形成的平面与用29表示的外部的盘部段相交，所述外部的盘部段是下部的壳体部件9的组成部分。
与根据图1和2的实施例不同，根据图3的车轮悬挂元件1的轴向支承件12、13不构成为滚柱支承件，而是构成为轴向滚珠支承件。如构成为滚柱的滚动体14在图1和2的情况下那样，根据图3的轴向支承件11的球形的滚动体14也直接地在螺杆螺母4的端侧上滚动。为了该目的，在螺杆螺母4的两个端侧中存在滚珠滚道33。在轴向支承件12、13的相对置的侧上，即在壳体内部件24的一侧上或在轴向环15的一侧上，根据图3的车轮悬挂元件1的滚动体14、即滚珠分别在单独的轴向支承盘32上滚动。与根据图4的设计不同，也能够实现如下构型，其中仅在轴向支承件11的端侧之一上存在单独的轴向支承盘32。以类似的方式，能够实现根据图1和2的实施例的变型形式，其中滚动体14、即滚柱不直接地在壳体内部件24上滚动以及在轴向环15的盘部段31上滚动，而是至少在一种情况下在单独的支承盘上滚动。
附图标记列表
1 车轮悬挂元件
2 螺纹传动机构
3 螺杆
4 螺杆螺母
5 适配器元件
6 滑动支承元件
7 壳体
8 上部的壳体部件
9 下部的壳体部件
10 支座区域
11 轴向支承件
12 上部的轴向支承件
13 下部的轴向支承件
14 滚动体
15 轴向环
16 碟形弹簧
17 传动装置，皮带传动机构
18 皮带
19 皮带盘
20 滑动支承件
21 螺纹传动机构的滚动体
22 壳体外部件
23 壳体中间件
24 壳体内部件
25 保持架
26 内部的圆柱部段
27 中间的圆柱部段
28 内部的盘部段
29 外部的盘部段
30 套筒部段
31 盘部段
32 轴向支承盘
33 滚珠滚道
L 纵轴线

Claims (10)

1.一种主动的车轮悬挂元件(1)，其具有螺纹传动机构(2)，所述螺纹传动机构包括螺杆(3)以及螺杆螺母(4)，所述螺杆螺母借助于轴向支承件(11，12，13)支承在壳体(7，8，9)中，其中所述轴向支承件(11，12，13)构成为滚动支承件，所述滚动支承件的滚动体(14)直接地在所述螺杆螺母(4)上滚动。
2.根据权利要求1所述的车轮悬挂元件(1)，其特征在于，设有所述轴向支承件(11，12，13)的轴向环(15)，所述轴向环能够在所述壳体(7，8，9)中可变地定位。
3.根据权利要求2所述的车轮悬挂元件(1)，其特征在于，所述轴向环(15)相对于所述壳体(7，8，9)以弹簧支承。
4.根据权利要求3所述的车轮悬挂元件(1)，其特征在于，所述轴向环(15)借助于至少一个碟形弹簧(16)弹性地支撑在所述壳体(7，8，9)处。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的车轮悬挂元件(1)，其特征在于，滚动体(14)直接地在所述轴向环(15)上滚动。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的车轮悬挂元件(1)，其特征在于，所述轴向环(15)构造为角环，所述角环沿径向方向在形成滑动支承的情况下支撑在所述壳体(7，8，9)处。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的车轮悬挂元件(1)，其特征在于，设有传动装置(17)，所述传动装置设置用于驱动所述螺杆螺母(4)，其尤其呈皮带传动机构(17)的形式。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的车轮悬挂元件(1)，其特征在于，将滚柱或滚针设置为所述轴向支承件(11，12，13)的滚动体(14)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的车轮悬挂元件(1)，其特征在于，将滚珠设置为所述轴向支承件(11，12，13)的滚动体(14)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的车轮悬挂元件(1)，其特征在于，所述螺纹传动机构(2)构成为滚珠丝杠传动机构。
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