CN111032376A - 用于三点式连杆的中央关节 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于三点式连杆(470)的中央关节(20，120，220，320)。所述中央关节(20，120，220，320)具有壳体(22，322)，该壳体通过球窝关节(23，323)能相对于中央关节(20，120，220，320)的轴连接部(24，124，224，324)转动和摆动地得到支承。此外，所述中央关节(20，120，220，320)还具有起到止挡作用的防脱开机构(25，125，225，325)，防脱开机构垂直于轴连接部(24，124，224，324)的中轴线(26，126)延伸并且在球窝关节(23，323)失效的情况下防止壳体(22，322)与轴连接部(24，124，224，324)的分离。按照本发明，防脱开机构(25，125，225，325)垂直于轴连接部(24，124，224，324)的中轴线(26，126)地沿两个空间方向起作用地延伸。本发明还涉及一种具有这样的中央关节(20，120，220，320)的三点式连杆(470)，其中，三点式连杆(470)构造为用于引导刚性轴的轴导向式连杆。

Description

用于三点式连杆的中央关节

技术领域

本发明涉及一种用于三点式连杆的中央关节和一种具有这种按照独立权利要求的前序部分所述的中央关节的三点式连杆。

背景技术

商用车辆的轴悬挂通常具有构造为刚性轴的后轴，所述商用车辆例如用于商品或人员的商业运输。这种刚性轴由三点式连杆引导，所述三点式连杆布置在刚性轴之上、位于上方的连杆平面内。这种三点式连杆具有两个连杆臂，它们相互夹成一角度并且在所述三点式连杆的第一端处汇聚于第一支承点。在所述第一支承点中，三点式连杆通过中央关节连接到刚性轴的刚性轴体上，其中所述中央关节配属于三点式连杆并且构造为球窝关节。所述三点式连杆的另外两端分别通过一引导关节、例如分子关节连接到车架上。所述中央关节允许摇摆运动、亦即围绕车辆纵轴的转动以及允许刚性轴的压缩和反弹运动。此外，当所述刚性轴构造为驱动轴时，通过所述中央关节将驱动力和制动力矩引入三点式连杆。

由于中央关节的磨损增加或过载，所述中央关节的单个部件之间的连接可能松散。尤其地，布置在中央关节内的球窝关节的内环和/或外环可能以下述方式遭到严重磨损，即，它们使得通常以形状接合方式相互连接的部件彼此分开。由于这样的损坏事件，通过所述中央关节实现的三点式连杆与刚性轴体之间的连接可能会松脱。在这种情况下，也叫作中央关节的分离，这与高额的财产损失危险相关，甚至可能与人身伤害危险相关。因此由现有技术已知防脱开机构，其应防止中央关节的完全分离。

例如由文献DE112006000910T5已知一种中央关节的防脱开机构，其构造为横锁、被称为止动元件。所述中央关节具有球窝关节并且与刚性轴连接。所述横锁仅沿车辆横向方向定向；亦即仅在唯一的空间方向上定向。虽然以这种方式提供了活动空间，通过所述活动空间，在中央关节的结构高度较低的情况下，尤其在刚性轴较强的压缩和/或反弹运动的情况下，防止横锁与相邻构件相撞。但是，如果在球窝关节的内环与外环之间的连接松散之后，所述横锁被用作止挡，那么这种方式就是以中央关节分离的安全性为代价的。在这种情况下，所述中央关节的分离只有在中央关节不存在摇摆偏转角时，才能通过横锁的两个端部共同防止。反之，如果所述中央关节由于摇摆运动而偏转，那么企图使中央关节分离的底盘力必须完全仅被横锁的唯一端部吸收。那么，如果横锁的这个唯一防止中央关节分离的有效端部除了在行驶中出现的常规运行负荷以外，例如由于特别事件、比如碾过路边石额外地承担负荷，则可能导致所述唯一有效的端部变完弯或者甚至导致其折断。这样变短的横锁无法再防止所述分离，因为所述横锁在进一步行驶中以更高的可能性从中央关节中摆脱出来。

发明内容

本发明的任务在于提供一种具有防脱开机构的中央关节，在中央关节失效的情况下，所述防脱开机构自身提供提高的防止分离的安全性。

所述任务按照本发明通过具有独立权利要求1的特征的球窝关节来完成。

优选的实施方式和进一步方案是从属权利要求的主题。本发明的其它特征和细节由本说明书和附图得出。

因此，本发明规定一种用于三点式连杆的中央关节。所述中央关节具有壳体，其通过球窝关节相对于中央关节的轴连接部能转动并且能摆动地支承。所述中央关节还具有起到止挡作用的防脱开机构，该防脱开机构垂直于轴连接部的中轴线延伸并且在球窝关节失效的情况下防止壳体和轴连接部的分离。按照本发明，所述防脱开机构垂直于轴连接部的中轴线地在两个空间方向上有效地延伸。

尤其地，所述壳体和轴连接部通过球窝关节以滑动支承的方式相连接，其中，所述壳体优选至少在中央关节处于无偏转的零位时包围球窝关节。所述球窝关节具有内部部件以及贴靠地包围所述内部部件的外部部件。所述内部部件构造为实心的并或环形的，并且具有凸状的外表面，所述凸状的外表面构造为球台，其中，所述球台优选至少基本上相对于内部部件的赤道线对称地延伸。所述外部部件起到轴承套的作用且尤其固定在壳体中。其构造为环形的并且具有凹状的内周面，所述凹状的内周面与内部部件的凸状球台以形状互补的方式构造。所述凹状的内周面类似于球窝关节的内部部件地延伸，且优选至少基本上相对于外部部件的赤道线对称。由此并且通过由外部部件贴靠包围内部部件，使所述内部部件和外部部件尤其在安装状态下以形状接合的方式相互连接。所述球窝关节的外部部件和内部部件可分别构造为一件式或多件式的。所述球窝关节的内部部件优选构造为独立构件；然而其可以是轴连接部的集成部件，亦即与轴连接部一体构成。所述内部部件和外部部件也如轴连接部和防脱开机构那样由铁质材料构成、尤其地由钢构成。作为备选方案，所述外部部件也可由塑料形成。所述轴连接部适合于使中央关节连接到刚性轴的刚性轴体上，其中，所述轴连接部在安装与车辆中的状态下与刚性轴体刚性地连接。

所述球窝关节的分离尤其发生在下述情况下，即，所述内部部件的凸状外表面和/或外部部件的凹状内周面例如由于缺乏润滑导致的增强的干摩擦磨损至下述严重的程度，即，前述在所述球窝关节的内部部件和外部部件之间的形状接合连接被破坏，并且所述外部部件由此与内部部件分开。内部部件和外部部件的这种分开也可能是作用于已经严重磨损的中央关节的不当负荷的结果，例如由于急速碾过路沿导致的结果。在这种情况下，防脱开机构提供止挡，所述止挡可靠地防止壳体和轴连接部的分离。在这种情况下，所述防脱开机构尤其直接或间接地支撑在壳体或球窝关节的部件上。优选地，所述轴连接部的中轴线在安装于车辆中的状态下沿车辆垂直方向延伸。作为备选方案，所述轴连接部的中轴线也可相对于车辆垂直方向呈例如10度的锐角地延伸。优选地，所述轴连接部的中轴线与中央关节的中轴线重合。尤其地，所述球窝关节在中央关节处于无偏转的零位的情况下布置为相对于轴连接部的中轴线旋转对称并且相对于中央关节的中轴线旋转对称。

结合本发明，沿两个空间方向的有效延伸指的是，所述防脱开机构的、在球窝关节失效的情况下可能立即会直接或间接地撞击壳体的和/或球窝关节的部件的区域，垂直于轴连接部的中轴线地沿两个空间方向延伸。相比而言，在本文开头所述的由现有技术已知的横锁的在球窝关节失效的情况下能起到止挡作用的区域仅沿一个空间方向、即车辆横向方向延伸。通过上述措辞，即所述防脱开机构垂直于轴连接部的中轴线地沿两个空间方向“有效地”延伸，要表达的是，所述防脱开机构垂直于轴连接部的中轴线地不仅是在数量上沿两个空间方向延伸，而且实际上在这两个空间方向上也起到防脱开机构的作用、尤其地起到止挡的作用。结合本发明，沿两个空间方向延伸并不意味着整个防脱开机构仅允许在前述这两个空间方向上垂直于轴连接部的中轴线地延伸。所述两个空间方向按照本发明优选以直角相对于彼此取向。考虑到所述中央关节的安装状态，所述两个空间方向优选指的是车辆纵向方向和车辆横向方向。如果在所述两个空间方向其中一个空间方向上存在尤其高的力作用于所述防脱开机构，例如由于特别事件或不当情况，所述尤其高的力可导致防脱开机构的损坏，那么所述防脱开机构的沿另一空间方向取向的部分就是额外的防护备用措施，从而极为有效地防止所述防脱开机构穿透所述壳体。

有利地，所述防脱开机构相对于一平面构造为对称的，所述轴连接部的中轴线位于该平面内。例如，所述防脱开机构相对于一平面构造为对称的，所述轴连接部的中轴线位于该平面内并且该平面沿车辆纵向方向延伸。在该示例中，从轴连接部的中轴线出发，所述防脱开机构至少还沿行驶方向或者逆向于行驶方向延伸。那么在所述球窝关节失效并且同时存在尤其高的摇摆力作用于防脱开机构的情况下，所述防脱开机构的至少沿行驶方向或逆向于行驶方向延伸的部分就是前述防止中央关节分离的防护备用措施。

优选地，所述防脱开机构相对于多个平面构造为对称的，所述轴连接部的中轴线位于所述多个平面内。所述多个平面尤其沿车辆纵向方向和沿车辆横向方向延伸。因此，所述防脱开机构例如可构造为十字形的，且因此针对所有可设想的负荷来说极为有效地防止中央关节的分离，与是否存在摇摆力和/或由压缩和反弹运动引起的力和/或制动力矩和/或驱动力矩作用于所述防脱开机构无关。如果所述防脱开机构构造为十字形的，那么所述十字形构件的臂部全都具有相同长度、相互对置地具有相同长度或不同长度。上述实施方式中的后者例如在下述情况下是有意义的，即，所述壳体和/或球窝关节的横截面不同于圆形，所述横截面必须在中央关节分离前穿过所述防脱开机构。

也可设想的是，如前所述地，所述防脱开机构相对于两个以上平面构造为对称的，例如构造为星形。这样的实施方式在下述情况下尤其有效地防止中央关节的分离，即，叠加的负荷、例如由摇摆力和叠加的制动力造成的负荷作用于防脱开机构并且由所述叠加的负荷导致的力的作用方向既不沿车辆纵向方向延伸也不沿车辆横向方向延伸。

所述防脱开机构适宜地构造为扁平状的。垂直于轴连接部的中轴线的构造为扁平状的防脱开机构具有下述优点，即，当局部地在确定的传力点存在作用于防脱开机构的力的情况下，所述力例如由车辆车身朝向车辆右侧的尤其强的摆动运动引起，与所述传力点相邻的扁平面部分起到支撑作用并且因此有助于避免在所述传力点对防脱开机构造成损伤。构造为扁平状的防脱开机构例如可构造为六角形或八角形的，并且除了前述支撑作用还具有下述额外的优点，即，其同样非常适于吸收如前所述导致的力。

有利地，所述防脱开机构构造为旋转对称的。以这种方式简化所述防脱开机构的装配，因为无需对准。此外，旋转对称的防脱开机构可相对有利地、例如通过自动车削制成。所述旋转对称的防脱开机构尤其构造为碟形的或盘形的，并且基于其旋转对称性能够有利地、例如通过自动车削制成。然而也可考虑非切削的制造工艺，如冷挤压或锻造。

优选地，当中央关节由于球窝关节失效而面临分离的情况下，所述防脱开机构的起到止挡面作用的扁平面至少基本上布置在一平面内，该平面垂直于轴连接部的中轴线延伸。以这种方式能使中央关节的结构高度保持为较小的。尤其地，当在穿过轴连接部的中轴线的一剖面或任意剖面观察的情况下，所述止挡面构造为平直的，由此使制造成本保持为较低的。所述止挡面也可构造为环绕的，并且因此联合称为连续的止挡面。所述连续的止挡面可构造为圆环面或截锥体外表面，其相对于前述垂直于轴连接部的中轴线延伸的平面仅略微倾斜地布置并且因此基本上位于该前述平面内。作为替代方案，当中央关节由于球窝关节失效而面临分离的情况下，所述防脱开机构的起到止挡面作用的扁平面至少部分地布置在一平面之外，该平面垂直于轴连接部的中轴线延伸。当在穿过轴连接部的中轴线的一剖面或任一剖面观察的情况下，所述止挡面可构造为平坦的或翘曲的。翘曲的止挡面可这样构造，即，在成功地进行止挡并且随后所述刚性轴发生摇摆或压缩或反弹之后，所述翘曲的止挡面可在壳体和/或球窝关节的表面上大致滚压。

适宜地，所述防脱开机构可拆卸地连接到轴连接部上。以这种方式，例如在所述防脱开机构由于球窝关节失效而投入使用并且因此受到损伤的情况下，能以较低成本更换所述防脱开机构。

在本发明的有利的进一步方案中，所述防脱开机构通过唯一的连接元件连接到轴连接部上。这个连接元件尤其布置在防脱开机构的中心，从而当用到防脱开机构时，使其承受均匀的负荷。结合本发明，连接元件尤其应理解为设置用于下述情况的元件，即，通过力接合和/或形状接合的方式在防脱开机构和轴连接部之间建立连接。所述连接在这种情况下尤其仅通过所述连接元件或通过所述连接元件和额外的固定元件构造为防丢失的连接。有利地，所述防脱开机构相对于轴连接部且垂直于轴连接部的中轴线以形状接合的方式固定，例如通过轴连接部的定中心凸出部固定，所述定中心凸出部被防脱开机构形状接合地包围。尤其有利的使用具有居中布置的连接元件的旋转对称的防脱开机构，因为在这样布置的情况下，无需围绕轴连接部的中轴线对准防脱开机构。然而，在所述防脱开机构构造为非旋转对称的情况下，所述防脱开机构也可通过唯一的连接元件连接到轴连接部上。在这种情况下，所述防脱开机构相对于轴连接部的对准例如通过所述轴连接部和防脱开机构的形状互补的定中心面来实现。尤其地，所述连接元件具有螺纹区段，所述螺纹区段沿轴连接部的中轴线的方向延伸，并且所述防脱开机构通过所述螺纹区段相对于轴连接部被牵拉并且相对于轴连接部拉紧。

所述连接元件例如可构造为六角螺栓或内六角螺栓。

适宜地，所述一连接元件与防脱开机构或与轴连接部一体构成。以这种方式，减少要装配的构件数量并且进而降低装配成本。

作为备选方案，所述防脱开机构和轴连接部通过径向压紧连接部相互连接。同样地，以这种方式实现所述防脱开机构与轴连接部的刚性连接，反之亦然。尤其地，所述径向压紧连接部构造为花键连接部，其中，所述键齿优选引入防脱开机构的孔中。作为备选方案，所述径向压紧连接部也可构造为收缩连接部。有利地，所述径向压紧连接部通过固定元件、尤其地通过如挡环的轴向固定元件来防止所述防脱开机构沿轴连接部的中轴线方向脱落。

按照另一替代方案，所述防脱开机构不可拆卸地连接到轴连接部上。在这种情况下，所述防脱开机构以材料接合的方式连接到轴连接部上，例如通过焊接或粘接。然而优选地，所述防脱开机构与轴连接部一体构成，其中在这种情况下，所述轴连接部构造为多件式的，以实现装配。通过所述防脱开机构与轴连接部的一体构造实现尤其稳定的连接，从而在中央关节失效之后可靠地避免轴连接部和壳体的分离。

有利地，所述壳体朝向轴连接部具有壳体开口，所述壳体开口构造为非圆形的、尤其地构造为椭圆形的。尤其地，所述壳体开口与所述壳体相对于轴连接部的最大偏转角所需的自由空间相匹配。由于所述壳体可能发生的最大的偏转角通常与方向相关，所以得出所述非圆形的、尤其是椭圆形的形状。考虑到在车辆中的安装位置，尤其地，沿车辆纵向方向可能发生的最大的偏转角大于沿车辆横向方向可能发生的最大的偏转角。其原因在于，可能发生的最大摆动角在大多情况下小于由于刚性轴的压缩和舒展运动造成的偏转角。因此，所述壳体开口尤其沿车辆纵向方向具有比沿车辆横向方向更大的尺寸。优选地，所述椭圆形壳体开口的沿车辆纵向方向取向的纵向侧面相对于彼此具有一定间距，该间距小于构造为旋转对称的防脱开机构垂直于轴连接部的中轴线的延伸距离。这样构造的壳体开口在中央关节失效的情况下是防止分离的额外防护措施，因为不会被构造为旋转对称的防脱开机构穿透。

优选地，所述壳体具有至少一个内置的缺口，所述防脱开机构的靠外的区域在中央关节发生较大角度偏转的情况下能伸进所述缺口。以这种方式，在使用防脱开机构的情况下也能将中央关节的结构高度保持为较小的，所述防脱开机构垂直于轴连接部的中轴线地沿两个空间方向延伸并且例如构造为旋转对称的。考虑到中央关节的无偏转的零位，所述至少一个缺口尤其地引入壳体的内置环面中的与轴连接部相对置的侧面中，所述侧面至少大致垂直于轴连接部的中轴线延伸。尤其地，所述至少一个缺口这样形成，即，在中央关节不会发生偏转的情况下，在防脱开机构与壳体之间可能发生接触，或甚至发生碰撞。在这种情况下，所述壳体具有内置的多个单独的、斜向的缺口，其位置与中央关节的与方向相关的最大偏转角相匹配。所述多个单独的缺口尤其成对地布置为沿径向相互正对的。作为替代方案，所述单独的斜向的缺口也可构造为连贯的三维缺口，所述连贯的三维缺口构造为与假想的包络线形状互补的，所述包络线笼罩所述防脱开机构的所有可能的运动状态所需的总体运动空间。然而优选地，所述壳体具有唯一的缺口，其构造为沟渠状的并且同时构造为环形环绕的。

优选地，所述轴连接部的法兰板具有至少一个缺口，所述壳体的靠外的区域在中央关节发生较大角度偏转的情况下能伸进所述缺口。这种设计同样对将中央关节的结构高度保持为较小的作出贡献。与所述壳体的内置缺口类似地，所述法兰板也可具有多个单独的、斜向的缺口或仅具有一个构造为沟渠状且同时构造为环形环绕的缺口。所述法兰板中的至少一个缺口的其它设计可能性也类似于所述壳体的至少一个内置缺口。

在本发明的有利的进一步方案中，所述轴连接部的拱起部或栓部具有至少一个缺口，尤其在中央关节发生较大角度偏转的情况下，所述壳体的靠外的区域和/或所述球窝关节的轴承套的靠外的区域能伸进所述缺口。通过这种措施，所述壳体能相对于轴连接部发生尤其大的偏转角，所述偏转角与方向相关，从中央关节的无偏转的零位来看，例如可为+/-25度。结合本发明提到的拱起部指的是，在所述轴连接部构造为一体式的情况下，所述轴连接部由法兰板以及与其一体构成的拱起部构成。提到的栓部应理解为，在所述轴连接部构造为两件式的情况下，所述轴连接部由所述法兰板以及与其刚性连接的栓部形成。尤其地，所述拱起部的中轴线与所述栓部的中轴线均与所述轴连接部的中轴线重合。

与已经描述过的壳体的和法兰板的缺口类似地，所述拱起部或栓部同样可具有多个单独的、斜向的缺口，或者仅具有唯一的缺口，其构造为沟渠状的并且同时构造为环形环绕所述拱起部或栓部的缩入部。这样的环形环绕的缺口尤其构造为旋转对称的并且例如设计为与圆环面的内表面相似的，优选地通过倒圆的过渡部过渡至所述拱起部或栓部。如果存在多个单独的缺口，那么这些缺口同样尤其成对地布置为沿径向相互正对的，并且形成例如所述拱起部或栓部的腰部。所述拱起部或栓部的至少一个缺口的其它设计可能性也类似于所述壳体的至少一个内置缺口的其它设计可能性。然而所述拱起部或栓部的至少一个缺口仅压制到下述程度，即，所述拱起部或栓部的余下的剩余横截面还能吸收在中央关节中可能出现的最大的力。通过组合前述壳体的和/或法兰板的和/或拱起部的或栓部的缺口，在使用垂直于轴连接部的中轴线地沿两个空间方向延伸的防脱开机构的情况下也能实现使中央关节保持尤其小的结构高度。这尤其适用于所述防脱开机构构造为扁平状、尤其是旋转对称的情况。

本发明还涉及一种三点式连杆，其具有如前所述的中央关节，其中，所述三点式连杆构造为用于引导刚性轴、尤其是商用车辆的刚性轴的轴导向式连杆。尤其地，所述三点式连杆具有两个连杆臂，它们相互包围成一个角并且在所述三点式连杆的第一端汇聚于第一支承点。在所述第一支承点，所述三点式连杆能通过中央关节连接到刚性轴的刚性轴体上。所述三点式连杆的另外两端能分别通过一引导关节、例如分子关节连接到车架上。

附图说明

在下文中，根据仅描述实施例的附图进一步阐述本发明，其中，相同的附图标记表示相同的、相似的或功能相同的构件或元件。其中：

图1示出了按照现有技术的底盘组件的透视图；

图2示出了根据本发明第一实施方式的中央关节按照在图6中标出的剖切线A-A剖切的剖视图；

图3以剖视图示出了按照图2所示的、处于极端偏转角的第一位置的中央关节；

图4以剖视图示出了按照图2和图3所示的、处于极端偏转角的第二位置的中央关节；

图5示出了按照图2至图4所示的、处于极端偏转角的第三位置的中央关节以根据在图6中标出的剖切线B-B剖切的剖视图；

图6示出了按照图2至图5所示的中央关节以根据在图2中标出的剖切线C-C剖切的剖视图；

图7以从斜上方看的透视图示出按照图2至图6所示的中央关节；

图8与图2相似地以剖视图示出了按照本发明第二实施方式的中央关节；

图9与图2相似地以剖视图示出了按照本发明第三实施方式的中央关节；

图10与图2相似地以剖视图示出了按照本发明第四实施方式的中央关节；

图11以从斜上方看的透视图示出了按照本发明的三点式连杆。

具体实施方式

图1示出了底盘组件1，其具有被牵拉的驱动轴，所述驱动轴构造为刚性轴并且具有刚性轴体2。关于相当于前进行驶方向的正向的车辆纵向方向x来说，所述刚性轴布置在沿车辆横向方向y延伸的横梁3后方，并且在每一车辆侧面布置有大致沿车辆垂直方向z延伸的支座4后方。在关于正向的车辆垂直方向z的上方的连杆平面内，所述刚性轴被以V形叉开的并且大致沿车辆纵向方向x延伸的轴导向式连杆牵拉，所述轴导向式连杆构造为三点式连杆5。三点式连杆5构造为相对于由车辆纵向方向x和车辆垂直方向z撑展的平面对称并且具有两个分子关节，所述三点式连杆通过所述两个分子关节连接到横梁3上。此外，三点式连杆5具有中央关节11，以使三点式连杆5以能转动和能摆动的方式连接到刚性轴体2上，其中所述转动和摆动由布置在中央关节11内部的球窝关节来实现。中央关节11在车辆行驶期间由于刚性轴体2的压缩和舒展运动大致沿车辆垂直方向z做上下运动。

在下方的连杆平面内，所述刚性轴通过两个纵向连杆6牵拉，所述两个纵向连杆沿车辆横向方向y彼此平行地分别布置在车辆外侧面并且沿车辆纵向方向x延伸。所述纵向连杆6分别在一端连接到刚性轴体2上并且分别在另一端连接到两个支座4之一的下方传力区域7上。纵向连杆6的端部区域相对于下方传力区域7和刚性轴体2均能围绕沿车辆横向方向y延伸的摆动轴线摆动。底盘组件1在每一车辆侧面分别具有一纵梁9，刚性轴体2通过空气弹簧12支撑在所述纵梁上。两个纵梁9沿车辆纵向方向x彼此平行地延伸并且与横梁3一起均为车架10的组成部分。在下文中，与图1类似地使用车辆纵向方向x、车辆横向方向y和车辆垂直方向z的概念。

图2示出用于三点式连杆470的中央关节20，所述中央关节位于无偏转的零位，所述零位也示出在无载荷的商用车辆中的安装位置。在所述零位，中央关节20根据曲柄类型具有预偏转角α，这意味着，中央关节20的柄部21相对于水平线围成锐角，所述锐角在本实施例中为10度。在这种情况下，所述水平线位于由车辆纵向方向x和车辆横向方向y撑展开的平面内，该平面在此平行于所述商用车辆的承重面延伸。中央关节20具有壳体22，该壳体虽然与柄部21一体构成，然而不具有预偏转角，而是取向为水平的。壳体22通过球窝关节23能相对于中央关节20的轴连接部24转动和摆动。球窝关节20具有起到止挡作用的防脱开机构25，该防脱开机构垂直于轴连接部24的中轴线26延伸并且在球窝关节23失效的情况下防止壳体22和轴连接部24的分离。防脱开机构25垂直于轴连接部24的中轴线26地在两个空间方向上起作用地延伸，即车辆纵向方向x和车辆横向方向y。此外，防脱开机构25构造为碟形并且旋转对称地绕轴连接部24的中轴线26延伸。轴连接部24的中轴线26也是中央关节20的中轴线。中央关节20以剖切方式示出，其中，剖切面由车辆纵向方向x和车辆垂直方向z撑展开并且同时具有跟随轴连接部24的中轴线26的走向。中央关节20相对于所述剖切面镜像对称地构造。

防脱开机构25通过唯一的连接元件以刚性且同时可拆卸的方式连接到轴连接部24的拱起部28上，所述连接元件构造为六角螺栓27。六角螺栓27使防脱开机构25相对于拱起部28的端侧挤压并且拧入拱起部28的居中布置的内螺纹。拱起部28具有圆柱形定中心凸出部，其被防脱开机构25的形状互补的呈袋状的凹口容纳。因此，在防脱开机构25的装配中无需沿防脱开机构25的切线方向对准。球窝关节23具有构造为内环29的内部部件和贴靠包围内环29的、构造为外环30的外部部件。内环29构造为实心的并且具有凸状外表面，所述凸状外表面构造为球台，所述球台相对于内环29的赤道线对称地延伸。外环30起到轴承套的作用并且沿轴向固定在壳体22中，确切的讲，在一端通过挡环并且在另一端通过壳体22的卷边状凸肩固定在所述壳体中。外环30构造为环状并且具有凹状的内周面，所述凹状的内周面与内环29的凸状球台以形状互补的方式构造。在球窝关节23失效的情况下，防脱开机构25提供止挡，所述止挡防止壳体22和轴连接部24的分离。在这种情况下，防脱开机构25直接或间接地支撑在球窝关节23的内环29上，其中，当防脱开机构25支撑在所述挡环上时，存在所述间接的支撑。在示出的中央关节20的零位，防脱开机构25的环面布置在下述平面内，该平面垂直于轴连接部24的中轴线26延伸，所述环面在中央关节20面临分离时起到止挡面31的作用。

图3示出处于极端偏转角的第一位置的中央关节20，当所述商用车辆的刚性轴以最大程度舒展并且同时中央关节20未因叠加的摆动运动而发生偏转角时，所述中央关节处于所述极端偏转角的第一位置。壳体22相对于水平线的偏转角在下文中用弹簧偏转角β表示，因为其是由所述刚性轴的压缩和舒展运动造成的。弹簧偏转角β指的是壳体22围绕车辆横轴线的摆转程度，当前为20度。由于柄部21相对于水平线具有10度的预偏转角，所以柄部21相对于水平线的偏转角总共为30度。为了实现这样大的弹簧偏转角β，壳体22具有内置的缺口32，所述缺口相对于中央关节20的无偏转的零位来说，构造在壳体22的内置环面中与轴连接部24相对置的侧面在中央关节20的零位，所述环面垂直于轴连接部24的中轴线26延伸。缺口32构造为沟渠状并且环形地围绕所述环面内延伸，从而碟形的防脱开机构25的靠外的区域能够伸进。因此，即使在最大程度的弹簧偏转角β的情况下，也不存在防脱开机构25的靠外的区域与缺口32的接触，至少只要在球窝关节23功能正常的情况下就不存在所述接触。此外，轴连接部24的拱起部28具有环形环绕的缺口33，壳体22的靠外的区域和球窝关节23的起到轴承套作用的外环30的靠外的区域在当前极端的弹簧偏转角β的情况下伸进所述缺口。

图4示出处于极端偏转角的第二位置的中央关节20，当所述刚性轴以最大程度压缩并且同时中央关节20未因叠加的摆动运动而额外地发生偏转角时，所述中央关节处于所述极端偏转角的第二位置。在此，弹簧偏转角β也为20度，其中，柄部21相对于水平线的偏转角由于柄部21的预偏转角α仅为10度。通过结合图3和图4进行阐述而清楚的是，柄部21的预偏转角α用于使中央关节20达到可能发生的最大的弹簧偏转角β，相对于中央关节20的无偏转的零位来说，所述刚性轴在压缩时的弹簧偏转角的大小与舒展时的弹簧偏转角的大小刚好相同。作为备选方案，上述相同的效果也可通过拱起部28的斜置结合无预偏转的柄部21实现。但是如在图4中可见的，拱起部28在此并未斜置，而是以直角相对于水平线并且相对于与拱起部28一体构成的法兰板34延伸。法兰板34和拱起部28共同形成轴连接部24。为了实现所示的极端的弹簧偏转角β，法兰板34具有环形环绕的缺口35，所述缺口构造为环槽并且使壳体22的靠外的区域能够伸进。所述缺口32、33和35有助于使中央关节20的结构高度相对来说较小。

图5示出处于极端偏转角的第三位置的中央关节20，在所述第三位置中，由于摇摆偏转角γ当前为10度，壳体22和一体地连接到其上的柄部21具有相对于法兰连接部24倾斜的取向。摇摆偏转角γ指的是壳体22围绕沿着车辆纵向方向x延伸的车辆纵轴线的摆转程度。中央关节20被示出位于其安装位置。壳体22的摇摆偏转角γ取决于车辆车身围绕车辆纵轴线的摆转程度。所述摆转程度例如通过转弯行驶实现，此时，虽然所述车辆车身沿转弯曲线向外倾斜，但所述刚性轴和刚性地连接到其上的轴连接部24不是这样。图5中的剖切面相对于图2至图4围绕法兰连接部24的中轴线26旋转过90度。在图5中，观察者从行驶方向(正向的车辆纵向方向x)观察中央关节20。在当前的剖面中，虽然壳体22具有最大的摇摆偏转角γ，但未伸进环形环绕的缺口33，所述缺口出于成本原因构造为旋转对称的并且设置用于实现壳体22的可能发生的最大的偏转程度。壳体22的所述可能发生的最大的偏转程度存在于弹簧偏转角β最大的情况下。

壳体22朝向法兰连接部24或朝向法兰板34具有壳体开口36，其构造为椭圆形并且沿车辆横向方向y具有比沿车辆纵向方向x更小的尺寸(参见图2)。这在对图2和图5中的球窝关节23的具有旋转对称构造的且带有壳体开口36的外环30以重叠方式相互比较时可清楚地看出。壳体开口36的所述椭圆形构造通过下述方式实现，即，壳体开口36出于稳定性原因原则上应保持为尽可能小的。但同时也应在壳体开口36的区域内，分别在正向方向和逆向方向上针对最大的弹簧偏转角β和摇摆偏转角γ提供所需的活动空间。由于当前为+/-20度的最大的弹簧偏转角β大于当前为+/-10度的摇摆偏转角γ，所以得到壳体开口36的椭圆形构造。在俯视观察中央关节20的情况下，防脱开机构25的外廓38比壳体开口36的外廓37更大。出于这个原因，防脱开机构25无法穿过壳体开口36。因此，凭借壳体开口36提供防止壳体22和法兰连接部24分离的额外防护措施，在外环30由于磨损、例如由于磨蚀磨损而松散的情况下，所述防护措施发挥作用。

图6直观地示出，防脱开机构25的圆形的且以虚线示出的外廓38大于壳体开口36的椭圆形的且以实线示出的外廓37。出于清楚目的，在图6中隐藏了几条周缘线，所述几条周缘线与拱起部28同心地延伸，所述拱起部在具有旋转对称构造的缺口33的区域内被剖切。示出了将球窝关节23的内环29与外环30分开的周缘线。应指出的是，按照图5的剖切视图仅以在图6中示出的剖切线B-B作为依据，因为中央关节20在图5中偏转而在图6中未偏转。

防脱开机构25的旋转对称的且也是碟形的构造可在图7中清楚地看出，同样能清楚地看出的还有六角螺栓27，防脱开机构25通过所述六角螺栓刚性地连接到拱起部28上。也可清楚地看出所述挡环，球窝关节23的外环30借助于所述挡环固定在壳体22中。所述挡环具有周向的断开部，以使所述挡环压缩从而能装入壳体22。这借助于钳件实现，所述钳件接入两个相邻于所述断开部布置的孔，其中，所述两个孔中仅能看到一个孔。法兰板34构造为矩形的并且在其四个角部的每个角部具有贯通孔，用于将法兰板34紧固在刚性轴上。同样应清楚地看出的还有在法兰板34中构造为环沟的缺口35，其中，缺口35与拱起部28同心地布置。

图8示出中央关节120，其中，防脱开机构125通过径向压紧连接部刚性地连接到轴连接部124的拱起部128上。所述径向压紧连接部构造为具有键齿的花键连接部，其中，所述键齿装入防脱开机构125的孔中。所述孔居中地引入具有旋转对称构造的防脱开机构125，并且在安装状态下被拱起部128的栓部凸起151穿通地接合。栓部凸起151在此起到连接元件的作用。构造为挡环150的固定元件是轴向固定元件并且防止防脱开机构125沿轴连接部124的中轴线126的方向脱落。防脱开机构125的这种作用方式与结合图2至图7描述的防脱开机构25的作用方式类似。

在图9所示的实施例中，中央关节220的防脱开机构225通过唯一的连接元件227刚性地紧固于轴连接部224的拱起部228。防脱开机构225在此与连接元件227一体构成，其中，连接元件227构造为螺纹栓，其拧入拱起部228的端侧盲孔。为了传递旋拧扭矩，防脱开机构225在端侧具有居中布置的内六边形凹口。防脱开机构225的这种作用方式同样与结合图2至图7描述的防脱开机构25的作用方式类似。

图10示出具有防脱开机构325的中央关节320，所述防脱开机构不可拆卸地与轴连接部324连接。所述不可拆卸的连接通过防脱开机构325与轴连接部324的栓部360一体构成来实现。在这个变型中，轴连接部324自身根据安装条件构造为两件式的并且由法兰板334构成，栓部360通过锥形座与所述法兰板刚性连接。在这种情况下，所述锥形座通过螺母沿栓部360的轴向预张紧。出于这个原因，栓部360在安装状态下如前述拱起部28、128和228那样起作用。法兰板334不具有类似于前述缺口35那样的缺口。在球窝关节323失效并且由此导致中央关节320面临分离的情况下，防脱开机构325支撑在中央关节320的壳体322的内周面上。在其它方面，防脱开机构325的这种作用方式基本上与结合图2至图7描述的防脱开机构25的作用方式类似。在本实施例中，壳体322朝向法兰板334也具有壳体开口，然而所述壳体开口在此构造为圆形的。假如所述壳体开口具有非圆形外廓、例如具有如前所述的椭圆形外廓，则无法安装球窝关节323。栓部360具有一环形环绕的缺口333，所述缺口构造为旋转对称的并且在中央关节320发生较大角度偏转时，壳体322的靠外的区域能够伸进所述缺口。

在图11中所示的V形构造的三点式连杆470具有两个管形的连杆臂472，所述两个管形的连杆臂布置成相互夹成一角度并且汇聚于中央关节20。在这种情况下，连杆臂472分别刚性地连接到中央关节20的两个柄部21上。两个连杆臂472中的每个连杆臂在其自由端部与一引导关节刚性连接，所述引导关节均构造为分子关节471。通过分子关节471，三点式连杆470能连接到车架上，而通过轴连接部24的法兰板34能连接到刚性轴上。由此，三点式连杆470构造为用于引导刚性轴的轴导向式连杆。

附图标记列表

1 底盘组件

2 刚性轴体

3 横梁

4 支座

5 三点式连杆，轴导向式连杆

6 纵向连杆

7 下方传力区域

9 纵梁

10 车架

11 中央关节

12 空气弹簧

20 中央关节

21 柄部

22 壳体

23 球窝关节

24 轴连接部

25 防脱开机构

26 中轴线

27 连接元件、六角螺栓

28 拱起部

29 内部部件，内环

30 外部部件，外环，轴承套

31 止挡面

32 壳体的缺口

33 拱起部的缺口

34 法兰板

35 法兰板的缺口

36 壳体开口

37 壳体开口的外廓

38 防脱开机构的外廓

120 中央关节

124 轴连接部

125 防脱开机构

126 中轴线

128 拱起部

150 固定元件、轴向固定元件、挡环

151 连接元件、栓部凸起

220 中央关节

224 轴连接部

225 防脱开机构

227 连接元件

228 拱起部

320 中央关节

322 壳体

323 球窝关节

324 轴连接部

325 防脱开机构

333 栓部的缺口

334 法兰板

360 栓部

470 三点式连杆

471 引导关节、分子关节

472 连杆臂

x 行驶方向、车辆纵向方向

y 车辆横向方向

z 车辆垂直方向

α 预偏转角

β 弹簧偏转角

γ 摇摆偏转角

Claims (16)

1.一种用于三点式连杆(470)的中央关节(20，120，220，320)，所述中央关节(20，120，220，320)具有壳体(22，322)，所述壳体通过球窝关节(23，323)能相对于所述中央关节(20，120，220，320)的轴连接部(24，124，224，324)转动和摆动地得到支承，所述中央关节还具有起到止挡作用的防脱开机构(25，125，225，325)，所述防脱开机构垂直于所述轴连接部(24，124，224，324)的中轴线(26，126)延伸并且在所述球窝关节(23，323)失效的情况下防止所述壳体(22，322)与所述轴连接部(24，124，224，324)的分离，其特征在于，所述防脱开机构(25，125，225，325)垂直于所述轴连接部(24，124，224，324)的中轴线(26，126)地沿两个空间方向起作用地延伸。

2.根据权利要求1所述的中央关节(20，120，220，320)，其特征在于，所述防脱开机构(25，125，225，325)相对于一平面对称地构造，该平面延伸穿过所述轴连接部(24，124，224，324)的中轴线(26，126)。

3.根据权利要求1或2所述的中央关节(20，120，220，320)，其特征在于，所述防脱开机构(25，125，225，325)相对于多个平面对称地构造，所述多个平面延伸穿过所述轴连接部(24，124，224，324)的中轴线(26，126)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的中央关节(20，120，220，320)，其特征在于，所述防脱开机构(25，125，225，325)是扁平状的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的中央关节(20，120，220，320)，其特征在于，所述防脱开机构(25，125，225，325)是旋转对称的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的中央关节(20，120，220，320)，其特征在于，所述防脱开机构(25，125，225，325)的多个面至少基本上布置在一平面内，该平面垂直于所述轴连接部(24，124，224，324)的中轴线(26，126)延伸，所述多个面在所述中央关节(20，120，220，320)由于球窝关节(23，323)失效而面临分离的情况下起到止挡面(31)的作用。

7.根据前述权利要求中任一项所述的中央关节(20，120，220)，其特征在于，所述防脱开机构(25，125，225)可拆卸地连接到轴连接部(24，124，224)上。

8.根据权利要求7所述的中央关节(20，120，220)，其特征在于，所述防脱开机构(25，125，225)通过唯一的连接元件(27，151，227)连接到轴连接部(24，124，224)上。

9.根据权利要求8所述的中央关节(120，220)，其特征在于，所述连接元件(151，227)与所述防脱开机构(225)或者与所述轴连接部(124)一体构成。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的中央关节(120)，其特征在于，所述防脱开机构(125)和所述轴连接部(124)通过径向压紧连接部相互连接。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的中央关节(320)，其特征在于，所述防脱开机构(325)不可拆卸地连接到所述轴连接部(324)上。

12.根据前述权利要求中任一项所述的中央关节(20，120，220)，其特征在于，所述壳体(22)朝向所述轴连接部(24，124，224)具有壳体开口(36)，所述壳体开口构造是非圆形的、尤其是椭圆形的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的中央关节(20，120，220，320)，其特征在于，所述壳体(22，322)具有至少一个内置的缺口(32)，所述防脱开机构(25，125，225，325)的靠外的区域在所述中央关节(20，120，220，320)发生较大角度偏转的情况下能伸进所述缺口中。

14.根据前述权利要求中任一项所述的中央关节(20，120，220)，其特征在于，所述轴连接部(24，124，224)的法兰板(34)具有至少一个缺口(35)，所述壳体(22)的靠外的区域在所述中央关节(20，120，220)发生较大角度偏转的情况下能伸进所述缺口中。

15.根据前述权利要求中任一项所述的中央关节(20，120，220，320)，其特征在于，所述轴连接部(24，124，224，324)的拱起部(28，128，228)或栓部(360)具有至少一个缺口(33，333)，尤其在所述中央关节(20，120，220，320)发生较大角度偏转的情况下，所述壳体(22，322)的靠外的区域和/或所述球窝关节(23，323)的轴承套(30)的靠外的区域能伸进所述缺口中。

16.一种三点式连杆(470)，其具有根据权利要求1至15中任一项所述的中央关节(20，120，220，320)，其特征在于，所述三点式连杆(470)构造为用于引导刚性轴的轴导向式连杆。

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