CN112867614B - 车轮悬架的底盘构件和制造底盘构件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车轮悬架的底盘构件和用于制造底盘构件的方法，底盘构件包括具有至少一个支柱的支柱机构，支柱机构被实施为具有开放的截面形状的成型件，其中至少一个支柱包括成型件基座和从成型件基座伸出的两个壁区段，其中在支柱的至少一个端部处设置有铰接点，铰接点用于接纳以可移动的方式彼此相连接的两个关节部件，即具有球形的关节主体的第一关节部件以及可旋转地并且/或者可枢转地接纳关节主体的第二关节部件，其中在至少一个铰接点的区域中，壁区段具有彼此相对地布置的第一关节接纳开口和第二关节接纳开口，其中在第一关节接纳开口与第二关节接纳开口之间压入有柱状的衬套，衬套将彼此相对的壁区段彼此间隔开。

Description

车轮悬架的底盘构件和制造底盘构件的方法
本发明涉及一种用于车轮悬架的底盘构件，该底盘构件包括具有至少一个支柱的支柱机构，该支柱机构被实施为具有开放的截面形状的成型件，其中该至少一个支柱包括成型件基座和从该成型件基座伸出的两个壁区段，其中在该支柱的至少一个端部处设置有铰接点，该铰接点用于接纳以可移动的方式彼此相连接的两个关节部件，即具有球形的关节主体的第一关节部件以及可旋转地并且/或者可枢转地接纳该关节主体的第二关节部件，其中在该至少一个铰接点的区域中，这些壁区段具有彼此相对地布置的第一关节接纳开口和第二关节接纳开口。
本发明涉及一种用于制造底盘构件的方法，该底盘构件包括具有至少一个支柱的支柱机构，该支柱机构被制造为具有开放的截面形状的成型件，其中该至少一个支柱具有成型件基座和从该成型件基座伸出的两个壁区段，其中在该支柱的至少一个端部处设置铰接点，该铰接点用于接纳以可移动的方式彼此相连接的两个关节部件，即具有球形的关节主体的第一关节部件以及可旋转地并且/或者可枢转地接纳该关节主体的第二关节部件，其中在该至少一个铰接点的区域中，这些壁区段具有彼此相对地布置的第一关节接纳开口和第二关节接纳开口。
从DE 10 2013 002 285 A1已知一种开篇所述类型的用于车轮悬架的底盘构件。制造底盘构件，尤其是引入以可移动的方式彼此相连接的关节部件，需要大量的装配工作。成型件是可以由金属板半成品制成的金属板再成形件，该金属板半成品从之前的单独步骤(尤其冲压)得到。
现在，从前述现有技术出发，本发明的目的是提供一种底盘构件，该底盘构件的突出之处在于简化了装配，尤其提高了装配期间的过程可靠性。
这个目的从装置技术的角度出发基于权利要求1的前序部分结合其特征部分的特征来实现，并且这个目的从方法技术的角度出发基于权利要求14的前序部分结合其特征部分的特征来实现。相应跟随的从属权利要求各自说明本发明的有利改进方案。
本发明提出一种用于车轮悬架的底盘构件，所述底盘构件包括具有至少一个支柱的支柱机构，所述支柱机构被实施为具有开放的截面形状的成型件，其中所述至少一个支柱包括成型件基座和从所述成型件基座伸出的两个壁区段，其中在所述支柱的至少一个端部处设置有铰接点，所述铰接点用于接纳以可移动的方式彼此相连接的两个关节部件，即具有球形的关节主体的第一关节部件以及可旋转地并且/或者可枢转地接纳所述关节主体的第二关节部件，其中在所述至少一个铰接点的区域中，所述壁区段具有彼此相对地布置的第一关节接纳开口和第二关节接纳开口。为了简化装配，根据本发明提出，在所述第一关节接纳开口与所述第二关节接纳开口之间压入有柱状的衬套，所述衬套将所述彼此相对的壁区段彼此间隔开。
在第一关节接纳开口与第二关节接纳开口之间被压入的衬套为此有助于在这个区域中赋予该底盘构件更高的刚度。此外，通过衬套使成型件在第一关节接纳开口与第二关节接纳开口之间达到所需的轴向间距尺寸，以便补偿在成型件的制造过程中产生的制造公差。此外，通过预装配来防止在进行注塑包覆以制造关节壳体时壁区段在该至少一个铰接点的区域中不期望地扩宽。
优选地，至少一个传感器元件和所述关节主体可以被引入到经压入的所述衬套中，其中所述衬套、所述至少一个传感器元件和所述关节主体被整合到通过注塑包覆制成的关节壳体中，所述关节壳体形成所述第二关节部件。
在此，被设计为第二关节部件的关节壳体在其制造期间通过注塑包覆接纳第一关节部件和该至少一个传感器元件。由此省去了将第一关节部件压入到关节壳体中的装配步骤。同样省去了用于布置该至少一个传感器元件的额外的装配步骤。同时，第二关节部件用于直接地支承第一关节部件的球形的关节主体，从而可以省去使用球壳。
衬套可以被指配有纵向轴线，该纵向轴线也形成第一关节部件以及铰接点的纵向轴线。横向于纵向轴线延伸的方向尤其被称为“径向方向”。围绕纵向轴线延伸的方向和/或沿衬套或第一关节部件的周向方向延伸的方向尤其被称为“周向方向”。
优选地，所述衬套可以在其外侧面中具有局部地在周向方向上延伸的至少一个开口，所述至少一个开口用于使所述至少一个传感器元件被引导穿过。在此可以将所述至少一个传感器元件引导至所述关节主体的表面。尤其柱状的开口所具有的延伸尺寸至少对应于传感器元件的外尺寸。关节接纳开口优选分别被设计为位于彼此相对的壁区段的金属板中的穿通部。在此，在相应的穿通部中可以设置有轴向的凹部，该凹部的形状与衬套的外侧面中的开口的延伸部相对应。
尤其，所述至少一个传感器元件可以被适配成用于确定所述两个关节部件相对于彼此的相对位置。对这两个关节部件的角度位置的确定可以被用于检测高度。例如可以通过高度检测来实现机动车辆上的前照灯调节。
所述至少一个传感器元件可以被引导直至紧挨所述关节主体的表面。使传感器元件与关节主体的表面之间的径向间距最小化使得能够实现用于测量这两个关节部件相对于彼此的角度位置的不同的测量方法。
根据一个优选的实施方式，所述至少一个传感器元件可以被实施为磁阻式传感器。
在将该至少一个传感器元件设计为磁阻式传感器的情况下，可以在关节主体的表面中的凹口中置入定位磁体，该定位磁体被指配给传感器元件。通过将关节主体直接支承在通过注塑包覆制成的关节壳体中而省去球壳能够使得传感器元件与定位磁体之间的间距最小化。优选地，定位磁体的表面与传感器元件的传感器头之间的径向间距小于1mm、特别优选地能够达到约0.5mm或更小的间距。
在优选的改进方案中，所述传感器元件可以被适配成用于对所述凹口以及被布置在其中的定位磁体进行密封。由此可以避免材料在进行注塑包覆以制造关节壳体时到达关节主体的凹口中以及到达定位磁体与传感器元件之间。为了对凹口进行密封，在传感器元件上可以设置有遮盖元件，该遮盖元件被放置在该凹口上。优选地，遮盖元件具有与凹口的形状相对应的轮廓。因此，遮盖元件可以在其边缘处覆盖并完全遮盖凹口。在注塑包覆之前将带有遮盖元件的传感器元件引导至关节主体的表面。传感器元件垂直于关节主体中的凹口被定向，从而使得遮盖元件可以完全密封凹口。
将关节壳体设计为关节主体的直接支承件的另一个优点在于，能够实施替代性的传感器方案。通过注塑包覆制成的并且直接被放置在第一关节部件的关节主体上的关节壳体的本发明设计方案使得能够使用被实施为增量编码器的传感器元件来代替使用磁阻式传感器元件。
优选地，被实施为增量编码器的所述传感器元件被适配成用于进行光电扫描或磁性扫描。在此，被适配成用于进行光电扫描的增量编码器可以根据成像测量原理或干涉测量原理工作。在使用被实施为增量编码器的传感器元件的情况下，可以使与关节主体的表面的接合最小化。尤其可以省去关节主体的表面上的凹口，该凹口用于接纳定位磁体。此外，可以将关节主体引入到衬套中，而在此不需要关节主体的表面相对于传感器元件的特定定位。由此简化了在注塑包覆之前对第一关节部件向衬套中的引入。
优选地，在所述关节主体的表面上可以设有沿周向方向延伸的测量体()。测量体是与增量编码器的设计方案或增量编码器所应用的测量原理相对应地实施的。测量体可以被设计为大体上带形或条形的。测量体可以至少局部地沿周向方向在关节主体的表面上延伸。在此有利的是，测量体可以以某种方式被引入到关节主体上或被引入到其中，从而使得测量体在关节主体的表面上几乎没有引起或者没有引起不规则性。与在磁阻式传感器的情况下相比，尤其当这个磁阻式传感器同时用于对定位磁体的凹口进行密封时，可以以进一步减小的径向间距来对该至少一个传感器元件进行定位。
优选地，测量体可以被实施为磁极转子(Polrad)或条形码。因此，磁条带可以被置入到被加工在关节主体的表面上的凹槽中。还可设想的是，将磁条带或磁极转子粘贴在关节主体的表面上。同样可以将被实施为条形码的测量体置入凹槽中或者将其粘贴在关节主体的表面上。在此，凹槽的深度可以被选择为使得测量体与工作面的邻接表面几乎齐平或者齐平地终止。此外，可以通过进行压花、雕刻或者激光处理将被实施为大体上带形或条形的条形码至少局部环绕地加工到关节主体的表面中。凹槽的深度相比于用于接纳定位磁体的凹口明显更小，从而使得关节主体的弱化更小。
尤其，所述第一关节部件和所述第二关节部件可以是球套关节的组成部分。
所述底盘构件优选可以是连杆、尤其横向连杆。
此外，开篇所提及的目的通过具有特征权利要求14所述特征的用于制造底盘构件的方法来实现。
根据权利要求14还提出一种用于制造底盘构件的方法，所述底盘构件包括具有至少一个支柱的支柱机构，所述支柱机构被制造为具有开放的截面形状的成型件，其中所述至少一个支柱具有成型件基座和从所述成型件基座伸出的两个壁区段，其中在所述支柱的至少一个端部处设置铰接点，所述铰接点用于接纳以可移动的方式彼此相连接的两个关节部件，即具有球形的关节主体的第一关节部件以及可旋转地并且/或者可枢转地接纳所述关节主体的第二关节部件，其中在所述至少一个铰接点的区域中，所述壁区段具有彼此相对地布置的第一关节接纳开口和第二关节接纳开口，其中首先将柱状的衬套压入到所述第一关节接纳开口与所述第二关节接纳开口之间，所述衬套将所述彼此相对的壁区段彼此间隔开。
优选地，将至少一个传感器元件和所述关节主体引入到经压入的所述衬套中，并且随后将所述衬套以及所述至少一个传感器元件和所述关节主体整合到通过注塑包覆制成的关节壳体中，所述关节壳体形成所述第二关节部件。
通过根据本发明的方法减少所需装配步骤的数量。尤其，通过衬套使成型件在第一关节接纳开口与第二关节接纳开口之间达到所需的轴向间距尺寸，以便补偿在成型件的制造过程中产生的制造公差。此外，通过对衬套进行预装配来防止在进行注塑包覆以制造关节壳体时壁区段在该至少一个铰接点的区域中不期望地扩宽。
本发明的在下文中阐述的有利实施方式在附图中展示。在附图中：
图1示出经成型的底盘构件的局部立体图；
图2示出根据图1的局部立体图，其中衬套要引入到经成型的底盘构件中；
图3示出根据图2的底盘构件的局部立体图，该底盘构件具有经压入的衬套和要引入的第一关节部件；
图4示出根据图3的底盘构件的局部立体图，该底盘构件具有被引入到衬套中的第一关节部件以及传感器元件；
图5示出根据图4的底盘构件的局部立体图，该底盘构件具有通过注塑包覆制成的第二关节构件；
图6示出根据另一实施方式的第一关节部件的立体图；
图7示出根据图6的第一关节部件的立体图，其中测量体布置在该关节部件上；
图8示出根据图7的第一关节部件的立体图，该第一关节部件具有被指配给这个第一关节部件的传感器元件。
在图1中展示了经成型的底盘构件1的局部立体图。在所展示的实施例中，底盘构件1被实施为两点式连杆或横向连杆。底盘构件1包括具有至少一个支柱2的支柱机构，该支柱机构被实施为具有开放的截面形状的成型件。成型件是可以由金属板半成品制成的金属板再成形件，该金属板半成品从之前的单独步骤(尤其冲压)得到。该至少一个支柱2包括成型件基座3和从该成型件基座伸出的两个壁区段4。成型件可以至少局部地具有大体上U形的截面。在支柱2的至少一个端部处设置有铰接点5，该铰接点用于接纳以可移动的方式彼此相连接的两个关节部件。
在铰接点5处，支柱2具有第一关节接纳开口6和第二关节接纳开口7。铰接点5指配有纵向轴线L。横向于纵向轴线L或横向于轴向方向11延伸的方向尤其被称为“径向方向”。关节接纳开口6、7优选地分别被设计为位于这两个壁区段4的金属板中的穿通部8、9。在此，底盘构件1的壁区段4的穿通部8、9的自由端部指向成型件的内部。第一关节接纳开口6和第二关节接纳开口的穿通部8、9在周向方向上看具有几乎闭合的外侧面。穿通部8、9分别在某个部位处被轴向的凹部10中断，其中在图1的基于立体图的图示中仅能够看到第二关节接纳开口7的穿通部9中的凹部10。在第一关节接纳开口6的穿通部8中的凹部10是镜像对称地实施的。
图2示出根据图1的局部立体图，其中衬套12要引入到经成型的底盘构件1中。衬套12形成为具有大体上圆形的截面的柱状、并且具有外侧面13。在衬套12的外侧面13中布置有至少一个柱状的开口14。开口14局部地在衬套12的周向方向上延伸。开口14在衬套12的周向方向上的轮廓大体上与穿通部8、9中的凹部10的相应轮廓相对应。衬套12在轴向方向11上被引入到铰接点5中并且被压入到壁区段4之间。由此，使有公差的成型件在第一关节接纳开口与第二关节接纳开口6、7的轴向间距方面达到一定尺寸。此外，在铰接点5的区域中实现对成型件的加强。衬套12优选由金属制成。
在图3中示出了根据图2的底盘构件1的局部立体图，该底盘构件具有经压入的衬套12和要引入到衬套12中的第一关节部件15。第一关节部件15具有球形的关节主体16，在该关节主体上在端侧分别布置有与纵向轴线L共轴地延伸的柱状的轴颈17。关节主体16和轴颈17具有与纵向轴线L共轴的通孔18。在关节主体16的表面上设置有圆柱状的凹口19，定位磁体20被置入该凹口中。第一关节部件15沿轴向方向11被引入到衬套12中。在此，关节部件15被定位成使得凹口19或定位磁体20大体上处于衬套12中的开口14的下方，以使凹口或定位磁体可以在径向方向上被自由触及。第一关节部件15优选由金属制成。
图4示出根据图3的底盘构件1的局部立体图，该底盘构件具有被引入到衬套12中的第一关节部件15以及传感器元件21。传感器元件21被实施为磁阻式传感器，该磁阻式传感器被指配给定位磁体20。传感器元件21从外部穿过穿通部中的凹部10并且穿过衬套12中的相对应地设计的开口14被引导至关节主体16的表面。传感器元件21被定向成与定位磁体20垂直。传感器元件21在其自由端部处具有用于与信号导线26相连接的连接端22。在传感器元件21的相反的端部处布置遮盖元件23。遮盖元件23被定位在关节主体16上的凹口19的上方，其中该遮盖元件完全覆盖凹口19。传感器元件21的传感器头与定位磁体20之间的径向间距是根据在这个区域中遮盖元件23的材料厚度来确定的。径向间距为尤其小于1mm，该径向间距可以特别优选地为约0.5mm。
在图5中示出了根据图4的底盘构件1的局部立体图，该底盘构件具有通过注塑包覆制成的第二关节构件24。第二关节构件24被设计为关节壳体25，关节主体16直接支承在该关节壳体中。在铰接点5处以装配注射成型方法在壁区段4的外侧之间并且在壁区段的外侧对第一关节构件15、传感器元件21以及衬套12进行至少局部的注塑包覆。借助衬套12防止在进行注塑包覆以制造关节壳体25时壁区段4在至少一个铰接点5的区域中扩宽。借助遮盖元件23在进行注射成型时对关节主体16的表面中的不完整的区域(凹口19)进行密封，以防材料侵入。由此能够省去事先将球壳布置在关节主体16上，该球壳通常遮盖不完整部分并且用于将关节主体支承在关节壳体中。信号导线26连接至传感器元件21的连接端22，通过该信号导线能够将由传感器元件21产生的信号传输至安装有底盘构件1的车辆的上级控制装置。
图6中的图示示出了根据一个替代性实施方式的第一关节部件27的立体视图。第一关节部件27包括两个轴颈29以及位于这两个轴颈之间的球形的关节主体28。第一关节部件27由金属制成。代替用于接纳定位磁体的凹口，关节主体28在其表面上具有环绕的凹槽31，测量体32被布置在该凹槽中。
在图7中展示了根据图6的第一关节部件27的立体图，该第一关节部件具有布置在其上的测量体32。测量体32被置入凹槽31中。如从图示中可看到的，环绕的凹槽31可以在关节主体28中被测量体32填满，使得在关节主体28的表面上几乎不产生不完整部分。
图8示出根据图7的第一关节部件27的立体图，该第一关节部件具有相对于关节主体28或测量体32定位的至少一个传感器元件33。传感器元件33在其自由端部处具有用于与信号导线相连接的连接端34。可以将传感器元件33定位成与关节主体28的表面相距最小的间距，然后至少将第一关节部件27的关节主体28和传感器元件33整合到通过注塑包覆制成的关节壳体25中。在此，与在被实施为磁阻式传感器的传感器元件21的情况下相比，在注塑包覆之前关节主体28在衬套12中的布置更独立于关节主体28的表面相对于传感器元件33的特定定位。
在此实施方式中，(通过注塑包覆被整合到关节壳体25中的)该至少一个传感器元件33被设计为增量编码器。为此，被设计为增量编码器的该至少一个传感器元件33可以被适配成用于进行磁性扫描或光电扫描。为此所需的测量体32可以被实施为磁极转子或磁条带或条形码。在所展示的实施例中，测量体32布置在关节主体28的表面上的环绕的凹槽31中。凹槽31与纵向轴线L共轴地在关节主体28的外直径最大的区域中延伸。凹槽31的深度相比于在根据第一实施方式的关节主体16中的定位磁体20的凹口19明显更小，从而使得关节主体28的弱化更小。
可以通过在关节主体28的表面上进行压花、雕刻或激光处理来产生作为条形码的测量体32的实施方式。同样可以将条形码引入到凹槽31中。在最简单的情况下，可以将条形码粘贴到关节主体28上。即使在测量体32的这种设计方案中，与关节主体28的表面轮廓的接合也仅是最小的。
附图标记清单
1 底盘构件
2 支柱
3 成型件基座
4 壁区段
5 铰接点
6 关节接纳开口
7 关节接纳开口
8 穿通部
9 穿通部
10 凹部
11 轴向方向
12 衬套
13 12的外侧面
14 开口
15 第一关节部件
16 关节主体
17 轴颈
18 通孔
19 凹口
20 定位磁体
21 传感器元件
22 连接端
23 遮盖元件
24 第二关节部件
25 关节壳体
26 信号导线
27 第一关节部件
28 关节主体
29 轴颈
30 通孔
31 凹槽
32 测量体
33 传感器元件
34 连接端
L 纵向轴线

Claims (14)

1.一种用于车轮悬架的底盘构件(1)，所述底盘构件包括具有至少一个支柱(2)的支柱机构，所述支柱机构被实施为具有开放的截面形状的成型件，其中所述至少一个支柱(2)包括成型件基座(3)和从所述成型件基座伸出的两个壁区段(4)，其中在所述支柱(2)的至少一个端部处设置有铰接点(5)，所述铰接点用于接纳以可移动的方式彼此相连接的两个关节部件(15，24，27)，即具有球形的关节主体(16，28)的第一关节部件(15，27)以及可旋转地并且/或者可枢转地接纳所述关节主体(16，28)的第二关节部件(24)，其中在至少一个铰接点(5)的区域中，所述壁区段(4)具有彼此相对地布置的第一关节接纳开口(6)和第二关节接纳开口(7)，其特征在于，在所述第一关节接纳开口(6)与所述第二关节接纳开口(7)之间压入有柱状的衬套(12)，所述衬套将彼此相对的所述壁区段(4)彼此间隔开，
至少一个传感器元件(21，33)和所述关节主体(16，28)被引入到经压入的所述衬套(12)中，其中所述衬套(12)、所述传感器元件(21，33)和被引入到所述衬套中的所述关节主体(16，28)被整合到通过注塑包覆制成的关节壳体(25)中，所述关节壳体形成所述第二关节部件(24)。
2.根据权利要求1所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述衬套(12)在其外侧面(13)中具有局部地在周向方向上延伸的至少一个开口(14)，所述至少一个开口用于使所述至少一个传感器元件(21，33)被引导穿过。
3.根据权利要求2所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述至少一个传感器元件(21，33)被适配成用于确定所述两个关节部件(15，24，27)相对于彼此的相对位置。
4.根据权利要求3所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述至少一个传感器元件(21，33)被引导直至紧挨所述关节主体(16，28)的表面。
5.根据权利要求4所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述至少一个传感器元件(21)被实施为磁阻式传感器。
6.根据权利要求5所述的底盘构件(1)，其特征在于，指配给所述传感器元件(21)的定位磁体(20)被置入所述关节主体(16)的表面上的凹口(19)中。
7.根据权利要求6所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述传感器元件(21)被适配成用于对所述凹口(19)以及被布置在其中的定位磁体(20)进行密封。
8.根据权利要求4所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述传感器元件(33)被实施为增量编码器。
9.根据权利要求8所述的底盘构件(1)，其特征在于，被实施为增量编码器的所述传感器元件(33)被适配成用于进行光电扫描或磁性扫描。
10.根据权利要求9所述的底盘构件(1)，其特征在于，在所述关节主体(28)的表面上设有沿周向方向延伸的测量体(32)。
11.根据权利要求10所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述测量体(32)被实施为磁条带或条形码。
12.根据权利要求1至11之一所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述第一关节部件(15，27)和所述第二关节部件(24)是球套关节的组成部分，所述底盘构件(1)是连杆。
13.根据权利要求12所述的底盘构件(1)，其特征在于，所述连杆是横向连杆。
14.一种用于制造底盘构件(1)的方法，所述底盘构件包括具有至少一个支柱(2)的支柱机构，所述支柱机构被制造为具有开放的截面形状的成型件，其中所述至少一个支柱(2)具有成型件基座(3)和从所述成型件基座伸出的两个壁区段(4)，其中在所述支柱(2)的至少一个端部处设置铰接点(5)，所述铰接点用于接纳以可移动的方式彼此相连接的两个关节部件(15，24，28)，即具有球形的关节主体(16，28)的第一关节部件(15，27)以及可旋转地并且/或者可枢转地接纳所述关节主体(16，28)的第二关节部件(24)，其中在至少一个铰接点(5)的区域中，所述壁区段(4)具有彼此相对地布置的第一关节接纳开口(6)和第二关节接纳开口(7)，其特征在于，首先将柱状的衬套(12)压入到所述第一关节接纳开口(6)与所述第二关节接纳开口(7)之间，所述衬套将彼此相对的所述壁区段(4)彼此间隔开，
将至少一个传感器元件(21，33)和所述关节主体(16，28)引入到经压入的所述衬套(12)中，其中将所述衬套(12)、所述至少一个传感器元件(21，33)和所述关节主体(16，28)整合到通过注塑包覆制成的关节壳体(25)中，所述关节壳体形成所述第二关节部件(24)。
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