CN1535218A - 轴平衡器 - Google Patents

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Abstract

通过本发明提供一种用于将一根轴3连接到一辆汽车的车架2上的轴平衡器，该轴平衡器具有一个布置在轴3上的凸缘9、一个安装在凸缘9上的中心接头和两个与这个中心接头相连接的摆臂4和8，摆臂4和8可旋转地固定在车架2上。这个中心接头具有一个中心接头壳体10和一个在其中可摆动地被支承的中心接头内装件11，这个中心接头内装件以它的两个设计为连接销的端部在两个相对的侧面上从中心接头壳体10中凸出来。另外，中心接头壳体10的至少一部分与凸缘9设计为一体，其中摆臂4和8用它们面对中心接头的端部固定在中心接头内装件11的两个连接销上。

Description

轴平衡器
本发明涉及一种用于将一根轴连接在一辆汽车的车架上的轴平衡器。
从背景技术中已知轴平衡器，另外也被称为用于引导一根汽车轴的操纵杆。
在DE 37 18 533 C1中公开了一种用于引导载重卡车后轴的由两个扭杆所组成的三角操纵杆，它们一端可铰接在车架的两个支承位置上，另一端可以支承在轴身的一个球形万向节上，其中这个在扭杆之间的开口角度是可调节的，并且这个万向节具有一个组合的接头壳体，还具有一个装入这个接头壳体中可旋转的铰接球。在这里这些扭杆凸出到一个布置在这个铰接球中的接收装置中，其中在这个铰接球中装入一根螺栓，这根螺栓垂直于扭杆穿过这个接收装置并且被支承在这个带有一个孔的扭杆上。这个壳体具有一个凸缘，借助于这个凸缘，壳体可安装在轴身上。
由于零件的数量大会出现公差问题，而且，如果安装这个三角操纵杆则费用会特别高。根据在接头壳体中开口的大小，只有用很高的费用才可实现密封防止污染和潮湿。这两个扭杆的高度不同，所以还会出现所不希望的弯矩。
由文献DE 92 18 307 U1已知在汽车行走机构中用一根轴连接三角操纵杆的中心接头。这种中心接头由一个设计或制造成单体的壳体和一个与这个车辆的轴身固定连接的接头内装件所组成，其中在这个壳体上布置有操纵杆臂，而这个接头内装件在壳体中布置在一个可分子变形的接头体中。这个接头内装件被设计为具有两个互相对着的、从这个壳体中导出的固定销的球体件，这两个固定销的共同的纵轴水平平行于车轴地布置。在背离中心接头的侧面上这些操纵杆臂分别通过一个扭杆接头铰接地固定在车身上。总之这个三角操纵杆具有这样的特点：在轴侧面的接头集成在这个操纵杆中。
因为不同的汽车其车架是不相同的，并且根据工作范围也承受不同的载荷，所以对于各种汽车要求开发、制造并安装一个特殊匹配的轴平衡器。这些不同的轴平衡器相互之间的区别是，例如接头的不同的布置、操纵杆的长度或者直径、操纵杆臂的夹角。另外，可以通过一种螺栓连接或者通过热压或者通过摩擦焊接使这些操纵杆臂与接头壳体相互连接。也可以由铁材料或者铝材料制成单体的铸造结构。
这样一种适合于特殊的车辆类型的不同轴平衡器的制造、支承以及安装是特别费事和费钱的，因为必须总是为市场准备好大量的变型。
从这个背景技术出发，本发明的任务是，创造一种用于将一根轴连接到一辆汽车的车架上的轴平衡器，借助于这个轴平衡器可以减少用于生产和装配、尤其是考虑到很大数量的不同的车辆类型的费事程度和成本。
根据本发明，这个任务通过一个具有权利要求1所述特征的、用于将一根轴连接在一辆汽车的车架上的轴平衡器而得以解决。优选的设计方案在从属权利要求中进行描述。
根据本发明的用于将一根轴连接到一辆汽车的车架上的轴平衡器具有一个布置在轴上或者轴身上的凸缘、一个安装在凸缘上或凸缘中的中心接头和两个与这个中心接头相连接的摆臂，这些摆臂可摆动地固定在车架上。这个中心接头具有一个中心接头壳体和一个在其中可摆动地被支承的中心接头内装件，这个中心接头内装件以它的两个设计为连接销的端部在两个相对的侧面上从这个接头壳体中凸出来。另外，至少中心接头壳体的一部分与凸缘设计为一体，其中这些摆臂用它们面对中心接头的端部固定在中心接头内装件的两个连接销上。
在根据本发明的轴平衡器中，这些摆臂不是固定在中心接头壳体上，而是固定在中心接头内装件上，这样，这个中心接头壳体形成一个由摆臂分开的轴平衡器的构件。因此可以以简单的型式和方式用不同的摆臂来组合不同的中心接头。对于不同的汽车必须应用不同的摆臂，而中心接头的设计一样，则是特别具有优点的。因此对于不同的车辆类型可以应用一个中心接头，为了构成这个轴平衡器，这个中心接头只要与那些匹配于当前车辆类型的摆臂组合即可。不同的中心接头和不同的摆臂因此可以由制造者以一种组装原理的方式进行准备，并且根据车辆类型进行匹配地组装。通过这样一种组装原理制造轴平衡器的费用明显地减少了。
另外，这种根据本发明的轴平衡器的中心接头布置得比一个传统的轴平衡器的中心接头壳体更靠近汽车轴，而这个传统的轴平衡器的中心接头壳体与这些摆臂设计为一体。在传统的轴平衡器中，也就是中心接头壳体到凸缘或者轴必须具有一个最小的距离，这个距离使得中心接头壳体可相对于中心接头内装件运动。这在根据本发明的轴平衡器中就不必要了，因为不是中心接头壳体，而是中心接头内装件与这些摆臂固定地连接。由此可以节省装配空间。
也可以是中心接头壳体至少一部分与凸缘设计为一体，这样无需将中心接头壳体固定在凸缘上的单独的固定措施。这减少了安装费用。
中心接头内装件和摆臂之间的连接可以通过一种摩擦连接(例如锥形连接、环形弹簧张紧元件、压力连接)、通过一种形状连接(例如半球连接、端部啮合)或者通过一种材料连接(例如焊接)实现可拆卸的或者不可拆卸的连接。这个中心接头内装件最好通过一种螺栓连接与这些摆臂相连接。这种可拆卸的连接可以以简单的方式实现对于根据本发明的轴平衡器的单个组件的事后更换。
凸缘和至少一部分与它设计为一体的中心接头壳体可以例如互相焊接在一起。凸缘和至少一部分与它设计为一体的中心接头壳体最好形成一个唯一的铸件。用于这个凸缘和这个中心接头壳体的材料可以应用可塑的结晶材料，例如应用铁材料(特别是钢)或者是铝合金(作为轻型结构材料)。另外，可以是由纤维连接材料形成的结构或者由以夹层布置的方式用玻璃纤维加强的塑料(GFK)压铸的铝板或者钢板。
这个凸缘可以是一个与轴分离的构件，它例如可以通过一种螺栓连接或者一种焊接连接固定在这个轴身上。但这个凸缘最好集成在轴身中。这例如可以通过将根据本发明的凸缘和轴身形成一个单独的铸件而得以实现。
这个中心接头壳体可以设计为由几部分组成的，在这里这些不同的中心接头壳体部分必须在装配这个轴平衡器时组装在一起。但这个中心接头壳体最好设计为单件，这样可以减少装配费用。
为了保证这个根据本发明的轴平衡器的功能，这个中心接头可以设计为单纯的回转-滑动轴承(Schwenk-Gleitlager)。然而，这个中心接头最好设计为球形万向节，其中在两个连接销之间的中心接头内装件具有一个支承在这个中心接头壳体中的球形件。与一个单纯的回转-滑动轴承相反，这个球形万向节具有更多的自由度，这样，这根轴相对于车架具有一个较大的运动自由度，并且在汽车的行驶过程时这个中心接头承受较小载荷。这个“球”的概念(在表达球形万向节和球形件时)在这里不限于数学的解释。更确切地说，“球体”的概念是指一个至少部分地环绕这个中心接头内装件并且向外指的突起，这个突起被设计在连接销之间的中心接头内装件上。这个突起可以例如具有一个数学意义上的部分球面。这个突起最好具有一个局部压扁的部分球面。
这个中心接头可以设计为单纯的滑动轴承。但这个中心接头最好设计为橡胶轴承或者分子轴承，其中在这个中心接头壳体和这个中心接头内装件之间布置一个弹性体。借助于这样布置的中心接头可以实现如下影响这个中心接头的阻尼状态，即一些机械振动至少部分地被吸收到在弹性体中。也可以通过弹性体减弱这个中心接头壳体与这个中心接头内装件的冲击强度。
根据本发明的这个轴平衡器的两个摆臂可以仅仅通过中心接头内装件和车架互相连接在一起。这些摆臂最好在它们面对中心接头的端部部位上附加地通过一个连接块固定地连接在一起。这个连接块提高了根据本发明的轴平衡器的刚度并且因此影响其强度和其动态特性。
连接块可以与摆臂设计为单体并且材料相同。但这个连接块也可以设计为单体或者多部分组成的板块，而这个板块在装配轴平衡器之后固定地焊接在这些摆臂上。然而连接块也可以通过螺栓可拆卸地固定在这些摆臂上。
根据本发明的轴平衡器的这些摆臂可以在车架和中心接头之间分别形成一个直线的连接。但这些摆臂最好在其面对中心接头的端部部位上弯折，其中这两个摆臂在这些弯折和中心接头内装件之间的部位上基本上互相平行地延伸。通过改变这些弯折在这些摆臂中的位置，通过改变在两个摆臂的两个基本上平行延伸的部位之间的距离和/或通过改变在这两个摆臂的面对这个车架的两个端部之间的距离可以改变这个轴平衡器的动态特性尤其是可以影响这辆汽车的悬挂和摆动特性。
如果将这两个摆臂经由一个大的范围放到一个等腰三角形的两等边上，那么例如中心接头的中点到这个等腰三角形的两个等边的交点的距离是对于根据本发明的轴平衡器的动态特性的一个重要参数。在这里，在这个等腰三角形的角平分线上的中心接头的中点可以位于这个等腰三角形的两个等边的交点之上、之前或者之后，以使这个轴平衡器的动态特性匹配于当前要求。
根据本发明的轴平衡器的两个摆臂的每一个都可以通过一个单独设计的摆动轴承固定在车架上。在这里每个摆臂和相应的摆动轴承壳体之间的连接可以例如通过一种螺栓连接来实现。但最好每根摆臂通过它面向车架的端部与一个摆动轴承壳体设计为一体，在这个摆动轴承壳体中可摆动地支承一个固定在车架上的摆动轴承内装件。以此，简化了根据本发明的轴平衡器的安装，因为为了在这个车架上铰接这些摆臂，只需将这个摆动轴承内装件固定在车架上。摆动轴承壳体与摆臂的单体连接可以例如通过热压或者摩擦焊接得以实现。这两个摆臂和摆动轴承壳体也可以设计为单体的铸造结构。延展性的结晶材料，例如铁材料(特别是钢)或者铝合金(作为轻型结构材料)可用作材料。另外，可以是由纤维连接材料形成的结构或者由以夹层布置的方式用玻璃纤维加强的塑料(GFK)压铸的铝板或者钢板。
下面借助于优选的实施形式参照附图对本发明进行描述。
图1是根据本发明的在已装配状态下的轴平衡器的第一种实施形式的透视图，
图2是图1所示的轴平衡器的放大的视图，
图3是图1所示的轴平衡器连接在汽车轴上的细节视图，
图4是图1所示的轴平衡器的中心接头的孤立的示意图，
图5是根据本发明的轴平衡器的第二种实施形式的透视图。
从图1可见根据本发明的在已装配状态下的轴平衡器1的第一种实施形式的透视图。这个轴平衡器1不但与车架2而且与轴3相连接，使轴3可相对于车架2摆动。
从图2可见根据第一种实施形式的轴平衡器1的放大的视图。这个轴平衡器1具有一个通过一个第一摆动轴承与车身2相连的第一摆臂4。这个第一摆动轴承具有一个与第一摆臂4设计为一体的第一摆动轴承壳体5，在其中可摆动地支承一个第一摆动轴承内装件6。这个第一摆动轴承内装件6通过螺栓7固定在车架2上。第二摆臂8以如同第一摆臂4的相同的方式可摆动地固定在车架2的另一个位置上。
这两个摆臂4和8以其背离车架2的端部通过一个中心接头和一个布置在这个中心接头上的凸缘9与这辆汽车的轴3相连接。这个中心接头具有一个与凸缘9一体设计的单体的中心接头壳体10，在这个中心接头壳体中可摆动地支承一个中心接头内装件11，它以它的两个设计为连接销的端部在两个相对的侧面上从中心接头壳体10中凸出来。这个中心接头内装件11通过螺栓12与这两个摆臂4和8固定地连接。另外，凸缘9通过螺栓13与汽车的轴3固定地连接。
如由图1和图2可清楚地看到，这两个摆臂4和8沿着一个等腰三角形的两腰延伸经过一个很大的范围，其中，这个中心接头被布置在这两个摆臂4和8的夹角的角平分线上。由于这个原因，这个轴平衡器1也可称为用于引导汽车轴的三角操纵杆。
从图3可见根据第一种实施形式的轴平衡器1的轴连接的放大视图。为了提高轴平衡器1的刚度，两个摆臂4和8通过一个连接块14在它们面对中心接头的端部部位上固定地相互连接。在每一个摆臂4和8之中另外在连接块14的部位上设置一个弯折部15，其中这两个摆臂4和8在弯折部15和中心接头内装件11之间基本上与这个等腰三角形的角平分线平行地延伸。
从图4可见根据第一种实施形式所用的中心接头。这个中心接头被设计为橡胶接头或者分子接头，其中在中心接头壳体10和中心接头内装件11之间布置一个由橡胶构成的弹性体16。这个弹性体16影响中心接头的摆动特性，使不同干扰的摆动的大部分被这个弹性体吸收。中心接头壳体10与中心接头内装件11的冲击也通过这个弹性体16被减弱地传递到中心接头内装件11上。这减少了从这根轴传递到车架上的载荷，并且提高了驾驶的舒适性。
如图所示，在中心接头内装件11的两个连接销中设置有孔17，在轴平衡器1的安装状态下用于将这两个摆臂4和8固定在中心接头内装件11上的螺栓12穿过这些孔17。
另外在中心接头内装件11上，根据第一种实施形式，在它的两个连接销之间设计一个位于中心接头壳体10之中的球形件，它与弹性体16以及中心接头壳体10共同作用，形成一个球形万向节。
由图5可见根据本发明的处于未安装状态的轴平衡器的第二种实施形式的透视图。一个第一摆臂4与一个第一摆动轴承壳体5设计为一体，在这个摆动轴承壳体中可摆动地支承一个第一摆动轴承内装件6，通过它第一摆臂4可以被固定在汽车的车架上。另外，一个第二摆臂8与一个第二摆动轴承壳体18设计为一体，在这个摆动轴承壳体中可摆动地支承一个第二摆动轴承内装件19，通过它第二摆臂可以被固定在汽车的车架上。这两个摆臂4和8用它们背离摆动轴承壳体5和18的端部固定在一个中心接头11上，这个中心接头可摆动地被支承在一个与一个凸缘9一体地设计的中心接头壳体10中，而这个中心接头壳体可以被固定在车轴上。在中心接头内装件11和中心接头壳体10之间另外布置一个弹性体16，这样由中心接头形成一个橡胶接头或者分子接头。根据第二种实施形式也可将这个中心接头设计为球形万向节，其中中心接头内装件11具有一个安装在这个中心接头壳体10中的球形件，它布置在中心接头内装件11的两个设计为连接销的端部之间。在这里这些连接销在两个相对侧面上从这个连接壳体10中凸出来并且利用螺栓12与摆臂4和8固定连接。
如图所示，在两个摆臂4和8中设置一个弯折部15，其中这些摆臂4和8在弯折部15和中心接头内装件11之间基本上互相平行地延伸。
根据第二种实施形式，没有布置用于连接这两个摆臂4和8的连接块。然而可以在安装这个轴平衡器之后，通过一块板或者两块相对的板在弯折部15的部位上焊接到这两个摆臂4和8上，而在安装这个轴平衡器后使这样一个连接块布置在摆臂4和8上。
根据这种优选的实施形式，螺栓12头侧穿过连接销旋拧到摆臂4和8中。然而螺栓12例如从上面(平行于摆臂的端面)穿过连接销旋拧到摆臂4和8中，这当然也是可能的。
附图标记清单
1、轴平衡器
2、车架或者车身
3、轴或者轴身
4、第一摆臂
5、第一摆动轴承壳体
6、第一摆动轴承内装件
7、用于在车架上固定摆动轴承内装件的螺栓
8、第二摆臂
9、凸缘
10、中心接头壳体
11、中心接头内装件
12、用于在中心接头内装件上固定摆臂的螺栓
13、用于在轴上固定凸缘的螺栓
14、连接件
15、弯折部
16、弹性体
17、在中心接头内装件的连接销中的孔
18、第二摆动轴承壳体
19、第二摆动轴承内装件

Claims (8)

1、用于将一根轴(3)连接到一辆汽车的车架(2)上的轴平衡器(1)，具有一个布置在轴(3)上的凸缘(9)、一个安装在凸缘(9)上的中心接头以及两个与该中心接头相连接的摆臂(4、8)，其中该中心接头具有一个中心接头壳体(10)和一个在该中心接头壳体中可摆动地被支承的中心接头内装件(11)，这个中心接头内装件以它的两个设计为连接销的端部在两个相对的侧面上从中心接头壳体(10)中凸出来，而摆臂(4、8)可旋转地固定在车架(3)上，其特征在于，
-中心接头壳体(10)的至少一部分与凸缘(9)设计为一体，并且
-摆臂(4、8)用它们面对中心接头的端部固定在中心接头内装件(11)的两个连接销上。
2、根据权利要求1所述的轴平衡器(1)，其特征在于，所述凸缘集成在轴身中。
3、根据权利要求1或2所述的轴平衡器(1)，其特征在于，所述中心接头壳体(10)设计为单体。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的轴平衡器(1)，其特征在于，两个连接销之间的中心接头内装件(11)具有一个被支承在中心接头壳体中的球形件。
5、根据权利要求1至4中任一项所述的轴平衡器(1)，其特征在于，在中心接头壳体(10)和中心接头内装件(11)之间布置一个弹性体(16)。
6、根据权利要求1至5中任一项所述的轴平衡器(1)，其特征在于，这些摆臂(4，8)在其面对中心接头的端部部位上通过一个连接块(14)相互固定地连接在一起。
7、根据权利要求1至6中任一项所述的轴平衡器(1)，其特征在于，这些摆臂(4，8)在其面对中心接头的端部部位中具有一个弯折部(15)。
8、根据权利要求1至7中任一项所述的轴平衡器(1)，其特征在于，每一个摆臂(4，8)用它的面对车架(2)的端部与一个摆动轴承壳体(5，18)连成一体，在这个摆动轴承壳体中可摆动地支承一个固定在车架(2)上的摆动轴承内装件(6，19)。
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