CN1717340B - 车辆行走机构 - Google Patents

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Abstract

带有一个用于支撑在两个弹簧座之间张紧的螺旋弹簧的弹簧架和一个缓冲装置的车辆行走机构，其中活塞杆和/或缓冲装置套管的一部分布置在螺旋弹簧内，其中借助于一个由定子和转子构成的环形电机和一个由丝杠和丝杠螺母构成的传动装置组成的驱动单元，至少一个弹簧座可轴向移动，并且丝杠螺母和至少丝杠的一部分，一端径向设置在螺旋弹簧之内，另一端径向设置在环形电机轴向延伸的区域内。

Description

车辆行走机构
技术领域
本发明涉及一种车辆行走机构，其具有一个用于支撑一个在两个弹簧座之间张紧的螺旋弹簧的弹簧架和一个缓冲装置，其中在螺旋弹簧内布置有一部分活塞杆和/或一部分减振器套管，其中借助于一个由定子和转子构成的环形电机和一个由丝杠和丝杠螺母构成的传动装置组成的驱动单元至少一个弹簧座可轴向移动。
背景技术
通过DE-A 195 10 032，在一个车辆行走机构内的弹簧架是已知，它用于支撑在两个弹簧座之间张紧的螺旋弹簧并且至少包括一个轴向可移动的弹簧座以及在车辆行走机构和车身结构上的固定件，其中弹簧座借助于一个驱动单元轴向定位。作为驱动单元这里使用的是一台电机，其中在电机转轴和弹簧座之间布置有一个传动装置。这个弹簧架的缺点是，在车身结构和上弹簧座之间需要一个大的结构高度，由此缓冲装置的活塞杆或者减震支柱的活塞杆必须特别长并且因此容易产生弯曲，确切地说它使这一弹簧架用于减震支柱变难了。此外，这里所述的弹簧架需要大量的机械构件，由此其本身会带来高的制造成本。
在WO-A 02/08001中描述了一个用于调节汽车车身结构运动的装置，其中汽车车身结构通过一个由活动执行机构和一个支撑弹簧的串联，间接或者直接地支撑在至少一个轮轴上。执行机构由一个机电传动装置构成，它轴向设置在螺旋弹簧之外并且和一个轴向位于下部的包括丝杠螺母的滚珠丝杠传动装置有效连接。与DE-A 195 10 032类似，这里也需要一个相对较大的轴向结构空间，因此这一专利具有同样的缺点。
DE-C 101 01 694描述了一种车辆行走机构，其包括一个用于支撑在两个弹簧座之间张紧的螺旋弹簧的弹簧架和一个缓冲装置，其中一部分活塞杆和/或一部分减振器套管布置在螺旋弹簧内，同时借助于由电机和传动装置构成的驱动单元至少一个弹簧座可轴向移动。作为环形电机的电机由外部的定子和内部的转子构成。转子内侧有一个运动螺母，它可轴向移动外侧形成一个丝杠、和弹簧座相连接的弹簧座架。运动螺母和弹簧座在这里是钢球丝杠。通过这一措施虽然已经可以降低轴向高度，但是由于传动装置轴向直径的增大，需要一个高的传动力矩。
发明内容
本发明的任务是进一步改进此类车辆行走机构，从而能够实现在不增大电机的情况下获得较大的轴向力。
本任务通过一种车辆行走机构来解决，所述车辆行走机构带有一个用于支撑在两个弹簧座之间张紧的螺旋弹簧的弹簧架和一个缓冲装置，其中活塞杆的一部分和/或缓冲装置套管的一部分布置在螺旋弹簧内，其中借助于一个由定子和转子构成的环形电机和一个由一个丝杠和一个丝杠螺母构成的传动装置组成的驱动单元，至少一个弹簧座可轴向移动，其中所述丝杠螺母和至少丝杠的一部分径向设置在环形电机轴向延伸的区域内，其特征在于，所述丝杠螺母和至少丝杠的一部分径向设置在螺旋弹簧内，所述两个弹簧座中的上方的弹簧座支撑在丝杠螺母的一个径向支座中，该径向支座用来支撑螺旋弹簧的一个端部.本发明还给出了有利的改进方案.
相对于现有技术，根据本发明的、包括弹簧架的车辆行走机构具有结构高度大大降低的优点。因此该弹簧架不用特殊的结构变化也可用于普通的减震支柱结构。当放弃普通的弹簧支撑而采用轴向可移动的弹簧架时，即使在使用普通的弹簧-缓冲装置-组合件时，既不需要使用其它的缓冲装置也不需要其它的弹簧。其它的有利之处是，根据本发明的弹簧架只具有为数不多的构件，因此生产成本经济。相对于现有技术的其它优点是，由于环形电机的较大的直径所形成的较大的杠杆臂可产生较大的调整力矩。
附图说明
本发明装置借助于实施例示于附图中，同时将在下面进一步说明。如图所示：
图1至图3包括弹簧减震器和缓冲装置的、具有不同结构的弹簧架的纵剖面图。
图1至图3所示的是包括弹簧减震器和缓冲装置的、具有不同结构的弹簧架的纵剖面图，其中相同的构件使用相同的附图标记。
具体实施方式
图1所示的弹簧架用于支撑螺旋弹簧1，其中在本实施例中如图所示，螺旋弹簧1的一个端部支撑在弹簧座2上.在螺旋弹簧1的内部中心处设有一个带有一个可轴向摆动地插入到缓冲装置套管4中的活塞杆5的缓冲装置3.这个缓冲装置可以形成结构上预先确定的减震.当然也可以使用具有可变减震力的缓冲装置.车轮悬挂装置的连接，通过一个在底部区域没有进一步表示出来的法兰来实现.活塞杆5的连接以已知的方式通过车身结构的构件6来实现.为此，活塞杆5借助于一个螺母7旋紧在角度弹性地(winkelastish)和冲击弹性地构成的连接件8上.它再借助于螺栓9和车身结构的构件6有效连接.弹簧架和一个调整装置10共同起作用，它通过一个环形电机(感应电机)构成，包括一个定子11以及转子12，所述转子布置在壳体14内并且形成一个空隙13.环形电机基本上由电绕组构成，它和变压器用硅钢片板垛共同产生电磁场.电绕组、变压器用硅钢片以及可能的传感器和控制与分析电子装置的电气或者电子部件可根据需要借助于一种后时效硬化的塑料材料(Kunststoffmasse)浇注到外壳体14中.转子12面对支撑着定子11的壳体14通过一个球轴承15来支撑.径向在环形电机的轴向结构高度内的一个侧面上有一个位于活塞杆5上的、例如通过滚针轴承16所支撑的丝杠17以及一个丝杠螺母18，其中丝杠螺母18完全地而且丝杠17至少部分地布置在环形电机壳体14的轴向结构高度内.代替滚针轴承16也可以使用滑动轴承.通过这一措施，不需要其它昂贵的构件，调整装置10的轴向结构高度可显著降低.滚针轴承16在这里布置在丝杠17的下部，其中根据需要也可以在它的上部再另外设置一个滚针轴承.当丝杠17的内径大于缓冲装置壳体的直径时，轴向结构高度可进一步降低.于是丝杠17就可以同缓冲装置壳体搭接了.支撑转子12的壳体内部件14′设有一个径向的支座19，它和丝杠17的上端部20采用传力连接方式相连.在壳体14的上部和内部的壳体件14′之间在支座侧面伸出一个滚动轴承21.由于转子12和壳体件14′受到的回转运动，使得丝杠17也以同样的方式回转，因此丝杠螺母18通过在丝杠17和它之间设置的滚珠22可上下运动，由此产生了弹簧座2的轴向移动.在本实施例中弹簧座2支撑在丝杠螺母18的一个径向支座2′中，它径向设置在环形电机之内，或者确切地说设置在转子12之内.
图2所示是图1所示的弹簧架的另一种实施形式。与图1所示不同的是，调整装置10在轴向设置在螺旋弹簧1之外，其中环形电机按照尺寸大约保持在螺旋弹簧1的径向延伸部分之内。这里环形电机也是由一个定子11和一个转子12构成。弹簧座2或者同一支撑的径向支座2，在本实施例中轴向位于壳体14的下部，因此调整装置10的结构更加紧凑。这里也使用了一个滚动轴承21，其中同样与图1所示的不同，在壳体内部件14′和丝杠17之间设置了一个柔性钢膜板23，它通过焊点24、25一端固定在壳体内部件14′上，另一端与丝杠17相连。此外其它结构与图1所示结构类似。
根据图3的方案有别于按照图2的方案的地方在于，与转子12相连接的壳体部件14从扭转的角度来说不是和滚珠丝杠传动装置的丝杠17直接相连。
在这两个构件中设置了一个行星齿轮装置。其中环形电机的壳体14也与根据图1和图2所示的方案一样，直接支撑在活塞杆5的上端以及支撑在车身结构上的连接件8上。
壳体14上包围着活塞杆5端部的轴套向下延伸的部分26形成了传动啮合27。在壳体件14′的上部，同样形成传动啮合28，然而它是作为内部啮合设置的。在两个传动啮合27、28之间运行着一个行星齿轮29。该行星齿轮29通过轴30连接在丝杠17上。通过这一结构形式各部位置(Lagungen)相应做了调整。丝杠17通过一个轴承31支撑在环形电机的壳体14上，其中这个轴承31位于行星齿轮装置之外，因此它引导着行星齿轮装置。然后，在根据图3所示的方案中，壳体内部件14′的上部32通过另一个面对壳体14的轴承33来支撑，由此在这个上边的部件33处布置的传动啮合28也获得了支撑。
通过图3所示的是行星齿轮装置的中间连接，在转子12和滚珠丝杠传动装置之间获得更大的传动比，因此环形电机所带来的扭矩再一次被显著降低。调节装置10的其它部件从功能上说没什么变化。
只要技术上需要，调整装置还可专门在环形电机区域内配备一个电磁的或者机械的制动器。在车辆电子装置停止运转或者发动机关闭后，该制动器应能防止调整装置无意识的位移。该制动器以普通的方式构成，所以不再详细描述。
此外为了优化车载负荷，可以将环形电机作为发电机来处理，同时在车身结构摇晃或摆动时，可以实现能量的回收。众所周知，通过安装根据本发明的可移动弹簧架，可取消在前轴和/或后轴使用回转稳定装置。所描述的装置也对此特别提供了用于弹性控制的传感器、调节器和数据传输装置以供采纳。通过给滚珠丝杠和环形电机选择合适的材料，还可以获得其它优点。如在转子与丝杠连接及转子本身使用复合材料时，可获得动力性能的改善。在定子和壳体结构中采用压力胶凝技术(Druckgeliertechnik)，可以实现较好的散热和制造成本的降低。
附图标记表
1    螺旋弹簧
2    弹簧架
2′  径向支座
3    缓冲装置
4    缓冲装置套管
5    活塞杆
6    车身结构的构件
7    螺母
8    连接件
9    螺栓
10   调整装置
11   定子
12   转子
13   空隙
14   壳体
14′ 壳体内部件
15   球轴承
16   滚针轴承
17   丝杠
18   丝杠螺母
19   径向支座
20   上端部
21   滚动轴承
22   滚珠
23   柔性钢膜板
24   焊点
25   焊点
26   部分
27   传动啮合
28   传动啮合
29    行星齿轮
30    轴
31    轴承
32    上部
33    轴承

Claims (14)

1.带有一个用于支撑在两个弹簧座(2)之间张紧的螺旋弹簧(1)的弹簧架和一个缓冲装置(3)的车辆行走机构，其中活塞杆(5)的一部分和/或缓冲装置套管(4)的一部分布置在螺旋弹簧(1)内，其中借助于一个由定子(13)和转子(12)构成的环形电机和一个由一个丝杠(17)和一个丝杠螺母(18)构成的传动装置组成的驱动单元，至少一个弹簧座(2)可轴向移动，其中所述丝杠螺母(18)和至少丝杠(17)的一部分径向设置在环形电机轴向延伸的区域内，其特征在于，所述丝杠螺母(18)和至少丝杠(17)的一部分径向设置在螺旋弹簧(1)内，所述两个弹簧座(2)中的上方的弹簧座支撑在丝杠螺母(18)的一个径向支座(2′)中，该径向支座用来支撑螺旋弹簧(1)的一个端部。
2.根据权利要求1所述的车辆行走机构，其特征在于，所述环形电机通过一个轴承(21)与所述丝杠(17)连接。
3.根据权利要求2所述的车辆行走机构，其特征在于，所述轴承是滚动轴承。
4.根据权利要求2所述的车辆行走机构，其特征在于，所述环形电机的所述转子(12)与所述丝杠(17)通过一个支撑所述轴承(21)的径向支座(19)连接。
5.根据权利要求1所述的车辆行走机构，其特征在于，所述转子(12)通过一个径向刚性好、回转稳定的并且轴向和万向接头柔软的构件与所述丝杠(17)连接。
6.根据权利要求5所述的车辆行走机构，其特征在于，所述构件是柔性钢膜板(23)。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆行走机构，其特征在于，所述环形电机轴向布置在所述螺旋弹簧(1)上边并且它的径向尺寸大体保持在所述螺旋弹簧(1)的直径范围内。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆行走机构，其特征在于，所述环形电机设置在所述两个弹簧座中的上方的弹簧座(2)的区域内并且以给定的径向距离围绕着所述螺旋弹簧(1)。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆行走机构，其特征在于，在所述环形电机和所述传动装置之间接有一个行星齿轮装置。
10.根据权利要求9所述的车辆行走机构，其特征在于，太阳齿轮的传动啮合(27)位于所述环形电机的壳体(14)的围绕着活塞杆的轴套处，外齿轮的传动啮合(28)位于所述转子(12)的壳体件(14’)处，并且行星齿轮(29)的支座与所述传动装置的所述丝杠(17)相连接。
11.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆行走机构，其特征在于，所述驱动单元在所述环形电机区域内配备一个电磁的或者机械的制动装置。
12.根据权利要求11所述的车辆行走机构，其特征在于，所述环形电机的所述转子(12)设有所述制动装置。
13.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆行走机构，其特征在于，所述丝杠(17)的与所述环形电机的所述转子(12)上的连接部位对置的端部在所述活塞杆(5)上可旋转地支撑。
14.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆行走机构，其特征在于，所述丝杠(17)的内径大于缓冲装置壳体的外径，并且所述丝杠(17)至少部分地与缓冲装置壳体搭接。
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