CN102164807B - 机动车轮悬架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的轮悬架，所述轮悬架具有至少一个能转动地支承车轮(1)的轮侧承载件(17)和至少一个轴侧承载件(19)，在所述轮侧承载件与所述轴侧承载件之间连接有至少一个中间元件，尤其是用于调节所述车轮(1)的轮距角和/或外倾角(δ，ε)的执行机构(21)。所述轮侧承载件(17)和所述轴侧承载件(19)被预紧机构(57)推压成以一预紧力(F_V)彼此贴靠。

Description

机动车轮悬架

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于机动车的轮悬架。

背景技术

在尤其是用于车辆后桥的主动转向系统中，轮外倾或轮距(Radspur)可通过执行机构/控制组件来调节，由此能够通过控制执行机构来主动地影响机动车的行驶性能。

由DE3928135A1公知一种用于机动车的轮悬架。轮悬架的轮毂托架具有一可转动地支承车轮的轮侧承载件以及一轴侧承载件，在所述轮侧承载件与所述轴侧承载件之间连接有执行机构作为中间元件。执行机构在此是液压调节缸，该液压调节缸一方面支撑在轮毂托架的支承悬臂上，另一方面以其活塞杆压在轮毂托架的外部滚动支承件套圈上，由此，轮毂托架与车轮一起绕中夹的铰接中心点进行摆动运动，以改变相关车轮的前束角或后束角或者外倾角。

执行机构在支承悬臂与轮毂托架之间的由DE3928135A1公知的布置形式对结构空间要求高、结构复杂、相应重量大，轮悬架的总重量大特别不利，因为轮毂托架涉及的是不受弹簧作用的质量，此外，设置在承载件与中间元件之间的支承部位中的支承件这样构造，使得所述支承件不仅能吸收轴向压力，而且能吸收轴向拉力和径向力，对于轮毂托架区域中有限的结构空间条件，这样设计的支承件的结构体积过大。

WO8908566A公开了所述类型的用于机动车的轮悬架，该轮悬架具有被驱动的刚性转向桥，该转向桥具有轮毂传动装置和桥体，在其端部上设有向外指向的支承销，借助圆锥滚子轴承以能围绕一相对于车轮平面倾斜的轴线摆动的方式将轮毂托架铰接在该支承销上。UA2005/280241A1同样公开了一种用于机动车的轮悬架，其具有用于调节轮距角和/或外倾角的执行机构，EP2098386A1公开的轮悬架也是如此。JP02099469A公开了另一种轮悬架，其中设有用于调节车轮的轮距角和/或外倾角的执行机构。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有主动转向系统的轮悬架，该主动转向系统结构简单且结构空间有利地设置在轮悬架中，

该目的通过权利要求1的特征来实现。本发明的有利扩展方案在从属权利要求中提出。

根据权利要求1的特征部分。轮悬架具有一预紧机构，轮侧承载件和轴侧承载件被预紧机构以一预紧力(F_v)推压成彼此贴靠。通过对两个承载件的预紧，使轮悬架中的支承部位仅负载轴向压力和径向力。而轴向拉力通过预紧机构本身来吸收。由此，在根据本发明的轮悬架中可在结构空间相应减小的情况下使用简单的轴向支承件。

在装配技术上有利的是，承载件和执行机构在预紧力的作用方向上以插接方式彼此连接，而无需用于轴向固定承载件或执行机构的沉割(hinterschneidende)结构。因此，承载件和执行机构在组装时可简单地彼此插接。出于结构原因优选的是。预紧枫构连接在两个承载件之间并且使所述承载件彼此连接。预紧机构在此优选设置在执行机构的径向外侧并且与该执行机构在功能上脱离。

特别优选的是，预紧机构构造成连接在轮侧承载件与轴侧承载件之间的联接装置，联接装置可作为转矩桥将转矩。例如制动力矩从轮侧承载件传递给轴侧承载件，进而传递到车辆车身，由此，除执行机构外，通过附加的联接装置提供另外的力和力矩路径。通过所述力和力矩路径，制动力矩能被可靠地传递给车辆车身。

预紧机构可优选在功能上完全与连接在承载件之间的执行机构或其转动件脱离。以此方式。预紧机构和执行机构各自在功能上都不受其它构件的影响。

预紧机构可优选昌扭转刚性的或抗扭转的，以保证转矩传递，此外，预紧机构可被构造得具有足够的弹性和/或易曲性(nachgichig)，以能够补偿轮侧承载件相对于轴侧承载件的偏转。

在此背景下，预紧机构可以是万向节，所述万向节连接在轮侧承载件与轴侧承载件之间。对于减小结构空间的实施形式，万向节可具有优选设置在执行机构径向外侧的万向节部件，例如环形元件，所述万向节部件在相距一定间距的情况下绕执行机构延伸。此外，万向节可具有与承载件连接的连接片，所述连接片按照万向节叉的形式，以在转动轴线上铰接的方式铰接在环形元件上。以此方式。借助于万向节在轮毂托架的两个承载件之间进行抗扭转并且无间隙的转矩传递。

可在组装期间对万向节加载预紧力。为此，可使万向节部件在拉负荷下披此接合。

执行机构具有轮侧转动件和轴侧转动件，所述轮侧转动件和轴侧转动件设置在轮侧承载件与轴侧承载件之间并且可绕各自的转动轴线相对转动。在此，轮侧转动件可通过两个转动件的相对转动而相对于轴侧转动件偏转一摆角。因此，设置在轮侧承载件上的车轮也相应地摆过一轮距角和/或外倾角。因此，与现有技术不同，轮侧承载件的角度调节能过对执行机构的转动件之一或两个转动件进行转动致动来进行，而不是通过压在轮侧承载件上的液压调节缸的直线行程运动来进行，角度调节可以通过对两个转动件进行反向或同向的转动致动来进行，或者也可以通过使两个转动件中的一个绕其轴线转动，而使另一个转动件不绕其轴线转动来进行。

根据本发明，可以使轮侧转动件的中轴线按照摆转运动(Taumclbcwcgung)的方式围绕其转动轴线运动。为此，轮侧转动件的转动轴线相对于轴侧转动件的转动轴线倾斜一角度，在轮侧转动件的摆转运动中，两个转动件可以通过支承位置接触，优选滚动接触，所述支承位置仍位于转动平面内，在此，转动平面垂直于轮侧转动件的转动轴线。以此方式，轮侧转动件连同相应的用于车轮的轮侧承载件一起在摆转运动中国绕转动轴线运动，在此，在轮侧转动件与轴侧转动件之间的摆角根据轮侧转动件的转角而变化。

通过使轴侧转动件相对于轴侧承载件同时或在时间上错开地进行转动，可改变由两个转动件形成的角布置结构的空间取向。

为了使轮悬架在车辆横向方向上具有紧凑的结构，可彼此嵌套地设置两个转动件。优选地，两个转动件中的一个，如轮侧转动件可被构造为罐形的空心成型件，在该空心成型件中设置轴侧转动件。在此情形中，罐形约转动件的底部可被构造为以上所述的控制面，所述控制面与轴侧转动件的控制面相接触。

附加地，承载件中的至少一个也可被实现为具有用壁的罐形空心成型件，其限定一设置根据本发明的执行机构的安装空间，为实现稳定的转动支承，可将转动件支撑在罐形空心成型件的周壁上。在上述嵌套设置的转动件布置结构中，可仅使径向外侧的转动件支撑在罐形承载件的周壁上。

优选两个转动件可被构造为空心筒件，所述空心筒件的筒形内腔可用作调节驱动装置(致动器)的结构空间，替代地，用于驱动车轮的万向轴也可穿过转动件的内腔。

在车轮被牵引/牵拉(geschleppt)，即不被万向轴驱动时，将调节驱动装置布置在空心筒形转动件内的布置结构是特别有利的，在此情形中，转动件的空腔是空的，因此，调节驱劝装置可被毫无问题地设置在转动件的空腔中。

在使用穿过转动件的空腔的万向轴的情况下，由于结构空间有限可能需要将调节驱动装置设置在两个空心筒形转动件外，在此情形中，可以在每个转动件的外周侧上分别设置一传动级，如圆柱齿轮级等，与该传动级驱动连接的调节驱动装置可节省结构空间地集成在轮毂托架外为其设置的自由空间中。

热而，这种传动级以及所属的调节驱动装置在转动件外的布置结构在使用作为接合元件的金属波纹管方面却存在问题，即相应的传动级或所属的调节驱动装置必须穿过金属波纹管，由此降低了金属波纹管的功能性，也就是说，如果将这种传动结构集成到金属波纹管中，则可由金属波纹管传递的转矩由于在此处的面积惯性矩而降低。为了进行补偿必须大大增加金属波纹管的直径。

优选地，万向节的上述轮侧连接片和轴侧连接片在形成自由空间的情况下相互错开一角度。在该自由空间中，可以节省结构空间地至少部分地设置调节驱动装置，或者替代地设置所述布置在转动件外侧上的传动级。

根据本发明的一种实施方式，万向节的中点位于轮毂托架的瞬时中心(Momcntanpol)的高度上，由此在调整轮毂托架时不出现长度变化。

附图说明

下面借助于附图对本发明的三个实施例进行描述，附图表示：

图1示出车辆后桥上的根据第一实施例的轮悬架的示意性原理视图；

图2以放大的示意性局部视图单独示出轮悬架；

图3示出轮悬架的视图，该视图解释用于调节轮距角或外倾角的两个转动件的摆动运动；

图4示出轮悬架的解体视图；

图5示出根据第二实施例的具有集成的万向节的轮悬架；以及

图6示出根据第三实施例的轮悬架。

具体实施方式

在图1中示出一与已知的横臂式悬架相连接的轮悬架。其中支承轮1的轮毂托架3此外借助于一上横向控制臂横拉杆5和下横向控制臂7，通过车身侧控制臂支承件9可摆动地连接在车身11上。车身侧控制臂支承件9以及轮毂托架侧控制臂支承件13是常见的结构，此外，在下横向控制臂7与车身11之间以常规方式支撑有一具有相应的减震支柱的支承弹簧15。

轮毂托架3可以也与所示的横臂式悬架不同地，与任一种悬架相组合，如刚性轴、组合臂式悬架、多臂式悬架等等。

根据图1，轮毂托架3具有一轮侧承载件17以及一轴侧承载件19。在轮侧承载件17上，车轮1通过轮毂支承在轮侧承载件17的轮支承件(未示出)中。此外，制动装置能够以常见的方式安装在轮侧承载件17上。两个横向控制臂5、7通过控制臂支承件13连接在轴侧承载件19上。

在两个承载件17、19之间作为中间元件设有执行机构21，该执行机构具有轮侧转动件23和轴侧转动件25。如图2所示，两个转动件23和25在其倾斜的控制侧上在中间连接有轴向支承件24的情况下彼此贴靠，在转动件23、25的背离转动件23、25的控制的端侧与承载件17、19之间设置有另外的轴向支承件24。

另外，如图2所示，在转动件23的控制侧上形成一中部环形法兰36。环形法兰36伸过轴侧转动件25的对置控制侧中的安装口。在环形法兰36与轴侧转动件25的口边缘之间设置有一径向支承件26。转动件23、25在其背离控制侧的端侧上也通过径向支承件26支撑在承载件17、19的轴向突出部31上，所述轴向突出部分别伸入到转动件23、25的空腔中。

根据图3，转动件23、25分别围绕各自转动轴线27、28可转动地支承在两个承载件17、19之间。转动件25的转动轴线28在车辆横向方向y上沿轴向定向并且与转动件23的中轴线29同轴。转动件23的转动轴线27向上倾斜一倾角γ。在使转动件23转过转角α的转动驱动中，转功件23连同其中轴线29在摆转运动中以变化的摆角

围绕转动轴线27运劝。

在图3中用实线示出在其转角α＝0的初始位置中的转动见件23，其中转动件23的中轴线29与转动件25的转动轴线28同轴。在此情形中，在车轮1的所示yz平面内外倾角ε为0。

此外，在图3中以虚线示例性地在转角α＝180°的转动位置中示出转动件23。在此转动位置中，转动件23的中轴线29’在摆转运动中围绕转动轴线27向上运动。由此在两个转动件23和25之间产生一摆角相应地，车轮1或轮侧承载件17在yz平面内摆过一外倾角ε。

与转动件23的转动同时地或与之在时间上错开地，转动件25也可以相对于轴侧承载件19转过一转角β。由此，在图3中示出的、与轴侧转动件25成角度的转动件23摆出yz子面，由此可设定率轮1的轮距角δ。当转动件23独自转过一围角α时，转动件23就可以yz平面吕摆出。

图4中示出图2的围悬架的解件视图，以便解释轮悬架的组装，在装配时，在中间连接径向支承件和轴向支承件24，26(在此来示出)的情况下将轮到承载件17的轴向突出部31插入到转动件23的敞开的端侧中。将设置在转动件23的控制侧上的环形法兰36也在轴向方向上插入到转动件25的相应的安装口中。将承载件19的抽向突出部31插入到转动件25的空腔中，确切地说也在中间连接径向支承件和轴向支承件24、26的情况下插入。

因此，能够在无需在连接部位处沿轴向方向起作用的沉割部的情况下，在装配技术上容易地以插接连接的方式来安装轮悬架的构件，为了使轮悬架的构件在抽向方向上工作可靠地接合，设置有附加的预紧机构57，所述预紧机构在图2中仅用虚线表示，预紧机构57沿轴向方向对中间连接有转动件23、25的承载件17、19上施加一预紧力F_v。

预紧机构57在功能上与中间件21完全脱离并且起到使轮悬架的构件轴向固定的作用，由此，辟免了通过昂贵的沉割结构实现的承载件11、19与转动件23、25的接合或两个转动件23、25之间的接合。

由于承载件17、19的抽向固定，可使用简单的轴向滚针支承件和径向滚针支承件复合体(Axinl-und Radial-Nadellagerverbande)，其尺寸可以非常小并且可吸收非常大的力。

与根据本发明的结构相比较，在承载件17、19与转动件23、25之间说割接合的情况下支承部位不仅要按照压负荷而且要按照拉负荷来设计。这样设计的支承件倒如是具有图锥滚子支承件的呈X型(即面对面)配置形式或O型(即背对背)配置形式的支承件对，这种双列支承件复合体由于双倍的支承件数量而在结构深度方向上尺寸可能得大，这鉴于轮悬架中的受限的结构空间条件而很不利，在两个转动件23、25的空腔35中设置有旋转电机38、39，所述旋转电机通过传动系统40与对应的转动件23、25的内齿部啮合。

为了主动调节轮距和外倾，根据图1由一未示出的上级控制设备基于不同的车辆参数计算出用于轮距角和外颂角的理论值δ_soll和ε_soll，并将其传输给控制装置49，控制装置49可通过信号线路50驱控两个转动件23、25的转动马达38、39，所述转动马达38、39使相应的转动件23、25转过一转角α或转角β。如图1所示，两个转动件23、25都配有角度传感器51，所述角度传感器51分别检测两个转动件23、25的实际值α_ist和β_ist，并将其反馈给控制装置49。

在根据图5的第二实施例中，预紧机构构造成万向节57，该万向节连接在轮侧承载件17与轴侧承载件19之间。

图5中所示的实施例在基本结构上与上述实施例一致。就此而言，参考对上述实施例进行的说明，与上述实施例不同的是，保持在轮侧承载件17上的车轮1不是被牵引，即不通过万向轴驱动，而是附加地设有一在图5中用虚线表示的万向轴58。

万向轴58穿过两个转动件23、25的空腔35并且驱动车轮1，如在后轮驱动或四轮驱动的情形中那样。固此，由于空间原因，两个调节驱动装置38、39(在图5中仅示出调节驱动装置39)不再设置在空腔35内，而是设置在两个转动件23、25的空腔35外。在此，根据图5，两个调节驱动装置38、39通过在外周侧设在转动件23，25上的圆柱齿轮级73(与转动件)啮合连接。

万向节57在此不仅是预紧机构，所述预紧机构使承载件17、19以一预紧力F_y彼此压靠。万向节57附加地用作转矩桥，通过该转矩桥，例如制动力矩从轮侧承载件17传递到轴侧承载件19。

根据图5，万向节57具有以半部(半剖面)示出的万向支架63作为中央铰接件，所述万向支架63在径向外侧围绕转动件23、25廷伸，并与转动件23、25隔开一径向距离a。万向支架63分别通过一万向节叉77与轮侧承载件17和轴侧承载件19连接。

两个万向节叉77分别具有轮侧连接片65和轴侧连接片66。所述连接片65。66一方面与承载件17、19固定连接，另一方面借助于界定彼此垂直的转动轴线67，69的支承颈68饺接在万向支架63上。轮侧连接片65和轴侧连接片66根据图5彼此错开90°的角，并形成自由空间71。传动级73和/或相应的转动马达38，39优选至少部分地伸入到所述自由空间71中。

在组装图5所示的轮悬架时，在拉负荷下将万向节57的连接片65，66的端侧支承口套装到万向支架63的支承颈68上，由此，承载件17，19被以预紧力F_v彼此预紧。

根据第三实施例，图6中示出了图5中所示轮悬架的技术变型。图5和图6中所示轮悬架的结构和工作方式基本上相同。图6中所示的轮悬架也具有两个轮侧和轴侧承载件17，19，轮侧承载件17以中央的轴向突出部31插入到轮侧转动件23的轮毂区段78中。转毂区段78通过环形间隙在径向上与转动件23的柱状的外壁79间隔开。空心筒状的转动件25伸到柱状的外璧79与轮毂区段78之间的环形间隙中，该转动件的倾斜的端侧通过轴向滚针支承件24与转动件23的相应的间隙底部贴靠。转动件25的内周面在中间连接有径向滚针支承件26的情况下应置在轴侧承载件19的轮毂区段81上，为了两个转动件23，25的易于实现的调节运动，所述转动件23，25的另外的接触面也通过轴向滚针支承件和径向滚针支承件24，26支撑。因为轴向滚针支承件24根据图6仅仅按照压负载而不是按照拉负载来设计，所以所述轴向滚针支承件可以具有较小的结构高度。由于结构高度降低，各个支承件24，26可重叠，由此可进一步缩短轴向结构空间。

从轮侧承载件17和轴侧承载件19分别有万向节连接片65，66伸出转动件23，25外，连接片65，66如参照图5已经描述的那样在轴向预紧的情况下套在万向支架63的支承颈68上，由此使承载件17，19在中间连接两个转动件23，25的情况下以预紧力F_v压靠在一起，用于对转动件23、25进行转动调节的调节驱动装置在图6中来示出，但所述调节驱动装置也可类似于如参考图5所描连的调节驱动装置来构造。

Claims (22)

1.一种用于机动车的轮悬架，所述轮悬架具有至少一个能转动地支承车轮（1）的轮侧承载件（17）和至少一个轴侧承载件（19），其中，在所述轮侧承载件（17）与所述轴侧承载件（19）之间连接有用于调节所述车轮（1）的轮距角和/或外倾角（δ，ε）的执行机构（21），其中，所述轮侧承载件（17）和所述轴侧承载件（19）被预紧机构（57）推压成以一预紧力（F_V）彼此贴靠，其特征在于，所述执行机构（21）具有轮侧转动件（23）和轴侧转动件（25），所述轮侧转动件和所述轴侧转动件能绕各自的、彼此呈一角度的转动轴线（27，28）相对转动以及能相对于所述承载件（17，19）转动；在所述两个转动件（23，25）转动时所述轮侧转动件（23）能相对于所述轴侧转动件（25）偏转出摆角

从而能够调节所述车轮（1）的轮距角和/或外倾角（δ，ε）。

2.根据权利要求1的轮悬架，其特征在于：所述承载件（17，19）和所述执行机构（21）在所述预紧力（F_V）的作用方向上彼此连接。

3.根据权利要求1的轮悬架，其特征在于：所述承载件（17，19）和所述执行机构（21）在所述预紧力（F_V）的作用方向上按照无沉割插接的方式彼此连接。

4.根据权利要求1或2的轮悬架，其特征在于：在所述承载件（17，19）与所述执行机构（21）之间的支承部位处设有轴向推力支承件（24）和/或径向支承件（26），所述轴向推力支承件吸收所述预紧机构（57）的预紧力（F_V）。

5.根据权利要求1或2的轮悬架，其特征在于：所述预紧机构（57）构造成使所述两种承载件（17，19）彼此连接的联接装置。

6.根据权利要求1或2的轮悬架，其特征在于：所述预紧机构（57）是万向节。

7.根据权利要求6的轮悬架，其特征在于：所述万向节设置在所述执行机构（21）径向外侧。

8.根据权利要求6的轮悬架，其特征在于：所述万向节（57）具有基本元件（63）和与所述承载件（17，19）连接的轮侧连接片（65）和轴侧连接片（66），所述连接片以在所述连接片的转动轴线（67，69）上铰接的方式铰接在所述基本元件（63）上。

9.根据权利要求8的轮悬架，其特征在于：所述基本元件（63）是环形元件。

10.根据权利要求8的轮悬架，其特征在于：所述万向节（57）的连接片（65，66）在形成所述预紧力（F_V）的情况下在所述连接片的转动轴线（67，69）上彼此接合。

11.根据权利要求8的轮悬架，其特征在于：所述轮侧连接片（65）和所述轴侧连接片（66）在形成自由空间（71）的情况下彼此错开角度。

12.根据权利要求1或2的轮悬架，其特征在于：在所述执行机构（21）的转动件（23，25）之间和/或所述承载件（17，19）之间设置有支承部位。

13.根据权利要求5的轮悬架，其特征在于：所述预紧机构（57）构造成转矩桥，通过所述转矩桥能附加地将转矩从所述轮侧承载件（17）传递到所述轴侧承载件（19）。

14.根据权利要求6的轮悬架，其特征在于：所述预紧机构（57）构造成转矩桥，通过所述转矩桥能附加地将转矩从所述轮侧承载件（17）传递到所述轴侧承载件（19）。

15.根据权利要求13的轮悬架，其特征在于：所述转矩是制动力矩。

16.根据权利要求1或2的轮悬架，其特征在于：所述预紧机构（57）在功能上与所述执行机构（21）和/或所述转动件（23，25）这样脱离，使得所述预紧机构通过一自由距离（a）与所述执行机构（21）间隔开。

17.根据权利要求1或2的轮悬架，其特征在于：所述预紧机构（57）是扭转刚性或抗扭转的，其中允许所述轮侧转动件（23）相对于所述轴侧转动件（25）偏转出摆角

18.根据权利要求12的轮悬架，其特征在于：所述轮侧转动件（23）的转动轴线（27）相对于所述轴侧转动件（25）的转动轴线（28）以一倾斜角（γ）倾斜。

19.根据权利要求1或2的轮悬架，其特征在于：所述轮侧转动件（23）的中轴线（29，29’）能在一转摆运动中以变化的摆角

围绕该轮侧转动件的转动轴线（27）转动。

20.根据权利要求1或2的轮悬架，其特征在于：通过使所述轮侧转动件（23）绕其转动轴线（27）转动来设定在所述转动件（23，25）之间的摆角

，通过使所述轴侧转动件（25）相对于所述轴侧承载件（19）转动能确定由两个转动件（23，25）构成的角布置结构的空间取向。

21.根据权利要求1或2的轮悬架，其特征在于：所述两个转动件（23，25）在轴向方向上彼此嵌套地设置。

22.根据权利要求1或2的轮悬架，其特征在于：所述轴侧转动件（25）设置在所述轮侧转动件（23）的空腔（35）中。

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