HK1071921B - 汽车球接头 - Google Patents

Description

汽车球接头

技术领域

本发明涉及一种用于汽车，特别是用于汽车行走机构的球接头，它具有一个开有接头窗口的球接头壳体和具有一个球形活节及销轴的球形销，该球形销支承在球接头壳体中，以其球形活节可旋转和摆动，并以其销轴通过接头窗口从球接头壳体内穿出。在球接头壳体上还开有一个组装窗口，其中固定了一个使窗口至少部分封闭的单独闭锁元件。

背景技术

这种球接头是目前技术状况所熟知的，并作为车轮悬架、汽车车轴和这些轴与车身连接装置的重要组成部分，而参与汽车行走机构的功能。通常汽车的每个车轮由一个车轮支架支承，它通过导杆与车身相连。在这种情况下，在导轩朝向车轮支架的端部常常具有球接头，它在车轮支架上形成导杆的运动学铰接点。另外，球接头在汽车车轴范围内还有转向横拉杆、连杆和摆动支座等。

长期以来就有根据具体的行驶工况来校准汽车状态的要求，例如通过一个分为两部分的稳定器可以影响汽车的摆动状态，稳定器的两部分通过一个液压马达可以相对摆动。另外还能够根据负载状况调节前照灯。为了根据行走机构的实际状况对汽车行走机构或其它的结构元件实施这种主动干预，除主动或被动调节装置以外，还要求诸如测量和处理分析装置的电子结构元件，以便能够掌握诸如实际的行驶工况或实际负载状况。此时这种测量和处理分析装置的安装由汽车制造者在行走机构的机械部件组装同时完成。

发明内容

本发明的任务是，减少汽车制造者将电子结构元件安装在行走机构中的组装耗费。

这个任务的解决是通过一个汽车用，特别是汽车行走机构用的球接头来完成的。该球接头具有一个开有接头窗口的球接头壳体和一个包括销轴和球形活节的球形销。球形销支承在球接头壳体中，以其球形活节可旋转和摆动，并以其销轴通过接头窗口从球接头壳体中窗出。此外，在球接头壳体上还开有一个组装窗口，它至少一部分被一个固定在球接头壳体上的单独闭锁元件封闭，在闭锁元件上安装有至少一个电子结构元件。

采用本发明的球接头可以避免在制造汽车时分开组装电子结构元件，因为电子结构元件已经集成在球接头中。这就节省了组装耗费，从而降低了汽车制造者制造过程的成本。

闭锁元件是为至少部分封闭球接头壳体窗口而用的。为此闭锁元件可以做成诸如环状，它的内孔形成球接头的接头窗口。在这种情况下，组装窗口位于球接头壳体的销轴端，因此球接头组装时，球形销以其球头通过此组装窗口装入壳体中。在此实施方案中，与组装窗口相对的球接头壳体一端通常是完全封闭的。

但是具有优点的方案是，球接头壳体在与接头窗口相对的一端，有一个由闭锁元件封闭的组装窗口。在这种情况下，可使球接头在组装时将球形销先以其销轴插入壳体中。同时球形销也不必穿过闭锁元件，因此在闭锁元件上有较大面积可供布置至少一个电子结构元件使用。

为了避免脏物和潮湿侵入球接头内部，具有优点的方案是，组装窗口完全被闭锁元件封闭。

电子结构元件可以布置在闭锁元件远离球形活节的一侧(外侧)。如果将电子结构元件安装在闭锁元件朝向球形活节的一侧(内侧)，则可以很容易地保护电子结构元件不受环境污染或诸如热负荷的侵害。

电子结构元件可以自由地布置在闭锁元件上，但是具有优点的实施方案是，在闭锁元件上安装一个保护元件，它至少部分覆盖闭锁元件，最好全部覆盖电子结构元件。对于电子结构元件布置在闭锁元件内侧的情况，保护元件用来防止诸如通常汽车球接头所存在的润滑介质的侵害。

在电子结构元件安装在闭锁元件外侧的情况下，保护元件的首要任务是防止环境污染的侵害。

保护元件可以是一个由金属、陶瓷或塑料制成的防护层，它作为单独的零件安装在球接头上。但是优选的是，保护元件由电绝缘材料，诸如塑料制成，因为塑料对于减轻重量特别有利。

由塑料制成的保护元件可以夹紧或粘贴在闭锁元件上。

本发明另外的设计方案是，保护元件的材料采用一种适于喷涂法的塑料，因此保护元件可以直接喷到电子结构元件上，从而取消了保护元件组装的必要性，而且还能够很好地保护电子结构元件，特别是不受潮湿的侵害。

闭锁元件可以由金属板做成盘或环，但是具有优点的方案是，闭锁元件本身做成电子接线板，电子结构元件组装其上。因此电子结构元件通常是焊在闭锁元件上，以便通过接线板上的导体电路实现例如电子结构元件的连通。

做成电子接线板的闭锁元件可以由诸如胶纸板或陶瓷制成。

另外，按照本发明的规定，电子接线板的外面可以采用一个由金属板制成的附加盘或附加环来加强。具有优点的方案是，将做成电子接线板的闭锁元件由玻璃纤维加强塑料制造，以满足汽车球接头封闭盖机械负荷能力方面的要求。

电子接线板可以只在表面布置导体电路，但是也可以在电子线路板的整个容积内布置导体电路(多层电路)。

壳体可相对于电子接线板电绝缘，而且采用电子线路板和壳体直接连接的方法，可以使壳体在没有附加电线连接的情况下，被用作电磁屏蔽。壳体本身还可被用作电子结构元件的冷却体。

为了掌握汽车的行驶和负荷状况，可以在球接头壳体内或壳体上安装一个传感器，以得知表征球接头状况的物理参数，了解球接头的状态，例如球形销相对于球接头壳体的实际偏移和/或旋转。另外还可以通过力传感器掌握球接头中出现的力。因此例如可以通过所掌握的球接头的状况，推断出汽车车身的实际轮距。通过这种诊断也可以得出整个汽车状态的结论。

传感器可以作为单独的传感器布置在球接头中，但是出于节省传感器所占位置的理由，优选将其与电子结构元件做成一体。

另外，还可以将多个电子结构元件组成一个电子结构组件安装在闭锁元件上，但是最好电子结构元件被做成专用的整体开关电路(ASIC)，从而用一个单独的电子结构元件实现多种不同的电开关电路。这就使所占位置大为节省，而且使本发明涉及的球接头产生多种多样的方案。

为了电子结构元件能够向外发出信号和保证电子结构元件的能量供应，则可以按照第一种变型方案，在闭锁元件上安装一个与电子结构元件相连的插接板，以便和外面的仪表相连。

但是，根据第二种变型方案，也可以在球接头中安装一个与结构元件有电连接的装置，以便发射电磁波，能够使结构元件和外部仪表之间在没有电线连接的情况下进行信息交换。

电子结构元件可以通过电线与汽车电源相连。另外还可以在球接头中安装一个电池，以供给电子结构元件以电能。但是，最好由一个外部发射机将工作所需的能量以电磁波的形式传给电子结构元件。为此须为电子结构元件配一个在安装球接头中的接收电磁波的装置。此外，还可具有一个存贮电能的存贮介质。这种能量输入的方式具有特殊的优越性，电子结构元件只有很小的功率消耗。

附图说明

下面基于有关的附图详细地说明本发明具有的优选实施方案。附图表示：

图1本发明球接头的第一实施方案；

图2本发明球接头的第二实施方案；

图3本发明球接头的第三实施方案。

具体实施方式

由图1明显可以看出本发明球接头的第一实施方案，其中具有球形活节1和销轴2的球形销3支承在球接头壳体4中，并以其球形活节1旋转和摆动。球形销3以其球形活节1安装在一个装在球接头壳体4中并由塑料制成的轴瓦5中，并以其销轴2通过球接头壳体4中的接头窗口6，从球接头壳体4中穿出。

为了防止脏物和潮湿侵入球接头内部，而安装一个由弹性材料制成的密封罩7，其一端固定在球接头壳体4上；另一端则可滑动地支承在销轴2上。球接头壳体4和密封罩7的内部分别充满润滑介质(图中未示出)，以利于球接头的机械状态。另外还附加防护脏物和潮湿的侵入。

球接头壳体4与一个法兰8连成一体，并且在远离接头窗口6的一端有一个组装窗口9，它被一个设计成电子接线板的闭锁元件10封闭。为了将闭锁元件10固定在壳体4中，而改变围绕壳体4组装窗口9的壳体边缘形状。在闭锁元件10的内面安装多个电子结构元件11，它们被塑料制成的保护元件12全部覆盖。电子结构元件中的一个作成磁场传感器13，它与装在球形活节1内的磁铁M一起作用。电子结构元件11、13与安装在闭锁元件10外面的插接板14至少间接的电连接，通过插接板使电子结构元件11、13在工作状态下与外面的仪表(未表示出)相连。另外，电子结构元件11、13在工作时还通过插接板14得到能量供应。

由图2明显看出本发明球接头的第二实施方案，其中用与第一实施方案相同的符号表示相同或功能相同的特征。

第二实施方案与第一实施方案不同，在闭锁元件10外面没有插接板。但是为了能够与外面仪表(未表示出)通信，而在闭锁元件10的内面安装了一个在此设计成专用的开关电路(ASIC)15的电子结构元件，至少与它有间接电连接的发射元件16，以便发射载有信息的电磁波，外面的仪表可以接收此电磁波，并分析处理之。因此外部仪表设置了一个适当的接收器和一个分析处理装置。

此外，电子结构元件中的一个被做成接收载有信息电磁波的接收元件17，因此第二实施方案在球接头和外部仪表之间完成两方无线信息交换，为此而外部仪表配置了一个合适的发射装置。

与第一实施方案不同的是，闭锁元件10的固定不是采用围绕组装窗口9的壳体周边，而是设置了一个单独的固定圈18，它固定在壳体4上，并且为了固定闭锁元件10而向内翻边。此外，为了附加支承轴瓦5，而在轴瓦5和保护元件12之间设置了一个压环19。

由图3可以明显看出本发明球接头的第三方案，其中用与前述实施方案相同的符号表示相同或功能相同的特征。闭锁元件10在球接头壳体4上的固定方法与第一实施方案相同。

第三实施方案与前两个实施方案不同之处在于没有保护元件，因此在同样尺寸的情况下，在闭锁元件10和球形活节1之间有一个更大的(可充满润滑介质的)自由空间，从而能够在球形销3具有大摆动范围的同时，具有紧凑的结构形式。

符号说明

1    球形活节

2    销轴

3    球形销

4    球接头壳体

5    轴瓦

6    接头窗口

7    密封罩

8    法兰

9    组装窗口

10   闭锁元件

11   电子结构元件

12   保护元件

13   传感器

14   插接板

15   ASIC

16   发射单元

17   接收单元

18   固定圈

19   插入环

M    磁铁

Claims (14)

1.用于汽车，特别是用于汽车行走机构的球接头，具有一个开有接头窗口(6)的球接头壳体(4)、一个具有球形活节(1)和销轴(2)的球形销(3)，该球形轴销轴支承在球接头壳体(4)中，以其球形活节(1)可旋转和摆动，并以其销轴(2)通过接头窗口(6)，从球接头壳体(4)中穿出，在球接头壳体上开有一个组装窗口(9)，其中安装了一个使该窗口至少部分封闭的单独的闭锁元件(10)，

其特征是，

在闭锁元件(10)上安装至少一个电子结构元件(11)。

2.根据权利要求1所述的球接头，其特征是，组装窗口(9)布置在球接头壳体(4)远离接头窗口(6)的一端，并被闭锁元件(10)封闭。

3.根据权利要求1或2所述的球接头，其特征是，电子结构元件(11)安装在闭锁元件(10)朝向球形活节的一面。

4.根据权利要求1所述的球接头，其特征是，在闭锁元件(10)上安装一个保护元件(12)，它覆盖电子结构元件(11)。

5.根据权利要求4所述的球接头，其特征是，保护元件(12)由一种电绝缘材料，特别是塑料制成，并且直接喷到电子结构元件(11)上。

6.根据权利要求1所述的球接头，其特征是，闭锁元件(10)本身做成电子接线板，其上组装电子结构元件(11)。

7.根据权利要求6所述的球接头，其特征是，闭锁元件(10)由玻璃纤维强化塑料制成。

8.根据权利要求1所述的球接头，其特征是，电子结构元件(11)与一个安装在球接头壳体(4)中或上的传感器(13)电连接，以便获得表征球接头状况的物理参数。

9.根据权利要求8所述的球接头，其特征是，传感器(13)同电子结构元件(11)做成一体。

10.根据权利要求1所述的球接头，其特征是，电子结构元件是一个专用的整体开关电路(15)。

11.根据权利要求1所述的球接头，其特征是，在闭锁元件(10)远离球形活节(1)的一面上，安装一个与电子结构元件(11)电连接的插接板(14)。

12.根据权利要求1所述的球接头，其特征是，在球接头中安装一个与电子结构元件(11)电连接的装置(16)，以便发射电磁波。

13.根据权利要求1所述的球接头，其特征是，在球接头中安装一个与电子结构元件(11)电连接的装置(17)，以便接收电磁波。

14.根据权利要求1所述的球接头，其特征是，壳体(4)为电子结构元件(11)形成电屏蔽或冷却体。