CN102300726A - 用于调节轮悬架结构的车轮外倾和/或轮距的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对尤其是机动车的轮悬架结构的驱动车轮(1)的车轮外倾和/或轮距进行调节的装置，包括轮毂托架(10)，所述车轮(1)以能转动的方式支承在所述轮毂托架上，其中，所述轮毂托架(10)被分成：接纳所述车轮(1)的承载部件(12)、与所述轮悬架结构相连接的引导部件(14)、以及两个设置在所述承载部件与引导部件之间转动部件(16、18)，所述转动部件能围绕转动轴线(22、24)相对于彼此转动、能相对于所述承载部件(12)转动并且能相对于所述引导部件(14)转动，所述转动部件利用彼此面对的控制面(16b、18b)共同作用，所述控制面相对于所述转动轴线倾斜一特定角度，设有车轮驱动轴(60)，所述车轮驱动轴穿过所述承载部件(12)和引导部件(14)并且穿过所述转动部件(16、18)，其特征在于，所述承载部件(12)具有朝向所述引导部件(14)延伸的、围绕所述车轮驱动轴(60)的毂区段(42)，围绕所述毂区段设置所述两个转动部件(16、18)，在所述毂区段(42)与所述引导部件(14)之间连接有一内密封元件(76)，所述内密封元件对位于所述毂区段(42)与所述引导部件(14)之间的环形间隙进行密封。

Description

用于调节轮悬架结构的车轮外倾和/或轮距的装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的、用于调节尤其是机动车的轮悬架结构的车轮的车轮外倾和/或轮距的装置。
背景技术
在这种装置中，在车辆行驶中能通过内置在轮毂托架中的调整缸或者转动部件来调节车轮外倾和/或轮距。在此，轮毂托架被分成接纳车轮的承载部件和铰接在轮悬架元件上的引导部件，其通过借助电动调整马达/伺服马达的一个或两个调整缸的转动而使该承载部件相对于引导部件摆动。在此，所述调节以下述方式进行：旋转对称的调整缸具有一公共的转动轴线以及相对于该转动轴线倾斜的斜面，所述斜面在调整缸转动时能同向地或反向地使承载部件相应地摆动过高达5°的轮距角和/或车轮外倾角。
发明内容
本发明的目的在于，改进所述类型的装置以使之被构造成功能特别稳健/鲁棒并且结构非常紧凑。
根据本发明，这个目的通过权利要求1的特征而实现。在从属权利要求中给出本发明的有利的改进方案。
根据本发明提出：承载部件具有接纳车轮轴承的法兰区段和朝向引导部件延伸的毂区段，围绕所述毂区段设有两个调整缸或者说转动部件连同它们的滑动支承结构；在毂区段与引导部件之间设有密封件和/或在法兰区段与引导部件之间在径向对侧设有密封件。因此能够在承载部件与引导部件之间实现结构特别紧凑的构造，该构造由于“被封装”的布置结构而适用于恶劣的使用条件。在此，在承受侧向力与制动力矩的承载部件与引导部件之间提供有利的力支承和力矩支承。
径向外侧的密封件可优选通过一与承载部件的法兰区段固定连接并且与在引导部件上的环形凸出部固定连接的波纹管形成，该波纹管以结构简单的方式遮盖定位在波纹管内的调整缸连同其支承结构。
该波纹管可特别有利地构造为金属波纹管并同时用作承载部件的抗转动件。因此，金属波纹管可以制造成本低的方式实现两种功能。
但在一代替构造方式中，可以在一橡胶弹性的波纹管内设置一沿周向与承载部件和引导部件形锁合地(formschluessig)接合的万向节环。该万向节环可以在周向上形锁合地配设有例如在承载部件和引导部件上形成的、沿轴向彼此相对取向的带动部(Mitnehmer)，所述带动部***万向节环的相应的沿周向的缺口中。
另外，在引导部件上可构造一支承环，调整缸以能转动的方式支承在所述支承环上，其中径向内侧的密封件设置在支承环与承载部件的毂区段之间、从而以结构简单的方式实现包括调整缸和滚动轴承等的整个调节组件的径向内侧的密封。
特别有利的是，该密封可借助具有球状区段的密封圈来形成，该密封圈设置在毂区段上并且与在支承环中的球缺形的缺口以密封的方式共同作用。由此，即使在毂区段相对于支承环的调节输入较大的情况下也能得到可靠的密封。
在此，该密封件尤其是可以在毂区段上以能沿轴向移动的方式引导，该密封件借助一弹簧压在所述支承环中的所述球缺形的缺口上。此外，在经由调整缸对车轮外倾和/或轮距角进行调节时密封圈的球状区段的中心点与所述承载部件的摆动中心(Schwenkpol)至少是基本重合。这两种措施在制造简单的构造中实现了即使在承载部件的调节角度较大时也能进行可靠的密封。密封圈和/或支承环中缺口的滑动面应当被精加工和/或被覆层(例如用PTFE涂覆)。
另外，在一优选布置方式中，能通过电动调整马达使调整缸转动，所述调整马达分别固定在承载部件的法兰区段上和引导部件的法兰上，所述调整马达通过圆柱齿轮传动机构与构造在所述调整缸上的齿圈共同作用，其中齿啮合部位分别位于径向外侧的密封件内。
在此，与承载部件共同作用的调整缸可优选使其齿圈***承载部件的法兰区段的环形槽中，其中，调整马达便穿过法兰区段中的对应的缺口与齿圈驱动连接。
对于机动车的由万向轴驱动的车轮提出，承载车轮的轮缘具有毂部段，该轮缘的毂部段穿过承载部件的毂区段延伸，该轮缘的毂部段在径向内侧的密封件的区域中通过花键(Steckverzahnung)与万向轴的接头罩驱动连接。这样便在结构稳健并且引入驱动力矩的情况下在相应地调节车轮的车轮外倾和轮距时在轮缘中确保了万向轴的接头罩的足够的自由行程。
最后，可以在中间连接有位于轮缘的毂部段与承载部件的毂区段之间的间隔套管的情况下借助接合在轮缘上的紧固螺栓来保持接头罩的具有花键的驱动轴颈，该隔离套管支撑在接头罩和车轮轴承的轴承内圈上。
附图说明
下面更详细阐明本发明的实施例。所附的示意性附图示出：
图1示出用于调节机动车的轮悬架结构的轮距角和车轮外倾角的装置连同由多部件组成的轮毂托架的原理图；
图2以非常简化的视图示出轮毂托架的实施例的纵剖视图；以及
图3示出图2所示的轮毂托架的侧视图，其中以剖视图示出了波纹管。
具体实施方式
为了从理论上阐明本发明，图1以粗略的原理图示出了机动车的轮悬架结构的轮引导元件或轮毂托架10，为了在车轮支承结构/轮边总成的范围内对车轮1的车轮外倾和/或轮距进行调节，该轮毂托架被如下地分成：
轮毂托架10包括承载部件12，机动车的车轮以能转动的方式支承在该承载部件中。车辆的行车制动器与承载部件12刚性连接。应当指出，对于已知结构形式的车轮悬架结构的各功能部件可不进行描述。
此外，轮毂托架10具有一引导部件14，该引导部件与轮悬架结构共同作用或者必要时形成轮悬架结构的一部分。
在承载部件12与引导部件14之间设有作为调整元件的两个基本旋转对称的调整缸或者说转动部件16、18，所述调整缸或者说转动部件分别以能经转动轴线20、22转动的方式与承载部件12和引导部件14相连接。这两个转动轴线20、22在附图中共轴取向并且沿车轮转动轴线延伸。
调整缸16、18的与承载部件12和引导部件14直接相邻的接触面16a、18a被实施成旋转对称的，调整缸16、18通过平的斜面16b、18b以滑动接触的方式彼此贴靠，使得调整缸16绕图1和图2中向上倾斜的转动轴线24转动。因此，如清楚示出地，转动轴线24垂直于斜面16b、18b且相对于转动轴线22以一特定的角度x倾斜地取向。
图1中，承载部件12的中轴线20与引导部件14的转动轴线22共轴取向。承载部件12的中轴线20与车辆转动轴线重合，因而在图2和图3中示出的、在中性位置中的车辆车轮1的车轮外倾角和轮距角没有被调整。另外，在随后描述的图2的实施方式中还示出了中轴线20′。在调整缸16相对于调整缸18转过180°的转角时产生所示的中心轴线20′的角位置。
根据图1，在承载部件12上和在引导部件14上分别设有电动调整马达26、28，该调整马达通过齿形带30与调整缸16、18驱动连接。借助调整马达26、28可使调整缸16、18沿两个转动方向同向或反向地转动，由此承载部件12相应地改变了车轮1的引起摆转运动(Taumelbewegung)的车轮外倾角和/或轮距角。
图2和3中示出图1所示的、由多部件组成的轮毂托架10的实施方式。该实施方式在基本结构方面与图1的轮毂托架10一致。在这方面参考上文的描述。
图2以沿轮悬架结构的车轮1的转动轴线22的纵剖视图示出轮毂托架10的结构上的实施方式。
如上所述，轮毂托架10包括与车轮引导元件、如控制臂/导向杆(Lenker)等铰接的引导部件14、承载车轮的承载部件12以及旋转对称的调整缸16、18。
引导部件14具有承载法兰34，该承载法兰带有一位于径向内侧的支承环36。支承环36通过滑动面38与位于径向外侧的调整缸18形成第一滑动支承机构，该滑动支承机构的转动轴线与转动轴线22重合。
根据图2，调整马达26、28与调整缸16、18作用连接，这通过箭头示出。在一实施方式中，调整缸18可在其外周上设有未示出的齿圈，该齿圈与电动调整马达28的未清楚示出的驱动齿轮驱动地共同作用。调整马达28同样可固定在引导部件14的承载法兰34上。
根据图2，引导部件12具有径向取向的法兰区段40和轴向延伸的毂区段42。毂区段42在两个调整缸16、18内沿径向一直延伸至承载法兰34的支承环36的高度处。
在法兰区段40内设有车轮轴承44，该车轮轴承作为未具体示出的轮缘用的转动轴承，沿轴向进入毂区段42中并且同样朝向万向轴罩62的肩部的方向。
车轮1以常规方式借助车轮螺栓固定在轮缘上。另外，盘式制动器的制动盘固定在轮缘上。盘式制动器的制动钳以未清楚示出的方式固定在承载部件12的法兰区段40上。
另外，调整缸16通过滑动面56以能转动的方式支承在毂区段42上。由此，两个调整缸16、18以能绕它们的转动轴线24转动的方式支承在承载部件12与引导部件14之间。在所示的中性位置中，引导部件侧的调整缸18的转动轴线22与车轮转动轴线20共轴取向。承载部件侧的调整缸16的转动轴线24相对于引导部件侧的调整缸18的转动轴线22向上倾斜一角度x。
调整缸16、18的相关的斜面16b、18b实施为相对于引导部件侧的调整缸18的转动轴线22倾斜的角度不同，从而能通过所述调整缸的转动在从图2和3所示的中性位置起约5°的范围内对车轮的车轮外倾角和/或轮距角进行调节。
在此，调整缸16带有一未示出的外齿圈，该外齿圈通过未清楚示出的驱动齿轮与电动调整马达26驱动连接。调整马达26相应地固定在承载部件12的法兰区段40上。
通过仅部分示出的万向轴60来驱动车轮车轮1，为了简单起见在图2中仅示出该万向轴的铰接罩62和套管形的驱动轴颈64。在此，驱动轴颈64通过花键***轮缘的毂区段48中并且借助未示出的紧固螺栓与紧固套相对于轮缘紧固。
在调整缸16、18的径向外侧设有一万向接头57作为在引导部件14与承载部件12之间的抗转动结构，该万向接头连接在车轮侧的承载部件12与车轴侧的引导部件14之间。
根据图3，万向接头57具有作为中央接头部件的万向节环63，该万向节环围绕调整缸16、18在所述调整缸的径向外侧延伸并且与调整缸16、18相距一径向距离。万向节环63分别通过万向节叉77与车轮侧的承载部件12以及车轴侧的引导部件14相连接。
这两个万向节叉77各自具有车轮侧的和在车轴侧的过梁(Stege)65、66。过梁65、66一方面与承载部件12和引导部件14固定连接，另一方面借助支承颈68铰接在万向节环63上，所述支承颈规定出彼此垂直的转动轴线67、69。根据图3，车轮侧的过梁65和车轴侧的过梁66相对彼此成90°的角度。因为万向接头57能跟随轮毂托架10的角度偏移，所以支承颈68设置成，使得所述支承颈的转动轴线67、69在传动缸18的转动轴线22与调整缸16的转动轴线24之间的交点B处相交。
如上所述，用于调节车轮外倾和/或轮距的装置借助橡胶弹性的波纹管74(参见图2)在径向外侧被密封以抵抗环境影响、如潮气和污物的影响。
作为选择，波纹管74可实施为薄壁金属波纹管，该薄壁金属波纹管以足够的抗扭刚度用作抗转动结构，并且另外具有这样的弯曲弹性，使得该金属波纹管在对位于径向内侧的功能部件进行密封的情况下持久地占据所谓的调节角度。在这种情况下可以省去上文描述的万向接头57。
调整缸16、18的以及它们的滑动面或者说接触面16b、18b、38、56的径向内侧的密封结构在万向轴60的接头罩62的区域中设置在引导部件14的承载板34上的支承环36与承载部件12的毂区段42之间。在此考虑，在对车轮的车轮外倾和轮距进行调节时承载部件12实施一转摆中心(Gelenkpol)大约在M处的转摆运动，使得在接头罩62与支承环36之间的环隙a处提供足够的自由行程。
为了确保可靠的密封，在毂区段42上以能轴向移动的方式支承有一套管形的密封圈76，该密封圈在其端侧具有球状区段76a，该球状区段与支承环36中的球缺形的缺口36a共同作用。在毂区段42和密封圈76的环形凸缘处支撑的螺旋压簧78将密封圈76的球状区段76a压在缺口36a上。
滑动面76a、36a的曲率半径至少是基本实施成，使得所述滑动面的中心点与转动轴线22中的运动中心(Bewegungspol)B重合。滑动面76a、36a被表面处理或涂覆有低摩擦的材料(例如PTFE)。

Claims (10)

1.一种用于对--尤其是机动车的--轮悬架结构的驱动车轮(1)的车轮外倾和/或轮距进行调节的装置，包括轮毂托架(10)和车轮驱动轴(60)，所述车轮(1)以能转动的方式支承在所述轮毂托架上，其中，所述轮毂托架(10)被分成：接纳所述车轮(1)的承载部件(12)、与所述轮悬架结构相连接的引导部件(14)、以及两个设置在所述承载部件与引导部件之间的转动部件(16、18)，所述转动部件能围绕转动轴线(22、24)相对于彼此转动、相对于所述承载部件(12)转动以及相对于所述引导部件(14)转动，所述转动部件利用彼此面对的控制面(16b、18b)共同作用，所述控制面相对于所述转动轴线倾斜一特定角度，所述车轮驱动轴穿过所述承载部件(12)和引导部件(14)并且穿过所述转动部件(16、18)，其特征在于，所述承载部件(12)具有朝向所述引导部件(14)延伸的、围绕所述车轮驱动轴(60)的毂区段(42)，围绕所述毂区段设置所述两个转动部件(16、18)，在所述毂区段(42)与所述引导部件(14)之间连接有一内密封元件(76)，所述内密封元件对位于所述毂区段(42)与所述引导部件(14)之间的环形间隙进行密封。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述承载部件(12)与所述引导部件(14)之间、在所述转动部件(16、18)的径向外侧设有外密封元件(74)，使得在所述内密封元件(76)与所述外密封元件(74)之间形成一用于所述转动部件(16、18)的对外密封的环形空间(75)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，由与所述承载部件(12)固定连接并且与所述引导部件(14)固定连接的波纹管(74)形成所述径向外密封元件(74)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述波纹管(74)构造为金属波纹管并且同时用作所述承载部件(12)相对于所述引导部件(14)的抗转动件。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，在所述环形空间(75)中设有一沿周向方向与所述承载部件(12)和所述引导部件(14)接合的万向接头(57)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述引导部件(14)上构造有支承环(36)，所述转动部件中的一个转动部件(18)以能转动的方式支承在所述支承环上；和/或所述径向内密封元件(76)设置在所述支承环(36)与所述承载部件(12)的毂区段(42)之间。
7.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，借助一具有球状区段(76a)的密封圈形成所述密封元件(76)，所述密封圈设置在所述毂区段(42)上并与所述引导部件(14)中的--尤其是所述支承环(36)中的--球缺形的缺口(36a)以密封的方式共同作用。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述密封圈(76)在所述毂区段(42)上以能轴向移动的方式被引导，所述密封圈借助一弹簧(78)被压在所述支承环(36)中的所述球缺形的缺口(36a)上。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，在经由所述转动部件(16、18)对车轮外倾和轮距角进行调节时，承载部件侧的调整缸(16)的转动轴线(24)和引导部件侧的调整缸(18)的转动轴线(22)的交点(B)与所述密封圈(76)的球状区段(76a)的中心点至少是基本重合。
10.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，能通过调整马达(26、28)使所述转动部件(16、18)转动，所述调整马达尤其是固定在所述承载部件(12)和所述引导部件(14)上，所述调整马达优选通过圆柱齿轮传动机构与构造在所述调整缸(16、18)上的齿圈(16c、18c)共同作用，其中齿啮合部位分别位于所述径向外密封件(74)内，所述调整马达(26、28)尤其是设置在所述环形空间(75)中。
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