專利名稱：尤其用于后輪轉向系統(tǒng)的轉向裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于調節(jié)機動車車輪——尤其是后輪——的輪轉向角的轉向裝置，所述轉向裝置包括至少一個輪導向部件(機構)，通過所述至少一個輪導向部件使所述車輪的輪轂托架與車身相連接，其中，所述輪轂托架能圍繞一基本平行于輪平面延伸的轉動軸線擺動，所述輪導向部件以與所述轉動軸線間隔開的方式鉸接在所述輪轂托架上并且能借助一機電式驅動單元來調節(jié)所述輪導向部件的長度，其中，所述機電式驅動單元一方面通過傳動桿與輪轂托架側的接頭/鉸接結構/活節(jié)相連接以形成一擺動支承結構，通過所述擺動支承結構實現(xiàn)與所述輪轂托架的連接，所述機電式驅動單元另一方面與車身側的接頭相連接以形成另一擺動支承結構，通過該另一擺動支承結構實現(xiàn)與車身的連接。
背景技術：
從WO 2006/117343 Al已知這種類型的轉向裝置。該已知的轉向裝置具有與縱向軸線并行設置的電機。從EP 0 340 823 Al已知一種用于調整機動車懸架的臂長的裝置。通過這種措施使得機動車的后輪轉向。顯然，用于不同車輛的輪懸架一般結構也不同，因而對于已知的裝置總是需要進行改變以適應另一輪懸架的結構空間條件。

發(fā)明內容
由此，本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)一種開頭所述類型的轉向裝置，該轉向裝置能以特別簡單的方式集成到非轉向車輪的常規(guī)輪懸架結構中并能適應各種設計不同的輪懸架結構的受限的結構空間條件。根據(jù)本發(fā)明，這個目的通過一種具有權利要求1所述特征的轉向裝置而實現(xiàn)。在此提出，至少一個接頭能相對于所述機電式驅動單元被定位和固定在相對于所述機電式驅動單元的縱向軸線的任意的角位置中，使得所述輪導向部件能適應所存在的結構空間條件。由從屬權利要求得到另外的有利的構造方案。在本發(fā)明主題的一個特別有利的改進方案中，車身側的接頭能相對于機電式驅動單元的縱向軸線被定位在任意的角位置中并且能借助一螺紋套/螺紋環(huán)被固定在該位置中。另一有利的改進方案提出，輪轂托架側的接頭構造成能被更換；通過使用傳動桿適配器能改變所述輪轂托架側的接頭的幾何位置以使所述輪導向部件適應所存在的結構空間條件。在此，機電式驅動單元具有電機，該電機設置成與機電式驅動單元的縱向軸線共
軸ο在又一個有利的改進方案中提出，電機在中間連接有行星傳動機構的情況下致動一滾珠絲杠傳動機構，所述滾珠絲杠傳動機構將電機的轉動運動轉換成傳動桿的平移運動
4并對輪導向部件的長度進行調節(jié)。傳動桿適配器能借助螺紋旋入滾珠絲杠傳動機構的絲杠中。根據(jù)本發(fā)明主題的一個特別有利的改進方案提出，行星傳動機構和滾珠絲杠傳動機構都不構造成自鎖式的；其中，設有鎖定裝置，所述鎖定裝置使一由鎖止電磁裝置致動的磁挺桿與一同所述滾珠絲杠傳動機構連接的鎖止環(huán)相接合，以便禁止對所述輪導向部件的長度調節(jié)。另一個構造方案提出，在機電式驅動單元的殼體中與電機相鄰地設有一控制單兀。為確定轉子位置，電機具有至少一個傳感器，該至少一個傳感器構造成沿軸向設置在電機上的位置傳感器或構造成與電機的轉子相連接的環(huán)形傳感器。所述輪導向部件是獨立輪懸架結構的橫向控制臂和/或轉向橫拉桿 (Spurstange)0本發(fā)明主題的又一個構造方案提出，機電式驅動單元、輪轂托架側的接頭和車身側的接頭實施成能被獨立處理的組件。


下面借助實施例結合附圖更詳細地闡明本發(fā)明。附圖中示出圖1示出現(xiàn)有技術中的集成的后橋托架；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的輪導向部件的剖視圖；圖3a、3b、3c示出根據(jù)本發(fā)明的輪導向部件的三維視圖，該輪導向部件具有能轉動的車身側的接頭和不同的傳動桿適配器；圖4a、4b示出用于將轉動運動轉換成平移運動的傳動裝置，該傳動裝置用在根據(jù)本發(fā)明的輪導向部件中；圖5ajb示出一鎖止裝置，該鎖止裝置在需要時阻止根據(jù)本發(fā)明的輪導向部件的長度調節(jié)；圖6a至6d示出用于將根據(jù)圖4的傳動裝置安裝在輪導向部件的殼體中的抗轉動裝置；以及圖7示出根據(jù)本發(fā)明的輪導向部件的示意性剖視圖。
具體實施例方式圖1示出機動車的被驅動的后橋用的集成的后橋托架，其從現(xiàn)有技術已知。該集成后橋托架具有副車架71，該副車架在固定點72處與圖1中未示出的車輛車身相連接。輪轂托架66通過輪導向控制臂74與副車架71相鉸接。此外，在各輪轂托架66上分別固定安裝一個用于支撐在車身上的彈簧滑柱組件75。另外，圖1中示出了安裝在輪轂托架上的輪支承結構76。車輛的能安裝到輪轂托架66或者說輪支承結構76上的后輪各自通過輪驅動軸79來驅動。在此，輪驅動軸79通過差速傳動裝置80相互連接，該差速傳動裝置具有一沿車輛的縱向向前取向的法蘭81，該法蘭用于法蘭連接由車輛發(fā)動機驅動的軸。此外，在副車架71與輪轂托架66之間各設有一具有固定長度的轉向橫拉桿69， 該轉向橫拉桿分別通過一擺動支承結構67、68與副車架71相連接并且與輪轂托架66相連接。在下面描述的轉向裝置中提出，在集成后橋托架的每一側上都通過一長度能被調節(jié)的輪導向部件來代替長度固定的輪導向部件。在此，如下面仍更詳細闡明地，轉向橫拉桿 69分別被圖2中示出的、長度可變的輪導向部件1代替?；蛘?，使獨立懸架的橫向控制臂 70被圖2中示出的、長度能被調節(jié)的輪導向部件1代替。如圖2所示，為了固定在副車架71上，輪導向部件1具有在車身側的接頭5，該接頭與副車架71的支承側板77a、77b(圖1) 一起形成擺動支承機構68。通過輪轂托架側的形成擺動支承機構67的接頭11，輪導向部件1可鉸接在輪轂托架66上。輪導向部件1包括機電式的驅動單元，借助該機電式的驅動單元通過傳動裝置使傳動桿9運動，以使輪轂托架66圍繞一基本上平行于輪平面延伸的轉動軸線擺動。在此， 在傳動桿9上設置輪轂托架側的接頭11，該接頭接合在擺動支承機構67上。通過改變輪導向部件1的長度，使安裝在輪轂托架66上的后輪的輪轉向角改變。 在示出的實施方式中，尤其當輪導向部件伸長時輪轉向角朝向前束的方向變化，而當輪導向部件縮短時輪轉向角則朝向后束的方向變化。因為輪懸架結構通常允許輪朝向前束和后束的方向擺動，所以一般不需要改變其余的輪導向控制臂74。在此，在無進一步修改的情況下便能實現(xiàn)尤其是處在基于彈性運動學的轉向運動的輪轉向角范圍內并且對于有效影響行駛動力學足夠大的輪轉向角。但同樣可以提出，將輪懸架修改成實現(xiàn)更大的轉向范圍(Lenkeinschlaege)。由于在針對具體車輛的集成后橋托架上的受限制的安裝條件，很難針對不同車輛建立輪導向部件1的統(tǒng)一結構。能想到的是，對于每個車輛制造商建立一種專門調諧的結構。而對于所述的輪導向部件提出，該輪導向部件能集成在非轉向車輪的常規(guī)輪懸架結構中并且在這種情況下能適應設計不同的輪懸架結構的受限的結構空間條件。同時，如下面還更詳細闡明地，實現(xiàn)一種緊湊的結構型式。如圖2所示，輪導向部件1主要由3個主要組件構成車身側的接頭5，該接頭包括橡膠支承件4連同內置的針對具體車輛的橡膠支承件3 ；機電式驅動單元6和針對具體車輛的轉向橫拉桿適配器7，該轉向橫拉桿適配器由傳動桿9和輪轂托架側的接頭11形成。車身側的接頭5借助一螺紋套8與機電式驅動單元6相連接。在此，在最終安裝時將車身側的接頭5定位成相對于機電式驅動單元6的縱向軸線A處在一與結構空間條件相適應的角位置中，并借助螺紋套8將其鎖止在該位置中。一般來說，能夠相對于機電式驅動單元6將車身側的接頭5定位在任意的角位置中并通過螺紋套8將其固定地保持在該位置中。由此，輪導向部件1能適應所存在的結構空間條件。另外，通過使用螺紋套8使兩個殼體接口具有非常緊湊的結構型式并且兩個殼體部件——橡膠支承件4和模塊殼體13—— 在負荷下被對稱地加載，這使得材料和結構空間減少。圖3a中示意性地示出車身側的接頭 5圍繞縱向軸線A的自由定位。圖3b、3c聯(lián)系圖2示出，輪轂托架側的接頭11構造成可更換的。通過使用傳動桿適配器7、7’，使輪轂托架側的接頭11的幾何位置能改變并且輪導向部件1能適應所存在的結構空間條件。通過在傳動桿9與機電式驅動單元6之間的統(tǒng)一的接口，使得傳動桿適配器7、7’的使用成為可能并且能以簡單的方式實現(xiàn)針對具體車輛的轉向橫拉桿長度10。在使用相同的機電式驅動單元6并且使用適合的車身側接頭5以及適合的轉向橫拉桿適配器7、7’的情況下實現(xiàn)不同的車輛應用。由于機電式驅動單元6能相對于車身側支承件5自由轉動，集成后橋托架內部的借助附圖標記12表示的不對稱的殼體部分的位置更好地與局部不同的實際情況相適應。如圖2所示，不對稱的殼體部分12接納控制單元20和鎖止電磁裝置 (Verriegelungmagneten) 18，它們的功能將在下面被闡明。另外如圖2所示，機電式驅動單元6由模塊殼體13包圍，該驅動單元主要由電機 14和鎖定裝置18、24、35，該鎖定裝置用于阻止輪導向部件1的長度調節(jié)。電機14設置成與機電式驅動單元的縱向軸線A共軸。圖如和4b中示出用于將電機14的轉動運動轉換成傳動桿9的平移運動的傳動裝置15，該傳動裝置是一能預組裝的組件。傳動裝置15包括行星傳動機構22、滾珠絲杠傳動機構23、鎖止輪M和抗轉動套筒25。在此，行星傳動機構22的行星齒圈/空心輪沈被壓裝成與滾珠絲杠傳動機構23 的軸向支承件觀的外圈27形鎖合并且力鎖合。借助附圖標記四表示該壓連接的位置。代替所示的壓連接四，可使行星齒圈26和外圈27 —體形成。另外，行星傳動機構22的行星輪托架30被壓裝成與滾珠絲杠傳動機構23的螺母31形鎖合并且力鎖合?；蛘?，這里行星輪托架30和螺母31也可以一體形成。另外，鎖止輪M與螺母31以形鎖合和力鎖合的方式相互連接，而抗轉動套筒25與滾珠絲杠傳動機構23的絲杠33以形鎖合和力鎖合的方式相互連接。在此，部分地在較硬的連接副上形成的滾花結構適用于形鎖合和力鎖合的連接。在滾珠絲杠傳動機構23的外圈27上設有螺紋34，借此使傳動裝置15能螺紋連接到機電式驅動單元6的模塊殼體13中。借助圖如和恥更詳細地闡明鎖定裝置18、24、35的功能。在輪導向部件1的備用級/低效運行狀態(tài)(Rueckfallebene)中，鎖止電磁裝置18在無電流情況下被接通。由此，被彈簧預載的磁挺桿35機械式地鎖止到鎖止環(huán)M的鎖定片36中，并阻止輪導向部件 1的調節(jié)運動。因為即使在后輪的轉向過程中也能機械式地鎖止輪導向部件1，所以通過由彈性體37脫耦的外鎖定片36來對作用在磁挺桿35上的脈沖進行緩沖。通過對內圈39和鎖定片36的成型部38來避免彈性體37在負載下的剪斷。借助圖6a至6d闡明傳動桿適配器7、7'的抗轉動裝置16 借助抗轉動裝置16在模塊殼體13上支撐電機14的驅動力矩，由此產生滾珠絲杠傳動機構33的線性運動、從而產生傳動桿9的線性運動49。抗轉動裝置16優(yōu)選是由塑料制成的、包括多個部件的構件。 在此，外圈40與內圈41通過一注塑成型的彈性體嵌件42、借助這兩個構件的成形部43以形鎖合的方式彈性地相互連接。優(yōu)選地，在外圈40上的彈性體嵌件42同時在將抗轉動裝置16沿軸向安裝在模塊殼體13中之后承擔密封功能43。在外圈40上注塑成型的鎖止凸耳44用于將抗轉動裝置16沿軸向鎖止在模塊殼體13中。內圈41在抗轉動裝置16內形成絲杠33的滑動支承件45的功能，同時借助抗轉動套筒25的壓制成的花鍵廓形而形成徑向支承。由于內圈41以彈性體方式嵌入 (Elastomer-Einbettung)外圈40中，內圈41的支承力矩對側面的加載被協(xié)調地平衡。由此，實現(xiàn)了噪聲解耦。優(yōu)選地，在抗轉動裝置16的外圈40中集成有刮擦裝置17的接納部和波紋管19 的接納槽16。
下面參照圖7描述機電式驅動單元6的安裝過程。將鎖止電磁裝置18插入模塊殼體13中并且在該鎖止電磁裝置18的凸緣處以形鎖合和力鎖合的方式與該模塊殼體相插接。將用于將電機14的轉動運動轉換成傳動桿9的平移運動的傳動裝置15旋入模塊殼體13中。在此，通過一環(huán)繞的間隙47使行星傳動機構22的齒圈沈在聲學和力學方面與模塊殼體13解耦。通過這種聲學解耦來衰減行星輪56的滾動噪聲。為了在噪聲方面實現(xiàn)優(yōu)化，可選地將一阻尼環(huán)48集成到齒圈沈中。隨后，將抗轉動裝置16沿軸向安裝到模塊殼體13中。在此，將抗轉動裝置16轉動地穿入抗轉動套筒25的花鍵廓形中并在撞到鏟削部/凹部(Hinterdrehung) 50的情況下借助鎖止凸耳43沿軸向鎖止。在安裝相應的轉向橫拉桿適配器7、7'之后，借助在附圖標記M表示的位置處進行的粘合過程使抗轉動裝置16相對于模塊殼體13以不能轉動的方式固定。將波紋管19插入抗轉動裝置16的接納槽46中。此時，抵靠止擋51將轉向橫拉桿適配器7、7'旋入具有內螺紋52的絲杠33中。在此，作用在絲杠33上的轉矩由對置的六邊形件53來支撐。這時，借助仍能在模塊殼體13中轉動的抗轉動裝置16來校準/定向轉向橫拉桿適配器7、7'相對于機電式驅動單元6的角位置。隨后，通過在位置M處注入粘合劑將抗轉動裝置16與模塊殼體13形鎖合并且力鎖合地固定從而不能(再)進行轉動運動。將電機14沿軸向插入模塊殼體13中，其中，太陽輪55是電機14的組成部分并在安裝過程中嚙合到行星傳動機構22的行星輪56中。電機14具有沿軸向設置的位置傳感器57，該位置傳感器通過內置在塑料中的導體線路58與沿軸向設置在前側的插接裝置59 電氣連接?；蛘?，可以在用于與電機14連通的前側上設置環(huán)形傳感器60。在使用環(huán)形傳感器60的情況下使得集成補償彈簧61成為可能，該補償彈簧在車輛靜止或局部負載的情況下補償作用在轉向橫拉桿上的壓力。通過這種措施，在直行時電機14被卸載，這改善了能量平衡。另外，剛才提及的插接裝置59包括用于電機相位62的電氣接口。插接裝置59 的直徑未超過電機的直徑，由此實現(xiàn)了在模塊殼體13中非常緊湊地沿軸向安裝電機14。通過局部地在電機殼體上設置的滾花結構63以形鎖合的方式將電機14固定在模塊殼體13 中。這時，通過螺紋套8安裝車身側的接頭5。通過0型圈64密封兩個殼體部分4、13。隨后，進行控制單元20的安裝。在軸向安裝中，通過電氣接口 65使電機14和鎖止電磁裝置 18與控制單元20接通，該電氣接口是控制單元20的電路板的組成部分。通過安裝蓋件21 進行輪導向部件1的最終組裝。蓋件21包括具有連出纜線32的外電氣接口 2，該連出纜線32連通至制動器控制設備或車輛總線(CAN)?？舍槍Σ煌能囆蛦为毜貥嬙焱怆姎饨涌?2。在安裝中，該外接口 2與控制單元20的接口 65接通?；蛘撸刂茊卧?0可集成在蓋件 21中，由此可省去在控制單元20的電路板與外電氣接口 2之間的電氣接口 65。在帶有未示出的散熱片的鋁質蓋件21的構型中，該蓋件可用作冷卻體。附圖標記列表1輪導向部件2外電氣接口3橡膠支承件
4支承件殼體
5車身側的接頭
6機電式驅動單元
7轉向橫拉桿適配器
8螺紋套
9傳動桿
10轉向橫拉桿的長度
11輪轂托架側的接頭
12不對稱的殼體部分
13模塊殼體
14電機
15傳動裝置
16抗轉動裝置
17刮擦裝置
18鎖止電磁裝置
19波紋管
20控制單元
21蓋件
22行星傳動機構
23滾珠絲杠傳動機構
24鎖止環(huán)
25抗轉動套筒
26行星齒圈
27外圈
28軸向支承件
29壓連接
30行星輪托架
31螺母
32連出纜線
33絲杠
34螺紋
35磁挺桿
36鎖定片
37彈性體
38成型部
39內圈
40外圈
41內圈
42彈性體部件
43成形部
44鎖止凸耳
45滑動支承件
46接納槽
47間隙
48阻尼環(huán)
49線性運動
50鏟削部
51止擋
52內螺紋
53六邊形件
54用于注入粘合劑的位置
55太陽輪
56行星輪
57位置傳感器
58導體線路
59插接裝置
60環(huán)形傳感器
61補償彈簧
62電機相位
63滾花結構
640型圈
65電氣接口
66輪轂托架
67擺動支承結構
68擺動支承結構
69轉向橫拉桿
70橫向控制臂
71副車架
72固定點
73
74輪導向控制臂
75彈簧滑柱組件
76輪支承結構
77a、77b支承側板
78
79輪驅動軸
80差速傳動裝置
81法蘭
說明書7/7頁
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權利要求
1.一種用于調節(jié)機動車車輪——尤其是后輪——的輪轉向角的轉向裝置，所述轉向裝置包括至少一個輪導向部件(1)，通過所述至少一個輪導向部件使所述車輪的輪轂托架(66)與車身相連接，其中，所述輪轂托架(66)能圍繞一基本平行于輪平面延伸的轉動軸線擺動，所述輪導向部件(1)以與所述轉動軸線間隔開的方式鉸接在所述輪轂托架(66)上并且能借助一機電式驅動單元(6)來調節(jié)所述輪導向部件的長度，其中，所述機電式驅動單元(6) —方面通過傳動桿(9)與輪轂托架側的接頭(11)相連接以形成一擺動支承結構(67)，通過所述擺動支承結構實現(xiàn)與所述輪轂托架(66)的連接，所述機電式驅動單元另一方面與車身側的接頭(5)相連接以形成另一擺動支承結構(68)，通過該另一擺動支承結構實現(xiàn)與車身的連接，其特征在于，至少一個接頭(5、11)能相對于所述機電式驅動單元(6) 被定位和固定在相對于所述機電式驅動單元(6)的縱向軸線(A)的任意的角位置中，使得所述輪導向部件(1)能適應所存在的結構空間條件。
2.根據(jù)權利要求1所述的轉向裝置，其特征在于，所述車身側的接頭(5)能相對于所述機電式驅動單元(6)的縱向軸線(A)被定位在任意的角位置中并且能借助一螺紋套(8) 被固定在該位置中。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的轉向裝置，其特征在于，所述輪轂托架側的接頭(11)構造成能被更換；通過使用傳動桿適配器(7、7’)能改變所述輪轂托架側的接頭(11)的幾何位置以使所述輪導向部件(1)適應所存在的結構空間條件。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的轉向裝置，其特征在于，所述機電式驅動單元 (6)具有電機(14)，所述電機設置成與所述機電式驅動單元(6)的縱向軸線(A)共軸。
5.根據(jù)權利要求4所述的轉向裝置，其特征在于，所述電機(14)在中間連接有行星傳動機構0 的情況下致動一滾珠絲杠傳動機構(23)，所述滾珠絲杠傳動機構將所述電機 (14)的轉動運動轉換成一傳動桿(9)的平移運動并引起對所述輪導向部件(1)的長度的調節(jié)。
6.根據(jù)權利要求3和5所述的轉向裝置，其特征在于，所述傳動桿適配器(7、7')能借助螺紋(52)旋入所述滾珠絲杠傳動機構03)的絲杠(33)中。
7.根據(jù)權利要求5所述的轉向裝置，其特征在于，所述行星傳動機構0 和所述滾珠絲杠傳動機構都不構造成自鎖式的；其中，設有鎖定裝置(18、24、35)，所述鎖定裝置使一由鎖止電磁裝置(18)致動的磁挺桿(3 與一同所述滾珠絲杠傳動機構連接的鎖止環(huán)04)相接合，以便禁止對所述輪導向部件(1)的長度調節(jié)。
8.根據(jù)權利要求4至7中任一項所述的轉向裝置，其特征在于，在所述機電式驅動單元 (6)的殼體(13)中與所述電機(14)相鄰地設有一控制單元(20)。
9.根據(jù)權利要求4至8中任一項所述的轉向裝置，其特征在于，所述電機(14)具有至少一個用于確定轉子位置的傳感器(57、60)。
10.根據(jù)權利要求9所述的轉向裝置，其特征在于，所述傳感器構造為沿軸向設置在所述電機(14)上的位置傳感器(57)或構造成與所述電機(14)的轉子相連接的環(huán)形傳感器 (60)。
11.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的轉向裝置，其特征在于，所述輪導向部件(1)是獨立輪懸架結構的橫向控制臂(70)和/或轉向橫拉桿(69)。
12.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的轉向裝置，其特征在于，所述機電式驅動單元(6)、所述輪轂托架側的接頭(11)和所述車身側的接頭(5)實施成能被獨立處理的組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于調節(jié)機動車車輪——尤其是后輪——的輪轉向角的轉向裝置，所述轉向裝置包括至少一個輪導向部件(1)，通過所述至少一個輪導向部件使所述車輪的輪轂托架(66)與車身相連接，其中，所述輪轂托架(66)能圍繞一基本平行于輪平面延伸的轉動軸線擺動，所述輪導向部件(1)以與所述轉動軸線間隔開的方式鉸接在所述輪轂托架上并且能借助一機電式驅動單元(6)來調節(jié)所述輪導向部件的長度，其中，所述機電式驅動單元(6)一方面通過傳動桿(9)與輪轂托架側的接頭(11)相連接以形成一擺動支承結構(67)，通過所述擺動支承結構實現(xiàn)與所述輪轂托架的連接，所述機電式驅動單元另一方面與車身側的接頭(5)相連接以形成另一擺動支承結構(68)，通過該另一擺動支承結構實現(xiàn)與車身的連接。為了將轉向裝置集成在非轉向車輪的常規(guī)的輪懸架結構中并使之適應不同設計的輪懸架結構的受限的結構空間條件，本發(fā)明提出，至少一個接頭能相對于所述機電式驅動單元被定位和固定在相對于所述機電式驅動單元的縱向軸線的任意的角位置中，使得所述輪導向部件能適應所存在的結構空間條件。
文檔編號B60G7/00GK102245460SQ200980149190
公開日2011年11月16日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權日2008年12月9日
發(fā)明者F·勞爾, J·容貝克, M·貝西爾, P-P·湯米, R·杜托亞, S·林肯巴赫 申請人:大陸-特韋斯貿易合伙股份公司及兩合公司