底盘拉杆
阅读说明：本技术 底盘拉杆 (Chassis pull rod ) 是由 瓦迪姆·基尔希 曼朱纳塔·马迪瓦拉 泰米尔·塞尔文·拉贾戈帕尔 斋藤野涉 马吕斯·蒂尔曼 于 2020-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用于车轮悬架的底盘拉杆,其具有拉杆体(16)、弹簧支座(12)和执行器(14),该执行器设置在所述拉杆体(16)与所述弹簧支座(12)之间,并且所述弹簧支座(12)相对所述拉杆体(16)的位置能够通过所述执行器调整。在此,所述执行器(14)包括提升传动装置(24),所述提升传动装置构造为丝杠螺纹并且具有提升主轴(34),所述弹簧支座(12)设置在所述提升主轴上或者所述弹簧支座(12)能轴向运动地支承在所述提升主轴上。(The invention relates to a chassis link for a wheel suspension, comprising a link body (16), a spring support (12) and an actuator (14), which is arranged between the link body (16) and the spring support (12) and by means of which the position of the spring support (12) relative to the link body (16) can be adjusted. The actuator (14) comprises a lifting gear (24) which is designed as a spindle thread and has a lifting spindle (34) on which the spring support (12) is arranged or on which the spring support (12) is mounted so as to be axially movable.)
技术领域
本发明涉及用于特别是机动车辆的车轮悬架的底盘拉杆。
背景技术
底盘拉杆是车辆底盘的重要组成部分，因为它们在车辆的车轮与车身之间建立连接并确保了安全的车轮导向。在此，底盘拉杆还传递车轮和车身之间的横向力。此外，底盘拉杆在基本竖直的方向上引导车轮。
为了对在车辆行驶期间出现的车轮相对车辆车身的竖直运动进行减振和缓冲，在底盘拉杆与车身之间设置有减振器和弹簧。
如果车辆的离地间隙即使在不同的负荷状态下也应保持恒定，则使用所谓的水平调节装置，其通常设计为电力液压或电力气动系统。由于用于所使用的介质的储存器以及线路和泵，这种电力液压或电力气动系统在车辆中占据了很大的结构空间并且具有大的额外重量。此外，这种系统易受泄漏的影响并且意味着显著的成本因素。
发明内容
本发明的目的是，在避免现有技术的缺点的情况下实现对车辆的水平调节的替代的可能性。
根据本发明，所述目的通过用于车轮悬架的底盘拉杆得以实现，该底盘拉杆具有拉杆体、弹簧支座和执行器，该执行器设置在拉杆体与弹簧支座之间，并且弹簧支座相对拉杆体的位置可以通过所述执行器调整。在此，执行器包括提升传动装置，该提升传动装置构造为丝杠螺纹并且具有提升主轴，在该提升主轴上设置有弹簧支座或者在该提升主轴上轴向可运动地支承有弹簧支座。因此，提升主轴的轴向或旋转运动被传递到弹簧支座，该弹簧支座由此在轴向上沿执行器轴线移动。
换句话说，通过执行器可调整在拉杆体和弹簧支座之间的距离。通过操纵执行器，可以使弹簧支座沿执行器轴线移动。因此，设置在弹簧支座和车身之间的弹簧以及同时还有车身特别垂直于路面移动。因此在拉杆体与弹簧之间的距离以及在车身与地面之间的距离(离地间隙)可以调整。换句话说，通过执行器可以实现车辆的水平调节，通过该水平调节例如实现负荷补偿、减轻负荷、通过模拟稳定器作用来影响行驶动力学、或者可以改变空气动力学性质。
通过所述提升传动装置可以在空间需求小的情况下将驱动器的或执行器的驱动传动装置的旋转运动转化为弹簧支座的平移运动。
丝杠螺纹例如是循环球传动或梯形螺纹传动。梯形螺纹传动具有高负载能力，并且在循环球传动的运行期间摩擦很小。
提升传动装置可以构造为可伸缩的提升传动装置。在这种情况下，在运行期间产生大于传动装置的结构高度的升程。因此可以进一步节省空间。
可选地，提升传动装置可以是自锁的，因而不需要额外的用于将弹簧支座锁定在一位置中的构件。
可选地，执行器可以具有单独的锁定装置，通过该锁定装置可以将提升传动装置的可运动部分特别是形状锁合或力锁合地锁定在不同的位置。在松开锁定时，在此需要较小的力消耗来通过提升传动装置进行弹簧支座的平移运动，这是因为提升传动装置在此不是自锁的。
例如，锁定可以机电地实现、例如通过提升磁体。
例如也可以设定的是，所述锁定通过执行器运动本身机械地实现。因此可以节省单独的锁定装置的额外构件。
此外，驱动器、例如有整流式电动机的马达轴的旋转运动可以被锁定，由此使弹簧支座保持在其当前位置中。因此可以避免在提升传动装置内用于锁定的额外构件。
另一方面设定的是，弹簧支座直接安装在提升主轴处、特别是直接安装在提升主轴上。因此，在弹簧支座和提升主轴之间没有设置其它的主要传递力和/或运动的构件。这样节省了空间并确保了有效的力和/或运动传递。
提升主轴可以至少部分地容纳在执行器壳体中和/或在执行器壳体中轴向可移动地或可旋转地支承。以此方式，一方面确保了提升主轴在执行器壳体中的安全保持，另一方面能够实现提升主轴的运动并且因此能够实现弹簧支座的运动。
可以设定的是，提升传动装置具有提升螺母，该提升螺母可旋转地支承在执行器壳体中并且轴向调整提升主轴。通过在执行器壳体中的支承，提升螺母和轴承被保护免受外部因素例如污垢、液体或石击的影响。此外，提升主轴和弹簧支座的轴向运动可以通过旋转运动节省空间地实现。
可选地，提升螺母特别可以是弹簧支座的集成部分和/或通过提升主轴可轴向调整。因此可以节省构件和结构空间。
可选地，弹簧支座可以通过提升螺母安装在提升主轴上。这也节省了构件和结构空间。
执行器优选是机电的。由此不需要用于介质、线路和泵的储存器，从而可以大大节省结构空间和重量。
一种实施方式设定：执行器具有壳体，在该壳体上安装有用于将执行器壳体与拉杆体形状锁合和/或力锁合地紧固的至少一个紧固器件。壳体保护执行器的内置构件免受外部因素例如液体、污垢或石击的影响并且同时还用作将执行器在拉杆体上的紧固件。所述形状锁合和/或力锁合的紧固在此可以相对容易地松脱，因而执行器可以更容易地更换。此外，执行器可以因此与拉杆体分开加工，由此简化了底盘拉杆的整个制造。
特别地，执行器壳体通过螺纹连接、铆钉连接、夹紧连接和/或压紧连接紧固在拉杆体上。这些连接可以相对容易并且成本上有利地建立并且部分地非常容易地再次松脱。
紧固器件在此是螺纹件、铆钉、卡钩或变形的凸起。
卡钩可以例如一体成型在执行器壳体上，从而可以容易地制造执行器壳体。
可选地，卡钩可以与执行器壳体分开构造并且紧固在执行器壳体上。因此，在执行器壳体与拉杆体之间的连接受到强力载荷的情况下，卡钩可以单独由更稳定的材料加工，并且由此确保执行器壳体与拉杆体之间的可靠连接。同时，如此可以降低制造成本，这是因为不必用稳定且更昂贵的材料来制造整个执行器壳体。
在另一实施方式中，执行器具有壳体，该壳体至少材料锁合地紧固在拉杆体上。通过材料锁合，执行器壳体和拉杆体可以最可靠地彼此连接，并且在此与力和/或形状锁合的紧固相比减少了单独的单个部件的数量。此外，执行器可以因此与拉杆体分开地制造，由此简化了底盘拉杆的整个制造。
特别地，执行器壳体通过熔焊连接、钎焊连接、粘贴连接和/或注射成型连接而紧固在拉杆体上。这些连接是可靠和持久的并且可以相对容易和成本上有利地制造。
执行器壳体和拉杆体可以由相同的材料制成。因此能够实现简单的制造。
可选地，执行器壳体和拉杆体可以由不同的材料制成。以此方式可以由较便宜的材料制成负荷小的区域。
根据另一实施方式，拉杆体成形为，该拉杆体构成用于执行器的壳体的至少一部分。因此必须使用更少的用于制造拉杆体和执行器壳体的部件，并且可以额外地节省重量。此外，执行器壳体的至少一部分通过拉杆体自动地制造，由此取消额外的加工步骤。
可以设定：拉杆体构成部分壳体，并且执行器壳体构成执行器的部分壳体，这些部分壳体通过一种或多种上述紧固方法彼此安装。因此，执行器可以容易地置入到拉杆体的部分壳体中并且根据紧固方法容易地从拉杆体的部分壳体中移除。
另一实施方式设定：拉杆体是金属塑料复合构件。一方面，执行器壳体可以通过塑料构件紧固在拉杆体中，或者塑料构件自身构成执行器壳体的至少一部分。另一方面，轻的塑料构件显著增强了拉杆体，从而可以节省用于制造拉杆体的材料，该材料对于在没有塑料构件的情况下实现相同的刚性是必需的。由此可以明显降低重量和用于制造拉杆体的材料花费。因此，塑料构件满足多重功能。
一方面设定：拉杆体具有紧固凸缘，执行器壳体的凸缘状凸起贴靠在该紧固凸缘上。凸缘易于接近并且由此非常好地适于将执行器壳体紧固在拉杆体上。
特别地，拉杆体在横截面中构成容纳空间，执行器集成或容纳在该容纳空间中。容纳空间用作使执行器免受外部因素例如石击、污垢、湿气或类似物的影响的一种保护空间。
例如，拉杆体在横截面中为H或U形。通过H或U形构成容纳空间，执行器可以容纳在该容纳空间中。紧固凸缘在此可以安装在H或U的开放侧并且基本上垂直地从拉杆体向外突出。
执行器可以是有源的底盘的一部分，该有源的底盘通过控制器进入不同的运行状态，或者操作员可以为其预选择不同的模式。因此例如可以手动挑选具有车辆的不同离地间隙或转弯特性的不同行驶模式，或者通过自动的操控执行器实现更好的行驶动力学。
附图说明
本发明的其它优点和性质从下面的描述以及参考附图获得。附图中：
图1示出了具有根据本发明的底盘拉杆的车轮悬架的示意图，其中执行器处于缩回状态；
图2示出了根据图1的具有根据本发明的底盘拉杆的车轮悬架的示意图，其中执行器处于伸出状态；
图3示出了根据图1和图2的根据本发明的底盘拉杆的俯视图；
图4示出了根据本发明的底盘拉杆沿图3的剖切线A-A的剖视图，其中执行器处于缩回状态；
图5示出了根据本发明的底盘拉杆沿图3的剖切线A-A的剖视图，其中执行器处于伸出状态；
图6示出了根据本发明的底盘拉杆的拉杆体上的执行器的第一紧固变型沿图3的剖切线A-A的剖视图；
图7示出了根据本发明的底盘拉杆的拉杆体上的执行器的第二紧固变型沿图3的剖切线A-A的剖视图；
图8示出了根据本发明的底盘拉杆的拉杆体上的执行器的第三紧固变型沿图3的剖切线A-A的剖视图；
图9示出了根据本发明的底盘拉杆的拉杆体上的执行器的第四紧固变型沿图3的剖切线A-A的剖视图；
图10示出了根据本发明的底盘拉杆的拉杆体上的执行器的第五和第六紧固变型沿图3的剖切线A-A的剖视图；
图11示出了根据本发明的底盘拉杆的拉杆体上的执行器的第七紧固变型沿图3的剖切线B-B的剖视图；
图12示出了根据本发明的底盘拉杆的拉杆体上的执行器的第八紧固变型沿图3的剖切线B-B的剖视图；
图13示出了图1和2所示的根据本发明的底盘拉杆的拉杆体上的执行器的第九紧固变型的俯视图；
图14示出了根据本发明的底盘拉杆的拉杆体上的执行器的第九紧固变型沿图3的剖切线C-C的剖视图；
图15示出了根据本发明的底盘拉杆的拉杆体上的执行器的第十紧固变型沿图3的剖切线A-A的剖视图；
图16示出了根据本发明的底盘拉杆的执行器的提升传动装置的另一实施方式沿图3的剖切线B-B的剖视图。
具体实施方式
图1和图2示出了车轮悬架1，通过该车轮悬架，车轮3经由至少一个底盘拉杆10基本上竖直可运动地紧固在车辆的车身5上。此外，在车身5与底盘拉杆10之间设置有弹簧7、弹簧支座12和执行器14。
执行器14在此紧固在底盘拉杆10的拉杆体16上并且承载弹簧支座12。弹簧7以一端支撑在弹簧支座12上并且以另一端支撑在车身5上。
通过执行器14可以调整拉杆体16与弹簧支座12之间的距离A并且因此可以调整弹簧支座12相对拉杆体16的位置。
根据距离A，车身5的下边棱超过地基U的高度H较大或较小地显示。因此，高度H等于车辆的离地间隙。
当操纵执行器14，使得距离A从第一值A1(见图1)到第二值A2(见图2)增大差值ΔA时，弹簧支座12并且因此弹簧7沿着执行器调整轴线平移差值ΔA。由此，高度H并且因此车辆的离地间隙从第一值H1(见图1)到第二值H2(见图2)增大了差值ΔH。
类似地，车辆的离地间隙在距离A减小时也减小。
图3至5详细示出了底盘拉杆10。在此，图3示出了底盘拉杆10的俯视图。如上所述，底盘拉杆10包括拉杆体16和紧固在该拉杆体16上的执行器14。弹簧支座12设置在执行器14上。
拉杆体16在这种实施方式中具有U形横截面，通过该U形横截面构成容纳空间，执行器14至少部分地容纳在该容纳空间中。
在U的开放侧上成形有紧固凸缘18，该紧固凸缘基本上垂直地从拉杆体16向外突出。
拉杆体16的横截面当然不限于U形，而是可以具有任何其它形状、例如H形。
拉杆体16例如可以构造为两点式拉杆、三点式拉杆或四点式拉杆并且设置在独立悬架或组合拉杆轴中。
图4和5详细示出了执行器14。
执行器14包括驱动器20、驱动传动装置22、提升传动装置24、位置传感器26以及执行器壳体28(见图4和5)。
位置传感器系统26是可选的。
驱动器20可以是电动的并且可以设计为整流的或不整流的直流电机或设计为磁阻机械。
驱动传动装置22例如可以构造为蜗轮蜗杆传动装置、行星传动装置、牵引传动装置、正齿轮传动装置和/或偏心传动装置，并且将驱动器20的轴的旋转运动特别是降低地传递到提升传动装置24。
丝杠螺纹被用作提升传动装置24，该提升传动装置在这种实施方式中是循环球传动或梯形螺纹传动。根据可用的空间，提升传动装置24可以设计为简单的或可伸缩的。
在此示出的实施例中，提升传动装置24包括通过轴承30可旋转运动地支承在执行器壳体28中的提升螺母32，提升主轴34轴向可运动地支承在该提升螺母中。
弹簧支座12设置在提升主轴34上。弹簧支座12在这种实施方式中具有弹簧座圈36和设置在该弹簧座圈36上的保持器38。
弹簧7可以容纳在保持器38中。
可选的位置传感器系统26可以设置在由提升主轴34界定的安装空间40中。位置传感器系统26可以至少光学地、电动地、电容地、电阻地、电感地和/或磁性地检测提升主轴34的运动。
在此，第一位置检测构件42、例如霍尔传感器可以安装在执行器14的底面上，并且第二位置检测构件44、例如磁体可以安装在提升主轴34内。位置检测构件42、44的定位当然仅理解为示例性的。
可选地，提升主轴34的运动可以通过检测驱动器20的马达轴的转动来检测。
为了保护以防止液体或异物的侵入，在执行器壳体28与弹簧支座12之间设置有波纹管形式的密封件46。在图5所示的提升主轴34的伸出状态下，可以更准确地识别波纹管。
在手动或自动操控地操纵执行器14时，驱动器20被激活，驱动传动装置22的输入轴通过该驱动器旋转。驱动传动装置22在功能技术上与提升螺母32联接并且将旋转运动传递到提升螺母32上，由此也使该提升螺母处于绕执行器14的纵向轴线的旋转运动。
提升螺母32与提升主轴34联接，使得提升螺母32的旋转运动转化为提升主轴34的平移轴向运动。
通过提升主轴34，第二位置检测构件44也运动，在第二位置检测构件44与第一位置检测构件42之间的距离由此改变。距离变化可以由第一位置检测构件42检测并且在控制单元(未示出)中配置提升主轴34的确定位置。
提升主轴34根据轴向运动的方向向上或向下地使弹簧支座12运动并且因此向上或向下地使弹簧座圈36和保持器38运动，弹簧支座12相对拉杆体16之间的距离A改变。支撑在弹簧支座12上的弹簧7通过提升主轴34以及因此弹簧支座12的移动而沿着执行器14的纵向轴线或弹簧轴线9移动。
根据提升传动装置24的类型，可以在没有额外的锁定装置的情况下锁定提升主轴34的位置。
作为提升传动装置24的梯形螺纹传动是自锁的，力锁合的锁定由此通过提升传动装置24中、驱动传动装置22中和驱动器20中的摩擦组合实现。
相反，作为提升传动装置24的循环球传动不是自锁的并且与此对应地必须单独锁定。为此可以形状锁合或力锁合地防止驱动器20的马达轴、驱动传动装置22的输入轴、提升螺母32的旋转运动和/或提升主轴34的平移运动。
为此可以使用单独的锁定装置(未示出)。经激活的锁定装置在此特别是形状锁合和/或力锁合地阻止提升主轴、提升螺母、输入轴和/或马达轴的运动。
所述锁定例如可以机械地或机电地通过第二执行器、例如提升磁体实现。
图6示出了底盘拉杆10，其中执行器14以第一紧固变型安装在拉杆体16上。执行器14在此示出为处于缩回状态并且与根据图3至5的执行器14几乎相同。在根据图6的执行器14上侧向地在执行器壳体28上安装有或一体成型有仅一个凸缘状凸起48。
凸缘状凸起48平放在拉杆体16的紧固凸缘18上。
执行器14在拉杆体16上的紧固在此通过螺纹连接52实现。为此，两个凸缘18、48通过作为紧固器件50的螺纹彼此紧固。
拉杆体16和执行器壳体28在此可以由金属材料、塑料或混合材料制成。
例如，拉杆体16和/或执行器壳体28由玻璃纤维或碳纤维增强塑料制成。
图7示出了一种替代方案，其中执行器14通过铆钉连接54紧固在拉杆体16上。为此，两个凸缘18、48通过作为紧固器件50的铆钉彼此紧固。
在根据图8的第三紧固变型中，通过形状锁合的夹紧连接56实现执行器14在拉杆体16上的紧固。为此，作为紧固器件50的卡钩单独地安装在或一体成型在凸缘状凸起48上。所述卡钩接合到拉杆体16中的为此设置的缺口或开口58中并且由此构成形状锁合。
根据图6至8的前三种紧固变型的特征在于，紧固可以相对容易地再次松脱。
图9示出了第四紧固变型，其中执行器14通过形状锁合的压紧连接60紧固在拉杆体16上。为此，拉杆体16和执行器壳体28设计为由金属材料制成，并且通过塑性变形产生拉杆体16与执行器壳体28之间的形状锁合。
在此所示的实施方式中，塑性变形在执行器壳体28的底面62和拉杆体16的底面64上实现。在此，凸缘18、48对于紧固不是必需的。
当然，塑性变形也可以例如在凸缘18、48的区域中实现。
根据图10示出的第五紧固变型，通过材料锁合的熔焊连接66实现执行器壳体28在拉杆体16上的紧固。为此，例如将两个凸缘18、48和/或两个底面62、64彼此熔焊。
拉杆体16和执行器壳体28可以由金属材料、热塑性塑料或热塑性混合材料制成并且分别以相同的材料配对熔焊。
可选地，在第六紧固变型中的紧固可以与熔焊连接66类似地通过材料锁合的钎焊连接67实现。为此，拉杆体16和执行器壳体28设计为由金属材料制成并被钎焊。
在第五和第六紧固变型中，紧固器件50展现为熔焊或钎焊材料。
图11示出了第六紧固变型，其中执行器壳体28通过材料锁合的熔融粘结连接68紧固在拉杆体16上。为此，拉杆体16设计为由金属材料制成，并且执行器壳体28设计为由热塑性塑料制成。
为了将执行器壳体28与拉杆体16连接，例如通过激光或感应加热将拉杆体16加热到执行器壳体28的塑料的熔融温度。随后将执行器壳体28在最终位置压到经加热的拉杆体16上，执行器壳体28的塑料由此由于拉杆体16的温度而在表面熔融并且在凝固之后与拉杆体16形成材料锁合的连接。
图12示出了第七紧固变型，其中执行器壳体28通过材料锁合的注射成型连接70紧固在拉杆体16上。为此，拉杆体16和执行器壳体28设计为由金属材料制成。
拉杆体16和执行器壳体28作为置入件在最终位置被放置到注射成型模具中，其中，半模密封在两个置入件上，使得在拉杆体16、执行器壳体28和半模之间产生型腔。在注射成型过程中，将热塑性或热固性塑料注入到型腔中，该热塑性或热固性塑料在凝固后将拉杆体16和执行器壳体28材料锁合地连接。为了提高连接强度，可以先用增附剂将置入件浸润。
在此，紧固器件50展现为注射成型材料。
图13和14示出了第八紧固变型，其中底盘拉杆10作为金属塑料复合构件通过材料锁合的混合连接72制成。为此，拉杆体16设计为由金属材料制成，并且执行器壳体28设计为由热塑性或热固性塑料制成。
为了制造金属塑料复合构件，将拉杆体16作为置入件置入到注射成型模具中。在所述模具中产生的型腔构成执行器壳体几何形状并且可选地构成加强肋76的几何形状。随后将液态塑料例如以注射成型工艺、RTM(树脂传递模制)或T-RTM(热塑性树脂传递模制)工艺的形式注入到型腔中。在塑料凝固之后，如此产生的塑料构件74与拉杆体16形成材料锁合的连接。该连接例如可以通过在拉杆体16中构成机械侧凹、例如孔或通过使用增附剂来加强。
因此，注射的塑料构件74一方面用作拉杆体16的增强件以及用作执行器壳体28。
根据图15示出的第九紧固变型，执行器壳体28在拉杆体16上的复合直接在加工过程中实现。执行器壳体28在此一体成型在拉杆体16上，因而拉杆体16和执行器壳体28共同构成一个构件。
这样的构件例如可以通过从整件、直接注射成型件或RTM件中切削来制造。金属材料以及塑料和混合材料都适合作为用于复合的材料。
还可以设定：拉杆体16和执行器壳体28分别构成执行器14的部分壳体。
在所有上述底盘拉杆10的实施方式中，在执行器14的提升传动装置24中使提升螺母32旋转，由此使提升主轴34轴向移动。
然而在根据图16的实施方式中，提升主轴34可旋转运动地支承在执行器壳体28中并且经由驱动传动装置22而绕其纵向轴线78旋转。
弹簧支座12在轴向上沿着提升主轴34的纵向轴线78可运动地支承在提升主轴34上。
弹簧支座12的弹簧座圈36在此同时是提升螺母32并且在提升主轴34旋转时在轴向上沿着提升主轴34运动。
支撑在弹簧支座12上的弹簧7通过提升螺母32的移动以及因此弹簧支座12的移动而沿着提升主轴34的纵向轴线78或弹簧轴线9移动。
换句话说，在这种实施方式中提升螺母32与提升主轴34联接，使得提升主轴34的旋转运动转化为提升螺母32的平移轴向运动。
各个实施方式的前述性质和特征当然仅应被理解为示例性的，并且也可以彼此组合。
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