带有在其内部能转向地连接的车轮轴承架和集成的车轮驱动马达的车轮悬挂装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种车轮悬挂装置，其带有车轮轴承架；摆臂元件，该摆臂元件能绕内部的铰接部位枢转并通过外部的铰接部位连接在车轮轴承架上，从而车轮轴承架能沿竖直的方向移动并能绕基本上竖直的转向轴线枢转，以便调整所要求的车轮偏转角；其还带有容纳在车轮轴承架中的车轮轴承装置；其还带有通过车轮轴承装置来支承的轮毂；其还带有用于产生驱动力矩的车轮驱动马达；并且还带有用于将驱动力矩从车轮驱动马达传递到车轮轴承架的区域中的驱动轴。按照本发明，车轮驱动马达与摆臂元件通过铰接装置能枢转运动地联接，并且这种联接如下地实现，即，车轮驱动马达能绕基本上竖直的马达枢转轴线枢转，该马达枢转轴线于在摆臂元件的外部的铰接部位和内部的铰接部位之间的中间区域内延伸。
【专利说明】带有在其内部能转向地连接的车轮轴承架和集成的车轮驱动马达的车轮悬挂装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机动车辆车轮悬挂装置，其带有在其内部为了调整车轮偏转角而能转向地导引的车轮轴承架和装在车轮悬挂装置内的特别是机电式构造类型的车轮驱动马达。
【背景技术】
[0002]由DE3136305A1公知一种用于重型机动车的驱动桥，在该驱动桥中，在各个车轮的区域内相应地布置有中间轴传动机构，其分别通过万向轴联接在差速器上。驱动桥包括由制动盘形成的制动装置，其安放于差速器和各自的驱动轴之间的中间区域内。通过这个制动装置产生的制动力矩因此施加在各个中间轴传动机构的输入端上。
[0003]由FR2941403A1公知一种车轮悬挂装置，其同样包括集成在各车轮中的中间轴传动机构，该中间轴传动机构通过万向轴与车辆侧的驱动系联接。
[0004]中间轴传动机构迄今为止主要使用在越野车或重型载货车中并提供了如下优点，即，必须通过车轮驱动轴来导引较小的驱动力矩。除了越野车和重型载货车的领域外，靠近车轮的减速器目前也考虑使用在轻型的机电式运行的机动车中或考虑使用在机械式运行的机动车中，在所述机动车中，车轮驱动机构通过靠近车轮的独立马达来实现。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，创造一种用于机电式地以独立车轮马达来运行的机动车的车轮悬挂装置，其相比迄今为止的结构而言以改善了的机械运行特性为特征。
[0006]前述技术问题按照本发明通过一种车轮悬挂装置来解决，该车轮悬挂装置带有:
[0007]-车轮轴承架；
[0008]-摆臂元件，其能绕内部的铰接部位枢转并通过外部的铰接部位连接在车轮轴承架上，从而车轮轴承架能沿竖直的方向移动并能绕基本上竖直的转向轴线枢转，以便调整所要求的车轮偏转角；
[0009]-车轮轴承装置，其容纳在车轮轴承架中；
[0010]-轮毂，其通过车轮轴承装置来支承；
[0011]-车轮驱动马达，用于产生驱动力矩；以及
[0012]-驱动轴，用于将驱动力矩从车轮驱动马达传递到车轮轴承架的区域中；
[0013]-其中，车轮驱动马达与摆臂元件通过铰接装置能枢转运动地联接，并且这种联接以如下方式实现，即，车轮驱动马达能绕基本上竖直的马达枢转轴线枢转，该马达枢转轴线于在摆臂元件的外部的铰接部位和内部的铰接部位之间的中间区域内延伸。
[0014]由此可以以有利的方式创造一种带有集成的车轮独立马达的车轮悬挂机构，在该车轮悬挂机构中，马达的质量有所降低地构成了非弹性质量且该车轮悬挂机构实现了很大的车轮偏转角。按照本发明，马达与车轮的摆臂机构联接，从而在马达和车轮之间或者说于容纳在车轮区域中的传动机构之间不会出现干涉。
[0015]在车轮转向时，按照本发明，马达也绕与转向轴线近乎平行的轴线一起转动。这可以优选简单地通过摆臂进行。因此，防止了在马达壳体和传动机构壳体之间以及在万向轴和马达壳体之间的干涉。
[0016]马达转动角和偏转角之间的传动比在接下来还将详细说明的结构中约为2:1，但也可以与之不同地选择，例如在考虑到结构空间比例和最大偏转角的情况下。
[0017]具有传动效果的联接也可以通过其它的传动机构来进行，例如齿轮传动机构、绳索传动机构和类似物。摆臂是优选的，因为它是一种较有利的解决方案。车轮驱动马达的按本发明的装置可以尤其使用在具有麦弗逊悬架构造的车轮悬挂机构中。车轮驱动马达在此通过铰接机构基本上竖直地保持在摆臂上并相应于车轮偏转同步减速地一起枢转。铰接机构可以尤其包括伸缩铰链、球形铰链或弹性的元件，通过其实现了相应的马达悬挂。
[0018]按照本发明的特别优选的实施形式，下部的摆臂元件实施成三角形悬挂摆臂。摆臂元件与车轮轴承架的联接在此优选通过球形铰链来完成，该球形铰链实现了车轮轴承架相对摆臂元件绕沿车辆纵向指向的水平轴线以及绕基本上竖直的转向轴线枢转。摆臂元件在车辆侧的连接尤其是在该摆臂元件实施成三角形悬挂摆臂的情况下优选通过弹性体套筒来实现，所述弹性体套筒实现了摆臂元件绕基本上沿车辆纵向指向的水平轴线枢转。
[0019]按本发明的构思尤其适合于具有双横向摆臂以及麦弗逊构造类型的车轮悬挂机构的车辆前轮悬挂机构。
[0020]特别是在麦弗逊构造类型的车轮悬挂机构的实施方案中，可以以有利的方式实现车轮驱动马达在其上部区域中通过上部的马达摆臂装置的导引和支撑。这个上部的马达摆臂装置在此优选实施成三角形悬挂摆臂装置，马达壳体可以通过该三角形悬挂摆臂装置能竖直移动地支撑。
[0021]车轮轴承架和车轮驱动马达的枢转运动的同步优选以如下方式实现，S卩，车轮驱动马达和车轮轴承架通过摆臂机构相互联接。这个摆臂机构可以例如包括刚性地与车轮轴承架联接的短的传感器杆和刚性地与车轮驱动马达壳体联接的略微较长的携动器杆，其中，这两个杆通过必要时弯折的连接摆臂相互联接。这个连接摆臂优选通过球形铰链与传感器杆和携动器杆联接。
[0022]按照本发明的特别优选的实施形式，在车轮轴承架中包含有减速器，其通过驱动轴与车轮驱动马达联接。这个减速器按照本发明的特殊的方面实施成行星齿轮传动机构。
[0023]车轮偏转的改变优选以自身公知的方式如下地实现，S卩，车轮轴承架承载转向臂并通过这个转向臂和连接在那里的转向横拉杆(Spurstange)与转向传动机构联接。
[0024]在车辆运行期间可以通过车轮驱动马达来产生车轮驱动力矩以及制动力矩。也可以在车轮驱动马达的区域中设置机械制动装置，通过该机械制动装置尤其可以产生驻车制动功能或常规的制动效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]本发明的其它细节和特征由接下来结合附图的说明得出。其中:
[0026]图1是按本发明的车轮悬挂机构的立体图，其带有集成的机电式车轮驱动马达，该车轮驱动马达能枢转地支撑在下部的横向摆臂上并在转向操作的范围内减速同步地且相同方向地跟随；
[0027]图2a、图2b是用于表示按本发明的车轮悬挂机构的工作方式的图，一个是在未负载的状态中，一个是在压缩的状态中；
[0028]图3a、图3b是用于进一步说明按本发明的车轮悬挂机构的工作方式的图，一个是在直线运动位置，一个是在偏转的状态中。
【具体实施方式】
[0029]在图1中示出了按本发明的独立车轮悬挂装置，其带有集成的车轮独立驱动马达
5。在此示例性示出的独立车轮悬挂机构尤其设计用于轻型轿车以及用于右边的能转向的车辆前轮的悬挂和驱动。左边的车辆前轮的悬挂自然相应地镜像对称地构建并在此不详细示出。
[0030]按本发明的车轮悬挂装置包括车轮轴承架1、下部的摆臂元件2，该下部的摆臂元件能绕内部的铰接部位G3枢转并通过外部的铰接部位G4连接在车轮轴承架I上，从而车轮轴承架I能沿竖直的方向V移动并能绕基本上竖直的转向轴线X枢转，以便调整所要求的车轮偏转角W。此外，车轮悬挂装置还包括在这个视图中未能辨识出的、容纳在车轮轴承架I中的车轮轴承装置和支承在这个车轮轴承装置中的轮毂。
[0031]车轮悬挂装置还包括用于产生驱动力矩的车轮驱动马达5和用于将驱动力矩从车轮驱动马达5传递到车轮轴承架I的区域中的驱动轴6。
[0032]按本发明的车轮悬挂装置的特征在于，车轮驱动马达5与摆臂元件2通过铰接装置G7能枢转运动地联接，并且这种联接如下地实现，即，车轮驱动马达5能绕基本上竖直的马达枢转轴线XM枢转，该马达枢转轴线于在摆臂元件2的外部的铰接部位G4和内部的铰接部位G3之间的中间区域中延伸。
[0033]摆臂元件2在此实施成三角形悬挂摆臂并且可以因此在铰接部位G4的区域中纵向地和横向地支撑车轮轴承架I并沿竖直方向导引车轮轴承架I。在此，通过如下方式实现车轮轴承架I的进一步的支撑和导引，即，车轮悬挂机构实施成麦弗逊式车轮悬挂机构，也就是说，车轮轴承架I平移地在弹性支柱8上导引。外部的铰接部位G4实施成球形铰接部位且实现了在车轮轴承架I压入和压出弹性支柱8的范围内使车轮轴承架I相对下摆臂2绕转向轴线X枢转并绕基本上水平的轴线枢转。
[0034]除了连接在下部的摆臂2之外，车轮驱动马达5此外也通过上部的马达摆臂装置9导引。这个上部的马达摆臂装置9同样实施成三角形悬挂摆臂装置并通过铰接部位GlO与车轮驱动马达5联接。车轮驱动马达5通过铰接部位G7和GlO如下地动态包含在车轮悬挂装置中，即，这个车轮驱动马达可以随下部的摆臂I 一起弹动并可以绕由铰接部位G7、GlO限定的马达枢转轴线XM枢转。
[0035]车轮驱动马达5和车轮轴承架I通过摆臂机构相互联接。这个摆臂机构包括刚性地与车轮轴承架I联接的传感器杆11和刚性地与车轮驱动马达5的壳体联接的携动器杆
12。这两个杆11、12通过连接摆臂13相互联接。
[0036]减速器包含在车轮轴承架I中。驱动轴6将减速器的输入端与车轮驱动马达5的输出端联接。减速器实施成优选两级的行星齿轮传动机构。驱动轴6在此可以导引到太阳轮上并且车轮侧的输出通过行星齿轮架实现。然后将齿圈固定在车轮轴承架中。
[0037]为了在所要求的角位置中枢转车轮轴承架，这个车轮轴承架可以配设有转向臂
15,转向横拉杆16连接在该转向臂上,该转向横拉杆以自身公知的方式将转向臂15与在此未详细示出的转向传动机构联接。
[0038]图2a和图2b示出了按本发明的车轮悬挂机构在基本状态中(图2a)和在压缩状态中(图2b)的工作方式。
[0039]车轮驱动马达5通过铰接部位G7连接在下部的摆臂2上并由上部的摆臂装置9附加地支撑。车轮驱动马达5因此可以随下部的摆臂2 —起弹动，此时，升程幅度对应于杠杆比变小。车轮驱动马达5能绕马达枢转轴线XM枢转。马达枢转轴线XM和转向轴线X在这个实施例中向共同的点Pl延伸。这个点Pl优选处在这样一个区域中，即,在该区域中弹性支柱8支承在车身上。
[0040]车轮驱动马达5的壳体与车轮轴承架I的动态联接通过摆臂13优选地以如下方式实现，即，车轮驱动马达5伴随着一定的减速来枢转，也就是说，车轮枢转角始终要大于马达枢转角。由此减小了马达5的离心效应并减小了调整力需求。
[0041]在图3a和图3b中进一步示出了按本发明的车轮悬挂装置的工作方式。如能看到的那样，传感器杆11经测量要比携动器杆12短。由此，如上面已经提到的那样实现了车轮驱动马达I和轮辋15减速地、同步地、同方向地枢转。若如在图3b中绘出的那样，轮辋15绕转向轴线X枢转了偏转角Wl，那么驱动马达5绕马达枢转轴线XM在相同方向随之枢转了校正角W2，其中，这个校正角W2要小于偏转角Wl。
[0042]驱动轴6在此占据了这里示出的相对驱动马达5和相对车轮轴承架I或容纳在该车轮轴承架内的行星齿轮传动机构的倾斜位置。驱动轴6到驱动马达5以及行星齿轮传动机构的连接区域优选如下地选择，即，这些连接区域贴靠在轴线XM或X旁。由此实现了在转向操作的范围内于任何情况下均不必通过驱动轴6来平衡间距变化。
[0043]装备有按本发明的车轮悬挂装置的机动车优选包括四个车轮驱动马达，它们配属于各个车轮。这些车轮驱动马达可以根据瞬时的车辆运行工况和由驾驶员确定的功率需求如下地触发，即，为驾驶员产生了被认为是适配的行驶特性。可能的通过车轮驱动马达以及尤其是联接机构引起的作用到转向系统上的反作用可以通过对转向力支持性能进行主动影响而修正，尤其是进行补偿。
[0044]车轮驱动马达5和行星齿轮传动机构的内法兰区域可以通过弹性体折棚结构相互联接，从而驱动轴在不旋转的弹性体壳体内运转。按本发明的带有摆臂11、12、13的摆臂机构优选处在弹性体壳体之外。
[0045]车轮驱动马达5优选实施成转子内置的马达并在其壳体区域内配设有冷却肋结构，在流过轮辋15的环境空气的作用下，通过这些冷却肋结构支持了热量排出。
【权利要求】
1.一种车轮悬挂装置，其带有: -车轮轴承架(1)； -摆臂元件(2)，其能绕内部的铰接部位(G3)枢转并通过外部的铰接部位(G4)连接在所述车轮轴承架(1)上，从而所述车轮轴承架(1)能沿竖直的方向移动并能绕基本上竖直的转向轴线(X)枢转，以便调整所要求的车轮偏转角(Wl)； -车轮轴承装置，其容纳在所述车轮轴承架(1)中； -车轮驱动马达(5)，用于产生驱动力矩；以及 -驱动轴(6)，用于将驱动力矩从所述车轮驱动马达(5)传递到所述车轮轴承架(1)的区域中； -其中，所述车轮驱动马达(5)与所述摆臂元件(2)通过铰接装置(G7)能枢转运动地联接，并且这种联接以如下方式实现，即，所述车轮驱动马达(5)能绕基本上竖直的马达枢转轴线(XM)枢转，该马达枢转轴线于在所述摆臂元件(2)的外部的铰接部位(G4)和内部的铰接部位(G3)之间的中间区域内延伸。
2.按权利要求1所述的车轮悬挂装置，其特征在于，所述摆臂元件(2)实施成三角形悬挂摆臂。
3.按权利要求2所述的车轮悬挂装置，其特征在于，所述车轮悬挂机构实施成麦弗逊式车轮悬挂机构。
4.按权利要求1至 3中至少一项所述的车轮悬挂装置，其特征在于，所述车轮驱动马达(5)通过上部的马达摆臂装置(9)导引。
5.按权利要求4所述的车轮悬挂装置，其特征在于，所述的上部的马达摆臂装置(9)实施成三角形悬挂摆臂装置。
6.按权利要求1至5中至少一项所述的车轮悬挂装置，其特征在于，所述车轮驱动马达(5)和所述车轮轴承架(1)通过摆臂机构相互联接。
7.按权利要求1至6中至少一项所述的车轮悬挂装置，其特征在于，所述摆臂机构包括刚性地与所述车轮轴承架(1)联接的传感器杆(11)和刚性地与所述车轮驱动马达壳体联接的携动器杆(12)，其中，这两个杆(11、12)通过连接摆臂(13)相互联接。
8.按权利要求1至7中至少一项所述的车轮悬挂装置，其特征在于，在所述车轮轴承架(O中包含有减速器并且所述驱动轴(6)将所述减速器的输入端与所述车轮驱动马达(5)的输出端联接，其中，所述减速器实施成行星齿轮传动机构。
9.按权利要求8所述的车轮悬挂装置，其特征在于，所述车轮轴承架配设有转向臂并通过这个转向臂与转向传动机构联接。
10.一种车轮悬挂装置，其带有: -车轮轴承架(1)； -横向摆臂元件(2)，其能绕内部的铰接部位(G3)枢转并通过外部的铰接部位(G4)连接在所述车轮轴承架(1)上，从而所述车轮轴承架(1)能沿竖直的方向移动并能绕基本上竖直的转向轴线(X)枢转，以便调整所要求的车轮偏转角(Wl)； -车轮驱动马达(5)，用于产生驱动力矩；以及 -驱动轴(6)，用于将驱动力矩从所述车轮驱动马达(5)传递到所述车轮轴承架(1)的区域中；-其中，所述车轮驱动马达(5)绕基本上竖直的马达枢转轴线(XM)能枢转运动地支承并与所述车轮轴承架(1)如下地联接，即，所述车轮驱动马达追随所述车轮轴承架(1)的枢转运动。·
【文档编号】B60G3/06GK103826883SQ201180073654
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2011年9月22日 优先权日:2011年9月22日
【发明者】奥斯瓦尔德·弗里德曼, 米夏埃尔·基斯特勒 申请人:舍弗勒技术有限两合公司