专利名称：用于车辆的车轮悬架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的车轮悬架，包括车身、车轮、至少一 个导向件，车轮借助该导向件与车身连接，该车轮悬架还有轴承，导
向件借助该轴承可绕至少一个偏转轴线偏转地支承在车身上，轴承的 内部件固定在车身上，该车轮悬架还有一个角度测量装置，借助该角 度测量装置可检测导向件绕所述偏转轴线相对车身的偏转，其中角度 测量装置具有设计成信号装置的构件和设计成传感器的构件。此外本 发明还涉及一种具有这种车轮悬架的车辆。
背景技术：
对于车辆前桥上的水平传感装置而言已经研发了集成在球形活 节中的角度传感器。这些传感器明显比常用的水平传感器更为耐用并 提供更优的信号质量，且成本低廉。对车辆后桥(大多数车辆的后桥 中都没有安装球形活节)来说，则采用在橡胶轴承中的水平测量方法。 但这些测量方法有一些缺陷。例如，必须在轴承的橡胶带中装入磁体， 这使得轴承的结构空间变大。此外，相对球形活节中的角度传感器而 言，带有专门磁化装置的连接着塑料的磁体、磁阻传感器、外部放大 器和微控制器都会提高成本。
由DE 102 21 873 Al可知一种有压缩传感器的橡胶轴承，它具有 内环、外环和一个布置在这两者之间的橡胶环。坐放在两个磁体间的 霍尔传感器借助固定装置固定在外环上，这两个磁体借助固定件固定 在内环上。若内环相对外环转动(这与压缩和弹出相对应)，则霍尔 传感器向左侧或右侧的磁体移动，由此改变霍尔传感器区域内的磁 场。磁场的改变通过一个串联的电子装置检测到。
EP 1707 922 Al公开了一种衬套轴承，它有外衬套、内衬套和布 置在这两者之间的弹性体。弹性体分成两部分，其中，在这两个弹性 体部分之间的间隙内磁性地串联着永久磁体和电磁传感器并与内衬 套固定连接。此外，在间隙内还布置了由磁性导电材料制成的环状物， 它包围着磁性的串联电路并在两侧具有朝着该串联电路的气隙。这个 环状物如此成型，即，外衬套相对内衬套的转动能使由此产生的气隙长度发生变化。导引车轮的导向件借助衬套轴承与车辆车身可偏转地 连接。
这种技术方案的缺陷在于，磁体和/或传感器安装在轴承的橡胶 体内，这使得轴承自身的结构空间增大，并使制造较为昂贵。
此外，DE 44 29 856 Cl公开了一种用于车辆的车轮悬架，它有 车身、车轮、至少一个导向件，车轮借助该导向件与车身相连，该车 轮悬架还具有轴承，导向件借助该轴承绕至少一个偏转轴线可偏转地 支承在车身上，轴承的内部件固定在车身上。此外还有一个角度测量 装置，可借助它来检测导向件绕偏转轴线相对车身的偏转。角度测量 装置具有设计成信号装置(6a )的构件和设计成传感器的构件。在此， 具有信号装置和传感器的角度测量装置布置在导向件的一侧，因此一 方面这种布置会不利地构造得很宽，另一方面为驱动或固定传感器还 需要一个额外设置在轴承外且形式上为板簧的构件。
发明内容
基于现有技术，本发明所要解决的技术问题是，进一步发展本文 开头所述类型的车轮悬架，使轴承的结构尽可能少受角度测量装置的 影响。
按本发明，该技术问题通过一种按权利要求1所述的车轮悬架和 一种按权利要求9所述的车辆解决。优选的扩展设计在从属权利要求 中给出。
按本发明用于车辆、尤其汽车的车轮悬架具有车身、车轮、至少 一个导向件、轴承以及角度测量装置，车轮借助该导向件与车身连接， 导向件借助该轴承绕至少一个偏转轴线可偏转地支承在车身上，轴承 的内部件尤其抗扭地固定在该车身上，导向件绕偏转轴线相对车身的 偏转可借助该角度测量装置进行测量，其中角度测量装置具有设计成 信号装置的构件和设计成传感器的构件，所述构件之一在外侧固定在 导向件上，而另一个所述构件则与导向件间隔地固定在相对车身位置 固定的支架上。此外，信号装置固定在导向件的外表面，而传感器则 紧邻信号装置布置。
在按本发明的车轮悬架中，无论是信号装置还是传感器都布置在 轴承外部，因此轴承无须与传感装置匹配。因而可以使用没有集成传 感装置的弹性轴承或橡胶轴承作为轴承。信号装置在此特别以如下方式与传感器一起或可以与传感器配合作用，即，传感器提供或调制尤 其电的信号，该信号表征或代表导向件绕偏转轴线的偏转角或转动 角。
因为车轮悬架中的磁性角度测量装置业已证明是可行的，所以信 号装置优选设计成磁体，而传感器则设计成磁敏传感器或磁传感器。 信号装置尤其可由永久磁体构成，因此不必为信号装置提供电线。信 号装置当然也可选设计成电磁体。
磁体优选配设有塑料外壳，它保护磁体不受周围环境影响。若塑 料外壳足够大，磁体就能借助该塑料外壳固定在导向件上，尤其是铆 接在导向件上。补充或可选的是，例如可以将磁体和/或塑料外壳粘 贴在导向件上。
支架尤其由板材构成并优选设有切口，其中传感器具有带至少一 个槽的壳体，切口的边缘嵌接在所述槽内。壳体优选配设有两个彼此 对置的槽或设有圆形或局部圆形的槽，从而使两个彼此对置的切口边 缘能够嵌接在这个或这些槽中。这个或这些槽的宽度尤其略小于板材
的厚度，从而使传感器壳体传力地(kraftschlttssig)固定在板材上， 以免沿切口发生意外的移动。因而传感器可以简单地安装在支架上并 也可以再次从支架上拆除。支架优选固定在车身上并能与切口一起阶 梯形地延伸。因而可以将传感器及其壳体在阶梯范围内移入切口中。
按一种变型设计，支架固定在内部件上。支架为此可以具有两条 臂，内部件布置在这两条臂之间，其中，传感器坐放在支架的将两条 臂相互连接起来的底板上。支架优选抗扭地固定在内部件上。至少一 条臂尤其具有突出部，该突出部嵌接在设于内部件上的槽内。嵌接在 槽内的突出部因而构成用于支架的旋转保险装置。
轴承可以是衬套轴承、球形套筒活节或其它的轴承或活节，并优 选设计为弹性轴承或橡胶轴承。轴承特别具有包围内部件的外部件， 外部件例如由导向件构成或坐放在导向件的一个凹座内，其中在外部 件和内部件之间优选布置有一个弹性体。外部件和内部件在此可以在 弹性体的中间连接下彼此相连。外部件尤其抗扭地与导向件连接并优 选构成一个空心圆柱形的外筒。此外，内部件可以配设有穿透的凹座 并且/或者能够设计成球形套筒或圆柱形内筒。外部件尤其能绕偏转 轴线相对内部件转动。若插入弹性体，那么这种转动就在弹性体变形的情况下进行。
按本发明的一种实施形式，磁体安装在导向件的车身侧端部上， 导向件设计成横向导向件，其中，为形成机械保护，磁体配设有塑料 外壳。磁体可粘贴在横向导向件上或在使用更大的塑料件或更大的塑 料外壳的情况下铆接到横向导向件上。磁场敏感传感器借助固定板材 固定在横向导向件的垂足点上，也就是说，固定板材要么位置固定地 通过形状配合连接或传力连接与内部衬套相连，要么则作为替代方案 固定在转向架或副车架上。传感器于是测量横向导向件相对副车架的 角度。
本发明可使用与在球形活节中相同的传感器，因此传感器由于批 量效应而更为成本低廉。按本实施形式设计成橡胶轴承的轴承无需改 变，且结构空间几乎不变。传感器由于固定板材结构的定型而在损坏 时很容易更换。
在磁体和传感器之间确定的间距范围内，由传感器发出的测量信 号和导向件绕偏转轴线的旋转角度之间的关系是线性的。此外，若导
向件通过轴承或橡胶轴承的中间连接固定在车轮上，且磁体的中心点 在此位于延伸经过两个橡胶轴承中点的轴线的延长段上，那么横向导 向件绕该轴线(万向节)的转动不会对传感器信号(对称轴)产生任 何影响。模拟表明，绕垂直于对称轴且尤其平行于汽车竖轴的轴线进 行的旋转几乎不会引起传感器信号的改变。因磁体和传感器之间的间 距发生变化而产生的影响在车辆运行中出现的范围内无法被识别。
此外，本发明还涉及一种车辆，尤其是汽车，它有车身和至少一 个车轮悬架。车辆的车轮悬架优选是按本发明的车轮悬架并能根据所 有上述的设计方案进行扩展设计。车轮悬架的结构尤其由汽车车身或 与汽车车身相连的副车架或转向架构成。借助角度测量装置优选确定
车轮相对汽车车身的偏转。
车辆尤其具有前桥和后桥，其中至少一个车轮悬架优选设置在后 桥上。车轮悬架的至少一个导向件可以铰接在汽车车身、副车架和/ 或转向架上。导向件尤其是一种横向导向件。
下面借助优选实施形式并参考
本发明。附图中 图l是按本发明第一种实施形式的车轮悬架的透视图，图2是按第一种实施形式的磁性装置的俯视图， 图3是磁性装置的横截面图，
图4是按本发明第二种实施形式的车轮悬架的局部剖视图，
图5是按本发明第二种实施形式的支架在安装前的俯视图，
图6是按本发明第三种实施形式的车轮悬架的局部透视图，
图7是按第一种实施形式的支架的一种变型的俯视图，以及
图8是具有尤其按本发明第一种实施形式的车轮悬架的汽车的
示意性俯视图。
具体实施例方式
图1是按本发明第一种实施形式的车轮悬架的局部透视图，其 中，横向导向件2通过弹性轴承3的中间连接铰接在汽车5(见图8) 的副车架4上。横向导向件2可借助弹性轴承3绕偏转轴线6相对副 车架4偏转，副车架与汽车5的车身7 (见图8)固定连接。因此横 向导向件2也可绕偏转轴线6相对车身7偏转。副车架4可以算作车 身7，其中，也可使用转向架来替代副车架。作为替代方案也可以借 助弹性轴承3将导向件2铰接在车身7上而不需副车架或转向架的中 间连接。
横向导向件2在其在图1中未示出的端部上与车轮8 (见图8) 连接。导向件2在此尤其通过活节或弹性轴承的中间连接铰接在轴颈 上，车轮8可旋转地支承在该轴颈上。
弹性轴承3具有内部件9和围绕内部件9的外部件IO,其中在内 部件9和外部件10之间布置有一个弹性体11。外部件10抗扭地坐 放在导向件2的凹座12中，其中内部件9坐放在副车架4的两个尤 其由板材构成的托架13之间并且与该托架抗扭地连接。内部件9特 别配设有穿透的凹座或钻孔，其内插入销钉，销钉为使弹性轴承3固 定在副车架4上而将板材托架13钳制。
支架15借助螺栓或铆钉16固定在副车架4上，其中支架15设 计成板材并配设有切口 17。板材15阶梯状地弯曲，因而切口 17也 具有阶梯状的走向。支架15上固定有磁场敏感传感器18，该传感器 坐放在带有局部环形槽20的壳体19内，板材15用其切口边缘嵌接 在该槽中。为了安装，传感器18可在阶梯区域内移入切口 17。传感 器18在此也可以再次从支架15上拆除并能在损坏时被更换。传感器18借助一个或多个电线21与电子评估装置22 (见图8)连接，传感 器18的电信息可借助该电子评估装置进行处理。
在传感器18区域内，在导向件2的外表面上固定有磁性装置23, 该磁性装置具有配设有塑料外壳24的永久磁体25 (见图3)。由图 2可知，塑料外壳24具有两个通孔26，在安装在导向件2上的情况 下，铆钉伸过这些孔，以便将磁性装置23固定在导向件2上。塑料 外壳24和/或磁体25可以替代性地或补充地粘贴或以其它方式固定 到导向件2上。磁体25的磁场随着导向件2绕偏转轴线6的偏转而 在传感器18处发生变化，此时这种变化可被传感器18检测到。传感 器18特别使用霍尔元件装置按霍尔原理进行工作。
图7是按第一种实施形式的支架15的一种变型的俯视图。支架 15也由板材组成，并配设有切口 17，所以图7所示的变型方案能替 代图1所示的支架15。
图4是按本发明第二种实施形式的车轮悬架1的局部剖视图，其 中，与第一种实施形式相似或相同的特征用与在第一种实施形式中相 同的附图标记标识。轴承3的内部件9上固定有支架15，该支架按 第二种实施形式设计成U形并包括两个平行的臂27和28，所述臂通 过底板29彼此相连。此外，支架15还具有切口 17 (见图5)，磁场 敏感传感器18移入该切口并因而固定在支架15上。与在第一种实施 形式中一样，传感器18与固定在导向件2外表面上的永久磁体25配 合作用。支架15配设有两个通孔39，其中优选让销钉在已安装状态 下延伸穿过这些孔39以及穿过设在内部件9内的穿透的凹座或钻孔 30，内部件9借助该销钉抗扭地固定在副车架4上。为使支架15也 相对于内部件9抗扭，在孔39的区域内在臂27上设置了突出部31, 该突出部嵌接在设置于内部件9上或内的槽或内部槽中，因而形成一 种旋转保险装置。图5是支架在安装前状态下的俯视图，其中，两个 臂27和28尚未从底板29弯曲。此外在图5中，突出部31尚未从臂 27弯曲。
图6是按本发明第三种实施形式的车轮悬架1的局部透视图，其 中与第一种实施形式相同或相似的特征用与在第一种实施形式中相
同的附图标记标识。永久磁体25在型体32的中间连接下坐放在导向 件2的凹座33内，且与第一种实施形式相反的是，不是直接被塑料外壳遮盖。更确切地说，永久磁体25伸入从型体32延伸至传感器 18壳体19的密封波紋管34的内腔。传感器18或传感器壳体19直 接坐放在副车架4上并在那里借助折弯的支架15进行固定，所述支 架用螺栓柠固在副车架4上。
图8是汽车5的示意性俯视图，汽车具有带两个车轮40、 41的 前桥35和配设有按本发明车轮悬架1的后桥36。后桥36的第二个 车轮37也通过按本发明的车轮悬架38与优选根据车轮悬架1构造的 车身7相连。尽管按图8的车辆5主要参考第一种实施形式进行说明， 但本发明的所有实施形式在该车辆5上都能应用。
附图标记 1车轮悬架 2横向导向件 3轴承 4副车架 5汽车
6导向件的偏转轴线 7汽车车身 8车轮
9轴承的内部件 10轴承的外部件 11轴承的弹性体 12导向件的凹座 13板材托架 15支架
16螺栓或铆钉
17切口
18传感器
19传感器壳体
20传感器壳体中的槽
21电线
22电子评估装置23磁性装置
24塑料外壳
25永久磁体
26塑料外壳中的孔
27支架的臂
28支架的臂
29支架的底板
30内部件中的钻孔
31支架上的突出部
32型体
33导向件内的凹座
34密封波紋管
35汽车前桥
36汽车后桥
37车轮
38车轮悬架
39支架中的孔
40车轮
41车轮
权利要求
1.一种用于车辆的车轮悬架，包括车身(7)、车轮(8)、至少一个导向件(2)、轴承(3)、角度测量装置，所述车轮(8)借助所述导向件(2)与所述车身(7)连接，所述导向件(2)借助所述轴承(3)绕至少一个偏转轴线(6)可偏转地支承在所述车身(7)上，所述轴承(3)的内部件(9)固定在所述车身(7)上，借助所述角度测量装置可检测所述导向件(2)绕所述偏转轴线(6)相对于所述车身(7)的偏转，其中所述角度测量装置具有设计成信号装置(25)的构件和设计成传感器(18)的构件，其中所述构件之一在外部固定在所述导向件(2)上，另一个所述构件则与所述导向件(2)间隔地固定在相对所述车身(7)位置固定的支架(15)上，其特征为，所述信号装置(25)固定在所述导向件(2)的外表面上，所述传感器(18)则布置在紧邻所述信号装置(25)处。
2. 按权利要求1或2所述的车轮悬架，其特征为，所述信号装 置设计成磁体(25),所述传感器则设计成磁场敏感传感器(18)。
3. 按权利要求3所述的车轮悬架，其特征为，所述磁体(25) 设有塑料外壳(24)并粘贴或铆接在所述导向件(2)上。
4. 按前述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征为，所述 支架(15)具有切口 (17),所述传感器(18)具有带至少一个槽(20) 的壳体(19)，所述切口 (16)的边缘嵌接在所述槽(20)中。
5. 按权利要求4所述的车轮悬架，其特征为，所述支架(15) 固定在车身(7)上并与所述切口 (17) —起呈阶梯状地分布。
6. 按前述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征为，所述 支架(15)固定在所述内部件(9)上并具有两个臂(27、 28)，所 述内部件(9)布置在这两个臂之间，其中所述传感器(18)坐放在 所述支架(15)的将两个臂(27、 28)相互连接的底板(29)上。
7. 按前述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征为，所述 轴承(3)具有包围所述内部件(9)的外部件(10)，该外部件由所 述导向件(2)构成或坐放在所述导向件的凹座(12)内，其中在所 述外部件(10)和所述内部件(9)之间设置了弹性体(11)。
8. —种具有汽车车身(7)和至少一个按前述权利要求中任一项 所述车轮悬架(1)的车辆，其特征为，结构由汽车车身(7)或与所述汽车车身连接的副车架(4)或转向架构成。
9.按权利要求8所述的车辆，其特征在于前桥(35 )和后桥(36 )， 其中所述车轮悬架(1)设置在所述后桥(36)上，且所述导向件(2) 设计成横向导向件。
全文摘要
一种用于车辆的车轮悬架，包括车身(7)、车轮(8)、至少一个导向件(2)、轴承(3)、角度测量装置，所述车轮(8)借助所述导向件与所述车身(7)相连，所述导向件(2)借助所述轴承可绕至少一个偏转轴线(6)偏转地支承在所述车身(7)上，所述轴承(3)的内部件(9)固定在所述车身上，借助所述角度测量装置可检测所述导向件(2)绕所述偏转轴线(6)相对所述车身(7)的偏转，其中所述角度测量装置具有设计成信号装置(25)的构件和设计成传感器(18)的构件，并且所述构件之一在外部固定在所述导向件(2)上，另一个所述构件则与所述导向件(2)间隔地固定在相对所述车身(7)位置固定的支架(15)上。
文档编号B60G17/019GK101563246SQ200780047274
公开日2009年10月21日 申请日期2007年12月17日 优先权日2006年12月21日
发明者A·加特纳, M·克兰克 申请人:Zf腓特烈港股份公司