专利名称：铰链装置的装配方法以及用于汽车轴的铰链装置的制作方法
铰链装置的装配方法以及用于汽车轴的铰链装置
本发明涉及一种按照权利要求1所述的用于安装汽车的车轮导向系 统的，尤其是可转向操纵的，例如被驱动轴的铰链装置的方法以及按权 利要求10的前序所述的一种铰链装置。
开头所列型式的铰链装置例如使用在，但绝不只是使用在弹性支承 轴、减震支柱轴或横向双臂悬挂轴以及其它轴的所谓松开的车轮托架 中。这样松开的车轮托架的特征在于，在一种弹动的，但不可转向运动 的车轮托架的部分上布置了一个可摆动的插件，尤其是一个转向节，它
专门用于车轮本身的转向运动。
这样松开的车轮托架尤其带来以下优点在转向运动时车轮围绕其 转动的，基本上垂直的转向轴，可以用一个小的主销内倾角以及靠近在 车轮中间平面上进行布置，而并因此同时产生一种不受人欢迎的大的和 /或正的转向半径。这减小了尤其是驱动力矩或制动力矩的产生干扰的反 作用以及减小了例如由于道路不平度、车轮不平衡度或横向力所引起的 对汽车转向操纵的影响。此外可以按此方式使整个轴的几何形状，尤其
是使支撑、转向半径、轮距的相互作用和车轮外倾以及应转更好地实现 最佳，以保证这样在所有行驶条件下和在一个尽可能大的转角范围里实 现最佳的汽车驾驶以及感觉灵敏的和没有反作用力的可操纵性。
一种这样的分成两部分的;^开的车4仑托架例如已在专利文件DE 60300085 T2中公开了。这种公开的车轮托架包括有一个球形铰链以及 一个滚子轴承，其中通过这二个铰链的共同作用这可转向的转向节的转 向轴或摆动轴相对于车轮托架的固定部分固定住。按照这专利文件的思 路因此可以使转向节相对于弹动的，但相对于转向运动来说固定的车轮 托架的叉状铰链装置围绕这由二个铰链所确定的转向轴摆动，因而汽车 的对应车轮就实现转向运动。
由二个铰链所构成的车轮导向铰链必须设计成固定轴承-/浮动轴承 的组合，以便能够接受不可避免的制造-和装配公差以及在运行时出现的
其是对于以动轴来说必须设有一个贯通的空隙，以便可以为车轮的驱动 轴实现必要的通过。 一种这样的车轮托架的敞开的和叉状结构形状然而产生了附加的弹性，当反作用力如道路影响以及驱动力、制动力和离心 力作用在车轮导向铰链上时，这种附加弹性就显示在铰链叉、转向节或 各自的轴承托架的变形中。
由于这样的反作用力因此不可避免地也在二个轴承的范围里在可 摆动的转向节和固定的车轮托架之间产生一定的静态和/或动态的偏斜 和轴向移动。
为了在轴承侧接受这样的偏斜或轴向移动按照现有技术对于车轮 导向铰链来说一般采用固定轴承-/浮动轴承的组合，它作为固定轴承规 定为一种可旋转和可摆动的球形铰链。作为用于同时地接受在可摆动的 转向节和固定的车轮托架之间可能发生的偏斜以及轴向移动的浮动轴
承按照现有技术设计规定了或者应用一种滑动轴承，它具有二个不同 的轴承面部位用于旋转/摆动以及用于轴向可移动性，但或者采用一种滚 动轴承，它具有附加的轴向的以及具有附带的转角-自由度，例如是一种 环状滚子轴承。
这样的具有固定轴承和浮动轴承的著名的车轮导向铰链然而在生 产时，尤其是装配时很费用。这首先与以下有关联这大多设计成铰链 叉的固定的车轮托架按照现有技术必须设计成由两部分组成，以便借助 于分成两部分的铰链叉完全可以实现两个轴承点的装配，也就是在车轮 托架和转向节，以及可摆动的转向节之间的固定轴承和浮动轴承。换言 之，固定车轮托架的至少一个叉形端或者铰链叉必须设计成单独分开 的，可以与车轮托架或铰链叉连接的，用于接纳安装二个转盘轴承之一 的构件，尤其是可以参见在所列专利文件DE60300085T2中的图2和4。
按照现有技术这样来进行转向节和铰链叉的装配，从而使可摆动转 向节和固定的铰链叉首先借助于设计成球形铰链的上部固定轴承相互 连接起来。接着将下部浮动轴承安装在可摆动的转向节上。最后在转向 节转入到作成两个部分的固定的车轮托架里之后将这由车轮托架所形 成的4交链叉封闭住，因而这本身可以摆动的单元由可以摆动运动的转向 节和固定的车轮托架或铰链叉制成。
这种4安照现有技术必要的由两部分组成的结构形式然而 一 方面结 构上比较复杂并因此今后的成本比较贵。而且车轮托架的分成两个部分 的结构形式还增加了构件的数量并因此加大了在装配车轮托架、转向节 和转盘轴承时的复杂性。因此违人心愿地提高了车轮悬挂系统的非弹回的质量，这种质量对于行驶性能和悬架的舒适性有决定性作用。
这由现有技术背景已知的松开的或分成两个部分的车轮托架的另 一个重大不足之处然而在于由于这与必须设计成两个部分的铰链叉相 连系的大量构件可能出现以下问题，那就是在固定的车轮托架和可摆动 的转向节之间的转盘轴承部位里要保证设计规定的小的公差。
因为为了使浮动轴承能够承受这所述的，在运行时出现的偏斜和/ 或轴向移动，必须使这为了无力状态而设计的浮动轴承的组成部分的中 间位置在装配车轮托架时很准确地遵守保持住。然而由于在技术背景 中，尤其是由于铰链叉作成两个部分，使零件的数量多，因此使公差产 生了 一种与此有关的不利的链接，因此按照技术背景在铰链装置中浮动 轴承的中间位置往往精度不够而且在批量生产中其现情况不够。
当零件的公差位置不利时甚至可以出现以下情况轴向可移动的浮 动轴承在装配之后就位于其相对于轴向移动所许可的工作范围的极限 上。这尤其是在行驶时才出现的，由于行驶动力学的作用或者也由于温 度效应而引起的铰链叉和/或转向节的伸长变形那么可以由转向节的转 盘轴承来承受，而不再以浮动轴承的摆动和/或转向移动的形式来承受。 然而由此可能引起在转向节和车轮托架或铰链叉之间的不可控制的夹 紧，这种夹紧那么由于轴承过载可能导致转向节的二个转盘轴承点提前 出现故障。
以这种背景本发明的任务是提出 一种用于车轮导向系统的铰链装 置或一种用于这样的铰链装置的装配方法，这样就可以克服所列的不足 之处。这方法或4交链装置尤其是应该运行可靠和过程可靠以及可再现地 保证浮动轴承精确的中间位置。此外铰链装置能够设计成尽可能地质量 轻、体积小和寿命长，而且也可以使生产和装配尽可能地成本低、速度 快。
此任务通过具有权利要求1的特征的一种用来装配铰链装置的方
法，或通过按照权利要求IO所述的一种铰链装置来解决。 优选的实施形式在从属权利要求中加以说明。
本发明的方法涉及到用于车轮导向系统的，尤其是用于汽车的 一 种 例如被驱动轴的铰链装置的装配。铰链装置包括有一个可以布置在汽车 轴上或者在弹性支柱上，或与一个车轮悬挂臂装置可以连接的铰链叉形 装置(也称为静车轮托架)以及一个装有自身的车轮轴承的和实现转向功能的转向节装置。静车轮托架(或铰链叉形装置)和转向节装置可以 借助于二个轴向对中的轴承支承架可摆动地相互连接起来，其中一个轴
承支承架设计成固定轴承，另 一个轴承架设计成具有轴向的以及附加的 转角自由度的浮动轴承。浮动轴承包括有一个外圈元件以及一个相对于 外圈元件可以旋转的并且至少略微轴向可以移动以及可以摆动的内圏 元件。铰链装置的转向节装置具有一个轴承支承部位，在这部位上可以 安装浮动轴承的外圈元件。
这些所应用的概念"外圈元件"和"内圏元件"不应只是包括了例 如滚动轴承的环状轴承零件，而是也应该一起包括例如球形铰链的在功 能上分别对应于滚动轴承的轴承圏的零件。
按照本发明的方法有以下方法步骤
第一步a)首先进行固定轴承的预装配，也就是说将固定轴承的组 成部分预装在转向节装置上和/或铰链叉形装置上。
步骤a)和b)的次序对本发明来说并不重要，大致同时地在另一 个步骤b)里将浮动轴承压装在转向节装置的轴承支承部位里，从而既 使浮动轴承的外圏元件又使内圈元件都贴靠在一个分別在压入方向上 的终端挡块上。
换言之，这意味着无论是浮动轴承的外圈元件还是内圈元件，也 就是说例如一种环状滚子轴承的轴承外圏以及轴承内圈(但或者是一种 具有附加的轴向自由度的球形铰链的铰链外壳以及在其中轴向可移动 的轴瓦)，两者在轴向方向上在转向节装置的轴承支承部位的各挡块上 占有 一个精确规定好的位置。通过外圈元件和内圈元件的这种精确规定
的位置(这种位置对应于外圈元件和内圈元件的一种在轴承轴向方向上 偏心的相对定位)，因此就转向节装置的尺寸大小而言建立了外圏元件 的以及内圏元件的一个精确的初始位置，这对于以后进行的，外圈元件
和内圈元件在浮动轴7f义的中间位置上的，准确而可以再现的相对定位来
说是先决条件。不必一定要使浮动轴承的内圈元件在压入浮动轴承时也 贴靠在转向节装置的轴承支承部位里的它的终端挡块上。然而当内圈元 件在方法步骤e )里与铰链叉形装置的浮动轴承侧的叉形端部相连接时， 浮动轴承的内圈元件贴靠在这终端挡块上最迟必需要保证。
随后在另一个方法步骤c)里将转向节装置连同压入在里面的浮动 轴承预装在铰链叉形装置里。这种预装配是借助固定轴承与铰链叉形装置和/或与转向节装置至少部分地还没有紧固或者还松动的连接而进行， 因此铰链叉形装置和转向节装置(只是借助于固定轴承)松动可活动地 相互连接起来。在铰链叉形装置和固定轴承之间，或在固定轴承和转向 节装置之间保持或敞开着 一个设于固定轴承部位里的安装间隙，因而为 接纳安设一个定距辅助元件准备提供了安装间隙。
安装间隙或者可以布置在铰链叉形装置和固定轴承之间的铰链叉 形装置的范围里，或者布置在转向节装置的范围里，在固定轴承和转向 节装置之间。
接着在另一个方法步骤d)里将一个定距辅助元件布置在这安装间 隙里并使这固定轴承与叉形端或转向节装置之间的以前还松动的连接 暂时固定住。定距辅助元件用于在转向节装置和铰链叉形装置之间暂时 规定一个精确确定的，附加的轴向距离，其中这样规定的，附加的轴向 距离被用来以后使外圈元件和内圈元件在它们的中间位置上精确地相 对定位。辅助元件的有效厚度精确地相应于浮动轴承的内圈元件在其偏 心的装配位置和其工作位置之间在内圈元件和外圏元件的中间位置上 的轴向移动4亍禾呈。
换言之，这意味着在转向节装置的轴承支承部位上外圈元件和内 圈元件的各自终端挡块的轴承轴向距离同样也准确地相应当于定距辅 助元件的有效厚度。
内圈元件的装配位置对应于内圏元件在装配时在其靠在转向节装 置中的轴承支承部位的终端挡块上时所占有的位置，而内圈元件的工作 位置则对应于在铰链装置工作运行时内圏元件在外圈元件里的中间位 置。
然后在另一个步骤中e)在铰链叉形装置的浮动轴承侧叉形端和浮 动轴承的内圈元件之间建立一种固定连接。建立这种连接首先是在内圈 元件和外圏元件的偏心的相对位置没有任何变化或者说保持或重复建 立了内圈元件在其在轴承支承部位里的终端挡块上的接触的情况下进行。
这意味着浮动轴承的内圈元件一如既往地位于其在转向节装置的 轴承支承部位的终端挡块上的偏心止挡位置上，或者说内圈元件的这个 止挡位置在建立浮动轴承侧叉形端和内环元件之间连接的范围内建立 或重建起来，如果内圈元件在这时刻还没有或者不再贴靠在转向节装置的轴承支承部位里的其偏心止挡位置里的话。
在这个方法步骤的范围里每个在公差链即"固定轴承侧的叉形端— 固定轴承—可摆动的转向节—浮动轴承—浮动轴承侧叉形端"中也许存 在的或者甚至于加上的尺寸公差(该公差在按照背景技术的一种装配方 法中会影响到保持浮动轴承的规定的中间位置)在此处则通过以下方法 精确和完全地一皮平衡或中立化在内圈元件和浮动轴承侧的叉形端之间 总是精确地建立起连接，同时保持在浮动轴承侧的叉形端和内圈元件之 间的取决于公差的各不同的距离。
置和铰链叉形装置之间的定距辅助元件移去:并在另一个步骤g;中进
行固定轴承的最终装配。
固定轴承的最终装配例如按以下形式进行将以前还没有固定拧紧
的或为了除去定距辅助元件而松动的固定轴承的螺紋连接在其于铰链 叉形装置上或在转向节装置上的承接座里拧紧。通过固定轴承的螺紋连 接的这种拧紧然而同时实现在铰链叉形装置和转向节装置之间的相对 运动，其大小为以前移去的，定距辅助元件的有效厚度，准确地一直到 固定轴承、铰链叉形装置和转向节装置达到其通过然后最终装配的固定 轴承精确^见定的轴向相对位置为止。
在这种(在取走定距辅助元件之后)达到的，铰链叉形装置和转向 节装置的最终的轴向相对位置上然而固定轴承的内环元件也自动地并 且总是精确地占据其在外圈里规定的中间位置或工作位置，因为被去除 的定距辅助元件的有效厚度是这样来选择的，从而它准确地与在转向节 装置的轴承支承部位里用于的轴承外圈和轴承内圈的二个终端挡块的 轴承轴向距离相一致。
按照本发明的装配方法换言之首先允许将可摆动的转向节装在固 定的车轮托架铰链叉里，即使是以一种固定轴承/浮动轴承组合形式，如 果铰链叉作成基本上是一体的并且尤其是不可分开的话。同时通过这按
照本发明的装配方法可重现和精地确保了浮动轴承的内圈元件和外圈 元件在装配之后总是占有对于铰链装置的持久和可靠运行来说必需要 的准确的中间^立置。
多亏了采用本发明设计成基本为 一体和不可分的固定车轮托架的 铰链叉部首先使非弹动的质量显著地减少，这有利地支持了行驶安全性和行驶舒适性。此外相对于4交4连叉的以前所必需的分成两个部分的结构 形式来说使必需的，正好在车轮悬挂系统的部位里特别紧的结构空间减 小，并且使铰链装置的组成部分的工序可靠的安装更加容易并得以加
速。、，、 、、壯.、、、、 ，、 、、 、，、 ，
所提出的任务所追求的产品本身的改善，而且也用于减少在加工和装配 此类的铰链装置时的废品率，并且尤其是使生产成本大幅度降低，也改 进了此类的铰链装置的装配自动能力。
本发明首先与以下独立无关地得以实现，如何在方法步骤e)中建 立起在浮动轴承侧的叉形端和内圏元件之间的连接。这里原则上基本可 以考虑和使用所有的连接方法，它们在保持内圈元件和转向节的相位位 置或者说内圏元件和外圈元件的相对位置的情况下允许在内圈元件和 叉形端之间建立起可靠而固定的连接。
按照本发明的一种优选的实施形式然而在方法步骤e)中借助于一 个栓装置通过在浮动轴承侧叉形端里的空隙引入内圈元件里来实现在 浮动轴承侧的叉形端和浮动轴承的内圈元件之间的连接。
这配属于内圈元件的栓装置的端部与内圏元件固定连接，而配属于 叉形端的栓装置端部与叉形端固定连接。换言之，按此方式在浮动轴承 侧的叉形端和浮动轴承的内圈元件之间建立一种固定连接，其中保持着 在轴 K轴向方向上在内圈元件和叉形端之间的以前借助定3巨辅助元件 而建立起来的相对位置。
按照本发明的优选的实施形式在栓装置和内圈元件之间建立起连 接，和/或在栓装置和叉形端之间建立起连接，其形式为压配合、螺紋连 接，或者是借助于材料连接，例如象通过钎焊、焊接或粘结。在栓装置 和内圈元件之间以及在栓装置和叉形端之间分别借助于压配合的连接 可以特别方便、快速和成本有利地建立起来，由于栓装置在这种情况下 可以对着转向节装置的轴承支承部位里的内圈元件的挡块而压入到内 圈元件里，也是特别有利的，但不会有以下危险内圈元件相对于转向 节装置的位置在压入发生改变。
本发明也与以下独立无关地得以实现固定轴承和/或浮动轴承结构 如何以及如何连系在转向节或静车轮托架上，只要通过固定轴承保证了 承受轴向载荷并通过浮动轴承保证了长度差和偏心的必需的平衡补偿。按照本发明的优选实施形式然而这固定轴承就是一种球形铰链，而 浮动轴承是一个具有附加的轴向自由度的滑动轴承或环状滚子轴承。用 球形铰链作为固定轴承的实施形式是得到验证的、结实坚固而又成本有 利的。球形铰链允许转向节相对于铰链叉形装置或相对于静车轮托架有 必要的摆动运动，可以承受高的轴向负载，并且还允许例如由于转向节 和/或铰链叉的弹性弯曲而引起的无损害的角度偏差。因为球形铰链作为 固定轴承不必接受轴向偏移，因此可以设计成节省空间和坚固结实以及 间隙小和具有高的承载能力。
作为浮动轴承例如可以考虑一种本身就已知的滑动轴承，它具有附 加的自由度，或者说尤其是一种环状滚子轴承，其中浮动轴承分别以所 述的，按照本发明的方式布置在转向节装置的轴承支承部位里并且首先 偏心地对准以及接着按照规定调整设定其中间位置而被装配在铰链装 置里。
环状滚子轴承具有在滚动轴承领域内突出的性能由于内圏、外圏 和滚动体的相应自动的相对对准既可以承受轴向偏移也可承受角度偏 差位置。既不会出现在通常的浮动轴承中所已知的摩擦力又不会在轴向 移动有爬行效应，它们都可能导致不受人欢迎的振动或导致滚动表面的 负载。环形滚子轴承的轴承构件的所述的平衡运动也并不与不均匀的表 面压力或者与在滚动体部位里出现有害的边缘压力相连系。
环形滚子轴承由于在环形凹下结构的轴承圈和球形的滚动体之间 总是均匀的线接触也具有特别高的承载能力。此外环形滚子轴承由于其 特别的几何形状与角度偏差位置无关并与所承受的轴向偏移无关地总 是差不多是无夹紧的和无间隙的，这在此处又是有利于轮的平稳运转和 转向的灵敏性和无反作用。
使用环状滚子轴承作为在一个车轮导向铰链里的浮动轴承的一个 重大优点因此在于在车轮导向铰链部位里，例如由于公差或者由于取 决于力的变形在汽车运行时产生的整个的角度偏差位置和轴向偏移可 以在一个唯一的轴承表面装置的范围里被承受。
按照本发明的方法也与以下无关地得以实现按什么方式从结构上 实现装配间隙用于在固定轴承侧的叉形端和转向节装置之间产生附加 的间距，只要这定距辅助元件可以简单地布置在装配间隙里的话。
按照本发明的方法的 一种优选实施形式，铰链装置然而在固定轴承和固定轴承侧的叉形端之间或者说在固定轴承和转向节装置之间连接 的部位里具有 一个轴^C轴向可以移动的装配套，其中因此而可以变^f匕的 装配间隙布置在装配套和固定轴承侧的叉形端之间，或者说在装配套和 转向节装置之间。按此方式可以(借助于将定距辅助元件设置在这通过 装配套的移动而形成的装配间隙中)使叉形端和转向节装置之间的附加 间隙在方法步骤d)里简单地以及具有特别好的可再现性地产生或调整 设定。
本发明还涉及一种用于车轮导向系统，尤其是用于汽车的 一 个例如 被驱动轴的铰链装置。铰链装置已知包括有一个可以布置在一个汽车轴 上或在一个车轮托架上的铰链叉形装置(也称为静车轮托架)，以及一 个装有轮轴承的转向节装置。铰链叉形装置和转向节装置借助于二个轴 向对中的轴承支承架可摆动地相互连接起来， 一个轴承支承架作为固定 轴承，另一个轴承支承架作为浮动轴承设计，浮动轴承具有轴向的以及 具有附加的摆动角自由度。
按照本发明然而铰链装置的特征在于，铰链叉形装置和转向节装置 分别设计成基本是不分开的或是一体的，其中浮动轴承的外圈元件布置 在转向节装置的一个凹下的轴承支承部位里，而浮动轴承的内圈元件与 铰链叉形装置的浮动轴承侧的叉形端相连接。在固定轴承的部位里(在 固定轴承侧的叉形端和固定轴承之间或者说在固定轴承和转向节装置 之间)设有一个装配空隙或者说装配间隙，其宽度是可以变化的，它用 于暂时接纳定距辅助元件用于在固定轴承侧的叉形端和转向节装置之 间产生一个固定的，附加的间另巨。
由于固定车轮托架的用此本发明可以设计成的基本不分开和成一 体的铰链叉首先就可以减少所需零件的数量以及非弹性的质量，这改善 了行驶安全性和行驶舒适性。此外可以相比于按照背景技术以前一直必 需的分成两个部分铰链叉的结构形式减小这由铰链装置所需要的，正是 在车轮悬挂系统部位里特别紧的结构空间，而且可以简化和加速铰链装 置零件的装配。总之因此由于本发明可以大大降低生产成本，同时又改 善了产品质量。
本发明可以与下无关地得以实现固定轴承和/或浮动轴承的结构事
实上设计成如何和如何布置在转向节上或在静车轮托架上，只要轴向载 荷可以由固定轴承承受，和只要保证了在浮动轴承里的偏心和长度差的必需要的平衡的话。
然而优选地借助于 一个布置在4交链叉形装置的浮动轴承侧的叉形 端上的栓装置，例如借助于在栓装置和内圈元件之间和/或在栓装置和叉 形端之间的压配合进4亍在浮动轴承的内圈元件和浮动轴承侧的叉形端 之间的连接。在内圈元件和叉形端之间以及在栓装置和叉形端之间的借 助于栓装置和压配合的连接可以特别简单和成本有利地建立起来，而且 此外就确保在压入栓装置时内圈元件相对于转向节装置的固定位置来 说是特别有利的。
按照本发明的另 一种优选的实施形式固定轴承设计成球形铰链，浮 动轴承设计成具有附带的轴向自由度的滑动轴承或设计成环形滚子轴 承。用球形铰链作为固定轴承的实施形式是牢固结实的，成本有利的， 其中球形铰链允许转向节相对于铰链叉形装置或相对于静车轮托架有 必要的摆动运动，可以承受高的轴向载荷，而且可以没有问题地承受角
度偏差，这种偏差是由于转向节和/或铰链叉的弹性变曲而产生的。
作为浮动轴承可以考虑用一种滑动轴承，它具有附加的轴向自由 度，或者说考虑用具有已述优点的环形滚子轴承。浮动轴承尤其是可以 分别通过应用按照本发明的装配方法在按照规定可以在生产中没有问 题地再现地调整设定其中间位置的情况下装配在静车轮托架和可摆动 的转向节之间。
按照本发明的另外一种优选实施形式，铰链装置具有一个布置在固 定轴承和固定轴承侧的叉形端之间或在固定轴承和转向节装置之间的 轴承轴向可移动的装配套。装配空隙或装配间隙用于暂时地接纳定距辅 助元件，它设置在装配套和固定轴承侧的叉形端之间或在装配套和转向 节装置之间。
由于这可由装配套的轴承轴向的移动而构成的或者说宽度可以变 化的装配间隙可以简单以及特别良好的可再现地在叉形端和转向节装 置之间产生对于设定浮动轴承的内圏元件的中间位所必要的附加间距。
以下只要根据 一 个实施例所示的附图对本发明进行详细的说明。所
示为
图1: 一种按照本发明的铰链装置连同定距辅助元件在一个装配中 间位置上时的局部剖侧简图2:定距辅助元件的俯4见图；和图3:图1所示铰链装置在装配完成状态下的对应于图1的视图。
图1表示了 一个铰接的汽车轴的 一种按照本发明的铰链装置的 一个 实施形式的沿着所属汽车的行驶方向上看的简图。所见的装置由一个配
属于静车轮托架的铰链叉l和一个转向节2组成。铰链叉1在图的左边 例如与一个未示出的弹性支柱，或者与一个轴转向装置连接，而转向节 2在图右边在由3表示的穿孔里可以接纳安放这同样也未示出的，转向 轮的轴承。
铰链叉1和转向节2具有二个共同的轴承支承架4和5,其中一个 支承架设计成具有密封膜盒6的球形铰链4，另 一个轴承支承架5则配 有滚动轴承。转向节2因此可以相对于弹动的，但不可转向的铰链叉l 围绕这通过共同的轴承支承架4和5形成的转向轴线7摆动。
滚动轴承5设计成环形滚子轴承，这种轴承正如开头所述的那样， 即容忍在其外圈8和其内圈9之间有一定的角度偏移，也可以实际上无 反作用力地经受内圈9相对于外圏8的轴向移动。
开始装配在所示铰链装置时首先将构成浮动轴承的，具有其轴承外 圈8的环形滚子轴承5在转向节2的底侧压入在罐状凹座10里，其中 轴承外圈8在轴承轴向方向上精确规定地位靠在转向节2的罐状凹座10 里的一个环形围绕的轴环11上。
铰链叉1或静车轮托架1的在图中上部的叉形端12的部位里，铰 链装置具有一个在图1中借助球轴颈13以及借助密封膜盒6可见到的 球形铰链4。
球形铰链4形成了固定轴承并因此还可以用于承受在轴承轴向方向 7上基本垂直作用的力。球形铰链4具有一个借助于压配合固定在转向 节2的一个空隙里的，为了一目了然起见未表示出的铰链外壳。
在安装时将浮动轴承5以其轴承外圏8在转向节2的图示下侧压入 到罐状凹座10中之后，将球形铰链4的球轴颈13通过其锥形柄，通过 一个与之对应地同样也是锥形的内装配套14,以及通过螺栓连接装置 15与静车轮托架1的位于图中上部的叉形端12相连接。为了在球轴颈 13和装配套14之间实现一种在轴承轴向7精确身见定的接触，球轴颈13 的锥形柄具有一个环绕的台阶16,这台阶靠在装配套14的图示的下部 的端面上。
对于17来i兌，还在固定轴承侧的，上部叉形端12的下端面和装配套19的轴环之间设有装配间隙17用于接收一个定距辅助元件18。在图 1中可见，定距辅助元件18的叉形结构形状由图2所示的俯图可见，它 在装配球形铰链4时已经布置在装配套14的轴环和固定轴承侧叉形端 12的下边缘之间。由于因此布置在装配套14的轴环和叉形端12的下端 面之间的装配间隙17里的定距辅助元件18,使得在将球轴颈13装配于 上部叉形端12上时还达不到球轴颈13的，和因此也是整个球形4交链4 的以及转向节2的最终装配位置。而是在用安装的定距辅助元件18所 达到的，临时的装配位置和转向节2的最终装配位置之间在轴承轴向方 向7上保留一个确定的附加的，直线间距，这个间距精确地对应于定距 辅助元件18的厚度。
在铰链装置的固定轴承，也就是球形铰链4，按此方式包括了定距 辅助元件18暂时地与上部叉形端12连接之后，在浮动轴承5范围里在 下部叉形端19上将一个台阶状销轴20压入到下部叉形端19的对应空 隙里，也压入到浮动轴承5的轴承内圏9里。台阶状销轴20借助于相 应选择的配合既与轴承内圈9也与静车轮托架1的叉形端19里的穿孔 形成一种压配合。
最迟在台阶状销轴20的这种压入过程的瞬间浮动轴承5的轴承内 圈9然而占有了这图1所示的相对于浮动轴承5的轴承外圈8在轴承轴 向向着图中上面移动精确规定尺寸的位置。在规定了轴承内圈9位置的 转向节2里的罐状凹座10的底部深度和贴靠有轴承外圈8的环形环绕 的轴环11的深度之间的差，就是轴承内圈9在压入台阶销轴20时相对 于轴承外圈8在轴承轴向移动的那个尺寸，准确地相当于定距辅助元件 18的厚度。
换言之然而这意味着浮动轴承5的轴承内圈元件9和轴承外圏元 件8也在将台阶销轴20压入之后总是精确地在轴承轴向7上具有同一 个间距，也就是说与存在于以下公差链里的各个公差无关
"固定轴承侧的叉形端12—固定轴承4—转向节2—浮动轴承5— 浮动轴承侧的叉形端19",或者在那里甚至相加起来。
这些公差，或者说它们的和确切地说在压入台阶销轴20时自动和 精确地如下来平tf补偿台阶销轴20与零件公差有关地自动地分别与 之对应地较深地或不太深地进入浮动轴承5的轴承内圈9里。台阶销轴 20总是通过如下途径达到其相对于下叉形端19的轴承轴向终端位置台阶销轴的头部贴靠在形状对应的环绕的轴环上，这轴环是在下叉形端 19的穿孔里加工出的。
在按此方式浮动轴承5无论是相对于转向节2,还是相对于下叉开
端19都已达到其最终装配位置之后，临时地松开在上部叉形端12部位 里的螺栓连接15,将定距辅助元件18从装配套14和上叉形端12的下 端面之间的装配间隙17里取出。接着又将上部叉形端12和球轴颈13 之间的螺栓连接15拧紧。这样达到的铰链装置的所有零件的最终的相 对位置可由图3中见到。
然而按此方式已经使整个由固定轴承或球形4交链4，转向节2以及 浮动轴承5的轴承外圈8组成的单元向图上方精确地移动了如下尺寸， 该尺寸既相当于除去的定距辅助元件18的厚度也相当于这与这厚度相 一致的，用于轴承内圈9和轴承外圈8的在罐状凹座10里的止挡深度 10和11之间的差。然而这意味着浮动轴承5在取出定距辅助元件18 之后以及在上部叉形端12和球轴颈13之间的螺栓连接15柠紧之后总 是精确地位于其规定的中立位置上，完全与这些在单个构件上，例如象 铰链叉l、转向节2、球形铰链4、阶梯销轴20等等中存在的以及在一 定条件下加到公差链上的公差无关。
因此确保了 浮动轴承5在铰链装置完全装配之后在铰链装置的无 力状态下总是位于其按图3所示的中立位置上。
这对于以下情况是决定性先决条件在行驶时由于行驶动力学的作
形，例如象偏斜或轴向移动都可以无损害地由浮动轴承5来承受，而不 会？I起在轴承点4和5里不许可的夹紧。
作为结果因此是明显的由于本发明提出了一种用于车轮悬挂系
铰链装置，在这方法或装置中运行可靠而且过程可靠地保证了浮动轴承 的精确的中间位置以及可以再现地保证了在生产中的稳定。铰链装置因 此还可以作得特别紧凑、轻巧而且节省地方。最后，按照本发明的装配 方法以及按照本发明的铰链装置使用在汽车中可以预期有更长的使用 寿命、更少的维护需求以及更好的舒适性能。尽管通过本发明可以使产 品或部件得到改进，但同时也可以实现在设计、装配和运行车轮悬挂、 系统和车轴系统的成本节省。本发明因此在车轮悬挂系统和轴系统范围里，尤其是关于运行安全 可靠性、成本效率、少维护性和行驶舒适性方面作出了基本的贡献。附图标记表
1铰链叉，静车轮托架 2转向节 3 4仑轴7f、座
4固定轴承、球形4交链 5浮动轴承，滚动轴承 6密封膜盒 7转向轴线 8轴承外圈 9轴承内圏
10轴承支承部位，罐状凹座
11环绕的轴环
12叉形端
13球轴颈
14装配套
15螺栓连接
16环绕的台阶
17装配间隙
18定距辅助元件
19叉形端
20台阶销轴
权利要求
1.车轮导向铰链装置的装配方法，尤其是用于汽车的被驱动的轴，该铰链装置包括有可以布置在汽车轴上的，或可以与轴转向装置连接的铰链叉形装置(1)和装有轮轴承(3)的转向节装置(2)，其中铰链叉形装置(1)和转向节装置(2)借助于两个轴向对准的轴承支承架(4，5)可以可摆动地相互连接起来，而且其中一个轴承支承架设计成固定轴承(4)，另一个轴承支承架设计成具有外圈元件(8)以及内圈元件(9)的浮动轴承(5)，浮动轴承具有轴向的以及附加的摆角自由度，该转向节装置(2)具有轴承支承部位(10，11)，在该轴承支承部位里可以接纳浮动轴承(5)的外圈元件(8)，该方法包括有以下方法步骤a)预装配固定轴承(4)和b)将浮动轴承(5)压入转向节装置(2)的轴承支承部位里，从而使浮动轴承(5)的外圈元件(8)以及内圈元件(9)分别贴靠在在压入方向上存在的轴承轴向的终端挡块(10，11)上；c)借助固定轴承(4)与铰链叉形装置(1)和/或转向节装置(2)的至少部分还是松动的连接，预安装铰链叉形装置(1)与转向节装置(2)，并保持在固定轴承(4)范围里的装配间隙(17)；d)将定距的辅助元件(18)布置在装配间隙(17)里并因此在固定轴承侧的叉形端(12)和转向节装置(2)之间产生规定的附加的间距，其中辅助元件(18)的有效厚度相应于浮动轴承内圈元件(9)在其于转向节装置(2)中的轴承支承部位的终端挡块(10)上的接触处和内圈元件(9)在外圈元件(8)中的中间位置之间的轴向移动行程；e)在铰链叉形装置(1)的浮动轴承侧的叉形端(19)和浮动轴承(5)的内圈元件(9)之间建立起固定的连接，同时使内圈元件(9)贴靠在其在转向节装置(2)的轴承支承部位里的终端挡块(10)上；f)移去在转向节装置(2)和铰链叉形装置(1)之间的定距的辅助元件(18)；g)完成固定轴承(4)的最终装配。
2. 按权利要求1所述的装配方法，其特征在于，在方法步骤e)里 借助于将栓装置(20)导引通过叉形端(19)里的凹部以及内圈元件(9) 里而在浮动轴承侧的叉形端(19)和内圈元件(9)之间建立起连接，其中配属于内圈元件(9)的栓装置(20)的端部固定地与内圈元件(9) 相连接，而配属于叉形端(19)的栓装置(20)端部则固定地与叉形端 (19)相连。
3. 按权利要求2所述的装配方法，其特征在于，在栓装置(20)和 内圈元件(9)之间或在栓装置(20)和叉形端(19)之间建立起压配 合形式的连接。
4. 按权利要求2所述的装配方法，其特征在于，在栓装置(20)和 内圈元件(9)之间或在栓装置(20)和叉形端(19)之间借助于螺紋 连接建立起连接。
5. 按权利要求2所述的装配方法，其特征在于，在栓装置(20)和 内圈元件(9)之间或在栓装置(20)和叉形端(19)之间借助于材料 连结建立起连接。
6. 按权利要求1至5中之一所述的装配方法，其特征在于，所述固 定轴承(4)是球形铰链。
7. 按权利要求1至6中之一所述的装配方法，其特征在于，所述浮 动轴承(5 )是具有附加的轴向自由度的滑动轴承。
8. 按权利要求1至6中之一所述的装配方法，其特征在于，所述浮 动轴承(5)是环形滚子轴承。
9. 按权利要求1至8中之一所述的装配方法，其特征在于，在固定 轴承(4)和固定轴承侧的叉形端(12)之间，或在固定轴承(4)和转 向节装置(2)之间借助于轴承轴向可移动的装配套(14)实现连接， 其中可以变化的装配间隙(17)布置在装配套(14)和固定轴承侧的叉 形端(12)之间，或在装配套(14)和转向节装置(2)之间。
10. 车轮导向铰链装置，尤其用于汽车的被驱动的轴，该铰链装置 包括有可以布置在汽车轴上或在车轮托架上的铰链叉形装置(1)和装 有轮轴承(3)的转向节装置(2),其中铰链叉形装置(1)和转向节 装置(2)借助于两个轴向对准的轴承支承架(4, 5)可摆动地相互连 接起来，而且其中一个轴承支承架设计成固定轴承(4),而另一个轴 承支承架设计成具有外圈元件(8)以及内圏元件(9)的、具有轴向以 及附加的摆角自由度的浮动轴承(5 ),其特征在于，铰链叉形装置(1 ) 和转向节装置(2)分别设计成基本为整体的，其中浮动轴承(5)的外 圈元件(8)布置在转向节装置(2)的凹下的轴承支承部位(10, 11)里而且浮动轴承(5)的内圈元件(9)与铰链叉形装置(1)的浮动轴 承侧的叉形端(19)相连接；而且在固定轴承(4)的部位里设有装配 空隙或装配间隙(17),其宽度可以变化用于临时地接纳定距的辅助元 件(18)用于在固定轴承侧的叉形端(12)和转向节装置(2)之间产 生规定的附加的间距。
11. 按权利要求10所述的铰链装置，其特征在于，所述浮动轴承(5) 的内圈元件(9)布置在设置于铰链叉形装置(1)的浮动轴承侧的叉形 端(19)上的栓装置(20)上。
12. 按权利要求10或11所述的铰链装置，其特征在于，所述固定 轴承(4)是球形铰链。
13. 按权利要求10至12中之一所述的铰链装置，其特征在于，所 述浮动轴承(5 )是具有附加的轴向自由度的滑动轴承。
14. 按权利要求10至12中之一所述的铰链装置，其特征在于，所 述浮动轴承(5)是环形滚子轴承。
15. 按权利要求10至14中之一所述的铰链装置，其特征在于，在 固定轴承(4)和固定轴承侧的叉形端(12)之间，或在固定轴承(4) 和转向节装置(2)之间设有轴承轴向可移动的装配套(14),其中装 配空隙或装配间隙(17)布置在装配套(14)和固定轴承侧的叉形端(12) 之间，或在装配套(14)和转向节装置(2)之间用于临时地接纳定距 的辅助元件(18)。
全文摘要
本发明涉及铰链装置的装配方法，尤其是用于汽车的被驱动轴，以及还涉及尤其是用于汽车轴的铰链装置。铰链装置具有布置在汽车轴部位里的万向叉形端(1)和装有车轮轴承(3)的借助于二个轴承支承架(4，5)相对于铰链叉(1)可以摆动的转向节(2)。一个轴承支承架设计成固定轴承(5)，另一个轴承支承架设计成具有外圈元件(8)的浮动轴承(5)，其中浮动轴承(5)具有轴向的以及附加的摆动角-自由度。装配方法以及铰链装置按照本发明的特征在于铰链叉(1)和转向节(2)由于销轴装置(20)和保持距离的安装辅助元件(18)可以设计成一体。同时总是在装配时刻可再现地保证了在浮动轴承(5)里的内圈(9)的精确的中间位置。因此在同时提高产品使用寿命和故障安全性的情况下可以减少所需构件的数量、所需的结构空间、非弹的质量、装配费用以及制造成本。
文档编号B62D7/00GK101316750SQ200680044552
公开日2008年12月3日 申请日期2006年11月27日 优先权日2005年11月28日
发明者B·斯帕吉亚里, H·克兰克, M·格克克, M·米尔 申请人:Zf腓特烈港股份公司