用于机动车的纵轴和用于制造这样的纵轴的方法与流程

本发明涉及一种用于机动车的纵轴，包括带有铰链内件、铰链外件和布置在其之间的滚动和/或滚子元件的同步移动铰链，其中，铰链外件在其内周缘处构造有与滚动和/或滚子元件处在接合中的滚动面，且包括管元件。

背景技术：

开头所提及的类型的纵轴由文件de102008026063a1已知。

开头所提及的类型的另一纵轴由之后公开的文件de102015219464a1已知，其相对由文件de102008026063a1已知的纵轴的特征在于改善的碰撞安全性。

技术实现要素：

本发明所基于的目的是，改善这样的纵轴的制造。

为此建议了一种带有权利要求1的特征的纵轴。根据本发明的纵轴的特征尤其在于，同步移动铰链的铰链外件布置在管元件中且抗扭地与该管元件相连接，且管元件具有轴向超出铰链外件的管区段，其中，该管区段在安装位置中提供同步移动铰链的铰链内件至少可被轴向转移到其中的空隙。

相比文件de102008026063a1，根据本发明的纵轴如由文件de102015219464a1已知的纵轴那样具有改善的碰撞安全性，因为同步移动铰链的部分在碰撞情况中可被转移到管区段的空隙中。由此，纵轴可被适宜地轴向推在一起，以便于阻止可能的轴向力的传递。因此得出轴向的过载保护，以其可在机动车处改善碰撞安全性。

相比根据文件de102015219464a1的纵轴得出用于连结同步移动铰链的明显降低的制造成本。

本发明的有利的设计方案是另外的专利权利要求的对象。

对于同步移动铰链而言，原则上可使用由现有技术已知的铰链类型例如球型移动铰链。优选地，在该位置处使用三销轴铰链(tripodegelenk)作为同步移动铰链。该三销轴铰链使得纵轴的解耦性能的改善成为可能，从而使得驱动总成的振动到机动车的车身处的传递减少。三销轴铰链在转矩的情形下还保持在轴向上略可移动。由此，尤其在启动的情形中可反作用于在车辆内部空间中的轰隆响(dröhnen)。使用三销轴铰链替代球型移动铰链的与特殊的问题、例如困难的可平衡性、密封问题和提高的结构空间需求相联系。利用先前所说明的安装配置，这些问题然而此时保持可被良好地克制。由此可尤其提高在全驱和后驱车辆的情形中的驾驶舒适性。

根据另一优选的实施方案，同步移动铰链的铰链外件被无间隙地插入到管元件中，从而区别于文件de102015219464a1同步移动铰链被管元件向外包封。无间隙的布置反作用于可能的噪声产生。此外，这样构成的焊接位置在周缘方向上使得固体声音经由纵轴的传递的进一步降低成为可能。

铰链外件和管元件彼此的固定可例如通过粘贴连接、挤压连接、材料配合的连接或摩擦配合的连接实现。由此，用于固定的结构空间需求保持最小，从而得出特别紧凑的结构形式。

备选地或补充地可行的是，铰链外件在管元件中在周缘方向上且/或在轴向上借助于形状配合被固定。尤其地例如可设置有在周缘方向上的形状配合，以便于提高转矩传递能力，与之相反在轴向上仅设置有摩擦配合的连接，从而在超出预先给定的极限负荷的情形中铰链外件相对于管元件可被轴向移动。由此必要时可额外地减少碰撞能量。摩擦配合的连接的保持力可相应地被测定。此外，就此而言管区段的空隙可被如此地测定，以便于在碰撞情况中使得铰链外件到其中的转移成为可能，这也就是说纵轴的相应的可收缩性设置在同步移动铰链的区域中。

此外，铰链外件可具有非圆柱形的外轮廓，而管元件通过成型被模制到同步移动铰链的铰链外件的外轮廓处。这在生产技术上特别有利，因为以该方式可通过唯一的生产步骤获得在轴向上以及在周缘方向上的固定。这尤其适合于三销轴铰链，在其中铰链外件可以三叶形的、也就是说例如呈苜蓿叶形的外横截面来实施。

此外，用于铰链密封元件的联接元件可被特意地固定在铰链外件处和/或管元件的轴向端部区段处。由此，可使用带有相对较小的壁厚的管元件，而同时获得铰链密封元件的良好的连结且进而获得同步移动铰链的密封。

联接元件相对铰链外件和/或管元件优选具有焊接连接、尤其地摩擦焊连接，其可以较小的成本被过程可靠地建立。

尤其地，联接元件还可作为连接器件设置在铰链外件与管元件之间。在一种优选的实施变体方案中，该联接元件在端侧不仅可联接到铰链外件处而且还可联接到管件处。

鉴于良好的声音解耦，根据另一有利的设计方案在铰链外件与管元件之间的连接可被限制到处在同步移动铰链的驱动侧的端部与关于同步移动铰链的安装位置的铰链中心之间的区域上。必要时，该连接甚至可被限制到在铰链外件和管元件的端侧处的联接元件上。

鉴于用于机动车的纵轴的特别有利的制造此外作如下建议，即，同步移动铰链的铰链外件布置在管元件中且此外用于铰链密封元件的联接元件安放在铰链外件和/或管元件的轴向端部区段处，以便于紧接着将三个上述构件、即铰链外件、管元件和联接元件在生产技术上非常高效地在唯一的过程步骤中彼此连接，尤其地通过摩擦焊接彼此连接。

在一种用于制造用于机动车的纵轴的备选的优选的方法中，同步移动铰链的铰链外件以非圆柱形的外轮廓被插入到管元件中，其中，铰链外件以预制的管元件被挤压且/或在插入之后管元件通过成型被模制到铰链外件的非圆柱形的外轮廓处，从而使得铰链外件无间隙地被容纳在管元件中且与该管元件在周缘方向上通过形状配合以及在轴向上通过摩擦配合相连接。同样地，这使得特别高效的生产成为可能。通过挤压此外可良好地克制材料回弹效应，以便于确保无间隙。

附图说明

下面借助在附图中示出的实施例对本发明作进一步说明。其中：

图1显示了用于机动车的根据本发明的纵轴的示意性的图示，

图2显示了在安装位置中的纵轴的一个实施例的纵截面视图，其中，当前仅示出围绕其同步移动铰链的区域，

图3显示了沿着图2中的直线iii-iii的横截面视图，

图4显示了在安装位置中的纵轴的一个实施例的纵截面视图，其中，当前仅示出围绕其同步移动铰链的区域，且在

图5显示了沿着图4中的直线v-v的横截面视图。

附图标记清单

1纵轴

2第一轴件

3第一凸缘

4第二轴件

5第二凸缘

6同步移动铰链

7支撑部

8滚动轴承

9铰链密封元件

10三销轴铰链

11铰链内件

12轴区段

13栓塞

14滚子元件

15在滚子元件的外周缘处的滚动面

16,16’铰链外件

17铰链外件的滚动面

20管元件

21管区段

22容纳区段

23空隙

24盖板

24’底部

25联接元件

26固定区段

27接合区段

30袋子

40轴

41轴肩

42空心轴

51容纳部

a铰链内件的转动轴线

b铰链外件的转动轴线

v向前移动方向

z销栓的纵轴线。

具体实施方式

在图1中示例地示出的用于机动车的纵轴1具有带有第一联接凸缘3的第一轴件2和带有第二联接凸缘5的第二轴件4。两个轴件2和4经由同步移动铰链6彼此铰接地相联接。此外，经由同步移动铰链6使得轴向平衡成为可能。此外，在图1中可辩认出带有滚动轴承8的支撑部7，第一轴件2可经由该滚动轴承绕其纵轴线可转动地支撑在车身处。在两个轴件2和4之间设置有铰链密封元件9，布置在第二轴件4处的同步移动铰链6通过其来密封。

在下面借助两个可能的实施例进一步说明两个轴件2和4的联接的区域。

图2和3显示了用于纵轴1的第一实施例，在其中同步移动铰链6构造成三销轴铰链10。三销轴铰链10具有带有轴区段12以及由轴区段12突出的销栓13的三销轴架(tripodestern)形式的铰链内件11。销栓13在周缘方向上等间隔。其纵轴线z大致径向于铰链内件11的转动轴线a延伸且在示出的实施例的情形中处在共同的平面中。

此外，三销轴铰链10具有三个滚子元件14，其相应地以内周缘面在铰链内件11的销栓13的其中一个处绕纵轴线z可转动地被支撑且在其外周缘处构造成轮廓成型的滚动面15。滚子元件14的数量也可小于或大于示出的。每个滚子元件14可例如如同在文件de102015219464a1中所描述的那样实施且支承。然而，滚子元件14以及其在销栓13处的支承的其它设计方案也是可行的。

此外，三销轴铰链10具有铰链外件16，其围绕铰链内件11布置。铰链16在其内周缘处构造成与滚子元件14处在接合中的滚动面17。

铰链外件17优选呈套管状地构造且可在其轴向长度上具有恒定的横截面轮廓。尤其地，该横截面轮廓可具有三销轴或者呈苜蓿叶形的外轮廓，如这在图3中可辩认出的那样。

滚动面17构成平行于铰链外件16的转动轴线b延伸的滚动面对(laufflaechenpaar)，其中，每个滚动面对的滚动面17彼此在周缘方向上相对而置。这些滚动面17与滚子元件14的滚动面15处在接合中，其中，按照转动方向和运行情况滚动面17中的其中一个是承载负荷的且相对而置的滚动面17是基本上卸负荷的。通过不仅在铰链外件16处的滚动面17而且在滚子元件14处的滚动面15的轮廓成型可引起的是，在当前构造成三销轴铰链10的同步移动铰链6的转动的情形中在构件轴线a和b彼此弯曲的情形下滚子元件14轴平行于铰链外件16的转动轴线b往复移动。

相应的摆动自由度可例如提供在销栓13与滚子元件14的轴承内圈之间。

示出的三销轴铰链10的结构然而仅是示例性性质的。围绕销栓的转动、翻倾的功能以及径向的可移动性还可以其它形式来实现。在图2和3中示出的实施方案仅是对此的一种可行性方案，其尤其为了图解说明这样的三销轴铰链10的功能而说明，并且其不将本发明限制到三销轴铰链的该具体的结构形式上。替代三销轴铰链10，还可使用其它的铰链形式，例如球型移动铰链。

纵轴1在第二轴件4处此外具有管元件20。该管元件20径向包围同步移动铰链6或者三销轴铰链10且以管区段21轴向延伸超出同步移动铰链6或者三销轴铰链10的端部。因此，铰链外件16在其外周缘处被另一单独的构件、即管元件20的相应的容纳区段22径向包围，上述管区段21轴向突出。换而言之，管区段21和容纳区段22是构件且同一构件、即管元件20的区段且相应地彼此构造成整体。

管区段21在安装位置中提供了前置于管元件20内的同步移动铰链6的空隙23，同步移动铰链6的铰链内件11在碰撞情况中至少可被轴向转移到其中，以便于将纵轴1轴向推在一起。

在图2中示出的第一实施例的情形中，在碰撞情况中实际无碰撞地、也就是说尤其无显著碰撞阻力地通过铰链外件16实现推在一起。在此，轴向相对管区段21密封铰链外件16的盖板24在此是不值一提的阻力或在任何情况下适合吸收碰撞能量，而最终不影响铰链11到空隙23中的转移。

管区段21为此具有大于包围铰链内件11的圆圈的最大直径的净宽。如果滚子元件14被转移到管区段21中，这些滚子元件被释放且不可再传递转矩。管区段21的横截面轮廓可匹配于相应的安装情况，只要其内部空间适合用于在无显著轴向阻力的情形中从在图2中所显示的安装位置轴向移动出来的情形中容纳铰链内件11，从而使得轴向力在轴向彼此推入的情形中较小或甚至变到零。

盖板24优选布置在管区段的内周缘处，然而还可被安放在铰链外件16中。其可例如被压入或被粘入。此外可行的是，以焊缝固定盖板24。

在示出的实施例的变换方案中，盖板24还可作为底部被模制到铰链外件16处。例如，铰链外件16和盖板24可被制成一体式的锻造件，单独的管元件21固定在其处。为了在超出预先给定的最小力的情形中在轴向上确保盖板24的期望的冲开(ausbrechen)，这样的铰链外件16的底部可具有削弱的区段，其例如通过切削加工和/或锻造加工来产生。在去除盖板24之后，此处铰链内件11还可在无显著轴向阻力的情形中被推入到管区段21中。

此外可行的是，如此地设计铰链外件16的滚动面21，即，三销轴铰链10的轴向的移动力朝向其盖板侧的端部逐渐增加，以便于在达到盖板24之前已引起被引入的轴向力的能量消耗且由此在纵轴1收缩的情形中降低减速度峰值。通过盖板24，如果期望可引起轴向移动力的进一步上升。

如图3显示的那样，同步移动铰链6的铰链外件16无间隙地布置在管元件20中，其中，后者优选以呈圆环形的横截面来实施。同步移动铰链6轴向被推入到管元件20中。在此，该固定可节省空间地通过粘贴连接或挤压连接来进行。材料配合的连接或摩擦配合的连接也适合于紧凑的结构形式。

在示出的实施例的情形中，此外设置有用于铰链密封元件9的单独的联接元件25。在联接元件25处可构造有适合用于铰链密封元件9的可靠且密封的固定的且相应地轮廓成形的固定区段26。联接元件25构造成带有对于上述固定而言足够的壁厚的环。该壁厚大于管元件20的壁厚。

联接元件25被固定在铰链外件16和/或管元件20的轴向端部区段处。在示出的实施例的情形中，联接元件25相对铰链外件16和/或管元件20优选具有焊接连接、尤其摩擦焊连接。如果联接元件25与两个构件、即与铰链外件16和管元件20焊接，该联接元件必要时也可充当在其之间的唯一的连接器件。

通过联接元件25的端侧布置可实现的是，该联接元件同时在唯一的生产步骤中与铰链外件16和管元件20焊接。

对此特别合适的制造方法如下设计：首先，三销轴铰链10或者同步移动铰链6的铰链外件16布置在管元件20的容纳区段22中。此外，呈环形构造的用于铰链密封元件9的联接元件25在端侧布置在铰链外件16和管元件20处。紧接着，这三个构件16,20和25在唯一的生产步骤中彼此相连接，尤其地通过摩擦焊彼此焊接。

铰链外件16和管元件20的连接不排除的是，后者额外地通过上述连接技术中的其中一种来彼此固定。相反地同样可行的是，即，将联接元件25与铰链外件16和管元件20中的仅仅一个焊接。

鉴于良好的声音解耦，可适宜的是，将在铰链外件16与管元件20之间的连接限制到处在同步移动铰链6的驱动侧的端部与关于同步移动铰链6的安装位置的铰链中心之间的区域上。必要时如先前已与联接元件25相关联地说明的那样，该连接可被限制到铰链外件16和管元件20的驱动侧的端侧上。在两个构件之间的分离接缝由此特别大，由此在两个构件之间的声响传递被明显降低。

在驱动侧，同步移动铰链6或者当前三销轴铰链10通过铰链密封元件9被密封防止污垢和湿气的侵入。铰链密封元件9具有弹性的袋子30，其在固定区段26处被固定在管元件20的外周缘处且对着轴40密封。该轴40用于驱动力矩到同步移动铰链6的铰链内件11中的引入和引出。其相应地被固定在该铰链内件处或必要时同样与三销轴架构造成整体。同样地，轴40还可在碰撞情况中至少区段地被转移直到管区段21中，如这在de102015219464a1所描述和示出的那样。

轴40可经由滚动轴承8在结构侧被可转动地支撑，如这由图1可辨认出的那样。尤其地，滚动轴承8可经由弹性容纳部51支撑在结构固定的支撑部7处。在此，滚动轴承8的外径可如此地来测定，即，该滚动轴承在碰撞情况中轴向可以最小的阻力被转移到铰链外件16中或甚至直到管元件20的该侧的管区段21中。铰链外件16的净宽大于滚动轴承8的外径。

对于滚动轴承8而言，在轴40处可前置有轴向的轴肩41，其可辅助滚动轴承8从其容纳部51中的轴向压出。该轴肩41又可轴向前置有空心轴区段42，其同样可穿过弹性容纳部51被轴向推入到铰链外件16中。

如果使用其外径大于铰链外件16的净宽的滚动轴承8，则该滚动轴承不可再进入到铰链外件中，而是在碰撞情况中碰撞到其端侧处。为了改善在这样的情况中的可伸缩性，在一种变换方案中可取消轴肩41。同时，轴40在图2中被向左延长。此外，对于滚动轴承8而言在轴40处设置有定义的挤压配合，从而使得滚动轴承8在撞击在铰链外件16处的情形中可在轴40上被移动，而轴40被转移到铰链外件16中。

经由滚动轴承8的支撑仅是示例性性质。轴40的车身侧的支撑还可以不同于在附图中示出的方式来进行。相应的类似地适用于滚动轴承8到铰链外件16或者管区段21中的轴向转移。

先前所说明的纵轴1优选在机动车中被安装在车辆变速器与差速器之间，以便于传递驱动总成的驱动力矩。其因此在车辆纵向上延伸。在此，转矩传递由轴40至管区段21地实现。在示出的实施例的情形中，轴40由同步移动铰链6的铰链内件11在向前移动方向v上延伸且可逆着向前移动方向轴向地在无实质上的阻力的情形中通过同步移动铰链6或者三销轴铰链10的部件移动直到管元件20的管区段21中，从而可实现较大的轴向插入距离。即使在转动轴线a与b之间的一定的倾斜的情形中，轴向的收缩可在无较大的轴向力阻力的情形中实现。铰链外件16在机动车的向前行驶方向v上布置在带有附属的空隙23的管区段21之前。

相反的安装是同样可能的。在该情况中，纵轴1然而那么须经由管元件20支承在车身侧，这在确保上面所描述的伸缩功能的情形中然而引起更大的轴承直径。

在图4和5中示出了另一实施例，其大致相应于上面所阐述的第一实施例来构造且可如同上面所阐述的那样来变换。下面，因此仅对区别作进一步探讨。相同的构件相应地设有相同的附图标记。

根据图4和5的三销轴铰链10具有在铰链外件16’和管元件20’之间的经修改的连接。在此，铰链外件16’在管元件20’中在周缘方向上借助于形状配合被固定。为此，铰链外件16’具有非圆柱形的外轮廓。管元件20被插入到铰链外件16’中且紧接着通过成型被模制到铰链外件16’的外轮廓处。这使得该连接在周缘方向上的较高的转矩传递能力成为可能。通过该模制可同时在轴向上获得在两个构件之间的摩擦配合连接。该摩擦配合连接可如此地定义尺寸，即，在碰撞情况中提供适宜的用于碰撞能量吸收的阻力。为此确保的是，在轴向推在一起的情形中铰链外件16’被轴向带动，以便于使得相对管元件20’的期望的相对移动成为可能。这样的带动可例如经由上面所阐述的盖板24来获得，其当前纯示例性地实施成铰链外件16’的底部24’。

如果这样的能量吸收不被期望，则可通过模制引起铰链外件16’在管元件20’中同样由额外的轴向形状配合的位置确定。在铰链外件16’中的底部24’于是可例如实施成可容易解开的密封帽，其对于轴向的推在一起而言反作用有不值一提的阻力。

适合用于制造这样的纵轴1的方法设置成，铰链外件16’以非圆柱形的外轮廓被插入到管元件20’中。紧接着，管元件20’通过成型被模制到铰链外件16’的非圆柱形的外轮廓处，更确切地说在构造成铰链外件16’在管元件20’中的无间隙的容纳的情形下。因此，管元件20’锻造到铰链外件16’的外轮廓处，由此在周缘方向上实现形状配合的连接。

备选地，管元件20’在前置的过程步骤中可被带到相应于铰链外件16’的外轮廓的形状中。铰链外件16’紧接着以如此预制的管元件20’来挤压，以便于实现在两个构件之间的无间隙性。该操作方法所具有的优点是，材料回弹效应在成型的情形中可被更好地克制。

此外第二实施例指出，必要时可取消用于铰链密封元件9的特有的联接元件25。当前，铰链密封元件9被直接固定在管元件20’的外周缘处且被密封。在铰链外件16’处的固定然而也是可行的。

前面借助实施例和另外的变体方案进一步说明本发明。尤其地，在上面在另外的单个特征的背景中所阐述的技术上的单个特征可与此独立地以及与另外的单个特征组合地来实现，即使当这不被明确描述，只要这在技术上是可行的。因此，本发明明确地不被限制于所描述的实施例和变换方案，而是包括所有通过专利权利要求限定的设计方案。