專利名稱：鉸鏈裝置的裝配方法以及用于汽車軸的鉸鏈裝置的制作方法
鉸鏈裝置的裝配方法以及用于汽車軸的鉸鏈裝置
本發(fā)明涉及一種按照權利要求1所述的用于安裝汽車的車輪導向系 統(tǒng)的，尤其是可轉向操縱的，例如被驅動軸的鉸鏈裝置的方法以及按權 利要求10的前序所述的一種鉸鏈裝置。
開頭所列型式的鉸鏈裝置例如使用在，但絕不只是使用在彈性支承 軸、減震支柱軸或橫向雙臂懸掛軸以及其它軸的所謂松開的車輪托架 中。這樣松開的車輪托架的特征在于，在一種彈動的，但不可轉向運動 的車輪托架的部分上布置了一個可擺動的插件，尤其是一個轉向節(jié)，它
專門用于車輪本身的轉向運動。
這樣松開的車輪托架尤其帶來以下優(yōu)點在轉向運動時車輪圍繞其 轉動的，基本上垂直的轉向軸，可以用一個小的主銷內傾角以及靠近在 車輪中間平面上進行布置，而并因此同時產(chǎn)生一種不受人歡迎的大的和 /或正的轉向半徑。這減小了尤其是驅動力矩或制動力矩的產(chǎn)生干擾的反 作用以及減小了例如由于道路不平度、車輪不平衡度或橫向力所引起的 對汽車轉向操縱的影響。此外可以按此方式使整個軸的幾何形狀，尤其
是使支撐、轉向半徑、輪距的相互作用和車輪外傾以及應轉更好地實現(xiàn) 最佳，以保證這樣在所有行駛條件下和在一個盡可能大的轉角范圍里實 現(xiàn)最佳的汽車駕駛以及感覺靈敏的和沒有反作用力的可操縱性。
一種這樣的分成兩部分的;^開的車4侖托架例如已在專利文件DE 60300085 T2中公開了。這種公開的車輪托架包括有一個球形鉸鏈以及 一個滾子軸承，其中通過這二個鉸鏈的共同作用這可轉向的轉向節(jié)的轉 向軸或擺動軸相對于車輪托架的固定部分固定住。按照這專利文件的思 路因此可以使轉向節(jié)相對于彈動的，但相對于轉向運動來說固定的車輪 托架的叉狀鉸鏈裝置圍繞這由二個鉸鏈所確定的轉向軸擺動，因而汽車 的對應車輪就實現(xiàn)轉向運動。
由二個鉸鏈所構成的車輪導向鉸鏈必須設計成固定軸承-/浮動軸承 的組合，以便能夠接受不可避免的制造-和裝配公差以及在運行時出現(xiàn)的
其是對于以動軸來說必須設有一個貫通的空隙，以便可以為車輪的驅動 軸實現(xiàn)必要的通過。 一種這樣的車輪托架的敞開的和叉狀結構形狀然而產(chǎn)生了附加的彈性，當反作用力如道路影響以及驅動力、制動力和離心 力作用在車輪導向鉸鏈上時，這種附加彈性就顯示在鉸鏈叉、轉向節(jié)或 各自的軸承托架的變形中。
由于這樣的反作用力因此不可避免地也在二個軸承的范圍里在可 擺動的轉向節(jié)和固定的車輪托架之間產(chǎn)生一定的靜態(tài)和/或動態(tài)的偏斜 和軸向移動。
為了在軸承側接受這樣的偏斜或軸向移動按照現(xiàn)有技術對于車輪 導向鉸鏈來說一般采用固定軸承-/浮動軸承的組合，它作為固定軸承規(guī) 定為一種可旋轉和可擺動的球形鉸鏈。作為用于同時地接受在可擺動的 轉向節(jié)和固定的車輪托架之間可能發(fā)生的偏斜以及軸向移動的浮動軸
承按照現(xiàn)有技術設計規(guī)定了或者應用一種滑動軸承，它具有二個不同 的軸承面部位用于旋轉/擺動以及用于軸向可移動性，但或者采用一種滾 動軸承，它具有附加的軸向的以及具有附帶的轉角-自由度，例如是一種 環(huán)狀滾子軸承。
這樣的具有固定軸承和浮動軸承的著名的車輪導向鉸鏈然而在生 產(chǎn)時，尤其是裝配時很費用。這首先與以下有關聯(lián)這大多設計成鉸鏈 叉的固定的車輪托架按照現(xiàn)有技術必須設計成由兩部分組成，以便借助 于分成兩部分的鉸鏈叉完全可以實現(xiàn)兩個軸承點的裝配，也就是在車輪 托架和轉向節(jié)，以及可擺動的轉向節(jié)之間的固定軸承和浮動軸承。換言 之，固定車輪托架的至少一個叉形端或者鉸鏈叉必須設計成單獨分開 的，可以與車輪托架或鉸鏈叉連接的，用于接納安裝二個轉盤軸承之一 的構件，尤其是可以參見在所列專利文件DE60300085T2中的圖2和4。
按照現(xiàn)有技術這樣來進行轉向節(jié)和鉸鏈叉的裝配，從而使可擺動轉 向節(jié)和固定的鉸鏈叉首先借助于設計成球形鉸鏈的上部固定軸承相互 連接起來。接著將下部浮動軸承安裝在可擺動的轉向節(jié)上。最后在轉向 節(jié)轉入到作成兩個部分的固定的車輪托架里之后將這由車輪托架所形 成的4交鏈叉封閉住，因而這本身可以擺動的單元由可以擺動運動的轉向 節(jié)和固定的車輪托架或鉸鏈叉制成。
這種4安照現(xiàn)有技術必要的由兩部分組成的結構形式然而 一 方面結 構上比較復雜并因此今后的成本比較貴。而且車輪托架的分成兩個部分 的結構形式還增加了構件的數(shù)量并因此加大了在裝配車輪托架、轉向節(jié) 和轉盤軸承時的復雜性。因此違人心愿地提高了車輪懸掛系統(tǒng)的非彈回的質量，這種質量對于行駛性能和懸架的舒適性有決定性作用。
這由現(xiàn)有技術背景已知的松開的或分成兩個部分的車輪托架的另 一個重大不足之處然而在于由于這與必須設計成兩個部分的鉸鏈叉相 連系的大量構件可能出現(xiàn)以下問題，那就是在固定的車輪托架和可擺動 的轉向節(jié)之間的轉盤軸承部位里要保證設計規(guī)定的小的公差。
因為為了使浮動軸承能夠承受這所述的，在運行時出現(xiàn)的偏斜和/ 或軸向移動，必須使這為了無力狀態(tài)而設計的浮動軸承的組成部分的中 間位置在裝配車輪托架時很準確地遵守保持住。然而由于在技術背景 中，尤其是由于鉸鏈叉作成兩個部分，使零件的數(shù)量多，因此使公差產(chǎn) 生了 一種與此有關的不利的鏈接，因此按照技術背景在鉸鏈裝置中浮動 軸承的中間位置往往精度不夠而且在批量生產(chǎn)中其現(xiàn)情況不夠。
當零件的公差位置不利時甚至可以出現(xiàn)以下情況軸向可移動的浮 動軸承在裝配之后就位于其相對于軸向移動所許可的工作范圍的極限 上。這尤其是在行駛時才出現(xiàn)的，由于行駛動力學的作用或者也由于溫 度效應而引起的鉸鏈叉和/或轉向節(jié)的伸長變形那么可以由轉向節(jié)的轉 盤軸承來承受，而不再以浮動軸承的擺動和/或轉向移動的形式來承受。 然而由此可能引起在轉向節(jié)和車輪托架或鉸鏈叉之間的不可控制的夾 緊，這種夾緊那么由于軸承過載可能導致轉向節(jié)的二個轉盤軸承點提前 出現(xiàn)故障。
以這種背景本發(fā)明的任務是提出 一種用于車輪導向系統(tǒng)的鉸鏈裝 置或一種用于這樣的鉸鏈裝置的裝配方法，這樣就可以克服所列的不足 之處。這方法或4交鏈裝置尤其是應該運行可靠和過程可靠以及可再現(xiàn)地 保證浮動軸承精確的中間位置。此外鉸鏈裝置能夠設計成盡可能地質量 輕、體積小和壽命長，而且也可以使生產(chǎn)和裝配盡可能地成本低、速度 快。
此任務通過具有權利要求1的特征的一種用來裝配鉸鏈裝置的方
法，或通過按照權利要求IO所述的一種鉸鏈裝置來解決。 優(yōu)選的實施形式在從屬權利要求中加以說明。
本發(fā)明的方法涉及到用于車輪導向系統(tǒng)的，尤其是用于汽車的 一 種 例如被驅動軸的鉸鏈裝置的裝配。鉸鏈裝置包括有一個可以布置在汽車 軸上或者在彈性支柱上，或與一個車輪懸掛臂裝置可以連接的鉸鏈叉形 裝置(也稱為靜車輪托架)以及一個裝有自身的車輪軸承的和實現(xiàn)轉向功能的轉向節(jié)裝置。靜車輪托架(或鉸鏈叉形裝置)和轉向節(jié)裝置可以 借助于二個軸向對中的軸承支承架可擺動地相互連接起來，其中一個軸
承支承架設計成固定軸承，另 一個軸承架設計成具有軸向的以及附加的 轉角自由度的浮動軸承。浮動軸承包括有一個外圈元件以及一個相對于 外圈元件可以旋轉的并且至少略微軸向可以移動以及可以擺動的內圏 元件。鉸鏈裝置的轉向節(jié)裝置具有一個軸承支承部位，在這部位上可以 安裝浮動軸承的外圈元件。
這些所應用的概念"外圈元件"和"內圏元件"不應只是包括了例 如滾動軸承的環(huán)狀軸承零件，而是也應該一起包括例如球形鉸鏈的在功 能上分別對應于滾動軸承的軸承圏的零件。
按照本發(fā)明的方法有以下方法步驟
第一步a)首先進行固定軸承的預裝配，也就是說將固定軸承的組 成部分預裝在轉向節(jié)裝置上和/或鉸鏈叉形裝置上。
步驟a)和b)的次序對本發(fā)明來說并不重要，大致同時地在另一 個步驟b)里將浮動軸承壓裝在轉向節(jié)裝置的軸承支承部位里，從而既 使浮動軸承的外圏元件又使內圈元件都貼靠在一個分別在壓入方向上 的終端擋塊上。
換言之，這意味著無論是浮動軸承的外圈元件還是內圈元件，也 就是說例如一種環(huán)狀滾子軸承的軸承外圏以及軸承內圈(但或者是一種 具有附加的軸向自由度的球形鉸鏈的鉸鏈外殼以及在其中軸向可移動 的軸瓦)，兩者在軸向方向上在轉向節(jié)裝置的軸承支承部位的各擋塊上 占有 一個精確規(guī)定好的位置。通過外圈元件和內圈元件的這種精確規(guī)定
的位置(這種位置對應于外圈元件和內圈元件的一種在軸承軸向方向上 偏心的相對定位)，因此就轉向節(jié)裝置的尺寸大小而言建立了外圏元件 的以及內圏元件的一個精確的初始位置，這對于以后進行的，外圈元件
和內圈元件在浮動軸7f義的中間位置上的，準確而可以再現(xiàn)的相對定位來
說是先決條件。不必一定要使浮動軸承的內圈元件在壓入浮動軸承時也 貼靠在轉向節(jié)裝置的軸承支承部位里的它的終端擋塊上。然而當內圈元 件在方法步驟e )里與鉸鏈叉形裝置的浮動軸承側的叉形端部相連接時， 浮動軸承的內圈元件貼靠在這終端擋塊上最遲必需要保證。
隨后在另一個方法步驟c)里將轉向節(jié)裝置連同壓入在里面的浮動 軸承預裝在鉸鏈叉形裝置里。這種預裝配是借助固定軸承與鉸鏈叉形裝置和/或與轉向節(jié)裝置至少部分地還沒有緊固或者還松動的連接而進行， 因此鉸鏈叉形裝置和轉向節(jié)裝置(只是借助于固定軸承)松動可活動地 相互連接起來。在鉸鏈叉形裝置和固定軸承之間，或在固定軸承和轉向 節(jié)裝置之間保持或敞開著 一個設于固定軸承部位里的安裝間隙，因而為 接納安設一個定距輔助元件準備提供了安裝間隙。
安裝間隙或者可以布置在鉸鏈叉形裝置和固定軸承之間的鉸鏈叉 形裝置的范圍里，或者布置在轉向節(jié)裝置的范圍里，在固定軸承和轉向 節(jié)裝置之間。
接著在另一個方法步驟d)里將一個定距輔助元件布置在這安裝間 隙里并使這固定軸承與叉形端或轉向節(jié)裝置之間的以前還松動的連接 暫時固定住。定距輔助元件用于在轉向節(jié)裝置和鉸鏈叉形裝置之間暫時 規(guī)定一個精確確定的，附加的軸向距離，其中這樣規(guī)定的，附加的軸向 距離被用來以后使外圈元件和內圈元件在它們的中間位置上精確地相 對定位。輔助元件的有效厚度精確地相應于浮動軸承的內圈元件在其偏 心的裝配位置和其工作位置之間在內圈元件和外圏元件的中間位置上 的軸向移動4亍禾呈。
換言之，這意味著在轉向節(jié)裝置的軸承支承部位上外圈元件和內 圈元件的各自終端擋塊的軸承軸向距離同樣也準確地相應當于定距輔 助元件的有效厚度。
內圈元件的裝配位置對應于內圏元件在裝配時在其靠在轉向節(jié)裝 置中的軸承支承部位的終端擋塊上時所占有的位置，而內圈元件的工作 位置則對應于在鉸鏈裝置工作運行時內圏元件在外圈元件里的中間位 置。
然后在另一個步驟中e)在鉸鏈叉形裝置的浮動軸承側叉形端和浮 動軸承的內圈元件之間建立一種固定連接。建立這種連接首先是在內圈 元件和外圏元件的偏心的相對位置沒有任何變化或者說保持或重復建 立了內圈元件在其在軸承支承部位里的終端擋塊上的接觸的情況下進行。
這意味著浮動軸承的內圈元件一如既往地位于其在轉向節(jié)裝置的 軸承支承部位的終端擋塊上的偏心止擋位置上，或者說內圈元件的這個 止擋位置在建立浮動軸承側叉形端和內環(huán)元件之間連接的范圍內建立 或重建起來，如果內圈元件在這時刻還沒有或者不再貼靠在轉向節(jié)裝置的軸承支承部位里的其偏心止擋位置里的話。
在這個方法步驟的范圍里每個在公差鏈即"固定軸承側的叉形端— 固定軸承—可擺動的轉向節(jié)—浮動軸承—浮動軸承側叉形端"中也許存 在的或者甚至于加上的尺寸公差(該公差在按照背景技術的一種裝配方 法中會影響到保持浮動軸承的規(guī)定的中間位置)在此處則通過以下方法 精確和完全地一皮平衡或中立化在內圈元件和浮動軸承側的叉形端之間 總是精確地建立起連接，同時保持在浮動軸承側的叉形端和內圈元件之 間的取決于公差的各不同的距離。
置和鉸鏈叉形裝置之間的定距輔助元件移去:并在另一個步驟g;中進
行固定軸承的最終裝配。
固定軸承的最終裝配例如按以下形式進行將以前還沒有固定擰緊
的或為了除去定距輔助元件而松動的固定軸承的螺紋連接在其于鉸鏈 叉形裝置上或在轉向節(jié)裝置上的承接座里擰緊。通過固定軸承的螺紋連 接的這種擰緊然而同時實現(xiàn)在鉸鏈叉形裝置和轉向節(jié)裝置之間的相對 運動，其大小為以前移去的，定距輔助元件的有效厚度，準確地一直到 固定軸承、鉸鏈叉形裝置和轉向節(jié)裝置達到其通過然后最終裝配的固定 軸承精確^見定的軸向相對位置為止。
在這種(在取走定距輔助元件之后)達到的，鉸鏈叉形裝置和轉向 節(jié)裝置的最終的軸向相對位置上然而固定軸承的內環(huán)元件也自動地并 且總是精確地占據(jù)其在外圈里規(guī)定的中間位置或工作位置，因為被去除 的定距輔助元件的有效厚度是這樣來選擇的，從而它準確地與在轉向節(jié) 裝置的軸承支承部位里用于的軸承外圈和軸承內圈的二個終端擋塊的 軸承軸向距離相一致。
按照本發(fā)明的裝配方法換言之首先允許將可擺動的轉向節(jié)裝在固 定的車輪托架鉸鏈叉里，即使是以一種固定軸承/浮動軸承組合形式，如 果鉸鏈叉作成基本上是一體的并且尤其是不可分開的話。同時通過這按
照本發(fā)明的裝配方法可重現(xiàn)和精地確保了浮動軸承的內圈元件和外圈 元件在裝配之后總是占有對于鉸鏈裝置的持久和可靠運行來說必需要 的準確的中間^立置。
多虧了采用本發(fā)明設計成基本為 一體和不可分的固定車輪托架的 鉸鏈叉部首先使非彈動的質量顯著地減少，這有利地支持了行駛安全性和行駛舒適性。此外相對于4交4連叉的以前所必需的分成兩個部分的結構 形式來說使必需的，正好在車輪懸掛系統(tǒng)的部位里特別緊的結構空間減 小，并且使鉸鏈裝置的組成部分的工序可靠的安裝更加容易并得以加
速。、，、 、、壯.、、、、 ，、 、、 、，、 ，
所提出的任務所追求的產(chǎn)品本身的改善，而且也用于減少在加工和裝配 此類的鉸鏈裝置時的廢品率，并且尤其是使生產(chǎn)成本大幅度降低，也改 進了此類的鉸鏈裝置的裝配自動能力。
本發(fā)明首先與以下獨立無關地得以實現(xiàn)，如何在方法步驟e)中建 立起在浮動軸承側的叉形端和內圏元件之間的連接。這里原則上基本可 以考慮和使用所有的連接方法，它們在保持內圈元件和轉向節(jié)的相位位 置或者說內圏元件和外圈元件的相對位置的情況下允許在內圈元件和 叉形端之間建立起可靠而固定的連接。
按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施形式然而在方法步驟e)中借助于一 個栓裝置通過在浮動軸承側叉形端里的空隙引入內圈元件里來實現(xiàn)在 浮動軸承側的叉形端和浮動軸承的內圈元件之間的連接。
這配屬于內圈元件的栓裝置的端部與內圏元件固定連接，而配屬于 叉形端的栓裝置端部與叉形端固定連接。換言之，按此方式在浮動軸承 側的叉形端和浮動軸承的內圈元件之間建立一種固定連接，其中保持著 在軸 K軸向方向上在內圈元件和叉形端之間的以前借助定3巨輔助元件 而建立起來的相對位置。
按照本發(fā)明的優(yōu)選的實施形式在栓裝置和內圈元件之間建立起連 接，和/或在栓裝置和叉形端之間建立起連接，其形式為壓配合、螺紋連 接，或者是借助于材料連接，例如象通過釬焊、焊接或粘結。在栓裝置 和內圈元件之間以及在栓裝置和叉形端之間分別借助于壓配合的連接 可以特別方便、快速和成本有利地建立起來，由于栓裝置在這種情況下 可以對著轉向節(jié)裝置的軸承支承部位里的內圈元件的擋塊而壓入到內 圈元件里，也是特別有利的，但不會有以下危險內圈元件相對于轉向 節(jié)裝置的位置在壓入發(fā)生改變。
本發(fā)明也與以下獨立無關地得以實現(xiàn)固定軸承和/或浮動軸承結構 如何以及如何連系在轉向節(jié)或靜車輪托架上，只要通過固定軸承保證了 承受軸向載荷并通過浮動軸承保證了長度差和偏心的必需的平衡補償。按照本發(fā)明的優(yōu)選實施形式然而這固定軸承就是一種球形鉸鏈，而 浮動軸承是一個具有附加的軸向自由度的滑動軸承或環(huán)狀滾子軸承。用 球形鉸鏈作為固定軸承的實施形式是得到驗證的、結實堅固而又成本有 利的。球形鉸鏈允許轉向節(jié)相對于鉸鏈叉形裝置或相對于靜車輪托架有 必要的擺動運動，可以承受高的軸向負載，并且還允許例如由于轉向節(jié) 和/或鉸鏈叉的彈性彎曲而引起的無損害的角度偏差。因為球形鉸鏈作為 固定軸承不必接受軸向偏移，因此可以設計成節(jié)省空間和堅固結實以及 間隙小和具有高的承載能力。
作為浮動軸承例如可以考慮一種本身就已知的滑動軸承，它具有附 加的自由度，或者說尤其是一種環(huán)狀滾子軸承，其中浮動軸承分別以所 述的，按照本發(fā)明的方式布置在轉向節(jié)裝置的軸承支承部位里并且首先 偏心地對準以及接著按照規(guī)定調整設定其中間位置而被裝配在鉸鏈裝 置里。
環(huán)狀滾子軸承具有在滾動軸承領域內突出的性能由于內圏、外圏 和滾動體的相應自動的相對對準既可以承受軸向偏移也可承受角度偏 差位置。既不會出現(xiàn)在通常的浮動軸承中所已知的摩擦力又不會在軸向 移動有爬行效應，它們都可能導致不受人歡迎的振動或導致滾動表面的 負載。環(huán)形滾子軸承的軸承構件的所述的平衡運動也并不與不均勻的表 面壓力或者與在滾動體部位里出現(xiàn)有害的邊緣壓力相連系。
環(huán)形滾子軸承由于在環(huán)形凹下結構的軸承圈和球形的滾動體之間 總是均勻的線接觸也具有特別高的承載能力。此外環(huán)形滾子軸承由于其 特別的幾何形狀與角度偏差位置無關并與所承受的軸向偏移無關地總 是差不多是無夾緊的和無間隙的，這在此處又是有利于輪的平穩(wěn)運轉和 轉向的靈敏性和無反作用。
使用環(huán)狀滾子軸承作為在一個車輪導向鉸鏈里的浮動軸承的一個 重大優(yōu)點因此在于在車輪導向鉸鏈部位里，例如由于公差或者由于取 決于力的變形在汽車運行時產(chǎn)生的整個的角度偏差位置和軸向偏移可 以在一個唯一的軸承表面裝置的范圍里被承受。
按照本發(fā)明的方法也與以下無關地得以實現(xiàn)按什么方式從結構上 實現(xiàn)裝配間隙用于在固定軸承側的叉形端和轉向節(jié)裝置之間產(chǎn)生附加 的間距，只要這定距輔助元件可以簡單地布置在裝配間隙里的話。
按照本發(fā)明的方法的 一種優(yōu)選實施形式，鉸鏈裝置然而在固定軸承和固定軸承側的叉形端之間或者說在固定軸承和轉向節(jié)裝置之間連接 的部位里具有 一個軸^C軸向可以移動的裝配套，其中因此而可以變^f匕的 裝配間隙布置在裝配套和固定軸承側的叉形端之間，或者說在裝配套和 轉向節(jié)裝置之間。按此方式可以(借助于將定距輔助元件設置在這通過 裝配套的移動而形成的裝配間隙中)使叉形端和轉向節(jié)裝置之間的附加 間隙在方法步驟d)里簡單地以及具有特別好的可再現(xiàn)性地產(chǎn)生或調整 設定。
本發(fā)明還涉及一種用于車輪導向系統(tǒng)，尤其是用于汽車的 一 個例如 被驅動軸的鉸鏈裝置。鉸鏈裝置已知包括有一個可以布置在一個汽車軸 上或在一個車輪托架上的鉸鏈叉形裝置(也稱為靜車輪托架)，以及一 個裝有輪軸承的轉向節(jié)裝置。鉸鏈叉形裝置和轉向節(jié)裝置借助于二個軸 向對中的軸承支承架可擺動地相互連接起來， 一個軸承支承架作為固定 軸承，另一個軸承支承架作為浮動軸承設計，浮動軸承具有軸向的以及 具有附加的擺動角自由度。
按照本發(fā)明然而鉸鏈裝置的特征在于，鉸鏈叉形裝置和轉向節(jié)裝置 分別設計成基本是不分開的或是一體的，其中浮動軸承的外圈元件布置 在轉向節(jié)裝置的一個凹下的軸承支承部位里，而浮動軸承的內圈元件與 鉸鏈叉形裝置的浮動軸承側的叉形端相連接。在固定軸承的部位里(在 固定軸承側的叉形端和固定軸承之間或者說在固定軸承和轉向節(jié)裝置 之間)設有一個裝配空隙或者說裝配間隙，其寬度是可以變化的，它用 于暫時接納定距輔助元件用于在固定軸承側的叉形端和轉向節(jié)裝置之 間產(chǎn)生一個固定的，附加的間另巨。
由于固定車輪托架的用此本發(fā)明可以設計成的基本不分開和成一 體的鉸鏈叉首先就可以減少所需零件的數(shù)量以及非彈性的質量，這改善 了行駛安全性和行駛舒適性。此外可以相比于按照背景技術以前一直必 需的分成兩個部分鉸鏈叉的結構形式減小這由鉸鏈裝置所需要的，正是 在車輪懸掛系統(tǒng)部位里特別緊的結構空間，而且可以簡化和加速鉸鏈裝 置零件的裝配?？傊虼擞捎诒景l(fā)明可以大大降低生產(chǎn)成本，同時又改 善了產(chǎn)品質量。
本發(fā)明可以與下無關地得以實現(xiàn)固定軸承和/或浮動軸承的結構事
實上設計成如何和如何布置在轉向節(jié)上或在靜車輪托架上，只要軸向載 荷可以由固定軸承承受，和只要保證了在浮動軸承里的偏心和長度差的必需要的平衡的話。
然而優(yōu)選地借助于 一個布置在4交鏈叉形裝置的浮動軸承側的叉形 端上的栓裝置，例如借助于在栓裝置和內圈元件之間和/或在栓裝置和叉 形端之間的壓配合進4亍在浮動軸承的內圈元件和浮動軸承側的叉形端 之間的連接。在內圈元件和叉形端之間以及在栓裝置和叉形端之間的借 助于栓裝置和壓配合的連接可以特別簡單和成本有利地建立起來，而且 此外就確保在壓入栓裝置時內圈元件相對于轉向節(jié)裝置的固定位置來 說是特別有利的。
按照本發(fā)明的另 一種優(yōu)選的實施形式固定軸承設計成球形鉸鏈，浮 動軸承設計成具有附帶的軸向自由度的滑動軸承或設計成環(huán)形滾子軸 承。用球形鉸鏈作為固定軸承的實施形式是牢固結實的，成本有利的， 其中球形鉸鏈允許轉向節(jié)相對于鉸鏈叉形裝置或相對于靜車輪托架有 必要的擺動運動，可以承受高的軸向載荷，而且可以沒有問題地承受角
度偏差，這種偏差是由于轉向節(jié)和/或鉸鏈叉的彈性變曲而產(chǎn)生的。
作為浮動軸承可以考慮用一種滑動軸承，它具有附加的軸向自由 度，或者說考慮用具有已述優(yōu)點的環(huán)形滾子軸承。浮動軸承尤其是可以 分別通過應用按照本發(fā)明的裝配方法在按照規(guī)定可以在生產(chǎn)中沒有問 題地再現(xiàn)地調整設定其中間位置的情況下裝配在靜車輪托架和可擺動 的轉向節(jié)之間。
按照本發(fā)明的另外一種優(yōu)選實施形式，鉸鏈裝置具有一個布置在固 定軸承和固定軸承側的叉形端之間或在固定軸承和轉向節(jié)裝置之間的 軸承軸向可移動的裝配套。裝配空隙或裝配間隙用于暫時地接納定距輔 助元件，它設置在裝配套和固定軸承側的叉形端之間或在裝配套和轉向 節(jié)裝置之間。
由于這可由裝配套的軸承軸向的移動而構成的或者說寬度可以變 化的裝配間隙可以簡單以及特別良好的可再現(xiàn)地在叉形端和轉向節(jié)裝 置之間產(chǎn)生對于設定浮動軸承的內圏元件的中間位所必要的附加間距。
以下只要根據(jù) 一 個實施例所示的附圖對本發(fā)明進行詳細的說明。所
示為


圖1: 一種按照本發(fā)明的鉸鏈裝置連同定距輔助元件在一個裝配中 間位置上時的局部剖側簡圖2:定距輔助元件的俯4見圖；和圖3:圖1所示鉸鏈裝置在裝配完成狀態(tài)下的對應于圖1的視圖。
圖1表示了 一個鉸接的汽車軸的 一種按照本發(fā)明的鉸鏈裝置的 一個 實施形式的沿著所屬汽車的行駛方向上看的簡圖。所見的裝置由一個配
屬于靜車輪托架的鉸鏈叉l和一個轉向節(jié)2組成。鉸鏈叉1在圖的左邊 例如與一個未示出的彈性支柱，或者與一個軸轉向裝置連接，而轉向節(jié) 2在圖右邊在由3表示的穿孔里可以接納安放這同樣也未示出的，轉向 輪的軸承。
鉸鏈叉1和轉向節(jié)2具有二個共同的軸承支承架4和5,其中一個 支承架設計成具有密封膜盒6的球形鉸鏈4，另 一個軸承支承架5則配 有滾動軸承。轉向節(jié)2因此可以相對于彈動的，但不可轉向的鉸鏈叉l 圍繞這通過共同的軸承支承架4和5形成的轉向軸線7擺動。
滾動軸承5設計成環(huán)形滾子軸承，這種軸承正如開頭所述的那樣， 即容忍在其外圈8和其內圈9之間有一定的角度偏移，也可以實際上無 反作用力地經(jīng)受內圈9相對于外圏8的軸向移動。
開始裝配在所示鉸鏈裝置時首先將構成浮動軸承的，具有其軸承外 圈8的環(huán)形滾子軸承5在轉向節(jié)2的底側壓入在罐狀凹座10里，其中 軸承外圈8在軸承軸向方向上精確規(guī)定地位靠在轉向節(jié)2的罐狀凹座10 里的一個環(huán)形圍繞的軸環(huán)11上。
鉸鏈叉1或靜車輪托架1的在圖中上部的叉形端12的部位里，鉸 鏈裝置具有一個在圖1中借助球軸頸13以及借助密封膜盒6可見到的 球形鉸鏈4。
球形鉸鏈4形成了固定軸承并因此還可以用于承受在軸承軸向方向 7上基本垂直作用的力。球形鉸鏈4具有一個借助于壓配合固定在轉向 節(jié)2的一個空隙里的，為了一目了然起見未表示出的鉸鏈外殼。
在安裝時將浮動軸承5以其軸承外圏8在轉向節(jié)2的圖示下側壓入 到罐狀凹座10中之后，將球形鉸鏈4的球軸頸13通過其錐形柄，通過 一個與之對應地同樣也是錐形的內裝配套14,以及通過螺栓連接裝置 15與靜車輪托架1的位于圖中上部的叉形端12相連接。為了在球軸頸 13和裝配套14之間實現(xiàn)一種在軸承軸向7精確身見定的接觸，球軸頸13 的錐形柄具有一個環(huán)繞的臺階16,這臺階靠在裝配套14的圖示的下部 的端面上。
對于17來i兌，還在固定軸承側的，上部叉形端12的下端面和裝配套19的軸環(huán)之間設有裝配間隙17用于接收一個定距輔助元件18。在圖 1中可見，定距輔助元件18的叉形結構形狀由圖2所示的俯圖可見，它 在裝配球形鉸鏈4時已經(jīng)布置在裝配套14的軸環(huán)和固定軸承側叉形端 12的下邊緣之間。由于因此布置在裝配套14的軸環(huán)和叉形端12的下端 面之間的裝配間隙17里的定距輔助元件18,使得在將球軸頸13裝配于 上部叉形端12上時還達不到球軸頸13的，和因此也是整個球形4交鏈4 的以及轉向節(jié)2的最終裝配位置。而是在用安裝的定距輔助元件18所 達到的，臨時的裝配位置和轉向節(jié)2的最終裝配位置之間在軸承軸向方 向7上保留一個確定的附加的，直線間距，這個間距精確地對應于定距 輔助元件18的厚度。
在鉸鏈裝置的固定軸承，也就是球形鉸鏈4，按此方式包括了定距 輔助元件18暫時地與上部叉形端12連接之后，在浮動軸承5范圍里在 下部叉形端19上將一個臺階狀銷軸20壓入到下部叉形端19的對應空 隙里，也壓入到浮動軸承5的軸承內圏9里。臺階狀銷軸20借助于相 應選擇的配合既與軸承內圈9也與靜車輪托架1的叉形端19里的穿孔 形成一種壓配合。
最遲在臺階狀銷軸20的這種壓入過程的瞬間浮動軸承5的軸承內 圈9然而占有了這圖1所示的相對于浮動軸承5的軸承外圈8在軸承軸 向向著圖中上面移動精確規(guī)定尺寸的位置。在規(guī)定了軸承內圈9位置的 轉向節(jié)2里的罐狀凹座10的底部深度和貼靠有軸承外圈8的環(huán)形環(huán)繞 的軸環(huán)11的深度之間的差，就是軸承內圈9在壓入臺階銷軸20時相對 于軸承外圈8在軸承軸向移動的那個尺寸，準確地相當于定距輔助元件 18的厚度。
換言之然而這意味著浮動軸承5的軸承內圈元件9和軸承外圏元 件8也在將臺階銷軸20壓入之后總是精確地在軸承軸向7上具有同一 個間距，也就是說與存在于以下公差鏈里的各個公差無關
"固定軸承側的叉形端12—固定軸承4—轉向節(jié)2—浮動軸承5— 浮動軸承側的叉形端19",或者在那里甚至相加起來。
這些公差，或者說它們的和確切地說在壓入臺階銷軸20時自動和 精確地如下來平tf補償臺階銷軸20與零件公差有關地自動地分別與 之對應地較深地或不太深地進入浮動軸承5的軸承內圈9里。臺階銷軸 20總是通過如下途徑達到其相對于下叉形端19的軸承軸向終端位置臺階銷軸的頭部貼靠在形狀對應的環(huán)繞的軸環(huán)上，這軸環(huán)是在下叉形端 19的穿孔里加工出的。
在按此方式浮動軸承5無論是相對于轉向節(jié)2,還是相對于下叉開
端19都已達到其最終裝配位置之后，臨時地松開在上部叉形端12部位 里的螺栓連接15,將定距輔助元件18從裝配套14和上叉形端12的下 端面之間的裝配間隙17里取出。接著又將上部叉形端12和球軸頸13 之間的螺栓連接15擰緊。這樣達到的鉸鏈裝置的所有零件的最終的相 對位置可由圖3中見到。
然而按此方式已經(jīng)使整個由固定軸承或球形4交鏈4，轉向節(jié)2以及 浮動軸承5的軸承外圈8組成的單元向圖上方精確地移動了如下尺寸， 該尺寸既相當于除去的定距輔助元件18的厚度也相當于這與這厚度相 一致的，用于軸承內圈9和軸承外圈8的在罐狀凹座10里的止擋深度 10和11之間的差。然而這意味著浮動軸承5在取出定距輔助元件18 之后以及在上部叉形端12和球軸頸13之間的螺栓連接15檸緊之后總 是精確地位于其規(guī)定的中立位置上，完全與這些在單個構件上，例如象 鉸鏈叉l、轉向節(jié)2、球形鉸鏈4、階梯銷軸20等等中存在的以及在一 定條件下加到公差鏈上的公差無關。
因此確保了 浮動軸承5在鉸鏈裝置完全裝配之后在鉸鏈裝置的無 力狀態(tài)下總是位于其按圖3所示的中立位置上。
這對于以下情況是決定性先決條件在行駛時由于行駛動力學的作
形，例如象偏斜或軸向移動都可以無損害地由浮動軸承5來承受，而不 會？I起在軸承點4和5里不許可的夾緊。
作為結果因此是明顯的由于本發(fā)明提出了一種用于車輪懸掛系
鉸鏈裝置，在這方法或裝置中運行可靠而且過程可靠地保證了浮動軸承 的精確的中間位置以及可以再現(xiàn)地保證了在生產(chǎn)中的穩(wěn)定。鉸鏈裝置因 此還可以作得特別緊湊、輕巧而且節(jié)省地方。最后，按照本發(fā)明的裝配 方法以及按照本發(fā)明的鉸鏈裝置使用在汽車中可以預期有更長的使用 壽命、更少的維護需求以及更好的舒適性能。盡管通過本發(fā)明可以使產(chǎn) 品或部件得到改進，但同時也可以實現(xiàn)在設計、裝配和運行車輪懸掛、 系統(tǒng)和車軸系統(tǒng)的成本節(jié)省。本發(fā)明因此在車輪懸掛系統(tǒng)和軸系統(tǒng)范圍里，尤其是關于運行安全 可靠性、成本效率、少維護性和行駛舒適性方面作出了基本的貢獻。附圖標記表
1鉸鏈叉，靜車輪托架 2轉向節(jié) 3 4侖軸7f、座
4固定軸承、球形4交鏈 5浮動軸承，滾動軸承 6密封膜盒 7轉向軸線 8軸承外圈 9軸承內圏
10軸承支承部位，罐狀凹座
11環(huán)繞的軸環(huán)
12叉形端
13球軸頸
14裝配套
15螺栓連接
16環(huán)繞的臺階
17裝配間隙
18定距輔助元件
19叉形端
20臺階銷軸
權利要求
1.車輪導向鉸鏈裝置的裝配方法，尤其是用于汽車的被驅動的軸，該鉸鏈裝置包括有可以布置在汽車軸上的，或可以與軸轉向裝置連接的鉸鏈叉形裝置(1)和裝有輪軸承(3)的轉向節(jié)裝置(2)，其中鉸鏈叉形裝置(1)和轉向節(jié)裝置(2)借助于兩個軸向對準的軸承支承架(4，5)可以可擺動地相互連接起來，而且其中一個軸承支承架設計成固定軸承(4)，另一個軸承支承架設計成具有外圈元件(8)以及內圈元件(9)的浮動軸承(5)，浮動軸承具有軸向的以及附加的擺角自由度，該轉向節(jié)裝置(2)具有軸承支承部位(10，11)，在該軸承支承部位里可以接納浮動軸承(5)的外圈元件(8)，該方法包括有以下方法步驟a)預裝配固定軸承(4)和b)將浮動軸承(5)壓入轉向節(jié)裝置(2)的軸承支承部位里，從而使浮動軸承(5)的外圈元件(8)以及內圈元件(9)分別貼靠在在壓入方向上存在的軸承軸向的終端擋塊(10，11)上；c)借助固定軸承(4)與鉸鏈叉形裝置(1)和/或轉向節(jié)裝置(2)的至少部分還是松動的連接，預安裝鉸鏈叉形裝置(1)與轉向節(jié)裝置(2)，并保持在固定軸承(4)范圍里的裝配間隙(17)；d)將定距的輔助元件(18)布置在裝配間隙(17)里并因此在固定軸承側的叉形端(12)和轉向節(jié)裝置(2)之間產(chǎn)生規(guī)定的附加的間距，其中輔助元件(18)的有效厚度相應于浮動軸承內圈元件(9)在其于轉向節(jié)裝置(2)中的軸承支承部位的終端擋塊(10)上的接觸處和內圈元件(9)在外圈元件(8)中的中間位置之間的軸向移動行程；e)在鉸鏈叉形裝置(1)的浮動軸承側的叉形端(19)和浮動軸承(5)的內圈元件(9)之間建立起固定的連接，同時使內圈元件(9)貼靠在其在轉向節(jié)裝置(2)的軸承支承部位里的終端擋塊(10)上；f)移去在轉向節(jié)裝置(2)和鉸鏈叉形裝置(1)之間的定距的輔助元件(18)；g)完成固定軸承(4)的最終裝配。
2. 按權利要求1所述的裝配方法，其特征在于，在方法步驟e)里 借助于將栓裝置(20)導引通過叉形端(19)里的凹部以及內圈元件(9) 里而在浮動軸承側的叉形端(19)和內圈元件(9)之間建立起連接，其中配屬于內圈元件(9)的栓裝置(20)的端部固定地與內圈元件(9) 相連接，而配屬于叉形端(19)的栓裝置(20)端部則固定地與叉形端 (19)相連。
3. 按權利要求2所述的裝配方法，其特征在于，在栓裝置(20)和 內圈元件(9)之間或在栓裝置(20)和叉形端(19)之間建立起壓配 合形式的連接。
4. 按權利要求2所述的裝配方法，其特征在于，在栓裝置(20)和 內圈元件(9)之間或在栓裝置(20)和叉形端(19)之間借助于螺紋 連接建立起連接。
5. 按權利要求2所述的裝配方法，其特征在于，在栓裝置(20)和 內圈元件(9)之間或在栓裝置(20)和叉形端(19)之間借助于材料 連結建立起連接。
6. 按權利要求1至5中之一所述的裝配方法，其特征在于，所述固 定軸承(4)是球形鉸鏈。
7. 按權利要求1至6中之一所述的裝配方法，其特征在于，所述浮 動軸承(5 )是具有附加的軸向自由度的滑動軸承。
8. 按權利要求1至6中之一所述的裝配方法，其特征在于，所述浮 動軸承(5)是環(huán)形滾子軸承。
9. 按權利要求1至8中之一所述的裝配方法，其特征在于，在固定 軸承(4)和固定軸承側的叉形端(12)之間，或在固定軸承(4)和轉 向節(jié)裝置(2)之間借助于軸承軸向可移動的裝配套(14)實現(xiàn)連接， 其中可以變化的裝配間隙(17)布置在裝配套(14)和固定軸承側的叉 形端(12)之間，或在裝配套(14)和轉向節(jié)裝置(2)之間。
10. 車輪導向鉸鏈裝置，尤其用于汽車的被驅動的軸，該鉸鏈裝置 包括有可以布置在汽車軸上或在車輪托架上的鉸鏈叉形裝置(1)和裝 有輪軸承(3)的轉向節(jié)裝置(2),其中鉸鏈叉形裝置(1)和轉向節(jié) 裝置(2)借助于兩個軸向對準的軸承支承架(4, 5)可擺動地相互連 接起來，而且其中一個軸承支承架設計成固定軸承(4),而另一個軸 承支承架設計成具有外圈元件(8)以及內圏元件(9)的、具有軸向以 及附加的擺角自由度的浮動軸承(5 ),其特征在于，鉸鏈叉形裝置(1 ) 和轉向節(jié)裝置(2)分別設計成基本為整體的，其中浮動軸承(5)的外 圈元件(8)布置在轉向節(jié)裝置(2)的凹下的軸承支承部位(10, 11)里而且浮動軸承(5)的內圈元件(9)與鉸鏈叉形裝置(1)的浮動軸 承側的叉形端(19)相連接；而且在固定軸承(4)的部位里設有裝配 空隙或裝配間隙(17),其寬度可以變化用于臨時地接納定距的輔助元 件(18)用于在固定軸承側的叉形端(12)和轉向節(jié)裝置(2)之間產(chǎn) 生規(guī)定的附加的間距。
11. 按權利要求10所述的鉸鏈裝置，其特征在于，所述浮動軸承(5) 的內圈元件(9)布置在設置于鉸鏈叉形裝置(1)的浮動軸承側的叉形 端(19)上的栓裝置(20)上。
12. 按權利要求10或11所述的鉸鏈裝置，其特征在于，所述固定 軸承(4)是球形鉸鏈。
13. 按權利要求10至12中之一所述的鉸鏈裝置，其特征在于，所 述浮動軸承(5 )是具有附加的軸向自由度的滑動軸承。
14. 按權利要求10至12中之一所述的鉸鏈裝置，其特征在于，所 述浮動軸承(5)是環(huán)形滾子軸承。
15. 按權利要求10至14中之一所述的鉸鏈裝置，其特征在于，在 固定軸承(4)和固定軸承側的叉形端(12)之間，或在固定軸承(4) 和轉向節(jié)裝置(2)之間設有軸承軸向可移動的裝配套(14),其中裝 配空隙或裝配間隙(17)布置在裝配套(14)和固定軸承側的叉形端(12) 之間，或在裝配套(14)和轉向節(jié)裝置(2)之間用于臨時地接納定距 的輔助元件(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及鉸鏈裝置的裝配方法，尤其是用于汽車的被驅動軸，以及還涉及尤其是用于汽車軸的鉸鏈裝置。鉸鏈裝置具有布置在汽車軸部位里的萬向叉形端(1)和裝有車輪軸承(3)的借助于二個軸承支承架(4，5)相對于鉸鏈叉(1)可以擺動的轉向節(jié)(2)。一個軸承支承架設計成固定軸承(5)，另一個軸承支承架設計成具有外圈元件(8)的浮動軸承(5)，其中浮動軸承(5)具有軸向的以及附加的擺動角-自由度。裝配方法以及鉸鏈裝置按照本發(fā)明的特征在于鉸鏈叉(1)和轉向節(jié)(2)由于銷軸裝置(20)和保持距離的安裝輔助元件(18)可以設計成一體。同時總是在裝配時刻可再現(xiàn)地保證了在浮動軸承(5)里的內圈(9)的精確的中間位置。因此在同時提高產(chǎn)品使用壽命和故障安全性的情況下可以減少所需構件的數(shù)量、所需的結構空間、非彈的質量、裝配費用以及制造成本。
文檔編號B62D7/00GK101316750SQ200680044552
公開日2008年12月3日 申請日期2006年11月27日 優(yōu)先權日2005年11月28日
發(fā)明者B·斯帕吉亞里, H·克蘭克, M·格克克, M·米爾 申請人:Zf腓特烈港股份公司