CN101186223A - 减震支柱支座 - Google Patents

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Abstract

用于容纳汽车的减震支柱的上端部的减震支柱支座(1)，包括带有用于铰接减震支柱的上端部的铰接点(M)的减震支柱罩(1.1)；带有可以连接汽车的纵梁(2)的下罩支架(1.2)；和带有可以连接汽车的A柱(3)的上罩支架(1.3)，其中上罩支架(1.3)搭接到铰接点(M)上。

Description

减震支柱支座
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于汽车尤其是轿车的减震支柱支座。
背景技术
汽车的前轮通过减震支柱支撑在汽车上，减震支柱例如可以包括一个或多个机械的、液压的和/或机电的弹簧和/或减震器。为此减震支柱的一个上端部铰接在减震支柱支座的减震支柱罩(Federbeindom)上并且支撑在该铰接点上。
在机械理想化的情况下，铰接点此时包括在减震支柱和减震支柱罩之间的一个在实际中为线形的接触或面接触，其中减震支柱同样固定地或活动地铰接在减震支柱罩上。当例如减震支柱的上端部的一个向上凸出的耳轴插入并且穿过减震支柱罩中的一个通孔和与该减震支柱罩螺栓连接时，铰接点位于通过减震支柱罩的平面的减震支柱轴线的极点上。
由US2005/004237A1已知一种减震支柱支座，其中减震支柱罩通过一个上罩支架，其从侧面在铰接点旁边固定在减震支柱罩上，与汽车的A柱连接。US6209950B1展示了一种类似的减震支柱支座，其中减震支柱罩附加地通过一个下罩支架支撑在汽车的纵梁上。
由于上罩支架从侧面布置在铰接点旁边，由在铰接点上的减震支柱沿着减震支柱纵轴线的方向引入到减震罩中的力此时不利地产生一个扭矩，除了由于该力产生的弯曲力矩外，该扭矩也加载到上罩支架上。
由DE4138195A1同样已知一种减震支柱支座，其中减震支柱罩通过一个下罩支架支撑在纵梁上和通过一个单独的上罩支架与A柱连接。与减震支柱罩连接的单独的上罩支架构造成弓形的挤压件，以便在正面冲撞的情况下受控制地朝着汽车中部方向弯折。由减震支柱引入到减震支柱罩的铰接点中的沿着减震支柱纵向的力在此处同样也在与其从侧面连接的上罩支架中产生一个扭矩。
DE1680014A公开了一种减震支柱支座，其直接地构造在侧面的轮板上。一个单独的加强元件从汽车中部固定在前壁板和减震支柱的上铰接点的区域中并且构造有收缩部，从而它在超过一定的压力时弯折而不会将太大的力作用到前壁板上。因此该加强元件不能够吸收由减震支柱引入到铰接点中的沿着减震支柱轴线方向的力，它主要是用于在汽车纵向和横向上进行加强。
最后由DE2713604A已知一种如权利要求1的前序部分所述的具有减震支柱罩的减震支柱支座，该减震支柱罩通过一个下罩支架与一个纵梁连接和通过一个上罩支架与一个A柱连接。两个罩支架与环形的减震支柱罩从侧面连接在其外周面上并且从该外周面倾斜向下地延伸，从而罩支架在正面冲撞的情况下保持直立而减震支柱罩向上避开。
不利的是，在这种减震支柱支座中，由减震支柱经其铰接点引入到减震支柱罩中的沿着减震支柱轴线方向的力也必须在减震支柱罩和上罩支架之间的连接处作为剪应力传递到上罩支架中，从而减震支柱支撑的强度和刚度都受到该连接处的限制。
发明内容
因此本发明的任务是提供一种减震支柱支座，其中由减震支柱引入的力在汽车中被更好地吸收。
为了解决该任务对权利要求1前序部分所述的减震支柱支座通过其特征部分的特征进行了改进。
按照本发明的减震支柱支座包括带有至少一个用于铰接汽车的减震支柱的上端部的铰接点的减震支柱罩。此时该铰接既可以是固定的，例如通过将一个或多个突起以螺栓连接和/或形状配合地容纳在相应的凹处或开口中，也可以是关节式的，例如通过球窝关节或铰链关节实现。
作为铰接点此时尤其是表示这样的点，在该点处，力沿着减震支柱的纵向从减震支柱的上端部臂引导到减震支柱罩中。一个这样的点例如可以位于减震支柱的上端部的耳轴的中线上或其附近，该耳轴啮合到减震支柱罩中的一个凹处中。尤其是通过减震支柱罩的减震支柱轴线的极点可以形成本发明意义下的铰接点。除了本发明涉及的铰接点以外，减震支柱还可以附加地通过其它固定点固定在减震支柱罩上，通过这些固定点同样将力从减震支柱传递到减震支柱罩上。
减震支柱罩通过下罩支架支撑在汽车的纵梁上，下罩支架与纵梁可以固定地或可松开地连接，例如螺栓连接、铆接、粘接和/和焊接。同样地，下罩支架可以与纵梁或纵梁的一部分构造成一体件。
通过上罩支架可以将减震支柱罩与汽车的A柱连接。为此例如上罩支架的一个远端部，尤其是一个法兰可以与A柱或与包围A柱的板件螺栓连接、铆接、粘接和/和焊接。
按照本发明，现在上罩支架搭接至少一个其中铰接减震支柱的上端部的铰接点，从而作用在该铰接点中的力从下方被引导到上罩支架。
减震支柱首先传递沿着其纵向的力，通过该力前轮支撑在汽车车身结构上。虽然可能附加地出现沿着其它方向的力以及扭矩并且作为横向力、弯曲力矩或扭矩被引导到铰接点和/或通过附加的固定点引导到汽车车身结构中，但是一般情况下它们小于在减震支柱纵向上的主负载。该主负载现在有利地从下方引导到上罩支架，后者为此目的作用在相应的铰接点上。由此在上罩支架中不出现或者只出现很小的特别是会扭曲敞开式的型材的扭矩。
减震支柱的上部分附加地也形状配合地从下方支撑在与其搭接的上罩支架上。由此在其上铰接减震支柱的减震支柱罩和上罩支架之间的过渡部位有利地不承受或者只承受很小的剪力负载。
由此在一般情况下沿着减震支柱的纵轴线方向出现的减震支柱的主负载被特别有利地引导到上罩支架中并且从上罩支架传递到与其连接的A柱。由此整个减震支柱支座，尤其是其上罩支架和上罩支架与A柱的连接部可以更轻地构造，使得汽车总重量下降。附加地或备选地，可以有利地提高减震支柱支座的刚度。
有利的是铰接点位于上罩支架的纵轴线上或其附近，其减小了由在减震支柱的纵向上的力引起的扭矩并且因此同样有利地提高减震支柱支座的刚度。
在本发明的一个优选实施例中，上罩支架基本上沿着最短的路径在铰接点和A柱之间延伸。因此减小了上罩支架中和上罩支架与A柱的连接部中出现的弯曲力矩和扭矩，该弯曲力矩和扭矩由在减震支柱轴线的方向上作用并且被引导到铰接点中的纵向力产生。另一方面，也使得上罩支架的长度最小。由此也可以有利地使其总重量减小。最后，基本上沿着最短的路径延伸的上罩支架也尽可能少地减小供使用的发动机室。
此时最短的路径是指在考虑其余的边缘条件例如要在前厢中包围的组件的情况下得到的那个路径。最短的路径尤其可以是在铰接点和A柱之间的直接的连接。上罩支架在优选的实施例中不必精确地跟随该最短的路径，允许有较小的偏差，该偏差例如是由制造和安装技术上的观点产生的。
优选地，上罩支架在汽车横向上从铰接点向外朝着A柱延伸。这样上罩支架对前厢中供使用的空间的影响很小。如果在正面冲撞情况下减震支柱支座和其与之连接的纵梁一起被沿着汽车纵向向后移动，那么向外移开的上罩支架可以有利地向外断开，从而它不会进入乘客室中。由此提高了乘客安全性。如果最后A柱被置于一个位于前面的前壁板之前，则上罩支架的长度可以有利地通过外移而缩短。
有利地，铰接点基本上布置在罩中点上。由此由减震支柱的上端部引导的沿减震支柱纵向的力被尽可能均匀地引导到减震支柱支座中并且可以均匀地在减震支柱罩中分布。
在本发明的一个优选实施例中，上罩支架包括向上敞开的U形和π形型材，在该型材的位于两个侧壁之间的底部上构造有用于铰接减震支柱的上端部的凹处。这种敞开的型材在较小的重量下提供高的抗弯强度并且由此能够特别合适地将减震支柱纵向上的力，该力作为横向力加载在型材上，继续引导到A柱中。由于上罩支架按照本发明作用在铰接点上并且铰接点处于型材的内部，因此同时不会出现或者只出现很小的扭矩，这种扭矩在其它情况下会很大程度地扭曲这种敞开的型材。特别有利的是铰接点可以布置在型材的剪切中点上或者其附近。
在型材中可以构造加强筋，该加强筋在型材的侧壁之间和/或侧壁与型材的底部之间延伸。由此上罩支架可以在较小的重量下具有高的刚度。
优选地，下罩支架在它面对纵梁的端部上具有用于形状配合地支撑在纵梁上的角形法兰。通过角形法兰此时有利地在两个不同的空间方向上进行支撑并且由此提高了减震支柱支座的强度和刚度。附加地，角形法兰便于减震支柱支座在纵梁上的正确支承定位并且由此简化了它的安装。
在一个优选实施例中，减震支柱罩和上罩支架相互一体地构造。由此取消了减震支柱罩和上罩支架之间的连接部，减震支柱支座可以作为整体件更轻地构造，同时由减震支柱通过减震支柱罩引导到上罩支架中的力沿着减震支柱轴线的方向以有利的力束进行传递，其中该力束有利地不受缺口影响的干扰或者受干扰的程度很小。为此上罩支架在其与A柱背离的端部上直接地过渡到减震支柱罩，上罩支架通过减震支柱罩作用到铰接点上。
出于相同的原因可以附加地或备选地将减震支柱罩也与下罩支架一体地构造，从而减震支柱支座的总重量减小并且由减震支柱罩引导到下罩支架中的力不必通过干扰力束的单独的连接部传递。此外减震支柱罩与上罩支架和/或下罩支架的一体构造可以减小制造费用。
在前述优选实施例中有利的是将减震支柱支座作为铸件尤其是铝铸件制造。作为铸件构造可以以简单的和低成本的方式制造材料均匀的减震支柱支座，其也可以具有倒圆角或自由成形面，其在切削加工或者由板件或类似物组装时是很难制造的。铝，其中也包括铝合金，在具有小的重量下提供了高的强度并且由此有利地加强了减震支柱支座。
下罩支架可以与纵梁或其一部分一体地构造。由此有利地取消了减震支柱装置在纵梁上的单独的连接部，其同时可以减小重量和制造费用，而在另一方面可以特别有利地将力引导到纵梁中。
在一个优选的实施例中，减震支柱支座具有可以与汽车车身结构，尤其是前壁板，导风板和/或横梁连接的、固定在减震支柱罩上的罩支杆。这种罩支杆将已经通过上罩支架连接在A柱上的减震支柱罩附加地连接到汽车车身结构的其它元件上并且由此有利地提高减震支柱支座的总刚度。优选地，罩支杆此时在汽车横向上从向内延伸，从而它与向外延伸的上罩支架一起构成一个双腿结构，其将铰接点固定在汽车车身结构上并且能够将力特别有利地引导到该汽车车身结构中。附加地可以由此预先规定一种偏移运动学机构，在正面冲撞的情况下减震支柱支座与它一起运动。
可以将这种罩支杆可松开地固定到例如螺栓连接到减震支柱罩和汽车车身结构上。这样可以取下罩支杆，以便提供至位于其下面或后面的前厢的部分的通路。同样地，当减震支柱支座由于正面冲撞发生沿汽车纵向的偏移时，这种罩支杆一般在可松开的连接部处例如在螺栓连接处松开，从而可以防止罩支杆挤入到乘客室中而伤害乘客。
具有两个如本发明所述的减震支柱支座的减震支柱支座装置还可以包括一个横支杆，该横支杆将两个减震支柱支座的罩支杆相互连接起来。由此有利地提高了整个前厢的刚度。尤其是通过减震支柱引导的不同的车轮载荷能够通过横支杆部分地平衡，而不使其余的汽车车身结构承受载荷。附加地，横支杆防止了与其连接的罩支杆过深地挤入乘客室中并且由此进一步提高乘客安全性。为此横支杆可以与罩支杆固定连接，例如与罩支杆整体构造或与其焊接。
按照另一个实施例，减震支柱支座在一个内面上在通孔的两侧沿着直径方向相互相对地分别成形有搭板，这些搭板在其之间支承地容纳车轮悬挂装置的导杆。由此以有利的方式将一种减震支柱的支撑和一种导杆的支承集成在一个铸件中。此外在减震支柱支座的一个容纳通孔的支承板上在边缘侧布置一个处于高位的用于发动机的扭矩支柱的支持板，其同样以简单的结构方式将集成在减震支柱支撑的铸件中并且由此不需要在汽车车身结构上提供附加的支撑点和支持点。
附图说明
其它任务、优点和特征由从属权利要求和以下描述的实施例中获得。为此附图中部分示意地示出：
图1是具有两个按照本发明的实施例的减震支柱支座的前厢的一部分的透视图，
图2是图1所示左减震支柱支座的另一个透视图和
图3是减震支柱支座的后视图，其中带有用于导杆支座的搭板和用于扭矩支柱的支持板。
具体实施方式
图1在从斜上方看的透视图中示出了前厢的一部分，包括通过前壁板7在汽车横向相互连接起来的右和左纵梁2，2’。右和左A柱3，3’从两侧支撑在前壁板7上并且与其固定连接。每个A柱此时包括没有示出的汽车内侧板件和与该汽车内侧板件连接的汽车外侧板件。
前厢还包括按照本发明的实施例的右减震支柱支座1和左减震支柱支座1’，后者具有与右减震支柱支座1镜面对称的相同结构。
减震支柱支座1或1’包括用于容纳减震支柱(没有示出)的上部分的减震支柱罩1.1。下罩支架1.2一体地连接到在实施例中基本上为板形的减震支柱罩1.1上，通过下罩支架使减震支柱支座1或1’支撑在纵梁2上。为此它的与减震支柱罩1.1背离的远端部用角形法兰1.6构造，该角形法兰通过两个相互相对倾斜的法兰面支撑在纵梁2或2’上并且与纵梁在上法兰面中螺栓连接。
在实施例的一个没有示出的变型中，下罩支架1.2和纵梁2，2’的前部分同样相互一体地构造。纵梁的前部分大约在前壁板7的高度上与一个后部分连接组成整个纵梁，例如插接、螺栓连接和/或焊接。
上罩支架1.3同样一体地连接到减震支柱罩1.1上。上罩支架1.3此时包括向上敞开的π形型材1.4，其底部和侧壁通过加强筋1.5相互连接。上罩支架1.3在它的与减震支柱罩1.1背离的远端部上具有与π形型材1.4连接的端部法兰1.8，该端部法兰以没有详细示出的方式形状配合地支撑并且连接在A柱3上。
减震支柱罩1.1在其顶盖中具有两个通孔1.9，1.10，其中较大的通孔1.9用于容纳减震支柱(没有示出)的耳轴形的上端部，其与减震支柱支座螺栓连接。较小的通孔1.10可以用于连接底盘悬挂机构的支架或者用于将前厢的电缆引到轮负载上。
π形型材1.4这样地作用在并且包围用于容纳减震支柱的上端部的较大的孔1.9，使得孔1.9也穿过π形型材1.4的在其两个侧壁之间的底部1.7的内部分。在铰接点M上沿着减震支柱的纵向作用的力被引导到减震支柱罩1.1中，该铰接点位于减震支柱轴线通过减震支柱罩1.1或π形型材1.4的底部1.7的通过点上，亦即在孔1.9的中心上。该孔本身基本上布置在板形减震支柱罩1.1的中点上。
减震支柱的上端部由此形状配合地从下方支撑在上罩支架1.3上，尤其是支撑在其π形型材1.4上，上罩支架或π形型材为此从上方作用到铰接点上。引入的力基本上作为弯曲力矩传递到A柱3，3’中，而敞开的π形型材1.4不会承受较大的扭矩和扭曲。筋1.5和底部1.7的突出于侧面的部分还附加地抵制了这种扭曲。由此减震支柱非常稳定地支撑在A柱3，3’上，同时减震支柱支座1，1’具有很小的重量。
尤其是如图1所示的，上罩支架1.3基本上沿着最短的路径从铰接点M向A柱3，3’延伸，在本实施例中是沿着基本上水平的、直的或稍微弯曲的线通过铰接点M和连接到。
由此在上罩支架1.3中作用的和传递到A柱3，3’上的、通过沿着减震支柱的纵向的力引入到上罩支架中的弯曲力矩被减小到最小程度，因为有效的杠杆臂相对于位于更靠上或更靠下的与A柱的连接部位被缩短。同时减震支柱支座能够非常紧凑和轻地构造并且在前厢中只占据很小的空间。
如同样由图1中可以看到的，上罩支架1.3在汽车横向上从铰接点M向外延伸到A柱3，3’。在发生正面碰撞的情况下，减震支柱支座1，1’被在汽车纵向上向后错移。此时上罩支架1.3在朝着汽车外侧的方向上错开而不挤入乘客内室中，从而提高了乘客的安全性。
减震支柱罩1.1，上罩支架1.3和下罩支架1.2一体地构造成铝制铸件。由此产生同样轻的和结实的部件，其需要很少的再加工，例如在角形法兰1.6，端部法兰1.8或孔1.9处。
管形的罩支杆4拧接在前壁板7和右减震支柱支座1的减震支柱罩1.1上并且为此在其端部处被压扁。以相同的方式将另一个罩支杆6拧接在前壁板7和左减震支柱支座1’的减震支柱罩1.1上。两个罩支杆4，6通过横支杆5相互连接，该横支杆焊接在两个罩支杆4，6上。
罩支杆4与上罩支架1.3一起构成一个双腿，通过它使得铰接点M不仅在汽车纵向上而且在汽车横向上支撑在汽车车身结构上。由此实现对沿着减震支柱轴线引入的力的一种非常稳固的和结实的支撑，而同时通过桁架结构使得要在上罩支架1.3或罩支杆4中传递的弯曲力矩减小。上罩支架或罩支杆由此可以分别以最佳的方式承受载荷。
横支杆5附加地提高了前厢在汽车横向上的刚度。同时不同的轮载荷能够在每种情况下部分地通过横支杆5平衡，从而汽车车身结构在整体上承载更加均匀。
在正面碰撞的情况下，当减震支柱支座被暴力移向乘客室方向时，由罩支杆4，6和与它们焊接的横支杆5构成的支杆结构，其本身形成一个紧凑和结实的构件，在螺栓连接处与减震支柱罩松开。由此防止支杆结构进入乘客室和由此伤害乘客。只要该规定断开部不打开并且罩支杆4和/或罩支杆6挤入乘客室，那么此时处于形状配合地支承在前壁板7上的横支杆5就阻止进一步的挤入和由此附加地提高了乘客的安全性。
减震支柱支座1，1’优选由铸件制成，其内部在内面10上分别具有一对搭板11，12和13，14，它们之间容纳地支承车轮悬挂机构的车轮导杆。为此搭板11至14从内面10的平面中突出并且具有指向相同的用于没有示出的轴承螺栓的孔17。此外，在减震支柱支座1，1’的铸件上成形一个处于高位的支持板15，其布置在减震支柱支座的支承板16的边缘侧并且用于连接一个没有示出的扭矩支柱。

Claims (12)

1.用于容纳汽车的减震支柱的上端部的减震支柱支座，包括带有用于铰接减震支柱的上端部的铰接点(M)的减震支柱罩(1.1)；带有可以连接汽车的纵梁(2)的下罩支架(1.2)；和带有可以连接汽车的A柱(3)的上罩支架(1.3)，其特征在于，上罩支架(1.3)从上方搭接到铰接点(M)上并且包括向上敞开的U形和π形型材(1.4)，在该型材的底部上构造有用于铰接减震支柱的上端部的凹处和在U形和π形型材(1.4)中构造有加强筋(1.5)，该加强筋与该型材的底部和/或侧壁连接。
2.如权利要求1所述的减震支柱支座，其特征在于，上罩支架(1.3)基本上沿着最短的路径在铰接点(M)和A柱(3)之间延伸。
3.如前述权利要求中之一所述的减震支柱支座，其特征在于，上罩支架(1.3)在汽车横向上从铰接点(M)向外延伸。
4.如前述权利要求中之一所述的减震支柱支座，其特征在于，铰接点(M)基本上布置在罩中点上。
5.如前述权利要求中之一所述的减震支柱支座，其特征在于，减震支柱罩(1.1)和上罩支架(1.3)和/或下罩支架(1.2)相互一体地构造，尤其是构造成铸件。
6.如前述权利要求中之一所述的减震支柱支座，其特征在于，下罩支架(1.2)在它面对纵梁(2)的端部上具有用于形状配合地支撑在纵梁上的角形法兰(1.6)。
7.如前述权利要求1至5中之一所述的减震支柱支座，其特征在于，下罩支架(1.2)和纵梁(2)相互一体地构造。
8.如前述权利要求中之一所述的减震支柱支座，其特征在于，该减震支柱支座还包括可以与汽车车身结构，尤其是前壁板(7)，导风板和/或横梁连接的、固定在减震支柱罩(1.1)上的罩支杆(4，6)。
9.如权利要求8所述的减震支柱支座，其特征在于，罩支杆(4，6)在汽车横向上从减震支柱罩向内延伸。
10.具有两个如权利要求10至11中之一所述的减震支柱支座的减震支柱支座装置，其特征在于，它还包括一个横支杆(5)，该横支杆将两个减震支柱支座(1)的罩支杆(4，6)相互连接起来。
11.如权利要求1所述的减震支柱支座装置，其特征在于，减震支柱支座(1，1’)在一个内面(10)上在通孔(1.9)的两侧沿着直径方向相互相对地分别成形有搭板(11，12和13，14)，这些搭板在其之间支承地容纳车轮悬挂装置的导杆。
12.如权利要求1所述的减震支柱支座装置，其特征在于，在一个容纳通孔(10)的支承板(16)上在边缘侧布置有一个处于高位的用于发动机的扭矩支柱的支持板(15)。
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