CN102883941B - 商用车底盘 - Google Patents

Abstract

一种商用车底盘，尤其是拖挂式车辆的底盘，沿车辆纵轴（A）分为两个或三个独立的子装配体（17，19，21），每个子装配体在底盘的两个纵向侧分别具有相应的支承组件（31，61，91），每个子装配体的两个支承组件在车辆纵轴上横向地相互分开，并通过连接元件相互连接。每个子装配体的支承组件具有各自的成型钣金件（33,63,93），其在底盘的相应纵向侧形成底盘的侧壁（35,65,95），且所述成型钣金件沿相应的侧壁的高度呈一整片。

Description

商用车底盘

技术领域

本申请涉及商用车底盘，尤其涉及拖挂式车辆的底盘。 

背景技术

商用车底盘可基于连续导向架制造。这种导向架由两个平行延伸的支承件组成，这两个支承件可为C形元件且彼此间通过多个横梁连接。不同的汽车零部件依附于导向架，例如，前轮轴和后轮轴、驾驶总成、驾驶室、传动结构或牵引座连接器、油箱、蓄电池箱以及排气系统。然而，为灵活应用不同车型或行驶系统的底盘类型，需要将结构模块化。

专利申请EP1318064A2公开了一种支承架的模块化设计，该支承架包括前端模块、中间模块和后端模块，每个模块具有两个延伸的支承件。各模块的两个延伸支承件通过上横脊、下横脊及一些网状连接结构组装。但是，这种连接结构会给制造及装配方面带来不期望的额外要求。 

发明内容

本申请的一个目的是提供一种商用车底盘，其沿车辆纵轴具有模块化设计，这种模块化设计能够降低制造和装配的要求且具有高刚度和低重量的特点。

所述底盘沿车辆纵轴分成两个或三个独立的子装配体，每个子装配体在底盘的两个纵向侧各具支承组件，每个子装配体的两个支承组件沿横向于车辆纵轴彼此隔开并通过连接元件彼此相连，每个子装配体的支承组件各自具有成型钣金件，该成型钣金件形成了底盘纵向侧的侧壁，其中，成型钣金件沿相应的侧壁的高度呈一整片。

底盘具有前轴区、后轴区和位于前轴区和后轴区之间的中间区。这些区域分别对应底盘的三个子装配体。但是，对于下文将会描述的仅具有两个子装配体的实施方式，这种对应关系并不是一定的。

底盘的前轴区和后轴区中，构成支承组件的成型钣金件为C形，而底盘的中间区中，构成支承组件的成型钣金件为L形。从而可实现低重量高刚度的底盘。

底盘的所有子装配体具有平坦的侧壁，分别由相应的成型钣金件形成。该成型钣金件在各自的纵向部分沿底盘的高度延伸为一整片，即该成型钣金件沿车辆垂直轴方向无中断地延伸。因此，垂直方向上没有设置将成型钣金件划分为上横脊和下横脊。每个子装配体具有这种呈一整体的侧壁，即沿底盘的整个高度设置侧壁。据此，各侧壁基本沿车辆纵轴和垂直方向（即沿车辆垂直轴）延伸。在组装底盘时，底盘的两个纵向侧上的各侧壁为基本连续的表面。形成侧壁的成型钣金件优选为由钢铁制造，厚度通常在1.5毫米到2.5毫米之间。

本申请底盘能够降低制造和装配方面的要求。构成支承组件的成型钣金件可采用单一的成型工艺制得，在这种情况下，还可进一步设置一些集成式的容纳空间以安装不同的车辆零部件。特别地，不需要为安装不同的上横脊、下横脊及其相互间的网状连接结构而制造支承组件。通过在细节上选择螺丝连接可降低装配要求。可通过匹配件将预先制造的子装配体相互连接来组装成底盘，例如，对于各种可能的底盘高度或宽度，可通过改变所使用的组件个体来实现。成型钣金件在一定程度上可采用具有相同设计的部分。

在垂直方向上沿底盘整个高度延伸的呈一整体的侧壁有助于实现高抗弯刚度和扭转刚度。构成侧壁的成型钣金件可设计得比较薄，从而可有助于实现降低重量。在采用如下所述的混合结构时，重量的减轻会十分明显，该混合结构中上述钣金件间相互焊接且部分形成为封闭结构，并且多功能元件被连接到支承组件，具体将于下文进行说明。重量的减少将提高燃料的经济性，增加商业收入。

最后，平坦的侧壁还可为汽车零部件提供保护空间，例如，保护处于底盘的中间区的车辆油箱。

本申请的多个优选的实施方式在从属权利要求中涉及，并将在下文予以说明。

优选地，底盘的子装配体之间不可松脱地彼此连接。特别地，子装配体之间相互焊接。例如，构成不同子装配体的支承组件的成型钣金件之间彼此焊接。此时可实现具有特别高的抗弯刚度和扭转刚度的底盘。同时，甚至会进一步降低装配要求。子装配体间采用焊接还可进一步降低重量。

若不同子装配体的支承组件相互连接于底盘纵向上的某段，支承组件在该纵向段的横截面相对大于其它段的横截面，这将特别有利。换言之，底盘在该纵向段应具有支承组件的相互连接处，在该纵向段中，支承组件处于车辆纵轴的法线平面内的延伸大于在底盘的其它纵向段上的延伸。特别地，支承组件在底盘的这一纵向段彼此连接时，底盘在该纵向段的横截面最大。因此，支承组件之间的接合点可特别多，这有助于增加连接处的刚度，从而增加整体组装的稳定性。

另外，优选地，底盘的至少一个子装配体的各支承组件或底盘的至少一个区域仅由所述成型钣金件构成；从而，可进一步降低底盘的重量。

支承组件不管使用L形成型钣金件、C形成型钣金件或由C形结合L形的成型钣金件，都可得到高的抗弯刚度和扭转刚度。

进一步地，将每个子装配体的侧壁基本封闭，可实现特别高的抗弯刚度和扭转刚度。换言之，除了某些设定位置的开口外，侧壁在底盘的整个长度上将为封闭面。但是，可替换地，可在侧壁上设置用于降低重量的凹槽。

底盘的所述前轴区和/或底盘的所述后轴区中的支承组件在被设计为封闭形式时可达到特别高的抗弯刚度和扭转刚度。例如，可在C形成型钣金件中插入另外的C形或L形钣金件，或者成型钣金件为C形，与一平面钣金件法兰连接。

当底盘的所述中间区的成型钣金件为L形，可得到特别高的抗弯刚度和扭转刚度，其中，L形的长臂为相应的侧壁，L形的短臂为底盘的上侧或下侧的一部分。优选地，L形的短臂为底盘的上侧的一部分，并作为可移除的钣金件盖板的支承面。不过，构成底盘的中间区的支承组件的L形成型钣金件也可分别替换为C形，C形的两个短臂分别为底盘的上侧的一部分和下侧的一部分，C形的基础臂为底盘的侧壁。

此外，优选地，底盘的所述中间区的两个支承组件通过钣金件底座彼此连接于底盘的下面。换言之，连接中间区的两个支承组件的元件可由基本平坦的钣金件构成。不过，钣金件底座可设置成一定的形状并可设有开孔以减轻重量。优选地，钣金件底座与两个支承组件采用焊接方式连接。

优选地，底盘的所述中间区中，两个支承组件的上侧通过钣金件盖板彼此连接，其中钣金件盖板也可以是基本平坦的钣金件。优选地，钣金件盖板可移除地（例如通过螺丝）连接到支承组件，以便为进入底盘的所述中间区的内部提供入口。例如，可在底盘中间区的内部设置油箱和/或其它储能装置。

当两个支承组件连同所述钣金件底座和钣金件盖板构成底盘中间区的一个封闭部分，将特别有利。换言之，一个箱状元件将形成于底盘的中间区，从而可得到特别高的抗弯刚度和扭转刚度。

底盘的所述中间区的多个纵向段也可采用直线形帽件或L形帽件，其将在只增加很小重量的同时明显地改善刚度。

根据一种较优实施方式，底盘的所述中间区的两个侧壁之间放置两个油箱，其中一个油箱邻近一个侧壁设置，另一个油箱邻近底盘的另一个侧壁设置，两油箱间彼此隔开。从而，无需在底盘的侧边设置用来连接位于底盘外侧的油箱的控制台。将油箱设置在两个支承组件内，使得重量分布向内侧有利地转移，从而实现降低底盘的扭转激励和惯性。通过将两油箱彼此隔开，可得到供车辆的连接驱动轴通过的中部通道。这两个油箱可从底盘的中间区的上方一个接一个地装入，然后将其置于侧边并固定于侧边。前述加入中间区中的帽件可用于支撑油箱。

替换地或附加地，底盘的所述中间区还可设有不同的储能装置（例如，蓄电池、储气装置）。

根据一种实施方式，底盘沿车辆纵轴分为三个子装配体，其中前子装配体与前轴区相关联，中间子装配体与中间区相关联，后子装配体与后轴区相关联。

该实施方式中，中间子装配体的两个支承组件通常比前子装配体和后子装配体的支承组件要宽，并基本为一层。因此，可实现特别低重量且足够高刚度的底盘。由于中间子装配体的两个支承组件之间的距离相对较大，若在其中仅设有加强元件如前述的帽件时，其可以被称为是足够大。

此外，优选地，在前述实施方式中， 中间子装配体的支承组件的设计相同。换言之，中间子装配体的相关的成型钣金件可设计成相同的零部件；从而降低底盘的制造成本。

此外，优选地，前子装配体的支承组件和/或后子装配体的支承组件分别包括漏斗形延伸部，具有漏斗形延伸部的支承组件与相应的中间子装配体的支承组件连接于相应的漏斗形延伸部处。该漏斗形延伸部使底盘的不同纵向段间的横截面能适应性变化。此时，前子装配体的支承组件和中间子装配体的支承组件之间、或后子装配体的支承组件和中间子装配体的支承组件之间的接合点相对较大，使得整体组装具有更高的稳定性。

根据另一种实施方式，底盘沿车辆纵轴分为两个子装配体，其中，前子装配体与所述的前轴区以及底盘的中间区的前部相关联，后子装配体与后轴区以及底盘的中间区的后部相关联。

在该实施方式中，前子装配体和后子装配体彼此相连于底盘的中间区的一个纵向部分，底盘在该部分的横截面最大，这将特别有利。这种情况下，前子装配体和后子装配体相互连接于相对大的接合点上，该接合点围绕车辆纵轴且具有较低的应力。这将增加整体组装的稳定性，特别是当两个子装配体彼此焊接连接时。

在该实施方式中，前子装配体的支承组件可分别包括漏斗形延伸部，其位于底盘的前轴区和中间区的过渡段。替换地或附加地，后子装配体的支承组件可分别包括漏斗形延伸部，其位于底盘的后轴区和中间区的过渡段。漏斗形延伸部可使前轴区或后轴区的横截面与中间区的横截面相匹配。

根据本申请的一个更好实施方式，相关的支承组件在底盘的前端处连接到对应的多功能铸件。这种多功能铸件可设有容纳空间（尤其是采用螺丝安装的容纳空间）用于容纳前横梁、前轴悬挂、安全防护结构、转向装置、前置式驾驶室装备以及挂钩。两个多功能铸件之间通过前横梁相互连接，从而两个支承组件也间接地相互连接。优选地，前横梁为成型钣金件且包括用于容纳前轴悬挂的容纳空间。通过使用这种多功能铸件可得到底盘的一种混合结构，这种结构可使底盘的制造特别简单，并能在为汽车零部件提供所需的所有容纳空间的基础上，还有助于减少底盘的重量。

优选地，底盘前轴区的支承组件设置有作为存储空间的容纳空间，减震器控制台，以及用于容纳车辆的板簧的容纳空间。优选地，前轴区的支承组件还进一步通过横桥彼此连接，该横桥还可作为驾驶室后部存储空间。

在底盘的后轴区，构成支承组件的成型钣金件（如C形钣金件）可采用L形角加固件来封闭以形成相应的封闭结构。两个支承组件可通过横梁彼此固定连接于后轴区的前部和后部，横梁优选由成型钣金件构成。前横梁的端部用螺丝安装有容纳空间以分别安装相应的三角控制臂。后轴区的支承组件的底面可设有两个盘状容纳空间以容纳后轴悬挂的气垫弹簧。两个支承组件的内侧也可具有各自的螺丝安装条，牵引座连接器可设置于此并通过螺丝安装。

最后应注意，底盘，尤其是底盘的支承组件可不完全由所述的成型钣金件、组件和其他元件组成。根据刚度方面的应用和需求，可采用额外的元件尤其是加强部件、钣金件扩展件等。

以下仅通过举例的方式及参考附图对本申请进行充分说明。

附图说明

图1示出了第一实施例的底盘处于倾斜状态下的正面立体图。

图2示出了第一实施例的背面立体图。

图3示出了第一实施例的俯视图。

图4示出了第一实施例的仰视图。

图5示出了第一实施例的侧视图。

图6示出了第一实施例的正视图。

图7示出了按照图5沿平面VII-VII的剖视图。

图8示出了按照图5沿平面VIII-VIII的剖视图。

图9示出了按照图5沿平面IX-IX的剖视图。

图10示出了第二实施例的底盘处于倾斜状态下的正面立体图。

具体实施方式

商用车尤其是拖挂式车辆的底盘的第一实施例如图1至图9所示。如图5所示的侧视图，底盘包括前轴区11、中间区13和后轴区15，中间区13位于前轴区11和后轴区15之间。第一实施例的底盘沿车辆纵轴A分成前子装配体17、中间子装配体19和后子装配体21，其中，前子装配体17与前轴区11相关联，中间子装配体19与中间区13相关联，后子装配体21与底盘的后轴区15相关联。

底盘在其两个纵向侧分别具有连续的平坦的侧壁，这意味着从驾驶的方向观看，每个子装配体17、19、21的左侧和右侧的侧壁由成型钣金件构成，成型钣金件部分地或完全地构成与子装配体17、19、21相应的支承组件。对于每个子装配体17、19、21，其各自的侧壁或相应的成型钣金件沿相应的侧壁的高度呈一整片。不同子装配体17、19、21的这一特征及其它特征将在下文详细描述。

如图1所示，前子装配体17包括位于前轴区11的两个支承组件31。每个支承组件31具有C形成型钣金件33，其中，C形的基础臂在底盘的纵向侧构成底盘的侧壁35。成型钣金件33沿着相应的侧壁35的高度延伸，即沿车辆垂直轴Z，呈一整片。在成型钣金件33中插入加强元件37，该加强元件37同样为C形并焊接到该成型钣金件33；从而这两个支承组件31成为封闭部分，这表示支承组件设计为中空，在子装配体17内作为纵向支承件。

支承组件31的前端部39分别固定有多功能铸件41，例如，多功能铸件通过螺丝固定在该前端部。多功能铸件41具有多个容纳空间，用于容纳车的前横梁43、前轴悬挂、安全防护结构45、转向装置、以及前置式驾驶室外壳支承件。前横梁43由成型钣金件构成，通过螺丝安装于两个多功能铸件41，从而使两个支承组件31间接地彼此相连。

两个支承组件31通过位于后端部47的横桥49连接，横桥49同时还用于支撑驾驶室的后端。支承组件31分别包括位于后端部47的漏斗形延伸部51。换言之，构成侧壁35的成型钣金件33的横截面沿车辆垂直轴Z扩展。

中间子装配体19同样具有两个支承组件61，各支承组件分别由位于底盘中间区13的成型钣金件63构成。每个成型钣金件63为倒L形，也就是说，L形的长臂构成相应的侧壁65，L形的短臂构成位于中间子装配体19上侧的支承面67。这两个支承组件61不可松脱地连接到位于底盘下面的钣金件底座69，尤其可通过焊接方式连接（参照图4）。成型钣金件底座69可设置成一定的形状并可设有开孔以减轻重量。因此，钣金件底座69横向于车辆纵轴A连接两个支承组件61。这两个支承组件61可移除地连接到位于上侧的钣金件盖板71，优选地，钣金件盖板71通过螺丝连接到这两个支承组件61的支承面67。支承组件61、钣金件底座69以及钣金件盖板71一起形成封闭结构，其中，支承组件61在子装配体19内作为纵向支承件。

优选地，构成这两个支承组件61的成型钣金件63的设计相同。优选地，两个支承组件61在底盘的中间区为单层。但是，为稳固支承组件61尤其是侧壁65，可采用帽件73或其他加强元件。

两个油箱（图中未示出）可在移去钣金件盖板71后从底盘的中间区13放入，各油箱沿相应的支承面67放入，并置于钣金件底座69上或是放在钣金件底座设有的加强元件上，然后横向移动以使油箱邻近相应的侧壁65的内侧放置。据此，获得有利的重量分布，并且两个油箱之间留有空间，可用于诸如供连接驱动轴通过。

后子装配体21包括两个分别具有成型钣金件的支承组件91，成型钣金件在底盘的后轴区16中为C形。C形的基础臂在底盘的纵向侧构成底盘的侧壁95，侧壁95沿车辆垂直轴Z延伸形成一整片。L形加强元件97插入到每个钣金件93，优选地，通过焊接焊到成型钣金件93。从而两个支承组件91形成为封闭结构，在后子装配体21内作为纵向支承件。

这两个支承组件91在前端部99具有漏斗形延伸部101，这意味着，成型钣金件93沿车辆垂直轴Z的横截面逐渐增加。这两个支承组件91在前端部99通过前横梁102彼此相连，在后端部103通过后横梁105彼此相连。

子装配体17、19、21可作为独立部件预先制造。实现底盘的最终组装是将三个子装配体17、19、21不可松脱地彼此连接，优选的是将支承组件31、61、91彼此焊接。通过漏斗形延伸部51、101不仅保证了前轴区11和后轴区15的支承组件31和91分别与中间区13的支承组件61的横截面相匹配，而且该横截面还相当大，从而可稳固组件间的接合点。

图10示出了第二实施例。与图1-9所示的第一实施例相比，第二实施例仅设有前子装配体17和后子装配体21，前子装配体17和后子装配体21在底盘的中间区13彼此相连。换言之，前子装配体17与前轴区11以及中间区13的前部相关联，后子装配体21与后轴区15以及中间区13的后部相关联。在底盘的最终装配阶段，前子装配体17的支承组件31和后子装配体21的支承组件91不可松脱地彼此连接于各自的漏斗形延伸部51或101处。因此，可通过例如稳固的焊接连接，得到中间区13的相当大的横截面，该横截面的应力较低。

结合图1-10的上述实施例的共同点在于，每个子装配体17、19、21的支承组件31、61、91分别具有成型钣金件33、63、93，各成型钣金件在底盘的纵向侧分别构成底盘的侧壁35、65、95，其中，成型钣金件33、63、93沿相应的侧壁35、65、95的高度呈一整体。为实现最终安装，子装配体17、19、21至少在所述成型钣金件33、63、93处彼此焊接。因此，沿车辆纵轴A可得到底盘的模块化设计；这种模块化设计既具有制造和装配方面的低要求又具有高刚度和低重量的特点。

附图标记列表

11   前轴区

13   中间区

15   后轴区

17   前子装配体

19   中间子装配体

21   后子装配体

31   支承组件

33   成型钣金件

35   侧壁

37   加强元件

39   前端部

41   多功能铸件

43   横杆

45   安全防护结构

47   后端部

49   横桥

51   漏斗形延伸部

61   支承组件

63   成型钣金件

65   侧壁

67   支承面

69   钣金件底座

71   钣金件盖板

73   帽件

91   支承组件

93   成型钣金件

95   侧壁

97   加强元件

99   前端部

101  漏斗形延伸部

102  前横梁

103  后端部

105  后横梁

A 车辆纵轴

Z 车辆垂直轴

Claims (14)

1.商用车底盘，所述底盘沿车辆纵轴分成两个或三个独立的子装配体（17,19,21），每个子装配体在底盘的两个纵向侧各具支承组件（31,61,91），每个子装配体的两个支承组件沿横向于车辆纵轴彼此隔开并通过连接元件彼此相连，其特征在于，每个子装配体的支承组件（31,61,91）具有各自的成型钣金件（33,63,93），其在底盘的相应纵向侧形成底盘的侧壁（35,65,95），且所述成型钣金件沿相应的侧壁的高度呈一整片，

所述底盘具有前轴区（11）、后轴区（15）和位于所述前轴区和所述后轴区之间的中间区（13），

构成支承组件（31,61,91）的成型钣金件（33,63,93）在底盘的前轴区（11）和后轴区（15）中为C形，在底盘的中间区（13）中为L形。

2.根据权利要求1所述的底盘，其特征在于，所述子装配体（17,19,21）之间不可分离地彼此连接。

3.根据权利要求2所述的底盘，其特征在于，所述子装配体彼此间焊接，和/或，不同子装配体的支承组件在底盘的某段彼此连接，各支承组件在该段的横截面相对大于在其它段的横截面。

4.根据权利要求1所述的底盘，其特征在于，至少一个子装配体（19）的各支承组件仅由相应的成型钣金件（63）构成；和/或每个子装配体（17,19,21）的侧壁（35,65,95）基本封闭。

5.根据权利要求1所述的底盘，其特征在于，支承组件（31,91）在底盘的前轴区（11）和/或后轴区（15）形成为相应的封闭结构；和/或在底盘的中间区（13）中，L形的长臂形成为相应的侧壁（65），L形的短臂形成为底盘的上侧的一部分。

6.根据权利要求1所述的底盘，其特征在于，支承组件（31,61,91）之间通过钣金件底座（69）彼此相连，所述钣金件底座位于底盘的中间区（13）处于底盘的下侧；或者，支承组件（31,61,91）之间通过钣金件盖板（71）彼此相连，所述钣金件盖板位于底盘的中间区（13）处于底盘的上侧；或者，支承组件（31,61,91）连同钣金件底座（69）和钣金件盖板（71）在底盘的中间区（13）形成封闭结构。

7.根据权利要求1所述的底盘，其特征在于，底盘的中间区（13）的两个侧壁（65）之间容纳至少两个油箱，其中一个油箱邻近一个侧壁放置，另一个油箱邻近另一个侧壁放置，且两个油箱彼此隔开。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的底盘，其特征在于，所述底盘分为三个子装配体（17,19,21），其中前子装配体（17）与前轴区相关联，中间子装配体（19）与中间区（13）相关联，后子装配体（21）与后轴区（15）相关联。

9.根据权利要求8所述的底盘，其特征在于，所述中间子装配体（19）的支承组件（61）基本在一个单层上形成；和/或所述中间子装配体（19）的支承组件（61）的设计相同。

10.根据权利要求8所述的底盘，其特征在于，所述前子装配体（17）的支承组件（31）和/或所述后子装配体（21）的支承组件（91）分别包括漏斗形延伸部（51,101），具有漏斗形延伸部的支承组件与所述中间子装配体（19）的支承组件（61）连接于相应的漏斗形延伸部处。

11.根据权利要求1-7中任一项所述的底盘，其特征在于，底盘沿车辆纵轴（A）分为两个子装配体（17,21），其中，前子装配体（17）与前轴区（11）以及底盘的中间区（13）的前部相关联，后子装配体（21）与后轴区（15）以及底盘的中间区（13）的后部相关联。

12.根据权利要求11所述的底盘，其特征在于，所述前子装配体（17）和所述后子装配体（21）彼此相连于底盘的中间区（13）的某段，底盘在该段的横截面为最大。

13.根据权利要求11所述的底盘，其特征在于，所述前子装配体（17）的支承组件（31）分别包括漏斗形延伸部（51），其位于底盘的前轴区（11）和中间区（13）之间的过渡段，和/或所述后子装配体（21）的支承组件（91）分别包括漏斗形延伸部（101），其位于底盘的后轴区（15）和中间区（13）之间的过渡段。

14.根据权利要求1-7中任一项所述的底盘，其特征在于，支承组件（31）分别连接到底盘前端相应的多功能铸件（41），该多功能铸件具有容纳空间用于容纳前横梁（43）、前轴悬挂、安全防护结构（45）、转向装置、前置式驾驶室装备以及挂钩，两个多功能铸件通过所述前横梁彼此相连。