CN103010307A - 具有脱离装置的车桥装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车的车桥装置（1），悬挂臂通过车桥副车架（2）联接在车身上并且车桥副车架（2）具有用于连接在车身上的前侧车身连接装置（5）。前侧车身连接装置（5）与车身进行螺纹连接，在达到力阈值时车桥副车架（2）与车身脱离。由此在相应的力导入时通过车桥副车架（2）避免对车身的损坏性破坏，从而在特定汽车事故中降低维修费用。按本发明，所述前侧车身连接装置（5）构造为一体式的塔形深冲构件。该深冲构件尤为抗扭并且其组织结构由于无焊接技术联接或类似联接不会在以后受到影响。

Description

具有脱离装置的车桥装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分特征的用于汽车的车桥装置。

背景技术

现今在汽车中使用车桥装置，其作为单独的复杂的组件联接在自支承的车身上。车桥装置本身在此至少包括车桥副车架，在车桥副车架上联接有车桥装置的各个其他部件。这些部件例如包括多个导杆，它们将车轮或者说轮架与车桥副车架运动学联接。导杆例如可以是双横臂导杆或单导杆，它们联合构成四导杆式或五导杆式后桥。导杆本身通过橡胶－金属支承件连接到车桥副车架上并且在车轮侧与轮架联接，车轮又通过相应的轮毂联接到轮架上。

车桥副车架是基本上抗弯且抗扭的构件，该构件本身又与车身联接。该联接在大多情况下是抗剪切的，即在没有减震元件的情况下直接螺纹连接。在汽车碰撞亦或在车轮通过导杆向车桥副车架传递不希望的力的情况下存在车桥副车架弯曲的可能。车桥副车架的弯曲基于车桥副车架和车身的固定联接还将引起车身的弯曲或者说变形。

相应由现有技术公开的预定弯折位置的缺点在于，达到力阈值和与此有关的潜在事故的机械检测只能不充分地与短暂出现的峰值载荷区分开。因此可出现这样的情况，即导杆在正常行驶运行中例如因过快驶过地面隆起或地洞而折弯，但未发生真正的事故。

由现有技术公开的脱离装置的缺点在于车桥副车架与车身复杂并且由此生产成本高昂的联接。由于复杂的联接措施使车桥副车架形成薄弱部，车桥副车架例如构造为焊接构件亦或混合构件。

此外由现有技术已知，在高强度碰撞的情况下——该碰撞有可能导致汽车前车厢完全毁坏，前桥和/或发动机悬挂装置这样与车身联接，使得前桥和/或发动机悬挂装置由于运动学联接在变形过程期间被引导到乘客车厢下方。相应已知的悬架的制造成本高昂并且其功能大多只能在纯粹的正面碰撞下才是无问题的。如碰撞稍有偏移、例如从汽车Y方向进行，则前桥悬架和/或发动机悬挂装置不能无问题地移动到乘客车厢下方。

EP 0 602 331 B1公开一种副车架，其前侧车身连接装置通过螺纹连接装置实现。在达到力阈值时该车身连接装置与螺纹连接装置脱离或者说与该螺纹连接装置剪断。但在该已知专利文件中所描述的副车架结构包括耗能的区段以及易变形的区段和与此联接的辅助纵梁。因此该副车架结构成本高昂且由各种不同的构件制成。

发明内容

因此本发明的任务在于提供一种汽车上的车桥装置的脱离装置，其相对于现有技术能更廉价且更简单地制造，同时改善碰撞性能。

按本发明，该任务借助根据权利要求1的特征的用于汽车的车桥装置得以解决。

本发明的有利的实施方案构成从属权利要求的组成部分。

在按本发明的车桥装置中，悬挂臂通过车桥副车架联接在车身上并且车桥副车架具有用于与车身进行螺纹连接的前侧车身连接装置，在达到力阈值时螺纹连接装置脱离，并且按本发明，前侧车身连接装置构造为一体式的深冲构件。

在本发明的范畴中选择这样的车桥装置，其包括带有联接在车桥副车架上的悬挂臂或者说导杆的车桥副车架。导杆可以是双横臂导杆亦或单杆式导杆，它们借助铰链可旋转或者说可转动地支承在车桥副车架上。铰链例如可以是橡胶－金属支承件，其借助螺栓联接在车桥副车架上，由此导杆可围绕螺栓转动。

在导杆本身上在车轮侧又联接有轮架，车轮可旋转或可被驱动地悬挂在车架上。为了实现汽车悬架，优选螺旋压簧通过前侧车身连接装置支承在车桥副车架上亦或车身上。前侧车身连接装置是塔形的、槽形的或者说套筒形的金属板构件，其从下方设置在车身上。但在本发明的范畴中，也可使用空气弹簧亦或其它形式的弹簧。

车桥副车架本身通过螺纹连接装置联接在车身上。在此可以是刚性联接，或者也可将弹性元件、例如弹性体支承件设置在车桥副车架和车身之间。按本发明这样构造螺纹连接装置，使得在达到力阈值时该螺纹连接装置脱离或者车桥副车架与螺纹连接装置脱离。由此车桥副车架与车身分开。由此在超过规定力阈值的相应力在汽车X或Y甚至在Z方向上导入时，避免由于车身上的弯曲或扭曲而产生永久损坏。

本发明的特别之处在于，前侧车身连接装置构造为一体式的深冲构件。优选该深冲构件由金属合金或由轻金属合金制成。尤其是使用冷变形工艺或使用热变形工艺和随后的加压淬火。由此形成特别高刚性的构件，其能够特别简单地生产且因此能更廉价地制造。因而与现有技术中已知的设计为焊接结构的悬挂构件相比，在用于脱离的连接区域中或在接纳螺旋压簧的区域中不产生额外的热量输入。基于制造成一体式的深冲构件，并未向前侧车身连接装置输入热量，这种热量输入可不利地引起组织转换或组织变化。

因此在汽车碰撞或达到力阈值的情况下，螺纹连接装置从车桥副车架的前侧车身连接装置的接纳区域脱离。由此避免车身受到进一步损坏，使得碰撞能量通过车桥副车架的变形被吸收。运动学碰撞能量亦或碰撞能量因此转化为变形能量，或者车桥装置被引导到车身的乘客车厢下方。

特别优选前侧车身连接装置构造为金属板构件、优选构造为热变形且加压淬火的金属板构件。因此在本发明的范畴中，前侧车身连接装置可制成唯一的由钢板、尤其是由可淬火的钢板构成的深冲构件。在此，前侧车身连接装置按本发明仅由一块金属板坯一体地制成，因此在深冲过程结束后构件本身制造好并且通过与车桥副车架联接而完成。前侧车身连接装置在此优选通过材料锁合连接、尤其是通过焊接而连接在车桥副车架上。

另外优选在前侧车身连接装置的边缘上至少局部地设置环绕的凸缘。该环绕的凸缘尤其是设置在接纳区域中和/或侧旁，前侧车身连接装置与车身通过接纳区域进行螺纹连接。在此通过设置在接纳区域的边缘上和/或至少局部地环绕地设置在整个前侧车身连接装置上的凸缘额外加固构件本身。由此避免尤其是在连接区域中的多件式构件。

在另一种优选的实施方案中，前侧车身连接装置本身配置有附加的加强构件。所述前侧车身连接装置相对于车桥副车架尤其是在汽车Z方向上向上成塔形地突起。前侧车身连接装置整体上构造为槽形构件，前侧车身连接装置的与槽侧相对的开口通过该附加的加强构件封闭。因此加强构件至少局部地覆盖槽形构件的开口。

在一种优选的实施方案中，加强构件可粘接或焊接在前侧车身连接装置中。因此通过该加强构件相应地提高前侧车身连接装置在汽车X和Y方向上的抗弯性和尤其是抗弯阻力。但同时通过加强构件确保车桥副车架易于从汽车底部安装，因为加强构件不覆盖连接区域。因此连接区域可从下面自由接近，从而允许在车身下方简单地安装车桥副车架。

此外优选前侧车身连接装置具有连接区域，通过该连接区域前侧车身连接装置与车身联接。在此这样构造连接区域，使其成帽状地终止塔形的前侧车身连接装置。连接区域一体地、罩状或者说帽状地设置在塔形车身连接装置的上端部上，并且也在深冲工艺中一同构造。

在连接区域中又设置接纳开口，车桥副车架通过螺栓与车身联接。该螺栓因此设置在接纳开口中，接纳开口本身又定位在前侧车身连接装置的连接区域中。因此在达到力阈值的情况下，螺栓从接纳开口脱离并且因此释放车桥副车架，从而避免车身在接纳开口本身的亦或前侧车身连接装置连接区域的区域中受到进一步损坏。

此外优选前侧车身连接装置具有10mm和0.5mm之间、尤其是5mm和0.7mm之间并且特别优选在3mm和2mm之间的壁厚。在本发明的范畴中，该壁厚可设置在整个金属板构件、即整个前侧车身连接装置上或仅局部地设置在连接区域中。通过将金属板壁厚限制在3.0mm和2mm之间或优选进一步限制的区间范围中，对于金属合金而言连接区域可在碰撞情况下相应弯曲。在本发明的范畴中该金属板壁厚还可允许连接区域根据力强度有针对性地断裂或者说断开，这辅助了脱离功能或者说引起紧固螺栓与连接区域分开或引起连接区域与紧固螺栓分开。在使用轻金属合金时优选使用7mm和5mm之间、尤其是约6mm的金属板壁厚。在该金属板壁厚时通过轻金属合金的强度特性也实现相应有利的变形特性和/或脱离特性。

特别优选接纳开口本身构造成不对称的，尤其是由延伸经过弯边的长孔构成，所述长孔特别优选在连接区域的上侧上比在连接区域的侧面部分上构造得窄。由此确保螺纹连接装置在长孔的窄的区域上获得支座，从而在前侧车身连接装置和车身之间实现牢固的螺纹连接或者说牢固的联接。通过延伸经过弯边的长孔以及长孔在侧面部分中的扩宽，允许螺纹连接装置从长孔中滑出，而不会碰到机械的或形锁合的阻挡。因此真正的保持力主要通过摩擦力或者说由螺纹连接装置施加的附着力或者说法向力来产生。相应的力阈值为15kN至30kN、优选18kN至25kN并且尤其是在19kN至24kN之间，在该力阈值时前侧车身连接装置从螺纹连接装置脱离并且因此与车身分开。

前侧车身连接装置的上方的罩的侧面部分优选沿汽车的行驶方向设置在前面。由此主要通过正面碰撞、即在汽车X方向上亦或包含汽车Y方向上的小分量的碰撞作用在车桥副车架上的力作用可引起脱离过程。同样，借助按本发明的塔形前桥悬挂装置在结合不对称的接纳开口的情况下也可通过汽车Z方向上的力作用进行脱离过程。因此前侧车身连接装置从发动机纵向导杆起在汽车X方向上向后移动。

因此设定，接纳开口与螺栓和长孔相结合这样构造，即在达到力阈值时接纳开口在汽车X方向上向后移出。

在另一种优选的实施方案中，这样构造连接区域，使得在达到力阈值时连接区域在汽车X方向和/或汽车Y方向和/或汽车Z方向上至少局部地断裂。裂纹形成或者说断裂可设计用于辅助主脱离功能、即主要在汽车X方向上的脱离功能，或者作为安全功能在汽车Y方向或汽车Z方向上起补充作用和/或辅助作用。

特别优选在连接区域中设置预定断裂位置，其确保相应受控的断裂。预定断裂位置例如可以是凹槽、切口或点状空隙或孔。因此当超过力阈值时连接区域与塔形前侧车身连接装置的其余部分断裂，这补充于脱离过程或者代替脱离过程。

附图说明

下面的说明给出本发明其它优点、特征、特点和方面。示意性附图有利于更加简单地理解本发明。附图如下：

图1为按本发明的车桥装置；

图2为接纳开口的局部放大图；

图3为塔形前侧车身连接装置的局部放大图；

图4为前侧车身连接装置和螺纹连接装置之间的局部放大图。

具体实施方式

附图中为相同或相似构件使用相同附图标记，尽管为简明起见省略重复说明。

图1示出按本发明的具有车桥副车架2的车桥装置1的透视图。在车桥副车架2上设置用于连接在此未详细示出的悬挂臂的联接位置3。整个车桥装置1从下面联接到未详细示出的车身上。为此在车桥副车架2上设置多个连接位置4，它们联接到车身的不同的相对应的位置上。另外，图1示出后侧车身连接装置h，其延伸作为车桥副车架2的延长部。在后侧车身连接装置h和车桥副车架2之间设有预定弯折位置K，在碰撞情况下车桥副车架2围绕该预定弯折位置以向下运动A运动到车身的在此未详细示出的乘客车厢下方。

按本发明，车桥副车架2具有塔形的前侧车身连接装置5，其也称为塔。该车身连接装置5总体上构造为槽形的，其具有底部区域6，底部区域与车桥副车架2的末梢7直接联接。该联接在此未详细示出，其例如可通过粘接亦或焊接形成。从底部区域6延伸出颈部区域8，颈部区域借助帽状罩9终止。帽状罩9在汽车坐标系统的汽车Z方向上构成塔形前侧车身连接装置5的上末端。因此，塔形前侧车身连接装置5的按本发明的脱离在与后侧车身连接装置h的共同作用下允许整个车桥副车架2的向下运动A。

在罩9本身中设置按本发明的连接区域10，在连接区域10本身中又设置接纳开口11。通过接纳开口11车桥副车架2也与未详细示出的车身联接。另外，罩9环绕地在外边缘上至少局部地具有凸缘12，其用于进一步加固或者说加强罩9。按本发明，在相应的力作用F下，车桥副车架2至少在前侧车身连接装置5区域中在汽车X方向上脱离，由此通过未详细示出的悬挂臂导入车桥副车架2中的进一步变形主要仅发生在车桥副车架2本身上，不引起车身的变形或损坏。

图2示出罩9和由此前侧车身连接装置的连接区域10的局部放大图。罩9本身分为上侧13和在图中示出的侧面部分14，这两个部分通过弯边15彼此分开。接纳开口11本身由长孔16构成，该长孔16在上侧13的区域中设有窄的直径17并且在侧面部分14的区域中设有比窄的直径17宽的直径18。

长孔16因此构造成不对称的。在超过力阈值时，与车身连接的在此未详细示出的螺纹连接装置相应通过较宽的直径18脱离。该螺纹连接装置的未详细示出的螺母将相应地穿过较宽的直径18并且因此前侧车身连接装置5与车身松开。另外示出围绕罩9的凸缘12。此外，凸缘12在其环绕的侧面区域中还具有凹部19，从而在此形成另外的预定弯折位置。该预定弯折位置可在可能的折叠行为亦或断裂中起辅助作用。

图3示出按本发明的前侧车身连接装置5的侧视图，在此可清楚看到，附加的加强元件20嵌入前侧车身连接装置5的槽形开口21中。该附加的加强元件20又可通过粘接、焊接或其它联接可能性与前侧车身连接装置5连接。尤其是在罩9的下侧22区域中，可通过加强元件20将车桥装置1简单安装在车身上。接纳开口11本身可从下侧22自由接近，因此在该实施方式中能够与车身进行螺纹连接。

另外加强元件20具有维护开口23，由此又能够将若干螺纹连接装置或其它装置设置在加强元件20和前侧车身连接装置5之间的未详细示出的空腔中。另外还示出前侧车身连接装置5的壁厚W。

此外，图4示出前侧车身连接装置5的局部放大图，该前侧车身连接装置联接到在此示出的车身24上。如图所示，在接纳开口11中螺纹连接装置25从下面穿过罩9并且将前侧车身连接装置5与车身进行螺纹连接。螺纹连接装置25为此具有螺栓头26，其在事故情况下通过接纳开口滑出较宽的直径，并且因此允许脱离功能。

附图标记列表

1车桥装置                    17窄的直径

2车桥副车架                  18宽的直径

3联接位置                    19变形边缘

4连接位置                    20加强元件

5车身连接装置                21槽形开口

6底部区域                    22罩的下侧

7末梢                        23维护开口

8颈部区域                    24车身

9罩                          25螺纹连接装置

10连接区域                   26螺栓头

11接纳开口                   F力作用方向

12凸缘                       W壁厚

13上侧                       h后侧车身连接装置

14侧面部分                   K预定弯折位置

15弯边                       A向下运动

16长孔

Claims (13)

1.用于汽车的车桥装置（1），悬挂臂通过车桥副车架（2）联接在车身上，并且车桥副车架（2）以前侧车身连接装置（5）通过螺纹连接装置（25）与车身联接，并且在达到力阈值时所述车身连接装置（5）与螺纹连接装置脱离，其特征在于，所述前侧车身连接装置（5）构造为一体式的塔形的深冲构件。

2.根据权利要求1的车桥装置，其特征在于，所述前侧车身连接装置（5）构造为金属板构件，该金属板构件由金属合金或轻金属合金制成，优选构造为冷变形的或热变形且加压淬火的金属板构件。

3.根据权利要求1或2的车桥装置，其特征在于，所述前侧车身连接装置（5）在边缘上至少局部地具有环绕的凸缘（12）。

4.根据权利要求1至3之一的车桥装置，其特征在于，所述前侧车身连接装置（5）配置有附加的加强构件（20）。

5.根据权利要求1至4之一的车桥装置，其特征在于，所述前侧车身连接装置（5）构造为槽形构件，所述加强构件（20）至少局部地覆盖槽形构件的开口（21）。

6.根据权利要求1至5之一的车桥装置，其特征在于，所述前侧车身连接装置（5）具有连接区域（10），在该连接区域中前侧车身连接装置（5）与车身联接。

7.根据权利要求6的车桥装置，其特征在于，在所述连接区域（10）中设置接纳开口（11），车桥副车架（2）通过螺栓与车身联接。

8.根据权利要求1至7之一的车桥装置，其特征在于，所述前侧车身连接装置（5）具有10mm和0.5mm之间、尤其是5mm和0.7mm之间并且特别优选在3mm和2mm之间的壁厚（W）。

9.根据权利要求7或8的车桥装置，其特征在于，所述接纳开口（11）构造成不对称的、优选由延伸经过弯边（15）的长孔（16）构成，尤其是所述长孔（16）在前侧车身连接装置（5）的上侧（13）上比在侧面部分（14）上构造得窄。

10.根据权利要求9的车桥装置，其特征在于，所述侧面部分（14）沿汽车的行驶方向在前面设置在前侧车身连接装置（5）上。

11.根据权利要求7至10之一的车桥装置，其特征在于，所述接纳开口（11）与螺栓和长孔（16）相结合如此构造，即在达到力阈值时接纳开口（11）向后脱离，优选连接区域（10）在接纳开口（11）与螺纹连接装置（25）脱离之前和/或期间变形。

12.根据权利要求6至11之一的车桥装置，其特征在于，所述连接区域（10）如此构造，即在达到力阈值时连接区域在汽车X方向和/或在汽车Y方向和/或在汽车Z方向上至少局部地断裂。

13.根据权利要求1至12之一的车桥装置，其特征在于，在所述连接区域（10）中设置至少一个预定断裂位置。

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