CN103619620B - 具有牺牲肋部的车辆部件 - Google Patents

Abstract

为设计用于在不平地形上进行越野驾驶的车辆提供一种结构部件（1）。部件（1）——比如悬架系统的下控制臂——由铝、铝合金或者其他轻质材料形成并且在其底部上设置有平行布置的沿车辆行驶方向延伸的倒角肋部（5）。相邻肋部（5）之间的间隔少于10mm或者等于10mm，以便防止下面的岩石和石头（7）碰撞磨损部件（1）的内表面（3）并且因此防止磨损部件（1）的内表面（3）。肋部（5）设置为牺牲元件并且将在使用过程中受侵蚀直到肋部（5）不再对内表面（3）提供所需要的保护。肋部（5）的磨损程度可以通过对车辆的下表面的视觉检查进行确定，并且如果需要则可以更换部件（1）。

Description

具有牺牲肋部的车辆部件

技术领域

本发明涉及用于车辆的部件，并且特别地涉及用于越野车辆的部件，越野车辆在崎岖地形上行驶时由于与下面的岩石和石头的碰撞而遭受磨损。然而，本发明还可适用于道路车辆，该道路车辆受到由道路上正常驾驶期间所遭遇的石头和其他碎片而引起的碰撞磨损。本发明的方面涉及一种结构部件、一种部件并且涉及一种车辆。

背景技术

目前，道路车辆的下表面由足够结实从而经得起这样的碰撞的材料制成，使得在车辆的寿命期间由磨损引起的碰撞侵蚀通常不足以对车辆操作造成负面影响。

然而，要求这种材料足够地坚固导致使用比较重的金属，比如铸钢。这又导致车辆的总重量高、继而导致燃料消耗高。

能够由较轻材料构造车辆的下表面将是非常有利的，因为这会减少燃料消耗，但是这通常会使上述碰撞侵蚀的问题加剧。

因此，理想的是提供一种设法克服或者至少缓解上述问题的装置。

发明内容

通过参照下面描述可以理解本发明的实施方式。

本发明的方面涉及一种结构部件、一种部件并且涉及一种车辆。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于车辆的结构部件，该结构部件至少部分地限定了车辆的遭受碰撞侵蚀的下表面，该下表面具有下述构造：在该构造中，碰撞侵蚀集中在一个或者更多个表面特征上，该布置使得表面特征构成了受侵蚀以因此至少部分地保护该表面的其余部分免于碰撞侵蚀的牺牲区域。

“结构部件”旨在表示车辆的一体式常规结构性或者功能性部件，但是“结构部件”并不旨在包括其唯一或者主要目的是保护或者覆盖车辆的其他部件的部件。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于车辆的部件，该部件在使用中限定车辆的遭受碰撞侵蚀的下表面，该下表面具有下述构造：在该构造中，由磨损所引起的碰撞侵蚀集中在一个或者更多个表面特征上，该布置使得表面特征构成在使用过程中受侵蚀的牺牲区域，因此保护该表面的其余部分免于碰撞侵蚀。

根据本发明的另一个方面，提供了用于车辆的结构部件，该结构部件包括下表面，该下表面设置成在用于车辆上时至少部分地限定车辆的可能遭受碰撞侵蚀的下表面，该部件的下表面具有下述构造：在该构造中，在使用中，任何碰撞侵蚀将集中在一个或者更多个表面特征上，该一个或者更多个表面特征构成设置成受侵蚀以因此至少部分地保护该表面的其余部分免于碰撞侵蚀的牺牲区域。

通过该结构，理想的是，该部件设计成使得表面特征的由磨损所造成的部分或者甚至全部移除不会对车辆的部件的完整性或者功能产生影响。通过此方式，能够在没有本发明的表面特征的情况下使该部件由另外遭受由碰撞磨损引起的损坏的较轻材料制成较轻材料。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于车辆的部件，该部件具有一体式下表面，该下表面设置成在用于车辆上时至少部分地限定车辆的可能遭受碰撞侵蚀的下表面，该部件的下表面具有下述构造：在该构造中，在使用中，任何碰撞侵蚀将集中在一个或者更多个表面特征上，该一个或者更多个表面特征构成设置成受侵蚀以因此至少部分地保护该表面的其余部分免于碰撞侵蚀的牺牲区域，该部件设置成使得表面特征的由磨损所引起的部分或者甚至全部移除不会对部件的完整性或者功能产生影响。

下表面是该结构部件的一部分，并不需要采取另外的措施来保护该部件。结构简单并且可以使用较少的材料，从而导致重量和成本的节约。一体式结构提供了结实的结构，而没有由于结合而引起的薄弱点。

由于下表面与部件的其余部分形成为一体，因此不需要附接单独的罩来保护该部件。这简化了结构并且意味着需要使用较少的材料，从而导致重量和成本的节约。另外，没有如同与罩固定的点相关的薄弱点。

此外，对车辆的底部的视觉检查将确定下述点：在该点处，表面特征已受侵蚀至使得这些表面特征不再对下表面的其余部分提供保护的程度，并且因此在该点处需要替换部件。

该部件可以是铸件。可替代地，表面特征可以通过机械加工形成在部件上。

“一体式”意味着部件的下表面不是固定至或者结合至该部件，而是该部件的连续部分、形成有该部件或者由该部件形成，即，该下表面例如在单个铸造过程中与部件的其余部分同时形成，或者由对部件的其余部分机械加工而形成。

下表面可以包括第一区域，该第一区域在使用过程中面向车辆正在其上行驶的表面(例如道路表面或者越野表面)。

下表面还可以在在使用过程中面向车辆前方的第二区域上延伸。这样的布置提供了针对竖向碰撞和向前碰撞的保护。

下表面还可以在使用过程中面向车辆后方的第三区域上延伸，使得也保护该结构部件免于对后方的碰撞。

部件的下表面的构造可以包括多个突出部，因为与下表面的周围的凹入部分相比，这些突出部将优先地遭受碰撞侵蚀。

在一个实施方式中，凸出部是在使用过程中沿着车辆的下表面延伸的若干肋部的形式。每个肋部可以有利地基本上沿着车辆的行驶方向延伸，这是因为沿着车辆的行驶方向将发生与在崎岖越野地形中遭遇的下面的岩石和石头的磨损。类似地，当在道路上行驶时，撞击肋部之间的凹槽的任何石头或者碎片将趋于以偏斜角碰撞该凹槽并且继续在与沿着凹槽的长度大体上相同的方向上移动。相反，如果肋部被定向为垂直于行驶的方向，则石头会趋于撞击肋部的侧部并且沿着相反方向被偏转返回，从而导致对肋部的表面的更大程度的侵蚀。

每个肋部有利地具有延伸跨过肋部的大部分宽度的基本平坦表面，因为这将用于阻止绊住和/或刮破肋部。通常，该平坦表面将大体上平行于结构部件的整个下表面。肋部的侧部和端部有利地被倒角，因为对任何材料的侵蚀通常在垂直边缘处较大，并且肋部将因此具有大体上为梯形的截面。可替代地，该肋部可以为平行侧部，使得肋部具有矩形的或者正方形的截面。

肋部的节距——即，每个相邻对的肋部的中心线之间的间隔——可以便利地小于20mm。每个肋部的宽度可以是大约10mm，并且相邻的肋部之间的间隔可以少于10mm或者等于10mm，因为这将防止较大的岩石和石头和其他碎片通过磨损而损坏下表面的在肋部之间的区域。当在道路上行驶时，如与越野情况相反，较大的石头在碰撞下表面时鉴于其较大的质量以及因此较大的动量而不成比例地构成对车辆的底部的磨损。

每个肋部的深度取决于形成肋部和部件的材料的硬度、以及制造方法、车辆的寿命、部件在车辆上的位置和预期的车辆用途。例如锻造的铝合金具有可以比沙铸铝合金更薄的截面，并且在4驱车辆上使用可能比在道路用车辆上使用需要更厚的截面。

肋部的高于部件下表面的其余部分的高度表示材料在其寿命期间可以从部件被侵蚀掉的可容许的量。实际上，该高度将取决于材料的硬度、加工工艺的类型、车辆的预期寿命、部件在车辆上的位置和预期的用途。例如，锻造的铝合金可以具有比沙铸铝合金更薄的截面，并且偏越野型的车辆——比如4驱车辆——可能比路用车辆期望要求较大的肋部高度。通常，肋部可以具有高于表面的其余部分的、小于5mm的，优选地小于3mm，并且更加优选地2.8mm的高度。

肋部的后端之间的下表面的区域可以升高至肋部的上表面的水平，从而在部件的后部形成基本上平坦的表面。

肋部可以通过切削工艺例如铣削而形成。可替代地，部件可以形成有例如通过使用铸造工艺而已经存在的肋部。

结构部件可以构成车辆的悬架系统的下控制臂。

该控制臂通常由铸钢或者锻钢制成。然而，通过本发明，能够使该控制臂由合适的轻质材料比如铝制成，并且因此很大程度地减少控制臂的重量并且因此减少结合有该控制臂的车辆的燃料消耗。

可替代地，该部件可以是车辆的非结构性或者非承载性部件。

可替代地，该部件可以选自：车辆的燃料箱、用于支架的一个或者更多个横向构件、悬架系统的在使用中至少部分地对车辆的遭受碰撞侵蚀的下表面进行限定的任何元件、排气系统的元件、牵引杆、传动装置、与传动装置相关联的一个或者更多个托架、分动箱或者后差速器、以及车辆的在使用中至少部分地对车辆的遭受碰撞侵蚀的下表面进行限定的任何其他部件。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于车辆的部件，该部件至少部分地限定了车辆的遭受碰撞侵蚀的下表面，该下表面具有下述构造：在该构造中，碰撞侵蚀集中在一个或者更多个表面特征上，该布置使得表面特征构成受侵蚀的以因此至少部分地保护表面的其余部分免于碰撞侵蚀的牺牲区域，其中，该部件选自：车辆的燃料箱、用于支架的一个或者更多个横向构件、悬架系统的在使用中至少部分地对车辆的遭受碰撞侵蚀的下表面进行限定的任何元件、排气系统的元件、牵引杆、传动装置、与传动装置相关联的一个或者更多个托架、分动箱或者后差速器。

该部件可以由选自于下述方面的材料制成：(a)铝；(b)铝合金；(c)镁；(d)镁合金。该部件可以由与铝或者铝合金类似的密度和磨损特性的任何材料制成。该材料的密度比通常用在车辆的部件中的钢的类型的密度小很多并且因此显著地减少车辆的燃料消耗。

本发明扩展到包括如以上描述的部件的车辆。

在本申请的范围内，可以设想的是在前述段落中和/或下面的说明和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例、特征和替代方案可以独立地采用或者以其任何结合的方式采用。

附图说明

现将参照附图仅通过示例的方式描述本发明，在附图中：

图1是用于车辆的在底部形成有过量材料厚度的部件的示意性截面图；

图2是根据本发明的实施方式的由图1中示出的结构部件准备的用于车辆的部件的示意性截面图；

图3和图4示出了根据本发明的实施方式的车辆的下悬臂的底部的视图；以及

图5示出了图3和图4中的下悬臂的沿线A-A(如在图3中表示的)截取的截面图。

具体实施方式

参照未按比例绘制的图1，用于车辆的结构部件1——比如车辆的悬架系统的下控制臂——由铝、铝合金或者其他合适的轻质材料形成。该臂具有带有下表面10的底部，下表面10在用于车辆上时形成车辆的下表面的一部分并且将面向道路表面。底部具有过量厚度的材料2。过量材料2的厚度通常是3mm。表述“过量的厚度”用于表示：部件1在没有该过量厚度的材料2的情况下也能够执行其正常功能。附图标记“3”表示用于车辆的未形成有该过量材料2的常规结构部件的表面。本发明的实施方式设法防止该内表面3由于与车辆行驶期间——特别是当越野行驶时——通常遭遇的下面的岩石和石头以及其他碎片碰撞所引起的磨损而被侵蚀。

如在同样未按比例绘制的图2中所示，在本发明的实施方式中，下表面10具有若干表面特征4、5。表面特征包括切入过量材料2的许多基本上平行的凹槽4以形成大体上平行的突出部或者肋部5的阵列，每个肋部具有大约10mm的宽度。切削可以通过铣削工艺执行。该结构部件可以可替代地形成有例如通过使用铸造工艺而已经应用的表面构造。肋部5形成在部件1上使得当部件配装在车辆上时肋部5在部件的前端与后端之间相对于车辆沿着车辆的行驶方向(即垂直于图的平面)(即沿着车辆前-后轴线)延伸。肋部5形成有基本上平坦的上表面6，基本上平坦的上表面6具有经倒角的边缘(未示出)。相邻对的肋部5之间的间隔小于10mm或者等于10mm，从而防止比如在图中示出的石头7之类的小石头碰撞部件1的内表面3并因而防止潜在性地损坏部件1。

由过量材料层2形成的肋部5被设置为牺牲元件，因为来自下面的岩石和石头的大多数碰撞和/或与下面的岩石和石头的直接接触将由肋部5承担，而不是由部件1的内表面3承担。

与下面的岩石、石头和其他碎片的频繁碰撞造成肋部5在使用中逐渐地被磨损，并且最终，肋部5将被磨蚀至使得内表面3将暴露于该碰撞的程度。

然而部件1的受侵蚀程度可以轻而易举地通过对车辆底部的视觉检查来评估。以与定期地检查轮胎从而确保胎面具有足够深度的相同方式，当肋部5已经侵蚀至使得肋部5不足以保护内表面3的程度时，这表明部件1需被替换。然而，本发明的实施方式与在轮胎上提供胎面之间的主要区别在于肋部5由相对于部件1执行其功能所需要的材料附加的材料形成，而在轮胎上设置的胎面的全深度用以增加轮胎在路面上的抓地力。通过该方式，即使当过量材料2中的一些或者所有被侵蚀时，也能够确保部件1的内表面3保持完整无缺并且确保部件1可以因此执行其在车辆中的预期功能。

图3和图4示出了结合有以上描述的并且在图2中示意性地示出的肋部5的悬架系统的下控制臂8的两个不同视图，并且图5是图3和图4中的下控制臂8的通过线A-A截取的截面图。如图3、4和5所示，每个肋部5沿着侧部和在端处均被倒角。尽管以上已经描述了本发明的有利的实施方式，然而可以理解的是可以在不偏离本发明的仅由权利要求所限定的范围的情况下进行各种改型和修改。

尽管以上的实施方式涉及一种结构部件，然而本领域技术人员可以理解的是本发明可以同等地应用至用于至少部分对车辆的承受碰撞侵蚀的下表面进行限定的任何部件，比如车辆的燃料箱、用于支架的一个或者更多个横向构件、悬架系统的用于至少部分地对车辆的承受碰撞侵蚀的下表面进行限定的任何元件、排气系统的元件、牵引杆、传动装置、与传动装置相关联的一个或者更多个托架、分动箱或者后差速器。

Claims (15)

1.一种车辆的悬架系统的下控制臂，所述下控制臂在下表面上包括多个突出部，所述下表面在使用中与上面行驶着所述车辆的表面相对；

其中，所述多个突出部限定牺牲区域并且构造成基本朝向上面行驶着所述车辆的表面突出并且基本上在沿着所述车辆的行驶方向的方向上延伸，

所述多个突出部构造成使得在行驶车辆中的任何碰撞侵蚀集中在所述多个突出部上以保护所述下表面，使得所述多个突出部通过磨损引起的部分或者全部移除不会对所述下控制臂的完整性或者功能性产生影响。

2.根据权利要求1所述的下控制臂，其中，所述下控制臂和所述多个突出部一体地形成。

3.根据权利要求1或2所述的下控制臂，其中，所述多个突出部构造成保护所述下控制臂的所述下表面的内表面。

4.根据权利要求1或2所述的下控制臂，其中，所述多个突出部限定了面向所述车辆的前部和/或后部的下表面上的另外的牺牲区域。

5.根据权利要求1所述的下控制臂，其中，每个突出部包括沿着所述下表面延伸的肋部。

6.根据权利要求5所述的下控制臂，其中，每个肋部具有延伸跨过所述肋部的大部分宽度的基本上平坦的表面。

7.根据权利要求5所述的下控制臂，其中，每个肋部延伸跨过所述下表面。

8.根据权利要求5所述的下控制臂，其中，所述肋部的节距少于20mm。

9.根据权利要求5所述的下控制臂，其中，每个肋部具有10mm的宽度。

10.根据权利要求5所述的下控制臂，其中，相邻肋部之间的间隔少于10mm。

11.根据权利要求5所述的下控制臂，其中，每个肋部具有高于所述下表面的其余部分3mm的高度。

12.根据权利要求1所述的下控制臂，其中，所述下控制臂由选自于下述材料的材料制成：(a)铝；(b)铝合金；(c)镁；以及(d)镁合金。

13.根据权利要求1所述的下控制臂，其中，所述下控制臂是铸件。

14.根据权利要求3所述的下控制臂，其中，所述多个突出部限定了面向所述车辆的前部和/或后部的下表面上的另外的牺牲区域。

15.一种包括根据前述权利要求中的任一项所述的下控制臂的车辆。