CN104053590A - 用于机动车的副车架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的副车架，包含两个纵梁(11)，所述纵梁分别具有设计用于耦连在车身结构上的固定部段(11a)；第一横梁(12)，所述第一横梁固定在纵梁(11)上并且沿车辆横向连接着这些纵梁(11)；第二横梁(13)，所述第二横梁平行于第一横梁(12)地安置；以及两个托架(14)，所述托架分别在端侧固定在纵梁(11)之一上并且分别固定在第二横梁(13)上，从而使第二横梁(13)固定在纵梁(11)上，其中，每个托架(14)具有一个或多个设计用于耦连车轮导向元件的固定部段(14d、14e)，并且托架(14)分别被设计为板材成型件。副车架具有刚性和强度较高且构件重量又较低的特征。此外该副车架能够廉价地被制造出来。这种连接结构可以实现对单个构件的壁厚的优化设计并且由此实现材料用量的最小化。此外更佳地充分利用了可用的结构空间。

Description

用于机动车的副车架

本发明涉及一种用于机动车的副车架，包含两个纵梁，所述纵梁分别具有设计用于耦连在车身结构上的固定部段；第一横梁，所述第一横梁固定在所述纵梁上并且沿车辆横向连接着这些纵梁；以及第二横梁，所述第二横梁平行于所述第一横梁地安置。

由DE 10 2006 058 993 A1已知这种副车架。该副车架的第二横梁纵向上被分割并且由两个壳型件组装而成。在此，两个壳型件形成相互对置的轴承支座部段，在所述轴承支座部段之间安置有车轮导向元件的轴承。此外，第二横梁的壳型件之一还具有两个设计用于耦连在车身结构上的固定部段。

由DE 199 22 800 A1还已知一种具有两个纵梁以及两个横梁的副车架。横梁之一在此通过两个轻质金属铸件制成的节点元件与纵梁相连接。在该节点元件中，分别集成有多个用于车轮导向元件的支架和用于将副车架连接在车身结构上轴承元件的支架。用于将副车架连接在车身结构上的轴承元件的其他支架处于纵梁上，为此该纵梁延伸穿过另一个横梁。

此外，由DE 30 48 754 A1、DE 33 40 973 A1、DE 101 20 934、EP 1 591348 A1、DE 10 2005 045 295 A1、DE 10 2007 018 167 A1和WO 2011/032631A1还已知其他副车架。

基于背景，本发明所要解决的技术问题是，提供一种不同于传统副车架结构设计的备选方案。

本发明的目的尤其在于，提供一种用于机动车的副车架，该副车架具有较高刚性和强度以及较低构件重量的特征，并且该副车架能够被廉价地制造出来。

在这方面，由DE 10 2006 058 993 A1已知的副车架主要针对强度性能进行了优化。

在由DE 199 22 800 A1已知的副车架可知，如果该副车架由钢制造，则该副车架具有相对较高的构件重量。与此相反地，在DE 199 22 800 A1中使用了轻质金属或塑料，然而使用轻质金属或塑料又导致了相对较高的材料成本。

所述技术问题通过一种按照权利要求1的副车架得以解决。按照本发明的副车架包含两个纵梁，所述纵梁分别具有设计用于耦连在车身结构上的固定部段；第一横梁，所述第一横梁固定在所述纵梁上并且沿车辆横向连接着这些纵梁；以及第二横梁，所述第二横梁平行于所述第一横梁地安置。按照本发明，所述副车架还包含两个托架，所述托架分别从端侧固定在所述纵梁之一上，并且分别固定在所述第二横梁上，从而使所述第二横梁固定在所述纵梁上，其中每个托架具有一个或多个设计用于耦连车轮导向元件的固定部段，并且所述托架分别被设计为板材成型件。

由此避免了前述现有技术中所固有的缺点。

按照本发明的副车架可以在减轻总重量的同时提高刚性和强度。

通过集成的托架可以将副车架的单个部件的壁板厚度调节为相应所需的尺寸，从而较佳地对材料充分利用。

按照本发明的连接结构尤其考虑到了由车轮导向产生的通过合适的车轮导向元件被传导至副车架中的力以及沿车身结构的方向的力线。

与DE 199 22 800 A1不同的是，所述副车架可由钢制成，其明显具有成本优势。优选至少纵梁、第二横梁和托架由钢制成。

在另外的权利要求中提供了本发明的有利的设计方案。

所述第二横梁优选具有两个设计用于耦连在车身结构上的固定部段。通过将车身侧的固定部段布置在两个横梁上，使得出于对刚性和强度方面的考虑，与将车身侧的固定部段额外地集成在托架中相比，将车轮导向元件嵌接在托架中可以使托架具有较低的重量，因为前者(将车身侧的固定部段额外地集成在托架中)鉴于力的作用方向还需要其它指向的加固。

根据有利的设计方案，当沿着相对于所述副车架的安装位置的高度方向观察时，每个托架具有具备两个侧面段和一个连接这些侧面段的中间部段的C型形状。在此，该C型形状分别从车辆纵向中轴线开始向外敞开。这可以实现车轮导向元件在托架上的稳定且节省空间的铰接。

从所述中间部段伸出的翼板优选弯入所述两个侧面段之间。在此所述翼板抵靠支撑着侧面段，由此托架在没有较大耗费的情况下被额外地加固。这尤其在支持车轮导向力方面是有利的。

根据本发明另外有利的设计方案，在所述侧面段之间安置有连接板(Blechaschse)，并且所述连接板与所述侧面段相连接。在此如此安置连接板，使得所述托架沿各自作用的纵梁的纵向被加固。由此获得进一步的刚性提高，为此所述刚性提高可被用于减小托架的壁厚并进而减小托架的重量。

连接板可以设计为单独的单层板材，所述单层板材被焊接在侧面段之间。根据有利的设计方案，所述连接板由从与各自纵梁相对置的侧面段弯折出的壁板部段构成。所述壁板部段在其自由端部上与纵梁侧的侧面段焊接。在这种情况下则不需要单独的板材元件。

根据本发明的另外有利的设计方案，所述副车架具有由所述纵梁和所述横梁撑起的主延伸面。每个托架具有分别用于耦连车轮导向元件的第一固定部段和第二固定部段，其中，相对于所述副车架的安装位置，所述第一固定部段安置在所述主延伸面的上方，并且所述第二固定部段安置在所述主延伸面的下方。通过将多个用于车轮导向元件的固定部段集成在托架中，使得与传统的对于每个连接位置在板材结构上焊接有单独的托架的解决方案相比减小了制造和组装费用。

出于相同的目的，根据需要在每个托架上额外地设置有稳定器轴承支座，因为在构件重量方面无需更多耗费的情况下就可以承受与托架结构相关的力。

根据本发明的另外有利的设计方案，在设计用于耦连在车身结构上的固定部段上安装有用于容纳橡胶金属轴承的轴套，以便消声地或声脱耦地将所述副车架连接在车身结构上，或者安装有套筒，以便实现所述副车架在车身结构上的刚性连接。

根据本发明的另外有利的设计方案，所述纵梁的端侧的端部连接在所述托架上。这可以在连接区域内实现有利的壁板厚度调节。

所述托架优选安置在所述纵梁的端侧的端部和所述第二横梁之间。所述纵梁尤其分别通过端侧的端部固定在所述托架上，但是未直接连接在所述第二横梁上。这可以实现特别有利的壁板厚度调节并且由此实现较低的总重量。

按照本发明副车架特别适用于多联杆后车桥，其中，第二横梁优选沿前进行驶方向位于第一横梁的前面。然而原则上也可以相反地安装。此外，按照本发明的副车架也可以用在前桥上。

以下结合附图所示的实施例进一步阐述本发明。在附图中：

图1示出从斜前方观察的按照本发明的副车架的第一实施例的立体图；

图2示出从后下方观察的按照第一实施例的副车架的立体图；

图3示出副车架的分解图；

图4示出从内侧观察的副车架的托架第一详细视图；

图5示出从外侧观察的托架的第二详细视图；

图6示出托架的变型方案的立体图；和

图7示出从侧面观察的按照本发明的副车架的第二实施例的局部立体图。

第一实施例示出用于轿车后桥的副车架10。但是，以下所描述的结构设计原理也适用于前桥副车架。

副车架10包括两个纵梁11，该纵梁11沿车辆纵向延伸并且被设计为弯曲的管型件。此外，副车架10包含两个横梁，即第一横梁12以及第二横梁13，所述第一横梁固定在两个纵梁11上且与所述纵梁沿车辆横向相互连接，所述第二横梁同样沿车辆横向延伸且平行于第一横梁12安置。

在所示实施例中，第二横梁13相对于前进行驶方向V安置在第一横梁12的前面。两个横梁12和13分别由两个壳型件12a、12b、13a、13b组装而成，这些壳型件优选由钢板被构造为板材成型件。壳型件12a、12b、13a、13b例如通过焊接或铆接相互连接。相应的分割面沿竖直方向和车辆横向延伸。第二横梁13构成纵向分离的空心型材体，同时第一横梁12向下敞开。

副车架10还包含两个托架14，这些托架14分别将纵梁11与前置的第二横梁13相连接。托架14在此从端侧固定在相应的纵梁11上，所述纵梁11向前延伸至第二横梁13的后端壳型件13a。

纵梁11的端侧的端部连接在托架14上。托架14分别安置在纵梁11的端侧端部和第二横梁13之间。纵梁11优选分别通过端侧端部固定在托架14上，而不是直接连接在第二横梁上。这能够实现特别有利的壁厚调节和较低的总重量。

纵梁的端侧端部优选相对于车辆纵向一直延伸到第二横梁13的后侧壁板的高度上为止。由此将托架14安置在第二横梁13的型材中。纵梁11的末端走向如此导引，使得纵梁如果沿纵向直线延伸的话将会碰到第二横梁13上。

例如尤其可从图3中看到，第二横梁13的后端壳型件13a在车辆横向上比前端壳型件13b更短，使得前端壳型件13b的端部部段13c从侧面超出后端壳型件13a伸出。托架14沿车辆横向从端侧安置在后端壳型件13a上，并固定、例如焊接在后端壳型件上。此外，托架14相对于前进行驶方向V位于前端壳型件13b的端部部段13c的后面，其中托架14沿前进行驶方向V支承在前端壳型件13b的端部部段13c上并且优选与所述端部部段焊接。

当沿着相对于副车架10的安装位置的高度方向观察时，托架14中的每一个都具有“C”型形状，该C型形状从车辆纵向中轴线X开始向外敞开。

每个托架14尤其都具有沿前进行驶方向V位于前面的第一侧面段14a、相对于前进行驶方向V位于后面的第二侧面段14b以及将两个侧面段14a和14b相连接的中间部段14c。托架14在此分别由板坯、优选由钢板被制成板材成型件，使得托架14具有基本恒定的壁厚。

在托架14上分别设计有两个固定部段14d、14e，用于耦连未详细示出的车轮导向元件。尤其如图1和2所示，该固定部段14d、14e位于副车架10的主延伸面的相互对置的侧面上，所述主延伸面由纵梁11和横梁12及13撑起。在所示实施例中，固定部段14d和14e由侧面段14a和14b的壁板部段构成，所述壁板部段具有适合用于固定相应的拉杆轴承的开口。固定部段14d和14e从该侧可被触及到，使得在无需较大耗费的情况下就可将拉杆轴承安置在侧面段14a和14b之间，并且例如可借助贯穿螺栓进行固定。根据车轮导向元件的连接方式方法的不同也可以设计不同的固定部段14d和14e。

例如尤其由图4已知，固定部段中的一个14d明显位于副车架10的主延伸面的上方。此外，所述固定部段14d还相对于纵梁11大体上向副车架10的外侧错移。为了对上部固定部段14d进行额外的加固，翼板14f是托架14的基本上垂直延伸的中间部段14c的延伸段，该翼板14f弯入所述两个侧面段14a和14b之间并且相应地相对于中间部段14c弯曲。翼板14f支承在侧面段14a和14b上，并且固定、例如借助翼板14f的侧面边棱焊接在侧面段14a和14b上。

另外的固定部段14e位于副车架10的主延伸面的下方，该另外的固定部段14e没有进行这种加固，但是同样也可进行加固。

此外在所示实施例中，在每个托架14上设计有稳定器轴承支座14g。在图3中可以清楚地看到，该稳定器轴承支座14g位于沿前进行驶方向V置于后面的第二侧面段14b的后端外侧上。为了连接未示出的稳定器轴承，在此例如使用了在后部的第二侧面段14b上的具有一个或多个开口的平面壁板部段，该壁板部段处于所属的纵梁11的下方。根据稳定器轴承结构设计的不同，也可以设计不同的第二侧面段14b的稳定器轴承支座14g。但是，对稳定器的支承(当需要这种支承时)也可以在副车架10的其它位置或在车身结构上进行。

在侧面段14a和14b之间还安置有连接板(Blechlasche)15，该连接板15沿相应作用的纵梁11的纵向对相应的托架14进行了加固。连接板15安置在侧面段14a和14b之间的纵梁11的端侧的高度上，并且在根据图5所示的实施例中与侧面段14a和14b的内侧相连接、优选焊接。在此，连接板15从上部固定部段14d开始斜向下且向外朝下部固定部段14e延伸。连接板15与车辆高度方向形成夹角，所述角度的范围优选为5至60度、且更优选为15至40度。

尤其如图3所示，第一侧面段14a为减低重量而设有壁板凹空14h可以，其中，为了支承连接板15保留有相应成角度的连接条14i。

在第一实施例中，连接板15是一个独立的构件，所述构件可以具有与托架14不同的壁厚。

但也可行的是，如图6所示，连接板15由从第一侧面段14a弯折出的壁板部段14j构成。壁板部段14j除连接边棱14k之外与第一侧面段14a分离，并且沿着连接边棱14k沿第二侧面段14b的方向向内弯曲。壁板部段14j的自由端部14l抵靠着纵梁侧的第二侧面段14b的内侧上，并且优选固定、例如焊接于第二侧面段上。

托架14在板材结构中的前述设计方案可以针对所要承受的车轮导向力实现刚性优化和强度优化的设计方案，同时构件质量被最小化并且减低了制造费用。

为了将副车架10固定在车身结构上，一共设置有四个相应构造的固定部段11a至13d。其中两个固定部段位于两个纵梁11的背侧端部部段上，并且另两个固定部段位于安置于前面的第二横梁13的端部上。如图1所示，第二横梁13的固定部段13d安置在前端壳型件13b的突出的端部部段13c上，并且从侧面超过托架14伸出。

要使副车架10消声地连接在车身结构上，则在固定部段11a和13d上安装有橡胶金属轴承，在附图中仅示出配属于橡胶金属轴承的轴套16。轴套16例如通过焊接固定在固定部段11a和13d上。

最后将两个制动软管支架17固定在副车架10上。

副车架10因此由八个板材构件(12a、12b、13a、13b、两个14和两个15)、两个弯管(两个11)、四个轴套(16)和两个制动软管支架(两个17)构成，所述板材构件、弯管、轴套和制动软管支架优选通过焊接相互连接。

图7示出第二实施例，其与第一实施例仅在纵梁11的设计以及在车身结构上的固定方面有所不同。

在此替换掉管型件，而使用了具有开放的型材横截面的构件作为纵梁11’。所示的纵梁11’具有C型的型材横截面，其中型材的开放侧从车辆纵向中轴线X开始指向外。纵梁11’可以按DE 10 2006 058 993 A1所述设计，并且连接在托架14’上。

纵梁11’的C型轮廓的相叠的侧边11b’必要时可以通过安置在所述侧边之间的套筒18’被加固，通过该套筒18’同时与相应夹紧螺栓的连接而实现了副车架10’在车身结构上的刚性连接。套筒18’或者固定在相应的纵轴11’上，或者在组装过程中松散地安装在车身结构上。

前端横梁13’在车身结构上的刚性固定以同样的方式通过安置在前端壳型件13b’的型材侧边之间的套筒16’实施。

图7中所示的副车架在车身结构上的刚性固定也适用于第一实施例。

此外可行的是，图7中所示的具有开放型材剖面的纵梁11’通过橡胶金属轴承连接在车身结构上。

此外，例如DE 10 2006 058 993 A1所述，为了将纵梁11或11’的端侧定位在托架14的第二侧面段14b上，则成型加工出适合的定位凸起。

纵梁11或11’从托架14开始首先基本上或很大程度上平行地向后延伸，以便随后分别向外相离地弯曲。第二横梁12优选在纵梁11或11’的平行区域内直接安置在向外弯曲区域之前或其中。

用于车轮导向元件的轴承支承架12c同样位于第一横梁12上。该轴承支承架12c在所示实施例中安置在中间部段内并且用于连接可向下转动的传动杠杆。为此，第一横梁12被设计为向下至少局部敞开的型材，其中相互对置的型材侧边分别构成轴承支座部段，并且在轴承支座部段之间安置有车轮导向传动杠杆的轴承。

如上所述，第一横梁12作为纵向分割的构件由两个壳型件12a和12b组合而成，其中分割面垂直于纵梁11或11’沿竖直方向延伸。然而，一体式的设计方案也是可行的。这同样适用于第二横梁13。

前述副车架10和10’具有刚性和强度较高且构件重量又较低的特征。此外该副车架10和10’能够廉价地被制造出来。所示的结构可以实现对单个构件的壁厚的优化设计并且由此实现材料用量的最小化。此外更佳地充分利用了可用的结构空间。

以上结合优选实施例对本发明进行了详细阐述。但是，本发明不被局限于该实施例，而是包括所有由权利要求定义的设计方案。

附图标记清单

10、10’    副车架

11、11’    纵梁

11a         设计用于耦连在车身结构上的固定部段

12、12’    第一横梁

12a         壳型件

12b         壳型件

12c         轴承支承架

13、13’    第二横梁

13a         壳型件

13b         壳型件

13c         端部部段

13d         设计用于耦连在车身结构上的固定部段

14、14’    托架

14a         第一侧面段

14b         第二侧面段

14c         中间部段

14d         设计用于耦连车轮导向元件的固定部段

14e         设计用于耦连车轮导向元件的固定部段

14f         翼板

14g         稳定器轴承支座

14h         壁板凹空

14i         连接条

14j         壁板部段

14k         连接边棱

14l         自由端部

15、15’    连接板

16          用于橡胶金属轴承的轴套

17          制动软管支架

18’        套筒

V           前进行驶方向

X           车辆纵向中轴线

Claims (15)

1.一种用于机动车的副车架，所述副车架包含：

两个纵梁(11)，所述纵梁分别具有设计用于耦连在车身结构上的固定部段(11a)，

第一横梁(12)，所述第一横梁固定在所述纵梁(11)上并且沿车辆横向连接着所述两个纵梁(11)，以及

第二横梁(13)，所述第二横梁平行于所述第一横梁(12)地安置，

其特征在于，

所述副车架还包含两个托架(14)，所述各托架分别从端侧固定在所述纵梁(11)之一上以及固定在所述第二横梁(13)上，从而使所述第二横梁(13)固定在所述纵梁(11)上，其中，每个托架(14)具有一个或多个设计用于耦连车轮导向元件的固定部段(14d、14e)，并且所述托架(14)分别被设计为板材成型件。

2.如权利要求1所述的副车架，其特征在于，所述第二横梁(13)具有两个设计用于耦连在车身结构上的固定部段(13d)。

3.如权利要求1或2所述的副车架，其特征在于，当沿着相对于所述副车架(10)的安装位置的高度方向观察时，每个托架(14)具有具备两个侧面段(14a、14b)和一个连接所述两个侧面段的中间部段(14c)的C型形状，并且该C型形状分别远离车辆纵向中轴线(X)向外敞开。

4.如权利要求3所述的副车架，其特征在于，从所述中间部段(14c)伸出的翼板(14f)弯入所述两个侧面段(14a、14b)之间，并且所述翼板(14f)通过抵靠支撑所述两个侧面段而加固所述托架(14)。

5.如权利要求3或4所述的副车架，其特征在于，在所述两个侧面段(14a、14b)之间安置有连接板(15)，并且所述连接板(15)与所述两个侧面段(14a、14b)相连接，并且沿各自作用的纵梁的纵向对所述托架进行加固。

6.如权利要求5所述的副车架，其特征在于，所述连接板(15’)由从与各自纵梁(11)相对置的侧面段(14a)弯折出的壁板部段(14j)构成，所述壁板部段(14j)在壁板部段的自由端部(14l)上与纵梁侧的侧面段(14b)相焊接。

7.如权利要求1至6之一所述的副车架，其特征在于，所述副车架(10)具有由所述纵梁(11)和所述横梁(12、13)撑起的主延伸面，并且每个托架(14)具有分别用于耦连车轮导向元件的第一固定部段和第二固定部段(14d、14e)，其中，相对于所述副车架(10)的安装位置，所述第一固定部段(14d)安置在所述主延伸面的上方，并且所述第二固定部段(14e)安置在所述主延伸面的下方。

8.如权利要求1至7之一所述的副车架，其特征在于，在每个托架(14)上设置有稳定器轴承支座(14g)。

9.如权利要求1至8之一所述的副车架，其特征在于，在设计用于耦连在车身结构上的固定部段(11a、13d)上安装有用于容纳橡胶金属轴承的轴套(16)，以便消声地将所述副车架(10)连接在车身结构上，或者安装有套筒(18’)，以便实现所述副车架(10)在车身结构上的刚性连接。

10.如权利要求1至9之一所述的副车架，其特征在于，所述纵梁(11)分别通过一端侧的端部连接在所述托架(14)之一上。

11.如权利要求1至10之一所述的副车架，其特征在于，所述托架(14)安置在所述纵梁(11)的端侧的端部和所述第二横梁(13)之间。

12.如权利要求1至11之一所述的副车架，其特征在于，所述纵梁(11)分别通过端侧的端部固定在所述托架(14)上，但是未连接在所述第二横梁(13)上。

13.如权利要求1至13之一所述的副车架，其特征在于，至少所述纵梁(11)，所述第二横梁(13)以及所述托架由钢材制成。

14.一种多连杆式悬架，其包括如权利要求1至13之一所述的副车架。

15.按照权利要求14所述的多连杆式悬架，其设计为汽车后桥形式，其特征在于，所述第二横梁(13)沿机动车前进行驶方向位于第一横梁(12)前面。