CN104428196B - 具有车架的机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有车架和/或辅助框架(2；2a)的机动车、特别是商用车(NKW)，所述车架具有特别是横向于和/或沿着行驶方向(F)的接触面(10；10a)作为用于其它结构单元(6；7；8；12)的连接面，通过穿过所述接触面(10；10a)的连接件(11)连接上所述结构单元，其中，每个连接件(11)的轴线(13)分别以不等于90°的角度(α)经过被所述连接件穿过的接触面(10；10a)。

Description

具有车架的机动车
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的具有车架的机动车、特别是商用车(NKW)，该车架具有特别是横向于和/或沿着行驶方向的接触面作为用于其它结构单元的连接面，通过穿过所述接触面的连接件连接上所述结构单元。
背景技术
在底盘区域中相对于车架固定结构单元的大多数螺栓都受到平行于在车架部分和连接的结构单元之间的接触面(且由此横向于螺栓轴线)的推力(剪切)负载。例如在制动或加速时在车辆纵向上出现大的力，该力在纵向的相互螺纹连接的接触面上在剪切方向上加载此处的螺栓，因为该螺栓垂直地穿过该接触面。通过这种类型的螺纹连接，在接触面上仅仅可传递被施加的螺栓力的10％作为推力。然而预紧的法向力防止连接在接触面上的部件在接触面的平面中在一个方向上彼此运动。由此重要的是，保证足够高的法向力。需要大量螺栓以传递较高的力。
然而，由于在接触面上的摩擦值波动大(根据参考文献波动约为3倍)，这种类型的连接需要以尺寸过大的方式构造，以便在横向于连接件的轴线引入高的力时也能可靠地防止连接的松开及连接件的剪断。这引起高的材料成本和附加的部件重量。然而，对于期望的轻量化构造并且由于更紧凑的结构空间要求，必需在重量和尺寸方面优化螺纹连接件。
发明内容
本发明所基于的问题是，在此实现改进。
本发明通过具有权利要求1特征的机动车解决所述问题。本发明的有利的设计方案和改进方案参见其它权利要求2至14。
通过本发明，通过在接触面上每个连接件的轴线分别以不等于90°的角度经过被所述连接件穿过的接触面，实现螺栓连接的力被分成法向分量和横向分量。由此得到形状配合连接的份额，其使得显著提高了预紧的份额。由此一方面可减小螺栓额定尺寸，这减小了材料成本和重量。此外，可以明显较不精确的方式选择用于螺栓连接的拧紧方法，从而减小了方法成本并且提高了连接的可靠性。通过更小的螺栓，也可减小所需的结构空间。更优地，这种螺栓连接至少基本上仅仅承受拉力负载。此外，也可对表面质量提出更低的要求。
为了产生尽可能高的预紧，有利的是，连接件各自的轴线以相对于位于接触面中的矢量成30°至60°之间的角度经过被所述连接件穿过的接触面。
特别是，对于在传力连接和形状配合连接之间的最优组合，连接件各自的轴线可以以相对于位于接触面中的矢量成45°的角度经过被所述连接件穿过的接触面。那么，例如在μ＝0.1的摩擦值时，与利用垂直于接触面的螺栓进行标准螺纹连接相比，可传递的横向力提高了700％，在螺栓间隙中的纵向力减小了30％。
如果接触面在俯视图中相对于车辆纵轴线且相对于车辆横轴线成角度，那么在车轴和车辆框架之间的主力方向、即横向和纵向运动分别相对于接触面成角度，并且因此较少促使在此连接的部件彼此相互剪切，从而实现了连接的额外的安全性。当接触面设有沟纹部或者类似的用于提高摩擦的措施时，也有助于这种安全性，防止受到在接触面的平面中引入力的影响。
特别是，对于每个铰链组件来说，两个沿轴向位于外部的接触面相对于车辆横轴线彼此对立地成角度，并且由此像外壁那样包围位于其之间的铰链组件。
对于高的稳定性特别有利的是，连接件分别成对地且彼此成角度地设置在一个共同的平面中、特别是水平平面中。
在此，连接件可相对于接触面的垂线对称地且彼此约成90°地设置，从而，对于相反的力作用(例如在加速和制动时)得到同样好的支撑效果。
在正常的螺纹连接中，例如在结构单元连接在纵梁处且由此接触面沿着行驶方向的部位处产生高的负载。这种类型的结构单元例如可通过连接在纵梁上的横梁形成，通过连接到纵梁上的具有垂直组成部分的支架形成，该支架用于固定车轴、悬架单元或者其它底盘部件、例如同样空气弹簧气囊。
对于节省连接件且对于有效的装配特别有利地，为了连接相应结构单元，固定件不仅穿过结构单元而且穿过纵梁以及横梁，并且同时将这些部件相互连接。
有利地，相应地连接的结构单元包括用于固定件的进入通道和相对于通道轴线成角度的用于固定件头部或锁紧部分(Konterglied)的支座，从而自动地保证固定件的合适位置并且省去了用于使连接件斜置的锥形楔块或类似措施。为了穿过连接件，车辆的纵梁例如可简单地具有长孔。特别有利的是，所述支座直接集成到结构单元中。
附图说明
从附图中所示出和下面所描述的本发明对象的实施例中得到本发明的其它优点和特征。
附图中：
图1示出了商用车的示意性俯视图，其示例性地具有侧向设置的轴向部件的支架和保持在其连接部的区域中的横梁，
图2从斜上方示出了通过横梁连接的两个纵梁区段的立体细节图，其中，横向地外部地附加地将底盘部件的支架连接到纵梁上并且与横梁相连接，
图3从斜上方以立体图示出了根据图2的组件，
图4从与在图2中相似的视角示出了结构单元的连接部的立体细节图，
图5以侧视图示出了根据图4的组件，
图6从上方示出了根据图4的组件的剖视图，
图7示出了斜螺纹连接部和垂直螺纹连接部的力-位移-曲线，
图8示出了空气弹簧气囊支架的侧视图，
图9以从上方的视图示出了支架，
图10以剖开的俯视图示出了空气弹簧气囊的连接部。
具体实施方式
在图1中示意性示出的机动车1在此形成商用车(NKW)并且具有车架2和/或辅助框架2a，例如在图8中示出的空气弹簧气囊支架。典型地，车架2可包括两个侧面的纵梁3和多个横梁4并且整体上可构造成不同的。在车架2上保持有至少一个车轴5、例如后车轴。
例如建筑用车辆或越野车也可根据本发明构造。
在特别是横向于和/或沿着行驶方向F的用作连接面的接触面10、10a上可连接其它结构单元。纵向的接触面10例如可通过纵梁3的外侧面或内侧面形成，横向的接触面10a例如通过车轴5的扩大的差速器或者通过横梁4的前侧面或后侧面形成。
其它结构单元连接到该接触面10、10a上，使得所述其它结构元件通过穿过接触面10、10a的连接件被保持住，例如自锁螺栓等，其中，相应的连接件11的轴线13以不等于90°的角度经过被所述连接件穿过的接触面10、10a，即，相对于该接触面10、10a倾斜。代替自锁螺栓，例如也可如在图10中那样设置盲孔，螺栓11接合到该盲孔中。铆接或销连接也是可行的。
特别是，连接件11各自的轴线13以相对于位于接触面10、10a中的矢量成30°至60°之间的角度α与被所述连接件穿过的接触面10、10a相交。更优选地，连接件11各自的轴线13以相对于位于接触面10、10a中的矢量成约45°的角度与被所述连接件穿过的接触面10、10a相交。在此，连接件11可以分别成对地且彼此成角度地设置在一个共同的平面中、尤其是水平平面中，像例如在图6中示出的那样。在此，示出了共同位于一个水平平面中的一对固定件11。多个这种固定件对可彼此重叠或彼此并排。在两个连接件11之间的角度在此约为90°，这不是强制性的，然而为高预紧示出了一种最优情况。
有利地，如同样在此示出的那样，固定件11的方向在俯视图中不仅相对于车辆纵轴线14成角度而且相对于车辆横轴线15成角度，从而所述固定件不与两个主力方向中的任一个在一条直线上。
在根据图2和图3以及根据图4至6的实施例中，结构单元6或7和8连接到车架2的两个侧面的纵梁3处。在此，结构单元8通过使两个纵梁3相互连接的横梁4形成。在此，结构单元8也称为第一结构单元，结构单元6和结构单元7也分别称为第二结构单元和第三结构单元。
连接上的结构单元6和7分别通过连接到纵梁3上的具有垂直组成部分的支架6a和7a形成并且特别是用于固定车轴5、悬架单元11或其它底盘部件12，例如作为空气弹簧气囊的支架。
这种空气弹簧气囊支架的特征特别是在于根据图8至10的辅助框架2a。在此，为空气弹簧气囊(自身未示出)设置可通过固定件11封闭的夹紧孔眼16。因此，所述连接不必一定在车辆框架2上实现，而是也可针对这种被分配给底盘的辅助框架2a或在底盘中的类似单元。
在根据图2至6的实施例中，为了连接相应的结构单元6和7设置这样的固定件11，即，其不仅穿过结构单元6和7而且穿过纵梁3以及横梁8并且同时将它们相互连接。这种节省材料和装配成本的结构方式特别是可在根据图6的剖视图中看到。在此，纵梁3横向地在内侧利用加强板3a被加倍，从而在此处紧接着用于横梁8的纵向伸延的第一接触面10并且在外部提供有用于结构单元7结合的第二纵向伸延的接触面10(例如参见图4)。
在图6中也可良好地看出，相应地连接的结构单元6和7包括用于固定件11的进入通道和用于固定件11的头部或者锁紧部分的在轴向上限制该进入通道的支座9。在此，通过在结构元件处设置相应的倾斜面，支座9有利地被集成到结构元件7中，例如在图4和5中也可很好地看出。由此不需要单独的楔形块等。以相同的方式，在此，横向地位于内部的横梁8也已经集成地设有这种倾斜的封闭面9用作用于螺栓头部或螺母的支座。
在图7中明显的是，通过斜置仅仅受到拉力负载(曲线II)的螺栓11比在剪切方向(曲线I)上受到负载的螺栓传递高得多的力。通过本发明可保证，刚好在成对地彼此成角度地对置的螺栓中，在沿着接触面10、10a导入力时始终承受拉力负载。
也可这样连接上三角形转向杆组件(图1)或者四点转向杆组件(图2、图3)，其它与底盘处于连接的部件同样也可以。
附图标记列表：
1 机动车
2 车辆框架
2a 辅助框架
3 纵梁
4 横梁
5 车轴
6 结构单元
6a 具有垂直组成部分的支架
7 结构单元
7a 具有垂直组成部分的支架
8 横梁
9 支座
10 接触面
10a 接触面
11 连接件
12 空气弹簧气囊
13 连接件的轴线
14 纵轴线
15 横轴线
16 夹紧孔眼

Claims (18)

1.一种具有车架和/或辅助框架(2；2a)的机动车，所述车架具有横向于和/或沿着行驶方向(F)的接触面(10；10a)作为用于其它结构单元(6；7；8)的连接面，通过穿过所述接触面(10；10a)的连接件(11)连接上所述结构单元，其特征在于，每个连接件(11)的轴线(13)分别以不等于90°的角度(α)经过被所述连接件穿过的接触面(10；10a)。
2.根据权利要求1所述的机动车(1)，其特征在于，所述连接件(11)各自的轴线(13)以相对于位于所述接触面(10；10a)中的矢量成30°至60°之间的角度(α)经过被所述连接件穿过的接触面(10；10a)。
3.根据权利要求2所述的机动车(1)，其特征在于，所述连接件(11)各自的轴线(13)以相对于位于所述接触面(10；10a)中的矢量成约45°的角度经过被所述连接件穿过的接触面(10；10a)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车(1)，其特征在于，所述连接件(11)通过螺栓形成。
5.根据权利要求4所述的机动车(1)，其特征在于，所述螺栓是自锁的螺栓。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车(1)，其特征在于，所述连接件(11)在俯视图中相对于车辆纵轴线(14)且相对于车辆横轴线(15)成角度。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车(1)，其特征在于，所述连接件(11)分别成对地且彼此成角度地设置在一个共同的平面中。
8.根据权利要求7所述的机动车(1)，其特征在于，所述共同的平面是水平平面。
9.根据权利要求7所述的机动车(1)，其特征在于，所述连接件(11)彼此约成90°的角度地设置。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车(1)，其特征在于，所述结构单元(6；7；8)连接在纵梁(3)上。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车(1)，其特征在于，连接上的结构单元中的第一结构单元通过连接在纵梁(3)上的横梁(4)形成。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车(1)，其特征在于，连接上的结构单元中的第二结构单元和第三结构单元相应包括连接到纵梁(3)上的具有垂直组成部分的支架(6a；7a)，其用于固定车轴(5)、悬架单元或者其它底盘部件。
13.根据权利要求12所述的机动车(1)，其特征在于，辅助框架(2a)形成或包括空气弹簧气囊(12)的支架。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车(1)，其特征在于，为了连接相应的结构单元中的第二结构单元或第三结构单元，连接件(11)不仅穿过所述第二结构单元或第三结构单元而且穿过纵梁(3)和横梁(4)，并且将它们相互连接。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车(1)，其特征在于，相应地连接上的结构单元(6；7；8)包括用于连接件(11)的进入通道和相对于所述通道的轴线成角度的用于连接件(11)的头部或锁紧部分的支座(9)。
16.根据权利要求15所述的机动车(1)，其特征在于，所述支座(9)相对于所述通道的轴线成直角。
17.根据权利要求15所述的机动车(1)，其特征在于，所述支座(9)被集成到所述结构单元(6；7；8)中。
18.根据权利要求1所述的机动车(1)，其特征在于，所述机动车是商用车(NKW)。
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