CN104786773B - 车桥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车桥和两个沿着车辆纵向设置的纵拉杆，这些纵拉杆包括与车身联结的联结部以及与车轮联结的联结部，一个抗弯曲的却易于扭转的横梁，该横梁将两个纵拉杆沿车辆横向相互连接。横梁由单壁的金属型材构成，该金属型材在横截面中具有一个底板和两个侧板。端部区段由加强板构成。加强板在其边缘处环绕地与金属型材和/或与纵拉杆连接。另外，加强板在横梁侧的端部区域内以点状连接与金属型材的底板联接。根据本发明的车桥在行驶运行中的性能以有益的方式通过这样安装的加强板得到大幅改善，因为在横梁的端部区域内出现的应力并不保持限定在局部，而是更好地分配到整个区域上。

Description

车桥

技术领域

本发明涉及一种车桥。

背景技术

组合拉杆轴通常具有两个纵拉杆，在这些纵拉杆上固定有车轮，并且这些纵拉杆通过一个横梁相互连接。对这些横梁提出特别的要求。它们的端部区段应该构造得具有尽可能大的刚性，以避免不期望的轮距变化和外倾变化。但是同时它们还应该是易于扭转(torsionsweich)的，这大多通过横梁的易于扭转的中间区段得以实现。在运行中在易于扭转的中间区段与刚性的端部区段之间的过渡区域中出现高的应力峰值，这些应力峰值对组合拉杆轴的使用寿命产生不良影响。

为了提高横梁的端部区段的刚性，众所周知在现有技术中通过装配在横梁型材内的加强板增强端部区段。

这样例如DE 10 2009 004 441 A1公开了一种用于机动车的组合拉杆轴，其包括：两个纵拉杆；一个抗弯曲的却易于扭转的横梁，该横梁将两个纵拉杆相互连接；以及一个弹簧座，该弹簧座与一个加固横梁的端部区段的隔板(Schottblech)共同进一步提高区段的总刚性。在此，可以相对横梁倾斜调整地安装隔板，使得这些隔板从它们的纵梁侧的端部出发沿着指向轴中心的端部的方向更深地进入到横梁的横截面内。

US 2007/0108714 A1公开了一种车桥，其具有两个纵拉杆和一个连接这些纵拉杆的横梁。在此，横梁将一根连接纵拉杆的棒容纳在其内。横梁的端部区域通过加强板得以加强，这些加强板在它们的横梁侧的区段中分叉。加强板包括在横梁内部的稳定棒。另外，加强板具有多次弯曲的走向。

由DE 10 2012 104 999 A1得知一种组合拉杆轴，该组合拉杆轴具有两个纵拉杆以及一个横梁，该横梁将两个纵拉杆相互连接。在端部区域中，横梁通过加强板得以加强。在制造这些加强板时，首先为这些加强板设置卸载缝(Entlastungsschlitz)，并且在加强板焊入横梁内之后将这个卸载缝重新封闭。这例如可以通过粘合剂或也可以通过焊接过程来实现。通过这种措施避免了由于焊入加强板期间的材料翘曲导致已经焊好的焊缝再次开裂。

DE 10 2008 036 340 A1也公开了一种组合拉杆轴，其包括两个悬挂臂以及一个横梁，该横梁的端部区段通过两个加强板得以加固。为了避免在横梁的易于扭转的中间区段与刚性的端部区段之间的过渡区域中出现应力峰值，DE 10 2008 036 340 A1教导使用这样的加强板，这些加强板在横向于横梁的纵向延伸的截面中具有拱形的横截面。

发明内容

本发明的目的是，提供一种重量尽可能小的车桥，在该车桥中进一步改善了从扭转型材到纵拉杆的过渡区域中出现的应力的分配并且特别是减少了对使用寿命产生不良影响的应力峰值。

这个目的通过车桥得以实现，其包括：沿着车辆纵向设置的两个纵拉杆，所述纵拉杆包括与车身联结的联结部以及与车轮联结的联结部；抗弯曲却易于扭转的横梁，该横梁将所述两个纵拉杆沿着车辆横向相互连接，并且该横梁由单壁的金属型材构成，该金属型材在横截面中具有一个底板和两个侧板，其中，横梁的端部区段通过加强板得以加固，其中加强板在其纵拉杆侧的边缘处与纵拉杆联接并且以其纵侧的边缘和其横梁侧的边缘与金属型材联接，其特征在于：加强板在其横梁侧的端部区域中以点状连接同该加强板的横梁侧的边缘间隔开地与金属型材的底板联接。

根据本发明的车桥包括：沿着车辆纵向设置的两个纵拉杆，所述纵拉杆包括一个与车身联结的联结部以及一个与车轮联结的联结部；一个抗弯曲的却易于扭转的横梁，该横梁将两个纵拉杆沿着车辆横向 相互连接，并且该横梁由单壁的金属型材构成，该金属型材在横截面中具有一个底板和两个侧板，其中，横梁的端部区段通过加强板得以加固，其中加强板在其纵拉杆侧的边缘处与纵拉杆联接并且以其纵侧的边缘和其横侧的边缘与金属型材连接，其中，加强板在其横梁侧的端部区域内以点状连接与金属型材的底板联接。

单壁的金属型材是敞开式型材，该型材的横截面由一个底板和两个侧板构成。横截面可以在金属型材的长度上变化并且这样量体裁衣地适配抗扭刚度和抗弯刚度方面的要求。在此，金属型材的横截面的与开口对置的区段始终称为底板，而横截面的那些从底板起指向开口的区段称为侧板。底板和侧板在此并不一定强制性地构造为平整的或在一定的位置中彼此相对。

加强板从纵拉杆起向着轴中心的方向延伸。通过这样的加强板使得横梁的端部区段得以加固，使得特别是在侧力影响时存在所期望的轮距刚性(Spursteifigkeit)和外倾刚性(Sturzsteifigkeit)。通常加强板在金属型材的开口的高度上连接在纵拉杆上。随着向着轴中心的方向的延伸长度的增加，加强板更深地进入到型材开口中直到它们以其横梁侧的端部区域与金属型材的底板接触。

加强板在其边缘上环绕地与金属型材的侧板或者底板和/或纵拉杆连接。这大多经由形状锁合的连接、例如焊接来实现。

在加强板的横梁侧的端部区域内与金属型材的底板的附加的点状连接促使更好地分配在机动车行驶期间在金属型材的端部区域内出现的应力。与加强板的横梁侧的边缘间隔开地建立所述连接。在此间距为数个毫米至数个厘米。

点状在此应该理解为：加强板局部限定地在一个位置上与金属型材的底板连接。点状特别是并不意味着：在此制造一个具有最小尺寸的、纯圆形的连接。更确切地说，它可以是尺寸为从数个毫米到厘米的任意成形的连接。在此可考虑具有椭圆形轮廓的或形状为长形孔的连接。

加强板的横梁侧的端部区域应该理解为加强板的端部区段，该端 部区段的边缘与金属型材的底板接触。在此，端部区域与加强板的具体设计形状相关地具有数个毫米至厘米的尺寸。所述区域不仅仅局限于加强板的与金属型材接触的横梁侧的边缘。

通过根据本发明的加强板的联结可能的是：在车辆运行期间在横梁的端部区域内出现的应力峰值降低直至10％。结果是可以用比通常更小的壁厚的金属板材制造金属型材。因此能够显著地减轻整个车桥的重量。

在传统的轴的设计中，出现的应力和力导致加强板的横梁侧的端部区域中的裂纹。因此严重损害了相应的车桥的使用寿命。因此有益的是：恰好在加强板的端部区域内建立相应的点状连接，因为通过这种方式更好地分配作用在这个位置上的力。

在车桥的一种优选的实施形式中，金属型材具有U形的或V形的或Ω形的或帽形的横截面。该横截面如所阐述的那样也可以在金属型材的长度上变化，使得其刚度性能适配所期望的要求。

另外优选地，加强板的与底板贴靠的区段以其背侧与金属型材的底板联接。通过这种方式实现了各构件之间的更加稳定的连接，从而可以延长车桥的使用寿命。

另外优选的是：点状连接为形状锁合的和/或材料锁合的连接，特别是该连接构造成塞焊、咬合连接、挤压(Verpraegung)或粘合。最佳连接方法的选择与所使用的材料相关。材料的选择从轻金属如铝材一直到在行走机构领域常用的钢材。可以根据相应材料的可加工性和可处理性及其对于连接方法的可用性来进行选择。

也可以将多种连接方法相互组合，例如为了使加强板与金属型材相互固定并且然后进行粘合首先实施咬合连接，通过这种方式防止在粘合剂干燥期间加强板与金属型材相对彼此运动。

优选地，加强板具有多次弯曲的走向。多次弯曲在此应该理解为：加强板在其平行于金属型材的走向中可以具有一个或多个弯曲部和直的区段。例如加强板可以具有一个单一的S行程(S-Schlag)或一个双S行程。

已经证明：可以通过对加强板形状的调整适配来进一步优化在负重时出现的应力。

在此，加强板的相应的成形附加地促进在加强板的端部区域内的点状连接的效应。

特别是加强板的走向如下地构成，即，加强板具有第一区段，该第一区段相对金属型材的纵轴线以0°至5°的夹角α下倾地延伸，以及该加强板具有与该第一区段相接的第二区段，该第二区段相对金属型材的纵轴线以30°至60°、优选40°至50°、特别优选43°至47°的夹角β下倾地延伸。

金属型材的纵轴线应该理解为在车桥的安装位置中平行于机动车的横轴线延伸的轴线。

加强板的第一区段优选从纵拉杆出发向车桥的中心延伸。加强板的纵拉杆侧的端部或者纵拉杆侧的边缘通常与纵拉杆材料锁合地连接，例如通过焊接。加强板的纵拉杆侧的端部区域在此可以如整个第一区段那样相对金属型材的纵轴线以0°至5°的夹角延伸。但是也可能的是：板材的纵拉杆侧的端部区域向上或向下弯曲，以保障加强板最佳地联结到纵拉杆上。

然后第一区段转入到第二区段中，该第二区段更陡峭地向着金属型材的底板的方向延伸。因此加强板在第一与第二区段之间的过渡区域内向着金属型材的底板的方向弯曲。

第二区段的远离第一区段指向的端部区域然后碰接到底板上并且然后利用点状连接与这个底板联接。

在车桥的另一种优选的实施形式中，与第二区段连接有第三区段，该第三区段比较平缓地相对第二区段以0°至10°的夹角下倾地延伸，并且在该第三区段中构造有与底板的连接。在第二与第三区段之间，加强板再次弯曲，现在第三区段构成加强板的端部区域，该端部区域碰接到金属型材的底板上。

通过构造这个第三区段，加强板的端部区域与金属型材的底板之间的夹角变得比较平缓，使得点状连接的制造更加简单。

在整个前述实施形式中，这是根据本发明的加强板的一种示范性的构造，该加强板大致具有阶梯式的走向。阶梯式走向在此附加地改善了在机动车运行中出现的应力的分配。

另外有益的是根据本发明的车桥的构造如下：加强板的第一区段的长度为金属型材的端部区段的高度的0.7至0.9倍。通过这种适配对金属型材的端部区段的加固进行了进一步优化。

在本发明的范围内，借助所示出的加强板的实施变型可能的是：使用适配相应车桥和相应要求的加强板，这些加强板可以在多于仅两个或者三个的区段中具有不同的走向。加强板的各个区段的坡度及其弧线或者其半径都提供最佳化地适配加强板的可能性。

另外优选地，金属型材设置有基本上指向路面方向的型材开口。

附图说明

由下文借助附图对实施例的说明获得本发明的其它目标、优点、特征和应用可能性。附图中：

图1为车桥的视图；

图2为金属型材的多个可能的横截面；

图3为横梁的端部区段的视图；

图4为横梁的端部区段的横截面的侧视图

图5为加强板的多次弯曲的走向的视图。

具体实施方式

图1示出的是根据本发明的车桥1的全视图。车桥1包括沿车辆纵向设置的两个纵拉杆3，所述纵拉杆具有包括与车身联结的联结部3a以及与车轮联结的联结部3b。两个纵拉杆3经由一个横梁2相互连接。这个横梁2沿着车辆横向延伸。

横梁2由单壁的金属型材5构成并且在它的端部区段6中分别具有一个加强板4，该加强板安置在那里用以加固横梁2的端部区段6。由此获得横梁2的易于扭转的中间区段，而其端部区段6保持抗扭转。

同样画出横梁2的平行于机动车的横轴线延伸的纵轴线L。

横梁2由单壁的金属型材5构成，该金属型材在横截面中具有一个底板7和两个侧板8a、8b。对于型材的横截面来说存在大量的变型可能性，可以根据对构件特性的要求来选择这些变型可能性。图2示出金属型材的横截面的多个可能的变型。所有构造的共同之处为：涉及的是敞开式型材。在本发明的范围内，金属型材5的与这个开口对置的区段构成底板7。金属型材的从底板7出发朝向开口的方向延伸的区段为侧板8a、8b。

图2a示出的是金属型材5的V形横截面，其中底板7构造成不是平坦的，而是弧线形。侧板8a、8b约以45°夹角离开底板7延伸。与此不同，图2b中的侧板8a、8b垂直地延伸并且然后过渡到底板7中，该底板比在V形中成形得更加平坦一些并具有更大的半径。因此图2b示出的是U形的轮廓。在图2c示出的帽形的轮廓中，底板7与前述实例不同设计为成形平坦且没有弯曲。侧板8a、8b以约90°的角向上伸出。侧板8a、8b的构成开口的边缘也可以如在此示出的那样展开(ausgestellt)并改善型材的刚度性能。在金属型材5的Ω形的横截面中，如其在图2d中示出的那样，侧板8a、8b不再设计成平整的，而是从外侧观看的话向内凹入地弯曲。

横梁2的端部区段6设有加强板4，这些加强板形成对端部区段6的加固。图3示出的是横梁2的端部区段6的细部视图。横梁2的这样的区段基本上被称为端部区段6，加强板4在该区段中延伸并且通过该加强板4使得该区段在其扭转性能方面发生改变。

加强板4以其边缘9a、9b、9c环绕地与横梁2和纵拉杆3连接。在此，加强板4的纵拉杆侧的边缘9a与纵拉杆3连接，而纵侧的边缘9b和横梁侧的边缘9c与金属型材5连接。这些连接大多设计为焊接，然而在此也可以建立粘接或其它材料锁合的连接。加强板4从纵拉杆3出发在横梁2的金属型材5内部向着车辆中心的方向延伸。在此，加强板4在纵拉杆侧的端部区域处连接在金属型材5的开口上或紧靠该开口下部并且倾斜向下延伸地(由图3的视角观看)向着底板7的方 向延伸。在那里在加强板4的这个横梁侧的端部区域10中具有加强板4与金属型材5的底板7的附加的点状连接11。这个点状连接11在实施例中构造为塞焊。但是在本发明的范围内也可以将这个连接构造为塞焊、咬合连接、挤压或粘合。

塞焊在此构成成长形孔并且距离加强板4的横梁侧的端部区域10的横梁侧的边缘9c数个厘米。

这个点状连接11导致加强板的背侧13通过塞焊而与金属型材5的底板7连接。在图4的横梁2的端部区段6的横剖视图中再次清楚地示出这一点。

在图4中还可以看到加强板4的多次弯曲的走向。如在图5中示出的那样，加强板4可以分成多个区段。从纵拉杆侧的端部12出发，加强板4具有第一区段A，该第一区段基本上平行于横梁2的纵轴线L延伸。平行在本发明的范围内意味着：第一区段A以相对金属型材的纵轴线成0°至5°的夹角α下倾地延伸，其中下倾是指从侧板8a、8b的自由边缘向底板7的走向。

在第一区段A上连接有第二区段B，在该第二区段中，加强板4的走向变得更陡峭，因而区段B相对横梁2的纵轴线L以30°至60°、优选40°至50°、特别优选43°至47°的夹角β下倾地延伸。

实施例最后还示出第三区段C，在该第三区段中，加强板4的走向重新变得比较平缓，并且该第三区段比较平缓地相对第二区段以0°至10°的夹角γ下倾地延伸并且最终以加强板5的横梁侧的边缘9c与金属型材5的底板7接触。与底板7的点状连接11也构造在这个区段中。在塞焊的区域中，周围拓扑学的板材的走向也偏离加强板4的其它存在的走向。通过焊接过程，在塞焊的区域内产生压痕(Einpraegung)14，在该压痕的区域内，加强板4的背侧13与金属型材5的底板7贴靠。

总之，在这个实施例中获得加强板4的大致阶梯式的走向。通过这种构造能够实现特别稳定的加固和对出现的力的分配。

附图标记列表

1 车桥

2 横梁

3 纵拉杆

3a 联结部

3b 联结部

4 加强板

5 金属型材

6 端部区段

7 底板

8a 侧板

8b 侧板

9a 纵拉杆侧的边缘

9b 纵侧的边缘

9c 横梁侧的边缘

10 端部区域

11 点状连接

12 端部

13 背侧

14 压痕

A 区段

B 区段

C 区段

L 纵轴线

α 夹角

β 夹角

γ 夹角

Claims (9)

1.车桥(1)，其包括：沿着车辆纵向设置的两个纵拉杆(3)，所述纵拉杆包括与车身联结的联结部(3a)以及与车轮联结的联结部(3b)；抗弯曲却易于扭转的横梁(2)，该横梁将所述两个纵拉杆(3)沿着车辆横向相互连接，并且该横梁由单壁的金属型材(5)构成，该金属型材在横截面中具有一个底板(7)和两个侧板(8a，8b)，其中，横梁(2)的端部区段(6)通过加强板(4)得以加固，其中加强板(4)在其纵拉杆侧的边缘(9a)处与纵拉杆(3)联接并且以其纵侧的边缘(9b)和其横梁侧的边缘(9c)与金属型材(5)联接，其特征在于：加强板(4)在其横梁侧的端部区域(10)中以点状连接(11)同该加强板(4)的横梁侧的边缘(9c)间隔开地与金属型材(5)的底板(7)联接。

2.如权利要求1所述的车桥，其特征在于：金属型材(5)具有U形的或V形的或Ω形的或帽形的横截面。

3.如权利要求1或2所述的车桥，其特征在于：加强板(4)的与底板(7)贴靠的区段以其背侧(13)与所述底板(7)联接。

4.如权利要求1所述的车桥，其特征在于：所述点状连接(11)是形状锁合的和/或材料锁合的连接。

5.如权利要求1所述的车桥，其特征在于：加强板(4)具有多次弯曲的走向。

6.如权利要求5所述的车桥，其特征在于：加强板(4)的走向如下地构成，即，加强板具有第一区段(A)，该第一区段相对金属型材(5)的纵轴线(L)以0°至5°的夹角α下倾地延伸；以及该加强板具有与所述第一区段相接的第二区段(B)，该第二区段相对金属型材(5)的纵轴线(L)以30°至60°的夹角β下倾地延伸。

7.如权利要求6所述的车桥，其特征在于：与所述第二区段(B)连接有第三区段(C)，该第三区段比较平缓地相对所述第二区段(B)以0°至10°的夹角γ下倾地延伸，并且在该第三区段内构造有与底板(7)的点状连接(11)。

8.如权利要求6或7所述的车桥，其特征在于：加强板(4)的第一区段(A)的长度为金属型材(5)的端部区段(6)的高度的0.7至0.9倍。

9.如权利要求1所述的车桥，其特征在于：金属型材(5)设置有基本上指向路面方向的型材开口。