CN105857006A - 车轴总成及其制造方法、车辆平台和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的车轴总成(1)及其制造方法，所述车轴总成具有一个组合拉杆轴(2)，该组合拉杆轴具有一个连接两个外部的摇臂(4)的扭转管(3)以及具有在摇臂(4)的末端(5)上借助螺纹联接装置刚性耦合的车轮支座(6)，所述车轮支座(6)具有用于连接车轮的集成的车轮轴承(11)，其特征在于，每一个车轮支座(6)都通过至少三个螺纹联接装置(16)与摇臂(4)的末端(5)耦合，并且每一个车轮支座(6)都具有朝摇臂(4)末端(5)的方向伸出地取向的固定臂(8)，通过在机动车横向(Y)在每一个固定臂(8)上定位接纳孔(9)来规定车轴总成(1)的轮距(10)。

Description

车轴总成及其制造方法、车辆平台和机动车
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的车轴总成、一种具有组合拉杆轴的机动车、一种用于制造车轴总成的方法以及一种车辆平台。本发明涉及具有可模块式确定的车轴设定参数的车轴总成.
背景技术
现有技术中已知用于机动车的各种轴类型.在最简单的设计方案中其为刚性轴，它在装入弹簧元件例如板簧的情况下在车身或者底盘上固定。复杂的轴系统例如是具有独立悬架的多拉杆轴。
从现有技术中还公知组合拉杆轴，它大多在后桥上使用.组合拉杆轴具有一个在机动车宽度的一部分上延伸的扭转管，在该扭转管的末端固定在纵向取向的摇臂.在每一个摇臂的自由的末端然后又在装入一个车轮支座的情况下耦合一个机动车轮.
例如从DE 10 2010 020 816 A1中获知车轮支座在刚性轴上的连接.
发明内容
本发明的任务是，改进机动车轴，使得减少使用的构件，然而同时给出为轮距和/或车轮外倾进行预先设定的可能性，并且所述机动车轴能够为不同类型的机动车使用.
上述任务根据本发明通过本发明的用于机动车的车轴总成解决，该车轴总成具有一个组合拉杆轴，该组合拉杆轴具有一个连接两个外部的摇臂的扭转管以及具有在摇臂的末端上借助螺纹联接装置刚性耦合的车轮支座，所述车轮支座具有用于连接车轮的集成的车轮轴承，每一个车轮支座都通过至少三个螺纹联接装置与摇臂的末端耦合，并且每一个车轮支座都具有朝摇臂末端的方向伸出地取向的固定臂，通过在机动车横向在每一个固定臂上定位接纳孔来规定车轴总成的轮距.
另外，上述任务通过一种车辆平台解决，其用于制造具有统一的技术基础的不同车型，至少根据本发明构造车轴总成.
另外，上述任务通过本发明的具有组合拉杆轴的机动车解决，其具有组合拉杆轴，该组合拉杆轴具有一个连接两个外部的摇臂的扭转管以及具有在摇臂的末端借助螺纹联接装置耦合设置的车轮支座，所述车轮支座具有用于接纳车轮的集成的车轮轴承，每一个车轮支座都通过至少三个螺纹联接装置与摇臂的末端耦合，并且每一个车轮支座都具有在机动车纵向伸出的车轮支座臂，并且每一个摇臂的末端都具有在机动车横向向外伸出的臂，并且车轮支座通过将所述臂和车轮支座臂连接起来的螺纹联接装置与摇臂耦合，通过在机动车纵向在车轮支座臂内定位接纳孔规定机动车的轴距和/或通过在机动车横向在臂内定位接纳孔规定车轴总成的轮距.
所述任务的方法技术的部分另外通过本发明的用于制造车轴总成的方法解决，其中，提供组合拉杆轴和标准化的车轮支座，所述车轮支座具有对准机动车横向的固定臂，根据需要的轮距在每一个固定臂内定位接纳孔，并且通过将车轮支座与组合拉杆轴刚性耦合来规定轮距.
用于机动车的车轴总成具有一个组合拉杆轴，其具有一个连接两个外部的摇臂的扭转管以及具有在摇臂的末端上借助螺纹联接装置耦合的车轮支座.这里每一个车轮支座自身都具有一个集成的车轮轴承，用于接纳车轮.根据本发明，所述车轴总成的特征在于，每一个车轮支座都通过至少三个螺纹联接装置与摇臂的末端耦合，并且每一个车轮支座都具有朝摇臂末端的方向伸出地取向的固定臂，通过在机动车横向在每一个固定臂上定位接纳孔来规定车轴总成的轮距.
因此根据本发明产生这样的优点，即车轴总成基本上由三个构件构成.一方面是原来的组合拉杆轴——其例如作为焊接结构由扭转管和摇臂制造——和各具有集成的车轮轴承的车轮支座.这里车轮支座自身优选通过一个主体构成，它主要在机动车竖直方向和机动车纵向构成，具有从该主体在机动车横向取向指向摇臂末端的固定臂.在这些车轮支座中然后优选压入车轮轴承或者另外可选的方案是车轮支座自身还构成车轮轴承的外壳.在这种情况下车轮支座优选作为铸件制造，其中特别是轴承接纳部和/或固定臂通过机械的方法精加工.特别在这里使用切削加工方法.该方法又同样提供这样的优点，即通过切削加工方法调整运动学的连接点的预定几何结构.
根据本发明还可以设想，固定臂另外在机动车纵向延伸.因此通过既在机动车纵向也在机动车横向定位接纳孔不仅能够规定轮距，而且也能够规定前束角。通过选择机动车纵向的位置另外能够影响轴距，从而通过在机动车纵向移动车轮支座能够放大或者缩小数毫米直到数厘米.同样通过相对于机动车竖直方向在上面的和下面的固定臂上有目的地定位接纳孔能够调整要接纳的车轮的车轮外倾角.
现在建议，特别在车辆平台内为实现不同的轮距在车轮支座的各固定臂内各形成(下面也称定位或者放置)接纳孔.通过定位接纳孔，特别对于机动车横向，能够规定车轴总成的轮距.如果例如接近固定臂的车轮支座侧的末端设置各一个接纳孔，并且把如此制造的两个车轮支座安装在组合拉杆轴上，则产生较小的轮距.如果在固定臂的指向摇臂的末端上定位接纳孔并且把两个车轮支座安装在组合拉杆轴上，则产生与之相比较大的轮距。因此如果例如要在一个平台上建造中型车、厢式车以及大型轿车，则可以使用具有个体轮距的相同件给该平台的所有车型装备本发明的车轴总成。车轮支座在制造过程中首先也相同，直到在固定臂内形成接纳孔.这里那时例如厢式车和大型轿车的区别在于，厢式车相对于大型轿车具有较大的轮距.
本发明的车轴总成的优点是：车轴总成仅由相同件构造，唯一的差别是，接纳孔在制造中为相同平台的不同车型个别确定。由此为机动车轴需要的轴的构件自身减少，以及由于不同的轮距在设计行驶特性和/或机动车动力学特性中结构自由度较大的情况下为相同平台的不同的车型的轴的制造成本显著降低.
所述任务的方法技术的部分另外通过用于制造上述车轴总成的方法解决.因此提供一个组合拉杆轴以及标准化的车轮支座.该车轮支座也可以称为车轮支座毛坯.它然后为要制造的车辆确定需要的轮距。当例如生产厢式车或者还有越野车时，轮距相对于小型车或者大型轿车较大.依赖于需要的轮距然后在车轮支座毛坯上特别在车轮支座毛坯的固定臂内定位和形成接纳孔.这例如可以通过钻孔进行.随后把这样制造的车轮支座刚性地特别抗剪刚性地安装在组合拉杆轴上.因此提供一个具有车辆个体的轮距的车轴总成，其中该车轴总成用相同件制造.因此根据本发明能够避免制造车辆个体的构件.特别毛坯或者说车轮支座毛坯或者还有组合拉杆轴作为毛坯能够作为相同件制造.因此能够减小用于制造这些毛坯的零件成本。
特别是车轮支座在组合拉杆轴上的耦合是刚性的.这意味着，恰恰不设置橡胶金属支座。特别是该耦合通过螺栓进行。因此设定的轮距是固定的。轮距因此刚性地设定。
只要车轮支座的固定臂也至少部分地在车辆纵向取向，另外就能够使用上述方法规定前束角和/或轴距.特别轴距于是涉及本发明的车轴总成在机动车上的安装.这里耦合也再次在定位和制造接纳孔后刚性地借助螺栓进行.因此借助相同件毛坯能够表示一种可能性：规定车辆个体的轮距和/或前束角和/或轴距.
上述任务在一个另外可选的设计方案变体中通过具有组合拉杆轴的机动车解决，所述组合拉杆轴具有一个连接两个外部的摇臂的扭转管以及具有车轮支座，所述车轮支座在摇臂的末端上借助螺纹联接装置耦合设置，其中车轮支座具有集成的车轮轴承，用于接纳车轮，每一个车轮支座都通过至少三个螺纹联接装置与摇臂的末端耦合并且每一个车轮支座都具有在机动车纵向伸出的臂，以及车轮支座通过一个连接所述臂和车轮支座臂的螺纹联接装置与摇臂耦合，其中通过在机动车纵向在车轮支座臂内定位接纳孔规定机动车的轴距和/或通过在机动车横向在所述臂内定位接纳孔规定车轴总成的轮距.
关于下面说明的特征也可以在所述臂以及车轮支座臂的情况下执行在固定臂的情况下说明的设计方案变体，因此这些概念例如可以为定位接纳孔和/或各个臂的长度和/或车轮支座臂的长度使用.
具有组合拉杆轴的机动车的制造也涉及用于制造机动车的组合拉杆轴的方法，据此首先提供组合拉杆轴以及车轮支座.特别这些作为相同件提供.通过在各个臂或者车轮支座臂上定位和钻出接纳孔，于是能够又对车辆个体规定轮距和/或轴距和/或前束角和/或车轮外倾角.车轮支座和组合拉杆轴的耦合然后通过螺栓刚性地进行.
在具有本发明的车轴总成的机动车的另外可选的设计方案中因此能够，一方面设定轮距，然而另一方面同时还关于另外位于该车辆上的车轴设定轴距.这里也再次能够通过关于具有伸出的臂的组合拉杆轴以及具有伸出的车轮支座臂的车轮支座制造相同件来首先提供原材料.通过有目的地定位接纳孔以便引入螺纹联接装置，于是能够规定轴距以及轮距和关于行驶方向通过前面的和后面的或者上面的和下面的接纳孔的关系互相规定每一个车轮支座固定以及前束角和/或车轮外倾角。通过该措施也能够给一个车辆平台的不同的车型装备相同件，使得由于零件数目大而降低该相同件的制造成本并且关于接纳孔的定位以及螺纹联接装置的引入的制造成本也在个体零件的情况下降低.此外通过切削加工处理和/或有目的地定位接纳孔能够平衡生产容差，使得在后一种情况下能够部分地或者完全取消切削加工.
各接纳孔在固定臂内的引入或者说定位或者说放置这样进行，即固定臂首先实心地构造成特别是在机动车横向和附加地必要时在机动车纵向延伸.然后根据需要的轮距以及前束角、车轮外倾角和/或轴距，选择引入接纳孔的位置并且然后例如通过切削加工方法特别是钻孔在固定臂上在预先确定的位置引入接纳孔。然后刚性地或者抗剪刚性地进行耦合。这意味着，不加入橡胶金属支座.
由于机动车轮的前束和/或车轮外倾的可个体确定的可能性，产生另一个优点。在这种情况下在本发明的框架内这可以通过两个组合的措施或者通过各自单独的措施进行.一方面可以如此进行固定臂的机械的精加工，使得由此决定例如对车轮外倾进行设定。组合拉杆轴的摇臂末端上的连接点优选保持不变，于是固定臂的取向特别由于切削加工方法产生这样的可能性：预先设定机动车车轮外倾和在一定程度上还有每一个车轮的前束.
机动车轮的前束从而在平行地错开的机动车竖直方向的转动再次可以通过接纳孔的定位来预先设定。例如如果接纳孔相对于行驶方向在后面的固定臂上朝摇臂的方向移动，则由此使该轮在前束中转动.因此在本发明的框架内能够取消对复杂的部件的花费大的精调和/或精加工，因为为预先设定前束和/或车轮外倾特别是轮距，仅选择固定臂和/或接纳孔的定位.
另外特别优选接纳孔构成为通孔或螺纹孔.在通孔的情况下，固定臂由螺栓穿过，于是螺栓接合到摇臂末端上的固定点上的螺纹中.但是在本发明的框架内车轮支座的固定臂也可以首先被穿过并且螺栓于是形锁合地接合到车轮支座的固定臂上的螺纹孔中.
另外特别优选固定臂具有朝摇臂末端的方向取向的长度，它等于接纳孔的直径的1.5～10倍.
特别优选固定臂具有朝摇臂末端的方向取向的长度，它等于接纳孔直径的1.5～5倍.在接纳孔的直径例如为10mm的情况下因此通过一个优选例如30mm长的固定臂能够在固定臂上把接纳孔移动20mm。通过确定接纳孔的位置的该变体，使得能够把轮距从最小轮距在所述轴上变化直到40mm到最大轮距.
另外特别优选车轮支座具有用于制动钳的接纳部，由此再次能够为所述平台的全部车辆使用一个统一的制动系统，使得再次提高相同件的数目并且由此减小机动车的生产成本.
特别优选车轮支座自身一体地和材料统一地构造，特别用钢材、优选作为铸件构造，然后进行机械精加工。
属于本发明的意义上的优选装配车轴总成的车辆平台另外有相同的总成，如发动机、变速器以及它们的支承装置、相同的转向装置、布线、踏板机构、后桥，它根据本发明能够模块化地设定轮距，尽管使用相同件.另外车辆平台优选包括燃料容器、废气设备、轮胎、必要时整体的前车、车厢前壁、中心板、后车、座椅骨架以及必要时另外的单个车辆电子部件的布线.
附图说明
本发明的另外的优点、特征、特性和方面是下面的说明的主题.优选的设计方案变体在示意表示的附图中详细解释.附图如下：
图1表示本发明的具有被设定的轮距的车轴总成，
图2用透视图表示本发明的车轮支座，
图3用透视图表示从后面看本发明的安装在摇臂末端的车轮支座，
图4用透视图表示从前面看本发明的安装在摇臂末端的车轮支座，
图5表示用于设定前束角的车轮的示意的俯视图，
图6表示具有设定后的车轮外倾角的车轮的后视图，
图7表示两个机动车轴，它们的轴距通过选择接纳孔的定位来设定，
图8表示本发明的车轴总成的第二设计方案变体的示意的俯视图，
图9a和9b表示具有成角度伸出的车轮支座臂的车轮支座和具有成角度伸出的臂的摇臂的末端.
具体实施方式
附图中为相同的或者相似的构件使用相同的附图标记，即使为简洁起见省去重复的说明时.
图1表示本发明的具有组合拉杆轴2的车轴总成1，其中组合拉杆轴2具有一个扭转管3，扭转管3具有在它上面设置的摇臂4.在摇臂4的末端5上或者说在摇臂4的末端5的区域内各设置一个本发明的车轮支座6，其中从车轮支座6的基体7出发，一体的和材料统一的固定臂8朝摇臂4末端5的方向特别在机动车横向Y以长度L延伸.
这里固定臂8具有在图2中表示的接纳孔，这里通过把用于接纳孔的钻孔在机动车横向Y上设置，能够规定本发明的车轴总成1的轮距10.因此如果把接纳孔9在固定臂8内较远地朝摇臂4末端5的方向定位，则由此车轮支座6相对于机动车横向Y较远地向外移动.由此产生较大的轮距10。
同样清楚地在图2中看出，车轮轴承11直接放入车轮支座6内并且具有通过一个未详细表示的轴耦合的一个车轮法兰12.然后在车轮法兰12上可转动地固定车轮13。此外在图2中清楚地看出，制动钳固定架14一体地和材料统一地在车轮支座6上、特别在车轮支座6的基体上构成.同样清楚地看出，每一个固定臂8的表面15都通过切削加工方法加工.通过切削加工方法既能够在机动车竖直方向Z进行车轮支座6在摇臂4的末端5上的定位，也能够在作为铸件制造车轮支座6时补偿生产容差.此外可以预先设定各个机动车轮的前束和车轮外倾.
图3和4各表示位于组合拉杆轴2的摇臂4的末端5处的安装位置的车轮支座6.清楚地看出，借助三个螺纹联接装置16把车轮支座6固定在摇臂4的接纳点.这里表示的是固定臂8的接纳孔9完全由这些螺纹联接装置穿过.还可以设想接纳孔9自身是螺纹钻孔.
摇臂4的末端5上的接纳部自身作为成型和焊接构件构成.在摇臂4自身上固定一个叉形的安装板17，它通过一个肩托18与摇臂4的末端5耦合，这里优选所有的构件都与摇臂4的末端5焊接.一个优选参考机动车纵向X在后面的固定点同样作为成型构件19以延伸的L形结构与摇臂4的末端5耦合.
此外图5表示一个车轮支座6，其中相对于机动车纵向X一个沿行驶方向在前面的接纳孔9较远地朝车轮13的方向定位。而一个后面的接纳孔9较远地朝固定臂8自由末端21的方向定位.由此能够预先设定前束角α.
图6表示具有本发明的车轮支座6的车轮13在地面U上的后视图，其中在这里在车轮支座6上在对于机动车竖直方向Z上面的固定臂8上接纳孔9较远地朝车轮13的方向定位，而在下面的固定臂8上较远地朝固定臂8自由末端21的方向定位.由此能够预先设定车轮外倾角β。
图7表示具有四个车轮的机动车的示意的俯视图，其中在后桥上设置本发明的车轴总成1.该车轴总成1具有车轮支座6，它的固定臂8自身不仅在机动车横向Y、而且附加地也在机动车纵向X延伸。通过有目的地在机动车纵向X定拉接纳孔9能够相应预先设定轴距20.
图8表示本发明的车轴总成30的第二设计方案变体，在这里也再次构造组合拉杆轴31，其包括在机动车横向Y延伸的扭转管32和在该扭转管32的末端上设置的摇臂33。相对于摇臂33，在机动车横向Y延伸的臂34伸出，它们例如作为焊接结构或者金属板成型构件、但是也可以作为实心构件在摇臂33上耦合.此外构造具有集成的车轮轴承36的车轮支座35，在车轮轴承上固定车轮37.相对于车轮支座35的基体38，车轮支座臂39在机动车纵向X伸出，这里车轮支座35的基体38特别作为实心构件、更特别优选作为铸件和/或锻造构件构造，并且车轮支座臂39一体地和材料统一地在车轮支座上构成.现在提供螺纹联接装置40，这里示范地表示出两个螺纹联接装置40，它们将臂和车轮支座臂39相互耦合。这里虚点线表示的是接纳孔41在车轮支座臂39上在机动车纵向X上的定位，由此产生相对另一个未详细表示的轴的轴距42.同样表示的是接纳孔41在臂34上在机动车纵向Y上的定位，使得设定轮距43.此外未详细表示，通过接纳孔41在车轮支座35上或者在摇臂33末端上的互相的关系还能够设定车轮外倾角和/或前束角.用虚线表示接纳孔41可能的定位.
车轮支座臂39也可以附加地在机动车横向Y倾斜，亦即相对机动车纵向X优选以1°到45°的角度γ延伸.对摇臂33的末端上的臂34同样适用.它们可以附加地在机动车纵向X倾斜，亦即相对机动车横向Y以1°和45°之间的角度δ延伸.这些示意地在图9a和9b中表示.
附图标记列表
1 车轴总成 30 车轴总成
2 组合拉杆轴 31 组合拉杆轴
3 扭转管 32 扭转管
4 摇臂 33 摇臂
5 摇臂的末端 34 臂
6 车轮支座 35 车轮支座
7 车轮支座的基体 36 车轮轴承
8 车轮支座的固定臂 37 车轮
9 接纳孔 38 车轮支座的基体
10 轮距 39 车轮支座臂
11 车轮轴承 40 螺纹联接装置
12 车轮法兰 41 接纳孔
13 车轮 42 轴距
14 制动钳固定架 43 轮距
15 固定臂的表面 L 长度
16 螺纹联接装置 U 地面
17 叉形安装板 X 机动车纵向
18 肩托 Y 机动车横向
19 成型构件 Z 机动车竖直方向
20 轴距 α 前束角
21 固定臂的自由端部 β 车轮外倾角

Claims (13)

1.用于机动车的车轴总成(1)，所述车轴总成具有一个组合拉杆轴(2)，该组合拉杆轴具有一个将两个外部的摇臂(4)连接起来的扭转管(3)以及具有在摇臂(4)末端(5)上借助螺纹联接装置刚性耦合的车轮支座(6)，所述车轮支座(6)具有用于连接车轮的集成的车轮轴承(11)，其特征在于，每一个车轮支座(6)都通过至少三个螺纹联接装置(16)与摇臂(4)的末端(5)耦合，并且每一个车轮支座(6)都具有朝摇臂(4)末端(5)的方向伸出地取向的固定臂(8)，通过在机动车横向(Y)在每一个固定臂(8)上定位接纳孔(9)来规定车轴总成(1)的轮距(10)。
2.根据权利要求1所述的车轴总成，其特征在于，所述固定臂(8)附加地在机动车纵向(X)上延伸。
3.根据权利要求1或2所述的车轴总成，其特征在于，通过在机动车纵向(X)上定位接纳孔(9)来预先设定机动车的轴距(20)。
4.根据权利要求1到3之一所述的车轴总成，其特征在于，所述车轮支座(6)的固定臂(8)以机械方式精加工，通过机械方式的精加工能够预先设定车轮外倾角(β)和/或前束角(α)，使得通过在车轮支座(6)的固定臂(8)上定位接纳孔(9)能够预先设定车轮外倾角(β)和/或前束角(α)。
5.根据权利要求1到4之一所述的车轴总成，其特征在于，所述接纳孔(9)是贯通钻孔或者螺纹钻孔。
6.根据权利要求1到5之一所述的车轴总成，其特征在于，所述固定臂(8)具有朝摇臂(4)末端(5)方向取向的长度(L)，该长度等于接纳孔(9)的直径的1.5～5倍。
7.根据权利要求1到6之一所述的车轴总成，其特征在于，所述车轮支座(6)具有用于制动钳的接纳部。
8.根据权利要求1到7之一所述的车轴总成，其特征在于，所述车轮支座(6)一体地和材料统一地构成。
9.根据权利要求8所述的车轴总成，其特征在于，所述车轮支座(6)用钢材构成，或者构成为铸件。
10.根据权利要求1到9之一所述的车轴总成，其特征在于，所述车轮轴承(11)被压入车轮支座(6)内，或者所述车轮支座(6)是车轮轴承(11)的滚动体的外壳。
11.车辆平台，用于制造具有统一的技术基础的不同车型，其特征在于，车轴总成(1)至少根据权利要求1构造。
12.机动车，其具有组合拉杆轴(31)，该组合拉杆轴具有一个将两个外部的摇臂(33)连接起来的扭转管(32)以及具有在摇臂(33)的末端借助螺纹联接装置(40)耦合设置的车轮支座(35)，所述车轮支座(35)具有用于接纳车轮的集成的车轮轴承(36)，其特征在于，每一个车轮支座(35)都通过至少三个螺纹联接装置(40)与摇臂(33)的末端耦合，并且每一个车轮支座都具有在机动车纵向(X)伸出的车轮支座臂(39)，并且每一个揺臂(3)的末端都具有在机动车横向(Y)向外伸出的臂(34)，并且车轮支座(35)通过将所述臂(34)和车轮支座臂(39)连接起来的螺纹联接装置(40)与摇臂(33)耦合，通过在机动车纵向(X)在车轮支座臂(39)内定位接纳孔(41)规定机动车的轴距(42)和/或通过在机动车横向(Y)在臂(34)内定位接纳孔规定车轴总成(30)的轮距(43)。
13.用于制造车轴总成(1)的方法，其中，提供组合拉杆轴(2)和标准化的车轮支座(6)，所述车轮支座具有在机动车横向(Y)定向的固定臂(8)，其特征在于，根据需要的轮距(10)，在每一个固定臂(8)内定位接纳孔(9)，并且通过将车轮支座(6)与组合拉杆轴(2)刚性耦合来规定轮距(10)。
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