CN106256665B - 用于机动车辆的总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的总成(1)，至少包含：‑待固定的车辆部件(2)，‑连接杆(3)，该连接杆(3)被引导通过车辆部件(2)，并且在轴向方向(X)上延伸，用于固定车辆部件，以及‑螺母(6)，该螺母(6)被设置在连接杆(3)上，轴向位于车辆部件(2)的前方。为了优化机动车辆的变形区，根据本发明提供的是：偏转元件(12)被设置在连接杆(3)上，轴向位于螺母(6)的前方，偏转元件(12)的横截面在轴向方向(X)上朝向车辆部件(2)至少部分增加并且该偏转元件(12)具有倾斜于轴向方向(X)延伸的外表面(15)。

Description

用于机动车辆的总成

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的总成。

背景技术

在发生事故的情况下的安全性是机动车辆的重要的质量方面。即使在在撞击时或如果适用的话在撞击之前立即被触发的约束系统(例如安全带张紧器或安全气囊)的逐步进一步发展时期，乘员的安全性主要是通过存在的变形区来确定的。变形区指代在撞击时可以变形并且因此接收能量的车辆的区域。有效的变形区必须不能太软，因为这样的话变形过程减少太少的能量并且乘客舱变形。另一方面，刚性且稳定的部件导致更高、在某些情况下不能接受的作用于乘员的加速度。发动机缸体，作为不可变形体，同样减少通过结构变形而导致的能量吸收。变形区可以延伸到车辆的前部、后部和两侧。

减小的变形区存在于现代车辆的前部区域。这取决于各种因素。一方面，由于对排放和燃料消耗的日益严格的要求，发动机、变速器和附加部件占用越来越多的空间；所述部件或相应地总成总体上是几乎不可变形的。另一方面，由于日益增长的电气/电子设备消费者的数量，电池的尺寸不断增加。此外，由于重量和设计的原因，有减小结构车辆前部的长度的与日俱增的趋势。总之，采用相同的能量输入和结构，追求更加强的防火墙(即，发动机和乘员之间的壁)的变形，这因此可以使转向柱和踏板在乘员的方向上移动。

变形区的另一限制是通过制动助力器来产生的。在具有制动助力器的制动系统中，通常主制动缸形成具有制动助力器的总成。由于制动助力器的壳体总体上被构造成太脆弱而不能接收作用于主缸的一部分上的力，所以主缸通过一个或多个连接杆(也称为拉杆)被固定在车辆侧，连接杆被引导通过制动助力器。然而，每个连接杆在其轴向方向上形成发动机舱内的极其刚性的部件，该部件几乎不变形并且此外被定向在乘员的方向上。已经发现的是，在转向柱的高度处防火墙的区域中对驾驶舱的安全性相关的损伤主要来源于发动机缸体、齿轮部件或电池与制动助力器的连接杆的相互作用，即，碰撞。然而，在碰撞的情况下，防止所述部件与连接杆的接触而不明显减小相互作用的部件的尺寸(长度/宽度)是困难的或几乎是不可能的。类似的问题也可以出现在其他车辆总成中，例如，在后部撞击期间的罐连接螺栓中或在侧面撞击中的燃料线路与螺栓固定总成的相互作用，其中在发生事故的情况下连接杆的轴向刚性损害变形行为。它们并不局限于车辆的前部。

鉴于所表明的现有技术，对变形区特别是对所述连接杆与其他车辆部件的相互作用的改进仍存在改进的空间。

发明内容

本发明是基于优化机动车辆的变形区的问题。

根据本发明，该问题是通过具有以下特征的总成来解决的，而以下特征还涉及本发明的有利实施例。

应当指出的是，在以下说明书中单独说明的特征和措施可以以任何所需的、技术上有利的方式彼此组合，并且表明本发明的另外的实施例。说明书特别是此外结合附图描述和详细说明本发明。

通过本发明，提供了一种用于机动车辆的总成。特别是，重型货车或客车在此被认为是机动车辆。

该总成包含待固定的至少一个车辆部件、被引导通过该车辆部件并且在轴向方向上延伸用于固定该车辆部件的连接杆以及设置在该连接杆上轴向位于车辆部件的前方的螺母。此处，该车辆部件可以被构造成特别是以板状或凸缘状的方式。特别是，该车辆部件可以具有垂直于轴向方向延伸的表面。通常，提供的是，在轴向方向上通过连接杆和螺母将该车辆部件固定到另一部件。这样的连接杆可以被引导通过太脆弱而不能承载车辆部件的部件或总成，并且可以被固定到结构上更坚固的部件，由此特别是能够实现车辆部件与底盘或车身的固定。通常，连接杆用于车辆部件的车辆侧固定。

在这种情况下，通过连接杆的纵轴线，在载荷施加的方向上的轴向方向被限定，由此径向和切向也被限定。对于前部和后部撞击，轴向方向通常与车辆的X轴一致，但在侧向碰撞的情况下，也可以与车辆的Y轴一致。根据实际安装位置，连接杆的安装位置可以偏离车辆主轴，其中对接接触表面保持。经由连接杆上存在的外螺纹拧紧的螺母用于车辆部件在连接杆上的轴向固定。螺母被设置在车辆部件的前方的轴向方向上，其中术语“前方”通常仅仅用来描述部件在轴向方向上的顺序并不以限制性的方式来解释。

根据本发明，偏转元件被设置在连接杆上，轴向位于螺母的前方，该偏转元件的横截面在轴向方向上朝向车辆部件至少部分增加。换句话说，偏转元件朝向车辆部件至少部分变宽。此处，横截面的增加应该尽可能连续地发生，尽管更小的跳跃或台阶是可能的。偏转元件的功能包括在发生事故的情况下至少部分防止另一部件——例如发动机缸体、齿轮部件或电池——在螺母、连接杆和/或车辆部件上的直接撞击。此外，可以防止例如这些刚性总成之间的汽油或柴油线路的可能的挤压或干扰。反而，所述部件撞击到偏转元件上并且通过朝向车辆部件增加的横截面，撞击部件和偏转元件(并且因此连接杆)相对于彼此的径向和/或切向偏转发生。此处，对于车辆的参考系，撞击部件、偏转元件或两者都可以经受偏转。

此外，根据本发明，偏转元件具有倾斜于轴向方向延伸的外表面。所述外表面倾斜地延伸，即，既不沿着轴向方向也不与其垂直。如果另一部件在轴向方向上撞击到该倾斜外表面上，则其对齐产生横切于轴向方向的分力。由此，一方面，该部件可以被横向偏转，另一方面分力可以导致连接杆的偏转。所述外表面在此总体上形成偏转元件的整个表面的仅一部分。它可以在切线方向上周向地构造或几个这样的表面可以在切线方向上周向地邻接彼此。该表面可以具有相对于轴向方向的恒定或可变的倾斜角。

在每种情况下，通过偏转元件，可以防止在大体上垂直于轴向方向上延伸的连接杆、螺母和/或车辆部件的表面上的撞击。这样的撞击导致几乎完全沿着连接杆的轴向力，然而，连接杆在轴向方向上是几乎不可变形的。如下面进一步说明的，所述表面可以通过偏转元件被或多或少完全隔离，其中尽可能完全的隔离导致明显的优势。理想地，撞击部件从偏转元件横向滑下，并且因此可能撞击到例如大体上更容易变形的元件上。此处，另外，垂直于轴向方向延伸的分力出现，该分力相应地作用于连接杆并且如果适用的话可以使后者横向偏转。在每种情况下，通过变形功，大体上更好的能量吸收是可能的，从而提高变形区的效率。至于施加到连接杆上的轴向载荷可以被至少部分防止，在不必改变涉及的部件之一特别是不必使其更小的情况下实现效率的增加。

根据本发明的偏转元件可以被集成到多个系统中，其中，如所描述的，连接杆和螺母的组合被使用以便使车辆部件固定。在此它能够被灵活地使用并且如果适用的话也可以在假如出现部件在连接杆、螺母或与其固定的车辆部件上的轴向撞击的风险的情况下在非常晚的规划阶段被集成。偏转元件本身通常只需要很少的附加安装空间并且因此可以被很容易地集成。

由于偏转元件的明显的变形是相当不合需要的，所以它的稳定性应该至少大体上对应于在发生事故的情况下连接杆或撞击对象(发动机、齿轮部件等)的稳定性。金属，特别是钢，在此呈现为材料。然而，可选择地，其它材料，例如陶瓷，也可以被使用。此外，如果适用的话，可以提供表面涂层，通过该表面涂层，减少摩擦力并且因此促进撞击对象的滑下。

车辆部件优选是主制动缸的汽缸基座，并且连接杆被提供用于主制动缸的车辆侧固定。在这种情况下，该总成也可以被称为“制动助力器总成”，因为它与包括相关的主制动缸的制动助力器相关联。此处单独的制动助力器以及串联式制动助力器都可以考虑。

在此汽缸基座是主制动缸的一部分，其在装配状态下面向制动助力器的壳体并且(如果适用的话插入垫圈或诸如此类)被设置在所述壳体上。它可以被构造成特别是以凸缘的方式。在许多情况下，它被构造成与汽缸壳体的一部分一体，其中汽缸基座也可以被认为是汽缸壳体的基座部分。严格地说，此处，汽缸基座不形成不同的部件，而是部件的一部分。然而，作为单独制造的部件与汽缸壳体连接的配置也存在。

在该实施例中，连接杆用于将主制动缸固定到车辆侧上的足够稳定的部件。此处，在安装状态下，连接杆被引导通过制动助力器的壳体，制动助力器的壳体本身太脆弱而不能接收主制动缸的连接需要的力。在车辆侧，连接杆可以通过螺纹连接或根据现有技术已知的其它类型的连接来固定。在该实施例中，理想的是，撞击部件从偏转元件横向滑下并且撞击到制动助力器的可大体上更容易变形的壳体上。通常是这种情况，螺母在安装状态下被设置成更靠近车辆的前侧，即，汽缸基座的“前部”。当然，制动助力器和主制动缸的整个复合体可以包含几个这样的连接杆和螺母，经由这样的连接杆和螺母，几个汽缸基座(根据实施例，其也可以被认为是单个汽缸基座)被固定在车辆侧上。

应当理解的是，制动助力器总成还可以包括另外的元件，特别是与实际制动助力器相关联的那些，例如，汽缸基座在安装状态下抵靠的其壳体。

有利的是，所述外表面相对于轴向方向倾斜20°和70°之间的角度。在更小的角度的情况下，偏转效果很小或偏转元件将必须被配置成在轴向方向上很长以便实现明显的偏转。在较大角度的情况下，偏转元件形成类似于通过连接杆、螺母或待固定的车辆部件(例如汽缸基座)提供的表面的一种类型的表面。在这种情况下，偏转功能可以被大大削弱。

根据有利的实施例，偏转元件包含锥形部分。此处，“锥形”也包括“平截头圆锥形”。所述部分因此具有完全切向的圆周表面，该表面具有相对于轴向方向的恒定的倾斜角。当然，其修改也是可能的，其中倾斜角轴向向前增大或减小(即，朝向背离车辆部件的端部)。将这些或其他实施例改变成表面具有在轴向和/或径向方向上延伸的凹槽或凹口是可能的。采用这种对齐，轴向撞击部件沿着偏转元件的滑动运动几乎不受损，同时偏转元件的重量被降低。

虽然圆锥形状提供了最大的对称性并且因此相对于另一部件撞击到偏转元件上的位置的最大灵活性，但是其它形状也是可以想到的，例如四面体形状、金字塔形状(具有四个、五个或更多个侧面)或者甚至屋顶形状，例如在部件的撞击可以仅发生在特定位置处或偏转以定向的方式在特定的方向上发生的情况下。

优选的是，偏转元件至少部分在径向方向上突出超过螺母。由此，确保轴向撞击部件——至少相关的部分——从螺母偏转。由于偏转元件的总体形状，后者可以特别是在其面向车辆部件的端部突出超过螺母。在该实施例中，进一步优选的是，偏转元件切向周向部分都突出超过螺母。在该实施例中，偏转元件形成覆盖螺母的一种类型的帽或罩。作为一变体，此处还可以想到的是，偏转元件的边缘在轴向方向上延伸到螺母的区域中，使得螺母被设置成至少部分在偏转元件内。

此外，优选的是，偏转元件在径向方向上至少部分覆盖车辆部件(即，例如，汽缸基座)。该功能此处类似于以上关于螺母所描述的，即撞击部件从车辆部件被可靠地偏转。在汽缸基座继续进入汽缸的实际本体的侧面上，完全覆盖汽缸基座是不可能的，这妨碍如在螺母的情况下的完全切向的圆周覆盖。在待固定的其他车辆部件的情况下，类似的情况也存在。当然，在该实施例中，偏转元件不仅可以在径向方向上覆盖车辆部件，而且也可以突出超过此。

虽然偏转元件的横向表面优选倾斜于轴向方向延伸，但是如果适用的话，面积很小的轴向最前部分可以垂直于轴向方向延伸。这尤其适用于如果由于其他部件的布置在该区域中的撞击可以被阻止的情况。在这样的情况下，甚至此处可以提供轴向延伸的凹槽。此外，可以想到的是，偏转元件的前端逐渐减小，这是例如以理想的金字塔或圆锥形状的情况。根据另一个优选的实施例，偏转元件的前端是圆形的。通过这种形状，即使在该区域中撞击，滑落到一侧可以被发起。圆形的部分可以被构造为例如球截形。

关于偏转元件在连接杆上的固定，各种可能性存在。总体上，偏转元件具有凹槽，连接杆被接收在凹槽中。偏转元件可以例如是被收缩、加压、胶合或焊接。然而，有利的是，连接杆的外螺纹——在任何情况下都存在——被用于固定，螺母接合连接杆的外螺纹。在这种情况下，偏转元件具有与连接杆的外螺纹接合的内螺纹。换句话说，偏转元件被旋拧到连接杆上。

为了能够采用工具来旋拧偏转元件，各种变体是可以想到的。一方面，用于旋拧工具(六角螺栓、内梅花头螺钉等)的支架可以在轴向方向上被引入到偏转元件的前部/尖端，另一方面两个平行的侧面可以横向碾磨到偏转元件上，这允许使用螺钉扳手进行旋拧。作为第三变体，采用位于待固定的部件和偏转元件之间的螺母或螺母状部件的固定的连接(例如焊接)也是可以想到的，其中，螺母和偏转元件的内螺纹将必须被一致地切割；此处螺母然后用作用于旋拧偏转元件的工具的接触点。在后一种情况下，螺母和偏转元件形成单件或单一部分部件。

附图说明

图1A示出了根据现有技术的总成的剖视图。图1B示出了图1A的总成和撞击物体。本发明的进一步的有利细节和效果以下参照在附图中示出的不同的示例性实施例进行说明。

图2A示出了根据本发明的总成的剖视图；

图2B示出了图2A的总成的轴向图；

图2C示出了图2A的总成的剖视图和撞击物体；以及

图3是图2A和2B的总成的偏转元件的透视图。

在不同的图中，相同的部件始终给定相同的附图标记，由于这个原因，这些部件通常也仅被描述一次。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术的总成1a——更确切地说制动助力器总成——的剖视图的详细视图。此处，主制动缸的汽缸基座2通过连接杆3被固定到机动车辆的足够稳定的支架(未示出)上。沿轴向方向X延伸的连接杆3此处被引导通过制动助力器的壳体8并且通过汽缸基座2。在当前的示例中，轴向方向与机动车辆的X轴(纵轴)相一致。在汽缸基座2的前方的轴向方向X上，螺母6被旋拧到连接杆3的外螺纹4上，从而作用于主制动缸的力经由螺母6被传送到连接杆3。在壳体8后面的轴向方向上，在连接杆3上形成套环5。套环5和壳体8之间设置密封环7(此处以简化的方式示出)。套环5和密封环7一方面用于固定防止轴向移动；另一方面它们确保可以在壳体8中产生低压，这对于制动助力器的功能来说是必不可少的。

连接杆3以及螺母6和汽缸基座2都具有垂直于轴向方向X延伸的表面9、10、11。此外，应当考虑到的是，连接杆3在轴向方向X上可以几乎不变形，并且在这方面在发生事故的情况下不接收能量。这在图1B中示出，图1B除了总成1a之外还以高度示意的形式示出了撞击部件100，例如车辆的发动机缸体、齿轮部件或电池。如由箭头所示，部件100在轴向方向X上朝向总成1a移动并且撞击到垂直于其移动方向延伸的表面10。如果适用的话，它也可以撞击到其他表面9、11之一上。此处，实际上仅轴向方向X上的力产生，其传递到连接杆3上。由于连接杆3在所述方向上几乎不可变形，因此它被轴向加压通过在驾驶员区域的方向上的发动机舱。这意味着相当大的安全风险。

图2A-2C所示的根据本发明的总成1防止了所述缺点。总成1被配置为基本上类似于图1A和1B中所示的总成1a，并且在这方面不再次进行描述。然而，偏转元件12被旋拧到连接杆3的外螺纹4上。由钢制成的偏转元件12被构造成大致圆锥形，并且在其底面具有带内螺纹14的轴向延伸孔13，内螺纹14在装配状态下与连接杆3的外螺纹4接合，在图3中仅示出了偏转元件12的透视图。如在图2A中可以看到，偏转元件12被设置成轴向位于螺母6的前方，其中截锥状的侧面15相对于轴向方向X倾斜约30°的角度。侧面15继续进入偏转元件12的端部区域16，端部区域16是圆形的，近似以球形段的方式。如特别是从图2B中的轴向图中可以看到，偏转元件12的尺寸在此被选择为使得它在径向方向上突出超过螺母6并且部分覆盖汽缸基座2。特别是，表面9和10被完全覆盖并且表面11被至少部分覆盖。

现在参照再次示出了撞击元件100的图2C描述偏转元件12的功能。部件100现在不会撞击到垂直于其原始运动方向延伸的表面9、10、11上，而是撞击到倾斜侧面15上。由于其倾斜角，产生了横切于轴向方向X延伸的分力，通过该分力，部件100被略微横向偏转，如由运动箭头所示。因此防止了部件100与连接杆3、螺母6或汽缸基座2的直接碰撞，并且相反如果适用的话，部件100撞击到壳体8上，壳体8大体上更容易变形并且因此形成变形区的有效部件。

虽然部件100上的力引起其偏转，但是与连接杆3相连的偏转元件12上的相应的反作用力导致后者被偏转。虽然连接杆3在轴向方向X上是几乎不可变形的，但是它可以通过在发生事故的情况下产生的力被横切于轴向方形X偏转明显的程度，由此进而能量被接收。此处，偏转总体上涉及壳体8以及如果适用的话其它部件例如汽缸基座2的变形。在当前的情况下，部件100直接撞击到侧面15上。可选择地，第一次接触也可以发生在圆形端部区域16中。由于其圆形形状，此处也可以防止部件100被拦截。通常情况下，它从端部区域16并且进一步在侧面15上横向滑下。

偏转元件12相对易于制造并且可以被集成到多个总成中。变形区的有效性由此明显增加，而不必其它部件之一必须改变其尺寸或位置。

附图标记列表

1、1a 制动助力器总成

2 汽缸基座

3 连接杆

4 外螺纹

5 套环

6 螺母

7 密封环

8 壳体

9、10、11 表面

12 偏转元件

13 孔

14 内螺纹

15 侧面

16 端部区域

Claims (8)

1.一种用于机动车辆的总成(1)，至少包含：

-待固定的车辆部件(2)，

-连接杆(3)，所述连接杆(3)被引导通过所述车辆部件(2)，并且在轴向方向(X)上延伸，用于固定所述车辆部件，以及

-螺母(6)，所述螺母(6)被设置在所述连接杆(3)上，所述螺母(6)轴向位于所述车辆部件(2)的前方，

其特征在于，

偏转元件(12)被设置在所述连接杆(3)上，轴向地位于所述螺母(6)的前方，所述偏转元件(12)的横截面在所述轴向方向(X)上朝向所述车辆部件(2)至少部分增加并且所述偏转元件(12)具有倾斜于所述轴向方向(X)延伸的外表面(15)，所述偏转元件(12)用于在发生事故的情况下至少部分防止撞击部件在所述螺母(6)、所述连接杆(3)和/或所述车辆部件(2)上的直接撞击。

2.根据权利要求1所述的总成，其特征在于，所述车辆部件是主制动缸的汽缸基座(2)并且所述连接杆(3)被提供用于所述主制动缸的车辆侧固定。

3.根据权利要求1或2所述的总成，

其特征在于，

所述偏转元件(12)具有外表面(15)，所述外表面(15)相对于所述轴向方向(X)倾斜20°和70°之间的角度。

4.根据权利要求1所述的总成，

其特征在于，

所述偏转元件(12)包含锥形部分。

5.根据权利要求1所述的总成，

其特征在于，

所述偏转元件(12)在径向方向上至少部分突出超过所述螺母(6)。

6.根据权利要求1所述的总成，

其特征在于，

所述偏转元件(12)在径向方向上至少部分覆盖所述车辆部件(2)。

7.根据权利要求1所述的总成，

其特征在于，

所述偏转元件(12)的前端部(16)是圆形的。

8.根据权利要求1所述的总成，

其特征在于，

所述偏转元件(12)具有内螺纹(40)，所述连接杆(3)的外螺纹(4)与所述内螺纹接合。

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