CN106394686B - 载客车辆的副车架、特别是后桥副车架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种载客车辆副车架，特别是后桥副车架，包括至少两个纵梁(2)、至少一个连接纵梁(2)的横梁(3、4)、将副车架连接到车身的车身连接部件(5.1、5.2)及在车辆每侧至少一个控制臂连接部(7)。为了在这种副车架制造过程中尽量晚确定，副车架制造用于有较高离地高度或有较低离地高度的车并由此减少这类副车架生产成本，本发明设置，使控制臂连接部(7)有至少一个插入部件(21、22、21’、22’),其形状配合地容纳到副车架开口(19、20)内并与副车架材料接合和/或力配合连接，插入部件(21、22、21’、22’)有构成螺栓连接部的连接部(23)并从包含至少两个不同插入部件的组件中选出，不同插入部件(21、22、21’、22’)的连接部(23)垂直位置相互区别。

Description

载客车辆的副车架、特别是后桥副车架
技术领域
本发明涉及一种用于载客车辆的副车架、特别是后桥的副车架，该副车架包括至少两个纵梁、至少一个将纵梁彼此连接起来的横梁以及用于将副车架连接到车身的车身连接部件和车辆每个侧面的各至少一个控制臂连接部。
背景技术
“纵梁”的概念在此理解为，在副车架装配的状态下基本上沿着车辆的纵轴而延伸的支承部件或副车架的支承部件的区段。
这类的副车架也称为轴梁并且在多种的实施方式中已知(参见例如DE 10 2012021 562 A1以及DE 10 2012 111 461 A1)。这些副车架应该在高强度和刚性的条件下尽可能地轻并且通常具有用于车轮导向部件以及其他动力总成(Aggregate)的控制臂连接部(轴承容纳部)，从而作为预装配的单元而实现具有动力单元的完整的前桥模块或后桥模块的装配。
许多汽车制造者除了具有相对低的离地距离的车辆以外还提供了具有高的离地距离的相似车辆，特别是所谓的SUV(Sport Utility Vehicle)。尽管具有相对较高的离地距离的车辆的车身和驱动装置与具有相对较低的离地距离的车辆的车身和驱动装置几乎没有区别，却由于用于达到不同的离地高度的不同高的控制臂悬架而为了这两种车辆变体制造或准备了不同的副车架。这导致了相对高的制造成本。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种前述类型的副车架，该副车架允许了，在制造过程中尽可能晚时间地确定，是为了具有相对较高的离地高度的车辆还是为了具有相对较低的离地高度的车辆来制造该副车架。
该目的通过一种具有权利要求1中说明的特征的副车架而实现。根据本发明的副车架的优选的且有利的设计方案在从属权利要求中说明。
根据本发明的副车架的特征在于，该副车架的控制臂连接部具有至少一个插入部件，该插入部件形状配合地容纳在副车架的开口中并且材料接合地和/或力配合地与该副车架连接，其中该插入部件具有用于够成螺栓连接部的连接部并且从包括至少两个不同的插入部件的组件中选出，其中这些不同的插入部件能够鉴于连接部件的垂直位置方面而区别。
本发明基于的思想在于，在前述类型的副车架上借助于不同的插入部件而实现能够变化调整的控制臂悬架，特别是梯形的控制臂悬架，其中这些插入部件鉴于其上设置的连接部的垂直位置方面相互区别。
根据本发明的副车架实现了，在副车架的制造过程中相对较晚地确定，将该副车架装配在具有相对高的离地高度的车辆的车身上或者具有相对低的离地高度的车辆的车身上。根据本发明的副车架直到整合了与所选择的车辆变体相关的插入部件之前都是用于不同的车辆变体的所谓的相同部件,该插入部件根据车辆变体(SUV或者常规豪华车)而具有设置得不同高度的用于传动连接的连接部件。由此，能够显著减小了这类的副车架的制造成本。
根据本发明的副车架的有利的设计方案的特征在于，使控制臂连接部在车辆每侧具有至少两个插入部件，这些插入部件形状配合地容纳在副车架的开口内并且材料接合和/或力配合地与副车架连接，这些开口在车辆的纵向方向上彼此间隔，其中各个插入部件具有用于构成螺栓部的连接部并且从包括至少两个不同的插入部件的组件中选出，其中这些不同的插入部件能够鉴于连接部件的垂直位置方面而相互区别。该设计方案在相对较小的构件重量的条件下实现了狗骨形的铰接杆的牢固并且需要较小结构空间的连接，该铰接杆通过与车架控制臂、例如与梯形控制臂连接的铰接轴承套(所谓的“dog bone bush”)而延伸。优选地，容纳这些插入部件的开口在此设置在副车架的边棱区段内，这些边棱区段基本上垂直地或以车辆的竖轴方向而延伸并且限定了用于部分地容纳控制臂末端的凹处。
根据本发明的副车架的另一种有利的设计方案，容纳该插入部件的各个开口构造在副车架内集成的钣金成型件中。相应的钣金成型件加强了副车架，其中该钣金成型件的重量仅仅很小或者该钣金成型件的重量能够通过减少其他的副车架区段的材料厚度而抵消。
本发明的另一种有利的设计方案设置为，使容纳该插入部件的开口具有不对称的内部轮廓，其中该插入部件具有与该内部轮廓互补的外围轮廓。由此，使得简化或确保了，插入部件位置准确地插入到其所对应的开口内。
各个插入部件优选地由金属铸件制成，其中在该金属铸件中施加用于构成为了以螺纹孔的形式的控制臂连接部而设的螺栓部件的连接部件。能够这样节省材料地并且由此节省成本地实现插入部件的复杂的几何结构。特别是，由此能够低成本地实现用于在插入部件较小重量的条件下达到高的力配合的相对长的螺纹孔。螺纹孔就此优选地设置在插入部件的套筒形的区段内。螺纹孔的长度因此大于其内直径。优选地，螺纹孔的长度大于其内直径的两倍。
为了使插入部件在较小的重量条件下实现底盘控制臂在螺纹孔处的高的力配合以及特别可靠的连接，套筒形的区段优选地具有相对于插入部件的外侧面突出的端面。突出的端面用作为了待旋拧上的底盘控制臂的部件、例如与底盘控制臂连接的关节轴承套筒的狗骨形(“dog bone”)的铰接杆而设的接触面或夹紧面。
鉴于插入部件的较小重量以及相对短的狗骨形的铰接杆的用途方面有利的是，根据本发明的另一种设计方案使插入部件的套筒形的区段径向与插入部件的外侧面齐平或者相对于该外侧面径向地突出。
插入到该对应的开口内的插入部件能够以不同的方式与副车架固定连接。优选地，各个插入部件与副车架熔焊接起来和/或钎焊起来和/或粘合起来。替代性地，插入到对应的开口内的插入部件也借助于螺栓连接而以能够解除的方式与该副车架连接或处于连接。
根据本发明的副车架的另一种优选的设计方案的特征在于，容纳该插入部件的开口的下方末端通过副车架的基本上水平设置的板形的区段而限定。在预设的副车架范围的尺寸(用于容纳为了变化地调整控制臂悬架的垂直位置而设的至少两个不同的插入部件之一的开口设置在范围内)的条件下，该设计方案实现了将这些开口以及因此将不同的插入部件相对高地实施，以便于使控制臂悬架的垂直位置以及因此使相应车辆的离地高度能够以尽可能大的幅度而变化。此外，能够借助于该副车架的基本上水平设置的板形的区段来显著提高在该控制臂悬架的范围内的副车架的刚性。
就此而言，本发明的另一种设计方案设置为，使该插入部件在自身面对该板形的区段的末端处具有加厚的、向外突出的边棱区段。在这样的边棱区段上，能够为了在副车架上固定插入部件而实现理想的焊接连接，特别是在插入部件的其他区段由于重量减小的原因而相对薄地实施的情况下。
此外有利的是，在上述的根据本发明的副车架的设计方案的情况下，使控制臂连接部在车辆的每一侧具有两个插入部件，这些插入部件容纳在相互间隔的开口内并且与副车架材料接合地和/或力配合地连接，并且其中通过副车架的基本上水平设置的板形的区段来限定各个开口的下方末端，该板形的区段在这些开口之间具有凹处。由此能够尽可能空间节省地实施能够变化高度的控制臂悬架。
根据本发明的副车架的另一种设计方案，各个插入部件除了螺纹孔或用于构成螺栓部的连接部以外还具有至少一个通孔。该通孔能够在将插入部件插入到副车架的对应的开口内时用于将用于操纵该插入部件的相应的工具插入。此外，能够通过该通孔排出在其他情况下可能积聚在插入部件后方的水。
根据本发明的副车架优选地以焊接的框架结构而构造，其中纵梁和/或至少一个横梁由钣金成型件构成或组成。
附图说明
在下文中，参照示出了实施例的附图来进一步说明本发明。其中：
图1示出了具有用于容纳用于变化地调整控制臂悬架的高度的插入部件的开口的车辆的根据本发明的副车架的立体视图；
图2a和2b示出了用于调整出低的控制臂悬架并因此调整出载客车辆的低的离地高度的两个插入部件的前视图以及立体视图；
图3a和3b示出了用于调整出高的控制臂悬架并因此调整出载客车辆的高的离地高度的两个插入部件的前视图和立体视图；
图4示出了具有容纳在开口内的根据图2a和2b的插入部件以及在插入部件上装配的横梁的、根据图1的副车架的部分视图；以及
图5示出了具有容纳在开口内的根据图3a和3b的插入部件以及在插入部件上装配的横梁的、根据图1的副车架的部分视图。
具体实施方式
在图1、4和5中示出的副车架1是确定用于载客车辆(PKW)的。该副车架在此示例性地实施为后桥副车架。
副车架1由两个基本上在车辆的纵向上延伸的纵梁2、第一横梁或前横梁3以及第二横梁或后横梁4组成。在车辆纵向上彼此间隔的这两个横梁3、4将这些纵梁2相互连接起来，从而得到了框架或由构梁2、3、4围起来的空间。
副车架1以焊接的框架结构的形式而构造。纵梁2以及横梁3、4优选地由钣金成型件、特别优选由钢板成型件构成。纵梁2基本上管形地构造并且由互相焊接起来的板壳2.1、2.2组成。为了将副车架1连接到车辆车身，在纵梁的末端处设置连接部件5.1、5.2。车身连接部件5.1、5.2是由与纵梁2焊接起来的管头或套筒构成的，轴承、优选为具有橡胶套筒的轴承安装或压入在这些管头或套筒中。
此外，副车架1还具有为了右侧和左侧的车轮悬架而设的控制臂连接部6、7、8、9。在所示出的实施例中，在车辆每侧为了以三角形或梯形形式实施的控制臂的横向控制臂10、10’设置两个在车辆纵向方向上彼此间隔的控制臂连接部6、7。用于横向控制臂10、10’的后方的控制臂连接部6设置在后方的横梁4的末端上，而前方的控制臂连接部7则设置在钣金成型件11、12上，这些钣金成型件与纵梁2连接并且基本上或者主要设置在前方的车身连接部件5.1与前方的横梁3之间。
后方的控制臂连接部6通过后方的横梁4的向下突出的、彼此间隔连接板或区段4.1、4.2构成，其中区段4.1、4.2具有用于容纳未示出的铰链销的相互对准的通孔13。铰链销在横向控制臂10、10’的装配状态下通过与横向控制臂10、10’连接的轴承套筒14而延伸。
前方的控制臂连接部7优选地为了连接横向控制臂10、10’的具有“狗骨形”的铰链销15的轴承套筒16而构造(参见图4和5)。“狗骨形”的铰链销15的末端是扁平化的并且具有用于容纳螺栓的通孔15.1。将铰链销15固定在限定了凹处或凹槽17的钣金成型件11、12上，其中与铰链销15对应的轴承套筒16在横向控制臂10、10’的装配状态下部分地伸入到凹处(凹槽)17内。
此外，在副车架1上、在车辆每侧设置上方的控制臂连接部9和下方的控制臂连接部8。上方的控制臂连接部9由叉形的钣金成型件组成，将该钣金成型件焊接在相应的纵梁2的顶面或外侧面。叉形的钣金成型件9在此相对于纵梁2的外侧面突出。
下方的控制臂连接部8设置在确定用于横向控制臂(三角形或梯形的控制臂)10、10’的、上方的控制臂连接部7的下方。该控制臂连接部例如由钣金托架构成，该钣金托架具有为了轴承套筒而设的凹处或容纳部18，其中容纳部(凹处)18通过钣金托架彼此间隔的扁平区段8.1、8.2而限制，这些扁平区段具有用于容纳铰链销的相互对准的通孔。该钣金托架8焊接在前方的控制臂连接部7的钣金成型件11、12上。替代性地，该钣金托架8能够至少部分地与其中一个钣金成型件11、12一件式地构造。
根据本发明，副车架1的前方的控制臂连接部(控制臂悬架)7实施为能够变化地调整，从而在制造过程中能够尽可能晚地确定，将该副车架1用于具有高的离地高度的车辆(例如SUV)中或是用于具有低的离地高度的车辆(例如低的高级轿车)。为此，钣金成型件11、12具有用于形状配合地容纳多个插入部件(插入件)21、22、21’、22’的开口19、20。
各个插入部件21、22、21’、22’就此具有为了螺栓而设的连接部，优选地具有螺母或螺纹孔23并且从包含了至少两个不同的这类插入部件21、22、21’、22’的组件中选出，其中不同的插入部件21、22、21’、22’鉴于连接部(例如螺母或螺纹孔23)的垂直位置而相互区别。
在图2a和2b中示出了用于调整出低的控制臂悬架或低的离地高度的右侧和左侧的插入部件(插入件)21、22，相反地图3a和3b则示出用于调整出高的控制臂悬架或高的离地高度的右侧和左侧的插入部件(插入件)21’、22’。
副车架1的钣金成型件11、12是弯曲的并且具有长形的角区段或边棱区段11.1、12.1,该区段基本上垂直地延伸。边棱区段11.1、12.1限定了凹处17，该凹处用于部分地容纳横向控制臂10、10’的臂末端。容纳插入部件21、22或21’、22’的开口19、20设置在钣金成型件11、12的角形区段或边棱区段11.1、12.1中。开口19、20以及能够插入其中的插入部件21、21’、22、22’优选地构造为长形的，其中相应的开口19、20的纵向中轴或插入部件21、22、21’、22’的纵向中轴基本上垂直地或与车辆的枢轴平行地延伸。此外能够看出，各个开口19、20具有不对称的内部轮廓，其中左侧的开口19的内部轮廓与右侧的开口20的内部轮廓不同(参照图1)。
左侧的插入部件21、21’和右侧的插入部件22、22’具有不同的外部轮廓，从而能够仅在右侧的开口19中插入右侧的插入部件21、21’之一，而在左侧的开口20中能够仅插入左侧的插入部件22、22’之一。右侧的插入部件22、22’具有与其对应的右侧开口20的内部轮廓基本上互补的外部轮廓。相应地，左侧的插入部件21、21’则具有与其对应的左侧开口19的内部轮廓基本上互补的外部轮廓。
各个插入部件21、22、21’、22’优选地由金属铸件制成，该金属铸件能够与副车架1的对应的钣金成型件11、12焊接起来。金属铸件能够例如是钢铸件。替代性地，插入部件也能够由轻金属制成，例如由铝制成。插入部件21、22、21’、22’与钣金成型件11、12的连接能够在此特别也以焊接连接或粘合连接的方式实施。
各个插入部件21、22、21’、22’具有角形的主体21.1、22.1，该角形的主体具有在其上一件式模制的套筒形的区段21.2、22.2，该套筒形的区段穿过了主体21.1、22.1的前侧或端侧的腿部21.11、22.11。套筒形的区段21.2、22.2具有相对于插入部件21、22、21’、22’的前侧而突出的端面21.21、22.21。套筒形的区段21.2、22.2的周边径向地与主体21.1、22.1的侧面的外表面齐平或者相对于该外表面略微径向突出，该外表面限定了控制臂连接部7的凹处17。
插入部件21、22、21’、22’除了螺纹孔23以外还在径向上与该套筒形的区段21.2、22.2间隔地具有至少一个通孔24。该通孔24在将插入部件插入到其对应的开口19、20时用于操纵该插入部件21、22、21’、22’。此外，该插入部件21、22、21’、22’还能够具有例如用作排水孔的其他通孔(未示出)。
容纳插入部件21、22、21’、22’的下方末端的开口19、20副车架1的通过基本上水平设置的板形的板材区段25而限定。板形的板材区段25在开口19、20之间具有凹处26，从而在控制臂悬架的下方的或低的位置上为了待铰接连接的横向控制臂10、10’实现了更大的自由空间。
优选地，插入部件21、22、21’、22’在自身面向板形的板材区段25的末端具有加厚的、向外突出的边棱区段21.3、22.3。由此，该插入部件21、22、21’、22’能够特别可靠地焊接在副车架1上，即焊接在板形的板材区段25上。优选地，插入部件21、22、21’、22’通过连续的焊缝而与下方的板材区段25以及与开口19、20的位于控制臂连接部7的凹处17内的垂直边棱连接。
在图4中示出了安装状态，在该状态下，为了较低的控制臂悬架而设的、根据图2a的插入部件插入到前方的控制臂连接部7的开口19、20内，并且横向控制臂10的前方的轴承套筒16的狗骨形的铰链销15旋拧在插入部件21、22的螺纹孔23上。为了保证视野清晰的原因，未示出在此必需的螺栓。
相比之下，在图5中则示出了一个安装状态，在该状态下，为了相对高的控制臂悬架而设的根据图3a的插入部件21’、22’插入到开口19、20内，并且横向控制臂10’的前方的轴承套筒16的狗骨形的铰链销15旋拧在螺纹孔23上。在此也未示出螺栓。在图5中示出的横向控制臂或梯形控制臂10’与图4中示出的确定用于具有相对较低的离地高度或控制臂悬架的载客车辆的横向控制臂(梯形控制臂)10有所不同。

Claims (16)

1.一种载客车辆的副车架，所述副车架包括至少两个纵梁(2)、至少一个将纵梁(2)彼此连接起来的横梁(3、4)、用于将副车架(1)连接到车身的车身连接部件(5.1、5.2)以及在车辆的每侧各至少一个控制臂连接部(7)，其特征在于，所述控制臂连接部(7)具有至少一个插入部件(21、22、21’、22’),所述插入部件形状配合地容纳到所述副车架的开口(19、20)内并且与所述副车架(1)材料接合地和/或力配合地连接，其中所述插入部件(21、22、21’、22’)具有用于构成螺栓连接部的连接部(23)并且从包含了至少两个不同的插入部件(21、22；21’、22’)的组件中选出，其中不同的插入部件(21、22、21’、22’)鉴于所述连接部(23)的垂直位置方面相互区别。
2.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，所述副车架是后桥副车架。
3.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，所述控制臂连接部(7)在车辆每侧分别具有至少两个插入部件(21、22、21’、22’)，所述插入部件形状配合地容纳到所述副车架的在车辆纵向上相互间隔的开口(19、20)内并且与所述副车架(1)材料接合地和/或力配合地连接，其中各个插入部件(21、22、21’、22’)具有用于构成螺栓连接部的连接部(23)并且从包含了至少两个不同的插入部件(21、22、21’、22’)的组件中选出，其中不同的插入部件(21、22、21’、22’)鉴于所述连接部(23)的垂直位置方面相互区别。
4.根据权利要求3所述的副车架，其特征在于，所述开口(19、20)设置在所述副车架(1)的边棱区段(11.1、12.1)内，所述边棱区段基本上垂直地或以车辆的垂直轴的方向延伸并且限定了用于部分地容纳控制臂末端的凹处(17)。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的副车架，其特征在于，在集成在所述副车架内的钣金成型件(11、12)内构造容纳所述插入部件(21、22、21’、22’)的开口(19、20)。
6.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，容纳所述插入部件(21、22、21’、22’)的开口(19、20)具有不对称的内部轮廓，其中所述插入部件(21、22、21’、22’)具有与所述内部轮廓互补的外围轮廓。
7.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，各个插入部件(21、22、21’、22’)由金属铸件制成，其中在所述金属铸件中以螺纹孔的形式实施用于构成螺栓连接部的连接部(23)。
8.根据权利要求7所述的副车架，其特征在于，所述螺纹孔设置在所述插入部件(21、22、21’、22’)的套筒形的区段(21.2、22.2)中。
9.根据权利要求8所述的副车架，其特征在于，所述套筒形的区段(21.2、22.2)具有相对于所述插入部件(21、22、21’、22’)的外侧面突出的端面(21.21、22.21)。
10.根据权利要求8或9所述的副车架，其特征在于，所述套筒形的区段(21.2、22.2)径向地与所述插入部件(21、22、21’、22’)的外侧面齐平或者相对于所述外侧面径向突出。
11.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，所述插入部件(21、22、21’、22’)与所述副车架(1)熔焊起来和/或钎焊起来和/或粘合起来。
12.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，容纳所述插入部件(21、22、21’、22’)的开口(19、20)的下方末端通过所述副车架(1)的基本上水平设置的板形的区段(25)而限定。
13.根据权利要求12所述的副车架，其特征在于，所述插入部件(21、22、21’、22’)在自身面对板形的区段(25)的末端处具有加厚的、向外突出的边棱区段(21.3、22.3)。
14.根据权利要求3所述的副车架，其特征在于，容纳所述插入部件(21、22、21’、22’)的开口(19、20)的下方末端通过所述副车架(1)的基本上水平设置的板形的区段(25)而限定,其中所述板形的区段(25)在所述开口(19、20)之间具有凹处(26)。
15.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，所述插入部件(21、22、21’、22’)除了用于构成螺栓连接部的所述连接部(23)以外还具有至少一个通孔(24)。
16.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，所述副车架以焊接的框架结构的形式而构造，其中所述纵梁(2)和/或至少一个所述横梁(3、4)由钣金成型件构成或者组装。
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