CN107310628B - 具有改进的负荷路径的轴支架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的轴支架(1)，其具有至少两个连接点(6)，其中，轴支架(1)具有金属的上壳(2)和由纤维复合材料构成的下壳(3)，它们相互联接，其中，在两个连接点(6)之间在轴支架(1)的边缘区域(7)中，负荷路径(9)穿过上壳(2)延伸，并且与此相比较短的负荷路径(12)穿过下壳(3)延伸。

Description

具有改进的负荷路径的轴支架
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的轴支架。
背景技术
在现有技术中、特别是在自承重的车身的情况中使用轴支架是众所周知的。这些轴支架紧固在车身下。轴支架本身在此用于容纳轴构件、例如连杆。特别地，轴支架是一个多连杆式悬架的构成整体的组成部分。轴支架也可以称为轴辅助架。
这样的轴支架大多构造成焊接构件，其中将多个型材构件、管构件和/或成形构件相互焊接。
然而利用混合构造方式制造轴支架也是众所周知的，为此例如将板材构件与纤维复合材料构件联接。例如由DE102014112090A1已知这种类型的轴支架。
由EP2578473A1已知用于机动车的轴支架，其中，该轴支架包括横梁和纵梁，并且该轴支架包括至少一个具有U形轮廓的、通过加强筋稳定的由纤维增强塑料构成的半壳。由DE102011102467A1以及DE102011085383A1已知同样的轴支架。
发明内容
本发明的目的是从现有技术出发提供一种轴支架，该轴支架具有小的自重和小的制造成本，然而同时在它的刚度特性方面得到改善。
上述目的利用一种用于机动车的轴支架得以实现。所述轴支架具有至少两个连接点，其中，轴支架具有金属的上壳和由纤维复合材料构成的下壳，它们相互联接，其中，在两个连接点之间在轴支架的边缘区域中，负荷路径穿过上壳延伸，并且与此相比较短的负荷路径穿过下壳延伸，上壳具有边缘区域的指向内侧的造型部，并且下壳造成超出造型部伸出，使得在各连接点之间穿过下壳的负荷路径通过伸出部分缩短，其特征在于：伸出部分构造成在连接点之间的直接的直线连接部。
用于机动车的轴支架具有至少两个连接点并且构造成混合构件。轴支架为此具有金属的上壳和与此联接的，由纤维复合材料构成的下壳。两个连接点彼此间隔开距离。在这两个连接点之间在轴支架的边缘区域中，负荷路径延伸穿过上壳。同样在这个边缘区域中还有一个负荷路径延伸穿过下壳。根据本发明，下壳的负荷路径比穿过上壳的负荷路径较短。
在本发明的意义中，负荷路径应该理解为穿过构件的路径或途径，导入的力沿着该路径或途径穿过构件。由此在导入的力的情况中在构件中沿着所述负荷路径存在应力。负荷路径由此应该理解为集中的或合力的主途径或路径。沿着平行方向或者与此偏离地存在较小的应力。
根据本发明的优点在于：在金属的上壳中，根据结构空间需求和/或根据较重的金属材料的材料应用，收缩部、造型部、凹入部因此指向内侧的几何结构在连接点之间延伸。这特别在轴支架的情况中可以通过设置驱动轴、分动器、转向传动机构或类似物。由纤维复合材料构成的下壳相对上壳的这些指向内侧的几何形状向外凸起或伸出。由此通过下壳的伸出的部分能够实现两个间隔开距离的连接点之间的较短的或更直接的连接，由此还产生穿过下壳的、比穿过上壳的负荷路径更短的负荷路径。特别是负荷路径在本发明的意义中沿着机动车横向或沿着机动车纵方向定向。通过根据本发明的这种方案提高了横向刚度或纵向刚度。可供设置例如分动器、传动机构或者驱动杆使用的结构空间未受影响或仅仅受到略微影响。
金属的上壳特别是可以一件式地和材料统一地优选制造成成形构件、特别是壳构件。特别地，金属的上壳可以由轻金属或者由钢材构成。然而金属的上壳也可以制造成接合构件、特别是焊接构件。例如也可以预成形各个单独管构件或型材构件并且接着将其相互焊接在一起。此外，可以使用单独的成形构件，然后将这些成形构件与管构件或型材构件焊接在一起。然后将上壳与下壳联接。这特别是可以通过形状锁合联接、优选螺纹连接来进行。作为补充或可选，可以进行材料锁合联接、特别是粘合。在俯视图中，优选下壳的面积大于上壳的面积。俯视图沿着机动车竖直方向定向。下壳和上壳构造成特别是沿着机动车纵向和横向面状延伸并且至少部分地互相贴合。
连接点本身可以是车身连接点。然而也可以是用于相应连杆的连接点。优选连接点构造在上壳上。
上壳完全特别优选构造成一件式的和材料统一的板材成形构件，在其边缘区域中具有指向内侧的造型部，特别是在该上壳中，下壳构造成在下侧面状地超出造型部向外伸出。下壳的伸出部分则构成在连接点之间的较短的负荷路径。造型部也可以构造成弯曲部、凹部或弧形。特别地，造型部在两个连接点之间在间距的长度的大部分上、特别是50％以上、优选60％以上和特别是70％以上延伸。
进一步特别优选地，下壳的伸出部分构造成在连接点之间的直线连接部。这要么直接通过一条穿过连接点的相应中心点的直线要么与一条穿过连接点的中心点延伸的直线平行错开地实现。然而在各连接点之间传递的拉力和/或压力由下壳的较短的负荷路径、特别是具有较高的轴支架刚性的直线连接部吸收。根据本发明的轴支架的相对通过各连接点导入的拉力和/或压力的刚性通过下壳中的根据本发明的缩短的负荷路径得到显著提高。
进一步特别优选地，为了由纤维复合材料制造下壳使用织物(Gewebe)或纱布(Gelege)。特别是利用定向的(ausgerichtet)纤维，这些纤维具有优选10cm以上的长度。这些纤维束在伸出部分中或者沿着穿过下壳的负荷路径定向地延伸。所述定向在此与负荷路径平行延伸。在本发明的意义中，纤维的定向与负荷路径的走向的最大5°、优选最大10°、特别是最大15°或20°的偏离同样依然视为平行定向地延伸。因此提高了在负荷路径上的特别是用于传递压力的抵抗能力。
进一步特别优选地，下壳具有至少局部地、特别是负荷优化的(belastungsoptimiert)相互不同的壁厚。有针对性地使用纤维复合材料和与此同时的重量优化是有益的。
此外，下壳构造成基本上面状的，并且作为可选或补充可以具有筋条和/或加强几何结构(Verstaerkungsgeometrie)，从而提高连接刚度以及沿着机动车纵向及机动车横向的抗拉刚度或抗压刚度。这些筋条和/或加强几何结构(Versteifungsgeometrie)优选一件式地和材料统一地构造在下壳中。
附图说明
下文说明的内容为本发明的其它优点、特性和观点。在示意图中示出优选的构造变型。这些示意图有利于容易地理解本发明。其中：
图1示出由现有技术已知的轴支架；
图2示出具有下壳的伸出部分的根据本发明的轴支架；
图3示出现有技术的轴支架；
图4示出图3所示的具有下壳和伸出部分的轴支架；
图5示出伸出部分的剖视图的放大图。
具体实施方式
图1示出的是这种类型的轴支架1。这个轴支架具有一个上壳2以及一个下壳3。不仅上壳2而且下壳3分别沿着机动车纵向X和沿着机动车横向Y面状地延伸。上壳2关于机动车竖直方向Z相对下壳3凸出。此外，上壳2的塔状的凸出部4分别在侧边沿着机动车垂直方向Z延伸，这些凸出部例如具有车身连接点5。在画面中的前部区域中示出用于与未进一步示出的连杆可枢转地联接的连接点6。相对边缘区域7，指向内侧i的造型部8构造在上壳2上。如果现在将压力F沿着机动车横向Y在向关于画面在右侧的连接点6导入，那么一个负荷路径9典型地穿过边缘区域7、特别是穿过上壳2。这个负荷路径9特别是跟随穿过造型部8的弯曲点10的走向。
此处在图2中示出根据本发明的方案。下壳3具有伸出部分11。这个伸出部分11相对造型部8向外侧a伸出。导入的压力F的一部分通过穿过下壳3的负荷路径12延伸。这个负荷路径12比穿过上壳2的负荷路径9更短，所述导入的压力F的剩余部分通过该负荷路径延伸。特别是由此通过伸出部分11提高根据本发明的轴支架1的横向刚度。通过造型部8特别是在上壳2的边缘区域7中提供的结构空间没有或者仅仅略微受到伸出部分11的影响。根据本发明的穿过下壳3的负荷路径12相对在两个连接点6之间的直接的连接直线13在此处示出的实例中平行延伸、特别是在机动车竖直方向Z上向下错开。
图3示出的是示意性示出的轴支架1。这个轴支架可以构造成前部的轴支架1或后部的轴支架。在两个连接点6之间的各个边缘区域7中各构造有一个朝向内侧i的造型部8。所述造型部8可以构造在所有侧面上，或者也可以只在一个、两个或三个侧面上。由此相应产生的沿着机动车横向Y或机动车纵向X的两个连接点之间的负荷路径9由此具有弧形的或弯曲的走向。连接点6可以构造成车身连接点5或连杆连接点(Lenkeranbindungspunkt)。连接点6相互间具有间距15。造型部8在所述间距15的大部分上、特别是50％以上延伸。
现在在图4中示出根据本发明的方案。据此由纤维复合材料构造有下壳3，该下壳构造成向外侧a超出相应的造型部8伸出。伸出部分11由此构成在连接点6之间的缩短的负荷路径12，该缩短的负荷路径12则延伸穿过下壳3。
图5构成一个放大图作为图4所示出的伸出部分11的剖视图。在此示出沿着负荷路径12的方向穿过下壳3的伸出部分11的放大图。其中含有纤维14，这些纤维具有决定性地与负荷路径12的走向平行错开的定向。然而在这个发明的意义中，纤维也可以理解为具有与负荷路径12成最大10°、特别是最大20°的夹角β的定向。不是所有纤维必须具有同样的定向。优选纤维14的50％以上、特别是60％以上、特别优选70％以上、特别是80％以上具有沿着负荷路径12的方向或与该负荷路径平行错开的定向。
附图标记列表
1 轴支架
2 上壳
3 下壳
4 凸出部
5 车身连接
6 连接点
7 边缘区域
8 造型部
9 2的负荷路径
10 弯曲点
11 3的伸出部分
12 3的负荷路径
13 连接直线
14 纤维
15 间距
a 外侧
i 内侧
F 压力
X 机动车纵向
Y 机动车横向
Z 机动车竖直方向
β 夹角

Claims (7)

1.用于机动车的轴支架(1)，其具有至少两个连接点(6)，其中，轴支架(1)具有金属的上壳(2)和由纤维复合材料构成的下壳(3)，它们相互联接，其中，在两个连接点(6)之间在轴支架(1)的边缘区域(7)中，负荷路径(9)穿过上壳(2)延伸，并且与此相比较短的负荷路径(12)穿过下壳(3)延伸，上壳(2)具有边缘区域(7)的指向内侧的造型部(8)，并且下壳(3)构造成超出造型部(8)伸出，使得在各连接点(6)之间穿过下壳(3)的负荷路径(12)通过伸出部分(11)缩短，其特征在于：伸出部分(11)构造成在连接点(6)之间的直接的直线连接部。
2.如权利要求1所述的轴支架，其特征在于：在下壳(3)中，纤维束与下壳(3)的负荷路径(12)平行定向地延伸。
3.如权利要求1或2所述的轴支架，其特征在于：下壳(3)至少局部具有彼此不同的壁厚。
4.如权利要求1或2所述的轴支架，其特征在于：下壳(3)构造成基本上面状的，和/或下壳(3)具有筋条和/或加强件。
5.如权利要求之1或2所述的轴支架，其特征在于：下壳(3)和上壳(2)形状锁合地和/或材料锁合地相互联接。
6.如权利要求之1或2所述的轴支架，其特征在于：连接点(6)构造成车身连接点(5)和/或用于与用于构成车轴的连杆联接。
7.如权利要求1或2所述的轴支架，其特征在于：金属的上壳(2)构造成一件式的和材料统一的构件，或者金属的上壳(2)构造成接合构件。
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