CN107635858A - 控制臂固定件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于在车辆中附接控制臂的布置，所述布置包括第一附接支架、第一紧固装置、第一衬套和控制臂。所述第一衬套布置在所述控制臂的开口中，并且所述第一紧固装置穿过第一附接部分和所述第一衬套两者。所述第一附接支架包括横向于所述车辆的行进方向布置的狭缝，并且所述狭缝布置在所述第一附接支架的前表面中，其中所述第一附接支架适于当在偏置撞击或小偏置撞击期间超过一定的力时释放所述控制臂的所述第一紧固装置。

Description

控制臂固定件
技术领域
本发明总体上涉及用于将控制臂附接至车辆的布置。
背景技术
用于在车辆中附接控制臂的布置通常适于将车辆的控制臂连接至车辆的其余部分，从而在车轮悬架与车辆主体之间创建出连接。在现有技术中存在多种可用的解决方案，其中最常见的解决方案是布置到发挥支撑发动机的作用的副车架的控制臂。每个车辆通常包括每一前轮一个控制臂。该控制臂是铰接悬架连杆并且充当副车架或底盘与车轮悬架之间的连杆。
控制臂最常见地布置在前悬架布置，诸如麦弗逊(MacPhearson)支柱式独立前悬架中，但是也布置在一些车辆的后悬架中。一般来说，控制臂适于提高舒适度、创造足够的悬挂，以及提供具有足够的结构强度以承受正常操作期间的力的解决方案。这些解决方案是本领域技术人员所公知的。
用于将控制臂附接至车辆的布置的结构强度必须足以承受正常操作期间的应力和力，但同样的结构强度会在碰撞期间造成问题。例如，布置于车辆前部的大部分组件在正面相撞期间被向后压向乘客舱。因此，这些组件中的许多组件是可溃缩的，以便吸收能量并防止这些组件被推入乘客舱中。要求控制臂具有用以承受来自驾驶到坑洼中、撞上人行道边的力以及施加给车辆的车轮和前悬架的其他力的强度，而这使得其在碰撞期间难以变形或溃缩。前轮和发动机也存在同样的问题。由此，一个常见的风险是控制臂和附接于其的车轮两者在正面碰撞期间被向后推向乘客舱，尤其是如果碰撞是所谓的小偏置碰撞(smalloffset collision)。
因此，提供一种这样的解决方案是有利的：其中在没有现有技术解决方案的缺点的情况下保持结构强度，尤其是提高碰撞期间车辆乘客的安全性。
发明内容
本发明的一个目的是提高在正面碰撞期间、尤其是在小偏置碰撞期间车辆的乘客的安全性。用于在车辆中附接控制臂的布置的另一目的是创造出一种在正面碰撞期间将车辆的前轮引导于经过乘客舱之外的投射路径中的结构。本发明的又一目的是提供既具有足够的结构强度又具有小偏置碰撞期间的提高的安全性的控制臂的附接布置。
这通过将车辆的前轮引导于乘客舱和/或车辆主体的周边之外从而降低前轮对车辆并且尤其是对车辆内的乘客造成额外伤害的风险来实现。同时，控制臂被旋转和逐出其造成伤害的区域。前轮帮助将控制臂逐出其造成伤害的区域。
因此，本发明涉及用于在车辆中附接控制臂的布置，其中所述布置包括第一附接支架、第一紧固装置和第一衬套。所述第一衬套布置在所述控制臂的开口中，并且所述第一紧固装置穿过所述第一附接支架和所述第一衬套两者。所述第一附接支架包括横向于所述车辆的行进方向布置的狭缝，并且该狭缝布置在所述第一附接支架的第一表面中，其中所述第一附接支架适于当在偏置撞击期间超过预定力时释放所述控制臂的所述第一紧固装置。
所述用于在车辆(例如，汽车)中附接控制臂的布置的一个优点在于，该布置适于释放控制臂的第一紧固装置，从而允许将前轮引导于所述车辆的乘客舱之外的投射路径中。所述用于在车辆中附接控制臂的布置的另一优点在于，第一附接支架包括两个表面——第一表面和第二表面，其中所述第一表面适于保持第一紧固装置而所述第二表面适于以固定接合(例如，螺纹接合)来固定所述第一紧固装置。
一个优点在于，与所述第二表面的固定接合比所述第一表面保留所述第一紧固装置更长时间地保留所述第一紧固装置。这使得所述第一紧固装置能够以受控的方式剪断。
根据所述用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式，所述第一附接支架是车辆副车架的一部分。
所述用于在车辆中附接控制臂的布置的一个优点在于，所述第一附接支架是车辆副车架的一部分。所述副车架被附接至所述车辆的底盘并且提供刚性结构以附接或集成所述第一附接支架。所述副车架具有确保所述布置以预期方式使所述第一紧固装置脱离的高结构强度。
本领域技术人员将会理解，在所述用于在车辆中附接控制臂的布置的不同实施方式中，所述第一附接支架和第二附接支架可以附接至所述车辆的不同部分或者是所述车辆的不同部分的一部分。然而，在一个优选实施方式中这两者都是所述副车架的一部分。
根据所述用于在车辆中附接控制臂的布置的实施方式，所述布置还包括第二附接支架、第二紧固装置和第二衬套。
在所述用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式中，所述第二附接支架基本上布置在所述副车架的后部并且适于保持所述控制臂的后部。在一个优选实施方式中，所述控制臂被成形为A形臂。所述第二紧固装置适于布置在穿过所述控制臂并将所述控制臂附接至所述第二附接支架的所述第二衬套内。
根据所述用于在车辆中附接控制臂的布置的实施方式，所述第二附接支架适于在小偏置撞击期间将所述控制臂的后部保留在所述第二附接支架中。
所述第二附接支架与所述第一附接支架的实质不同之处在于，所述第二附接支架被设计成在碰撞期间将所述控制臂的后部保留在适当位置中。本解决方案的一个优点在于，所述控制臂在被保留于其后(第二)紧固装置中的同时从其前(第一)紧固装置释放，以便在所述第二附接支架中产生旋转，其中在一个优选实施方式中所述控制臂围绕以所述第二附接装置的中心为中心的旋转轴旋转。
根据所述用于在车辆中附接控制臂的布置的实施方式，所述第一附接支架适于在大幅低于所述第二附接支架释放所述第二紧固装置所需的碰撞力的碰撞力下释放所述第一紧固装置的接合。
所述用于在车辆中附接控制臂的布置的一个优点在于，所述第一附接支架适于在大幅低于将会从所述第二附接支架释放所述第二紧固装置的碰撞力的力下释放所述第一紧固装置的接合。在该解决方案的实施方式中，后紧固装置适于与所述控制臂的后部所受的力无关地保留该后部。所述第二附接支架还适于例如通过所述第二紧固装置来实现所述控制臂的旋转。
在一个实施方式中，所述第二附接支架适于一旦已经达到所述第二附接支架的最大旋转角度就完全释放所述控制臂，并且由此允许该控制臂连同前轮从车辆解耦。所述最大旋转角度是这样的角度，其中在撞击期间施加到所述控制臂的力与到车轮的附接点和到所述第二附接支架的附接点之间的假想线成线性关系。
根据所述用于在车辆中附接控制臂的布置的实施方式，所述第一紧固装置和所述第二紧固装置选自螺栓、螺钉、铆钉、销和钉。
根据所述用于在车辆中附接控制臂的布置的实施方式，所述第一附接支架还包括基本上平行于所述第一表面的第二表面，所述第一紧固装置布置在邻近所述第一表面的所述狭缝的孔内并且与所述第二表面的接合装置固定接合。
根据所述用于附接控制臂的布置的实施方式，所述第一紧固装置适于在小偏置碰撞所施加的力期间在紧邻第二表面处撕裂。
根据所述用于在车辆中附接控制臂的布置的实施方式，所述第一附接支架被布置为车辆副车架的前部的一部分。
根据所述用于在车辆中附接控制臂的布置的实施方式，所述第二附接支架被布置为车辆副车架的后部的一部分。
根据所述用于在车辆中附接控制臂的布置的实施方式，所述第二附接支架在关于所述车辆的行进方向比所述第一附接支架进一步靠后的位置处被布置为车辆副车架的一部分。
根据在小偏置碰撞期间将车辆前轮引导于乘客舱之外的一个方面，其中通过所述用于在车辆中附接控制臂的布置来附接该控制臂，并且执行以下步骤：
-在小偏置碰撞的预定第一力下从所述第一附接支架释放所述控制臂，以及
-在小偏置碰撞的预定第一力下从所述第一附接支架释放所述控制臂，以及
-保留所述控制臂到所述第二附接支架的附接，从而允许将所述前轮扭转到所述乘客舱之外。
根据在小偏置碰撞期间将车辆前轮引导于乘客舱之外的实施方式，所述控制臂在小偏置碰撞期间围绕所述第二紧固装置的中心轴在所述第二附接支架中旋转。
根据在偏置碰撞期间将车辆前轮引导于乘客舱之外的实施方式，所述控制臂到所述第二附接支架的附接允许使所述前轮旋转到所述乘客舱之外。
应当理解，其中术语小偏置碰撞、小偏置撞击或偏置碰撞在本文中是指本解决方案用于任何形式的迎面碰撞。此外，词语小偏置撞击和小偏置碰撞应被解释为可互换的。
附图说明
现在参考附图，以示例的方式来描述本发明，在附图中：
图1图示用于在车辆中附接控制臂的布置中的第一附接支架的一个实施方式。
图2图示第一附接支架的实施方式的另一视图，其中可以看到用于在车辆中附接控制臂的布置中的第二附接支架。
图3图示处于操作状态下的用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式。
图4图示处于偏置碰撞或小偏置碰撞的第一状态下的用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式。
图5图示处于小偏置碰撞的第二状态下的用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式。
图6图示处于小偏置碰撞的第三状态下的用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式。
图7图示处于小偏置碰撞的第四状态下的用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式。
图8图示处于小偏置碰撞的第五状态下的用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式。
图9图示处于小偏置碰撞的最终状态下的用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式，其中该车辆的前轮基本上位于车辆主体的边界之外。
图10图示第一附接支架的一个实施方式。
图11图示包括第一附接装置的第一附接支架的一个实施方式。
图12图示这样一个实施方式：其中通过示出在小偏置碰撞期间第一紧固装置关于第一附接支架会发生什么来说明狭缝的功能。
图13图示这样一个实施方式：其中通过示出当在小偏置碰撞期间第一紧固装置关于第一附接支架完全脱离时该第一紧固装置会发生什么来说明狭缝的功能。
图14图示用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式，其中从下面图示了在小偏置碰撞的初始第一阶段中具有乘客舱的车辆。
图15图示用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式，其中从下面图示了在小偏置碰撞的第二阶段中具有乘客舱的车辆。
图16图示用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式，其中从下面图示了在小偏置碰撞的第三阶段中具有乘客舱的车辆。
图17图示用于在车辆中附接控制臂的布置的一个实施方式，其中从下面图示了在小偏置碰撞的最终阶段中具有乘客舱的车辆，其中前轮基本上在车辆主体的边界之外。
具体实施方式
下文中，参考附图，公开用于在车辆中附接控制臂的布置的不同实施方式的详细描述。本文中的所有示例应被视为一般性描述的一部分，并且因此有可能以一般性术语的任何方式来组合。各个实施方式和方面的单个特征可以组合或互换，除非这样的组合或互换与所公开的布置的总体功能明显矛盾。
简要描述的本发明涉及用于在车辆中附接控制臂的布置，其提供了在正面碰撞期间将所述车辆的前轮引导于车辆的乘客舱之外的投射路径中的解决方案。这样的解决方案的益处在于，如果更少的材料被推向和推入乘客舱，则会降低乘客舱内的伤害风险。
图1图示用于在车辆中附接控制臂5的布置1中的第一附接支架10的一个实施方式。控制臂5放置在附接支架10的第一表面10a与第二表面10b之间。第一表面10a优选地被布置成比第二表面10b进一步朝向车辆的前部。控制臂5包括孔4，其中例如布置橡胶衬套3或适于使振动最小化的任何其他形式的装置。橡胶衬套3适于允许控制臂5借助于来自车辆悬架的移动而向上和向下移动。该布置还至少包括第一紧固装置2，该第一紧固装置2例如可以是螺栓、销或任何其他紧固装置2。
图1还图示布置在第一表面10a上的狭缝6。狭缝6布置在横向于车辆的行进方向的方向上，并且适于在发生小偏置碰撞的情况下释放第一紧固装置2。狭缝6布置在横向于车辆的行进方向的方向上，以便在发生碰撞的情况下仅释放第一紧固装置2。本领域技术人员理解，释放控制臂5在正常正面碰撞期间也是有益的，以便将前轮33引导于乘客舱152之外。
图2图示用于在车辆中附接控制臂5的布置的另一视图，其中附接支架10是从车辆的行驶方向的横向方向所视的，即，从车辆的侧面所视。如图所示，第一表面10a和第二表面10b是平行的，并且控制臂5适于布置在所述第一表面10a与第二表面10b之间。在优选实施方式中，第一紧固装置2是延伸超出第一表面10a和第二表面10b两者的贯穿紧固装置。第一紧固装置2可以是任何形式的紧固装置，诸如销、螺栓、铆钉或任何其他形式的合适的紧固装置2。在第一表面10a处，优选地例如通过铆钉的端部或螺栓的头部来固定第一紧固装置2。第一表面10a适于保持第一紧固装置2，并且通过禁止正常操作力下在任何方向上的移动来将其固定。然而，优选地不关于第一表面10a布置固定接合，诸如螺纹接合。在第二表面10b处通过接合装置21固定第一紧固装置2。接合装置21可以是任何形式的接合装置，诸如铆钉的端部、螺母、焊接到第二表面10b的螺母或任何其他形式的接合装置21，优选螺纹接合装置21。在优选实施方式中，第一紧固装置2是这样的螺栓：其通过第一表面10a进入，延伸穿过布置在控制臂5的孔4中的橡胶衬套3，并且进一步延伸穿过第二表面10b而进入与接合装置21的固定接合，该接合装置21优选地是焊接到第二表面10b的螺母。
图3图示从下面看的用于在车辆中附接控制臂5的布置1，其中控制臂5布置和附接于所述车辆中。控制臂5附接至副车架35，该副车架35附接至车辆主体。按照本领域技术人员所公知，前轮33通过控制臂5和其他悬架组件附接至悬架。控制臂5具有两个紧固点，一个位于第一附接支架10中并且一个位于第二附接支架30中。如先前所述，第一附接支架10包括狭缝6，而第二附接支架30被设计成在发生碰撞的情况下保留控制臂5的后部。控制臂5通过延伸穿过第二衬套32的第二紧固装置31附接至第二附接支架30。
图4图示处于偏置碰撞的第一状态下的车辆的前部，其中该碰撞处于初始阶段。图中示出在用于在车辆中附接控制臂5的布置1仍然完好无损的同时，前轮33如何轻微变形。
图5图示处于小偏置碰撞的第二状态下的车辆的前部。图中示出第一紧固装置2如何通过沿着变形并将第一附接装置2释放的狭缝6移动而从第一表面10a脱离。由此，控制臂5开始移动，主要是旋转移动，其中控制臂5的前部向外和向后移动。附接至第二附接支架30的第二紧固装置31被保留在适当位置中并且由此支持控制臂5的旋转和控制其移动。这使得前轮33能够具有通过控制臂围绕第二紧固装置31的旋转而从发动机舱向外移动的自由。控制臂5的旋转进一步从发动机舱向外推动前轮33，其角度由此而改变。
图6图示处于小偏置碰撞的第三状态下的车辆的前部，其中控制臂5比图5中更进一步旋转。在该状态下，控制臂5的前部完全从第一附接支架10解耦，而同时通过第二紧固装置31保留在第二附接支架30中。图6进一步图示了前轮33如何开始围绕其中心朝向横向于车辆的行进方向的方向(向外远离发动机舱)旋转。
图7图示处于小偏置碰撞的第四状态下的车辆的前部，其中控制臂5和前轮33的旋转被图示为其中车辆发生变形的碰撞进展中的一步。
图8图示处于小偏置碰撞的第五状态下的车辆的前部，其中控制臂5和前轮33的旋转被图示为其中车辆发生变形的碰撞进展中的一步。图8进一步图示了在一个实施方式中，控制臂5在其中车辆发生变形的碰撞进展期间如何开始变形——不管其结构强度如何。
图9图示处于小偏置碰撞的最终状态下的车辆的前部，其中车辆的前轮33基本上位于车辆主体的边界之外。
图10从透视图图示了第一附接支架10，其中可以看到第一表面10a。该第一表面包括从第一表面10a的边缘延伸到适于接纳第一附接装置2的孔111的狭缝6。在一个实施方式中，附接支架10是副车架35的一部分，而在另一实施方式中，仅第一表面10a是副车架35的一部分而第二表面10b是适于布置到副车架35的独立组件。
图11图示具有布置在孔111中的第一紧固装置2的第一附接支架10。图11进一步图示了在车辆的操作期间并且当未发生碰撞时(即，在车辆的操作状态下)紧固装置2如何得到布置。
图11进一步图示了对应于图3的状态，即，车辆的操作状态。第一表面10a中的材料包括足以在车辆的正常操作期间将第一紧固装置2保持在其位于孔111中的位置上的结构强度。
图12图示处于小偏置碰撞的第二状态下的第一附接支架10和第一紧固装置2。该状态对应于如图4-图5中所描述的状态。图中示出第一紧固装置2如何通过沿着狭缝6移动而从第一表面10a脱离，在此过程中狭缝6如何变形，以及第一表面10a如何释放第一附接装置2。
图13图示处于小偏置碰撞的第三状态下的第一附接支架10和第一紧固装置2。图13的状态对应于如图4-图5中所描述的状态。本领域技术人员理解，图10-图13图示了用于在车辆中紧固控制臂5的布置1的简化视图，其中已经从视觉图示移除了多个组件以便使本发明清楚。
图13进一步图示了在第一紧固装置2的移动期间狭缝6如何变形。
图14图示处于与小偏置碰撞撞击物体151的小偏置碰撞的初始状态下的用于在车辆140中附接控制臂5的布置1。该状态总体上对应于如图4中所描述的状态。碰撞已经使车辆140的前部区域的部件变形并且车轮33刚受到影响。在一个实施方式中，副车架35在该阶段基本上不受影响。
图15图示处于小偏置碰撞的第二状态下的用于在车辆140中附接控制臂5的布置1。在该状态下，小偏置碰撞撞击物体151进一步移动到车辆140的结构中。控制臂5已从第一附接支架10完全脱离，并且已开始在第二附接支架30中旋转。如图所示，前轮朝向乘客舱152的外边界移动。
图16图示处于小偏置碰撞的第二状态下的用于在车辆140中附接控制臂5的布置1。在该状态下，小偏置碰撞撞击物体151更进一步移动到车辆140的结构中，并且接近变形区的尽头。目的是在吸收尽可能多的能量的同时保持乘客舱152的结构完整性。如图16上所图示，车轮33被引导于乘客舱152之外。
图17图示碰撞的最终阶段。本领域技术人员理解，在该阶段之后前轮33的移动不属于所述布置的预期用途。

Claims (14)

1.一种用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)，其中所述布置(1)包括第一附接支架(10)、第一紧固装置(2)和第一衬套(3)，所述第一衬套(3)布置在所述控制臂(5)的开口(4)中，所述第一紧固装置(2)穿过所述第一附接支架(10)和所述第一衬套(3)两者，并且所述布置的特征在于，所述第一附接支架(10)包括横向于所述车辆的行进方向布置的狭缝(6)，以及在于，所述狭缝(6)布置在所述第一附接支架(10)的第一表面(10a)中，其中所述第一附接支架(10)适于当在偏置撞击期间超过预定力时释放所述控制臂(5)的所述第一紧固装置。
2.根据权利要求1所述的用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)，其中所述第一附接支架(10)是车辆副车架(35)的一部分。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)，其中用于附接所述控制臂(5)的所述布置(1)还包括第二附接支架(30)、第二紧固装置(31)和第二衬套(32)。
4.根据权利要求3所述的用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)，其中所述第二附接支架(30)适于在偏置撞击期间将所述控制臂(5)的后部保留在所述第二附接支架(30)中。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)，其中所述第一附接支架(10)适于在大幅低于所述第二附接支架(30)释放所述第二紧固装置(31)所需的碰撞力的碰撞力下释放所述第一紧固装置(2)的接合。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)，其中所述第一和第二紧固装置(2、31)选自螺栓、螺钉、铆钉、销和钉。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)，其中所述第一附接支架(10)还包括基本上平行于所述第一表面(10a)的第二表面(10b)，所述第一紧固装置(2)布置在邻近所述第一表面(10a)的所述狭缝(6)的孔内并且与所述第二表面(10b)的接合装置(21)固定接合。
8.根据权利要求7所述的用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)，其中所述第一紧固装置(2)适于在小偏置碰撞所施加的力期间在紧邻所述第二表面(10b)处撕裂。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)，其中所述第一附接支架(10)被布置为车辆副车架(35)的前部的一部分。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)，其中所述第二附接支架(30)被布置为车辆副车架(35)的后部的一部分。
11.根据权利要求9所述的用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)，其中所述第二附接支架(30)在关于所述车辆的行进方向比所述第一附接支架(1)进一步靠后的位置处被布置为车辆副车架(35)的一部分。
12.一种用于在偏置碰撞期间将车辆前轮(33)引导于乘客舱(152)之外的方法，其中通过根据权利要求1至11中任一项所述的用于在车辆中附接控制臂(5)的布置(1)来附接控制臂(5)，并且其中所述方法包括以下步骤：
-在偏置碰撞的预定第一力下从所述第一附接支架(10)释放所述控制臂(5)，以及
-保留所述控制臂(5)到所述第二附接支架(30)的附接，从而允许将所述前轮(33)旋转到所述乘客舱(152)之外。
13.根据权利要求12所述的用于在偏置碰撞期间将车辆前轮(33)引导于乘客舱(152)之外的方法，其中所述控制臂(5)到所述第二附接支架(30)的附接允许将所述前轮(33)扭转到所述乘客舱(152)之外。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的用于在偏置碰撞期间将车辆前轮(33)引导于乘客舱(152)之外的方法，其中所述控制臂(5)在偏置碰撞期间围绕所述第二紧固装置(31)的中心轴在所述第二附接支架(30)中旋转。
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