CN108454701B - 机动车辆的底盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的底盘装置，其包括具有经由至少一个紧固点(20)连接到底盘或车身的部件(30)的副车架(10)的底盘，其中，紧固点(20)被构造成使得在底盘或车身的部件(30)与副车架(10)之间的预定力的情况下，所述紧固点沿着Z轴被释放。根据本发明，在副车架(10)的前部区域中形成至少一个倾斜斜坡(40)，所述斜坡能够与在机动车辆碰撞的情况下朝向副车架(10)移动的部件接触，从而使得沿着Z轴将力施加到副车架(10)和底盘或者车身的部件(30)之间的紧固点(20)上。

Description

机动车辆的底盘装置

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的底盘装置，该底盘装置包括具有副车架的底盘，副车架通过至少一个紧固点连接到底盘或车身的部件，其中紧固点被配置成使得在底盘或车身的部件与副车架之间的预定力的情况下，所述紧固点沿着Z轴被释放。本发明还涉及一种具有这种底盘装置的机动车辆。

背景技术

机动车辆通常包括具有至少一个框架和由框架支撑的车身底部的底盘装置。此外，在具有自支撑车身的车辆中，提供了支撑不同车辆部件的副车架和/或辅助架。这里特别包括传动系和车轮悬架单元的部件。这种副车架被固定在例如车辆的车身底部或纵向构件上，这可以通过螺钉连接、焊接连接等来实现。

在机动车辆发生前部碰撞的情况下，出于安全原因，规定车辆的前部结构部件变形以便吸收能量。通过车身部件的塑性变形，动能被转换成变形能量。由于在现代机动车辆中，副车架经常被设计成非常坚硬以便特别是能够吸收横向力，但是副车架的刚度可以阻止车身部件的期望的变形。因此，可以假设，在正面碰撞的情况下，副车架与其他车身部件分离。特别地，在这种情况下，可以将副车架设计成从车身底部释放。例如，副车架可以通过副车架和车身底部之间的连接被切断而被释放。扭转导致的分离也是可能的。

例如，US2015/0314807A1公开了一种用于具有副车架装置的车辆的底盘装置，其中该副车架装置包括车架、副车架和车身底部。车身底部由车架支撑，并且副车架连接到车身底部。杠杆从副车架延伸到车架，并且当副车架相对于车架旋转时，该杠杆在正面碰撞的情况下施加杠杆作用抵靠车架。以这种方式，可以释放副车架与车身底部的连接。

此外，已知在正面碰撞的情况下将释放的副车架沿特定方向移位。例如，US 7,229,099B2公开了一种底盘-副车架装置，其中副车架通过四个点固定在车辆的车身上。在正面碰撞的情况下，这些紧固点被释放，并且特别地通过乘客舱的车身底部结构下方的金属板斜坡推动副车架。通过这种措施，车身的更大区域被设计成能够被用作变形区域。

在US2013/0270861A1中公开了用于电动车辆和/或混合动力车辆的相应解决方案，其中驱动电池和高电压转换器均在碰撞事件中被保护。在这种情况下，除了别的以外，还提供了两个金属板斜坡，其在发生碰撞的情况下偏转电池下方的后副车架的运动。以这种方式，防止了副框架对电池的损坏。

US 9,216,768B1还公开了具有多个斜坡的副车架装置，所述斜坡在碰撞的情况下旨在偏转传动系的移动使之远离燃料箱、燃料管线、制动管线或类似部件，以便保护这些组件免受损坏。而且，其他类型的车架结构可以具有一个或多个斜坡。例如，EP2985208A1公开了一种车辆的正面结构，其中第一斜坡由高于后部区域布置的车架的前部区域形成。悬挂单元的一个元件位于该斜坡的前方，并且还具有斜壁。

然而，US 9,352,785 B2公开了一种用于机动车辆的副车架，其中在车辆碰撞的情况下副车架向下折叠。在这种情况下，前紧固点被释放，副车架通过所述前紧固点连接到碰撞导轨，当后紧固点未被释放时，副车架通过所述后紧固点连接到车身。

为了从车辆的部件分离副车架，通常需要在垂直方向上(即在Z方向上)的特定的力。然而，取决于一个相应车辆的传动系的运动学特性，在正面碰撞时存在的力可以在X方向(车辆的纵向方向)上的力与在X方向和Z方向上具有力分量的力之间波动。在X方向的力分量较大同时Z方向的力分量过小的情况下，副车架从车身底部的分离可能会延迟或甚至完全停止。这导致车辆结构/安全结构由于未释放的副车架而过载，从而形成纵向构件的附加边界条件并且限制了纵向构件的变形自由度。

因此，鉴于所述的现有技术，在机动车辆的正面碰撞的情况下分离副车架的领域留下了进一步的改进空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于机动车辆的底盘装置，其中尤其即使在力仅在X方向上作用在副车架上的情况下，副车架也以可靠的方式提前释放。

根据本发明，该目的通过具有以下特征的底盘装置来实现。

应该提到的是，在下面的说明书中单独提出的特征和措施可以以任何技术上适宜的方式组合在一起，并且揭示本发明的进一步的实施例。该说明书特别地结合附图来表征和指定本发明。

根据本发明的用于机动车辆的底盘装置包括具有副车架的底盘，所述副车架经由至少一个紧固点连接至底盘或车身的部件。在这种情况下，紧固点被构造成使得在底盘或车身的部件与副车架之间的预定力的情况下，所述紧固点沿着Z轴被释放。借助于在机动车辆撞击另一个物体时发生的力，其中在Z方向上的力分量作用在至少一个紧固点上，因此副车架可以在该力超过预定值时而被从部件释放。如果副车架固定在车身的部件上，例如在紧固到车身底部的情况下，它就从车身的部件上释放。然而，如果副框架被紧固到底盘的部件，例如像紧固到纵向构件的情况那样，则将其从底盘的部件中释放。

在这种情况下，Z轴垂直延伸穿过机动车辆和/或底盘装置。然而，X轴纵向延伸通过机动车辆。在本发明的意义上，Z方向和/或X方向上的力意味着力沿着各个轴线延伸，力的方向向上/向下以及向前/向后，然而，不是由此被固定。因此，Z方向上的力可以垂直向上和向下地定向。

根据本发明，在副车架的前部区域中形成至少一个倾斜斜坡，所述斜坡能够在机动车辆碰撞的情况下与机动车辆的朝向副车架移动的部件接触，从而沿着Z轴(即Z方向)将力施加到副车架与底盘或车身的部件之间的紧固点上。如果这个在Z方向上的力分量足够高，那么在车辆碰撞的情况下，副车架因此从其被固定到的底盘/车身的部件上被释放。以这种方式，在碰撞的情况下可以改善机动车辆的变形行为。

特别地，通过底盘装置的这种结构形状，还可以利用仅在X方向上朝向副车架移动的车辆部件的运动来释放副车架。此外，当部件纯粹在X方向上撞击副车架时，该运动可以通过副车架上的至少一个斜坡转换成Z方向上的足够大的力分量，从而释放副车架。

与斜坡接触的部件可以是车辆的不同部件。在一个实施例中，在这种情况下它是传动系的部件，特别是齿轮箱壳体。因此，副车架的斜坡与传动系的一部分相互作用，并且特别是传动系的纯粹在X方向上的力分量因此可以被转换成大的Z向力。这使得特别是对于与较大的发动机在运动学方面表现不同的相对较小的发动机能够实现副车架的可靠释放成为可能。这增加了乘员的安全性，并且可以有利地用作未来改进的机动车辆安全策略的一部分。

在这种情况下，副车架可以从机动车辆的不同部件释放。特别是在此部件可以是车身底部和/或纵向构件。优选地，底盘装置设置在机动车辆的前部区域中，使得副车架是前部副车架。

在本发明的优选实施例中，斜坡向下倾斜到前方，而Z方向的力向下。如果传动系的部件从前面碰到这个斜坡，那么在这个区域中的斜坡以及该副车架因此受向下力，由此通过在Z方向上的拉力从车辆的部件释放副车架。在这样的实施例中，副车架被设置在其紧固点下方并且从其向下剪断。

然而，也可以设置具有其他梯度的斜坡，其使得副车架在其紧固点的方向上移动，并且例如迫使副框架穿过金属板。因此，通过整个底盘装置的相应设计，斜坡也可以向上倾斜到前方，并且Z方向上的力因此可以向上取向。

例如，斜坡相对于水平面倾斜10°至45°之间的角度。在这种情况下，可以提供一个或多个斜坡，并且斜坡可以集成在副车架的结构中。在替代实施例中，斜坡可以由紧固到副车架的单独元件形成。在这种情况下，斜坡尤其可以是倾斜地连接的金属板或楔形元件。斜坡的接触表面可以同时围绕纵向轴线旋转或凸出，以便能够在正面碰撞的情况下适应单独的传动系尺寸和运动(围绕x/y/z轴旋转)。

斜坡可以被焊接、结合和/或旋拧到副车架。如果需要，还可以设想在副车架和斜坡之间设置辅助结构以桥接斜坡和副车架之间的空间。如果需要的话，该辅助结构可以在更大的表面上引入载荷并且因此将载荷分配到副车架中。斜坡也可以追溯地连接到副车架上。在这种情况下，可以有针对性地选择斜坡的所需位置。如果在车辆碰撞的情况下副车架和传动系的组合不允许可靠地释放副车架，则以这种方式即使在这样的车辆上也可以允许可靠的释放。

取决于当前的载荷水平，斜坡和辅助结构的材料可以变化。高强度钢是可以想象的，但也可以是轻质材料(铝、镁)或相应形状的尼龙块。如果需要，可以使用专用的耐热材料。

包括根据所描述的实施例之一的底盘装置的机动车辆也包括在本发明中。这样的机动车辆可以满足高安全性要求，因为其底盘装置确保了在车辆的前部碰撞的情况下可靠地释放副车架。

附图说明

在下面对附图的描述中公开了本发明的其他有利实施例，其中：

图1示出根据本发明的具有不带斜坡的副车架的底盘装置的示意性侧视图；

图2示出根据本发明的具有根据本发明的斜坡的副车架的底盘装置的实施例的示意性侧视图；

图3示出了根据图2的底盘装置的三维视图。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的部分总是被赋予相同的附图标记，这就是为什么它们通常只被描述一次的原因。

如图1所示的底盘装置优选位于未示出的车辆的前部区域中，其中车辆的前部位于图1中的右侧。X方向沿车辆纵向方向延伸，而Z方向垂直延伸穿过车辆。底盘装置具有固定在车辆部件上的副车架11。该部件是车辆的纵向构件30。副框架11通过未详细示出的至少一个紧固点与该纵向构件30连接。该紧固点的区域在图1中由虚线表示的圆圈和附图标记20标出。副车架11位于该紧固点20的下方。优选地，提供多个这样的紧固点，其中副车架11除了纵向构件30之外也可以连接到车辆的其他不同的。

当在Z方向上的足够大的力作用在紧固点上时，紧固点20在每种情况下都是可释放的。这种可释放性可以通过本身已知的且本领域技术人员已知的措施来实施。在这种情况下，也可以提供可释放的和不可释放的紧固点。

传动系的部件位于底盘装置的区域中，其中所述部件是齿轮箱壳体50。齿轮箱壳体50位于相对靠近副车架11的前边缘的位置，但在车辆正常运行期间不与其接触。图1的副车架11没有根据本发明的斜坡。在车辆的正面碰撞的情况下，如果导致传动系在X方向上朝向副车架移动，则在X方向上的合力分量60可能不足以在紧固点20释放副车架11。

因此，根据本发明的底盘装置包括斜坡，该斜坡用于转换这样的副车架上的力，该副车架是保持不变的。这种底盘装置的一个实施例的侧视图在图2中示意性地示出。图3以三维视图示出了根据本发明的解决方案。底盘装置的结构基本上对应于参照图1所述的结构。然而，根据本发明的副车架的实施例由附图标记10表示，并且所述副车架的实施例在其前部区域中具有斜坡40。该斜坡40在X方向上向下倾斜到前方并且由可以以不同方式成形的结构形成。例如，所述斜坡可以是以倾斜的方式附接到副车架10的前面的金属板。斜坡40相对于水平面以10°和45°之间的角度α延伸。

如果传动系的部件(诸如齿轮箱壳体50)在X方向上朝向副车架10移动，则在正面碰撞的情况下其撞击斜坡40，由此将移动的力转换为在X方向上的力分量60和在Z方向上的力分量70。在这种情况下，齿轮箱壳体例如通过突起51撞击斜坡40。通过在这样产生的Z方向上的力分量70，副车架10的前表面被向下推动，由此，副车架10在其紧固点被从纵向构件30释放。

参考附图标记列表：

10带斜坡的副车架

11没有斜坡的副车架

20紧固点

30部件、纵向构件

40斜坡

50齿轮箱壳体

51突起

60 X方向力分量

70 Z方向力分量

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的底盘装置，包括具有副车架（10）的底盘，所述副车架通过至少一个紧固点（20）连接至所述底盘或车身的部件（30），其中所述紧固点（20）被构造成使得在所述底盘或所述车身的所述部件（30）与所述副车架（10）之间的预定力的情况下，所述紧固点沿着Z轴释放，

其特征在于，

在所述副车架（10）的前部区域中形成有至少一个倾斜斜坡（40），所述斜坡能够在所述机动车辆碰撞的情况下与朝向所述副车架（10）移动的部件（50）接触，从而最终沿着所述Z轴将所述力施加到所述副车架（10）和所述底盘或所述车身的所述部件（30）之间的所述紧固点（20）上，其中所述副车架（10）被设置在其紧固点（20）下方并且从其向下剪断，并且与所述斜坡（40）接触的所述机动车辆的所述部件是传动系的一部分。

2.根据权利要求1所述的底盘装置，

其特征在于，

所述斜坡（40）向下倾斜到前方，并且所述沿着所述Z轴的所述力向下取向。

3.根据权利要求1或2所述的底盘装置，

其特征在于，

所述斜坡（40）相对于水平面以10°和45°之间的角度倾斜。

4.根据权利要求1所述的底盘装置，

其特征在于，

所述斜坡（40）集成在所述副车架（10）的结构中。

5.根据权利要求1所述的底盘装置，

其特征在于，

所述斜坡（40）由固定在所述副车架（10）上的独立元件形成。

6.根据权利要求5所述的底盘装置，

其特征在于，

所述斜坡（40）被结合到所述副车架（10）。

7.根据权利要求6所述的底盘装置，

其特征在于，

所述斜坡（40）被焊接或旋拧到所述副车架（10）。

8.根据权利要求1所述的底盘装置，

其特征在于，

所述机动车辆的所述部件是齿轮箱壳体（50）。

9.根据权利要求1所述的底盘装置，

其特征在于，

所述底盘装置设置在所述机动车辆的前部区域中。

10.一种机动车辆，包括如前述权利要求1-9中任一项所述的底盘装置。

Images