CN110234561A - 由铆接的和接合的铝制成的机动车辆前支架结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种机动车辆支架结构(22)，该支架结构包括：‑至少两个纵向侧轨(30)，该至少两个纵向侧轨由铝或铝合金制成、被横向地间隔开；‑横向定向的至少一个横向构件(32)，该至少一个横向构件由铝或铝合金制成、将这两个纵向侧轨(30)连接在一起；其中，该横向构件(32)通过与使用铆钉(90)的紧固相结合的接合、以不可分离的方式紧固至这些纵向侧轨(30)，其特征在于，这些接合在一起的表面被间隔开确定的尺寸间隙(j)，该尺寸间隙能够接受胶或粘合剂。

Description

由铆接的和接合的铝制成的机动车辆前支架结构
技术领域
本发明涉及一种由铝或铝合金制成的机动车辆支架结构。
背景技术
本发明更具体地涉及一种非常轻的支架结构、特别是机动车辆前支架结构。
在这个方面，已经提出了用铝制造前支架结构、并且尤其是侧部纵向侧轨以及其一个或多个前和/或后横向构件的全部或部分。
特别是就撞击的情况下的刚性和吸收能量的能力而言，这种结构必须具有不同特征，并且这种结构还必须确保将该结构锚定至车辆的车身结构。
该结构还必须容易地结合用于悬架部件、例如叉形臂的不同的紧固用接口。
同样地，还必须可以容易且刚性地紧固其他设备或附件、例如在前支架结构的情况下的车辆的转向齿条系统。
支架结构的主要部件的组装和连接必须确保这些部件的准确的相对定位，而同时确保组件足够的机械强度。
在铝支架结构的情况下，已经提出通过焊接实现不同的组装。
这种技术需要组装和预定位装置，由于这种投资可能是不兼容的，所以特别是对于小规模或中等规模车辆生产来说这些装置实施复杂。
为了减少这种投资，提出了在无需与生产单元相关的结构组装装置的情况下实现简单的组装。
因此提出了组装和紧固技术，组装和紧固技术是通过与由铆钉进行的紧固相结合的接合进行的。
这种组装类型(借助于使用铆钉)确保了零件相对于彼此对准。
使用系列铆钉使得可以将接合的表面按压在一起，而无需使用额外的夹紧装置，这些表面通常构成组装工具(例如用来执行焊接技术)。
本发明旨在提出一种对这种机动车辆支架结构的改进，以便提高其刚性(尤其是通过接合组装的可靠性来提高其刚性)。
发明内容
为此目的，本发明提出一种机动车辆支架结构，包括：
-至少两个纵向侧轨，该至少两个纵向侧轨由铝或铝合金制成、被横向地间隔开；
-横向定向的至少一个横向构件，该至少一个横向构件由铝或铝合金制成并且将这两个纵向侧轨连接在一起；
在此结构中，该横向构件通过与使用铆钉的紧固相结合的接合、以不可分离的方式紧固至这些纵向侧轨，
其特征在于，接合在一起的表面被间隔开确定的尺寸间隙，该确定的尺寸间隙能够接受胶或粘合剂。
根据本发明的其他特征：
-至少一个接合区具有表面，该表面设置有与面对的表面相协作的凸起元件；
-这些凸起元件确定了在该表面与面对的表面之间大致恒定的尺寸间隙；
-设置有这些凸起元件的表面是平坦表面；
-该表面设置有至少一个凸起接触件；
-该平坦表面设置有分布在所述表面上的一系列凸起接触件；
-该表面设置有至少一个凸起肋；
-该表面设置有分布在该表面上的一系列凸起肋；
-每个纵向侧轨具有至少一个壁部分或至少一个凸缘部分，该至少一个壁部分或至少一个凸缘的一个表面使用铆钉接合并且紧固至该横向构件；
-该接合的表面安排在该纵向侧轨的纵向端部处；
-该接合的表面是平坦表面；
-每个纵向侧轨具有平行且相反的两个凸缘或壁部分，这两个凸缘或壁部分中的每一者具有平坦表面，并且这两个凸缘或壁部分中的每一者使用铆钉接合并且紧固至该横向构件；
-该横向构件具有至少一个壁部分或一个凸缘部分，其中一个表面使用铆钉接合并且紧固至纵向侧轨；
-该表面安排在该横向构件的横向端部处；
-该表面是平坦表面；
-该横向构件具有平行且相反的两个凸缘或壁部分，这两个凸缘或壁部分中的每一者具有平坦表面，并且这两个凸缘或壁部分中的每一者使用铆钉接合并且紧固至该纵向侧轨；
-这些接合在一起的表面是经处理的表面、特别是经阳极氧化处理；
-该结构形成机动车辆前支架，并且该横向构件是前支架的前横向构件；
-该结构具有至少一个附加元件，该至少一个附加元件用于安装属于该车辆的悬架的部件，并且该元件由铝制成并且通过与使用铆钉的紧固相结合的接合、以不可分离的方式紧固至纵向侧轨和/或该横向构件；
-该结构包括至少一个加强板，该至少一个加强板由铝或铝合金制成并且该至少一个加强板通过与使用铆钉的紧固相结合的接合、以不可分离的方式紧固至纵向侧轨和/或该横向构件；
-每个纵向侧轨和/或横向构件是由铝或铝合金制成的空心箱形元件。
附图说明
本发明的其他特征和优点将通过阅读以下详细说明变得清楚，为了对其加以理解将参照附图，在附图中：
-图1是根据本发明的机动车辆前支架结构的前四分之三透视下部视图，示出为装配有左前下部叉形臂和转向齿条系统；
-图2是图1的支架结构的后四分之三透视俯视图；
-图3A是与图2中的视图类似的视图，示出了该支架结构，该支架结构没有其用于紧固该支架结构的左后方壳体和右后方壳体、没有其两个左前方轭和右前方轭、并且没有其加强板；
-图3B是从另一个角度观察的与图3A中的视图类似的视图；
-图4是图3A和图3B中示出的组件的俯视图；
-图5是图2中示出的组件的俯视图；
-图6是左后方壳体的透视图；
-图7是左前方轭的透视图；
-图8是图3A和图3B中的支架结构的前横向构件的局部透视图；
-图9是沿图5中的线9-9截取的竖直及横向平面的细节截面透视图；
-图10是左后方横向构件的透视图；
-图11是图3A和图3B中的支架结构的左侧部纵向侧轨的透视图；
-图12是沿图2中的箭头F12截取的细节视图；
-图13是图12中示出的前横向构件的右后方加强板的透视图；
-图14是图1中紧固至支架结构的前横向构件的转向齿条的外壳的前视图；
-图15是沿图14中的箭头F15截取的侧端视图；
-图16是沿图14中的线16-16截取的竖直及纵向平面的截面视图；
-图17是沿图5中的线17-17截取的组装和紧固铆钉的更大比例的细节截面。
具体实施方式
在说明书的其余部分中，具有相同的结构或相似的功能的元件将用相同附图标记来指代。
在说明书的其余部分中，应非限制性地使用附图中使用坐标系L、V、T所指示的纵向、竖直、以及横向取向。还限定了纵向和横向延伸的水平平面。
图1示出了包括机动车辆的前支架结构22的组件20，在这种情况下该前支架结构在前部装配有两个前下部叉形臂，其中仅示出了左前下部叉形臂24。
前支架结构22在前部还装配有总体上已知设计的转向齿条系统26，该转向齿条系统特别地包括紧固至前支架结构22上的横向外壳28。
前支架结构22具有相对于图5所示的纵向中央竖直平面PVM总体对称的设计。
前支架结构22基本上包括左和右两个侧部纵向侧轨30、链接并且紧固至纵向侧轨30的前端的前横向构件32、以及两个后横向构件34(或者两个后半横向构件)，这些侧部纵向侧轨彼此、并且相对于平面PVM横向间隔开，这两个后横向构件中的每一个链接至相关纵向侧轨30的后端。
纵向侧轨30及横向构件32和34在这种情况下由铝或铝合金型材制成，并且其表面经阳极氧化处理。
这些零件或部件例如是由挤压成型获得的零件，特别是由于这种生产技术使得刚性/轻质能够折衷。
将铝或铝合金零件进行阳极氧化尤其确保了在这些通过接合而紧固的不同结构元件的不同表面之间最佳可能地保持适当的粘合剂或胶。
通过举例的方式，前横向构件32是用Al 6082-HS进行阳极氧化处理的挤压零件，并且后横向构件34与纵向侧轨30一样是用Al 6063-T66进行阳极氧化处理的挤压零件。
如图11具体示出的，每个纵向侧轨30是在水平平面上是平坦的的箱形件，该箱形件由两个纵向内部竖直隔板40和两个纵向竖直侧壁42链接在一起的水平上部壁36和水平下部壁38界定。
水平下部壁38比水平上部壁36长，并且因此相应地具有两个相反的延长部、具体为前端延长部44和后端延长部46，每个延长部是水平板，其上部面45、47分别设置有四个凸起肋48和50。
因此，平坦的带肋表面45和47形成根据本发明的接合表面，这些接合表面设置有凸起元件48、50。
如在图11中可见，延长部44和46可以设置有被设计成用于接纳例如转位柱或类似物的孔口52和用于接纳组装铆钉的孔54。
在上部壁36、侧壁42和水平下部壁38中也提供了相似的孔52和54。
在附图中，无论哪个部分，都使用附图标记54指示被设计成用于接纳紧固铆钉的所有的孔，并且使用附图标记90指示相关的铆钉。
纵向侧轨30的上部壁36的前端部分和后端部分的上部面形成光滑的接合表面，如以下解释的，这些光滑的接合表面与具有凸起元件的相配的接合表面相协作。
前横向构件32是总体上横向定向、具有总体矩形截面(见图15和图16)的区段，该区段具有水平上部壁56、水平下部壁58、较厚的竖直前壁60、后竖直横向壁62以及内部横向加强凸缘64，该水平上部壁在其中心部分部分地切掉，该水平下部壁在其两个相反的横向端部部分地切掉，该内部横向加强凸缘相对于水平面倾斜并且大致沿前横向构件32的整个长度延伸。
上部壁56在两个相反的纵向端部中的每一个纵向端部处具有向前打开的水平槽65。
在其两个相反的横向端部中的每个横向端部附近，前横向构件32的竖直后壁62具有大致中途向上、向后水平延伸的纵向水平凸缘66。
每个水平凸缘66是用于前横向构件32、在相关的纵向侧轨30的上部壁36的上部面37的面对的部分上的组装和紧固凸缘。
为此目的，每个凸缘66的下部面67是接合面，该接合面在这种情况下具有三个凸起的纵向肋68。
每个水平凸缘66具有用于接纳组装和紧固铆钉的两个孔54，这两个孔被设计成与纵向侧轨30的上部壁36的上部面37的前端部分的对应的孔54相协作。
如图10中特别示出的，每个后横向构件34是具有矩形截面的区段，该区段由通过两个内部横向竖直隔板74和通过前横向竖直壁76和后横向竖直壁78链接在一起的水平上部壁70和水平下部壁72界定。
在这种情况下，壁70、72、76和78所有的外表面具有光滑的表面。
在后横向构件34的水平上部壁70的延长部中，该后横向构件包括水平紧固和组装凸缘80，该凸缘纵向地向前延伸。
凸缘80具有下部接合表面82，该下部接合表面具有两个横向肋84。
每个带肋的下部水平面82被设计成用于与相关纵向侧轨30的水平上部壁36的后端部分的上部表面37的面对的部分相协作。
如图10中特别示出的，后横向构件34的水平下部壁72具有用于紧固铆钉的两个孔54、以及被设计成用于接纳柱的一系列孔或孔口52。
总之并且通过非限制性实例，在这种情况下，用于通过将纵向侧轨30与前横向构件32以及与后横向构件34接合来进行组装和紧固的表面特别是由凸缘66和80的带肋表面67和82、以及由延长部44和46的带肋表面45和47形成的。
根据本发明的教导，肋68、84或48和50的存在使得在与光滑的相对表面协作的这种情况下，可以在有待接合的表面之间提供空间，该空间是例如具有大致恒定值的给定的尺寸间隙，该尺寸间隙能够接纳胶或粘合剂。
这在图17中更详细地示出，其中，在纵向侧轨30的上部壁36的上部表面37与横向构件30的凸缘66的带肋的下部表面67之间的这种情况下，存在竖直间隙“j”，这是由于肋68抵靠纵向侧轨30的水平上部壁36的上部表面37的支承协作引起的。
在竖直方向的这种情况下，借助于一系列断杆铆钉来提供通过接合组装的零件30和32的组装和夹紧，图17中详细示出了断杆铆钉的实例90。
断杆铆钉90的本体沿其轴线A、经过为此目的在一侧提供在水平凸缘66中并且在另一侧提供在水平上部壁36中的对准孔54而轴向地延伸，在这种情况下示出了在实际铆接操作之前的该本体。
除了其组装和夹紧功能之外，当每个断杆铆钉90经过两个对准孔54插入时，该每个断杆铆钉确保了其组成部分之间“孔对孔”或“产品对产品”的相对定位，断杆铆钉通过铆接确保了紧固。
在变体中，孔54可以是圆形形状的或椭圆形形状的。
凸起元件(例如肋)的存在可以使得在有待接合的表面之间形成膜的胶或粘合剂的厚度的控制精确度最大化，以保证接合组件的机械强度特征，此间距值或间隙“j”通过铆接获得，从而确保有待组装的零件按压在一起。
这确保了胶或粘合剂受控的、几乎恒定的厚度，该厚度不影响支架结构22的形状或鲁棒性。
在这种情况下，在支架结构22后端附近、并且在每个纵向侧轨30上，该支架结构还装配有右后方或相应的左后方壳体92。
图6中详细示出了这些壳体中的每一个，在这种情况下每个壳体92是用铝Al6063T66进行阳极氧化处理的挤压件。
壳体92是具有总体复杂形状、特别是具有水平下部壁94的部分，该水平下部壁具有后纵向延长部96，其中上部面97是光滑的并且被设计成与相关的后横向构件34的水平下部壁72的外表面73的面对的部分通过接合相协作。
壳体92还具有水平上部壁98，该水平上部壁带有纵向定向的两个相对的槽100，这两个槽被设计成用于接纳下文参考前横向构件32上的齿条壳体28的紧固件描述类型的加强紧固板。
壳体92具有界定接合表面103的纵向竖直壁102，该接合表面设置有两个水平肋104并且被设计成用于与相关的纵向侧轨30的侧壁42的外表面的面对的部分相协作。
壳体92还具有纵向水平组装和紧固凸缘106，该凸缘在水平壁96与98之间大致中途向上延伸，并且其中带肋的水平下部面107具有三个纵向肋108。
带肋的表面107旨在与相关的纵向侧轨30的水平上部壁36的外表面37的面对的部分通过接合相协作。
在该带肋的表面的前端处以及在前横向构件32的水平上部壁56的上部面上，支架结构22还装配有左前轭、右前轭110。
如图7所示，在这种情况下，轭110也是用铝Al 6063T66进行阳极氧化处理的挤压件，该轭基本上经由其横向延伸的水平下部壁112而紧固至前横向构件32。
水平壁112具有下部接合表面或面113，该下部接合表面或面具有四个横向肋114以形成带肋的接合表面，该带肋的接合表面与前横向构件32的水平上部壁56的上部面57的面对的部分相协作。
为确保良好的机械强度，轭110的水平下部壁112具有侧部肋118，该侧部肋坐于前横向构件32的上部壁56的相关的槽65中。
每个轭110还具有两个竖直横向侧壁120，这两个竖直横向侧壁中的每一者通过倾斜的横向凸缘122延伸。
轭110到前部和到后部的紧固和刚性是通过加强板130增大，该加强板带有特别包括横向竖直壁132和上部倾斜凸缘134的匹配轮廓。
每个加强板130在其表面133和135上具有凸起接触件136，这些凸起接触件起到的作用与上述肋相同，这些表面被设计成用于在一侧接合和铆接到与相关轭110相面对的部分上，并且在另一侧接合和铆接到前横向构件32的前竖直壁60的外表面上。
在这种情况下，转向齿条26的壳体28使用安排在齿条壳体28的两个相反横向端部的两个螺母/螺栓组件140、通过旋拧而紧固。
每个螺母/螺栓组件140具有穿过属于壳体28的凸耳144的螺栓142，该凸耳压靠前横向构件32的前横向壁60的外表面。
螺栓142被旋入到匹配的螺母146中，该螺母安排在前横向构件32的内部。
针对组装的质量和刚性，在前横向构件32的内部、在螺母146与前横向构件32的前横向壁60的面向的内表面部分之间安排了中间钢板148。
在这种情况下，并且非限制性的，螺母被焊接至加强板148。
在这种情况下，加强板148是具有矩形轮廓的板，该板坐于邻近前横向构件32的前横向壁60的内表面的两个内部横向水平槽61中。
钢加强板148具有用于接纳螺栓142的本体的中心孔并且最初被预定位在前横向构件32的内部，其中，该钢加强板通过两个铆钉90可以被固持在正确的位置中，这两个铆钉在这种情况下执行用于该加强板148的位置固持销的单一功能。

Claims (19)

1.一种机动车辆支架结构(22)，包括：
-至少两个纵向侧轨(30)，该至少两个纵向侧轨由铝或铝合金制成、被横向地间隔开；
-横向定向的至少一个横向构件(32，34)，该至少一个横向构件由铝或铝合金制成，并且该至少一个横向构件将这两个纵向侧轨(30)连接在一起；
其中，该至少一个横向构件(32，34)通过与使用铆钉(90)的紧固相结合的接合、以不可分离的方式被紧固至这些纵向侧轨(30)，
其特征在于，接合在一起的表面被间隔开确定的尺寸间隙(j)，该尺寸间隙能够接受胶或粘合剂。
2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，至少一个接合区具有表面(103，107，113，67，82，45，47，133，135)，该表面设置有与面对的表面相协作的凸起元件(104，108，114，68，84，48，50，136)。
3.如权利要求2所述的结构，其特征在于，所述凸起元件确定了在所述表面与所述面对的表面之间的大致恒定的尺寸间隙(j)。
4.如权利要求2所述的结构，其特征在于，设置有凸起元件(104，108，114，68，84，48，50，136)的所述表面(103，107，113，67，82，45，47，133，135)是平坦表面。
5.如权利要求2所述的结构，其特征在于，所述表面(133，135)设置有至少一个凸起接触件(136)。
6.如权利要求5所述的结构，其特征在于，所述平坦表面设置有分布在所述表面上的一系列凸起接触件(136)。
7.如权利要求2所述的结构，其特征在于，所述表面(103，107，113，67，82，45，47)设置有至少一个凸起肋(104，108，114，68，84，48，50)。
8.如权利要求7所述的结构，其特征在于，所述表面设置有分布在所述表面上的一系列凸起肋。
9.如权利要求1所述的结构，其特征在于，每个纵向侧轨(30)具有至少一个壁部分或一个凸缘部分，该至少一个壁部分或一个凸缘部分的一个表面使用铆钉接合并且紧固至该横向构件。
10.如权利要求9所述的结构，其特征在于，所述接合的表面安排在该纵向侧轨(30)的纵向端部处。
11.如权利要求9所述的结构，其特征在于，所述接合的表面是平坦表面。
12.如权利要求11所述的结构，其特征在于，每个纵向侧轨(30)具有平行且相反的两个凸缘或壁部分，这两个凸缘或壁部分中的每一者具有平坦表面，并且这两个凸缘或壁部分中的每一者使用铆钉(90)接合并且紧固至该横向构件。
13.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该横向构件(32，34)具有至少一个壁部分或一个凸缘部分，其中一个表面使用铆钉(90)接合并且紧固至纵向侧轨(30)。
14.如权利要求13所述的结构，其特征在于，所述表面安排在该横向构件(32，34)的横向端部处。
15.如权利要求13所述的结构，其特征在于，所述表面是平坦表面。
16.如权利要求15所述的结构，其特征在于，该横向构件(32，34)具有平行且相反的两个凸缘或壁部分，这两个凸缘或壁部分中的每一者具有平坦表面，并且这两个凸缘或壁部分中的每一者使用铆钉(90)接合并且紧固至该纵向侧轨(30)。
17.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该结构形成机动车辆前支架，并且其特征在于，所述至少一个横向构件是该前支架(22)的前横向构件(32)。
18.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该结构具有至少一个附加元件(92，110)，该至少一个附加元件用于安装属于该车辆的悬架的部件，并且其特征在于，所述元件由铝制成并且通过与使用铆钉(90)的紧固相结合的接合、以不可分离的方式紧固至纵向侧轨(30)和/或该横向构件(32，34)。
19.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该结构包括至少一个加强板(130)，该至少一个加强板由铝或铝合金制成，并且该至少一个加强板通过与使用铆钉(90)的紧固相结合的接合、以不可分离的方式紧固至纵向侧轨(30)和/或该横向构件(32)。
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