CN112172441A - 带有多部分纵臂的扭转梁车轴 - Google Patents

Abstract

本发明是用于机动车辆(200)的后轮对(201)的扭转梁车轴(100)，该扭转梁车轴(100)具有两个纵臂(120)以及设置在纵臂(120)之间的横梁(110)，其中纵臂(120)具有优选地用于连接至轮架(202)的第一纵臂部分(121)、以及优选用于连接至车辆(200)的第二纵臂部分(122)，其特征在于，第一纵臂部分(121)和第二纵臂部分(122)设计为至少两个部分。

Description

带有多部分纵臂的扭转梁车轴

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于机动车辆的后轮对的扭转梁车轴，其具有两个纵臂和设置在纵臂之间的横梁。

背景技术

在车辆工程中，后轮轴的各种概念是已知的，例如扭转梁车轴或扭力梁车轴。扭转梁车轴具有纵臂轴和常规刚性轴的特征。它简单且基本由两个抗扭和抗弯的纵梁或纵臂组成，它们通过具有U、T或V轮廓的同样抗弯但不抗扭的横梁相互连接。横梁的不抗扭构造允许臂相对于彼此扭转。同时，横梁承担起稳定器的作用。在类似结构的扭转梁车轴中，纵臂通过向下敞开的U型材在其中心附近相互焊接。

当前的后轮悬架由开放的、加强的横梁组成，该横梁被焊接到纵臂上。这种由钢制成的后轮轴概念所需的刚性是通过大量的厚壁增强件来实现的，这些厚壁增强件通过惰性气体(MIG)的金属焊接与主要部件相连。

US 8,905,118 B1涉及一种由不同金属组成的连接件，该连接件尤其用于车身。该连接件由第一金属(例如铝)和第二金属(例如钢)组成，其中第一金属围绕第二金属的至少一部分铸造。为此目的，第一金属的熔点低于第二金属的熔点。第二金属形成容纳开口，在该容纳开口中可以引入另一个支柱(例如十字支柱)，并且将其焊接到第二金属上。

US 8,899,624 B2同样涉及一种使复合金属铸件成形的方法。由钢制成的结构元件的第一端位于第一铸模中，并且结构元件的第二端位于第二铸模中。第一铸模和第二铸模以流体传导的方式联接至由熔融金属(例如铝)制成的容器。通过使用容器中的压力，将熔融金属从容器中压出到铸模中。

US 8,474,511 B2公开了一种制造扭力梁轴的方法，其中，将横梁的一端放置在用于纵臂的铸模中。当液态轻金属浇铸到纵臂的铸模中时，位于其中的横梁的端部被封闭。在轻金属熔体冷却后，可以从铸模上卸下连接。

CN 102 556 177 A公开了一种由铝合金制成的汽车车身连接装置，该连接装置用于在能量吸收区域中连接前垂直梁、上支撑梁和下支撑梁。该连接装置包括两个对称设置的半壳，该半壳以形状配合的方式接收三个梁。半壳通过多个螺栓彼此连接，并且因此可以避免梁彼此焊接。

此外，机动车辆是众所周知的(http://hondanews.com/channels/nsxpresskit/releases/2017acuransxpresskitspaceframeandbodypanels，2018年9月18日检索)，其主体完全或基本上由铝组成。由铝制成的铸造连接件在此容纳挤压的框架部件。此处提供了用于安装前后轮轴的特别稳定的连接件。

DE 10 2007 006 722 A1公开了车身中的纵梁部件和横梁部件，其中，纵梁部件可以设计为由铝或另一种轻金属制成的铸件并且具有插入开口，相应的横梁部件可以插入该插入开口。

US 10,000,238 B2公开了一种具有用于机动车辆的后部区域中的承重框架的铸件连接元件的模块化系统。连接器之间的横梁是挤压型材，其优选地由轻质材料形成。US2011/0081197 A1同样涉及一种由铝制成的连接元件，以便在机动车辆的框架结构中连接多个挤压的空心型材。

现有技术中已知的纵臂被设计为单个部件，并且因此具有许多缺点。特别地，使用新材料或替代材料的可能性有限，这也归因于钢制成的设计和所使用的连接方法。每个扭转梁车轴的设计都针对特定用途进行了特别的协调，但因此模块化结构和可扩展性受到了阻碍。因此，也不可能使用由不同材料制成的部件(例如由铝或复合纤维塑料制成的支柱)，或者使用替代的制造方法制成的部件。当总成或生产方法中出现公差时，进行调整的可能性也受到限制。

鉴于提出的现有技术，仍然存在改进的空间。本发明的目的是提出一种用于后轮对的扭转梁车轴，其重量进一步减轻，但是各个部件的功能得到进一步改善。

发明内容

根据本发明，该目的通过一种具有权利要求1特征的用于机动车辆的后轮对的扭转梁车轴来实现，该扭转梁车轴具有两个纵臂和在该纵臂之间设置的横梁。此外，从属权利要求公开了本发明的特别有利的改进方案。

应当指出的是，在下面的描述中单独列出的特征和措施可以以任何技术上便利的方式彼此组合，并且提出了本发明的进一步的改进。本说明书特别是另外结合附图来表示并提供本发明的进一步细节。“纵向”表示基本上沿车辆的纵向方向延伸的部件。“横向”表示基本上沿车辆的横向方向延伸的部件。“横梁”应理解为是指后轮轴区域内的任何横向构件。术语“纵臂”在后轮轴的区域中包括任何功能上相同的纵向支柱。如果在下面提到“两部分”设计，则可以用清楚的符号表示并且也包括多部分设计。如果纵臂部分以单数形式使用，除非另有说明，否则这始终是指两个纵臂的纵臂部分。

本发明涉及一种用于机动车辆的后轮对的扭转梁车轴，该扭转梁车轴具有两个纵臂以及横梁，其中两个纵臂又具有第一纵臂部分和第二纵臂部分，该第一纵臂部分优选地用于连接至轮架，第二纵臂部分优选地用于连接至车辆，横梁设置在纵臂之间。此外，提供了设计为至少两个部分的第一纵臂部分和第二纵臂部分。

这种纵臂可以通过一个纵臂部分可枢转地连接到车架、副车架或车身，并且这种纵臂可以通过第二纵臂部分固定地连接到轮架，轮架上又设置有车轮的旋转轴。纵臂的两部分或多部分设计允许集成新材料。结果，可以将由铝或复合塑料制成的轻质材料在纵臂中与钢制稳定部件组合在一起，从而总体上减轻了扭转车轴的重量。两部分的设计使可以按比例缩放的模块化结构得以实现，并且可以实现针对不同车辆系列的特定用户要求。因此，新材料的未来发展也可以更容易地整合到现有的扭转车轴中。即使在扭转车轴的组装期间，也可以包括新的制造方法，因为根据本发明的扭转梁车轴允许更好地补偿公差偏差。

在本发明的优选实施例中，第二纵臂部分具有优选地由铝制成的铸造连接件，或者第二纵臂部分形成或设计为铸造连接件。

铝制部件有助于减轻车身重量或悬挂的质量。设计为铸件可实现具有成本效益的生产，尽管如此，也可以通过有针对性的加强件或支撑件将其精确优化到局部应力或机械应变。根据本发明，铸造连接件也可以被机械地再加工。因此，可以在第二纵臂部分中或在连接件中实现例如用于连接到车身的各种功能。特别地，可以在第二纵臂部分中设置用于连接到其他部件的衬套或套筒。连接件可以形成为单独的铸件或由多个铸件形成。

在本发明的一种可选的扩展方案中，第一纵臂部分和/或横梁设计成具有挤压的结构，特别是具有挤压的空心型材。在挤出过程中，在成型喷嘴或模具的压力下，将所需长度的坚固或粘稠的可固化物料连续挤出。也可以通过

技术进行生产。因此，第一纵臂部分和/或横梁被设计为直线或弯曲的型材杆。结果，可以特别容易地实现纵臂部分和/或横梁的模块化构造和可伸缩性。由不同的材料(特别是金属、铝、玻璃纤维或其他复合材料)构成的至少一个部件可以在区域内被并入纵臂或横梁中。以这种方式集成的部件可以用于稳定和/或减轻重量。

为了快速且经济地安装，第二纵臂部分优选具有用于与第一纵臂部分形成第一插入连接的第一插入开口和用于与横梁形成至少一个第二插入连接的至少一个第二插入开口。

也就是说，第一纵臂部分和横梁可以插入第二纵臂部分中，并且在具有上述重叠区域的情况下可以形成力配合和/或形状配合的插入连接。因此，在插入连接中避免了第一纵臂部分或横梁的旋转，外部轮廓不是旋转对称的，而是例如成角度的。外部轮廓或横截面轮廓的几何形状可以是梯形的。插入连接可以另外通过其他紧固或连接方法来固定，例如通过夹紧或焊接。

为了非常精确地安装，第二纵臂部分可以具有用于对第一插入连接和/或第二插入连接的插入深度进行深度控制的装置。这种装置可以设计成止挡壁，该止挡壁与第一纵臂部分或横梁的端侧或端部区域产生接触或止动，并且因此避免了更深地推入第一纵臂部分。

在本发明的可选的但有利的实施例中，第二纵臂部分设计成两部分或多部分，特别是具有两个相同的部分。因此，在该实施例中，第一纵臂部分和第二纵臂部分形成有至少三个部分。这样可以使各个部件与各种材料更加精确地配合。

作为插入连接的替代或补充，可以提供的是第二纵臂部分设计成两部分或多部分，并且第一壳体元件具有第一半壳体以及至少一个第二壳体元件具有第二半壳体，其中半壳体以平放的方式围绕第一纵臂部分和/或横梁。半壳体优选相对于车辆竖直方向从上方和从下方包围。此外，该连接也可以通过进一步的紧固或连接方法(例如通过夹紧或焊接)来固定。

优选地，横梁与两个纵臂的第一纵臂部分形成或一起形成为整体式扭转轴结构。

换句话说，单个的、整体的、优选地被挤压的扭转轴结构形成了横梁和两个纵臂的第一纵臂部分。第一纵臂部分同时是横梁的一部分。因此，可以以很少的部件来实现实施例。两个纵向定向的第一纵臂部分形成U形的腿，而位于两者之间的横梁形成了U形的中心部分。特别是在横梁和第一纵臂部分之间的弯曲的连接区域或过渡区域此处通过半壳体形状配合和/或力配合地保持。通过将结构围绕在曲率区域中，即使结构的轮廓横截面具有旋转对称的外轮廓(特别是圆形的外轮廓)，也可靠地防止了第二纵臂部分的旋转。

附图说明

在可选的、特别具有成本效益的实施例中，整体式扭转轴结构形成为具有圆形和/或椭圆形的横截面。扭转轴结构例如可以设计为具有铝制芯的玻璃纤维管；

图1示出了来自现有技术的机动车辆中的后轮对的轴装置的布置；

图2示出了来自现有技术的用于后轮对的轴装置；

在从属权利要求和附图的以下描述中公开了本发明的进一步有利的改进。在示例性实施例中，在每种情况下示意性地，

图3示出了本发明的第一示例性实施例中的用于后轮对的轴装置，

图4示出了横梁的第一示例性横截面，

图5示出了具有本发明的第一示例性实施例的连接件的分解图，

图6示出了本发明的第二示例性实施例中的用于后轮对的轴装置，

图7示出了横梁的第二示例性横截面，并且

图8示出了具有本发明第二示例性实施例的连接件的分解图。

具体实施方式

在各个附图中，相同的部分总是配备有相同的附图标记，因此所述部分通常也仅描述一次。

图1示出了用于机动车辆200的后轮对201的由钢制成的扭转梁车轴100。扭转梁车轴100具有加强的横梁110，该横梁110的两端分别焊接到纵臂120上。纵臂120具有用于连接至后轮对201的轮架202的第一部分和用于连接至机动车辆200(例如，连接至车架、副车架或车身)的第二部分。

现有技术的图2以放大的形式示出了具有两个纵臂120和用于连接纵臂120的横梁110的扭转梁车轴100。两个纵臂120分别具有用于连接至轮架202的第一纵臂部分121以及用于连接至车辆200的第二纵臂部分122。这种后轮轴构思所需的刚性通过厚壁的加固件111和加强件来实现。横梁110焊接到两个纵臂120上，在每个情况下都通过一个附加的连接件114加固。纵臂120在第二纵臂部分122中均具有接收装置142，该接收装置142用于接收用于连接至车辆200的套筒或衬套(见图1)。

在图3中，两个纵臂120的第一纵臂部分121和第二纵臂部分122由至少两个部分形成。第一纵臂部分121分别和横杆110形成为挤压的结构，特别是具有由铝制成的具有梯形横截面的挤压的空心型材112(见图4)。第二纵臂部分122形成到第一纵臂部分121的第一插入连接150，以及第二纵臂部分122形成到横梁110的至少一个第二插入连接151。第二纵臂部分122是被制造为由铝或其他轻金属形成的铸件的连接件。第二纵臂部分122形成到第一纵臂部分121的第一插入连接150和到横梁110的第二插入连接151。因此，提供了作为第二纵臂部分122的连接件的功能，提供了用于套筒143或衬套的接收装置142以用于连接至车辆200(参见图1)。因此，第二纵臂部分122被设计为连接件或用于第一纵臂部分121、用于横梁110和用于车辆200(特别是用于车身)的连接件。

根据图5，第二纵臂部分122具有用于与第一纵臂部分121形成第一插入连接150的第一插入开口132和用于与横梁110形成的第二插入连接151的第二插入开口133。插入连接150、151以形状配合的方式设计，即，插入开口132、133的几何形状形成为完全平坦地抵靠在第一纵臂部分121和横梁110的横截面轮廓112(见图4)上。为了快速而精确地安装插入连接150、151，第二纵臂部分122具有用于深度控制的装置(特别是止挡壁136)，优选地，第一纵臂部分121和横梁110的挤压结构的端壁123优选完全平坦地邻接接触。在该实施例中，第二纵臂部分122整体成型或形成为单个部件。

在图6中，第二纵臂部分122也再次分两部分形成为两个壳体元件134、135，其中具有第一半壳体139的第一壳体元件134和具有第二半壳体140的至少一个第二壳体元件135以平放的方式围绕第一纵臂部分120和/或横梁110。优选地，两个壳体元件134、135相对于车辆竖直方向一个接一个地设置。除了壳体部分之外，两个壳体元件134、135还具有用于将两个壳体元件134、135彼此连接的至少一个紧固部分138。上述紧固部分138可以具有钻孔或其他通孔，可以引导固定装置通过钻孔或其他通孔，该固定装置特别是用于螺钉连接的螺钉141。用于套筒143的接收装置142(参见图3)还可以附加地设置在紧固部分138中。

根据图8，通过具有壳体元件134、135的第二纵臂部分122的设计，具有两个第一纵臂部分121的横梁110可以形成弯曲成U形的单个整体式扭转轴结构125。因此，扭转轴结构125在沿着车辆的纵向方向定向的第一纵臂部分121和沿着车辆的横向方向定向的横梁110之间具有弯曲的过渡区域。第一壳体元件134的第一半壳体139和第二壳体元件135的第二半壳体140完全平坦地抵靠上述过渡区域，并且因此，防止了扭转轴结构125和第二纵臂部分122之间的旋转或滑移。因此，也可以使用具有圆形横截面型材113或椭圆形横截面型材(参见图7)的扭转轴结构125。

附图标记列表

100 扭转梁车轴

110 横梁

111 加固装置

112 梯形横截面型材

113 圆形横截面型材

114 连接件

120 纵臂

121 第一纵臂部分

122 第二纵臂部分

123 端壁

125 扭转轴结构

132 第一插入开口

133 第二插入开口

134 第一壳体元件

135 第二壳体元件

136 用于深度控制的装置，特别是邻接壁

138 紧固部分

139 第一半壳体

140 第二半壳体

141 固定装置，尤其是螺钉

142 接收装置

143 套筒

150 第一插入连接

151 第二插入连接

200 机动车辆

201 后轮对

202 轮架

Claims (9)

1.一种用于机动车辆(200)的后轮对(201)的扭转梁车轴(100)，所述扭转梁车轴(100)具有：

-两个纵臂(120)，其中纵臂(120)分别具有优选用于连接至轮架(202)的第一纵臂部分(121)和第二纵臂部分(122)，所述第二纵臂部分(122)优选用于连接至所述机动车辆(200)，特别是连接至所述机动车辆(200)的车身，

-以及设置在所述纵臂(120)之间的横梁(110)，

其特征在于，

所述第一纵臂部分(121)和所述第二纵臂部分(122)设计为至少两个部分。

2.根据权利要求1所述的扭转梁车轴(100)，

其特征在于，

所述第二纵臂部分(122)设计为铸造连接件，优选地为由铝制成的铸造连接件。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的扭转梁车轴(100)，

其特征在于，

所述第一纵臂部分(121)和/或所述横梁(110)设计为挤压结构，特别是具有挤压的空心型材(112、113)。

4.根据前述权利要求中的一项所述的扭转梁车轴(100)，

其特征在于，

所述第二纵臂部分(122)具有用于与所述第一纵臂部分(121)形成第一插入连接(150)的第一插入开口(132)和用于与横梁(110)形成至少一个第二插入连接(151)的至少一个第二插入开口(133)。

5.根据权利要求4所述的扭转梁车轴(100)，

其特征在于，

所述第二纵臂部分(122)具有用于对第一插入连接(150)和/或第二插入式连接(151)的插入深度进行深度控制的装置(136)。

6.根据前述权利要求中的一项所述的扭转梁车轴(100)，

其特征在于，

所述第二纵臂部分(122)设计成两部分或多部分，特别是具有两个相同的部分。

7.根据权利要求6所述的扭转梁车轴(100)，

其特征在于，

第一壳体元件(134)具有第一半壳体(139)，以及至少一个第二壳体元件(135)具有第二半壳体(140)，其中半壳体(139、140)围绕所述第一纵臂部分(120)和/或所述横梁(110)。

8.根据权利要求7所述的扭转梁车轴(100)，

其特征在于，

所述横梁(110)与所述第一纵臂部分(121)一起被设计为整体式扭转轴结构(125)。

9.根据权利要求8所述的扭转梁车轴(100)，

其特征在于，

所述扭转轴结构(125)形成为具有圆形和/或椭圆形的横截面(113)。

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