CN112823115A - 具有支承结构的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有支承结构(10)的车辆(12)，该支承结构具有：用于容纳前桥组件(22)的前结构区段(16)，以及在车辆纵向方向(18)上与该前结构区段(16)相反的后结构区段(20)。在该前结构区段(16)与该后结构区段(20)之间作为该支承结构(10)的组成部分布置有具有载体壁(26)的载体零件(24)，该载体壁横向于车辆纵向方向(18)在周向方向(28)上自身闭合地走向。

Description

具有支承结构的车辆
技术领域
本发明涉及一种具有支承结构的车辆，该支承结构具有：用于容纳前桥组件的前结构区段以及在车辆纵向方向上与该前结构区段相反的后结构区段。
背景技术
这种支承结构用于为车辆形成将诸如车桥、悬架、转向装置、发动机的各种车辆功能紧固在其上的稳定的骨架或框架。根据支承结构的用途不同，在紧凑的结构方式和尽可能轻的重量的同时对这个支承结构要求大抗扭刚度、大弯曲强度和/或大支承力。
发明内容
本发明的基本目的在于，改进支承结构在其抗扭刚度方面的荷载能力。
这个目的通过一种具有专利权利要求1所述特征的车辆来实现。
自从属权利要求得出根据本发明的车辆的另外的有利设计方案。
根据专利权利要求1，车辆的支承结构具有前结构区段和在车辆纵向方向上相反的后结构区段。前结构区段可以容纳前桥组件。在前结构区段与后结构区段之间作为支承结构的组成部分布置有具有载体壁的载体零件，该载体壁横向于车辆纵向方向在周向方向上自身闭合地延伸，即载体零件具有以周向方式或沿周向方向自身闭合的横截面。由此，载体零件形成支承结构的特别稳定的组成部分并且支持整个支承结构的大抗扭刚度。沿车辆纵向方向产生的扭转负载可以被载体零件高效且稳定地吸收。
根据支承结构的尺寸和载体零件的应用情形不同，载体壁可以沿其整个延伸尺寸在车辆纵向方向上以周向方式自身闭合或者在车辆纵向方向上仅局部地以周向方式自身闭合。在不显著降低扭转刚度的情况下，载体壁还可以在适合的位置处被至少一个壁开口穿透，以便例如简化车辆的维护工作或装配工作。
载体零件可以一件式地(例如作为注塑件)或多件式地设计。在多件式的变体中，各个组成部分(例如上半部和下半部)相互牢固地连接(例如焊接或拧接)。
前结构区段优选被设定尺寸成使得其适合用于容纳不同的前桥类型或不同的前桥组件(例如非簧载的、单轮簧载的)。由此，不同的前桥组件或前桥类型可以与同一载体零件组合并且例如被凸缘安装到其上。这支持积木式、模块化且因此成本有效地构造整个支承结构。
前结构区段可能具有用来紧固用于前撑杆和/或前动力输出轴的固持框架的接口。任选地，前结构区段具有用于预装配车辆组件(例如冷却器)的至少一个另外的接口。
后结构区段例如具有支承结构的单独的框架部件。在一个实施方式中，这个结构区段容纳车辆的后桥或后桥组件。在另一个实施方式中，这个结构区段可以具有单独车辆部件的壳体状的组成部分。
该车辆优选为商用车辆、尤其农业车辆(例如牵引机、拖拉机)。
载体壁在周向方向上自身闭合的走向可以被视为载体零件的横截面、尤其轮廓横截面。优选地，这个横截面沿车辆纵向方向不同地设计。由此，载体零件可以以节省材料的方式在诸如重量、重心位置、扭转刚度、弯曲强度和支承力的不同特性方面适配于支承结构的相应期望的尺寸。在其朝向前结构区段的区域中，载体零件且尤其其载体壁的横截面在一个优选的实施方式中被设定尺寸成小到一方面稳定地吸收预期的扭转负载并且另一方面能够实现车辆车轮的特别大的转向角。这支持车辆的小的转弯半径。
所观察的横截面可以表示载体壁的外壁或内壁的走向。载体零件的横截面例如在朝向前结构区段或后结构区段的方向上尤其可以在车辆的减小的转弯半径的意义上被设计为逐渐变窄的。自身闭合的载体壁至少局部地优选具有圆形横截面，由此进一步增大了扭转刚度。还可以借助于与载体零件连接的另外的载体元件来支持载体零件的扭转刚度和弯曲强度，例如借助在载体零件的底部区域中以及在载体零件的沿高度方向与底部区域相反的顶部区域中的水平延伸的载体元件。
为了在装配技术上简单的与前结构区段的连接，载体零件优选具有前紧固接口。为了在装配技术上简单的与后结构区段的连接，载体零件优选具有后紧固接口。在此，可以设置与后结构区段的各个部分的直接连接。替代性地或附加地，载体零件可以与后结构区段间接地相连接，其方式为将载体零件紧固在车辆部件(例如变速器壳体或变速器模块/差速器模块)上，这些车辆部件进而与后结构区段牢固地连接。
载体零件与这些结构区段中的至少一个结构区段的上述连接优选被设计为刚性的和/或可松脱的。相应的紧固接口例如具有至少一个可松脱的张紧元件(例如螺栓)。该至少一个张紧元件的张紧力方向尤其在车辆纵向方向上或大致在通过车辆纵向方向和车辆横向方向扩展出的平面中是有效的并且由此以机械上稳定的方式将载体零件与相应的结构区段连接。替代性地或附加地，还可以设置至少一个连接栓。该至少一个连接栓优选在车辆的横向方向上贯穿相应的紧固接口和所指配的结构区段并且由此支持在支承结构内部的成本有效且同时机械稳定的连接。各个被插入的张紧元件和/或连接栓能够以几何上不同的方式沿车辆纵向方向彼此偏移地布置。优选地，紧固接口在两侧夹住所指配的结构区段，其方式为使得连接栓在被所指配的结构区段彼此间隔开的多个(尤其两个)区域处贯穿紧固接口。由此，能够稳定地吸收特别高的扭转负载。替代性或附加地，这个紧固原则还可以应用于在两侧被所指配的结构区段夹住的紧固接口。
优选地，在紧固接口与所指配的结构区段之间布置有至少一个间隔保持件。由此，可以用同一载体零件实现尺寸设定不同的支承结构，这降低了用于制造单独的载体零件还有不同的支承结构的成本。此外，该至少一个间隔保持件允许在技术上简单地使支承架构适配于不同的车辆类型并且尤其适配于不同的轴距。
有利地，载体零件以附加的功能用来支承车辆部件。这个部件例如具有用于油或燃料的底壳。该部件可以藉由适合的紧固装置以牢固且可松脱的方式与载体零件连接。替代性地，该部件或部件的组成部分可以与载体零件以不可松脱的方式连接、尤其与载体零件一件式地制造。由于载体零件具有支承的功能，因此布置在该载体零件上的车辆部件对应地得以减轻荷载并且不必承受显著的荷载力。因此，车辆部件可以至少部分地以轻型结构方式来设计，这尤其对于制造作为车辆部件的驱动发动机或燃烧发动机而言是有利的。
优选地，车辆部件被设计为多件式的。为了支持车辆部件在车辆中的受限定且稳定的布置，这个部件的第一组成部分可以牢固地被布置在载体零件上、尤其与载体零件一件式地制造。为了以装配友好的方式组装部件，第一组成部分优选具有装配接口，部件的至少一个另外组成部分可以被固定在该装配接口上。
该部件的上述第一组成部分尤其具有由壁部限定的敞开的、底壳状的空腔和上述用于固定驱动发动机或燃烧发动机的装配接口。在发动机被固定的情况下，底壳状的空腔被自动地流体密封。以这种方式，底壳状的空腔用作发动机组的油底壳，该发动机组可以借助装配接口以较小的装配成本被带入到受限定的安装位置中并且可以以技术上简单的方式被完整形成为可工作的车辆部件。
该部件的第一组成部分的装配接口提供另外的优点，即其可以作为装配模板或适配器用于无故障地组装不同版本的部件(例如不同的发动机模块)。此外，可以在装配接口上设置适合的间隔保持元件，使得同一载体零件适用于组装不同版本的部件并且在某些情况下还适用于功能上不同的部件。在装配接口上还可以布置有阻尼元件和/或(例如用于针对液体、尤其油进行密封的)密封元件。
在另一个优选的实施方式中，载体零件的载体壁沿周向方向限定用于容纳车辆的动力传动系的驱动轴的容纳通道。由此，载体零件在没有额外技术耗费的情况下以另外的功能为驱动轴提供稳定的保护，使其免受任何脏污、损坏或其他影响。
前结构区段优选由钢制成，例如作为注塑件或作为焊接组装件。前结构区段可以笼状地设计有在车辆纵向方向上大体上闭合的前笼壁和后笼壁以及在车辆竖直方向上大体上闭合的上笼壁和下笼壁。于是前桥组件可以以对装配友好的方式在侧向、即在横向方向上被操作并且同时在其他方向上被有效地保护免受任何影响。
取决于具体的装配情况和安装情况，前结构区段的各个壁区域也可以具有凹口或中断部。由此，在装配期间和在装配之后，可以增大用于前桥组件和/或用于其他车辆机组和车辆部件的移动空间。
为了尽可能保持上述优点并且同时支持支承结构的轻型结构方式，前结构区段优选具有带有多个结构撑杆的格栅状结构。在此，这些结构撑杆中的至少一些结构撑杆自动地形成对于在车辆横向方向上可接近的用于容纳前桥组件的容纳空间的限制或一种轮廓。被设计为特别扁平的结构撑杆支持以节省材料的方式构造这个结构区段并且使其他车辆部件的无障碍的移动变得简单。
只要前结构区段在车辆竖直方向上观察在前桥组件之间具有上壁或上限制部以及下壁或下限制部(例如借助于结构撑杆)，这就能够实现支承结构的更轻的结构方式，原因在于，由于布置在上方和下方的材料，前结构区段的阻力矩是特别高的。这还有利于前结构区段以及因此整个支承结构的扭转特性。
前结构区段可以被设计为一件式的或由多个组成部分组装而成。各个组成部分例如相互可松脱地相连接、尤其相拧接。前结构区段的由多个组成部分组装的变体具有如下优点，首先具有增大的移动空间的前桥组件可以对装配特别友好的方式被安装并且此后才用尚缺少的组成部分(例如在车辆竖直方向上布置在前桥组件下方的组成部分)来将前结构区段补充完整。
附图说明
下面借助附图详细地阐述根据本发明的车辆。在此，在其功能方面一致的或相当的构件用相同的附图标记标示。在附图中：
图1示出在支承结构的前结构区段与后结构区段之间在载体零件的装配位置中的载体零件的第一实施方式的透视图，
图2示出另一个实施方式中的载体零件的透视图，
图3a至图3e示出载体零件的用于与前结构区段连接的紧固接口的不同实施方式的示意图，
图4示出载体零件的另一个实施方式的透视图，
图5示出载体零件的另一个实施方式的透视图，并且
图6示出在支承结构的前结构区段处在载体零件的装配位置中的载体零件的另一个实施方式的透视图。
具体实施方式
图1局部示出在此未详细展示的农业车辆12的支承结构10，该农业车辆具有用于前连杆的固持框架14。支承结构10尤其具有前结构区段16和在车辆纵向方向18上相反的后结构区段20。前结构区段16用于容纳前桥组件22。沿车辆纵向方向18在前结构区段16与后结构区段20之间布置有载体零件24作为支承结构10的组成部分。载体零件24的载体壁26横向于车辆纵向方向18、即沿周向方向28被设计为自身闭合的。由此可以支持支承结构10的抗扭刚度和稳定性。
借助图2示出，与载体零件24的实际具体设计方案无关，载体壁26的在周向方向28上自身闭合的走向形成横截面A。这个横截面A通常位于大致垂直于车辆纵向方向18布置的横截面平面中。即，后者通过车辆12的通常大致水平走向的横向方向30和大致竖直走向的竖直方向32扩展而成。载体壁26还可以沿在车辆纵向方向18上的整个延伸尺寸或者沿这个纵向方向18只局部地具有自身闭合的壁走向。与载体零件24的在图2中仅示意性地示出的设计方案不同，在那里展示了横截面A沿车辆纵向方向18被不同地设定尺寸。例如，首先正方形的横截面A1可以过渡成椭圆形的横截面A2、然后过渡成正圆形的横截面A3并且随后过渡成大致马蹄形的横截面A4。所观察的横截面A可以涉及载体壁26的外壁34或内壁36。
此外，在图2中可看出的是，载体零件26具有凸缘状的前紧固接口38，以便将载体零件26与前结构区段16连接。类似地，载体零件26还具有凸缘状的后紧固接口40，以便将载体零件26与后结构区段20连接。如图2所展示的，这两个紧固接口38、40原则上可以设计为不同的。
优选地，紧固接口38、40与结构区段16、20之间的连接被设计为刚性的。为此设置了还要借助图3a至图3e描述的连接装置。这些连接装置可以根据设计方案不同而建立紧固接口38、40与结构区段16、20之间的可松脱或不可松脱的连接。这些连接装置例如贯穿紧固接口38、40上的贯通孔42。
在图3a至图3e中展示了这种连接装置。在此例如涉及呈螺栓形式的张紧元件44，这些螺栓贯穿贯通孔42并且在前结构区段16与载体零件24之间实现张紧。在此，张紧力方向例如大体上水平地在车辆纵向方向18上作用(图3a、图3c、图3d)或者以相对于车辆纵向方向18以一个水平角度(例如大约30°至45°)作用(图3b)。还可以通过连接栓46来支持上述连接，这些连接栓在横向方向30上贯穿前结构区段16和载体零件24的紧固接口38(图3d)。替代性地，前结构区段16与载体零件24之间的连接还可以借助于多个连接栓46实现，而不使用在车辆纵向方向18上定向的张紧元件44(图3e)。相同地，连接栓46还可以在对应的(例如作为螺栓的)设计方案中实现此时在横向方向30上定向的张紧力。
在此公开的在前结构区段16与载体零件24之间的连接技术原则上还可以应用于紧固接口40，以便将后结构区段20与载体零件24连接。
为了使载体零件24适配于不同地设定尺寸的支承结构10，可以设置间隔保持件48(图3a)，该间隔保持件可以布置在载体零件24与所指配的结构区段16、20之间。
在图4中可以看出两个悬臂50，这两个悬臂具有在竖直方向32上定向的固定孔52(例如内螺纹)。悬臂50优选地一件式地与载体壁26连接。另外的悬臂50并且在适当时还在其他的设计方案中能够被布置在载体壁26上，如这例如在图1中所展示的。悬臂50用于与适合的紧固装置一起将车辆部件54或这个车辆部件54的至少一个组成部分装配在载体零件24上。
车辆部件54(例如冷却组件或发动机组件)可以作为完整的模块被装配在载体零件24上。替代性地，车辆部件54可以由多个组成部分组成，其中首先将一个组成部分装配在载体零件24上，如示例性地借助作为燃烧发动机组的组成部分的油底壳56在图1中展示的。
在另一个实施方式中，车辆部件54的组成部分一开始就与载体零件24牢固连接、尤其一件式地制造，如借助部件壁58在图5中展示的。后者限定如下的空腔：该空腔作为用于作为车辆部件54的发动机组60的油底壳而起效(图6)。为了正常固定或装配发动机组60，指配给发动机组的缸体的组成部分62能够被固定在(在适当时在有阻尼元件和/或密封元件介入的情况下)部件壁58的装配接口64上。为此目的，部件壁58具有多个固定孔66，以便例如实现与发动机组成部分62的螺旋连接。
载体零件24的载体壁26沿周向方向28限定容纳通道68，该容纳通道用于容纳车辆12的动力传动系的在此未展示的驱动轴。
与图1相比，在图6中展示了前结构区段16的另一个实施方式。在这个实施方式中，结构区段16具有带有多个结构撑杆70的格栅状结构。这些结构撑杆70在支承结构10的安装状态下优选大体上被布置在方向18、30、32中的一个方向上。这些结构撑杆限定在车辆横向方向30上可接近的用于容纳前桥组件22的容纳空间72。

Claims (10)

1.一种具有支承结构(10)的车辆(12)，该支承结构具有：
-用于容纳前桥组件(22)的前结构区段(16)，以及
-在车辆纵向方向(18)上与该前结构区段(16)相反的后结构区段(20)，
其中，在该前结构区段(16)与该后结构区段(20)之间作为该支承结构(10)的组成部分布置有具有载体壁(26)的载体零件(24)，该载体壁横向于该车辆纵向方向(18)在周向方向(28)上自身闭合地走向。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，在该载体壁(26)的自身闭合的走向上形成沿该车辆纵向方向(18)不同地设计的横截面(A，A1，A2，A3，A4)。
3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，该载体零件(24)具有前紧固接口(38)，以便将该载体零件(24)与该前结构区段(16)连接。
4.根据前述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，该载体零件(24)具有后紧固接口(40)，以便将该载体零件(24)与该后结构区段(20)连接。
5.根据权利要求3或4所述的车辆，其特征在于，该载体零件(24)与这些结构区段(16，20)中的至少一个结构区段之间的连接被设计为刚性的和/或能够松脱的。
6.根据权利要求3至5之一所述的车辆，其特征在于，在该紧固接口(38，40)与所指配的结构区段(16，20)之间布置有至少一个间隔保持件(48)。
7.根据前述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，该载体零件(24)支承车辆部件(54，56，60)。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，该车辆部件(58，60，62)多件式地设计有
-牢固地布置在该载体零件(24)上的第一组成部分(58)、以及
-能够被固定在该第一组成部分(58)的装配接口(64)上的至少一个另外的组成部分(62)。
9.根据前述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，该载体零件(24)的该载体壁(26)沿该周向方向(28)限定用于容纳车辆动力传动系的驱动轴的容纳通道(68)。
10.根据前述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，该前结构区段(16)具有带有多个结构撑杆(70)的格栅状结构，其中这些结构撑杆(70)中的至少一些结构撑杆限定在车辆横向方向(30)上可接近的用于容纳该前桥组件(22)的容纳空间(72)。
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