KR20150006827A

KR20150006827A - 지지 서브 프레임 보강 장치

Info

Publication number: KR20150006827A
Application number: KR20147027337A
Authority: KR
Inventors: 도미니크 모르로크
Original assignee: 아우디 아게
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2013-03-30
Publication date: 2015-01-19
Also published as: EP2836418A1; DE102012007327A1; WO2013152833A1; CN104220320A; KR101869135B1; US9096273B2; EP2836418B1; US20150076866A1; CN104220320B

Abstract

본 발명은 2개의 종방향 빔(30)과 하나 이상의 횡방향 빔(32, 34)으로 이루어지는 차량용 지지 기능 서브 프레임을 보강하기 위한 장치에 관한 것으로서, 양측에 있는 휠 서스펜션들의 링크들(14, 16, 20, 22)이 방사 방향으로 돌출해 있는 고정 장착구(36, 38)에 의해 고무/금속 슬리브 베어링들에 의해 종방향 빔(30)에 관절 연결되어 있으며, 상기 종방향 빔(30)이 적어도 링크(14)의 관절 연결 영역에서 특히 종방향 연장 영역(30b)과 횡방향 연장 영역(30c)을 포함하는 약 90°만곡부를 갖는다. 본 발명에 따르면 상기 장착구들(36, 38)은 2개의 브라켓으로서 형성되어 있으며, 이들 중 그 하나는 상기 종방향 빔(30)의 종방향 연장 영역(30b)에 지지되어 있고 그 다른 것은 횡방향 연장 영역(30c)에 지지되어 있다.

Description

지지 서브 프레임 보강 장치{DEVICE FOR REINFORCING A SUPPORTING SUBFRAME}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 차량용 지지 서브 프레임을 보강하기 위한 장치에 관한 것이다.

5-링크축에서 상측 횡방향 링크들은 대개 스프링 및 댐퍼 또는 서스펜션 스트럿 앞에 있다. 상기 스프링 또는 댐퍼 또는 서스펜션 스트럿 뒤에 후방 상측 가이드 링크 또는 횡방향 링크를 배치하면 이 링크는 후방을 가리킨다. 그 결과, 상기 서브 프레임은 매우 길쭉하게 실시되어 상기 횡방향 링크 아래에 연장해 있고 블록이 차체 종방향 캐리어를 위해 구현되어야 하거나 또는 상기 서브 프레임이 후방 영역에서 강한 아치(strong arch)를 만들어야 한다.

이런 종류의 서브 프레임들에 일반적으로 차량의 구동 장치도 지지되고 상기 휠 서스펜션의 링크들도 관절 연결되어 있으므로, 이들은 하나의 완전한 조립 장치 안에 설치될 수 있다. 상기 서브 프레임은 대개 4점 서스펜션(four point suspension)에서 진동 감쇠 서브 프레임 베어링에 의해 차량의 구조의 종방향 캐리어들 및/또는 횡방향 캐리어들과 연결되어 있다. 그 결과, 정역학적 그리고 동역학적 작용 힘들 및 모멘트들이 상기 서브 프레임에 의해 차량의 구조 안으로 반드시 도입되므로, 이를 위해 상기 서브 프레임은 적절하게 저항성 있게 형성되어야 한다. 구조상 및 시공상 이유들로 인해 상기 서브 프레임의 종방향 빔들은 예컨대 링크들이 반드시 접근할 수 있도록 하기 위해 또는 링크 길이를 일정하게 구현하기 위해 만곡되어 실시되어야 하므로, 그 결과 특히 만곡 영역에서 약한 부분들이 생긴다.

본 발명의 목적은 적은 추가 지출로 서브 프레임의 효과적이고 국지적인 보강을 달성할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구항 제1항의 특징들을 통해 해결된다. 본 발명의 유리한 실시예들 및 개선점들은 종속항들의 대상이다.

본 발명에 따른 제안에 의하면, 상기 휠 서스펜션의 링크들을 위한 장착구들이 2개의 브라켓으로서 형성되어 있으며, 이들 중 그 하나는 상기 종방향 빔의 종방향 연장 영역에 지지되어 있으며 다른 하나는 횡방향 연장 영역에 지지되어 있고, 서로 나란하게 정렬된 기저벽들은 고정 나사에 의해 상기 고무/금속 슬리브 베어링의 베어링 슬리브에 고정 연결되어 있다. 제안된 실시예는 실제로 상기 만곡 영역의 대각선 지지(diagonal support) 또는 이런 만곡부에 오버브릿지하는 하중 경로(load path)를 형성하고, 이때 상기 고정 나사들 및 상기 베어링 코어를 형성하는 베어링 슬리브가 하중 경로 안에 포함되어 있다. 제안된 것처럼, 예컨대 재료 두께 증대 또는 단면 확대를 통한 국지적 보강은 상기 서브 프레임의, 경우에 따라서는 그렇지 않으면 필요하였을 일반적인 보강을 줄여준다.

견고하고 강성인 복합 부품을 얻기 위해, 상기 브라켓의 기저벽들은 종방향 빔을 반원 형태로 둘러쌀 수 있으며 상기 기저벽들과 이의 측벽들은 종방향 빔들에 용접될 수 있다.

또한, 제안으로서 상기 종방향 빔의 횡방향 연장 영역의 브라켓들의 기저벽이 각각의 경우에 상기 고정 나사의 힘 작용선에서 돌출하는, 종방향 빔의 횡방향 연장 영역에 직접 지지된 칼라를 가지며, 상기 힘 작용선에서 직접 지지를 통해 상기 브라켓들이 상대적으로 중량과 관련해 양호하게 실시될 수 있다.

게다가 종방향 빔들의 종방향 연장 영역에 연결된 브라켓들은 안정적이고 중량 우호적인 부품을 형성하기 위해 양 측벽들에 그리고 기저벽에 연결되는 상부벽과 함께 컵 형상으로 실시될 수 있다.

구조적으로 그리고 제조 기술적으로 용이한 수단들로 종방향 빔들의 만곡 영역을 추가로 보강하기 위해, 상기 브라켓의 양 기저벽들 사이에서 상기 기저벽들에 그리고 경우에 따라서는 종방향 빔에 고정되고 관절 연결 지점 내에 위치하는 하나 또는 2개의 보강판이 하측에 및/또는 상측에 제공되어 있다.

끝으로, 상기 보강판에 직각 플랜지들이 형성될 수 있으며, 이들은 예컨대 용이한 점용접 이음을 통해 기저벽들 및 경우에 따라서는 종방향 빔들에 고정 연결되어 있다.

도 1은 차량의 좌측 휠 서스펜션 및 부분적으로만 도시된, 하나의 만곡된 종방향 빔 및 횡방향 빔들, 및 상기 종방향 빔의 만곡 영역에 제공된, 2개의 브라켓을 이용한 강화 부분과 상기 휠 서스펜션의 관절 연결된 링크의 고무/금속 슬리브 베어링을 포함하는 서브 프레임의 평면도이다.
도 2는 고무/금속 슬리브 베어링 및 추가된 보강판에 의한 링크의 관절 연결 및 상기 종방향 빔을 보강하는 브라켓의 확대도이다.

하기에서, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 개략도를 참고하여 상술한다.

도 1에는 차량의 좌측 후방 휠 서스펜션(10)의 평면도가 도시되어 있지만, 본 발명의 이해에 필요한 한도에서만 이 휠 서스펜션을 설명한다.

상기 휠 서스펜션(10)의 휠 캐리어(12)는 5-링크축에 지지되어 있으며, 이때 상기 휠 캐리어(12)는 공간적으로 분할된 5개의 링크(14, 16, 18, 20, 22)에 의해 제어되고, 다른 한편으로 이들 링크는 단지 부분적으로 도시되어 있지만 하나의 서브 프레임(24)에 관절 연결되어 있다. 그 외에도, (도시되어 있지 않은) 구동 장치의, 후륜을 구동하는 구동축(28)을 볼 수 있다.

상기 서브 프레임(24)은 2개의 종방향 빔(30)(좌측 종방향 빔(30)만이 도시되어 있으며, 우측 종방향 빔은 실제로 거울 대칭적으로 동일하다)과 2개의 횡방향 빔(32, 34)으로 이루어지고 4점 지지 시에 베어링 장착구(24a)에 의해 (도시되어 있지 않은) 차량의 구조와 연결되는, 예를 들면 고무 탄성 서브 프레임 베어링에 의해 종방향 캐리어와 연결되어 있다. 상기 서브 프레임(24)에 구동 장치(보이지는 않지만, 예컨대 리어 액슬 디퍼렌셜) 역시 지지되어 있다.

시공상 및 구조상 이유들 때문에 상기 서브 프레임(24)의 종방향 빔들(30)은 도면에서 알 수 있는 것처럼 특히 약 90도의 만곡부(30a)로 만곡되게 실시되어 있다.

언급한 링크들(16, 18, 20, 22)은 일반적으로 고무/금속 슬리브 베어링 및 종방향 빔(30)에 배치된 브라켓들을 포함하는 베어링 장착구에 의해 종방향 빔(30)에 관절 연결되어 있는 반면, 주행 방향(F)으로 후방 상측 링크(14)의 관절 연결이 만곡부(30a)의 영역에서 하기처럼 실시되어 있다(도 2).

단면이 대략 원형인 종방향 빔(30)에 2개의 브라켓(36, 38)이 고정되어 있으며, 이들 중 그 하나의 브라켓(36)은 상기 종방향 빔(30)의 종방향 영역(30b)에 그리고 다른 브라켓(38)은 상기 종방향 빔(30)의 대략 횡방향인 연장 영역(30c)에 용접 이음을 통해 고정되어 있다.

상기 브라켓들(36, 38)에 있는, 서로 평행하게 정렬된, 포크(fork)를 형성하는 기저벽(36a, 38a)은 자신들 사이에서 도시되어 있지 않은 고무/금속 슬리브 베어링의 베어링 슬리브(40)를 에워싸고, 이 고무/금속 슬리브 베어링은 상기 링크(14)의 베어링 아이릿(14a) 안에 종전처럼 삽입되어 있다. 상기 브라켓들(36, 38)의 기저벽들(36a, 38a) 사이에 지지된 베어링 슬리브(40)는 일점 쇄선으로 표시된 회전축(42)을 결정하고, 이 회전축을 중심으로 링크(14)가 회전할 수 있다.

컵 형상의 브라켓(36)의 기저벽(36a)에 측벽들(36b)(하나의 상부 측벽(36b)만을 볼 수 있다) 및 상부벽(top wall)(36c)이 연결되어 있다. 그 외에도, 상기 기저벽(36a)의 정면들(36d)은 반원 형상으로 실시되어 있으며 부분적으로 종방향 빔(30)을 둘러싸고 있고, 상기 측벽들(36b), 기저벽(36a) 및 상부벽(36c)의 가장자리 영역들이 상기 종방향 빔(30b)에 적절하게 용접되어 있다.

마찬가지로 컵 형상인 브라켓(38) 역시 상기 기저벽(38a)에 연결된 2개의 측벽들(38b) 및 상기 기저벽(38a)의 반원 형상 정면(보이지 않음)을 가지며, 이들은 상기 브라켓(36)에 유사하게 상기 종방향 빔(30)의 영역(30c)을 둘러싸고 있으며 자신의 가장자리 영역들을 이용해 종방향 빔(30)에 적절하게 용접되어 있다.

그 외에도, 일점 쇄선으로 표시된 힘 작용선(42)에 연장해 있는 칼라(38c)가 브라켓(38)에 성형되어 있으며, 이 칼라는 알 수 있는 것처럼 상기 종방향 빔(30)의 영역(30c)에 지지되어 이것에 용접되어 있다.

상기 브라켓들(36, 38)의 기저벽들(36a, 38a) 사이에 상기 링크(14)의 베어링 아이릿(14a) 내에 보강판(44)이 삽입되어 있으며, 이의, 상기 기저벽들(36a, 38a)을 대향하는 가장자리 영역들 및 이의, 상기 종방향 빔의 만곡 영역(30a)을 대향하는 가장자리 영역은 적절한 용접 이음들을 통해 상기 기저벽들(36a, 38a) 및 종방향 빔(30)에 고정적으로 연결되어 있다.

상기 보강판(44)의 이미 언급한 가장자리 영역들은 경우에 따라서는 90도로 꺽인 플랜지들(도시되어 있지 않음)을 통해 형성될 수 있으며, 이들은 점용접 공정에서 인접 브라켓들(36, 38) 및 종방향 빔(30)에 고정 연결되어 있다.

상기 양 브라켓들(36, 38)은 베어링 슬리브(40) 및 고정 나사와 함께 추가적인 하중 경로(힘 작용선(42))를 형성하고, 이때 하중 경로는 만곡부(30a)의 영역에서 상기 종방향 빔(30)을 약간 보강한다. 추가로, 상기 내측 보강판(44)은 도시된 형태로 또는 유사 형태로 사용될 수 있다. 도면에 도시된 변형예에 대한 대안으로서, 보강판(44)을 위에 및/또는 아래에 배치하는 것 역시 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예에 한정되지 않는다. 경우에 따라서는 상기 서브 프레임(24)의 종방향 빔들(30)은 다른 단면들을, 예컨대 타원형 또는 사각형 단면을 가질 수도 있다. 재료로서 강 또는 경금속이 사용될 수 있다.

상기 종방향 빔들(30)은 도 1에서 알 수 있는 것처럼 상기 종방향 빔(30)의 전방 영역(30d)이 바로 횡방향 빔(32)으로 넘어가고 상기 종방향 빔(30)의 관련 영역들은 전이 영역(30e)에 결합 또는 용접되어 있도록 설계되어 있다. 이 영역에서 보강 기능의 갓셋 플레이트(gusset plate; 46)가 도시된 것처럼 이용될 수 있다.

14 : 링크
30 : 종방향 빔
36, 38 : 브라켓
40 : 베어링 슬리브
42 : 회전축
44 : 보강판

Claims

2개의 종방향 빔(30)과 하나 이상의 횡방향 빔(32, 34)으로 이루어지는 차량용 지지 기능 서브 프레임을 보강하기 위한 장치로서, 양측에 있는 휠 서스펜션들의 링크들(14, 16, 20, 22)이 방사 방향으로 돌출해 있는 고정 장착구(36, 38)에 의해 고무/금속 슬리브 베어링들에 의해 종방향 빔(30)에 관절 연결되어 있으며, 상기 종방향 빔(30)이 적어도 링크(14)의 관절 연결 영역에서 특히 종방향 연장 영역(30b)과 횡방향 연장 영역(30c)을 포함하는 약 90°만곡부를 갖는, 차량용 지지 기능 서브 프레임을 보강하기 위한 장치에 있어서,
상기 장착구들(36, 38)이 2개의 브라켓으로서 형성되어 있으며, 이들 중 그 하나는 상기 종방향 빔(30)의 종방향 연장 영역(30b)에 지지되어 있으며 다른 하나는 횡방향 연장 영역(30c)에 지지되어 있고, 상기 브라켓들은 종방향 연장 영역(30b)과 횡방향 연장 영역(30c) 사이에서 90°-만곡부에 오버브릿지하는 하중 경로를 포함하는 만곡 영역의 대각선 지지를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 지지 기능 서브 프레임을 보강하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 종방향 연장 영역(30b)에 그리고 횡방향 연장 영역(30c)에 지지된 브라켓들(36, 38)을 이용해 종방향 빔(30)의 횡방향 연장 영역(30c)이 보강되고 및/또는 추가적인 하중 경로 또는 추가적인 지지가 상기 고무/금속 슬리브 베어링의 내부 부싱(40)으로 제공되는 것을 특징으로 하는 차량용 지지 기능 서브 프레임을 보강하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 브라켓들(36, 38)은 서로 나란히 정렬된 기저벽들(36a, 38a)을 가지며, 이 기저벽들은 고정 나사(42)에 의해 상기 고무/금속 슬리브 베어링의 베어링 슬리브(40)에 고정 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 지지 기능 서브 프레임을 보강하기 위한 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브라켓들(36, 38)의 기저벽들(36a, 38a)은 반원의 형태로 종방향 빔(30)을 둘러싸고 및/또는 상기 기저벽들(36a, 38a) 및 이의 측벽들(36b, 38b)은 종방향 빔(30)에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 지지 기능 서브 프레임을 보강하기 위한 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 종방향 빔(30)의 횡방향 연장 영역(30c)의 브라켓(38)의 기저벽(38a)은 각각의 경우에 상기 고정 나사의 힘 작용선(42)에서 돌출하는, 종방향 빔(30)의 횡방향 연장 영역(30c)에 직접 지지된 칼라(38c)를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 지지 기능 서브 프레임을 보강하기 위한 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 종방향 빔(30)의 종방향 연장 영역(30b)에 연결된 브라켓(36) 및/또는 브라켓(38)이 양 측벽들(36b)에 그리고 기저벽(36a)에 연결된 상부벽(36c)과 함께 컵 형상으로 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 지지 기능 서브 프레임을 보강하기 위한 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기저벽들(36a, 38a)에 그리고 경우에 따라서는 종방향 빔(30)에 고정되고 관절 연결 지점(14a) 내에 위치하는 하나 또는 2개의 보강판(44)이 상기 브라켓(36, 38)의 양 기저벽들(36a, 38a) 사이에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 지지 기능 서브 프레임을 보강하기 위한 장치.
제7항에 있어서, 상기 보강판(44)에 직각 플랜지들이 형성되어 있으며, 이들 플랜지는 상기 기저벽들(36a, 38a) 및 경우에 따라서는 종방향 빔들(30)에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 지지 기능 서브 프레임을 보강하기 위한 장치.