CN102019832A - 汽车后车架结构的结构构件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车后车架结构的结构构件，它包括一个设计为适用于支承尤其组合拉杆轴类型后桥的轴承区、一个设计为适用于支承后桥车轴弹簧的第一支承区、一个设计为适用于支承后桥减振器的第二支承区、以及至少一个设计为适用于将结构构件固定在后车架结构上的固定区。此外，本发明还涉及一种由后桥和在其上固定后桥的结构构件组成的组件，一种包括这种结构构件的汽车的后车架结构，以及一种相应配备的汽车。

Description

汽车后车架结构的结构构件 

技术领域

本发明属于汽车技术领域以及涉及一种具有承载式车身的汽车后车架结构的结构构件。此外，本发明还涉及一种由后桥和在其上固定后桥的结构构件组成的组件、一种带有这种组件或结构构件的汽车的后车架结构、以及一种相应配备的汽车。 

背景技术

现代汽车通常采用承载式车身，与架设在一个框架上的车身相比，可以减轻重量和降低成本。在承载式车身中，构件以其总体承受传入的力，在这种情况下车身的刚性通过空心的薄板横截面(“薄壳构件”)以及坚固的金属外皮达到。 

按一种专家们例如由工业成批生产已知的结构方式，承载式车身有一个向下方封闭客舱的下底，它通过多个设在侧面的立柱(“A柱、B柱、C柱和D柱”)与车顶连接。下底由多个结构构件组成，它们作为薄板零件在汽车制造时焊在一起。尤其是，为了形成后车架结构，下底包括两个基本上沿汽车纵向延伸的后车架成型件，它们在其前侧的端部，通过统称为“后桥连接装置”的结构构件与底部组件连接。后车架结构主要用于支承后桥。 

例如，在包括两个通过横向成型件扭转弹性地相互连接并支承车轮的纵拉杆的复合导杆后桥中，纵拉杆在其前侧的端部分别通过轴套与后车架成型件用螺钉连接。在专利文献中，例如在本申请人的欧洲专利文件EP0774369B1和EP0681932B1中，详细介绍了复合导杆后桥。 

发明内容

与之相比，本发明的目的是，以有利的方式进一步发展具有承载式车身的汽车的传统的后车架结构。 

上述目的首先通过一种用于带有承载式车身的汽车的后车架结构的结构构件来实现。此结构构件包括一系列在结构和/或功能上不同的区域。例如 此结构构件包括： 

-一设计为适用于支承后桥的轴承区，所述后桥尤其可以涉及一种组合拉杆轴类型的后桥； 

-一设计为适用于支承后桥车轴弹簧的第一支承区； 

-一设计为适用于支承后桥减振器的第二支承区；以及 

-一个或多个设计为适用于将结构构件固定在后车架结构上的固定区。 

如此设计的结构构件尤其可以在同样的后车架结构上固定不同设计的后桥，由此可以在工业成批生产时降低成本，因为后车架结构不需要与不同的后桥相匹配。此外，通过车轴弹簧和/或减振器传入的力由结构构件承受，并可通过其连接点均匀地传入后车架结构内，从而可以取消例如在车轴弹簧及减振器支承面区域内附加的增强装置，或至少可以减小薄板零件的板厚。由此可以有利地减轻汽车重量和节省制造费用。 

按本发明的结构构件的一项有利的设计，设一第一固定区和一第二固定区，它们沿结构构件的延伸方向彼此隔开距离地布置。在这方面可特别有利的是，轴承区成形在第一固定区上，由此可以稳定地支承后桥以及将力通过第一固定区有效地传入后车架结构内。此外可有利的是，第一固定区通过连接区与第一支承区连接，此时第一支承区布置为与第二固定区相邻，这同样可以将力有效地传入后车架结构内。此外，为了将力通过第二固定区有效地传入后车架结构内，也可有利的是，第二支承区成形在第二固定区上。 

按本发明的结构构件另一项有利的设计，连接区包括两个处于对置位置、过渡到第一固定区中的侧壁段，它们构成轴承区。轴承区可尤其设计为适用于支承后桥的轴套。采取这一措施，可以按技术上比较简单的方式实现后桥可靠而安全地支承。 

按本发明的结构构件另一项有利的设计，第一支承区设计为盘形，由此提供一个适用于车轴弹簧的支持或支承面。有利地，第一支承区为了增强而设有许多呈格栅状穿透结构的加强肋。 

按本发明的结构构件另一项有利的设计，第二支承区设有圆拱顶，用于容纳减振器的上支承点，由此提供一个适用于减振器的支持或支承面，以及将减振器的上支承点可靠地安装在圆拱顶内。 

按本发明的结构构件优选地用一种轻金属材料，例如铝或铝合金制成。优选地，它采用铸造法，例如压铸法制成整体。 

本发明还涉及一种由后桥组成的组件，其中后桥尤其可涉及组合拉杆轴类型的后桥，两个按本发明的结构构件固定在该后桥上。所述组件可以在工业成批生产时预装配，由此可以节省时间和费用。 

此外，本发明还涉及一种汽车的后车架结构，包括两个至少近似沿汽车纵向延伸的后车架成型件，它们分别通过一个统称为“后桥连接装置”的结构构件固定在车身上，以及后车架结构设有如上面所说明的组件或结构构件。在这里，在生产技术和功能方面可有利的是，结构构件分别将其第一固定区固定在后桥连接装置上，以及将其第二固定区固定在两个后车架成型件之一上。 

此外，本发明还涉及一种具有承载式车身的汽车，它配备有一个这种后车架结构。 

附图说明

下面参见附图借助实施例详细说明本发明。相同或作用相同的部分用同样的符号表示。其中： 

图1表示按本发明的结构构件的一种实施例透视图； 

图2表示由两个图1所示结构构件组成的组件的透视图，包括固定在结构构件上的组合拉杆轴类型后桥； 

图3表示后车架结构透视图；以及 

图4表示图3的后车架结构和固定于其上的图2所示组件的透视图。 

具体实施方式

应当指出，下文中所做的位置和方向说明，如“上”、“下”、“侧向”、“纵向”、“横向”、“左”、“右”、“外”、“内”、“中央”等，表示图中结构构件的定向或具有这些结构构件的部件的定向，用图说明它们在汽车内可能的安装位置。其目的只是为了更便于说明本发明，不应因此限制本发明。 

图中有关汽车的方向按习惯的方式用x、y、z说明，其中x方向指汽车纵向，y方向指汽车横向，以及z方向指汽车高度方向。向前行驶方向相当于负的x方向(-x)。 

首先看图1，其中用透视图表示按本发明的结构构件1的一种实施例。在这里所做的方向说明，涉及结构构件1在汽车内可能的安装位置。 

结构构件1通过传统的铸造法，例如作为压铸件制成整体。它可以用一种铁金属材料，尤其钢制造。优选地，它用一种轻金属材料，尤其铝或铝合金组成。但也可以设想，结构构件1用一种非金属材料生产。 

在结构构件1上可以造成一些在功能和/或结构上不同的区域或分段。例如，结构构件1包括两个沿汽车纵向(x)彼此隔开距离的固定区，亦即第一固定区2和第二固定区3，它们用于将结构构件1通过螺钉固定在图3中表示的后车架结构44上。 

第一固定区2包括一块设计为带圆角的矩形板形状的第一固定分段4，它在其角旁制有沿汽车高度方向(z)定向的固定孔7。虽然图1作为举例示出了四个固定孔7，但是也可以均匀地设置数量更多或更少的固定孔7。矩形的第一固定分段4至少近似平行于x-y平面定向，其中长侧大体平行于汽车横向(y)定向。但也可以设想，长侧相对于汽车横向(y)成一个非零度的角定位，此时，第一固定分段4在汽车内侧的角相对于汽车外侧的角朝汽车正面方向错移。 

在第一固定分段4的下侧成形一个与之垂直定向的矩形第一连接分段5，它大体处于第一固定分段4短侧的中央以及沿第一固定分段4的长侧延伸。在第一连接分段5的前侧表面上垂直竖立两个板片状的第二固定分段6，它们设计为与位于其上方的第一固定分段4的角轮廓形状相配。这两个第二固定分段6分别设有一个沿汽车高度方向(z)定向的固定孔7，该固定孔布置为与第一固定分段4的、位于其上方的固定孔对齐。 

在第一连接分段5的后侧表面上成形两个在对置位置沿汽车高度方向(z)定向的侧壁段8，它们朝汽车中央方向倾斜并相对于汽车纵向(x)倾斜地延伸。这两个侧壁段8与垂直于它们的第二连接分段9共同形成一个连接区10。它们在一个相对于侧壁其余部分沿汽车高度方向(z)展宽的区域内，制有沿汽车横向(y)定向的支承孔12，它们相互对齐地布置。这两个支承孔12设在第一固定分段4的下方，以及布置在第一固定区2附近。它们形成一个轴承区61，用于支承图2所示后桥25的轴套28。 

连接区10过渡到盘形的第一支承区13中，设计为矩形板形状的第二固定区3与之连接。第一支承区13和第二固定区3至少近似布置在同一个平行于x-y平面的平面内。相应于两个侧壁段8的延伸方向，连接区10相对于通过矩形的第一固定分段4确定的平面有一种倾斜地向上和向内定向的走 向，亦即它沿汽车高度方向(z)和沿汽车纵向(x)定位。因此，尤其是一方面第一支承区13和第二固定区3，以及另一方面第一固定区2，处于两个不同的高度上，其中第一支承区13和第二固定区3的位置高于第一固定区2。为了倾斜安装连接区10，在矩形的第一固定分段4上可至少考虑造成一个凹槽11。基于凹槽11使第二固定区3相对于第一固定区2向上和向内错移。 

与连接区10相连的第一支承区13在两个弧形边缘14之间设呈格栅状穿透结构的加强肋15，它们作为加强或增强肋用于加强第一支承区13。 

第二固定区3包括一个设计为矩形板形状的第三固定分段17，它设有两个沿汽车高度方向(z)定向的固定孔7，它们用于将第二固定区3固定在后车架结构44上。虽然图1作为举例表示了两个固定孔7，但是也可以均匀地设置数量更多或更少的固定孔7。矩形的第三固定分段17将其长侧基本上沿汽车纵向(x)延伸。 

在第三固定分段17的汽车外侧边缘上成形一个基本上沿汽车高度方向(z)延伸的第二支承区18。支承区18包括一个沿汽车高度方向(z)定向的承接分段19，它设计为直径向上缩小的空心圆柱件。承接分段19的自由端成形为有一个与第三固定分段17的平面平行的圆拱顶面21的圆拱顶20。在承接分段19的每一侧成形一个侧向伸出的纵向边帮22，这两个纵向边帮22通过一个构成圆拱顶20一侧边界的接片23互相连接。与第二支承区18的一种在上部区段内沿汽车横向(y)扩展的形状相对应，这两个纵向边帮22在其上部区段内沿汽车横向(y)向外弯曲。第二支承区18形成一个沟槽24。 

图2表示与组合拉杆轴类型后桥处于连接状态的图1所示结构构件1，其中，后桥25固定在两个结构构件1上。后桥25包括两个刚性的纵拉杆26，它们通过抗弯刚性但至少部分扭转弹性的横向成型件27(“扭转式型材”)互相连接。这两个纵拉杆26基本上沿汽车纵向(x)延伸，而横向成型件27沿汽车横向(y)延伸。横向成型件27当两个受后桥25支承的车轮统一压缩或伸长时起稳定器的作用。 

纵拉杆26分别在其前侧的端部通过弹性的轴套28(减震衬套)与结构构件1的两个侧壁段8连接。为此目的，图2中被遮挡的轴套28分别装入在一个由纵拉杆26前侧的端部成形的沿汽车高度方向(z)定向的轴承孔内，图2中还只能看到其边缘29。借助穿过支承孔12的螺栓30，将轴套28与侧壁段8螺栓连接起来。与两个侧壁段8的定向相对应，轴套28将其轴线方向 例如沿汽车横向(y)定向，所以纵拉杆26可以绕一条横向于汽车纵向(x)定向的回转轴线弹性地回转。但轴套28同样也可以将其轴线方向相对于汽车横向(y)倾斜地定向，此时它们在汽车内侧向前错移，以便由此克服在曲线行驶时此类轴因结构引起的产生过载运动(“侧向力过载”)。通过轴承区61可以可靠而安全地承受通过纵拉杆26传入的力，并将力通过第一固定区2传入图3中表示的后车架结构44内。 

纵拉杆26在后侧分别有一个固定分段35，在这里规定装配一个车轮支架(未表示)，用于可旋转地支承汽车车轮。为此目的每个纵拉杆26设有一个装配法兰31，车轮支架可以通过四个固定螺钉32安装在装配法兰31上。 

将两个纵拉杆26互相连接起来的横向成型件27，包括一个在横截面内例如成U型剖面并可扭转的中间段33，它将管状端段34互相连接在一起。如专家们已知的那样，根据U形剖面开口的位置，可以影响后桥25的滚动中心，以达到汽车期望的滚动特性或摆动特性。横向成型件27的U形剖面仅应理解为举例。按选择，横向成型件27的中间段33也可以采用另一种剖面，例如V形或X形剖面。此外，横向成型件27可设有曲拐，以便尤其在装入状态为万向轴提供更大的结构空间。横向成型件27在其两个端段34，分别在轴套28与固定分段35之间的区域内与两个纵拉杆26连接。为此目的，在这两个纵拉杆26上成形一个没有详细表示的管接头，横向成型件27焊接在该管接头上。为了将横向成型件27焊接在两个纵梁26上，例如可以采用专家已知的磁-电弧焊方法，其中，在焊接过程中将纵梁26紧压在横向成型件27上。 

后桥25包括两个减振器36，它们将其下支承点(底座)37分别支承在相关的纵拉杆26上，这在图2中没有详细表示。它们将其上支承点38分别***结构构件1第二支承区18的圆拱顶20内。上支承点38分别借助用固定螺钉40固定在结构构件1第二支承区18纵向边帮22上的固定接板39固定其位置。在每个结构构件1内，通过第二支承区18承受从纵拉杆26传入减振器36中的力。这些力可以由第二固定区3可靠和安全地传入后车架结构44内。 

此外，后桥25还包括一个分别为纵拉杆26配设的车轴弹簧41，它将其下端支承在一个成形在纵拉杆26固定分段35上的弹簧盘42上，以及将其上端支承在盘形的第一支承区13下侧上。在每个结构构件1中通过第一 支承区13承受从纵拉杆26传入车轴弹簧41内的力。这些力可以通过第二固定区3可靠和安全地传入后车架结构44内。 

纵拉杆26在这里例如借助砂模铸造、硬模铸造或采用压铸法用铁金属材料制成。尤其是，它们可以用灰铸铁(含石墨成分的铸铁)制造。优选地，它们用一种轻金属材料，如铝或铝合金制成。横向成型件27在这里例如用铁金属材料，尤其钢制造。 

通过两个结构构件1和经由轴套28与之连接的组合拉杆轴类型的后桥25，构成一个预装配的组件43，这一组件可以固定在图3所示的汽车后车架结构44上。 

图3表示总体用附图标记44表示的后车架结构仅在汽车左侧的(局部)视图，以及，汽车右侧的结构按相应的方式(对称)设计。据此，后车架结构44包括一个由两个沿汽车纵向(x)延伸的后车架成型件47组成的后部结构分段45，以及一个设计为后桥连接装置48的前部结构分段46。整体式后车架结构44不同的结构构件例如用深冲法生产，以及借助焊接互相连接在一起。例如也可以采用铆接而不用焊接。 

尤其是，这两个后车架成型件47分别借助连接区49***后桥连接装置48的连接区50内并通过焊点与之连接，这在图3中没有详细表示。后桥连接装置48的连接区50包括一个外部后车架延长段51和一个内部后车架延长段52。 

后桥连接装置48与总体用附图标记53表示的底部组件焊接，其中，后底板58的前面部分通过增强件59与沿汽车横向(y)延伸的跟板55焊接。侧向底板54用作沿汽车纵向(x)延伸的底槛(未表示)的接头。 

通过与侧向底板54焊接的侧面底部垫片60、与之焊接的嵌入角板56和内部后车架延长段52，在后桥连接装置48下方的跟板55旁，造成一个箱形剖面，由此提高结构稳定性。侧向底板54设有多个安装孔57，它们用于在生产过程中安装。这些安装孔可以均匀地设在后车架成型件47中。 

在图4中，图2所示的预装配组件43安装在图3中表示的后车架结构44上，此时，组件43通过两个结构构件1的第一固定区2和第二固定区3固定在后车架结构44上。在这里，第一固定分段4分别与外部后车架延长段51以及第二固定分段6分别与侧面底部垫片60，借助穿过固定孔7的螺栓(未表示)连接。此外，第三固定分段17分别与后车架成型件47借助穿过 固定孔7的螺栓(未表示)连接。但同样也可以设想，采用其他方式将组件43通过两个结构构件1固定在后车架结构44上。 

本发明提供一种结构构件，它可以简单地与组合拉杆轴类型的后桥连接成为一个可预装配的组件。纵拉杆的轴套可以简单的方式用螺钉固定在结构构件上，以便将后桥固定在两个结构构件上。另一方面，组件可以用简单的方式通过结构构件的固定区固定在后车架结构上。因此，结构构件可以将不同设计的后桥固定在同样的后车架结构上，由此可以在工业成批生产时降低成本，因为后车架结构不需要与不同的后桥进行匹配。所以在相同的车身结构上可以固定国家或地区特有的不同设计的后桥。通过这些结构构件尤其提供可能性，即，对于结构相同的汽车车身，在汽车内适应不同的轴设计或轴定位。为此只需要使结构构件与各自的轴设计相匹配，其中用于车身的螺钉位置对于所有的轴设计可以保持不变。由此取消费用高昂地装配不同的汽车下部结构以及制作和装配不同的板件。另一方面通过这些结构构件可以将相同的后桥固定在不同设计的后车架结构上。 

另一个优点源于下述事实：这两个结构构件和后桥可以预装配为一个独立组件。因此在工业成批生产时可以节省时间和降低成本。尤其是取消纵拉杆轴套以及减振器上部支承点在汽车车身上通常用手工既费时又费钱的螺钉连接。取代这些，螺钉连接可以在结构构件上符合人类工程学的位置进行。结构构件在预装配组件中的螺钉连接可以在车身与底盘装配期间，在自动螺钉工作站，在事先规定的能沿垂直方向良好进入的螺钉位置完成。 

另一个优点可认为是，在结构构件中不仅设置用于车轴弹簧的支承面，而且设置用于减振器上支承点的支座。因此可以由承受结构构件通过车轴弹簧和/或减振器传入的所有力，并将它们通过其螺钉连接点均匀传入后车架结构内。 

因为行驶时显著减小安装在后车架结构上方的车身构件的负荷，所以可以取消例如在车轴弹簧和减振器支承区内附加的增强装置，或至少可以减小薄板零件的板厚，由此可以有利地减轻汽车重量和降低生产成本。这尤其适用于结构构件使用轻金属材料制造的情况下。 

符号表 

1 结构构件 

2 第一固定区 

3 第二固定区 

4 第一固定分段 

5 第一连接分段 

6 第二固定分段 

7 固定孔 

8 侧壁段 

9 第二连接分段 

10 连接区 

11 凹槽 

12 支承孔 

13 第一支承区 

14 边缘 

15 肋 

16 下侧 

17 第三固定分段 

18 第二支承区 

19 承接分段 

20 圆拱顶 

21 圆拱顶面 

22 纵向边帮 

23 接片 

24 沟槽 

25 后桥 

26 纵拉杆 

27 横向成型件 

28 轴套 

29 轴承孔边缘 

30 螺栓 

31 装配法兰 

32 固定螺钉 

33 中间分段 

34 端段 

35 固定分段 

36 减振器 

37 下支承点 

38 上支承点 

39 固定接板 

40 固定螺钉 

41 车轴弹簧 

42 弹簧盘 

43 组件 

44 后车架结构 

45 后部结构分段 

46 前部结构分段 

47 后车架成型件 

48 后桥连接装置 

49 后车架成型件的连接区 

50 后桥连接装置的连接区 

51 外部后车架延长段 

52 内部后车架延长段 

53 底部组件 

54 侧向底板 

55 跟板 

56 嵌入角板 

57 安装孔 

58 后底板 

59 增强件 

60 侧面底部垫片 

61 支承区。 

Claims (15)

1.一种汽车后车架结构(44)的结构构件(1)，它包括：

-一设计为适用于支承尤其组合拉杆轴类型的后桥(25)的轴承区(61)；

-一设计为适用于支承后桥(25)的车轴弹簧(41)的第一支承区(13)；

-一设计为适用于支承后桥(25)的减振器(36)的第二支承区(18)；以及

-至少一个设计为适用于将结构构件(1)固定在后车架结构(44)上的固定区(2、3)。

2.按照权利要求1所述的结构构件(1)，其特征在于一第一固定区(2)和一第二固定区(3)，它们沿结构构件(1)的延伸方向(x)彼此隔开距离地布置。

3.按照权利要求2所述的结构构件(1)，其特征为，所述轴承区(61)成形在第一固定区(2)上。

4.按照权利要求2或3所述的结构构件(1)，其特征为，第一固定区(2)通过一连接区(10)与第一支承区(13)连接，以及第一支承区(13)布置为与第二固定区(3)相邻。

5.按照权利要求4所述的结构构件(1)，其特征为，第二支承区(18)成形在第二固定区(3)上。

6.按照权利要求4或5所述的结构构件(1)，其特征为，所述连接区(10)包括两个处于对置位置、过渡到第一固定区(2)中的侧壁段(8)，它们构成轴承区(61)。

7.按照权利要求6所述的结构构件(1)，其特征为，轴承区(61)设计为适用于支承后桥(25)的轴套(28)。

8.按照权利要求1至7之一所述的结构构件(1)，其特征为，第一支承区(13)设计为盘形。

9.按照权利要求8所述的结构构件(1)，其特征为，第一支承区(13)设有呈格栅状穿透结构的多个加强肋(15)。

10.按照权利要求1至9之一所述的结构构件(1)，其特征为，第二支承区(18)设有圆拱顶(20)，用于容纳减振器(36)的上支承部位(37)。

11.按照权利要求1至10之一所述的结构构件(1)，其特征为，它用一种轻金属材料，例如铝或铝合金制成。

12.一种由尤其组合拉杆轴类型的后桥(25)组成的组件(43)，后桥固定在两个按照权利要求1至11之一所述的结构构件(1)上。

13.一种汽车的后车架结构(44)，包括两个至少近似沿汽车纵向(x)延伸的后车架成型件(47)，它们分别通过后桥连接装置(48)固定在车身上，以及后车架结构(44)配设有按照权利要求1至12之一所述的结构构件(1)。

14.按照权利要求13所述的后车架结构(44)，其特征为，所述结构构件(1)分别将其第一固定区(2)固定在后桥连接装置(48)上，以及将其第二固定区(3)固定在两个后车架成型件(47)之一上。

15.一种汽车，有一个车身，该车身包括一个按照权利要求13或14所述的后车架结构(44)。

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