CN105452091A - 用于机动车的副车架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的副车架，该副车架具有两个沿车辆横向(y)彼此间隔的、用于连接在车身上的前接头部件(1)，所述两个前接头部件通过前副车架横梁(3)彼此连接，该副车架还具有至少一个相邻于副车架横梁(3)的、沿车辆横向(y)走向的功能部件(28)、尤其是转动致动器，通过所述至少一个功能部件能够对在车轮悬架上起作用的扭杆弹簧施加扭力。根据本发明，所述副车架横梁(3)具有贯穿部，该贯穿部提供额外的结构空间，功能部件(28)至少部分地伸入该结构空间中。

Description

用于机动车的副车架
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的副车架。
背景技术
从文献DE10229161B4中已知这种用于机动车的副车架。在副车架的前副车架横梁上旋紧齿条式转向装置的壳体。为此在设计为立式型材的副车架横梁上设置半壳形的轴承接纳部，横截面大约为圆形对称的转向装置壳体紧固在该轴承接纳部上。该副车架横梁通过其矩形的、沿高度方向设置的横截面形状相应地是抗弯刚性的，这对于车轮悬架的通常铰接在副车架上的车轮导向元件及必要时对于驱动装置的悬挂是有利的。
从文献DE102004058380A1中已知一种副车架，该副车架具有铰接在该副车架上的车轮导向元件。沿车辆纵向观察，在前副车架横梁的两侧设有车轮悬架的功能部件。该功能部件一方面是齿条式转向装置的壳体，该壳体沿行驶方向布置在副车架横梁的后方，及另一方面是在俯视图中观察为U形的转动稳定器，该转动稳定器沿行驶方向布置在副车架横梁的前方。
在主动的底盘***中，可以使用结构空间紧凑的转动致动器代替这种U形的转动稳定器，该转动致动器通过扭杆弹簧作用在车辆车轮悬架上。通过转动致动器可以根据不同的控制来平衡车辆水平和/或车辆的倾斜运动和摇摆运动。在车辆前部要为转动致动器提供额外的结构空间，但是由于驱动装置需要大量的结构空间，可用的额外的结构空间受到强烈限制。
为了提供额外的结构空间，副车架横梁可以不设计为立式型材，而是作为扁平型材基本上水平地设置在副车架中。但是这种扁平型材的布置结构对于副车架的刚性产生不利影响。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于机动车的副车架，该副车架在保持副车架横梁具有高的抗弯刚性及保持简单的、对重量有利的结构的同时，实现车轮悬架的至少一个相邻的功能部件的对空间体积有利的布置结构。
上述目的通过专利权利要求1所述的特征实现。本发明的有利的改进方案和设计方案在从属权利要求中提出。
根据专利权利要求1的特征部分，副车架横梁具有贯穿部，该贯穿部提供额外的结构空间，功能部件至少部分地伸入该结构空间中。通过所提出的措施尽管使重量减轻(由于具有贯穿部)，然而副车架横梁的抗弯刚性继续保持不变，并且可以将相邻的功能部件在空间上更靠近副车架横梁布置，这样做对于机动车中铰接的和布置在副车架上的部件(车轮导向元件、设备支承件、转向***、致动器等)的空间结构的紧凑性是显著有利的。
在副车架的适当的刚性方面有利的是，副车架横梁是具有至少一个横梁壁部的立式型材/竖棱边型材/高臂式型材(Hochkantprofil)。在横梁壁部中布置有贯穿部。为了进一步改善副车架的横向刚性，副车架横梁可以封闭地成框形地限定贯穿部，而且利用沿车辆高度方向的上壁部框架件和下壁部框架件以及沿车辆横向的侧向的壁部框架件框形地限定贯穿部。所有的壁部框架件可以优选地材料统一地和/或一体地形成在横梁壁部中。
优选地，副车架横梁可以限定空腔，而且利用沿行驶方向的前横梁壁部和后横梁壁部限定空腔。副车架横梁的空心型材——沿车辆高度方向观察——可以被上翼缘和下翼缘限定，在上翼缘和下翼缘之间延伸直立布置的横梁壁部。
在两个横梁壁部中可以分别设计有贯穿部。当副车架横梁的高度相对于宽度的比例关系相对较大，即副车架横梁设计为相对狭长但是沿Z方向具有高的抗弯刚性时，这样做是尤其有利的。
功能部件的外周可以基本上为圆形，其中，贯穿部的高度为了适配于伸入的功能部件的轮廓而可以相应地具有不同的尺寸。
在作为转动致动器的功能部件的设计方案中，该功能部件的扭杆弹簧——沿车辆纵向观察——可以间隔地布置以及布置在由副车架横梁所提供的贯穿部的外部。为了继续加强副车架横梁，副车架横梁的框壁部件中的至少一个可以倾斜地偏转一倾斜角，尤其是沿行驶方向更靠近功能部件布置的横梁壁部的下框壁部件倾斜地偏转一倾斜角。此外，该倾斜地偏转的框壁部件可以与相邻的横梁壁部形成具有封闭的空心型材的框架结构，并且尤其与该相邻的横梁壁部焊接起来。由此在结构的额外花费微小的情况下补充地提高了副车架横梁的抗弯刚性。
在上翼缘和下翼缘没有断开的情况下，在横梁壁部中设置贯穿部，其中，至少一个功能部件在垂直投影中观察可以伸入副车架横梁中。在此，该功能部件的外周可以是基本上圆形对称的，其中，沿横向延伸的缺口的高度根据与功能部件的外周的重叠情况相应的是不同的。
在本发明的另一设计方案中，位于更靠近功能部件位置的壁部在缺口的区域中可以从上翼缘和/或下翼缘开始倾斜地偏转。由此在功能部件紧密靠近副车架横梁的布置结构中，在功能部件和副车架横梁之间较大程度地产生自由通道。
在副车架的设计方面有利的、紧凑的结构中，副车架横梁可以与横向走向的横杆组合起来，该横杆支承功能部件中的至少一个，其中尤其优选的是，该横梁同时形成副车架横梁的下翼缘，直立的横梁壁部中的至少一个借助于焊接连接固定地安置在该横梁上。
在本发明的另一优选的设计方案中，在副车架横梁的两侧可以设置相邻的、横向走向的功能部件，其中，至少一个功能部件伸入副车架横梁的缺口中。
在此，转向***(齿条式转向装置或两个转向调节器)的壳体的功能部件和其它的功能部件可以是作用在转动稳定器上的致动器，其中优选的是，至少致动器的位于转动稳定器之间的壳体相应地伸入副车架横梁中。在主动的车轮悬架中，例如分开设计的转动稳定器可以通过致动器机电式地以该转动稳定器的作用在车轮导向元件上的预载荷的方式灵活地改变。
最后，横截面为近似矩形的副车架横梁可以通过竖直设置的轴承孔连接在副车架的指向上方的铸造接头上，纵梁和横向连接板件也连接在该铸造接头上，尤其旋紧在该铸造接头上，其中，转向***和致动器的转动稳定器被引导穿过该铸造接头。
以上的描述和/或在从属权利要求中给出的本发明的有利的设计方案和/或改进方案——除了例如明确的相关性或矛盾的另选性之外——可以单独地或也可以彼此以任意组合的方式应用。
附图说明
下面根据附图详细说明本发明和本发明有利的设计方案和改进方案以及本发明的优点。
附图示出：
图1在透视图中示出副车架的装配好的状态；
图2示出具有用于功能部件的相应通过虚线示出的结构空间的副车架的前部区域的部分纵向剖视图，该功能部件紧邻于副车架横梁的两侧定位；
图3示出在图2的剖面平面中的空间表示的部分视图，而且具有未示出的转向传动机构中的相邻于副车架横梁的致动器壳体的通过虚线表示的轮廓线；
图4示出在图2的剖面图中的另外的、空间表示的部分视图，而且略去转向传动机构和致动器壳体；
图5示出图2中的紧邻副车架横梁的功能部件和具有倾斜偏转的、在由横梁形成的下翼缘上形成空心型材的壁部部段的副车架横梁的结构的放大的部分视图；
图6示出对应图1的其它的实施例的视图；和
图7示出对应图5的本发明的其它的实施例的视图。
具体实施方式
在图1中单独地示出副车架。该副车架沿车辆纵向x分别具有侧向的前接头部件1，该前接头部件在此示例性地形成为箱形的铸铝接头。两个接头部件1沿车辆横向y与副车架横梁3连接。沿车辆纵向x向后在两个前铸造接头1上连接有扁平的、板状的增强部件/加强部件5，该增强部件基本上框架式地通过纵向撑杆7、横向撑杆9以及对角线走向的撑杆10构成。在增强部件5的后端部上，后接头部件11在增强部件5上材料统一地及一体地一体形成。
两个前接头部件1分别在上侧具有用于在未示出的车身纵梁上连接的螺栓位置13。而两个后接头部件11也分别具有用于在纵梁上在车身的A柱底部上连接的螺栓位置15。在两个前接头部件1的螺栓位置13的下方设计有转向装置通道17以及只是示意性表示的转向器托架19，在该转向器托架上铰接只是部分示出的车轮悬架转向器20。未示出的转向传动机构的转向连杆通过前接头部件1的两个转向装置通道17导向。该转向传动机构在图2和图5中通过虚线表示，并通过附图标记30标出。因此转向传动机构30沿行驶方向x布置在前副车架横梁3的后方。在两个后接头部件11中在螺栓位置15旁边同样设置有用于后车轮悬架转向器的转向器托架21。
根据图1，扁平的增强部件5的前端部侧向地通过第一连接位置I与两个前接头部件1连接。第一连接位置I中的每一个连接位置分别设有后部的、在接头部件1上成型的螺纹凸出部23(图2)，增强部件5与该螺纹凸出部旋紧。在这两个连接位置I之间的大概中间部位中，增强部件5通过板件延长部27沿行驶方向x向前方延长至前副车架横梁3。
如上所述，齿条式转向传动机构30沿行驶方向x布置在副车架横梁3的后方，而沿行驶方向x在副车架横梁3的前方布置有作为其它的功能部件的机电式致动器28，该致动器例如包括电机和调节机构。
在本实施例中位于前部的致动器28作用在两个分开设计的转动稳定器32上，该转动稳定器在其横向走向的部段上可转动地分别保持在接头部件1上的轴承接纳部12b中(图2和图4)，并通过折弯的臂部32a(图1)与车轮悬架的示意性的车轮导向元件20作用连接。
此外，定位在副车架横梁3后方的转向传动机构30通过在两侧的未示出的旋紧部位旋紧在接头部件1上，其中为了使机动车的前轮转向，转向传动机构30的未示出的转向横拉杆通过接头部件1的向下方打开的转向装置通道17导向外部，并相应地与车轮悬架的转向横拉杆臂铰链式连接。
出于空间的和结构的原因，转向传动机构30和致动器28(图2)在副车架上布置为尽可能彼此靠近及尽可能靠近副车架横梁3。出于功能决定的原因，致动器28应该具有围绕该致动器的圆形对称的外周的预先规定的自由通道s(在图5中显示)。
为此，副车架横梁3设计为矩形的并且具有沿车辆高度方向z保证高的抗弯刚性的高度与宽度比例(例如6:1)，即相对狭长的结构设计和立式的布置。
副车架横梁3在此包括两个直立的横梁壁部16a，16b(参照图3至图5)以及在这两个横梁壁部上连接的下翼缘18a和上翼缘16c。下翼缘18a一体地形成在扁平结构的板件延长部27上。
副车架横梁16的横梁壁部16a，16b以及下翼缘18a和上翼缘16c侧向地转变为垂直设置的紧固孔16d(图4)，并在该紧固孔那里与接头部件1抗弯地从上方及从下方旋紧。
尤其如图2所示，致动器28的外周伸入副车架横梁3中，为此在致动器28的长度范围上，在横梁壁部16a，16b中加工出高度不同的、缝隙状的贯穿部35、36。该贯穿部35、36通过前横梁壁部16a和后横梁壁部16b的壁部框架件限定，该壁部框架件保证了副车架横梁16的足够的抗弯刚性，并且该壁部框架件连接在贯通的下翼缘18a和上翼缘16c上。
此外，前横梁壁部16a的下壁部框架件37(图5)从下翼缘18a开始倾斜地转向后横梁壁部16b的壁部部段39(图5)，并且进而形成具有强的抗弯刚性的倒置的V形空心型材。此处通过34标记焊缝，借助于该焊缝将横梁壁部16a，16b的壁部部段彼此焊接在一起并与下翼缘18a固定地焊接。
此外，前横梁壁部16a的下壁部框架件37的倾斜增大了致动器28的侵入深度，并增大了致动器28所需要的自由空间s(图5)。
本发明不限于上面描述的实施例。在考虑了结构规定或要求的情况下，对此，副车架和副车架横梁3可以具有不同的设计。例如副车架横梁3也可以设置为其它的高度与宽度比例，并且必要时两个功能部件28，30也可以都伸入副车架横梁3中。此外，副车架横梁3还可以在不与板件延长部27连接的情况下设计为单独的部件。
代替作为功能部件的转向传动机构30，在用于机动车的后桥中还可以设置转向调节器，该转向调节器按规定使机动车的后轮转向(四轮转向)。
在前述的实施例中，两个扭杆弹簧32配属于共同的致动器28。为此在图6中另选地为每个扭杆弹簧32设置独有的致动器28。这两个致动器28在图6中彼此功能分开地以及共轴地布置。这两个致动器28替代地还可以以微弱的夹角彼此定位。此外这两个致动器28也可以布置在共同的壳体中。
在图7中示出对应图5的视图的尤其对结构空间有利的设计方案。然而与图5不同的是，不仅致动器28伸入贯穿部35，36中，而且转向传动机构30也额外地伸入该贯穿部中。该转向传动机构30为此以高度偏差方式略微交错地布置在致动器28的上方。此外在图7中，不仅下框壁部件37倾斜地向后方偏转，而且上框壁部件也如此。由此副车架横梁3的刚性被进一步提高。此外增大了由前部贯穿部35所提供的结构空间。
此外，转向传动机构30另选地也可以单独地伸入贯穿部35，36中，而致动器28沿行驶方向x布置在副车架横梁3的前方，并不伸入该副车架横梁的贯穿部35，36中。

Claims (11)

1.一种用于机动车的副车架，该副车架具有两个沿车辆横向(y)彼此间隔的、用于连接在车身上的前接头部件(1)，所述两个前接头部件通过前副车架横梁(3)彼此连接，该副车架还具有至少一个相邻于副车架横梁(3)的、沿车辆横向(y)走向的功能部件(28)、尤其是至少一个转动致动器，通过所述至少一个功能部件能够对在车轮悬架上起作用的扭杆弹簧(32)施加扭力，其特征在于，所述副车架横梁(3)具有贯穿部(35，36)，该贯穿部提供额外的结构空间，功能部件(28)至少部分地伸入该结构空间中，而且在功能部件(28)和副车架横梁(3)的贯穿部(35，36)之间形成自由通道(s)的情况下无接触地伸入该结构空间中。
2.根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，副车架横梁(3)是具有至少一个横梁壁部(16a，16b)的立式型材，在横梁壁部(16a，16b)中布置有贯穿部(35，36)。
3.根据权利要求1或2所述的副车架，其特征在于，副车架横梁(3)封闭地成框形地限定贯穿部(35，36)，而且利用沿高度方向(z)的上壁部框架件和下壁部框架件(37，39)以及沿车辆横向(y)的侧向的壁部框架件框形地限定贯穿部，尤其所有的壁部框架件材料统一地和/或一体地形成在横梁壁部中。
4.根据权利要求2或3所述的副车架，其特征在于，副车架横梁(3)限定空腔，而且利用沿车辆纵向(x)的前横梁壁部(16a)和后横梁壁部(16b)限定空腔。
5.根据权利要求4所述的副车架，其特征在于，在两个横梁壁部(16a，16b)中设计有贯穿部(35，36)。
6.根据权利要求5所述的副车架，其特征在于，功能部件(28)的外周基本上为圆形，贯穿部(35，36)的高度为了适配于伸入的功能部件(28)的轮廓而相应地具有不同的尺寸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的副车架，其特征在于，设计为转动致动器的功能部件(28)的扭杆弹簧(32)沿车辆纵向(x)间隔地布置以及布置在由副车架横梁(3)所提供的贯穿部(35，36)的外部。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的副车架，其特征在于，副车架横梁(3)的至少一个框壁部件(37)倾斜地偏转一倾斜角，尤其是沿车辆纵向(x)更靠近功能部件(28)布置的横梁壁部(16a)的上框壁部件和/或下框壁部件(37)倾斜地偏转一倾斜角。
9.根据权利要求8所述的副车架，其特征在于，倾斜地偏转的框壁部件(37)与相邻的横梁壁部(16b)形成封闭的空心型材，并且尤其与该相邻的横梁壁部焊接起来。
10.根据前述权利要求中任一项所述的副车架，其特征在于，副车架横梁(16)的空心型材沿高度方向(z)被上翼缘(16c)和下翼缘(18a)限定，在上翼缘和下翼缘之间布置有横梁壁部(16a，16b)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的副车架，其特征在于，沿车辆纵向(x)观察在副车架横梁(16)的前方和后方各设置有横向走向的功能部件(28，30)、尤其是转向传动机构，副车架横梁(20)布置在两个功能部件(28，30)之间的自由空间中。
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