机动车副车架，尤其前桥副车架及具有这种副车架的车身.pdf

本发明涉及一种机动车副车架，尤其是前桥副车架，具有：第一外壳部件和第二外壳部件，第二外壳部件与第一外壳部件刚性连接并与其限定空腔；至少一个用于插入螺钉的车身连接轴套，车身连接轴套在其一个末端固定在第一外壳部件的通孔上并在空腔内朝第二外壳部件的通孔方向延伸。由此可以简单安装这种副车架并高度防止相对于车身滑动，本发明中，车身连接轴套的固定末端配有环形圆盘，该环形圆盘在径向上相对于轴套侧面突出，安置在第一外壳部件外侧并且材料配合地与其相连，在第二外壳部件的靠近车身连接轴套另一末端的通孔外侧设有与车身连接轴套分开制造的齿盘，该齿盘外径大于第二外壳部件的通孔内径并且该齿盘材料配合地与第二外壳部件相连。

权利要求书
1.  一种机动车副车架(1)，尤其是前桥副车架，所述副车架具有：第一外壳部件(1.1)和第二外壳部件(1.2)，所述第二外壳部件与所述第一外壳部件(1.1)刚性连接并且与其限定一个空腔(2)；至少一个用于贯穿插入螺钉(9)的车身连接轴套(4)，其中所述车身连接轴套(4)在其一个末端固定在所述第一外壳部件(1.1)的通孔(1.11)上并且在所述空腔(2)内部朝所述第二外壳部件(1.2)的通孔(1.21)方向延伸，其特征在于，所述车身连接轴套(4)的固定末端配有环形的圆盘(4.1)，所述环形圆盘在径向上相对于轴套侧面突出，安置在所述第一外壳部件(1.1)的外侧并且材料配合地与其相连，并且，在所述第二外壳部件(1.2)的、靠近所述车身连接轴套(4)另一末端的通孔(1.21)外侧设有与所述车身连接轴套(4)分开制造的齿盘(5)，所述齿盘的外径大于所述第二外壳部件(1.2)的通孔(1.21)内径并且所述齿盘材料配合地与所述第二外壳部件(1.2)相连。

2.  根据权利要求1所述的副车架，其特征在于，所述环形的圆盘(4.1)材料配合地或者一件式地与所述车身连接轴套(4)连接。

3.  根据权利要求1或2所述的副车架，其特征在于，所述车身连接轴套(4)和/或所述环形的圆盘(4.1)由不同于单独制造的齿盘(5)的材料，优选钢材制成。

4.  根据权利要求1至3中任意一项所述的副车架，其特征在于，所述单独制造的齿盘(5)由比所述车身连接轴套(4)和/或所述环形的圆盘(4.1)更硬的材料制成。

5.  根据权利要求1至4中任意一项所述的副车架，其特征在于，所述单独制造的齿盘(5)至少在其锯齿状的端面或上侧的外径大于 所述车身连接轴套(4)的固定末端配有的圆盘(4.1)远离所述车身连接轴套(4)的端面。

6.  根据权利要求1至5中任意一项所述的副车架，其特征在于，所述单独制造的齿盘(5)的外径为所述车身连接轴套(4)的最小外径的至少1.4倍，优选至少1.5倍。

7.  根据权利要求1至6中任意一项所述的副车架，其特征在于，所述车身连接轴套(4)的固定末端配有的圆盘(4.1)具有紧贴在所述第一外壳部件(1.1)上的紧固凸缘(4.11)，所述紧固凸缘限定了围绕所述圆盘(4.1)端面的凸肩(4.3)。

8.  根据权利要求7所述的副车架，其特征在于，所述紧固凸缘(4.11)的外径为所述车身连接轴套(4)的最小外径的至少1.4倍，优选至少1.5倍。

9.  根据权利要求1至8中任意一项所述的副车架，其特征在于，所述单独制造的齿盘(5)具有紧贴在所述第二外壳部件(1.2)上的紧固凸缘(5.2)，所述紧固凸缘限定了围绕齿盘(5)的锯齿状上侧或端面的凸肩(5.3)。

10.  根据权利要求9所述的副车架，其特征在于，所述齿盘(5)的紧固凸缘(5.2)的外径为所述齿盘(5)的最小外径的至少1.1倍，优选至少1.2倍。

11.  根据权利要求1至10中任意一项所述的副车架，其特征在于，通过绷紧能够插入的螺钉(9)使所述第二外壳部件(1.2)能够夹紧在所述单独制造的齿盘(5)和所述车身连接轴套(4)之间。

12.  根据权利要求1至11中任意一项所述的副车架，其特征在 于，设有下轴瓦和与之刚性连接的上轴瓦，其中所述第一外壳部件(1.1)为下轴瓦并且所述第二外壳部件(1.2)为所述副车架(1)的上轴瓦。

13.  根据权利要求1至12中任意一项所述的副车架，其特征在于，所述车身连接轴套(4)的固定末端配有的圆盘(4.1)具有锯齿状的端面。

14.  具有根据权利要求1至13中任意一项所述的副车架(1)的车身，其特征在于，所述单独制造的齿盘(5)具有比与所述齿盘连接的车身区段(6)更高的硬度。

15.  根据权利要求14所述的车身或者具有根据权利要求1至13中任意一项所述的副车架的车身，其特征在于，所述车身连接轴套(4)的固定末端配有的圆盘(4.1)具有比与所述圆盘连接的车身支撑板(10)更高的硬度。

说明书机动车副车架,尤其前桥副车架及具有这种副车架的车身
技术领域
本发明涉及一种机动车副车架，尤其是前桥副车架，该副车架具有：第一外壳部件和第二外壳部件，第二外壳部件与第一外壳部件刚性连接并且与其限定一个空腔；至少一个用于插入螺钉的车身连接轴套，其中该车身连接轴套在其一个末端固定在第一外壳部件的通孔上并且在空腔内部朝第二外壳部件的通孔方向延伸。
另外，本发明涉及一种具有这种副车架的机动车车身。
背景技术
已知的机动车的前桥副车架由多个外壳部件构成并且具有车身连接位置，副车架借助螺钉经车身连接位置刚性地连接在车身一侧的纵梁上。对此，各个车身连接位置通常设有一件式的车身连接轴套(间隔衬套)，该车身连接轴套焊接在副车架上或者当安装到副车架上时才松动地插入由副车架的一个或两个外壳部件限定的空腔中(参见DE 10 2006 058 993 A1)。
由于结构造成车身连接轴套的孔径大于插入螺钉的外径，所以前桥副车架可能相对于车身滑动。为了在超过制作公差的情况下确保较简单的车身安装，需要在车身连接轴套中插入螺钉。
另一方面必须防止前桥副车架相对于车身滑动，因为在加速和刹车时力量会从车轮支承点，即从车轮中心平面在路表面上的交点传递到车身上。在这种情况下特别对于剧烈发动的以及电动驱动的、由于再生制动而具有高扭矩的汽车会产生车身开始漂浮的危险。在极端情况下这种漂浮可能由于动态负荷而导致构件故障。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的副车架，该副车 架可以简单地安装并且高度防止相对于车身的滑动。
通过具有权利要求1特征的副车架实现了该目的。根据本发明的副车架的优选和有利设计在从属权利要求中给出。
根据本发明的副车架的特征在于，车身连接轴套的固定末端配有环形的圆盘，该环形圆盘在径向上相对于轴套侧面突出，安置在第一外壳部件的外侧并且材料配合地与其相连，另外，在第二外壳部件的、靠近车身连接轴套另一末端的通孔外侧设有与车身连接轴套分开制造的齿盘，该齿盘的外径大于第二外壳部件的通孔内径并且该齿盘材料配合地与第二外壳部件相连。
根据本发明的解决方案特别具有这样的优势，即，针对所期望的、副车架在车身上不可滑动的连接能够以相对有利的制造成本理想地构造车身连接轴套、环形圆盘以及与之分开制造的环形齿盘，而不会过度提高车身连接的构件重量。齿盘的轮齿结构(齿部)增大了副车架和连接的车身之间的摩擦系数并从而有利于副车架不可滑动的连接。车身连接轴套的固定末端配有的环形圆盘还优选具有锯齿状的端面。
特别是齿盘作为单独的部件能够节省材料和加工时间地进行制造。这特别适用于这样的情况，即，齿盘至少在其锯齿状端面或上侧选择的外径明显大于车身连接轴套的固定末端配有的圆盘在其远离车身连接轴套的端面上的外径。就此而言，齿盘的外径和其它圆盘的外径之间可能有多种直径变体或直径比例。另外，根据本发明的解决方案实现了由不同的材料，特别是不同硬度的材料制造齿盘和车身连接轴套。
根据本发明的副车架的一个有利设计具有这样的特征，即，单独制造的齿盘的材料、优选钢，比车身连接轴套和/或其它环形圆盘的材料、特别是钢，更硬。通过这种设计可以确保，即使是由高强度和超高强度的钢合金、例如由多相钢DP550或DP600制得的车身部件也能够可靠且持久地连接在副车架上。高强度和超高强度的钢，例如DP550或DP600，其特征在于具有高强度和良好的可焊接性的同时重量轻。
根据本发明的副车架的另一个有利的设计具有这样的特征，即，单独制造的齿盘优选通过焊接与所对应的副车架外壳部件材料配合地连接，该齿盘的外径为轴套侧面的最小外径的至少1.4倍，优选至少1.5倍。在大的齿盘外径情况下，能够实现具有比较大直径的焊缝，该焊缝相比于较小直径的焊缝具有较高的强度。
根据本发明的另一个有利设计，单独制造的齿盘具有紧贴在第二外壳部件上的紧固凸缘，该紧固凸缘限定了一个围绕齿盘的锯齿状上侧或端面的凸肩。该凸肩优选具有圆形凹口并且造成可能出现在齿盘和外壳部件之间的焊缝上的应力减小。由此改善了齿盘和外壳部件的焊接的疲劳强度。在这种情况下适宜的是，齿盘的紧固凸缘的外径例如为齿盘的最小外径的至少1.1倍，优选至少1.2倍。
为了(还)减小在车身连接轴套的固定末端配有的环形圆盘和焊接的外壳部件之间的焊接部上出现的应力，根据本发明的另一个设计，环形圆盘具有紧贴在第一外壳部件上的紧固凸缘，该紧固凸缘限定了一个围绕环形圆盘的端面的凸肩。在此，该紧固凸缘的外径例如为车身连接轴套的最小外径的至少1.4倍，优选至少1.5倍。
本发明的另一个优选的设计在于，通过绷紧能够插入车身连接轴套的螺钉使第二外壳部件能够夹紧在单独制造的齿盘和车身连接轴套之间。这种设计有利于释放齿盘上焊缝的负荷。然而也可以增大第二外壳部件中的通孔，直至车身连接轴套直接接触齿盘。
车身连接轴套的固定末端配有的环形圆盘同样能够与车身连接轴套分开制造。特别是该环形圆盘能够与车身连接轴套的末端材料配合地连接。因此，该环形圆盘也表示为凸缘。但是，替换性地，该圆盘(凸缘)也能够与车身连接轴套形成一件式。在后面一种情况下，车身连接轴套和圆盘/凸缘能够由单一的构件制造，例如铣切。该圆盘/凸缘可以表示为车身连接轴套的顶部。
特别是基于减轻重量的原因以及基于成本有利制造的原因，根据一个优选的设计，根据本发明的副车架由下轴瓦和与之刚性连接的上轴瓦构成。下轴瓦以及上轴瓦优选由钢板制得。前述的第一外壳部件优选为下轴瓦，而上轴瓦由前述的第二外壳部件构成。然而，对于 根据本发明的副车架的第一外壳部件和第二外壳部件也可以是一件式板材成型件的曲柄，例如板材成型件的曲柄，该板材成型件具有大致U形的截面轮廓。
此外，通过具有权利要求13或14特征的车身实现了上述目的。装配有根据本发明的副车架的车身具有这样的特征，即，单独制造的齿盘具有比与之相连的车身区段更高的硬度，和/或车身连接轴套的固定末端配有的环形圆盘具有比与之相连的车身板材更高的硬度。
附图说明
接下来根据示出了更多实施例的附图进一步说明本发明。其中：
图1以立体视图示出了前桥副车架；
图2以放大的立体视图示出了图1所示具有后侧车身连接位置的、前桥副车架的区段；
图3以纵剖面视图示出了图1所示的前桥副车架的区段连接在车身纵梁上或者支撑板上；
图4以纵剖面视图示出了根据第二实施例的前桥副车架的区段连接在车身纵梁上或者支撑板上；以及
图5以纵剖面视图示出了根据第三实施例的前桥副车架的区段连接在车身纵梁上或者支撑板上。
具体实施方式
图1所示的成型件1表示机动车的前桥副车架。该副车架1形成为壳式结构。该副车架由第一外壳部件1.1和第二外壳部件1.2构成，这两个外壳部件相互焊接并且限定了空腔2。在所示的实施例中，第一外壳部件1.1也可以表示为下轴瓦，以及第二外壳部件1.2表示为上轴瓦。下轴瓦1.1和上轴瓦1.2的边缘例如彼此以搭接接头接合。
在副车架1的横向侧面上成型有连接位置1.3、1.4，用来接收车轮悬架的左侧或右侧横向导臂(未示出)的靠近车身一侧的轴承部件(例如橡胶轴套)。另外，上轴瓦1.2具有基座形的突出部1.5， 该突出部设有紧固装置或螺钉孔用于刚性连接转向器壳体(未示出)。此外，在副车架1的作用为横梁的区段中成型有用于发动机摆动支座的支撑位置1.6。
副车架1与机动车车身刚性连接。为此，在上轴瓦1.2和下轴瓦1.1上焊接支臂(悬臂)1.7，该支臂由彼此焊接的金属外壳构成。在支臂1.7的末端上固定，优选焊接用于插入螺钉的连接插口(连接轴套)3。连接插口3限定了前部车身连接位置。该连接插口分别具有凸缘形状的顶部3.1，该顶部在其端面(上侧)具有轮齿结构(齿部)3.2。另外，副车架1设有用于插入螺钉的后部车身连接位置1.9。
在图2和3中能够特别清楚得看出后部车身连接位置1.9的构造。
下轴瓦1.1具有形成为钻孔或切口的通孔1.11用来接收车身连接轴套4。轴套4具有在径向上相对于轴套侧面突出的圆盘4.1，该圆盘也能够表示为凸缘或环形的顶部。顶部(凸缘)4.1优选与车身连接轴套4一件式形成。为此，轴套4和顶部4.1共同由单一的金属构件铣切而成，该金属构件优选由钢材构成。然而也可以使顶部(凸缘)4.1和轴套4彼此单独制造并且随后相互固定连接，例如相互焊接。在这两种情况下都这样确定下轴瓦1.1中的通孔1.11的直径，即，车身连接轴套4能够插入通孔1.11中并且插入的轴套4的径向突出的顶部4.1在下轴瓦1.1的外侧(下侧)紧贴在通孔1.11的边缘上。
上轴瓦1.2同样具有形成为钻孔或切口的通孔1.21。通孔1.21与下轴瓦1.1的通孔1.11相对并且相互对齐。在所示的实施例中，上轴瓦1.2的通孔1.21的直径小于设置在空腔中的轴套区段4.2的外径。上轴瓦1.2的通孔1.21的直径等于或略微小于圆柱形的轴套区段4.2的内径。车身连接轴套4的长度这样确定，即，在副车架1的装配状态下，该轴套在上轴瓦1.2的内侧紧贴在通孔1.21的边缘上。
在通孔1.21上，环形的齿盘5与上轴瓦1.2的外侧材料配合地连接，优选焊接。齿盘5远离上轴瓦1.2的端面具有轮齿结构(齿部) 5.1，该轮齿结构增大了齿盘5和连接的车身部件，例如车身纵梁6之间的摩擦系数。与之相反，齿盘5紧贴在上轴瓦1.2上的侧面优选基本光滑(参见图2和3)。
齿盘5的内径等于或略微小于圆柱形的轴套区段4.2的内径。齿盘5的外径可以发生变化。特别是，为了能够在由上轴瓦1.2和齿盘5的外圆周限定的凹口7上相应地实现大而长的焊缝，将齿盘5的外径选择得尽可能大。由此，齿盘5的焊接部具有比小直径的焊缝更高的强度。
齿接触面积的大小也是可变的。从而，齿盘5在其锯齿状端面上的外径等于，大于或小于齿盘在紧贴上轴瓦1.2一侧的外径。在所示的实施例中，齿盘5在其锯齿状端面上的外径小于齿盘在紧贴上轴瓦1.2一侧的外径。在这种情况下，齿盘5具有紧贴在上轴瓦1.2上的紧固凸缘5.2，该紧固凸缘限定了一个围绕齿盘5的锯齿状上侧或端面的凸肩5.3。凸肩5.3的环形凹口在截面上观察优选呈凹形倒圆(参见图3)。
车身设有螺母8用于刚性连接副车架1，该螺母优选通过焊接材料配合地连接在车身上，例如车身纵梁6。图3示出了车身纵梁6的一个区段，该纵梁具有包含焊接在孔边缘上的螺母8的通孔6.1。螺母8安置在纵梁6的板材远离齿盘5的接触面的一侧。
副车架1借助螺钉9连接在车身上，该螺钉穿透车身连接轴套4并且旋入相对应的、固定在纵梁6上的螺母8。在此，优选额外地有一个支撑板10连接在轴套的顶部4.1上。支撑板10对此具有通孔10.1，该通孔的直径大于螺钉9的螺钉杆9.1并且小于螺钉头9.2的直径。
轴套顶部4.1远离支撑板10的端面优选同样具有轮齿结构(齿部)，该轮齿结构增大了轴套顶部4.1和支撑板10之间的摩擦系数。与之相反，轴套顶部(凸缘)4.1紧贴在下轴瓦1.1的一侧基本光滑。
轴套顶部4.1的外径同样可以变化。特别是，为了能够在由下轴瓦1.1和轴套顶部4.1的圆周限定的凹口11上相应地实现大而长的焊缝，将轴套顶部的外径选择得尽可能大。
轴套顶部4.1靠近支撑板10的端面大小也是可变的。从而，轴套顶部4.1在其端面上的外径等于，大于或小于轴套顶部紧贴在下轴瓦1.1一侧的外径。在所示的实施例中，轴套顶部4.1在其端面的外径小于轴套顶部紧贴在下轴瓦1.1一侧的外径。在这种情况下，轴套顶部4.1具有紧贴在下轴瓦1.1上的紧固凸缘4.11，该紧固凸缘限定了一个围绕该端面的凸肩4.3。凸肩4.3的环形凹口在截面上观察优选呈凹形倒圆(参见图3)。
上轴瓦1.2在绷紧螺钉9时夹紧在齿盘5和车身连接轴套4之间。
齿盘5优选由一种钢材制成，该钢材比车身材料更硬。车身或其纵梁6可以由高强度的钢材，例如由多相钢DP550或DP600构成。与之相反，支撑板10可以由未经淬火硬化的钢，例如由钢种St53构成。车身连接轴套4，特别是车身连接轴套顶部4.1，优选锯齿状的顶部4.1，由一种钢材制成，该钢材比支撑板10的材料更硬。然而，车身连接轴套4的材料不需要像单独制造的齿盘5的材料那么硬。优选车身连接轴套4的材料比单独制造的齿盘5的材料更软。
图4所示的实施例与图3所示的实施例的不同在于，环形的圆盘4.1和车身连接轴套4彼此单独制造并且不是材料配合地相互连接。车身连接轴套4在其靠近下轴瓦1.1的末端固定在通孔1.11上。为此，轴套4的这个末端能够例如焊接在下轴瓦1.1的内侧。或者，也可以由此实现车身连接轴套4在通孔1.11上的固定，即，紧挨着通孔1.11例如通过堆焊设有波纹状的突起，该突起确保设置在、优选夹紧在下轴瓦1.1和上轴瓦1.2之间的轴套4不会相对于通孔1.11侧向移动。环形的圆盘4.1优选形成为齿盘并且必要时在其远离下轴瓦1.11的端面上具有齿部(轮齿结构)。与之相反，圆盘4.1紧贴在下轴瓦1.1的一侧优选基本光滑。
图5所示的实施例与图3所示的实施例的不同在于，这样选择第二外壳部件1.2中的通孔1.21的大小，即，车身连接轴套4直接接触齿盘5。
本发明的实施并不局限于附图所示的实施例。而是能够考虑大 量的变体，这些变体即使与所示的实施例设计有差异，也能够用于权利要求中所给出的发明构思。