后悬架安装总成的制作方法

1.本发明涉及一种适于将驾驶室连接到车辆底盘的后悬架安装总成。本发明还涉及一种包括这样的后悬架安装总成的车辆。
2.本发明可以应用于重型车辆，诸如卡车和建筑设备。虽然将关于卡车描述本发明，但是本发明不限于这种特定车辆，而是可以应用于其他车辆，诸如建筑设备。


背景技术：

3.重型车辆，诸如卡车，通常设有舱室(cabin)，通常称为驾驶室，驾驶员可以坐在驾驶室中操作车辆。驾驶室连接到车辆底盘，即保持车辆车身的一个或多个车辆框架。
4.一些卡车被设计成使得在卡车正面碰撞或摆锤冲击期间，冲击能量在一定程度上传递给驾驶室移动，其余部分传递给驾驶室变形。通过允许驾驶室在碰撞期间移动和部分变形，可以减少对驾驶室前侧(基本上是卡车的防火墙区域)的侵入。
5.上述移动和变形可以通过设计驾驶室前悬架来实现，即设计成在一定的冲击负载下断裂。防火墙和地板构件提供刚度以减少侵入，而前悬架的断裂允许驾驶室向后移动，这进而有助于减少侵入，因此提供更好的生存空间。
6.现有的法规要求，如关于采用轮式车辆统一技术规定的联合国协议ece r29.02和ece r29.03，记载了在冲击后，驾驶室应通过任一驾驶室安装件与车辆的其余部分相连。在上述现有解决方案中，该要求通过完整(intact)的后悬架来满足，驾驶室借助于该后悬架保持连接到车辆底盘。
7.尽管现有解决方案在正面碰撞冲击时为驾驶员提供了一定的安全性，但将期望进一步提高受到正面碰撞冲击的驾驶室的安全性方面。特别地，将期望在撞车场景期间减少对驾驶室的驾驶员隔间内部的防火墙侵入，同时满足如ece 29.02和ece 29.03等安全法规要求。


技术实现要素：

8.本发明的目标在于提供一种悬架安装总成，其可用于提高受到正面碰撞冲击的驾驶室安全性方面。
9.根据本发明的第一方面，该目标通过一种根据权利要求1所述的后悬架安装总成实现。该后悬架安装总成适于将驾驶室连接到车辆底盘，其中，后悬架安装总成包括：
10.‑
下支架，其具有第一紧固件，所述第一紧固件用以将下支架固定至车辆底盘，
11.‑
上支架，其具有第二紧固件，所述第二紧固件用以将上支架固定至驾驶室，
12.‑
第一和第二连接装置，其将上支架连接至下支架，其中，第一连接装置适于将上支架刚性地连接至下支架，第二连接装置适于将上支架可移动地连接至下支架，
13.‑
其中，当上支架通过第一和第二连接装置两者连接到下支架时，上支架刚性地连接至下支架，
14.‑
其中，第一连接装置按尺寸形成为在受到阈值力时断裂，在该阈值力下，第二连
接装置保持完整并允许上支架相对于下支架移动。
15.本发明基于下列认识，即在正面碰撞的情况下，可以通过允许后悬架的一部分可向后移动而提供驾驶室的进一步向后移动，其中驾驶室经由后悬架的另一部分保持连接到车辆底盘，由此使得驾驶室能够进一步移动，同时满足法规要求。因而，具有被设计成在特定冲击下断裂的前悬架的现有解决方案可以通过根据本发明的后悬架安装总成补充。换句话说，除了现有解决方案所允许的向后移动之外，通过使用根据本发明的后悬架安装总成，将允许进一步向后移动，由此较多的冲击能量将被传递给驾驶室移动，并且较少的冲击能量将被传递给驾驶室变形(防火墙的侵入)。
16.在本技术中，诸如上、下、之上、之下之类的术语涉及后悬架安装总成的正常安装。特别地，这些术语可以与通过其车轮站在地面(诸如路面)上的车辆相关。例如，处于正常环境下的驾驶室延伸到底盘之上的水平。因而，上支架的至少一部分有意位于与下支架相比相对于地面在竖直方向上更高的水平处。
17.根据至少一个例证性实施例，第二连接装置适于将上支架可旋转地连接到下支架，由此使得在第一连接装置在所述阈值力下断裂时，上支架能够相对于下支架旋转。其优点在于，使得驾驶室能够受控地向后移动。即使在上支架和下支架的连接处存在小角度旋转，也可以导致驾驶室的相当大移动。上支架构件越长，则杠杆效应会越大(角度旋转vs.驾驶室移动)。
18.根据至少一个例证性实施例，第二连接装置包括引导狭槽和突出到引导狭槽内的突出元件，其中，上支架和下支架中的一个具有引导狭槽，其中，上支架和下支架中的另一个具有突出元件，其中，使得突出元件能够在第一连接装置在所述阈值力下断裂时沿狭槽移动，由此相对于下支架移动上支架。这也具有提供受控移动的优点。
19.根据至少一个例证性实施例，所述引导狭槽是弯曲的，以沿弯曲路径引导突出元件，由此使得上支架能够相对于下支架旋转。这也具有提供受控移动的优点。此外，由于杠杆效应，即使突出元件在弯曲引导狭槽内的小移动也可以引起上支架的上端处的大向后移动，因此引起驾驶室的大向后移动。
20.根据至少一个例证性实施例，所述引导狭槽在两个引导狭槽边缘之间延伸，其中，至少一个引导狭槽边缘限制突出元件的移动，由此在上支架旋转之后限制上支架相对于下支架的移动。这是有利的，因为可以限定上支架和下支架之间的最大期望相对移动，例如以便找到被转化为驾驶室移动的冲击能量与被转化为驾驶室变形的冲击能量之间的适当平衡。另外，通过避免不受约束的驾驶室移动，降低了驾驶室与周围接口(诸如后侧的负载体、驾驶室底部的发动机总成部分等)碰撞的风险。
21.根据至少一个例证性实施例，上支架和下支架中的一个设有突出元件，上支架和下支架中的另一个设有引导狭槽，其中，引导狭槽在该支架中形成凹槽或孔。通过将引导狭槽集成在其中一个支架中，组件的数量可以保持较低。此外，支架的材料厚度可以按适当尺寸形成，以便材料强度是足够的，即使支架材料中设有凹槽也是如此。
22.根据至少一个例证性实施例，上支架和下支架中的一个具有突出元件，上支架和下支架中的另一个包括主要部分和附接于主要部分的引导部分，其中，引导狭槽被设置在引导部分中。这是有利的，因为与引导狭槽将形成主要部分的一体部分相比，引导部分的大小且因此引导狭槽的延伸部可以独立于主要部分的尺寸和材料强度设计为较小。
23.根据至少一个例证性实施例，第二连接装置包括延伸穿过上支架和下支架两者的枢转轴，其中，当第一连接装置在所述阈值力下断裂时，使得上支架能够绕枢转轴相对于下支架枢转。通过这种布置，在上支架和下支架之间提供简单连接。
24.根据至少一个例证性实施例，第二连接装置具有弹性元件，以提供对上支架和下支架之间的相对移动的弹性阻力。通过选择弹性元件的合适弹力，可以限制并且稍微缓冲期望的向后移动。
25.根据至少一个例证性实施例，枢转轴设有所述弹性元件，诸如扭转弹簧，以提供旋转阻力。这可以是一种限制所述向后移动的简单方式，例如代替于为狭槽设置限制边缘。
26.根据至少一个例证性实施例，第一连接装置包括一个或多个螺栓，以将上支架连接至下支架，其中，所述一个或多个螺栓按尺寸形成从而在受到所述阈值力时断裂。通过适当地选择所述一个或多个螺栓的尺寸，可能预测它们将在多大的力下断裂。例如，具有较粗柄的螺栓通常将比具有较细柄的螺栓提供更高的阈值力。根据车辆的类型和驾驶室的类型，可以确定期望的阈值力，并且可以基于期望的阈值力来选择适当尺寸的螺栓。
27.根据至少一个例证性实施例，第一和第二紧固件与第一和第二连接装置间隔开。因而，与驾驶室和车辆底盘的第一和第二固定可以独立于上和下支架之间的连接来构造。如果其中一个连接装置将被用于将上支架和下支架两者彼此连接并用于例如将下支架连接至底盘，则将产生较低的设计自由度和对不同车辆与驾驶室类型的适应。
28.根据至少一个例证性实施例，上支架被构造成当后悬架安装总成被安装并将驾驶室连接至车辆底盘时从下支架向上延伸。通过选择上支架和下支架之间的连接点，即，通过选择第二连接装置的位置，以及通过选择上支架的长度，则可以在上支架受到冲击而相对于下支架旋转时获得合适的杠杆效应。
29.根据至少一个例证性实施例，上支架是细长的并具有下端和上端，下端被连接至下支架，上端适于连接至驾驶室，其中，上支架的纵向延伸部从下端延伸至上端。同样地，通过选择上支架的合适长度和第二连接装置的位置，则可以在上支架受到冲击而相对于下支架旋转时获得合适的杠杆效应。
30.根据本发明的第二方面，提供了一种车辆。该车辆包括：
31.‑
驾驶室，
32.‑
底盘，以及
33.‑
根据本发明的第一方面(包括其任何实施例)所述的后悬架安装总成，以将驾驶室的后部连接至底盘。
34.根据第二方面的至少一个例证性实施例，车辆进一步包括前支腿或前悬架安装总成，以将驾驶室的前部连接至底盘，其中，所述前支腿或前悬架安装总成或其部分按尺寸形成，从而在产生所述阈值力的正面碰撞时断裂，以便允许驾驶室相对于底盘向后移动。因而，通过为车辆设置可断裂的前支腿或前悬架安装总成和后悬架安装总成，与前支腿或前悬架安装总成将与不可移动的后悬架安装总成组合使用相比，延长了向后移动的范围。
35.在下面的说明和从属权利要求中公开了本发明的进一步优点和有利特征。
附图说明
36.参考附图，下面是作为示例引用的本发明的实施例的更详细说明。
37.在附图中：
38.图1是根据本发明的至少一个例证性实施例的车辆的一部分的示意图，其中，后悬架安装总成将驾驶室连接至底盘，
39.图2、图2a和图2b示意性地示出根据本发明的至少一个例证性实施例的后悬架安装总成，
40.图3、图3a和图3b示意性地示出根据本发明的至少另一例证性实施例的后悬架安装总成，以及
41.图4示意性地示出根据本发明的又一例证性实施例的后悬架安装总成。
具体实施方式
42.图1是根据本发明的至少一个例证性实施例的车辆2的一部分的示意图，其中，后悬架安装总成4将驾驶室6连接到底盘8。虽然车辆2被示出为卡车形式，但是其他类型的车辆，诸如建筑设备，也可以设有本发明的后悬架安装总成4。
43.后悬架安装总成4包括下支架10，下支架10设有用于将下支架固定至车辆底盘的第一紧固件12。这里的第一紧固件12被示出为多个螺栓的形式，其将下支架10固定至车辆底盘8。虽然示出了六个螺栓，但是也可设想其他数量的螺栓。此外，也可设想其他或另外类型的紧固件。后悬架安装总成4进一步包括上支架14，上支架14设有用于将上支架14固定至驾驶室6的第二紧固件16。例如，第二紧固件16可以包括任何组件集合，包括螺栓、螺母、支架构件、柔性构件(诸如缓冲器和/或弹簧)等，以将上支架14固定至驾驶室6。
44.上支架14通过将第一连接装置和第二连接装置连接至下支架10，将参考图2、图2a、图2b、图3、图3a、图3b和图4进一步讨论第一和第二连接装置。
45.在参考那些图之前，应指出，除了本发明的后悬架安装总成4之外，车辆可以进一步包括前支腿或前悬架安装总成18，以将驾驶室6的前部连接至底盘8，如图1中所示。这样的前支腿或前悬架安装总成18或其部分可以通过已知方式按尺寸形成，以在产生限定阈值力的正面碰撞时断裂，以便允许驾驶室6相对于底盘8向后移动。通过将本发明的可移动的后悬架安装总成4与已知的前悬架安装总成18组合，相比于前悬架安装总成18与不可移动的后悬架安装总成组合使用，将延长向后移动的范围。
46.图2、图2a和图2b示意性地示出根据本发明的至少一个例证性实施例的后悬架安装总成204。
47.在图2中，上支架214和下支架210被示意性地示出它们被彼此连接之前以及被安装至车辆之前的情况。
48.图2a示意性地示出了当后悬架安装总成204已经被安装至车辆并且将驾驶室连接至底盘8时的正常操作状态。应注意，为了简化和解释，未示出驾驶室，并且仅示出了上支架214的一部分。因而，图2a示出了下支架210已经通过第一紧固件212(这里被示出为包括六个螺栓)固定至底盘8，并且上支架214已经被连接至下支架210。
49.图2b示出了正面碰撞状态，即驾驶室已经受到冲击。在这种状态下，驾驶室(未示出)和上支架214已经相对于下支架210和底盘8旋转。
50.第一连接装置220适于将上支架214刚性地连接至下支架210。在图2和图2a中，第一连接装置220被示出为一对螺栓，然而，也可设想其他类型的第一连接装置，只要它们刚
性地连接支架并且在期望阈值力下，即在发生特定幅度的正面碰撞时，断开连接即可。
51.第二连接装置222、224适于将上支架214可移动地连接至下支架210。在图2、图2a和图2b中，第二连接装置222、224被示出为上支架214上的旋钮222，其被构造用以被下支架210内的弯曲狭槽222引导。然而，在其他实施例中，弯曲狭槽将被设置在上支架中，并且旋钮被设置在下支架中。此外，可设想各种可替选的可移动连接。例如，狭槽不必然要求是弯曲的，而可以是直线的，平行于地面或者相对于地面倾斜，等等。此外，代替旋钮，设想突出到引导狭槽内的其他类型的突出元件，并且使其能够在第一连接装置220在所述阈值力下断裂时沿着引导狭槽移动。突出元件例如可以为销或轴。
52.当上支架214通过第一连接装置220和第二连接装置222两者连接到下支架210时，上支架214刚性地连接至下支架210，如图2a中所示。第一连接装置220按尺寸设计成当受到阈值力时断裂，其中在该阈值力下，第二连接装置222、224保持完整，并允许上支架214相对于下支架210移动，如图2b中所示。
53.应注意，即使已经将第一连接装置220示出为位于第二连接装置222、224上方，将可设想在其他实施例中，作为代替具有位于第一连接装置上方的第二连接装置。
54.如图2b中所示，由于引导狭槽224的曲率，所以第二连接装置222、224将上支架214可旋转地连接至下支架210，由此使得上支架214能够相对于下支架210旋转，这是当第一连接装置220在所述阈值力下断裂时，由于旋钮222在引导狭槽224中行进的弯曲路径而引起。在一些例证性实施例中，例如图2、图2a和图2b中所示的，引导狭槽222在底位置开始，例如在支架上(在图示中，在下支架210上)居中的位置，然后向上并朝着车辆的前部方向弯曲。然而，也可存在其它的弯曲延伸部。
55.因而，引导狭槽224在两个引导狭槽边缘224a、224b之间延伸(参见图2)。引导狭槽边缘224a、224b限制突出元件(旋钮222)的移动，由此，在上支架214的可允许旋转之后限制上支架214相对于下支架210的移动。
56.在图2、图2a和图2b中所示的例证性实施例中，引导狭槽224在下支架210本身中形成凹槽或孔。然而，在其他例证性实施例中，引导狭槽可以在与上支架和下支架中的一个附接的单独部分中形成，其中，将被在引导狭槽中引导的突出元件被设置在上支架和下支架中的另一个上。在图3、图3a和图3b中示出这样的例证性实施例。
57.因而，图3、图3a和图3b示意性地示出根据本发明的至少另一例证性实施例的后悬架安装总成304。
58.图3示出了上支架314设有突出元件，诸如旋钮322，类似于图2中的上支架214和旋钮222。在图3中，下支架310包括主要部分326和引导部分328，引导部分328通过适当的固定装置(诸如螺钉、螺栓等)附接至主要部分326，其中，引导狭槽324(通过其引导狭槽边缘324a、324b)被设置在引导部分328中。然而，引导原理基本对应于关于图2、图2a和图2b示出和讨论的引导原理，相应地，图3a示出了当后悬架安装总成304已经被安装至车辆并且将驾驶室连接至底盘8时的正常操作状态，图3b示出了正面碰撞状态，即驾驶室已经受到冲击。在这种状态下，驾驶室(未示出)和上支架314已经相对于下支架310和底盘8旋转。
59.虽然例如在图2、图2a、图2b、图3、图3a和图3b中所示的引导狭槽有益于上支架和驾驶室的受控移动，但是也可设想其他实施例。
60.图4示意性地示出根据本发明的又另一例证性实施例的后悬架安装总成404。在该
简单图示中，第二连接装置包括枢转轴442，其延伸穿过上支架414和下支架410。因而，使得当第一连接装置420在所述阈值力下断裂时，上支架414能够绕枢转轴442相对于下支架410枢转。由于关于上述图中的引导狭槽没有移动限制边缘，所以可以设置不同的移动限制机构。例如，枢转轴442可以设有弹性元件444，诸如扭转弹簧，以向上支架414和下支架410之间的相对运动提供旋转阻力。应理解，在其他例证性实施例中也可设想弹性元件以限制上支架和下支架之间的相对运动。例如，甚至具有引导狭槽的实施例也可以视需要设置适当的弹性元件，以控制旋钮在引导狭槽内的移动。
61.如图所示，第一和第二紧固件与第一和第二连接装置间隔开。此外，上支架被构造成当后悬架安装总成被安装并将驾驶室连接至车辆底盘时从下支架向上延伸。在图1中，可以看出上支架14是细长的，并且可以合适地比下支架10更长。上支架的上端适于连接至驾驶室。然而，应理解，本发明不限于上文所述和附图中所示的实施例；相反，本领域技术人员应认识到，在所附权利要求书的范围内可以做出许多改变和修改。