固定系统和轴辅助车架的制作方法

本发明涉及一种用于将轴辅助车架(Achshilfsrahmen)连结到车辆的车身处的固定系统以及一种用于将轴连结到车辆的车身处的轴辅助车架。

背景技术：

机动车的可转向的前轴常常具有轴辅助车架，在其处在两侧布置有引导车轮的横臂。已知的轴辅助车架构造为多件式的板结构且例如具有两个组装在一起的辅助车架件，其也被称为辅助车架上部件或辅助车架下部件。为了将轴辅助车架连结到机动车的车身或白车身的承载元件处，辅助车架上部件和辅助车架下部件具有用于穿引连接螺栓的同轴的空隙。

为了加固轴辅助车架在车身处的连结，使用套筒，其可插入空隙中并且通过形状配合的连接防止辅助车架上部件和辅助车架下部件在与车身的旋拧部位处压在一起。套筒具有头部区域，其具有比轴辅助车架的内径更大的外径，车身在固定在轴辅助车架处之后置于其上。为了避免套筒相对于轴辅助车架运动，套筒被卡在轴辅助车架处或通过滚压(轧压)来固定或与其焊接。为了减少套筒的磨损已知将套筒完全调质，因此其具有比车身更高的硬度。

已知的套筒例如具有该缺点，即在其与车身之间可能出现在极端负载情况中冲击式地通过轴辅助车架相对于车身打滑而卸载且因此影响正面的客户感受的力。该过程也被称为辅助车架打滑且常常引起比较响的咔嚓声。此外，已知的套筒常常具有该缺点，即轴辅助车架的少许挠曲已可导致套筒和辅助车架下部件的内径的重叠。重叠意味着，用于穿引固定螺栓的有效横截面被减小或必要的公差补偿受限制，因为套筒和空隙由于轴辅助车架的挠曲彼此不再同轴地布置。由此，可能使轴辅助车架到车身处的装配明显变困难或不可能。另外，在售后服务情况中不可能引入固定装置。此外，完全调质的套筒在制造上非常昂贵。最后，已知的套筒具有该缺点，即其不能足够牢固地与轴辅助车架连接。

技术实现要素：

因此本发明的目的是提供一种用于将轴辅助车架连结到车辆的车身处的固定系统，其至少部分地不具有现有技术的缺点。本发明的目的尤其是提供一种用于将轴辅助车架连结到车辆的车身处的固定系统，其以成本有利的方式以及利用简单的器件实现将轴辅助车架可靠地以及改善地固定在车身处。此外，本发明的目的是提供一种至少部分地不具有由现有技术中已知的缺点的轴辅助车架。本发明的目的尤其是提供一种能够可靠地连结到车辆的车身处以及能够成本有利地制造的轴辅助车架。

该目的通过权利要求来实现。根据本发明的第一方面，该目的根据本发明通过一种带有权利要求1的特征的固定系统来实现。根据本发明的第二方面，该目的根据本发明通过一种带有权利要求12的特征的轴辅助车架来实现。本发明的另外的特征和细节由从属权利要求、说明书和附图得出。在此，结合根据本发明的固定系统所说明的特征和细节当然也与根据本发明的轴辅助车架相关联地适用，并且相应反之亦然，从而关于各个发明方面的公开内容始终来或者可相互参照。

根据本发明的第一方面，该目的通过一种用于将轴辅助车架连结到车辆的车身处的固定系统来实现。该固定系统具有带有车身侧、辅助车架侧以及支承空隙的支承件和带有第一端部区域、第二端部区域以及套筒空隙的套筒。支承件的辅助车架侧在轴辅助车架的第一壁的第一侧处而套筒的第二端部区域在轴辅助车架的第二壁处可布置成使得支承空隙和套筒空隙彼此同轴地布置。支承空隙和套筒空隙构造用于穿引用于将轴辅助车架与车身连接的固定器件的杆。车身侧具有用于安装车身的安装面(Anlageflaeche)，其中，支承件具有比套筒更大的硬度。

在本发明的意义中，固定系统是多件式的装置，其构造用于将第一组件(例如轴辅助车架)连结在第二组件(例如车辆的车身或白车身)处或者说实现或支持这样的连结。相应地，除了该固定系统之外还可设置有或需要另外的固定部件(例如螺栓、销、螺母和/或铆钉)用于连结这两个组件。通过该固定系统例如实现固定螺栓的高预紧力，而不由此使辅助车架和车身变形。此外，固定系统至少部分地在待相互连接的组件之间可布置成使得这两个组件至少在固定系统的区域中不相互直接接触。由此防止组件直接在彼此上滑动且在此产生烦人的噪声。由此同样可减少组件的磨损。

轴辅助车架常常被应用在现代机动车的转向轴中。其可作为预装配的单元来提供且可借助于根据本发明的固定系统利用简单的器件连结在机动车的车身或白车身处。

该固定系统具有带有支承空隙的支承件和带有套筒空隙的套筒。支承件可布置在辅助车架的面向车身的侧面处且用于容纳或支承车身。通过该支承件确保，车身不直接置于辅助车架上。此外，支承件构造用于穿引用于将辅助车架固定在车辆的车身或白车身处的固定器件(例如销、螺栓或铆钉)。套筒可至少部分地在辅助车架内布置在辅助车架的第一壁与第二壁之间。套筒用于穿引用于将辅助车架固定在车辆的车身或白车身处的固定器件。除了引导固定器件之外，套筒具有防止第一壁和第二壁由于由固定器件引起的张紧力而压在一起的功能。因此，借助于套筒例如使第一壁靠向第二壁来支撑。力流例如从固定器件经由车身的第一联接段、支承件和第一壁通过套筒和车身的第二联接段延伸至固定器件。备选地，力流可在绕过第一壁的情况下还直接从支承件延伸至套筒。

支承件具有比套筒更大的硬度。在此优选的是，支承件具有比车身的可布置在支承件处的部分更大的硬度，以确保辅助车架在车身处的可靠连结。套筒不需要如支承件那样的硬度且因此尤其出于经济性原因或成本原因以较小的硬度来设计。因为套筒和支承件分别构造为单独的构件，这不成问题且可利用简单的器件实现。

根据本发明的固定系统相对于由现有技术已知的固定系统具有该优点，即其可容易地布置在辅助车架处且即使在辅助车架略微挠曲的情况下也确保固定器件的容易插入。这不仅对于装配而且在维修时是有利的。此外，固定系统具有该优点，即其可成本有利地制造，因为不是固定系统的所有部件具有相同的硬度并且带有较小硬度的部件的制造比带有较高硬度的部件的制造更成本有利。

优选地，套筒空隙具有比支承空隙更大的直径。由此确保固定器件容易穿过套筒插入以及固定器件侧向保持在支承空隙中。

优选的是，支承件被调质而套筒不被调质。优选地，支承件由可调质的材料而套筒由不可调质的材料、例如非合金的优质钢制成。以该方式，支承件具有比套筒更大的硬度。套筒的调质是不必要的。通过节省套筒的调质可节省制造成本。调质意味着，支承件比套筒更抗拉/更耐久且更硬。支承件通过热处理来调质。也就是说，支承件通过加热或者说奥氏体化优选地到大于700ºC的温度上和接着的冷却工艺、所谓的硬化来强化。此外，支承件为了获得韧性被退火、也就是说被再次加热，优选地到大约500ºC的温度上。这样调质的支承件具有高硬度。

在本发明的一有利的设计方案中，支承件和/或套筒具有至少一个结构化表面。在本发明的意义中，结构化表面是具有例如至少一个成形元件(例如凸起或肋)和/或一定的粗糙度的表面。结构化表面优选地构造成使得改善车身在结构化表面上的附着且因此降低车身在结构化表面上打滑的风险。由此在行驶期间可防止不期望的噪声且可减少车身的磨损。

优选地，结构化表面具有齿部和/或防滑的表面。齿部和防滑的表面具有该优点，即其可容易制造且利用简单的器件减少车身在结构化表面上打滑的风险、不期望的噪声以及磨损。

进一步优选地，结构化表面至少布置在支承件的车身侧和/或套筒的第二端部区域的端侧上。在这些端侧处，固定系统在安装状态中优选地布置在车身处。在固定系统的其它区域上的结构化表面(其不能与车身带到相接合)是不必要的。结构化表面的这样的布置具有该优点，即因此使结构化表面和车身的接触面最大化。通过结构化表面的这样针对性的布置，可降低固定系统的制造成本。

有利的是，支承件在支承空隙处的辅助车架侧上具有倒圆和/或倒角。以该方式改善了固定器件(例如螺栓或销)或者固定装置在售后服务中经由套筒插入支承件中，因为固定器件在进一步插入套筒中时通过倒圆或倒角被引到支承空隙中。因此利用简单的器件可防止固定器件在支承空隙的辅助车架侧的开口处的歪斜。

在本发明的一有利的设计方案中，支承件具有凹部(Aussparung)用于优选地形状配合地容纳套筒的第一端部区域的区段。在装配状态中，套筒的第一端部区域布置在凹部中。因此，力流不再从套筒经由第一壁延伸到支承件中，而是直接从套筒延伸到支承件中。这尤其具有该优点，即以该方式可制造带有较高强度和较少磨损的辅助车架和车身的连接。此外，由此改善了固定器件穿过套筒插入支承件中，因为套筒通过凹部最佳地相对于支承件取向且因此将固定器件引导到支承空隙中。即使在辅助车架略微挠曲的情况下，该引导保持存在。

优选地，支承件为了固定在辅助车架的第一壁处在辅助车架侧上比在车身侧上具有更大的周长。由此，一方面例如在装配固定系统时防止支承件滑过辅助车架的第一壁的第一空隙。此外，支承件因此可更好地固定在第一壁处，因为例如有较大的接缝区域或较长的接缝路段可供固定使用。最后，因此在改善强度的同时可减小支承件的总重量。

优选的是，支承件为了固定在辅助车架的第一壁处在辅助车架侧上具有凸缘。凸缘优选地环绕地或者大致环绕地来构造并且确保支承件在第一壁处的可靠固定以及可靠支承。如此可将支承件在凸缘的区域中良好地焊接在第一壁处。

同样优选地，套筒为了固定在第二壁处在第二端部区域中比在第一端部区域中具有更大的周长。进一步优选地，套筒为了固定在第二壁处在第二端部区域中具有优选环绕地或大致环绕地构造的凸缘。由此，一方面例如在装配固定系统时防止套筒滑过辅助车架的第二壁的第二空隙。此外，套筒因此可更好地固定在第二壁处，因为例如有较大的接缝区域或较长的接缝路段可供固定使用。

优选地，支承件和/或套筒由可焊接的材料来构造。因此，支承件和/或套筒可焊接在辅助车架处。特别优选地，支承件和套筒由可焊接的材料来构造。焊接具有该优点，即可获得支承件和/或套筒在辅助车架处特别牢固的以及可良好负载的固定。

根据本发明的第二方面，该目的根据本发明通过一种用于将轴连结到车辆的车身处的轴辅助车架来实现。轴辅助车架具有带有第一壁的辅助车架上部件和带有第二壁的辅助车架下部件，其中，辅助车架上部件和辅助车架下部件相互连接。第一壁具有至少一个第一空隙而第二壁具有至少一个第二空隙，其中，该至少一个第一空隙和该至少一个第二空隙彼此相间隔地以及互相对齐地布置。轴辅助车架为了连结到车身处具有根据本发明的固定系统。具有支承空隙的固定系统的支承件以第一空隙布置在第一壁处。具有套筒空隙的固定系统的套筒在第二壁处布置成使得支承空隙和套筒空隙互相对齐。套筒穿过第二空隙延伸直至第一壁或直至支承件。

轴辅助车架优选地构造用于可转向的轴、尤其前轮轴。根据本发明，辅助车架上部件和辅助车架下部件也可一件式地来构造且例如可借助于3D打印机来制造。优选地，轴辅助车架完全地或至少部分地由可焊接的材料制成，以使固定系统的焊接成为可能。

该轴辅助车架相对于由现有技术已知的轴辅助车架具有该优点，即其可特别成本有利地制造，因为不是固定系统的所有部件具有相同的硬度并且制造带有较小硬度的部件比制造带有较大硬度的部件更成本有利。此外，即使在辅助车架略微挠曲的情况下也确保固定器件的容易插入。这不仅对于装配而且对于维修是有利的。

优选地，支承件和/或套筒焊接在轴辅助车架处。焊接连接具有该优点，即支承件和/或套筒特别可靠地或牢固地固定在辅助车架处。

进一步优选地，套筒贴靠在第一壁处。在此可设置成，套筒在第一实施形式中在端侧贴靠在第一壁处或者在第二实施形式中在纵侧贴靠在第一壁处或邻近于第一壁。在第一实施形式中，第一壁借助于固定器件可卡在套筒与支承件之间。在第二实施形式中，套筒相对于第一壁以有利的方式被引导，例如经由第一壁或支承件的支承空隙，从而在该区域中提高辅助车架的刚度。因此同样使固定器件的装配容易。力流在第二实施形式中直接从套筒延伸到支承件中。

优选的是，套筒空隙具有大于支承空隙的内径而小于第一空隙和/或第二空隙的内径的内径。这具有该优点，即固定器件可容易地引导穿过套筒且由支承件良好地来侧向引导。因此即使在轴辅助车架略微挠曲的情况下也防止在插入固定器件时与第一空隙或第二空隙的碰撞。

附图说明

下面根据附图来详细阐述本发明。在附图中分别示意性示出了：

图1显示了对带有布置在其处的根据现有技术的固定系统的第一变体的轴辅助车架的截段的侧视图；

图2显示了对带有布置在其处的根据现有技术的固定系统的第二变体的轴辅助车架的截段的侧视图；

图3显示了对带有布置在其处的根据本发明的固定系统的第一实施形式的轴辅助车架的截段的侧视图；

图4显示了对带有布置在其处的根据本发明的固定系统的第二实施形式的轴辅助车架的截段的侧视图。

附图标记清单

1 固定系统

2 轴辅助车架

3 支承件

4 车身侧

5 辅助车架侧

6 支承空隙

7 套筒

8 第一端部区域

9 第二端部区域

10 套筒空隙

11 第一侧

12 第一壁

13 第二壁

14 安装面

15 结构化表面

16 齿部

17 倒圆

18 凹部

19 凸缘

20 辅助车架上部件

21 辅助车架下部件

22 第一空隙

23 第二空隙

24 焊缝

25 端侧

30 支撑套筒

31 第一支撑套筒区域

32 第二支撑套筒区域

33 支撑环

34 支撑套筒空隙。

具体实施方式

在图1中以剖面示出的轴辅助车架2具有带有第一壁12的辅助车架上部件20以及带有第二壁13的辅助车架下部件21，它们相互连接。辅助车架上部件20具有第一空隙22，其与辅助车架下部件21的第二空隙23对齐地布置。通过第一空隙22引入支撑套筒30的部分区域。支撑套筒30具有第一支撑套筒区域31、第二支撑套筒区域32以及中央的在支撑套筒30的纵向上延伸的中央的支撑套筒空隙34，其构造用于穿引固定器件(例如螺栓杆或销杆)的部分。第一支撑套筒区域31在支撑套筒30的一端处具有支撑环33，其置于第一壁12的背对第二壁13的侧面上且与它借助于焊缝24相焊接。第二支撑套筒区域32的一端贴靠在第二壁13的面向第一壁12的侧面处且与它可经由未示出的固定器件例如在将辅助车架固定在车身处时张紧。根据现有技术的固定系统的该第一变体尤其具有该缺点，即辅助车架上部件20和辅助车架下部件21的相对扭曲可使固定器件或紧固装置难以通过第二空隙23插入支撑套筒空隙34中或阻止该插入。此外，整个支撑套筒30具有相比车身较高的硬度且因此仅可非常耗费成本地制造。

在图2中所示的根据现有技术的固定系统1的第二变体具有与图1中类似的支撑套筒30。在该第二变体中，第一支撑套筒区域31的支撑环33不贴靠在第一壁12处，其中，第一支撑套筒区域31的侧壁借助于焊缝24焊接在第一壁12处。第二支撑套筒区域32被引导穿过第二壁13的第二空隙23且借助于焊缝24焊接在第二壁13处。该第二变体尤其具有该缺点，即支撑套筒30的装配非常复杂，因为须引导其穿过第一空隙22和第二空隙23。此外，整个支撑套筒30具有相比车身较高的硬度且因此仅可非常耗费成本地制造。

在图3中绘出了带有布置在其处的根据本发明的固定系统1的第一实施形式的根据本发明的轴辅助车架2的截段。固定系统1具有带有车身侧4和辅助车架侧5的支承件3，其中，支承件3在辅助车架侧5上具有凸缘19。凸缘19借助于优选地环绕的焊缝24被保持在辅助车架上部件20的第一壁12处。支承件3的支承空隙6与辅助车架上部件20的第一空隙22和辅助车架下部件21的第二空隙23对齐地布置。在车身侧4上，支承件3具有用于安装车身的安装面14。安装面14构造为带有齿部16的结构化表面15。

固定系统1具有套筒7，其带有第一端部区域8和第二端部区域9以及在套筒7的纵向上延伸的中央套筒空隙10。套筒7这样被插过辅助车架下部件21的第二壁13的第二空隙23，使得套筒7的构造在第二端部区域9处的凸缘19贴靠在第二壁13的背对第一壁12的侧面处且与第二壁13借助于优选地环绕的焊缝24来保持。套筒7的第一端部区域8在第一壁12处贴靠成使得套筒空隙10与支承空隙6对齐地布置。支承件3在辅助车架侧5上在支承空隙6处具有倒圆17。由此使未绘出的固定器件易于在套筒侧引入支承空隙6中。

优选地，套筒7在第二端部区域9的端侧14上同样具有结构化表面15，其构造为齿部16。支承件3具有比套筒7更大的硬度。相应地，根据本发明的固定系统1可特别成本有利地制造。在该第一实施形式中，力流从套筒7经由第一壁12延伸到支承件3中。

在图4中绘出了带有布置在其处的根据本发明的固定系统1的第二实施形式的根据本发明的轴辅助车架2的截段。固定系统1具有带有车身侧4和辅助车架侧5的支承件3，其中，支承件3在辅助车架侧5上具有凸缘19。凸缘19借助于优选地环绕的焊缝24被保持在辅助车架上部件20的第一壁12处。支承件3的支承空隙6与辅助车架上部件20的第一空隙22和辅助车架下部件21的第二空隙23对齐地布置。支承件3在辅助车架侧5上在支承空隙6处具有用于容纳套筒7的第一端部区域8的部分的凹部18。

固定系统1具有套筒7，其带有第一端部区域8和第二端部区域9以及在套筒7的纵向上延伸的中央套筒空隙10。套筒7这样被插过辅助车架下部件21的第二壁13的第二空隙23，使得套筒7的构造在第二端部区域9处的凸缘19贴靠在第二壁13的背对第一壁12的侧面处且与第二壁13借助于优选地环绕的焊缝24来保持。套筒7的第一端部区域8通过辅助车架上部件20的第一壁12的第一空隙22被引入支承件3的凹部18中且在端侧贴靠在支承件3处。因此，套筒空隙10与支承空隙6对齐地布置。由此使固定器件或紧固装置在售后服务中易于在套筒侧插入支承空隙6中。

在车身侧4上，支承件3具有用于安装车身的安装面14。安装面14构造为带有齿部16的结构化表面15。优选地，套筒7在第二端部区域9的端侧25上同样具有结构化表面15，其构造为齿部16。支承件3具有比套筒7更大的硬度。相应地，根据本发明的固定系统1可特别成本有利地制造。在该第二实施形式中，力流直接从套筒7延伸到支承件3中。