用于将部件安装到车架梁的横向构件和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及连接到车辆的两个纵向车架梁(即，沿车辆的长度定位的车架梁)的横向构件，该横向构件还提供了一种改进的更简单的方式将部件安装到车架梁。
【背景技术】
[0002]将部件安装到车辆底盘的安装工艺可分为两个主要的过程，即预组装和最终组装。在预组装期间，各个单独的部件被安装在一起作为模块，而最终组装代表最终的安装步骤，其中，各个单独的部件或预组装的模块(单元)被定位在车辆的车架结构上的正确位置，然后由固定元件安装到车架。在汽车工业中使用了许多类型的安装技术，以将部件紧固到车辆的底盘(车架结构)。该安装通常包括使用固定元件，例如螺钉、铆钉和/或螺栓，它们将部件连接到车架梁。
[0003]在US 2009/0302179中，描述了用于将附加部分紧固到车辆的车架结构的保持装置。该保持装置紧固到车架结构的外侧。该保持装置包括用于将附加部分紧固到车架结构的钩，并且该附加部分具有互补形状的表面，以便在该保持装置和部件之间形成强制锁定连接。
[0004]在车辆工业中，感兴趣的是找到将部件和模块安装到底盘的改进的方法，以找到更廉价且更符合人机工程学的安装方法。当将部件安装到重型车辆的车架梁时，经常也关注于在该部件和车辆之间实现具有改进的稳健性的连接。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是找到将部件安装到车架结构的改进的方式，在增加稳健性、改进安装和维护期间的人机工程性、更低的复杂性和更低的安装成本方面具有改善的结果。特别地，本发明的目的是找到这样的改进方式:将车轮悬挂部件安装到车辆的车架结构并同时实现更稳定的轮轴构造。
[0006]针对具有包括两个纵向梁的车架结构的车辆，通过根据权利要求1所述的横向构件来实现该目的。该横向构件包括主体部分和两个端部，其中，每个端部包括与纵向车架梁的内表面面向的外表面，其中，该横向构件包括至少一个突起，该至少一个突起从所述端部的外表面延伸以被引入到车架梁的孔或凹口内，用于与安装到纵向车架梁上的一个或多个部件形成形状锁定(form-lock)。
[0007]该横向构件允许实现更稳定的构造，因为这种形状锁定在所述部件和横向构件之间提供了具有小公差间隙和大连接面积的紧密连接。此外，这种构造被稳定化，因为该横向构件的外表面与车架梁的内表面对准。与将连接构件添加到车架梁的外表面来安装部件相比，这获得了该部件到车架梁的更稳定的连接。
[0008]此外，由于该形状锁定且其位于横向构件的端部的外侧，该横向构件也可为待附接的部件提供直接机械支撑。例如，这对于待安装到车架两侧的诸如轮轴悬挂模块的大模块(单元)来说是很重要的。
[0009]另外，通过使用该横向构件，使得所述部件的安装过程更简单，这是因为:由于在车架梁的外侧延伸的横向构件的突起，所述部件在底盘上的精确定位变得更容易找到，需要更少的固定元件，并且由于该横向构件实现的额外稳定性，安装步骤可从最终组装过程移到预组装过程。例如，对于轮轴悬挂模块，车轮定位可在预组装过程期间完成。另外，实现了对于工人而言的改进的人机工程性，因为通过所述突起和互补的凹部形成的形状锁定使得容易组装各个模块或完整单元，而非安装单独的部件。而且，能将部件直接地形状锁定到横向构件上的突起也降低了所需的其他类型的固定元件的数量。
[0010]在本发明的实施例中，该突起的外部分适于将所述部件相对于车辆的高度方向向上和/或向下锁定。由此，能在车辆的竖直方向上显著地稳定所述部件，因为所述部件受到的任何竖直力都将直接分散给该横向构件。
[0011]在本发明的实施例中，该突起的外部分适于将所述部件相对于纵向车架梁的长度方向锁定。由此，能在车辆的长度方向上显著地稳定部件，因为所述部件受到的任何纵向力都将直接分散给该横向构件。
[0012]在本发明的实施例中，该突起的外部分适于将所述部件相对于沿车架梁的方向旋转地(R)锁定。这例如能通过使用至少一个突起来实现，该突起的外部分具有非圆形横截面区，或通过使用在横向构件的与车架梁的内表面面向的每个外表面处的至少两个圆形突起来实现。这是建立待安装到车架结构的部件的、改进的稳定性的有效方式，因为该横向构件将作为所述部件的一体部分支撑所述部件。
[0013]在本发明的实施例中，该突起的外部分适于将所述部件在相对于纵向车架的长度方向而言的横向方向上锁定。与使用诸如螺钉、铆钉和螺栓灯的常规固定元件相比，这种锁定机制确保了在横向方向上的更精确的定位。当使用螺钉、铆钉和螺栓时，精确的定位取决于安装所述部件的工人，而当使用形状锁定时，所述部件能在横向方向上更精确地定位。这与到该横向构件的直接连接相结合地获得在横向方向上明显提高的稳健性。
[0014]在本发明的实施例中，该突起的内部分被布置成与车架梁形成形状锁定。由此，除了该横向构件和所述部件之间的形状锁定之外，在车架和该横向构件之间也建立了形状锁定。因此，与仅使用螺钉或螺栓的附接相比，该横向构件将以增加的稳健性被紧固到车架结构。因此，所述部件将与该横向构件和车架梁形成一体单元。由此，实现了高的稳定性，这种高的稳定性对于带有高载荷冲击的部件是有利的，例如轮轴悬挂模块。换言之，该突起被以高精度定位在车架结构上，从而，与例如使用通过常规固定方式安装到车架外侧的形状配合保持器相比，在所述部件和突起之间产生的连接更优。替代地，为了获得车架梁的类似的锁定功能，该外表面可以包括一个或多个另外的突起，其中，该另外的突起被布置成在所述横向构件和车架梁之间形成形状锁定。
[0015]在本发明的实施例中，该横向构件的主体部分包括用于安装另外的功能部件的连接点。由此，可实现部件(例如轮轴悬挂模块)的高效安装。
[0016]根据本发明的第二方面，通过根据权利要求9所述的车辆来实现上述目的。该车辆包括如上所述的横向构件，其中，该横向构件布置在车辆的两个纵向车架梁之间，并且至少一个突起延伸穿过纵向车架梁并与所述部件形成形状锁定，其中，所述部件包括至少一个凹部，该凹部具有至少与所述至少一个突起的外部分互补的形状。如上所述，当用在车辆中时，这样的横向构件在以下方面提供数个优点:部件的更高的稳定性，该部件利用横向构件作为连接器安装到车架；更低成本的构造，这是因为能在最终组装安装过程中使用具有更少安装步骤的更简单的安装工艺。
[0017]在本发明的实施例中，该部件包括另外的连接点，例如螺纹孔，用于将该部件(模块)固定到所述突起；和/或固定到车架梁。因此，该部件可在所述突起未形成锁定的其余方向上被紧固。例如，在从顶部安装的情况下，该部件可通过附接在所述突起的顶部处的固定元件而被另外紧固。而且，所述部件也可通过常规固定元件被另外紧固到车架梁。
[0018]在本发明的实施例中，待连接到车架梁的所述部件是驱动轮悬挂单元或非驱动轮悬挂单元。所述部件可以是刚性轮轴单元或独立的车轮悬挂单元。例如，该车轮悬挂单元可包括至少两个悬挂支架，每个支架均包括至少一个凹部，该凹部具有至少与所述突起的外部分互补的形状，以与所述横向构件和/或与车架梁形成形状锁定。使用本发明的横向构件安装车轮悬挂模块允许在安装过程期间的明显改进，因为车轮总成模块的精确定位允许车轮定位能够作为预组装安装步骤完成。目前，车轮总成首先被安装到车架并在到底盘的最终组装中完成车轮定位。此外，使得最终组装更简单，因为这种形状锁定允许在底盘内可用的狭窄空间内使用更少的其他固定元件。此外，由于所述突起提供的对横向构件和/或车架梁的直接机械支撑，实现了明显更稳定的构造，该突起至少部分地将横向构件一体形成到车轮悬挂布置结构中。例如，在使用独立的车轮悬挂的情况下，车辆的纵向车架梁可能在行驶期间受到横向方向上的旋转力。该横向构件经由形状锁定突起在两个纵向车架梁处的直接连