本发明涉及一种用于机动车的组件，所述组件具有用于连接车轮悬架的副车架和缓冲结构，所述副车架以壳形结构的方式实施并且具有上壳和下壳，所述壳部包围壳部内腔并且刚性相连。
背景技术：
在现代的机动车中，轮支架通常通过操纵连杆(如横向连杆)与车身连接。所谓的副车架通常用于铰接地支承这种操纵连杆。这种也称作副架或车轴支架的副车架与车身，例如与机动车的纵梁连接。但从z向上看，副车架可以以与纵梁处于不同平面的方式布置，优选布置在这个纵梁下方。副车架也可以容置其他构件。这个副车架例如可以通过摆动支撑件支撑车辆的发动机。
在某些情况下，这种副车架连接有缓冲结构，使得由副车架和缓冲结构构成的组件沿车辆的x向需要相应较大的结构空间。在采用这种设计方案时，副车架用作用于缓冲结构的这个或这些缓冲元件的支架。例如由de10321573a1或de602006000566t2已知这种副车架，其具有在其上指向待吸收的碰撞能量的缓冲结构(碰撞结构)。
这类包括副车架和沿与待接收的碰撞方向相反的方向连接副车架的缓冲结构的组件的应用效果令人满意。但在许多车辆中，特别是在车轮悬架的区域中沿x向仅提供有限的安装空间。
为了也能将这类组件应用于狭窄的安装条件，必须沿车辆的x向缩短副车架和/或缓冲结构。但这一点并非总是能够实现的，特别是在需要获得赋予各组成部分的符合要求的功能时，无法实现。此外，这种组件需要相当多的零件，这一点也对这种组件的重量产生显著影响，因而有时被认为是较为不利的。
de602005005973t2揭示一种机动车支架，其具有至少一个由被压制的板材构成的壳部，这个壳部具有应当被安装在车身的竖直壁上的后边缘。在此情况下，壳部的后边缘的至少一个区段定义支撑表面，这个区段可以在碰撞时与竖直壁发生接触。实施例示出双壳副车架。
de102006012528a1揭示一种用于车辆的支架装置，其由外部支架和布置在外部支架的长条形的空腔中的内部支架组成。该案中由挤压成型件构成内部支架，这个挤压成型件通过螺旋连接式固定保持在外部支架上且具有多个内部腔室。这些腔室竖直且横向于外部支架的纵向延伸度延伸，在挤压成型件上设有多个用于螺旋连接式固定的内部容置区段。
技术实现要素：
有鉴于此，基于所讨论的现有技术，本发明的目的在于，提出一种用于机动车的组件，所述组件具有用于连接车轮悬架的副车架以及缓冲结构，在无需在车轮悬架和待容置的行走机构作用力方面以及/或者在期望缓冲结构的设计方案中造成负面影响的情况下，所述组件即使在狭窄安装条件下也能使用，此外，所述组件在碰撞特性的设计方案中实现更大的自由度。
本发明用以达成上述目的的解决方案为本文开篇所述类型的一种组件，其中，所述缓冲结构依据嵌入件的类型完全或部分地集成至所述副车架的壳部内腔并且以无法挪动的方式布置在所述壳部内腔中。
就所述组件而言，与已知的设计方案不同，所述缓冲结构并非一定要沿x向连接副车架，而是完全或部分地集成至副车架。所述缓冲结构完全或部分地集成至所述副车架指的是：车辆的参与缓冲的元件总体而言可以处于所述副车架中或者仅部分处于其中，同样重要地，除集成在所述副车架中的缓冲结构外，其他用于缓冲的元件还可以连接所述副车架或者与所述组件一起为所述车辆的碰撞性能作贡献。在采用这种方案时，利用的是副车架的壳形结构。因此，在采用所述方案时，灵活地利用由所述壳部构成的壳部内腔，以便依照嵌入件的类型将缓冲结构集成至所述壳部内腔并以相对所述副车架的两个壳部无法挪动的方式布置在所述壳部内腔中。与这种组件的已知的这两个元件-副车架和缓冲结构-沿x向接连布置的设计方案相比，通过所述缓冲结构在所述副车架的壳部内腔中的这种集成式布置方案，所需的结构空间沿x向不一定会增大或者至少不会显著增大。上述方案适用于所述整个缓冲结构布置在所述副支架中的设计方案。
用于缓冲的元件一部分处于所述副车架内部，另一部分以传统方式连接在所述副车架外部，这一点是完全可行的。在这种情况下，沿x向减小所述安装空间并不一定非常重要。确切而言，所述设计方案使得参与缓冲的构件或组件的长度相对传统设计方案沿x向有所延长。因此，通过将所述缓冲结构的至少一部分集成至所述副车架，所述副车架补充性地用作缓冲元件。此外，如此便能针对待吸收的作用力将缓冲分配给参与构造所述总缓冲结构的不同元件。在沿碰撞吸收方向在所述副车架上连接有其他缓冲元件的设计方案中，所述缓冲元件例如可以以某种方式设计，从而通过所述元件吸收具有较小作用力的碰撞。所述沿碰撞接收方向串联的缓冲元件和所述具有集成至其中的缓冲结构的副车架参与较强的碰撞。在采用这种方案时，有利之处在于，在发生仅较小强度的碰撞时，所述副车架不会并入所述缓冲，进而不会由于这种缓冲而发生变形。因此，在这种情况下，仅仅需要更换前面的可以轻易更换的缓冲元件，而不是更换所述副车架。因此，在一种优选设计方案中，所述具有集成至其中的缓冲结构的副车架沿碰撞接收方向串联有一个或多个吸能元件，通常为两个吸能元件，其中所述缓冲元件为进行缓冲可以借助与所述具有集成至其中的缓冲结构的副车架相比更小的作用力而变形。
将缓冲结构集成至副车架的壳部内腔的另一优点在于，可以对参与构建副车架的组成部分-壳部以及缓冲结构-在赋予这些组成部分的功能方面进行补充。这一点和下述方案与所述副车架是否沿与所述碰撞接收方向相反的方向串联有额外的缓冲元件无关。因此，所述缓冲结构可以在不需要现有技术中常常要求的特殊结构或附加构件的情况下加固所述壳结构，就这一点而言，在采用集成至所述副车架的缓冲结构的所述方案时，在所处车辆的正常行驶模式中产生加固所述副车架的功能。与此相反，通过所述缓冲结构至所述壳部内腔的所描述的集成，所述两个壳部，至少在布置有所述缓冲结构的区段中，也并入缓冲。所述相互作用在这种组件的设计方案中完全实现新的自由度。由于所述功能“吸收行走机构作用力”和“缓冲”的相互补充，尽管设计方案存在许多可能性，这种副车架还是可以满足有所提高的要求，可以以与具有所述功能的传统组件相比更小的重量制造所述副车架。因此，需要时也可以设计这种组件，使得所述沿x向所需的安装空间甚至小于仅传统副车架所需的安装空间。可以将通过使用所述组件而获得的安装空间用于安装其他组件或聚集体。在电动车和混合动力车辆中，在所述底部结构中常常布置有牵引电池，所述牵引电池通过这种组件在碰撞时更好地得到保护。此外，这种副车架的应用适用于车辆的前区和尾区，特别是也适用于仅具有较少的车辆悬垂物的车辆。
除前述优点外，本发明的组件的方案还实现这种缓冲结构的新型设计方案。已知的缓冲结构仅具有两个以沿y向彼此间隔一定距离的方式布置的缓冲元件，这些缓冲元件通常作为副车架的延长部连接车架，而在本发明的标的中，所述缓冲结构至少部分地集成在所述副车架的壳部内腔中。在此情况下，可以非常灵活地运用所述缓冲元件在壳部内腔中的布置方案，因为通过所述副车架将所引入的作用力导入所述纵梁或者在所述副车架在所述纵梁上的连接点之间，将所述作用力按不同方式导入所述车身。就这一点而言，借助这种组件可以将与传统所用的负载路径不同的负载路径应用于或用于所述碰撞性能。虽然也优选在所述纵梁的至少一个分区段的从x向上看尽可能成直线的延长部中分别将一个缓冲元件布置在处于所述缓冲元件后方的连接点上，但这一点并非绝对必要的。在所述沿y向延伸的壳部内腔的背景前，也可以在所述两个纵梁之间的位置上布置有一个或多个缓冲元件。就居中作用于保险杠的负载而言，大约根据所谓的柱测试，这种负载决定性地作用于布置在所述纵梁之间的缓冲元件。
所述缓冲结构在所述壳部内腔中的集成实现了参与构造所述缓冲结构的各个缓冲元件的设计方案，所述缓冲元件具有不同的几何结构和/或结构，如不同的横截面几何结构以及沿x向或沿y向或z向的不同的延伸。因此，布置在所述纵梁的尽可能成直线的延长部的区域中的缓冲元件例如可以具有另一个横截面几何结构，特别是小于例如居中布置在所述两个缓冲元件之间的第三缓冲元件的横截面几何结构。采用将所述缓冲结构作为在以壳形结构实施的副车架的壳部内腔中的嵌入件的设计方案后，便能根据期望的要求将采用不同方案的缓冲结构安装至同一副车架的壳部内腔。这一点在所述副车架的外侧上并不明显，使得对此在所述壳部的方案中完全不需要改建或其他设计方案，即使所述改建或其他设计方案适用于不同的车辆。
就所述缓冲结构而言，在使用各缓冲元件时，有益之处在于，在所述缓冲元件的背离接收碰撞的末端的末端上将所述缓冲元件连接缓冲元件支架。所述缓冲元件支架通常指沿y向延伸的支架，优选为由与所述缓冲元件自身相同的材料构成的支架。为将所述缓冲元件连接这种缓冲元件支架，所述缓冲元件可以借助其端侧与所述缓冲元件支架发生碰撞，进而同时通过所述措施支撑在所述缓冲元件支架上。所述缓冲元件优选通过接合，特别是焊接过程，与这种缓冲元件支架连接。一种优选实施例的缓冲结构由适用于这些用途的铝合金制成，如依据铝业协会的分类的第6000组中的合金制成。
所述以壳形结构实施的副车架的两个壳部同样可以由铝材制成。在此情况下，所述铝材优选指高强度的铝材，如依据铝业协会的分类的第5000或6000组中的铝材。也完全可以采用副车架的所述设计方案，在所述副车架中，所述壳部由钢材构成。纤维增强的塑料也可以用于构建所述副车架的壳部或所述缓冲结构或所述缓冲结构的分区段。
如果所述壳部由金属制成，那么所述壳部优选通过环绕的焊缝以材料接合的方式相连。在此情况下，所述壳部或所述指向彼此的侧壁区段可以彼此对接。当然也可以采用重叠的布置方案，同样可以设置朝外倒角的连接法兰。在后一种情况下，作为接合连接的替代方案，所述壳部也可以彼此粘接以及/或者通过使用固定件(如铆钉)而相连。所述固定件穿透所述两个壳部的彼此邻接的连接法兰。
所述壳部中的每一个均完全可以由多个单个组成部分组成。根据一种优选实施方案，每个壳部均以一体式的方式制成。
为将所述缓冲结构无法挪动地布置在所述壳部内腔中，可以将所述缓冲结构与所述两个壳部中的一个在安放另一个用于焊接所述壳部内腔的壳部以及同样将其与所述第一壳部焊接在一起或者以其他方式接合之前，焊接在一起或者以其他方式接合。通过引入所述两个壳部中的至少一个的焊珠和/或焊珠系列，其中两个排成一行的焊珠在缓冲元件的所述布置方案的区域中彼此间隔一定距离，为能将所述焊珠的末端嵌入布置在所述焊珠之间的缓冲元件，具体方式在于，基本上在碰撞时辅助所述褶皱特性，为此可以可选地沿x向将所述缓冲元件和所述缓冲结构固定在所述壳部内腔中。作为前述固定方案的补充或替代方案，在所述背离所述碰撞接收侧的一侧上，所述缓冲结构可以支撑在制动器或制动器布置方案上。在此情况下，所述制动器例如可以指穿过所述壳部的保持元件，如销件或类似元件。在采用这种设计方案时，优选使用例如悬挂所述副车架本就需要的销件。作为以材料接合的方式将所述缓冲结构连接至所述副车架的两个壳部中的一个的替代或补充方案，所述缓冲结构同样可以粘接在一起或者被压入所述两个壳部之间以及/或者以形状配合的方式保持在所述两个壳部之间。例如在所述参与缓冲结构的元件，如所述缓冲元件和缓冲元件支架，在其指向所述壳部的一侧上具有倒角至所述壳部的平面的用于供固定件贯通的连接法兰时，同样可以借助固定件将所述缓冲结构连接壳部。如果设有粘合连接，也可以利用由这种连接法兰所提供的平面。在所述缓冲结构与所述副车架的两个壳部中的一个之间存在接合连接时，所述缓冲结构在所述副车架的壳部内腔内部的固定基本上不需要额外的固定件或类似元件。除所述情形外，特别是也基于所述补充的功能，这种组件的重量与传统类型的组件相比显著减小。试验设计方案表明，能够简单地实现减重。
此外，例如在电动车领域，经常在所述机动车的车底引入额外的储能器，使得所述机动车的质心低于传统车辆且所述下部负载路径获得额外的意义。因此，借助所述组件可以在碰撞特性的设计方案中实现更大的自由度，具体方式在于，例如可以将所述纵梁的碰撞功能至少部分地转移至所述副车架。换而言之，可以通过将所述缓冲结构或所述缓冲结构的至少一部分集成至所述副车架以及通过所述副车架参与所述功能“缓冲”而对碰撞性能产生有利影响。
对在本发明中所使用的与车辆方向有关的概念，即x向、y向和z向的理解如下：x向指的是车辆的纵轴方向。y向为与x向水平的横向。z向指沿车辆高度的方向。
下面结合实施例参照附图对本发明进行说明。
附图说明
其中：
图1为依据组件的分解图的类型的透视示意图，所述组件包括以壳形结构的方式实施的副车架以及集成至所述副车架的缓冲结构，
图2为图1所示组装完成的组件的中心纵截面图，以及
图3为本发明的组件的另一种设计方案的透视图，即该组件的内视图。
具体实施方式
用于机动车的组件1包括前桥支架作为副车架2。副车架2以壳形结构的方式实施。在所示实施例中，由下壳3和上壳4构成副车架2。这两个壳部3、4指的是成形金属板，其中所述金属板在所示实施例中由铝合金制成。所述用于壳部3、4的铝合金为承受通过行走机构耦合至副车架2的作用力的铝合金。壳部3、4分别具有从各壳部3、4的平面朝另一个壳部4、3的方向倒角的侧壁区段5、6。这两个侧壁区段5、6的高度总和为壳部3、4的底板7、8彼此之间的距离，因为这两个壳部3、4的侧壁区段5、6为构建副车架2以彼此对接的方式布置。为构建副车架2，侧壁区段5、6的端侧彼此碰撞，在所述侧壁区段的外侧上环形地将所述端侧彼此焊接在一起。由下壳3和上壳4构成壳部内腔(参见图2)。但在此情况下，侧壁区段也可以重叠布置或者通过朝外地安放在所述端侧上的法兰而相连。
副车架2仅示意性地在图1中示出。所述副车架可以包括其他用于连接如车轮悬架的部件或其他部件的形式。这些部件对于本发明的描述并无益处，因此，为简单起见，这些其他组成部分在附图中被略去。
除副车架2外，组件1还包括缓冲结构9。在所示实施例中，缓冲结构9包括三个缓冲元件10、10.1、10.2。缓冲元件10、10.1、10.2实施为u形型材，其定向指向组件1或所述车辆的x向，组件1应被集成至所述车辆。缓冲元件10、10.2指的是大约遵循所述车辆的纵梁的纵向延伸的缓冲元件，其可以例如弯曲至20度。所述缓冲元件具有较居中布置在这两个缓冲元件10、10.2之间的另一个缓冲元件10.1更小的横截面面积。所述缓冲元件处于组件11的中心，因而同样处于所述车辆的中心。缓冲元件10、10.1、10.2借助其背离所述接收碰撞的图1所示自由末端的末端连接缓冲元件支架11。缓冲元件支架11同样为u形型材，所述型材具有沿y向延伸的基座12和两个沿x向弯折的边脚13、13.1。缓冲元件10、10.1、10.2通过焊缝与缓冲元件支架11连接。所述焊缝在图2中用元件符号17表示。用来制成缓冲元件10、10.1、10.2和缓冲元件支架11的材料同样为铝合金。在所示实施例中，将依据铝业协会的导言的第5000和6000组的合金应用于制造缓冲元件10、10.1、10.2和缓冲元件支架11。缓冲元件支架11的几何结构依照沿前进行驶方向打开的采用c形设计方案的壳部3、4的几何结构。集成有组件1的车辆的行驶方向在图1中用块箭头示出。所述块箭头同时相当于所述x向。
在所述附图未绘示的实施例中，所述缓冲元件至少分段地插入所述缓冲元件支架并且支撑在所述缓冲元件支架的后壁以及/或者至少支撑在其前壁上。在另一种设计方案中，所述缓冲结构包括两个曲折的缓冲元件。所述曲折沿y向实施，使得所述两个缓冲元件包括指向所述待接收且待吸收的能量的方向的区段，与在另一个区段中相比，在所述区段中，所述两个缓冲元件彼此间隔更短的距离。所述曲折部以s形的方式实施。所述两个缓冲元件通过沿y向延伸的布置在所述两个缓冲元件之间的缓冲元件支架而连接，所述缓冲元件支架将所述两个缓冲元件连接在一起。从待接收的碰撞的方向上看，所述连接通常布置在所述曲折部的起点区域前方、后方或者布置在所述起点区域中。
在另一种未绘示的实施方式中，所述缓冲元件以无曲折的方式构建并且通过从y向上看布置在所述缓冲元件中的缓冲元件支架而连接。
缓冲结构9为构造组件1而集成至副车架2的壳部内腔14并且以无法挪动的方式布置在所述壳部内腔中。在图1和2所示实施例中，缓冲结构9借助其缓冲元件10、10.1、10.2和其缓冲元件支架11与下壳3在特定位置上焊接在一起。缓冲结构9与壳部3例如在所述缓冲元件支架的底面上焊接在一起。在图2中，所述焊缝用元件符号15表示。也可以在整个接触边上将缓冲结构9与壳部3焊接在一起。如图2显著所示，在图2中借助用于构建箱形型材的中部缓冲元件10.1通过下壳3的板材7将u形缓冲元件10、10.1、10.2配套完整。这一点也致使组件1的总重减小。由于上壳4与下壳3之间沿侧壁区段5、6的碰撞被实施的前述焊接，在横截面中，箱形型材由壳部3、4构成。在图2中，将壳部3、4连接在一起的焊缝用元件符号16表示。副车架2的横截面几何结构，特别是所述副车架的高度，对所述待吸收的作用力和副车架2的特性产生影响，进而在吸收作用于所述组件的行走机构作用力时，对整个组件1产生影响。由于缓冲结构9集成至副车架2的箱形型材，所述箱形型材得到加固。所述补充功能优选有利于所述组件的两个组成部分针对所述期望特性在所述组成部分的共同作用中-副车架2以及缓冲组件9-以期望的方式承受作用于所述组成部分的作用力。因此，如前文所述，在具有组件1的车辆的正常行车应用中，缓冲结构9参与吸收行走机构作用力。与此相反，在碰撞时，副车架2借助其壳部3、4参与作用力吸收。图2也示出前述针对缓冲元件10.1的焊缝17的区段，所述缓冲元件在缓冲元件支架11的基座12上与所述焊缝连接。焊缝17依照缓冲元件10.1的u形造型。两个其他缓冲元件10、10.2也以相同的方式连接至缓冲元件支架11。但所述焊缝并非必不可少，确切而言，在未绘示的实施例中，如果确保沿x、y和z向得到固定，就可以至少分段地或完全地放弃所述焊缝。
如果期望以不同于通过组件1提供所述碰撞管理的方式设计所述碰撞管理，那么就可以在副车架2上布置有额外的缓冲元件(吸能盒)，所述缓冲元件承载保险杠。优选地，在这种设计方案中，所述其他吸能盒在作用于其的作用力较小时由于碰撞力的缘故而发生变形。
即使在前述实施例中描述了组件1或所述用于连接车辆前轮的副车架，所述实施例中揭示的方案同样也适用于后桥支架，所述后桥支架在本发明中同样被称作副车架。
图3为另一个组件1.1的透视图，所述组件原则上以与图1和2所示组件1相同的方式构造。因此，相同的构件用同一元件符号加上递增的后缀表示。关于将缓冲结构9.1无法挪动地固定在所述副车架的壳部内腔中，组件1.1与前述实施例有所不同。在组件1.1中，沿y向延伸的焊珠引入所述壳部，所述焊珠在碰撞时辅助所述褶皱特性。在组件1.1中，所述上壳未被示出，以便识别缓冲结构9.1在所述壳部内腔中的布置方案。下壳3.1承载沿横向且沿y向延伸的焊珠18。所述焊珠嵌入相应的焊珠凹槽19，所述焊珠凹槽嵌入组件1.1的中部缓冲元件10.4的两个边脚。缓冲元件10.4和两个其他缓冲元件10.3、10.5在其指向图3中未示出的上壳的背部上，在从各背部到所述边脚的过渡区上具有印痕20，在碰撞时，所述印痕辅助所述褶皱特性并提高碰撞性能。但是，所述焊珠也可以以其他的方式实施且例如在所述整个背部的范围内延伸。通过将下壳3.1的焊珠18嵌入焊珠凹槽19而沿x向进行固定。
通过引入下壳3.1和上壳(未在图3中示出)且沿y向延伸的焊珠，所述壳部在缓冲的情况下(在碰撞时)也用于针对性地控制所述壳部中的褶皱形成。为了这个目的，引入下壳3.1的焊珠18以与所述上壳中的焊珠系列的焊珠错开的方式布置。
如图1和2所示实施例所述，缓冲元件10.3、10.4、10.5在其邻接缓冲元件支架11的后端上与所述后端焊接在一起。
在图3所示实施例中-同样也适用于前述实施例-所述三个缓冲元件中的两个，即缓冲元件10.3、10.5，以与组件1.1的中心纵轴间隔一定距离的方式布置。在此情况下，布置有这两个外部缓冲元件10.3、10.5，以便所述缓冲元件与所述车辆的安装有组件1.1的纵梁区段沿x向大约成直线地或者以与所述纵梁区段的区段略微错开的方式定向。因此，缓冲元件10.3、10.5与组件1.1的纵轴的距离大于所述缓冲元件与组件1.1的终端沿y向的距离。
对实施例的描述表明，基于所述组件的模块式设计方案，就能通过在所述壳部的设计方案和/或所述缓冲结构的设计方案中的相应变化，而在很大程度上将所述组件与相应要求相匹配。此外，为构建所述组件而将所述缓冲结构集成至所述副车架，这样就能构建多个负载路径，特别构建这些借助迄今为止已知的这类组件所无法实现的负载路径。将所述缓冲结构集成至所述壳部内腔，同时致使缓冲元件在载荷情况下不会被压弯，这种压弯会削弱碰撞性能。
在本文所描述的实施例中，所述缓冲元件均具有u形横截面造型，所述缓冲元件支架也是这样。所述横截面几何结构也可以采用其他设计方案，举例而言，所述缓冲元件也可以指封闭的箱形型材或帽形型材，以上仅列出几项设计方案，此外还存在大量其他用于实现缓冲元件支架的横截面几何结构。
附图标记列表
1，1.1组件
2副车架
3，3.1下壳
4上壳
5侧壁区段
6侧壁区段
7底板
8底板
9，9.1缓冲结构
10，10.1-10.5缓冲元件
11缓冲元件支架
12基座
13，13.1边脚
14壳部内腔
15焊缝
16焊缝
17焊缝
18焊珠
19焊珠凹槽
20印痕