[发明专利]车辆集成副车架

说明书

技术领域

本发明涉及车辆的集成副车架，特别涉及机动车辆。

背景技术

在汽车行业中，轻量结构的重要性日益增长。尤其在底盘区域，各组件重量的大幅减少不仅会导致车辆整体重量的减少，还会影响车辆的操控和乘坐舒适度，因为组件的刚性有可能会降低。在这种情况下，集成邻接组件形成一个单独的组件可以是减少特定车辆系统重量而不影响结构刚性和震荡特性方面的系统功能的一种可能的方法。

本方法的一个例子是副车架和转向系统的集成。在这种情况下，转向器壳和副车架集成到一个组件中。在具有前轮驱动和横置发动机的传统车辆架构中，因为空间的原因，从车辆的纵向方向看，转向齿轮往往设置在车轮中心的后面。为了实现特定所需的车轮悬架的弹性运动学特征，尤其是在横向方向上前轮悬架的合理程度的转向弹性，车辆悬架的下控制臂的横向刚性通常设计为相对较高，具有相对较低刚性的转向系统或转向器壳通过橡胶隔振器与副车架连接。然而，副车架和转向器壳集成到一个单独的组件消除了转向系统与副车架相隔离的界线。

具有转向壳的副车架已被揭露，例如EP1504983 B1专利，其中副车架和转向壳一体成型。副车架进一步体现为具有空腔的矩形中空体形式的挤压铝型材。该空腔端部开口，其中每个相邻的空腔通过网分隔开。铝型材在侧壁包括具有实质上圆柱形的管的封闭仰角，其共同形成转向壳。

发明内容

针对此背景，本发明的目的在于发明一种车辆集成副车架，尤其是机动车辆，其具有副车架轻量紧凑并额外提供可转向车轮悬架弹性的运动学特征，或者更确切地说，具有车辆安全操纵和所需舒适度所必需的可转向前轮悬架。

该目的是通过具有权利要求1特征的副车架实现的。进一步地本发明的特别有益的进步由从属权利要求揭露。

应该指出的是，权利要求中各列举的特征可以以任何技术上适当的方式结合在一起使本发明产生进一步的改进。说明书将本发明进行进一步地特征化和具体化，尤其是结合附图。

根据本发明提供的车辆集成副车架，尤其是机动车辆，建议具有转向齿轮单元，该转向齿轮单元包括支架，其被支撑着，以便可以在第一轴承和至少一个额外轴承上轴向移动，其各自与副车架相连，传动小齿轮同样可旋转地支撑于第一轴承上并与支架的齿系统相啮合。根据本发明，第一轴承在支架的轴向方向被弹性支撑。

支架的轴向末端与可转向的车辆车轮以本领域公知的方式连接，例如轨距杆，为的是实现车辆车轮的转动，以及因此实现通过由传动小齿轮产生的支架轴向位移而产生的车辆转向。

为了车辆的安全操纵和所需的舒适性，根据本发明提供的在支架轴向上的第一轴承的弹性支撑允许转向的弹性运动学设计，尤其是提供副车架自身的转向齿轮单元所需的横向弹性。在其它地方省略此另外提供的横向弹性是有可能的，比如车轮悬架或轮架上，尽管副车架和转向齿轮单元是集成结构。

在本发明中，所采用的术语“集成”意味着转向齿轮单元的至少一部分是集成的，也就是说一体成型，例如，与副车架一起。这样根据本发明的具有转向齿轮单元的副车架可以是更加紧凑且节省重量的结构。

在本发明的一个有益改进中，副车架包括第一轴承的轴承底座，其与副车架一体成型。此外，另一个轴承，支架被支撑在其中以便它可以轴向移动，也可以与副车架一体成型。这样就实现了副车架和转向齿轮单元的高度集成，而无需丧失转向齿轮单元所需的运动学特征或者将其设置在另一个点的其它地方，例如在车辆的车轮悬架上。

本发明的一个有益改进提供至少一个橡胶元件，例如橡胶或橡胶金属套管，其容纳于第一轴承的轴承底座中，并且第一轴承在支架的轴向上弹性支撑于其中。在本发明中，术语“橡胶”被广义地解释为并涵盖所有能够用于弹性支撑第一轴承的弹性支座元件，例如具有弹性或橡胶弹性特征的塑料或橡胶元件，如车辆结构领域所熟知的橡胶或橡胶金属套管。

通过在弹性特征方面对橡胶元件的适当选择，尤其是在轴向上，有可能实现转向齿轮单元弹性运动学特性的简单规格，尤其是转向的横向弹性。

在本发明的进一步有益改进中，第一轴承包括转向器壳。该转向器壳因此既提供传动小齿轮的可旋转轴承座，又提供支架的可轴向移动轴承座。为了抵消传动小齿轮和支架之间由于传动小齿轮和支架齿系统之间的径向力而产生的分离趋向，转向器壳可额外设置用于支架和传动小齿轮互相之间预拉伸的预拉伸装置。如前所述，第一轴承支撑于副车架上或在与副车架连接的轴承底座中，以便它可以在支架的轴向方向上移动。在这种情况下，转向器壳因此被支撑、以便它能够在支架的轴向方向上移动，从而实现转向齿轮单元所需的横向弹性。