底盘部件

摘要

本发明涉及一种底盘部件，其包括至少两个接合部位(2、3)和在所述接合部位(2、3)之间延伸且将所述接合部位相互刚性连接的结构件(4)，该结构件包括由延展性材料构成的至少一个插入件(8)和至少两个承载或形成所述接合部位(2、3)的接合区域(6、7)，所述接合区域中的至少一个由塑料构成，其中，所述结构件(4)包括至少一个将所述接合区域(6、7)固定相连的且具有所述插入件(8)或由所述插入件构成的中间区域(9)，该中间区域比所述接合区域(6、7)中的至少一个具有更高的延展性并且就所述结构件(4)机械过载而言形成限于局部的薄弱部位。

说明书

技术领域

本发明涉及一种底盘部件，它具有至少两个接合部位和延伸于 所述接合部位之间且将所述接合部位刚性连接的结构件，该结构件 包括至少一个由延展性材料构成的插入件和至少两个承载或构成所 述接合部位的接合区域，所述接合区域中的至少一个由塑料构成。

背景技术

DE10153799A1公开一种客车或货车的底盘的力连接横梁用于 底盘和轮架之间的连接，包括长条形基体和至少两个位于末端的用 于导入和导出力的轴承容纳部，其中该基体具有至少一个平面金属 嵌件和构成余部轮廓的塑料结构的组合件，该组合件通过至少部分 地将金属嵌件注塑包封而形成。为了获得金属和塑料之间的更好的 接合作用，在金属嵌件中设置多个凹部。而且，该金属嵌件可以完 全被塑料包围。

该力连接横梁实现了与单纯的金属力连接横梁相比减轻重量并 且还保证了塑料体受损不会导致功能完全丧失。金属嵌件也用于就 使用寿命和弯折负荷而言的结构强化。但金属嵌件还是造成占据该 力连接横梁总重的并非不显著的一部分。

发明内容

基于此，本发明任务在于，能够在上述类型的底盘部件中进一 步减轻重量。也还应能有利地降低或保持低的底盘部件成本。

根据本发明，该任务通过根据权利要求1的底盘部件来完成。 在从属权利要求中给出了本发明的优选改进方案。

尤其用于机动车的本发明的底盘部件具有至少两个接合部位和 延伸于所述接合部位之间的且将所述接合部位相互刚性连接的结构 件，该结构件包括至少一个由延展性材料构成的插入件(延展性插 入件)和至少两个承载或构成接合部位的接合区域，所述接合区域 中的每一个或至少一个由塑料构成，其中，所述结构件包括至少一 个将接合区域相互固定连接且具有所述插入件或由所述插入件构成 的中间区域，该中间区域的延展性比所述接合区域中的每一个或至 少一个强，并且所述中间区域就结构件机械过载而言形成限于局部 的薄弱部位。

本发明基于在结构件内设置“限于局部的薄弱部位”的设想， 进而基于不同于DE10153799A1的方案，根据DE10153799A1金属 嵌件用于加强基体并因此也在该文献所示的所有实施方式中延伸于 基体的整个长度上。尤其是，本发明的底盘部件满足对车辆内的符 合规定的插入件提出的要求，即使在这个或这些由塑料构成的接合 区域中没有金属加强嵌件。结构件的至少一个或多个由塑料构成的 接合区域有利地如此设定尺寸，无需金属加强嵌件就能传递在车辆 正常工作中出现的驱动力和力矩。该中间区域和/或该延展性插入件 尤其在尚未造成所述至少一个或多个由塑料构成的接合区域损坏的 滥用的机械负荷和/或力矩出现时(机械过载)已经变形。因此，所 述延展性插入件可以与根据DE10153799A1的金属嵌件相比较短或 者说限于局部地构成。优选地，所述延展性插入件只延伸于结构件 的局部区域上，其中，所述延展性插入件的长度优选小于或明显小 于结构件的总长。结果，可以获得相对轻的底盘部件重量。该结构 件的所述至少一个或多个由塑料构成的接合区域优选没有或在很大 程度上没有延展性插入件和/或其它金属加强嵌件，从而在设计结构 件时有较高的自由度。该中间区域尤其布置在所述接合区域之间。 这些接合区域有利地构成该结构件的端部区域。所述接合部位优选 是底盘部件的位于末端的接合部位。

因为针对所述至少一个或这些由塑料构成的接合区域所采用的 塑料尤其显示出脆性断裂特性或者无残余变形的断裂特性，故这个 或这些接合区域的机械过载将导致断裂，进而导致该底盘部件完全 丧失功能。该中间区域尤其如此构成，延展性插入件在结构件机械 过载时在所述至少一个或多个由塑料构成的接合区域可能断裂之前 发生变形。优选地，该中间区域和/或该插入件被构造成比所述至少 一个或多个由塑料构成的接合区域(在机械上)柔韧性更强。

插入件尤其与接合部位间隔布置。优选地，该插入件布置在所 述接合部位之间。优选地，所述接合区域与接合部位间隔开地与中 间区域和/或插入件相连。

在特殊情况下，例如当结构空间狭小和/或底盘部件尺寸小时， 可有利的是，所述接合区域中的另一个接合区域集成到该中间区域 中，从而该接合区域包含该延展性材料或由延展性材料构成。尤其 是所述中间区域构成该另一个接合区域。

优选地，所述接合区域中的至少一个或所述接合区域基本没有 延展性插入件。每个接合区域与中间区域和/或延展性插入件相连的 连接区域优选比相应的接合区域的余下部分小许多，尤其在延伸经 过这两个接合部位的方向上。优选地，所述接合区域也没有或者基 本没有其它的延展性嵌件和/或金属嵌件。

所述结构件例如构成横梁。尤其是所述结构件呈长条形构成。 根据第一变型，所述结构件是笔直的或基本笔直的。根据第二变型， 所述结构件是弯曲的。

插入件尤其是笔直的或基本笔直的。优选地，该插入件是长条 形的。优选地，该结构件和/或该插入件纵向延伸。

根据本发明的一个改进方案，该结构件被构造为三角形、Y形或 U形。在此情况下，底盘部件优选构成三点式导杆。例如底盘部件 构成三角形导杆或者U形导杆。三角形导杆尤其在前轴上被安装在 下平面里。对此常见的应用是McPherson轴。U形导杆通常安装在 上平面内，例如在多连杆式轴或双横臂式轴的情况下。

延展性插入件例如就沿结构件纵向作用的压力负荷而言构成薄 弱部位。作为补充或替代，延展性插入件可以构成就横向于结构件 纵向作用的负荷而言的薄弱部位。

结构件的机械过载优选导致中间区域塑性变形。此外，接合区 域在结构件机械过载时优选弹性变形，尤其是仅弹性变形。例如， 所述接合区域在结构件机械过载的情况下仅弹性变形，直到所述接 合部位的位置尤其是所述接合部位彼此的相对位置因中间区域的塑 性变形而已余留地变化预定程度，该预定程度根据一个符合实践的 实施方式例如是至少10mm。在结构件机械过载时，中间区域的塑性 变形有利地比接合区域的变形出现得早。

根据本发明的一个实施方式，所述中间区域的塑性变形可能导 致：在位于中间区域外的结构件部位上出现残余变形、裂纹或断裂 之前所述接合部位彼此相对位置变化多于2毫米。如果底盘部件包 括多于两个的接合部位，则在位于中间区域外的结构件部位上出现 残余变形、裂纹或断裂之前优选至少在其中两个接合部位之间发生 上述的位置变化。如果底盘部件包括多个中间区域，则在位于中间 区域外的结构件部位上出现残余变形、裂纹或断裂之前中间区域的 塑性变形总和至少在一个方向上导致例如超过2毫米的接合部位相 对彼此的位置变化。

延展性插入件尤其是构成一个单独构件，其最优地与其作为薄 弱部位的功能相匹配。因此可行的是，对于延展性插入件容许塑性 变形和/或超过5％的延伸率。甚至对于延展性插入件可以在其断裂前 实现超过10％或超过50％的延伸率。因此在结构件的机械过载之后， 底盘部件保持功能受限地运转。此外，底盘部件因其强烈变形而显 著改变车辆行驶性能，结果，可让驾驶员注意到底盘部件受损。

根据本发明的一个实施方式，该插入件至少在其一端用所述至 少一个由塑料构成的接合区域的塑料来注塑包封。但优选地，插入 件至少在其多个端部的区域内用由塑料构成的接合区域的塑料来注 塑包封。所述端部尤其是该插入件的轴向端部。如果插入件部分外 露，则它优选设有防腐蚀保护部。此外，插入件可以完全用塑料注 塑包封。在此情况下，该中间区域连同所述至少一个或多个由塑料 构成的接合区域一起构成统一的塑料体，该延展性插入件埋设在其 中间区域内。此时，该塑料可以用作延展性插入件的防腐蚀保护部， 因而不需要附加的防腐蚀保护。

根据本发明的一个实施方式，该延展性插入件与所述接合区域 或者所述接合区域中的至少一个形状配合连接，所述接合区域例如 由至少一个由塑料构成的接合区域构成。例如该延展性插入件和/或 这些接合区域或所述至少一个接合区域包括形成倒凹部 (Hinterschnitt)的几何结构，从而形状配合通过一个或多个倒凹部 来实现。尤其在延展性插入件中设有一个或多个贯穿孔，所述贯穿 孔被所述至少一个或多个由塑料构成的接合区域的塑料材料穿过。

在延展性插入件与该接合区域形状配合连接时有利的是，薄弱 部位位于形状配合连接区域外，从而延展性插入件的变形没有不利 地影响到或仅轻微地不利影响到形状配合连接的耐久性。优选地， 所述薄弱部位因此不设置在形状配合连接区域内。

该延展性插入件的外围轮廓可以是圆形的。但延展性插入件的 外围轮廓优选不同于圆形。因此，可以只因为插入件的几何形状使 这些接合区域通过形状配合连接而不可转动地相连。延展性插入件 例如可以由封闭的或敞开的空心型材构成。优选地，该延展性插入 件由U型材构成，其特别能以成本很有利的方式来提供

该延展性插入件能一体形成。根据本发明的一个改进方案，该 延展性插入件由多个部分构成。作为插入件的多个部分，例如可以 使用尤其可成本很有利地提供的单纯的冲压件。此外，在此情况下， 注入的塑料可以用作在延展性插入件的各部分之间的间隔保持件， 例如用于增大弯折负荷。

延展性插入件优选由金属构成。延展性插入件尤其由钢或铝构 成。许多金属出色地适用作延展性材料。

用以构成所述至少一个或多个由塑料构成的接合区域的塑料优 选地掺有纤维。该纤维尤其用于加强该塑料并且因此也能被称为加 强纤维。例如塑料掺有连续纤维。作为纤维，例如可以采用玻璃纤 维和/或碳纤维。尤其是该塑料是热塑性或热固性的塑料。该塑料有 利地由聚酰胺或环氧树脂构成。

所述至少一个或多个由塑料构成的接合区域尤其是按照注塑法 制造。优选地，该延展性插入件在所述至少一个或多个由塑料构成 的接合区域的制造过程中用该塑料材料被注塑包封。每个所述接合 区域可以单独制造。但优选地，这些接合区域在一个共同的注塑过 程中制造。

所述接合部位尤其设置在接合区域的远离延展性插入件的端部 上。优选地，所述接合部位构成所述接合区域的自由端。优选地， 每个所述接合部位与各自的接合区域一体形成。尤其是每个所述接 合部位与相应的接合区域材料均质地构成。因此，每个接合部位可 以与相应的接合区域一起来制造。尤其是所述接合部位可以与接合 区域一起在一个注塑过程中来制造。但也可行的是，独立制造所述 接合部位且随后将其与接合区域连接起来。

根据本发明的一个实施方式，在至少其中一个或每个所述接合 部位内设有一个凹部，该凹部尤其呈圆形并且优选是贯穿的。例如 至少其中一个或每个所述接合部位可以形成环、空心柱形或罐。尤 其是每个所述接合部位呈环状或柱形构成。优选地，由至少其中一 个或每个所述接合部位容纳或构成一个活节，该活节例如被构造为 球节或橡胶轴承。尤其是，每个或至少其中一个所述接合部位包括 或构成一个活节承座。

该底盘部件优选地通过其中一个或多个所述接合部位且尤其在 中间连接一个所述活节或多个各自对应的活节的情况下与一个或多 个其它的底盘部件相连。有利的是，底盘部件通过其中一个或多个 其它的接合部位尤其在中间连接一个所述活节或多个各自对应的活 节的情况下与机动车车身相连接。

根据本发明的一个改进方案，设有测量装置，可用以测量结构 件的机械过载。该测量装置优选包括一根或至少一根电线，电线例 如沿该延展性插入件导引。该电线有利地埋设在该塑料中并因此被 保护免受石块击打和其它环境影响。此外，该电线与该测量装置的 分析机构相连。如果该延展性插入件因过高机械负荷而变形，则该 电线断裂或者变形，这可由分析机构测定。所测定的结构件机械过 载将借助测量装置优选被发信号给一个或多个其它装置和/或驾驶 员。

作为补充或替代，该测量装置可以通过归结于延展性插入件变 形的延展性插入件本身的电学特性变化来测量结构件的机械过载， 尤其当插入件由金属构成时。因此，借助测量装置优选可以测量插 入件的在插入件变形时变化的至少一个电学特性。尤其是该测量装 置与该插入件电连接。

作为补充或替代，埋设在塑料中的纤维可被用于测量结构件的 机械过载，例如通过利用纤维光学特性(例如是玻璃纤维时)和/或 电学特性(例如是碳纤维时)。该测量装置优选包括埋设在塑料中 的纤维，纤维的光学特性和/或电学特性在结构件承受机械负荷且尤 其是结构件机械过载时改变。被用于测量结构件机械过载的纤维优 选是连续纤维。

当延展性插入件由多个部分构成时，其各部分优选是相互电绝 缘的。优选地，延展性插入件的这些部分是导电的。尤其是延展性 插入件的这些部分与测量装置电连接。结构件机械过载的测量例如 可通过以下方式进行：在延展性插入件的这些部分之间的电容被测 量。通过延展性插入件的变形，实现了在这些部分之间的距离变化， 进而也实现了电容改变，这优选可利用测量装置来测量，测量装置 在此情况下尤其包括电容测量计。而且，结构件机械过载的测量可 以通过以下方式实现：该插入件的这些部分被监测是否有电接触。 由延展性插入件的变形可造成它的这些部分相互导电接触，这优选 可借助测量装置来测量，测量装置在此情况下尤其包括电流测量计 或电阻测量计。

根据本发明的一个改进方案，结构件包括两个、至少两个或多 于两个的由延展性材料构成的插入件，所述插入件就结构件机械过 载而言构成在不同的负荷方向上的薄弱部位。在呈三角形、Y形或U 形构成该结构件时，有利地拟定该改进方案。不同的负荷方向例如 是车辆纵向和车辆横向。

接合区域的数量优选等于接合部位的数量。此外，中间区域的 数量优选小于或等于接合部位数量减一。延展性插入件的数量也优 选小于或等于接合部位数量减一，在此要考虑的是每个所述延展性 插入件可以是一体的或由多个部分构成的。

根据本发明的一个实施方式，本发明的底盘部件具有至少三个 接合部位，其中该结构件包括由延展性材料构成的至少两个插入件 (延展性插入件)和至少三个承载或构成接合部位的接合区域，其 中的多个、每个或至少一个接合区域由塑料构成。此外，该结构件 包括至少两个中间区域，其中，接合区域成对地分别通过其中一个 所述中间区域固定相连。每个中间区域具有一个或至少一个所述插 入件并且比每个或至少其中一个与之相连的接合区域更具延展性， 从而每个所述中间区域就结构件机械过载而言构成限于局部的薄弱 部位。根据该实施方式，该结构件例如被构造为三角形、Y形或者U 形。

底盘部件例如构成转向横拉杆或车轮导杆。尤其是该底盘部件 构成横向控制臂。根据第一可选替代方式，底盘部件被构造为两点 式导杆并且包括两个接合部位。根据第二可选替代方式，底盘部件 被构造为三点式导杆并且包括三个接合部位。

附图说明

以下，将结合优选实施方式并参照附图来描述本发明。附图中：

图1示出了根据本发明第一实施方式的底盘部件的示意侧视图，

图2示出了底盘部件的沿图1所示的剖切线A-A的剖视图，

图3示出了底盘部件的沿图1所示的剖切线B-B的剖视图，

图4示出了根据第一实施方式的包括装入的活节的底盘部件的 示意俯视图，

图5示出了根据本发明第二实施方式的底盘部件的示意俯视图，

图6示出了根据第二实施方式的底盘部件的沿图5所示的剖切 线C-C的剖视图，其中，示出了用于延展性插入件的九种不同变型 a)-i)，

图7示出了根据本发明第三实施方式的底盘部件的示意俯视图。

具体实施方式

从图1-3中可以看到根据本发明第一实施方式的底盘部件1的不 同视图，其中，两个分别形成活节承座的接合部位2、3利用被构造 为横梁的结构件4相互刚性连接。呈长条状的结构件4对应有纵向 中心轴线5，其中，结构件4沿其纵向中心轴线5被分为三个区域。 结构件4的一个接合区域6与构成接合区域6的自由端的接合部位2 形成为一体。而且，结构件4的一个接合区域7与构成接合区域7 的自由端的接合部位3形成为一体。这些接合区域6和7因此形成 结构件4的端部区域。与接合部位2和3间隔开地，接合区域6和7 利用插入件8固定相连，该插入件限定出结构件4的中间区域9。

插入件8由U型材构成并且在其轴向两端分别具有多个贯穿的 孔10。而且，插入件8由延展性材料构成，尤其由金属构成。接合 区域6和7由塑料构成，其中插入件8的轴向两端通过接合区域6、 7的塑料注塑包封，使得该塑料延伸穿过的贯穿孔10。接合区域6 和7因此借助插入件8不仅就沿纵向中心轴线5方向的移动而言而 且就绕该轴线转动而言都相互形状配合地连接。

接合部位2由与接合区域6相同的塑料构成并且与该接合区域 一起在一个注塑过程中制造，在该注塑过程中还同时使插入件8被 接合区域6的塑料注塑包封。另外，接合部位3由与接合区域7相 同的塑料构成并且与该接合区域一起在一个注塑过程中制造，在该 注塑过程中还同时使插入件8被接合区域7的塑料注塑包封。

每个接合部位2、3包括一个被构造为贯穿孔的圆形的凹部11。 在每个凹部11中安装例如呈球节或橡胶轴承形式的活节，随后该底 盘部件1借助活节被装入车辆中。而且，在接合区域6和7内设有 用于减轻横梁4重量的多个凹部12。

图4示出了装入活节13和14的底盘部件1的示意俯视图，该 活节在此被构造为橡胶轴承。活节13和14的活节内件15和16安 装在示意性示出的车辆部件17和18上，其中，车辆部件17例如构 成轮架，车辆部件18例如构成车身或副车架。

另外，图4示意示出了测量装置25，它包括电线26，该电线沿 插入件8以闭合导体回路形式延伸并且被固定在接合区域的塑料材 料中。如果插入件8变形，则电线26断裂，这可借助测量装置25 来测量。

图5示出了根据本发明第二实施方式的底盘部件1的示意俯视 图，其中，与第一实施方式相同的或相似的特征用与第一实施方式 中相同的附图标记来标示。不同于第一实施方式地，底盘部件1被 构造为三点导杆且包括三个接合部位2、3和19，它们位于一个三角 形的角上并且分别构成一个活节承座。接合部位2、3和19借助结 构件4相互刚性连接，该结构件具有两个相互倾斜延伸的臂部20和 21并且被分为五个区域。结构件4的一个接合区域6与构成接合区 域6的自由端的接合部位2形成为一体。而且，结构件4的一个接 合区域7与构成接合区域7的自由端的接合部位3一体形成。还有， 结构件4的一个接合区域22与构成接合区域22的自由端的接合部 位19形成为一体。接合区域6、7和22因此构成结构件4的端部区 域。与接合部位2和3间隔开地，这些接合区域6、7利用插入件8 固定相连，插入件限定出结构件4的中间区域9。而且，与接合部位 3和19间隔开地，接合区域7和22利用插入件23相互固定连接， 该插入件限定出结构件4的一个中间区域24。

臂部20包括接合区域6和7以及中间区域9，而臂部21包括接 合区域7和22以及中间区域24。因为插入件8、23像臂部20、21 那样相互倾斜延伸，故中间区域9和24设计用于来自不同方向的负 荷。

插入件8由图6所示的型材a)至i)中的一种构成并且在其两 端分别具有多个贯穿孔10。而且，插入件8由延展性材料构成，尤 其由金属构成。接合区域6和7由塑料构成，其中，插入件8的两 端通过接合区域6、7的塑料被注塑包封，使得该塑料延伸穿过贯穿 孔10。接合区域6和7因此借助插入件8相互形状配合地连接。

插入件23也由如图6所示的型材a)至i)中的一种形成并且在 其两端分别具有多个贯穿孔10。而且，插入件23由延展性材料构成， 尤其由金属构成。接合区域7和22由塑料构成，其中，插入件23 的两端通过接合区域7、22的塑料被注塑包封，使得该塑料延伸穿 过贯穿孔10。接合区域7和22因此借助插入件23相互形状配合地 连接。

接合部位2由与接合区域6相同的塑料构成并且与接合区域6 一起在一个注塑过程中制造，在此注塑过程中还同时使插入件8被 接合区域6的塑料注塑包封。而且，接合部位3由与接合区域7相 同的塑料构成并且与接合区域7一起在一个注塑过程中制造，在此 注塑过程中还同时使插入件8和23被接合区域7的塑料注塑包封。 另外，接合部位19由与接合区域22相同的塑料构成并且与接合区 域22一起在一个注塑过程中制造，在此注塑过程中还同时使插入件 23被接合区域22的塑料注塑包封。

每个接合部位2、3、19包括一个被构造为贯穿孔的圆形的凹部 11。在每个凹部11内安装入一个例如呈球节或橡胶轴承形式的活节， 随后该底盘部件1利用活节被装入车辆中。根据第二实施方式，接 合部位3的凹部11横向于接合部位2和19的凹部11延伸。

图6示出了插入件8的沿图5所示的剖切线C-C的剖视图，其 中示出了用于延展性插入件8的9种不同的变型a)至i)。每种变 型可被选用于插入件8和23。也可以选择不同的变型用于插入件8 和23。

变型a)示出了插入件8由两部分构成的实施方式，其各部分分 别通过电线26和27与测量装置25相连。如果插入件8变形，则两 个部分之间的距离改变，这与由这两个部分构成的、用电容器符号C 示意表示的电容器的电容的改变相关联。电容变化可利用测量装置 25来测量，该测量装置因此可以测量插入件8的变形。

变型g)也示出了插入件8由两个部分构成的实施方式，其各部 分分别通过电线26和27与测量装置25相连。如果插入件8变形， 则这两个部分之间的距离改变，从而这两个部分可以相互导电接触， 这可利用测量装置25来测量，该测量装置因此可以测量插入件8的 变形。

当然可行的是也利用这个测量装置或者其它的测量装置来监测 插入件23的变形。

图7示出了根据本发明第三实施方式的底盘部件1的示意俯视 图，其中，与之前的实施方式相同的或相似的特征用与之前实施方 式中相同的附图标记来标示。第三实施方式形成三点式导杆且类似 于第二实施方式地构成。但不同于第二实施方式，结构件4呈U形， 其中，插入件8和23相互平行延伸。而且，根据第三实施方式，接 合部位3和19的凹部11横向于接合部位2的凹部11延伸。对于第 三实施方式的其它说明，参见对第二实施方式的说明。

附图标记列表

1    底盘部件

2    接合部位

3    接合部位

4    结构件

5    结构件的纵向中心轴线

6    结构件的接合区域

7    结构件的接合区域

8    延展性插入件

9    结构件的中间区域

10   插入件内的贯穿孔

11   接合部位内的凹部

12   接合区域内的凹部

13   活节

14   活节

15   活节内件

16   活节内件

17   车辆部件

18   车辆部件

19   接合部位

20   结构件的臂部

21   结构件的臂部

22   结构件的接合区域

23   延展性插入件

24   结构件的中间区域

25   测量装置

26   电线

27   电线