本發(fā)明涉及一種用于機動車的前橋托架，其具有縱向托架和與縱向托架互相連接的橫向托架，其中橫向托架成型為空心體并且設(shè)有至少一個用于連接轉(zhuǎn)向箱的連接裝置。

背景技術(shù)：

“縱向托架”在這里可以理解為支承部件或者前橋托架的支承部件的區(qū)段，這些區(qū)段在前橋托架的安裝狀態(tài)下基本上沿著相應(yīng)的機動車的縱軸延伸。

這種前橋托架(也稱為輔助框架或發(fā)動機支架)在多個實施方式中已知。前橋托架應(yīng)該在高的強度和剛度的條件下盡可能地輕并通常具有用于車輪導(dǎo)向部件的軸承座和用于轉(zhuǎn)向箱(例如轉(zhuǎn)向齒輪殼體)的連接點和其他部件，以便于具有驅(qū)動單元的完整的前橋模塊能夠作為預(yù)安裝單元安裝。

從DE102009040821B3中已知一種具有一體化的轉(zhuǎn)向箱的前橋托架，該前橋托架具有構(gòu)成轉(zhuǎn)向器殼體的橫向結(jié)構(gòu)，其中成型為縱向托架的支承部件通過焊接連接與橫向結(jié)構(gòu)相連，這些支承部件具有用于支承車輪導(dǎo)向部件的固定件。在實施方式中，各個支承部件由互相焊接的金屬板殼構(gòu)成，其中橫向結(jié)構(gòu)由金屬板殼的中間的區(qū)段和由鋼制造的轉(zhuǎn)向箱構(gòu)成。該前橋托架在前橋的范圍中在同時降低重量的情況下提供了結(jié)構(gòu)空間的增加。然而，轉(zhuǎn)向器傳動機構(gòu)在固定地一體化在前橋托架中的轉(zhuǎn)向箱中的安裝卻相對復(fù)雜。

EP1712450B1公開了一種用于機動車的輔助框架，其具有通過橫向托架互相連接的側(cè)向的輔助框架-縱向托架。在縱向托架之間設(shè)置平面的加固部件，加固部件成型為夾層部件。也在輔助框架上安裝包 含轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)向箱。在四個點上進行轉(zhuǎn)向箱的固定，其中這些固定點中的兩個成型在橫向托架上并且其他兩個固定點成型在與縱向托架連接的轉(zhuǎn)向托架上。在此，這樣設(shè)置固定點，即，使安裝的固定螺栓的縱軸橫向于或者基本上垂直于機動車垂直軸(Z軸)延伸，相反這樣設(shè)置平面的加固部件的固定點，即，使其固定螺栓從下方引入并且該固定螺栓的縱軸在安裝狀態(tài)下基本上平行于機動車垂直軸延伸。該輔助框架特別鑒于轉(zhuǎn)向箱的恰當(dāng)安裝方面是有待改善的。

DE102010033333A1中提出了一種輔助框架，該輔助框架具有兩個縱向托架和至少一個橫向托架并且在其之上設(shè)置用于車輪懸架部件和單元軸承的其他的固定點。橫向托架成型為平板型或者平面的并且以轉(zhuǎn)向器殼體加固。另外，輔助框架設(shè)有在縱向托架之間延伸的加固部件，該部件與橫向托架固定連接。在實施方式中，為了在橫向托架上固定，轉(zhuǎn)向器殼體設(shè)置為具有分別在多個縱向托架和橫向托架之間的相對的多個殼體區(qū)域，其中設(shè)置多個固定螺栓，這些固定螺栓能夠從橫向托架或從縱向托架開始穿過對應(yīng)的殼體區(qū)域旋入各個縱向托架或者橫向托架中。轉(zhuǎn)向器殼體在此從機動車垂直軸方向看從上方放到橫向托架上。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提出一種開頭提到的前橋托架，該前橋托架在小重量的條件下具有高的抗彎剛度以及使能夠轉(zhuǎn)向箱的連接易于安裝，即，通過使轉(zhuǎn)向箱在機動車垂直軸方向上看能夠從下方引向橫向托架并且與之連接。

該目的通過具有權(quán)利要求1給出的特征的前橋托架實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的前橋托架的優(yōu)選的和有利的設(shè)計方案在從屬權(quán)利要求中給出。

為了實現(xiàn)上述目的，連接裝置由定義了凹陷部的金屬成型件構(gòu)成，金屬成型件插入在橫向托架的前側(cè)或后側(cè)上設(shè)置的凹口中并且與橫向托架焊接，在下側(cè)并且沿著至少20mm的、優(yōu)選至少30mm的垂直區(qū)段開放，并且在垂直區(qū)段的上方末端具有開口，優(yōu)選具有用于容納 與轉(zhuǎn)向箱連接或能夠與之連接的固定部件的孔。

根據(jù)本發(fā)明的前橋托架，該前橋托架也可以稱為輔助框架或者發(fā)動機支架，使轉(zhuǎn)向箱的連接能夠易于安裝，特別是通過使轉(zhuǎn)向箱能夠從下引向橫向托架并且與之連接。對此，可以在轉(zhuǎn)向箱上例如成型或者焊接至少一個固定臂或者固定連接板，該部件在轉(zhuǎn)向箱安裝的過程中沿著與橫向托架焊接的金屬成型件的凹陷部移動，以便于最后接近開口或用于容納與轉(zhuǎn)向箱連接或能夠與之連接的固定部件的孔定位，固定部件例如是螺紋襯套、螺母或螺釘。通過具有凹陷部的金屬成型件及其與橫向托架的焊接連接實現(xiàn)了橫向托架的顯著加固和因此前橋托架的顯著加固。

成型為空心體的橫向托架優(yōu)選具有封閉的型材。橫向托架為此可以例如由兩個互相連接的L型材、具有將自身的腿部連接的蓋板的U型材或C型材或者管狀型材(例如方形空心型材)組成或組裝。特別地，橫向托架能夠由上方的金屬板殼和與之相連的下方的金屬板殼組裝。金屬成型件與至少一個型材部件或者橫向托架的至少一個金屬板殼焊接。金屬成型件優(yōu)選既與橫向托架的上方的金屬板殼又與橫向托架的下方的金屬板殼焊接。

通過在橫向托架的前側(cè)或后側(cè)上設(shè)置的凹口和插入其中的、具有凹陷部的金屬成型件，此外還節(jié)省空間或者增大了在前橋托架上可用的結(jié)構(gòu)空間?？梢猿杀镜土貙崿F(xiàn)金屬成型件和其根據(jù)本發(fā)明的在橫向托架中的一體化。金屬成型件可以實施為一件式或者由相對少的單個部件，特別是只有兩個單個部件制造。金屬成型件與橫向托架的固定的和可靠的連接通過單個或者少數(shù)的焊接操作實現(xiàn)。因為根據(jù)本發(fā)明的前橋托架只具有相對少的用于轉(zhuǎn)向箱的連接的單個部件，該前橋托架相對輕。此外，該前橋托架的高抗彎剛度使得至少一個型材部件或者橫向托架的至少一個金屬板殼的板厚度減少并且由此使重量減少。

本發(fā)明的有利的設(shè)計方案的特征在于，金屬成型件成型為槽形的殼，優(yōu)選是金屬板殼。殼在此在橫截面上看可以具有基本上U形的輪廓或者圓弧形的、特別是接近半圓形的輪廓。這種金屬成型件通過 板坯的成型相對簡單地制造并且在與橫向托架焊接連接后在相對小的重量的條件下為橫向托架帶來了突出的抗彎剛度。

本發(fā)明的另一有利的設(shè)計方案的特征在于，金屬成型件在其下面末端上具有凸緣。凸緣加固了金屬成型件。凸緣特別是使得在橫向托架中在其前側(cè)或后側(cè)上成型的凹口能以相對于金屬成型件的略微更大的縫隙而實施，金屬成型件插入凹口中，這樣可以浮動地相對于橫向托架調(diào)節(jié)金屬成型件并且因此可以簡單地在x/y方向上進行公差補償。因此，金屬成型件根據(jù)需要可以通過徑向的縫隙插入凹口中，該縫隙足夠用于較大的公差補償。在此，凸緣從下卡合橫向托架的凹口，例如橫向托架的下面的金屬板殼的或下面的型材部件的相應(yīng)的切口，并且用作插入凹口中的金屬成型件的焊接連接部分。

根據(jù)本發(fā)明的另一有利的設(shè)計方案，金屬成型件通過金屬套管或者金屬板碗形件(Blechnapf)的分割制造。金屬套管可以特別是凸緣套管。同樣金屬板碗形件可以具有相應(yīng)地徑向突起的凸緣。該設(shè)計方案使得金屬成型件制造特別廉價，因為能夠分別由一件式的金屬套管或者一件式的金屬板碗形件得到兩個金屬成型件。此外，由一件式的金屬板碗形件制造金屬成型件的優(yōu)點在于，可以利用金屬板碗形件的底部，以便于在底部上設(shè)置用于容納與轉(zhuǎn)向箱連接或能夠與之連接的固定部件的孔或者開口。因此，不需要為了在金屬連接件上安裝具有用于容納與轉(zhuǎn)向箱連接或能夠與之連接的固定部件的開口或者孔的容納部件而進行額外的連接操作，例如焊接操作。另一方面，這種容納部件使得能夠相對于橫向托架或者相對于在橫向托架上焊接的金屬成型件浮動地定位，由此又使得可以在x/y方向上進行簡單的公差補償，容納部件例如以具有孔的金屬板(金屬盤)的形式與金屬套管或者槽形的殼體分開制造并且在安裝的狀態(tài)下徑向地與殼體重疊。

根據(jù)本發(fā)明的前橋托架的設(shè)計方案特別在于，成型用于在蓋狀的金屬板(金屬盤)中容納固定部件的孔，金屬板與金屬成型件固定連接。金屬板(金屬盤)和橫向托架在此優(yōu)選互相焊接。在此，金屬板(金屬盤)成型為基本上平面的。因此，其不需要額外的成型步驟。 然而，金屬板優(yōu)選具有卡圈，卡圈至少沿著金屬板圓周的部分長度延伸。

對應(yīng)轉(zhuǎn)向箱的固定部件固定地或者能夠拆卸地與根據(jù)本發(fā)明的前橋托架的連接裝置相連。根據(jù)有利的設(shè)計方案，固定部件成型為螺母或者螺紋襯套。螺母或者螺紋襯套在此插入連接裝置的孔中或者設(shè)置為相對于孔對齊并且分別與金屬成型件或者上面提到的容納部件(金屬板)連接，例如通過焊接或者螺栓連接。

根據(jù)本發(fā)明的前橋托架的另一有利的設(shè)計方案的特征在于，橫向托架在上側(cè)上在凹口區(qū)域中具有肩部。肩部同樣提高了前橋托架或者其橫向托架的抗彎剛度。肩部在此例如通過橫向托架的脊形或者焊縫形的隆起定義。這種用于改善彎曲剛度的方法在橫向托架的上方的金屬板殼或上方的金屬板件的成型中有利地實現(xiàn)。脊形或者焊縫形的隆起優(yōu)選具有弧形的縱向延伸，因為由此同時在多個方向上改善抗彎剛度。

根據(jù)特別優(yōu)選的設(shè)計方案，根據(jù)本發(fā)明的前橋托架的橫向托架設(shè)有至少兩個前面提到類型的連接裝置。由此，不僅實現(xiàn)了轉(zhuǎn)向箱在前橋托架的橫向托架上的非常穩(wěn)定和可靠的連接，而且此外還進一步在構(gòu)件重量小的條件下改善了橫向托架或者前橋托架的抗彎剛度。用于轉(zhuǎn)向箱的額外的連接裝置，例如成型為支座，優(yōu)選在縱向托架上安裝。

在構(gòu)件重量小的條件下橫向托架或者前橋托架的高的抗彎剛度方面也有利的是，根據(jù)本發(fā)明的另一設(shè)計方案，金屬成型件和至少一個金屬板殼和/或橫向托架的至少一個型材部件由不同厚度和/或不同材料等級的鋼板制造。由此橫向托架或者前橋托架的抗彎剛度在構(gòu)件重量不變或者甚至降低的情況下得以優(yōu)化。

附圖說明

下面借助示出了實施例的附圖詳細闡述本發(fā)明。附圖中示出了：

附圖1以立體圖示出了不具有轉(zhuǎn)向箱的根據(jù)本發(fā)明的前橋托架；

附圖2以俯視圖示出了不具有轉(zhuǎn)向箱的附圖1中的前橋托架；

附圖3示出了前橋托架與其橫向托架的相對附圖1而言放大的部分視圖；

附圖4以仰視圖示出了附圖1中的前橋托架，該前橋托架具有安裝在其上的轉(zhuǎn)向箱以及安裝的車輪導(dǎo)向部件。

具體實施方式

附圖中示出了用于機動車的前橋托架(輔助框架)1，該前橋托架具有縱向托架2，3和與縱向托架互相連接的橫向托架4。橫向托架4成型為空心體。其在這里例如由上方的金屬板殼4.1和下方的金屬板殼4.2構(gòu)成。上方的金屬板殼4.1以及下方的金屬板殼4.2例如分別具有基本上L形的橫截面形狀?？v向托架2，3優(yōu)選同樣成型為空心體。其例如分別由互相焊接的上方的金屬板殼和下方的金屬板殼構(gòu)成。

此外，前橋托架1在其前面的末端設(shè)有連接縱向托架2，3的橫梁5。橫梁5例如由管子和在其末端上焊接的金屬板成型部件6，7組裝。

另外，前橋托架1具有支承和加固部件8，該部件例如由上方的金屬板殼8.1和與之通過焊接連接的下方的金屬板殼8.2成型。上方的金屬板殼8.1沿著橫向托架4的中間部分延伸并且直接與之鄰接。下方的金屬板殼8.2的末端與縱向托架2，3連接。在縱向托架2，3上安裝用于支承機動車發(fā)動機或者驅(qū)動部件的支架或支座9，10。另外，縱向托架2，3上安裝用于支承底盤懸架的部件的支座板11，12，其中這些支座板11，12也與橫向托架4和支承和加固部件8上方的金屬板殼8.1焊接。

在前橋托架(輔助框架)1上，成型用于支承車輪導(dǎo)向部件13，14，特別是橫向?qū)П鄣闹Ъ?。該支架此外設(shè)置在在行駛方向看縱向托架2，3的前面的末端上或者橫梁5的金屬板成型部件6，7的區(qū)域中。此外，橫向托架的上方的金屬板殼4.1和下方的金屬板殼4.2的末端這樣成型，即這些末端限定了用于旋轉(zhuǎn)移動地支承橫向?qū)П?3的叉形的支架。各個叉形的支架在此由上方的金屬板殼4.1的末端和下方 的金屬板殼4.2的末端組成。

為了連接轉(zhuǎn)向箱15，例如轉(zhuǎn)向齒輪箱或者轉(zhuǎn)向油缸，前橋托架1設(shè)有多個、優(yōu)選四個連接裝置16.1，16.2，17.1，17.2。連接裝置16.1，16.2，17.1，17.2為了轉(zhuǎn)向箱15在正的Z方向上的、基本上垂直的生產(chǎn)裝配而設(shè)計。換言之，對應(yīng)于轉(zhuǎn)向箱15的連接裝置16.1，16.2，17.1，17.2這樣成型和設(shè)置，即轉(zhuǎn)向箱15能夠從下面(在機動車垂直軸方向看)引向前橋托架1并且在其上安裝。兩個連接裝置16.1，16.2設(shè)置在橫向托架4上并且兩個其他的連接裝置17.1，17.2設(shè)置在縱向托架2，3上。四個連接裝置16.1，16.2，17.1，17.2限定了四點轉(zhuǎn)向連接。在縱向托架2，3上的連接裝置17.1，17.2例如成型為支座板，支座板分別設(shè)有螺紋鉆孔或者螺母18并且在其中一個縱向托架上焊接。安裝在橫向托架4的連接裝置16.1，16.2分別由定義了凹陷部的金屬成型件19組成，該金屬成型件插入在橫向托架的前側(cè)引入的凹口中并且與上方的金屬板殼4.1和下方的金屬板殼4.2形狀配合地連接，優(yōu)選焊接。在橫向托架4中成型的凹口也可以稱為切口或者凹處，金屬成型件19設(shè)置在凹口中。

一體化到橫向托架4中的金屬成型件19在其下側(cè)和沿著至少20mm的垂直區(qū)段開放，該垂直區(qū)段從下方的金屬板殼4.2的下側(cè)延伸優(yōu)選直到上方的金屬板殼4.1的上側(cè)。在開放的垂直區(qū)段的上面末端上，金屬成型件19具有開口20，例如用于容納或者對齊地設(shè)置能夠與轉(zhuǎn)向箱15連接的固定部件21的孔。

附圖中所示實施例中，金屬成型件19成型為槽形的殼。從橫截面看，金屬成型件19具有U型或者大約半圓形的輪廓。在其下面末端上設(shè)有從下方卡合橫向托架4的下方的金屬板殼4.2的凸緣19.1。在其上面末端上，設(shè)置蓋子形式的金屬板(金屬盤)19.2，該金屬板設(shè)有開口20，優(yōu)選設(shè)有用于容納能夠與轉(zhuǎn)向箱15連接的固定部件21的孔。金屬板19.2徑向地突出于金屬成型件19的槽形的部件19.3并且與之和/或與橫向托架4的上方的金屬板殼4.1固定連接，例如焊接。金屬板19.2可以在其圓周上具有向上凸起的卡圈，該卡圈-如在附圖1到3中所見-經(jīng)板圓周的部分長度延伸。上面不設(shè)置卡圈 的金屬板19.2的圓周的長度部分優(yōu)選用作用于將橫向托架4與金屬板19.2焊接的接合邊緣。

在金屬板19.2的開口11中容納或者在那對齊地設(shè)置固定部件21例如由螺紋襯套或螺母組成。螺母21與金屬板19.2固定連接，例如焊接。螺紋襯套或者螺母21優(yōu)選具有凸緣，其通過凸緣緊貼在金屬板19.2上。

為了制造連接裝置16.1，16.2的金屬成型件19可以例如利用管子或者金屬套管，將其在軸向方向分割，特別是二等分。在此優(yōu)選凸緣套管作為金屬套管。通過將各個槽形的金屬成型件19焊接到橫向托架4中，其上方的金屬板殼4.1和下方的金屬板殼4.2互相固定連接并且顯著地加固了橫向托架4。

代替將管子或者金屬套管，特別是凸緣套管分割，例如二等分并且隨后設(shè)有蓋形的金屬板19.2，為了制造金屬成型件19也可以利用金屬板碗形件，優(yōu)選是具有一件式成型的凸緣的金屬板碗形件。在這種情況下，槽形的部分19.3、凸緣19.1和蓋狀的部分19.2共同構(gòu)成了一件式的金屬成型件19，金屬成型件為了連接轉(zhuǎn)向箱15焊接到橫向托架4的前側(cè)的凹口(凹處)中。

然而特別優(yōu)選根據(jù)在附圖中示出的實施例的實施方式，其中金屬成型件19的槽形的部分19.3設(shè)有具有用于容納固定裝置21的開口20的金屬盤(金屬板)19.2，金屬盤徑向地突出于槽形的部分19.3。因為這種實施方式使得連接裝置16.1，16.2鑒于所需的公差方面特別容易安裝，其中金屬盤19.2可以相對于槽形的部分19.3或者橫向托架4浮動地調(diào)節(jié)(定位)。

空心的、由金屬板殼4.1，4.2組裝的橫向托架4的凹口(凹處)優(yōu)選稍微比金屬成型件19的橫截面輪廓的最大的外形尺寸更寬，金屬成型件19，例如在軸向方向上分割的凸緣套管的一半部分插入凹口中，這樣金屬成型件以徑向的孔隙安裝在凹口(凹處)中并且因此在制造焊接連接之前能夠相對于橫向托架4浮動地定位。

在支座板17.1，17.2上安裝的螺母18中和在在金屬成型件上安裝的螺紋襯套或螺母21中分別旋入螺釘，將螺釘插入孔或者凹槽 中，孔或者凹槽在在轉(zhuǎn)向箱15上安裝的固定連接板15.1或者設(shè)置的固定吊耳15.2中成型(參見附圖4)。

此外特別是在附圖3中可以看到，橫向托架的上面的板殼4.1在上側(cè)在凹口(凹處)區(qū)域中具有肩部4.11。肩部4.11有利于橫向托架4的加固并且由上面的金屬板殼4.1的脊形或者焊縫形的隆起(結(jié)構(gòu))4.12定義。脊形或者焊縫形的隆起4.12在此特征在于弧形的縱向延伸。

一方面的金屬成型件19與另一方面的上方的金屬板殼4.1或者下方的金屬板殼4.2優(yōu)選由不同厚度和/或不同的材料等級的鋼板制造，以便于使前橋托架1，特別是橫向托架4的抗彎剛度在重量小的情況下得以優(yōu)化。額外或替代性地，上方的金屬板殼4.1與下方的金屬板殼4.2也可以由不同厚度和/或不同的材料等級的鋼板制造。

用于制造前橋托架1的鋼板的板材厚度優(yōu)選在1.5mm到3.5mm范圍中。使用的鋼板的材料等級可以例如是標(biāo)準(zhǔn)等級如S355MC和/或S420MC，但也可以是更高強度的鋼板等級。

本發(fā)明的實施方式不限于附圖中所示的實施例中。還可以考慮多個變體，這些變體也可以在與所示實施例不同的設(shè)計中利用到權(quán)利要求中所給出的本發(fā)明。例如，成型為空心體的橫向托架4也可以由具有連接其腿部的蓋部的C形的型材或者U形的型材或者管狀型材(特別是方形空心型材)組成或者構(gòu)成。