用于汽車后車架的模塊系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以設(shè)置在汽車尾部區(qū)域內(nèi)的承重框架形式的模塊系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，在汽車工業(yè)中將框架作為汽車結(jié)構(gòu)的支承的、下方的支架來使用。這樣的框架在一定程度上構(gòu)成了汽車的主要支架。通常將車輪懸架和汽車的動(dòng)力總成固定在該框架上。常見的框架由兩個(gè)縱梁構(gòu)成，這兩個(gè)縱梁與橫桿和斜桿焊接、鉚接而成或通過螺絲抒緊
[0003]根據(jù)框架的形式而在多橫梁車架、X框架、平板車架和網(wǎng)架之中對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。在多橫梁框架中，通過多個(gè)橫梁而使兩個(gè)縱梁相連接。這樣的框架大多安裝在載重汽車和越野車上。在所謂的X框架中，兩個(gè)由圓形或橢圓形管制成的縱梁，在中間以幾厘米內(nèi)的距離而靠近，并在俯視的角度內(nèi)形成X形。在平板車架中，車身底部是框架的主要部分，并與該框架焊接。該框架的形狀的特征在于，特別高的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和低的重心位置。在網(wǎng)架中，這樣將框架部分相互焊接，即，使這些部分能夠組成為構(gòu)造的基礎(chǔ)。網(wǎng)架有極其高的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度并且使用在公共汽車、運(yùn)動(dòng)車和賽車。
[0004]對(duì)于轎車而言，也對(duì)于公共汽車而言，目前大多為自承重的結(jié)構(gòu)，其中，替代框架，而使車身底部組件除了承重的部件外，還容納了行李廂底部組件和車輪罩。
[0005]上述的某些框架或車身底部組件的缺點(diǎn)在于，這些框架在汽車的尾部區(qū)域內(nèi)包含了大量的單個(gè)零部件，必須費(fèi)力、費(fèi)時(shí)并因此而高成本地，將這些單個(gè)零件當(dāng)場(chǎng)組裝在一起。并不少見地，不算上必需的連接件的情況下，這樣的框架或車身底部組件包含了 20個(gè)以上的不同的單個(gè)零件。此外還有這樣的缺點(diǎn)，上述的一些框架和所提到的汽車底部組件這樣來構(gòu)造，即，僅使其通過發(fā)動(dòng)機(jī)支架來與汽車底盤組件，特別是與導(dǎo)臂、穩(wěn)定器、彈簧和/或減震器這樣的車輪懸架部件以及動(dòng)力總成連接，發(fā)動(dòng)機(jī)支架又稱為副車架、軸梁或輔助車架。此外，所提到的框架或汽車底部組件也具有較高的重量，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的消耗產(chǎn)生了負(fù)面的效果。此外，在所提到的具有多個(gè)接合點(diǎn)或接合位置的框架或汽車底部組件中更容易產(chǎn)生生產(chǎn)缺陷，并且此外在所期望的變形特性或所期望的剛度方面上具有減弱的力學(xué)性能。存在越多的接合點(diǎn)或接合位置，那么上文所提及的缺陷就越大。
[0006]眾所周知，上文提及的框架或汽車底部組件在開發(fā)中是高成本的，并且大多數(shù)要根據(jù)單一車型或單一車系來對(duì)其裁切。其缺點(diǎn)在于，已經(jīng)現(xiàn)有的單個(gè)部件通常不再能用于新的車型或新的車系，并且特別地為了其生產(chǎn)而額外地來購(gòu)置，并且使新改良的機(jī)器大多不能再使用，而因此必須重新購(gòu)置機(jī)器，以及在有必要的情況下對(duì)機(jī)器重新改良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于，克服上述的缺陷和限制，從而在裝配、重量、制造和開發(fā)成本、與安全有關(guān)的角度、特別是變形特性和抗扭剛度方面，對(duì)開頭所提及的那類框架或汽車底部組件進(jìn)行改良，并且至少部分地進(jìn)行替換。
[0008]這一目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊系統(tǒng)的特征而達(dá)到。從屬權(quán)利要求給出了擴(kuò)展方案和有利的設(shè)計(jì)方案。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，以設(shè)置在汽車尾部區(qū)域內(nèi)的承重框架的形式來設(shè)置模塊系統(tǒng)，該框架具有以模塊形式地彼此待接合或已接合的部件，其中，部件是至少一個(gè)鑄態(tài)組織和至少兩個(gè)型材，并且鑄態(tài)組織包含至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
[0010]這類的模塊系統(tǒng)具有的好處在于，能夠由少量的部件，非常容易地，制造出在汽車尾部區(qū)域內(nèi)相應(yīng)設(shè)置的承重框架，并且通常不需要費(fèi)力，費(fèi)時(shí)并因此費(fèi)成本地，當(dāng)場(chǎng)由多個(gè)單個(gè)部件來組合該框架。如果鑄態(tài)組織以單件的形式鑄成，這可以是有利的。能夠非常容易地通過至少一個(gè)具有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的鑄態(tài)組織來接合型材。就此，節(jié)點(diǎn)是承重的框架內(nèi)的接合位置。在那里相互接合型材。
[0011]有利地至少部分地通過粘貼、通過焊接，特別通過接觸點(diǎn)焊，通過軸梁的預(yù)設(shè)區(qū)域的卷邊，通過穿通組合或特別是咬合連接，通過沖壓鉚接和/或通過螺絲旋緊將型材與鑄態(tài)組織或節(jié)點(diǎn)接合。
[0012]此外，相同的模塊系統(tǒng)能夠有利地作為設(shè)置在汽車的尾部區(qū)域內(nèi)的承重的框架，以很小的變化，廣泛用于不同的車型。因此，例如通過替換單個(gè)型材，特別是縱向型材，就能滿足了，將原本同樣的模塊系統(tǒng)用于具有不同的總長(zhǎng)度的汽車。
[0013]由此，根據(jù)本發(fā)明的模塊系統(tǒng)允許了，針對(duì)新的車型，僅必須對(duì)在汽車尾部區(qū)域內(nèi)設(shè)置的承重框架的、為了與現(xiàn)有模塊系統(tǒng)配合而必要的一些部件進(jìn)行開發(fā)。而其它的部件，例如鑄造節(jié)點(diǎn)或更小的鑄態(tài)組織，可以采用已存在的部件。此外，根據(jù)本發(fā)明的模塊系統(tǒng)還使得，減少為了新車型或型號(hào)而所需的設(shè)置在汽車尾部區(qū)域內(nèi)的承重框架的開發(fā)費(fèi)用成為可能。
[0014]投入減少了的部件數(shù)量促使了，為了設(shè)置在汽車尾部區(qū)域內(nèi)的承重框架的裝配而必要組裝操作也更少了。因此，在部件之間存在的安全相關(guān)的接合位置也更少，由此而優(yōu)化了由根據(jù)本發(fā)明的模塊系統(tǒng)而組成的、設(shè)置在汽車尾部區(qū)域內(nèi)的承重框架的變形特性。根據(jù)本發(fā)明的模塊系統(tǒng)的使用將在尾部碰撞情況下的抗扭剛度或剛度分別提高了4%以內(nèi)或5%以內(nèi)。
[0015]此外，由于單個(gè)部件的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的模塊系統(tǒng)具有高的輕量化潛力。特別是作為鑄態(tài)部件或碾壓型材的部件的構(gòu)造，尤其是由包含了輕質(zhì)材料，特別是包含了輕金屬的材料而制成的部件實(shí)現(xiàn)了，生產(chǎn)出較輕的單個(gè)部件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，輕量化潛力在37%以內(nèi)。
[0016]如果鑄態(tài)組織和/或型材至少部分地由輕型材料制成，優(yōu)選由輕金屬，由塑料或輕金屬和塑料的復(fù)合材料而制成，可以是有利的。
[0017]根據(jù)不同優(yōu)選的優(yōu)點(diǎn)，可以相應(yīng)地對(duì)根據(jù)本發(fā)明的模塊系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。部件的數(shù)量越少，那么生產(chǎn)和開發(fā)的成本就越低。此外，在這樣的實(shí)施方案中，在生產(chǎn)設(shè)置在汽車尾部的承重框架的過程中，所節(jié)省的時(shí)間最多。不過，卻使這樣的模塊系統(tǒng)更難用于不同的車型。與此相反地，通過增加的部件的數(shù)量而提高了擴(kuò)展?jié)摿?、變化性和整合性能?？梢愿鶕?jù)新車型的需求，通過對(duì)單個(gè)部件的更改而簡(jiǎn)化地對(duì)具有大量的部件的模塊系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。
[0018]此外，根據(jù)本發(fā)明的模塊系統(tǒng)還提供了這樣的可能性，S卩，在設(shè)置在汽車尾部區(qū)域內(nèi)的承重框架上集成其它的組件。因此，例如可以在框架的模塊系統(tǒng)的部件中就已經(jīng)集成了汽車底盤的部件。就此可以實(shí)現(xiàn)在型材和/或鑄態(tài)組織內(nèi)的一體化。由此可以完全地棄用常規(guī)的輔助車架。汽車底盤的部件可以是那些與根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置在汽車尾部區(qū)域內(nèi)的框架固定連接的部件，或者那些與該框架可移動(dòng)地連接的部件。在后一種情況下，型材和/或優(yōu)選鑄態(tài)組織具有單個(gè)用于連接、軸承連接或固定汽車底盤部件的容納部，特別是用于連接如導(dǎo)臂、穩(wěn)定器、彈簧和/或減震器這樣的車輪懸架部件或者動(dòng)力總成的容納部。
[0019]此外還可能，使模塊系統(tǒng)根據(jù)汽車底盤部件的一體化類型，而例如分為三個(gè)實(shí)施方式。
[0020]在其中最簡(jiǎn)單的實(shí)施方式中，可以使模塊系統(tǒng)，也稱為模塊化鑄態(tài)組合部件(MGB) -CLASSIC，不具有汽車底盤部件的一體化。
[0021]在一種進(jìn)一步擴(kuò)展的實(shí)施方式中，可以使模塊系統(tǒng)，也稱為模塊化鑄態(tài)組合部件(MGB) -LIGHT，具有汽車底盤部件的部分一體化。
[0022]在一種更進(jìn)一步擴(kuò)展的實(shí)施方式中，可以使模塊系統(tǒng)，也稱為模塊化鑄態(tài)組合部件(MGB)-MAX，具有汽車底盤部件的完全一體化。
[0023]如果鑄態(tài)組織正好包含一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這可以是有利的。如果該節(jié)點(diǎn)構(gòu)造為鑄態(tài)節(jié)點(diǎn)，這可以很適宜的。
[0024]如果每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過各自的鑄態(tài)組織，以鑄態(tài)節(jié)點(diǎn)的形式來構(gòu)造，那么就提高了模塊系統(tǒng)的變化性，并因此可能將單個(gè)模塊系統(tǒng)的部件使用于不同車型的設(shè)置在汽車尾部區(qū)域內(nèi)的承重框架。因此，實(shí)現(xiàn)了，為了不同車型的設(shè)置在汽車尾部區(qū)域內(nèi)的框架的生產(chǎn)，而使用相同的部件，這減少了模塊系統(tǒng)的單個(gè)部件的生產(chǎn)成本。
[0025]這樣設(shè)置對(duì)本發(fā)明可能進(jìn)行的擴(kuò)展，即，在一個(gè)鑄態(tài)組織內(nèi)包含至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。
[0026]此外，如果鑄態(tài)組織包含了框架的全部節(jié)點(diǎn)，這也可以帶來好處。
[0027]將節(jié)點(diǎn)總合在一起減少了為了設(shè)置在汽車尾部區(qū)域內(nèi)的承重框架的構(gòu)造而必需的部件的個(gè)數(shù)。由此，減少了用于組合的耗時(shí)并降低了生產(chǎn)成本。
[0028]可以證明的是，在兩個(gè)鑄態(tài)部件之間設(shè)置至少一個(gè)型材是有利的。
[0029]此外，還適宜的是，將型材作為碾壓型材來構(gòu)造。
[0030]如果將框架的至少一個(gè)縱梁和/或橫梁構(gòu)造為型材，優(yōu)選構(gòu)造為碾壓型材，這也可以是有利的。
[0031]如果至少一個(gè)鑄態(tài)組織和/或至少一個(gè)型材包含了汽車底盤的至少一個(gè)部件，這可以是有利的。汽車底盤的部件可以是