專利名稱：組合拉桿軸類型的汽車驅動后橋的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車驅動后橋，其可以與汽車驅動系耦接。本發(fā)明還涉及帶有這種汽車驅動后橋的汽車。
背景技術：
汽車迄今公知的汽車驅動后橋由大量板材組成，這導致安裝和焊接花費相對較大。此外，焊接板材的疲勞強度也是關鍵因素。已經提出帶有曲柄狀扭曲輪廓的軸，其中，曲柄狀扭曲輪廓不僅用在全輪驅動的車輛上，而且也用在非全輪驅動的車輛上。然而，這些軸都包括大量板材，再一次導致了前述缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于構造一種改進的汽車驅動后橋以及一種改進的前述類型的汽車，它們使得后橋結構特別廉價。
根據本發(fā)明，對于汽車驅動后橋來說，該技術問題由此解決，即，提供了可與汽車驅動系耦合的汽車驅動后橋，該汽車驅動后橋設計為組合拉桿軸，其具有兩個支承車輪的剛性縱拉桿，其彈性地鉸接在汽車機
構上；和抗彎但易扭的橫桿。在此，縱拉桿分別圍繞至少一個回轉軸線擺動。橫桿至少在其中間部段包括一開口的，尤其是雙壁的型材，該型材可以在橫桿的端部過渡到封閉的型材。橫桿尤其與回轉軸相隔地布置，并且在汽車的縱向看位于車輪中心的前面。此外，橫桿在其兩端區(qū)域內與所述縱拉桿焊接。為了給配屬于驅動系的至少一個模塊提供安裝空間，所述橫桿向上彎曲。
按本發(fā)明的汽車后橋的特征主要在于，4斜干至少在橫桿中心配設有開口的型材，其包括第一型臂(Profilschenkel)和第二型臂，它們在頂部區(qū)域(Scieitelbereich)相互連接。在此，型材至少主要在位于在兩型臂的頂部區(qū)域內撐開的平面上方的半腔內開口 ，該平面平行于汽車橫軸和汽車縱軸布置。
由該解決方案獲得了一種特別廉價的汽車驅動后橋，其中，利用向上彎曲的對射干為配置給傳動系的4勢夾提供安裝空間。在此，4射干尤其可這樣彎曲，即，為萬向節(jié)軸和后橋差速器提供安裝空間。由于橫桿的彎曲，使得汽車后橋的剪切中心或由此產生的滾動中錯移。由于橫桿在橋〖干中心至少主要在上半腔中開口的型材，可以以有利的方式使剪切中心或由此產生的滾動中心向下移位，以便由iH^氐消由于彎曲產生的剪切中心的移位。
在按本發(fā)明的汽車后橋的一種有利的構造中，橫桿的開口型材至少在垂直于4黃桿的延伸方向的截面(汽車中心平面)內的橫桿中心相對于對稱線對稱地形成。在此，型材的對稱線自兩型臂的頂部區(qū)域出發(fā)在兩型臂的頂部區(qū)域內的平面的上半腔內延展，并相對于該平面成大于0。的角。尤其有利的是，型材的對稱線相對于布置在兩型臂的頂部區(qū)域內的平面成大于0。且最大為40°的角，優(yōu)選為30。"40。范圍內的角，特別優(yōu)選為40。。由于該4普施可以以有利的方式實現(xiàn)在汽車運行期間，聚集在開口型材中的水可從型材中排出，水在大氣冷的時候會因結冰而？ j發(fā)功能或腐蝕問題。
在按本發(fā)明的汽車后橋中，橫桿可在橫桿中心設有開口型材，其至少主要在一個半腔開口，該半腔位于在兩型臂的頂部區(qū)域中撐開的、平行于汽車豎軸和汽車橫軸布置的平面的前側。
然而，同樣也可這樣替換，即，橫桿在橫桿中心設有開口型材-,其至少主
要在一半腔開口，該半腔位于在兩型臂的頂部區(qū)域中撐開的、平行于汽車豎軸和汽車4黃軸布置的平面的后側。
按本發(fā)明的汽車驅動后橋涉及組合拉桿軸，其中，與常規(guī)剛性軸相反，與縱#1#焊接在^的橫梁位于車輪中心前、并且支承所有的高度方向和側向力矩，并且因此同時用作穩(wěn)定器。優(yōu)選的是，橫桿至少在其沿桿延伸方向看的中心區(qū)域向上彎曲預定的量。
根據按本發(fā)明的汽車驅動后橋的一種優(yōu)選的實施形式，橫桿在其兩端分別具有相對抗扭的截面，并且在中心區(qū)域具有相對易扭的、帶有雙層壁或單層壁的型臂的U形、V形或類似的截面。在此，由抗^4t的截面變?yōu)橐着さ慕孛娴倪^渡區(qū)域有利地連續(xù)構造。如果各縱拉桿與橫桿之間連接部位的橫截面具有旋
5轉對稱的形狀;I^C其有利的，這允許橫桿在連接件焊接之前軸向轉動。由于該旋轉對稱形狀，橫桿就可在與縱4^干""^f接之前隨意轉動，確切地說，與扭轉區(qū)域中橫桿的橫截面形狀無關。因此，扭轉區(qū)域中剪力中心的位置亦可在批量生產中隨意改變。
在降低制造費用時，可滿足各種關于可實現(xiàn)的行駛性能，尤其是轉彎行駛時后橋的相互彈性調動時的車輪外傾變化和前束變化和/或轉向特性中的不同要求，并確保了較高的耐久性和承載能力。
根據優(yōu)選實施形式，縱拉桿設計成抗彎且抗扭的鑄造件。這樣使得可以將全部必須的部件，諸如車輪支承板、彈簧座、用于固定減震器和可能的穩(wěn)定器的孔眼、臥式或立式布置的減震套筒的筒夾以及其它M件集成
在縱4a干中。為了提高強度和/或減重，縱4ii干例如也可由鋼或輕金屬鑄造而成。
為了與一黃桿連^妾，縱4i^干優(yōu)選設有附加部以與橫桿的相關端部連接，附加部的橫截面可有利地構造為圓形或橢圓形。特別有利的設計在于，附加部構造為管形，并且其在與橫桿連接的連接部位的壁厚與##相關端部的壁厚大致相同。這一附加部的設計型式尤其適用于按照磁-弧焊接方法進行焊接。為此需要的是，管型材端部和附加部大致相同的壁厚可通過附加部的術M戒后加工或通過管型材端部也即橫桿端部的變形實現(xiàn)適用于焊接的壁厚。
作為替換，附加部的外圓周或外徑可等于或略小于由管型材構成的.橫桿的內圓周或內徑。為與縱4^干連接，管型材端部可簡單地通過附加部插入并在其在端側與附加部焊接在一起之前如此地準確定位。根據另一替換實施形式，為了與對應的縱4i^干連接，由管型材構成的橫桿的相關端部可插入相關附加部的凹槽中并在附加部的端側與之焊接在^。
按本發(fā)明的組合4i^干軸式的汽車驅動后橋的承載能力可相對簡單地提高，
即，通過使用在^4爭區(qū)域中截面面積或截面形狀較大的的剛硬橫桿。此類橫桿
可按照/^口方法，例如按照內高壓成型方法制造。在此，僅^iL4爭區(qū)域中原材料
的直徑在變形為u形、v形或類似截面之前擴大。因此，不用改變與縱#^干連
接的連接部位，就可尤其影響管型材的剛度和4a4爭率。
為了使管型材中出現(xiàn)的力和4麟f應力均勻地分布，從抗扭的截面到易扭的截面的過渡區(qū)域有利地這樣變形，使得從抗扭的截面至易扭的截面的-^#阻力矩連續(xù)地降低。因為4a^阻力矩與截面面積和截面幾何結構有關，可通過具有確定的截面變化的管型材的連續(xù)變化實現(xiàn)扭轉阻力矩在過渡區(qū)域中的這種分布。
按本發(fā)明的管型材的制造相對簡單且廉價，因為可將通常的管子用作原材料。在變形之前，可將專用于扭轉區(qū)域和過渡區(qū)域的成形件置入管中，以便實現(xiàn)希望的型材截面。之后，便可利用相應的沖才期爭管子枳^i也成型為預給定的截面。在移除成形件之后，管子可與縱^f干在焊接裝置中被焊接。
級v^4干例如可分別繞著至少l^^垂直于汽車縱向的軸線，尤其是垂直的橫軸擺動。
因此，給出了一種廉價的組合拉桿軸式的汽車驅動后橋，其具有至少在中心區(qū)域具有開口型材的橫桿，該橫桿向上彎曲，以便由此為至少一個配置給傳動系的才狹創(chuàng)造安裝空間，例如為萬向節(jié)軸和后橋差速器創(chuàng)造安裝空間。在扭
轉型材由單個管制成時，縱4i^干可尤其設為鑄造4^干。扭轉型材或橫桿可在邊緣上具有尤其是圓形的封閉的截面。管子在中心區(qū)域例如可成型為為U形。出于包裝方面的原因，扭轉型材在中心區(qū)域向上彎曲一預定的量。為了鉸接縱拉桿，可設置直的或傾4斗的軸套。隨著管厚度和截面的不同，軸可容易地與不同的要求(車重、基準/運動/OPC調整)相匹配，無需改變昂貴的縱4^干。


下面根據實施形式參照附圖詳細說明本發(fā)明。圖中圖1在示意立體圖中示出了汽車驅動后橋的示范性的實施方式；圖2在示意立體中示出了圖1所示的汽車后橋橫桿的才射干中心的垂直縱截面視圖3在示意立體圖中示出了汽車驅動后橋的另一種示范性的實施形式的橫桿中心的垂直縱截面視圖。
Jl^本實施方式
在圖1和2中示出了按本發(fā)明的汽車后橋10的第'一實施形式。因為其被驅動，所以汽車后橋10可與汽車傳動系耦接。如由圖1可知，汽車驅動后橋IO被構造為組合#^干軸，具有兩個支承車輪的、彈性地鉸接在汽車車身上的剛性縱4^干12和一個抗彎卻易扭的4對干14。
7在此，縱4i^干12分別繞至少一個回轉軸16擺動。對射干14在其中心區(qū)域設有開口的型材，該開口的型材在橫桿14的端部過渡為封閉的型材。 一黃桿14與回轉軸16相隔地布置，并沿汽車縱向看布置在車輪中心的前面。
橫桿14在其兩端區(qū)域與縱^1^干12焊接在j。
如由圖1可知，橫桿14向上彎曲，以便由此為至少一個配置給傳動系的模塊提供安裝空間，例如是為萬向節(jié)軸和后橋差速器提供安裝空間。在此，橫桿14至少在其沿橫桿延伸方向看的中心區(qū)域向上彎曲一預定的量。
橫桿14在其兩端分別具有一個相對抗扭的截面，并在中間區(qū)域具有帶有雙層壁型臂的型臂(Profflschenkd)的相對易扭的U形或V形截面。因此，橫桿14在中間區(qū)域要比在其分別具有相對抗扭的截面的兩端區(qū)域易扭的多 由抗扭的截面至易扭的截面的過渡區(qū)域可平滑地構造。
縱4爿干12的后端設有支承件18，以分別與支7 義車輪的車輪支架連接。縱拉桿12的前端分別通過軸承孔20彈性地鉸接在未示出的汽車車身上。在此，(縱#^干12繞^4罷動)的回轉軸16由該軸承孔20限定。
在本實施形式中，各縱4^f干12與橫桿之間連接部位的橫截面具有旋轉對稱的形狀，這允許纟對干14在焊接連接之前軸向扭1#。
縱4ii干12尤其可構造為抗彎且抗扭的鑄件。
為了與4對干]4的相關端部連接，縱4i奸12可分別設有附加部()23,其在截面適宜地構造為圓形或橢圓形。在此，各附加部23可尤其構造為管形，并在與橫桿14連接的連接部位具有大致與橫桿14相關端部的壁厚相同的壁厚。尤其在該情況下，縱去i^f 12或其附加部23可按照磁-弧焊接方法與一射干14的端部連接。
例如也可考慮這樣的實施方案，即，為與各縱4^干12連接，橫桿14的相關端部通過相關的附加部23插入，并且與附加部23 ^fe焊接在橫桿14的端側。
例如還可考慮，為與各縱ii^干12連接，#射干14的相關端部插入相關附加部23的凹槽中，并在附加部23的端側與附加部焊4姿。
也可以通過變形4吏^射干14兩端的壁厚相對^4t區(qū)域中的壁厚擴大。
原則上，也可考慮這樣的實施方案，其中，扭轉區(qū)域中的4斜干14在變形為U形、V形或類似截面之前的直徑比其兩端的直徑要小。
此外，沖黃桿14可以在從抗扭的截面轉變?yōu)橐着さ慕孛娴倪^渡區(qū)域可這樣地
8變形，使得從抗扭的截面至易扭的截面的44針且力頭B^稱咸小。
在圖1中，還可看出緩沖器22和彈簧24。
如圖2所示，示出了4射干穿過4射干14中心的垂直剖切視圖，對應于與一斜干 14的延伸方向或橫向垂直的截面，4對干14 ii有至少近似于U形或V形的開口 的型材。該型材具有第一型臂26和第二型臂28,它們在頂部區(qū)域30彼此過渡。 該型材在此關于對稱線32對稱地設計。型材由兩型臂26、 28形成的開口(與頂 部區(qū)域30相對置)朝向位于在頂部區(qū)域30中撐開的平面下方的下半腔。所述平 面平行于汽車縱軸和汽車橫軸布置，并且因此在汽車位于水平路面上時， 一般 對應于水平面。確切地說，對稱線32位于平面的下半腔中的兩型臂26、 28之 間，并Jbf目對于該平面成-30°角。
汽車后橋IO由于4斜干14的彎曲向上移位的剪切中心S由于片射干14開口型 材的這種定向而錯移。圖1()中示出了汽車后橋10位于對稱線32延長部的剪切 中心S。 H表示剪切中心S與延伸通過轉向軸16的水平線的垂直間距，其在此 例如約為9cm。在所示實施形式中，該間距H導致約21%滾動轉向不足 (Rolluntersteuerimg),也即鉸接在軸上的轉向外側車輪在汽車繞著汽車縱軸滾動 時的轉彎行駛時相對猛地進入車輪前束，這通常是不希望出現(xiàn)的，因為汽車在 此情況下轉彎較為遲鈍。
與之不同，圖3示出了按本發(fā)明的汽車后橋10的另一示范性的實施形式， 其克服了上述這些缺陷。為了避免不必要的重復，只解釋汽車后橋與圖]和2 所示的不同之處，其它方面參閱那里4是到的實施結構。相同或相同作用的元件 用相同的附圖標記表示。
圖3所示的汽車后橋10與圖1和2所示的汽車后橋10的區(qū)別僅在于橫桿 14的型材，其在此朝向布置在頂部區(qū)域30中的平面的上半腔開口。確切地說， 對稱線32位于平面的上半腔中兩型臂26、 28之間，并相對于該平面成40°角。
正如圖3中通過汽車后橋10位于對稱線32延長部中的剪切中心S所示那 樣，通過橫桿14彎曲而向上移位的汽車后橋10的剪切或滾動中心由于橫桿M 型材的向下定向而移位。較之圖1和2所示的汽車后橋，剪切中心S與延伸通 過轉向軸16的7JC平線之間的垂直間距H減小，并在所示實例中約為3cm。由此 使得滾動轉向不足約10%，也即，鉸接在軸上的轉向外側車輪在汽車轉彎行駛 時以有利的方式僅相對少地進入車輪前束，于是汽車轉彎較為順暢，而不會轉向不足。雖然型材的開口向上指向，以便讓軸的剪切中心或滾動中心下降，但 聚集在4射干14開口型材中的水卻會以足夠適宜的方式向側面排出，因此，剪切 中心下降/排水的目標沖突就會以令人滿意的方式得到解決。
才射干14的開口型材朝向半腔中的4射干中心，該半腔位于在兩型臂26、 2S 頂部區(qū)域30中撐開的、平行于汽車豎軸和汽車橫軸布置的平面的前側，由此能 夠實現(xiàn)汽車后橋10有利的動力學特性。10汽車驅動后橋、 12飼沐 14樹干 16回轉軸
18車輪固定裝置的支承件
20軸承孔
22緩沖器
23附加部
24車身彈簧
26第一型臂
28第二型臂
30頂部區(qū)域
32對稱線
34水平線
權利要求
1.一種汽車驅動后橋(10)，其可與汽車驅動系耦接，并構造為具有兩個支承車輪的、彈性地鉸接在汽車車身上的剛性縱拉桿(12)和一抗彎卻易扭的橫桿(14)的組合拉桿軸，其中，所述橫桿(14)至少在其中心區(qū)域具有開口的、向上彎曲的型材，以便由此為至少一個配置給所述驅動系的模塊創(chuàng)造安裝空間，其特征在于，所述橫桿(14)至少在橫桿中心設有一開口型材，其包括第一型臂(26)和第二型臂(28)，其中，所述型材至少主要在一半腔開口，該半腔位于在兩型臂(26，28)的頂部區(qū)域撐開的平面的上方，該平面平行于汽車橫軸和汽車縱軸布置。
2. 如權利要求1所述的汽車驅動后橋，其特征在于，所迷橫桿(14)的開口型材 至少在垂直于所述4斜干(14)的延伸方向的截面內的橫桿中心相對于對稱線對稱地形 成，其中，所述型材的對稱線自所述頂部區(qū)域出發(fā)，在撐開在兩型臂(26,28)的頂部 區(qū)域內的平面的上半腔內延伸，并相對于該平面成大于0°的角度。
3. 如權利要求2所述的汽車驅動后橋，其特征在于，所述型材的對稱線相對于 在所述兩型臂(26,28)的頂部區(qū)域內撐開的平面成大于0。且最大為40°的角度。
4. 如權利要求3所述的汽車驅動后橋，其特征在于，所ii^f稱線相對于在所述 兩型臂(26,28)的頂部區(qū)域內撐開的平面成30°至40°的角度。
5. 如權利要求4所述的汽車驅動后橋，其特征在于，所^yf稱線相對于在所述 兩型臂(26,28)的頂部區(qū)域內撐開的平面成40。角度。
6. 如權利要求l至5之一所述的汽車驅動后橋，其特征在于，所述4射干(14)至 少在對射干中心設有一開口型材，該型材至少主要在一半腔內開口，所述半腔位于在 所述兩型臂(26,28)的頂部區(qū)域中撐開的、平行于汽車豎軸和汽車橫軸布置的平面的 前側。
7. 如權利要求至5之一所述的汽車驅動后橋，其特征在于，所述橫桿(14)在 橫奸中心設有一開口型材，該開口型材至少主要在一半腔內開口，該半腔位于在所 述兩型臂(26,28)的頂部區(qū)域中撐開的、平行于汽車豎軸和汽車一黃軸布置的平面的后 側。
8. 如權利要求l至7之一所述的汽車驅動后橋，其特4正在于，所述橫桿(14)在 其兩端分別具有一相對抗扭的截面，并且在中心區(qū)域具有相對易扭的、帶有雙層壁 或單層壁的型臂的U形、V形或類似的截面。
9. 如權利要求8所述的汽車驅動后橋，其特征在于，由抗扭的截面到易扭的截面過渡區(qū)域可平滑地構造。
10. 如權利要求1至9之一所述的汽車驅動后橋，其特征在于，各縱拉桿(12)與所述纟斜干(14)之間的連接部位的截面具有旋轉對稱的形狀，該形狀允許所述對斜干 (14)在連接的焊接之前軸向4財爭。
11. 如權利要求.l至IO之一所述的汽車驅動后橋，其特征在于，所述縱^4千(12) 構造為抗彎并抗扭的鑄件。
12. 如權利要求1至11之一所述的汽車驅動后橋,其特征在于，所述縱4^干(12)
13. 如權利要求l至]2之一所述的汽車驅動后橋，其特征在于，所述一射干(14) 在4a4夸區(qū)域中的變形為U形、V形或類似的截面之前的直徑比其兩端的直徑要小。
14. 如權利要求1至13之一所迷的汽車驅動后橋，其特征在于，所述4對干(14) 在由抗扭的截面轉變?yōu)橐着さ慕孛娴倪^渡區(qū)域這樣變形，使得/A/斤述抗扭的截面至 所述易扭的截面的42#阻力頭隨漸減d 、。
15. —種具有如權利要求1至14之一所述的汽車驅動后斷10)的汽車。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可與汽車傳動桿耦接的汽車驅動后橋(10)，其構造為組合拉桿軸，具有兩個車輪支承的、彈性地鉸接在汽車車身上的剛性縱拉桿(12)和一個抗彎但卻易扭的橫桿(14)。橫桿(14)在其整個長度上由開放型材構成。在其兩端的區(qū)域中，橫桿(14)與縱拉桿焊接在一起。橫桿(14)向上彎曲，以便由此提供至少一個配置給傳動桿的模塊的安裝空間，例如是提供萬向節(jié)軸和后橋差速器的安裝空間。橫桿(14)至少在橫桿中心設有開放型材，其包括第一型臂(26)和第二型臂(28)，型材至少絕大部分通往一個半腔，該半腔位于在兩型臂(26，28)的頂部區(qū)域張緊的平面的上方，該平面平行于汽車橫軸和汽車縱軸布置。
文檔編號B62D7/16GK101492069SQ200810191050
公開日2009年7月29日 申請日期2008年8月1日 優(yōu)先權日2007年8月1日
發(fā)明者德克·埃利希, 格爾德·比茨 申請人:Gm全球科技運作股份有限公司