CN102233799A - 壳式结构的横向连杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车轮悬架的壳式结构的连杆(1)，尤其是一种横向连杆(1)，包含至少两个壳体零件(10，11)，所述壳体零件实质上在其边缘连接在一起形成空心体，其中至少一个壳体零件(10，11)的一个边缘部分至少部分延伸进入由空心体围成的腔中，并且在该处形成强化凸缘(15，22)。

Description

壳式结构的横向连杆

技术领域

本发明涉及一种用于车轮悬架的壳式结构的连杆，其包含至少两个壳体零件，这两个壳体零件实质上在其边缘连接到一起形成空心体。此外，本发明还涉及一种用于车轮悬架的壳式结构的连杆，其包含壳体零件，该壳体零件实质上在其边缘连接到一起形空心体。

背景技术

这种连杆例如被用作机动车辆的横向连杆或斜连杆，根据车轮悬架的结构，这种连杆可以是I形，A形或者L形设计。在制动、加速和转弯过程中，这些连杆承受复杂的动态应力，相应地对它们结构强度提出了严格的要求，尤其在某些施力方向上。然而，车轮悬架的震动量应该保持尽可能的小。这意味着对轻型结构的需求，但是轻型结构并不利于高的结构刚性。

现有技术中，作为铸件或钣金件的连杆产品是众所周知的。后者，利用单个钣金件来制备连杆是可行的。然而，将多个钣金件连接起来制备连杆也是可行的。为了在壳式结构中获得较大的刚性，大量的冲压金属板以形成空心体的方式焊接在一起。

例如，EP 1 370 431 B1号专利文献公开了一种由单个折叠的金属板制备而成的横向连杆。沿着金属板的外周提供折叠工艺之后彼此连接的连接边缘。为了达到这个目的，一方面，连接边缘成型为彼此邻接，使他们能够通过缝焊的方式连接在一起。另一方面，在另一个实施例中，连接边缘成型为向外弯曲而产生平坦带，这些平坦带彼此叠强化定。连接带实质上沿着整个外周形成。

DE 10 2006 052 782 A1号专利文献描述了一种单壳和一种双壳的横向连杆。壳元件分开设置，且彼此间不接触，在单独的插入元件上形成轮侧和车身侧连接点，其在任何情况下都保持在壳元件之间。壳元件具有弯曲的边缘部分，相对的边缘部分彼此相向或相背着弯曲。弯曲的边缘部分最好从一个插入元件连续延伸到相邻的插入元件。

考虑到最小可能的重量和高的强度，需要根据负载来设计连杆。然而，一方面，这预示着行驶过程中产生的负载可以被足够精确地测定，并且，另一方面，最终的非常复杂的刚性需求的概况可以转化为具体的组件结构。

正是生产工程的可能性在这里造成了明确的局限。这不仅仅存在于技术方面。相反地，经济因素尤其必须在批量生产中考虑到，这些在尽可能简单和经济的生产工艺的需要上得到体现。

发明内容

鉴于这种背景情况，通过以下的方式以简单的手段来改善前述类型的连杆成为发明的根本目的，这种方式能够以简单的方式生产出具有低重量和增强的硬度的连杆。

根据本发明，这个目的通过以下连杆实现。所述的连杆包含至少两个壳体零件，这两个壳体零件实质上在其边缘连接到一起形成空心体，其中至少一个壳体零件的一个边缘部分至少部分延伸进入由空心体围成的腔，并且在该处形成强化凸缘。

此目的进一步由以下连杆实现：所述的连杆包含一个壳体零件，所述壳体零件实质上在其边缘连接在一起形成空心体，其特征在于，壳体零件的一个边缘至少部分延伸进入由空心体围成的腔中，并且在该处形成强化凸缘。

进一步地，本发明的特别有利的实施方式通过从属权利要求来揭示。

应该注意的是，在权利要求中个别限定的特征可以以任何技术上有意义的方式组合，形成发明的进一步的实施例。说明书额外地表征了和说明了本发明，尤其是结合附图进行了说明。

根据本发明，如果一个壳体零件的边缘部分延伸进入腔形成强化凸缘，连杆在具体受压位置局部强度增强的同时维持单壁结构。

在本发明的这个意义上，总体来讲，强化凸缘应理解为是壳体零件的边缘部分，这种壳体零件的边缘部分可吸收来自作用力的一个方向上的作用力，作用力不能单独地被壳体零件，尤其是位于强化凸缘前的壳体部分吸收。在强化凸缘实质上是平面的设计的情况下，可被强化凸缘吸收的作用力的方向实质上位于主延伸平面中或平行于主延伸平面。

根据本发明，如果(在多壳结构情况下)多个壳体零件边缘或者(在单壳结构情况下)单个壳体零件的边缘在较小受压点上以公知的方式本质上刚性地地或非刚性地连接到一起而不形成额外的强化凸缘，连杆的重量可以进一步减少。这使得用于制备连杆的材料量降到最低。

应该注意的是，下面的说明，只要没有明确区分多壳结构的连杆和单壳结构的连杆，在所有情况下指的都是两种结构类型的连杆。用于下述描述的术语“空心体”因此在所有情况下包括单壳结构连杆的单个壳体零件形成的空心体，和多壳结构连杆的多个壳体零件形成的空心体。术语″壳体零件″和″多个壳体零件″的情形是相似的。这些术语的单数或者复数不代表对特定结构连杆的限制。它们在单壳结构连杆和多壳结构连杆上等同应用。如果有必要在不同结构的连杆类型之间做出区分，就会在适当的点上做出明确说明。

根据本发明，本质上连接壳体零件的边缘来形成空心体是特别优选的。例如，可以选择焊接连接来实现此目的。然而，采用如胶黏剂、螺丝和铆钉来连接壳体零件的边缘或者采用直线焊接或其它连接技术来连接壳体零件的边缘也是可行的。

在长度和宽度的尺寸及其形状和结构方面，强化凸缘可以根据连杆各自局部强度的需要以所需的方式调整。在这方面，强化凸缘只受制于腔的尺寸，其由壳体零件所形成的空心体预先确定。

因此，从其主延伸平面观察时，强化凸缘例如可以实质上是矩形、方形、三角形、梯形、弓形、锯齿形或者波浪形。此外，强化凸缘可以具备为了增加强度的强化卷边或相似的强化零件。再者，为了进一步增加强度，强化凸缘具有从横截面观察时呈波浪形或台阶形的结构，或者强化凸缘可以折叠一次或几次以达到这样的目的。

强化凸缘的宽度可以适合于待强化连杆部位的尺寸。因此，强化凸缘可以具体在连杆的某些点上形成，行驶过程中连杆上的这些点在作用力的特定方向上显著地受压。可以被强化凸缘吸收的负载可以通过强化凸缘延伸进入空心体的长度来调整。因此，强化凸缘的构造可以具体适合于驾驶过程中作用于局部连杆强化区域的力。所以，本发明的连杆能够通过简单的手段和简单的生产方式使强度局部增加。

此外，根据本发明，由于没有强化元件从壳形零件向外伸出，因此空心体内的强化凸缘的设置允许连杆有十分紧凑的结构。这是十分有利的，因为当连杆安装于车轮悬架中时，所讨论类型连杆的可用工作和移动空间量通常是非常有限的。

根据本发明，如果延伸进入到腔中的边缘部分在过渡部分在壳体零件和强化凸缘间形成角度，这是一种优选方案。这使得在空心体内任何点设置强化凸缘成为可能。因此，例如，强化凸缘可有意设置在空心体内部的区域中，在这个空心体中，腔在强化凸缘的构造方面提供最大的自由度。再者，空心体内的某个方向通过设置角度的方式施加给强化凸缘。因此预先确定作用力的主要方向是可能的，其中强化凸缘吸收最大负载。此外，可以沿着延伸至空心体的边缘部分的任何位置设置角度。因此，强化凸缘也可以被设置成其余完全或者部分紧靠空心体的内壁，因此产生额外的空心体墙壁的强化作用。

如果强化凸缘设置成与壳体零件的内壁间有一定距离，这是非常有利的。在由壳体零件围成的自由腔中安排使强化凸缘构造的自由度最大化。因此，上面已经讨论过的为特定负载设计强化凸缘的长度、宽度、形状和结构的具体尺寸在最大可能范围内是可行的。例如，具体说，对于延伸进入腔内的强化凸缘，在腔的尺寸范围内内长度可以自由选择。对于边缘部分的成形性来说，这对于生产来讲也是非常有利的，因为长度可以以最佳的形式适应于成型工艺中必须考虑的生产条件。

根据本发明，如果强化凸缘设置成与连杆或者横向连杆的主延伸平面实质上平行，这是非常有利的。凭借这样的设置，强化凸缘主要吸收负载，该负载作用力的方向是位于连杆的主延伸平面中或者平行于连杆的主延伸平面。由于所讨论的连杆具体暴露于驾驶中制动过程中大的纵向力(即实质上沿着车辆的纵轴线作用的力)(连杆扭曲的风险)，为了防止连杆在制动过程中扭曲，增加连杆对这些力的抵抗力是非常有利的。安装连杆时，前述的纵向力实质上处于连杆的主延伸方向上或者平行于连杆的主延伸方向。因此，根据本发明的连杆凭借在实质上平行于连杆的主延伸方向上安装强化凸缘而被强化，尤其是在相对于制动过程中产生的纵向力的方面被强化。

如果强化凸缘实质上是平面设计则更加有利。所以，制备强化凸缘过程中在边缘部分不需要额外处理步骤来形成强化凸缘，因此也没有增加额外的产成本。此外，平面设计提供很好的材料硬度和强化凸缘对行驶过程中必须被吸收的力的抵抗力，而且避免了伴随材料成型过程中的材料结构的变化。

根据本发明，如果强化凸缘通过其端面与空心体内部的固定元件连接则更加有利。因此为了吸收负载，进一步增加强化凸缘的抵抗力是可能的。本质上连接强化凸缘和固定元件是特别优选的。例如，可以选择焊接连接的方式来达到该目的。然而，粘接强化凸缘和固定元件或者本质上非刚性或刚性地连接强化凸缘和固定元件的其它方法同样是可行的。例如，以适当方式设置于壳体零件内壁的固定结构，或者内壁自身可以用来作为固定元件。然而，固定元件也可以是从外部引入空心体的元件。在这种情况下，固定元件最好通过以下方式本质上非刚性或刚性地与壳体零件连接，即适合消散至少部分被强化凸缘吸收的力。

如果固定元件是支承在空心体中的栓则是更加有优势的。这可以是连接点的栓，例如，通过该栓连杆或横向连杆例如通过橡胶衬套方式支承在车体或辅助车架或与车体牢固连接的副车架上。这里，栓以适当的方式固定在空心体上，例如，本质上非刚性或刚性地连接，优选的是是焊接。因此，它能够至少部分地将由强化凸缘吸收的力传递给车身或者辅助车架。当然，本发明不仅限于具有水平衬套的横向连杆。一种已知的可选的连杆或横向连杆提供垂直衬套，其中栓的使用并不适宜。在这种情况下，在一个壳体零件上压出边缘孔(向内收)或者在一个连接点上焊接管，后部衬套压入孔内或者管内。本发明在这样的横向连杆的连接点处通过举例的方式提供具有根据本发明的实例结构的强化凸缘是有优势的且可行的。

因此，如果在至少一个连接点上提供连杆的强化凸缘，该连杆进一步地具有轮侧连接点，和至少一个、最好是两个车身侧连接点，这是非常有利的。具体说，连杆的这些在行驶过程中受到最重负载的区域因此被强化。连杆在行驶过程中受到较轻负载的区域不需要被强化，不需要配备强化凸缘，连杆重量因此而降低。连杆减轻重量导致全部车轮悬架振动量较小，其结果是在驾驶过程中整个车轮悬架的动态负载降低。此外，因使用材料减少，连杆的材料成本和生产成本也降低。

根据本发明，如果在车身侧连接点提供强化凸缘，该连接点从行驶方向来看位于后部，这是特别有利的。这能使得针对连接点扭曲进行强化，该连接点在制动操作中承受最重的负载。只在行驶过程中负载最重的点增加抗扭曲性。连杆在行驶过程中承受较轻负荷的区域不需要强化，不需要配备强化凸缘，连杆重量因此而降低。如上文所述连杆减轻重量对车辆带来各种优势。此外，因使用材料减少，连杆的材料成本和生产成本也降低。

此外，所有的壳体零件最好作为钣金零件设计。在一个优选的实施例中，连杆最好由钢制成。它也可以由铝或者其它材料制成。

附图说明

本发明通过附图所示的说明性的实施例进行更详细的解释。在图中：

图1表示根据本发明的连杆的优选实施例的平面图，

图2表示根据本发明的连杆的第一优选实施例沿着图1中的线A的横切面视图，

图3表示沿着图2中线B的横切面视图，

图4表示根据本发明的连杆的第二优选实施例沿着图1中线A的横切面视图，和

图5表示根据本发明的连杆的第一优选实施例的强化凸缘的不同形式。

在不同的附图中，相同的零件始终具有相同的附图标记，因此所述零件一般只描述一次。

附图标记说明：

1连杆/横向连杆；

2连接支腿；

3车轮支腿；

4前部连接点；

5后部连接点；

6轮侧连接点；

7前部固定元件，橡胶垫架；

8后部固定元件，栓；

10第一壳体零件；

11第二壳体零件；

12焊缝；

13焊缝；

14过渡部分；

15强化凸缘；

16端面；

17端面/线；

18端面/线；

19过渡部分；

20外周线；

21尾部；

22强化凸缘；

23焊缝

具体实施方式

图1表示双壳结构的连杆1或横向连杆1。连杆1具有第一壳体零件10和第二壳体零件11，第二壳体零件11在图中不可见。壳体零件10和11在其边缘实质上连接，形成空心体。这里所描述的说明性实施例中，壳体零件10和11的边缘相互焊接在一起，如图2所示。由壳体零件10和11形成的空心体具有连接支腿2和车轮支腿3。在所示的说明性实施例中，连杆1具体为L型轮廓。连接支腿2和车轮支腿3实质上生成连杆1的主延伸平面。

当从机动车辆行驶方向上观察时，连接支腿2在前部具有连接点4和与其隔开的后部连接点5。通过连接支腿2，连杆在连接点4和5处可以与汽车车体(未显示)或者一个辅助车架相连。当安装时，连接支腿2实质上朝向相对于行驶方向的纵向，车轮支腿3从连接点4延伸到轮侧连接点6，例如，车轮可以通过球形接头(未显示)与轮侧连接点6连接。车轮支腿3实质上朝向行驶方向的横向。此外，前部连接点2例如具有橡胶垫架7作为前部固定元件7，并且后部连接点3例如具有圆柱形栓8作为后部固定元件8。栓8被引入由第一壳体零件10和第二壳体零件11在后部连接点5区域所形成的空心体，栓8通过多个焊接处本质上连接至所述的零件，这同样可以从图2中看出来。

在说明性实施例中，为了使固定元件8或者栓8能够牢固地保持在空心体中，所述的元件或拴通过一种工艺与壳体零件10和11本质上相连，在该工艺中，被引入或插入进空心体之后，栓8通过焊接被固定在特定部位。固定元件8也可以用粘接的方法或其它连接方法与空心体连接。特别地，为了使固定元件8或者栓8能够牢固地保持在空心体中，所述的元件或栓也可以与所述空心体非刚性连接，空心体至少在特定区域以其内周环绕固定元件8或者栓8，。

在后部的连接点5或后部固定元件8的区域中，为了增加连杆1在此区域的抵抗性，如抗扭曲性，连杆1的说明性实施例具有强化凸缘15，其在此视图中不可见，下面参考图2进行解释。

图2表示连杆1后部连接点5的区域中沿着图1中线A的横截面视图。如上参考图1所述，固定元件8或者栓8沿着在某些区域出现的焊缝13与第一壳体零件10和第二壳体零件11本质上连接。图2还清晰地表示出壳体零件10和11如何实质上在其边缘本质上连接在一起。如说明性实施例所示，边缘沿着焊缝12彼此连接。

在图2中，第二壳体零件11的边缘部分延伸进空心体的腔中，这个腔是由第一壳体零件10和第二壳体零件11在焊缝12的区域形成，该焊缝12在附图平面中观察时处在左侧。左侧焊缝12的紧上方，延伸进入空心体的边缘部分在过渡部分14成角度。然而，过渡部分14也可以最初直线超出焊缝12延伸并且进入空心体中，然后再成角度。在这种情况下，过渡性部分将最初贴着壳体零件10的内壁延伸。

在这个说明性实施例中，第二壳体零件11的边缘部分优选在过渡部分14成大约90°的角度。当然，从0°到180°的其它角度，优选是0°到90°的角度也是可行的。形成强化凸缘15的边缘部分与过渡部分14在空心体内部的方向上邻接。

在图2所示的说明性实施例中，强化凸缘15与第一壳体零件10和壳体零件11保持一定距离。此外，强化凸缘15的端面16也与后部固定元件8或者栓8保持一定距离。强化凸缘15的端面16因此可以在由空心体所限制的腔内自由设置。在所描述的这个说明性实施例中，强化凸缘15的彼此相对的表面还平行于连杆1或者其连接支腿2的主延伸平面延伸。此外，强化凸缘15的表面是平面设计。

在图3中，可以看到强化凸缘15在主延伸平面中的结构。为了这个目的，图3表示沿着图2的线B的横截面，用切面图表示连接支腿2区域的后部连接点5区域。在所述的说明性的实施例中，强化凸缘15实质上是梯形。然而，在主延伸平面观察时，强化凸缘15还可以实质上是三角形、矩形、方形、弓形、锯齿形或者波浪形设计，

在图3中，强化凸缘15的端面16最初从图中平面的最右侧的点起与后部固定元件8或者栓8平行延伸，使得强化凸缘的长度稳定增加到所需的相对于外周线20的尺寸。端面16然后继续平行于外周线20直到要强化的连杆1的末尾区域。在尾部21处，端面16再次接近外周线20直至强化凸缘15最终终止。为了避免强化凸缘15的末端出现刚性突变，尾部21最好设置成端面16与外周线20形成锐角。

图4表示根据本发明的连杆的第二实施例。图4表示后部连接点区域的横截面，其取自图2的同一剖面线。其与图2中描述的第一个实施例的一个不同之处是强化凸缘22具有更大的长度并且通过其端面16邻接或者紧靠后部固定元件8或者栓8的外壁。在这一点上，强化凸缘22与固定元件8或者栓8通过附加焊接处23本质上连接在一起。在这种情况下，焊接处23可以是点焊，或者可以在一个焊接区或者多个焊接区上形成，或者沿着整个端面16与固定元件8或者栓8邻接或者紧靠的部分延伸。为了焊接还可以提供一定的空隙。然而，端面16紧靠着栓8也是可行的，并且可进一步提供与栓8构造匹配的端面16的实施方式。例如端面16可以具有相应的曲率。当然，图2中的(自由)端面16也可以具有特殊的结构。

图3中表示的强化凸缘15的其它形式由图5中通过点线或虚线17和18的例子表示。图5中的强化凸缘15的形状由实线表示，其对应着图3所示的形状。例如，如果端面16并入端面17并且因此平行于后部固定元件8或者栓8延伸一段比图3所示实质上更长的距离，则强化凸缘可以形成实际上的三角形。从端面17的终点，强化凸缘15可以以直线方式接近尾部21，最终在那里终止。

此外，强化凸缘15在尾部21处也可以有不同的轮廓。例如图5中由端面18围成的轮廓。端面18在外周线20方向上实质上以直角缩小。

在所有的实施例中，为了避免强化凸缘15的端部出现刚性突变或出现不必要的薄弱结构，尾部21最好设置成端面18与外周线20形成锐角。所示的端面17和18的轮廓可以与强化凸缘15以任何方式组合。当然，图5所示的形状也可以被应用于强化凸缘22。图5所示的端面17和18的轮廓不该理解为限制，而只是代表强化凸缘端面的轮廓构造及其形状的两种可能性。一些其它技术上有价值的端面轮廓也是可行的，所有这些都包含在权利要求所限定的保护范围内。

在所述的所有说明性的实施例中，连杆1或者由壳体零件10和11形成的空心体是由钢制备的，但是它也可以由其它材料制备而成，例如铝。在优选的实施例中，连杆1表现为横向连杆1。

当然，本发明不限制于上述的说明性实施例。因此，例如，连杆可以仅由一个单壳体零件形成，该单壳体零件在其边缘连接在一起，形成空心体。此外，强化凸缘可以调整长度和宽度、形状和结构以适应各自强化需求，例如但不限制于此处所述的实施例。此外，强化凸缘可以根据本发明说明书所述的方式在连杆上要强化的空心体的不同区域形成，例如前部的或者轮侧的连接点。

Claims (10)

1.一种用于车轮悬架的壳式结构的连杆，尤其是一种横向连杆，包含至少两个壳体零件(10，11)，所述壳体零件实质上在其边缘连接在一起形成空心体，其特征在于，至少一个壳体零件(10，11)的一个边缘部分至少部分延伸进入由空心体围成的腔中，并且在该处形成强化凸缘(15，22)。

2.一种用于车轮悬架的壳式结构的连杆，尤其是一种横向连杆，包含一个壳体零件，所述壳体零件实质上在其边缘连接在一起形成空心体，其特征在于，壳体零件的一个边缘至少部分延伸进入由空心体围成的腔中，并且在该处形成强化凸缘(15，22)。

3.根据权利要求1或2所述的连杆，其特征在于，延伸进入腔的边缘部分在过渡部分(14)在壳体零件(11)和强化凸缘(15，22)之间形成角度。

4.根据前述任一项权利要求所述的连杆，其特征在于，强化凸缘(15，22)与壳体零件(10，11)的内壁保持一定距离。

5.根据前述任一项权利要求所述的连杆，其特征在于，强化凸缘(15，22)实质上平行于连杆(1)的主延伸平面。

6.根据前述任一项权利要求所述的连杆，其特征在于，强化凸缘(15，22)实质上是平面设计。

7.根据前述任一项权利要求所述的连杆，其特征在于，强化凸缘(15，22)通过其端面(16)与空心体内的固定元件(8)相连。

8.根据权利要求7所述的连杆，其特征在于，固定元件(8)是支承在空心体中的栓(8)。

9.根据前述任一项权利要求所述的连杆，进一步包含轮侧连接点(6)，和至少一个、最好是两个车身侧连接点(4，5)，其特征在于，至少一个强化凸缘(15，22)设置在至少一个连接点(4，5，6)处。

10.根据前述任一项权利要求所述的连杆，其特征在于，强化凸缘(15，22)设置在车身侧连接点(5)处，该车身侧连接点从行驶方向上看位于后部。

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