CN102666154A - 扭转式车轴的扭力梁 - Google Patents

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Abstract

在一个方面中，本发明涉及一种用于车辆的扭梁轴。该扭梁轴包括扭转梁和加强构件。扭转梁具有纵向轴线并且具有大体凹形的横截面形状。加强构件纵向地延伸并且连接至扭转梁以与该扭转梁一起形成纵向延伸的管状成形件。扭转梁具有第一侧壁和第二侧壁。第一侧壁和第二侧壁中的至少一个延伸至管状成形件之外。管状成形件具有基于要在其上使用扭梁轴的车辆而选择的横截面尺寸。

Description

扭转式车轴的扭力梁
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的扭力式悬架(torsional suspension)，更特别地涉及用于扭力式悬架的扭梁轴。
背景技术
扭梁轴被用在一些车辆上，通常作为组装悬架并使对车厢的侵入最小化的装置。扭梁轴通常应用在车辆后轮上。扭梁轴通常包括U形杆或者V形杆，所述U形杆或者V形杆在用于驾驶员侧后轮的控制臂与用于乘客侧后轮的控制臂之间延伸。典型的扭梁轴在图1中以100示出。扭梁轴100示出为被连接在两个控制臂101a与102b之间。扭梁轴100包括呈V形横截面的扭转梁102和位于扭转梁102的该V形的内部的稳定杆104。稳定杆104可以被焊接至该V形的内部。
稳定杆104的特性通常被选择为：为扭转式车轴100提供选定的扭转刚度以“调节”扭转式车轴10用于在特定车型上的用途。在某些情况下，稳定杆由实心棒材制成。在其他情况下，稳定杆104由中空管件制成。在任一情况下，所得到的扭转式车轴相对较重，并且制造相对较昂贵。
发明内容
在一个方面中，本发明涉及用于车辆的扭梁轴。该扭梁轴包括扭转梁和加强构件。该扭转梁具有纵向轴线并且具有大体凹形的横截面形状。该加强构件纵向地延伸并且被连接至扭转梁以便与扭转梁一起形成纵向延伸的管状成形件。该扭转梁具有第一侧壁和第二侧壁。所述侧壁中的至少一个延伸至管状成形件之外。该管状成形件具有根据要在其上使用扭梁轴的车辆的预定刚度和耐久性要求而选择的横截面尺寸。在另一方面中，本发明涉及包括上述扭梁轴的扭力式悬架组件。
附图说明
现在将参照附图仅以示例的方式描述本发明，其中：
图1是根据现有技术的扭力式悬架组件(torsional suspensionassembly)的立体图；
图2a是根据本发明实施方式的扭力式悬架组件的立体图；
图2b是图2a中示出的扭力式悬架组件的另一立体图；
图2c是作为图2a中示出的扭力式悬架组件的一部分的扭梁轴的截面端部视图；
图2d是图2c中示出的扭梁轴的立体图；
图2e是图2c中示出的扭梁轴的截面侧视图；
图3a是图2a中示出的扭力式悬架组件的变型的立体图，其中扭梁轴在控制臂上安装在后部；和
图3b是图2a中示出的扭力式悬架组件的另一变型的立体图，其中扭梁轴在控制臂上安装在前部。
具体实施方式
参照图2a和图2b，其示出了根据本发明实施方式的用于车辆的扭力式悬架组件10。该扭力式悬架组件10包括第一控制臂12a和第二控制臂12b、连接至第一控制臂12a的第一车身安装构件14a、连接至第二控制臂12b的第二车身安装构件14a、连接至第一控制臂12a的第一轮安装构件16a和连接至第二控制臂12b的第二轮安装构件16a、第一弹簧安装构件17a和第二弹簧安装构件17b、以及在第一控制臂12a与第二控制臂12b之间延伸的扭梁轴18。
扭梁轴18具有中央部分24、第一端部部分26a和第二端部部分26b，扭梁轴18在第一端部部分26a处连接至第一控制臂12a且在第二端部部分26b处连接至第二控制臂12b。参照图2c和图2d，扭梁轴18包括扭转梁20和加强构件22。
扭转梁20具有以28示出的纵向轴线。扭转梁20包括第一侧壁30和第二侧壁32，并且在图2a至图2d中示出的实施方式中，扭转梁20还包括基部部分33，第一侧壁30与第二侧壁32经由基部部分33相互连接。在图2c中示出的实施方式中的基部部分33大体呈拱形并且与侧壁30和32相连，形成无间断的连续拱形形状。
在图2c中示出的实施方式中的基部部分33位于扭转梁20的顶部处，然而，在未示出的替代性实施方式中，扭转梁20可以取向为使基部部分33不在顶部处。例如，扭转梁20可以取向为使基部部分33位于底部处。
扭转梁20具有大体凹形的形状。在图2c中示出的实施方式中，扭转梁20具有向下的凹形形状，然而，扭转梁20可以取向为使凹部面向另一方向。例如，扭转梁20可以替代性地具有向上的凹形形状。
将注意到，在本说明书及所附权利要求的语境下，尽管在图2c中示出的实施方式中扭转梁20确实具有大体拱形形状，但具有大体凹形形状并不必然意味着扭转梁20具有拱形形状。另一方面，扭转梁20可以替代性地具有非拱形形状，例如倒置的V形，所述倒置的V形在本说明书和所附权利要求的语境下将仍构成凹形形状。
第一侧壁30和第二侧壁32为扭转梁提供选定的抗弯性。扭转梁20具有第一侧边缘34和第二侧边缘36。第一侧边缘34和第二侧边缘36可以以任意适当方式构造。例如，该第一侧边缘34和第二侧边缘36可以如图2c和图2d所示地向下取向，或者例如，该第一侧边缘34和第二侧边缘36可以向上卷曲(未示出)。
加强构件22纵向地延伸并且连接至扭转梁20以与该扭转梁一起形成纵向延伸的管状成形件38。所述连接可以是任意适当类型的连接，例如焊接连接、钎焊连接、通过诸如铆钉之类的机械式紧固件的连接、或者任意其他适当类型的连接。
在图2c中示出的实施方式中，加强构件22与基部部分33接合并且在图2c中示出的横截面图中相对于扭转梁20大体对中。如图所示，加强构件22的宽度小于扭转梁20的宽度。因此，并且因为加强构件22在扭转梁20上的定位，扭转梁20的侧壁30和32延伸至管状成形件38之外并且向下延伸，从而有助于扭梁轴18的抗弯性。这种设置相比于由焊接有管状成形件的扭转梁所形成的类似的扭梁轴而言减小了重量。
通过控制所形成的管状成形件38的横截面尺寸，可以控制扭梁轴18的抗扭性，从而调节扭梁轴18用于在不同车型上以及不同车型的刚度和耐久性要求的用途。作为示例，通过增大管状成形件38的尺寸，抗扭刚度总体增大。
可以通过改变加强构件22的尺寸和形状来整体控制管状成形件38的横截面尺寸。因此，对于每个车型而言，扭转梁20本身可完全保持相同。
扭转梁20凭借其凹形形状而限定有内部40(图2c)。加强构件22优选地定位在扭转梁20的面朝内的表面42上。然而，替代性地，加强构件22可定位在扭转梁20上的其他位置，例如在面朝外的表面44上。
如图2a、图2b和图2d所示，侧壁30和32可以包括以46示出的多个减重孔，所述减重孔46位于管状成形件38的范围之外而与侧边缘34和36间隔开。这使扭梁轴18的重量减少，并且对扭梁轴18的抗弯性和抗扭性的影响相对较低。
图2c中示出的横截面图处于扭梁轴18的中央部分24。如图2e所示，扭梁轴18包括以48a和48b示出的过渡部分，在所述过渡部分48a和48b中，加强构件22向外(在图2c和图2d中示出的视图中向下)过渡以邻近侧边缘34和36而与扭转梁20相连接，从而形成用于容纳控制臂的基面(在一端处以50a示出，而在另一端处以50b示出)。基面50a和50b便于将扭梁轴18连接至第一控制臂12a和第二控制臂12b(图2a和图2b)。
直接由加强构件22在每个端部部分26a和26b处形成基面50a和50b便于扭梁轴18的制造。
过渡部分48a和48b的位置和尺寸可以根据需要设置以调节扭梁轴18的抗扭刚度。由于上述构造，扭梁轴18大体上无挤压区。挤压区显示于现有技术的某些扭梁轴中，是将加强构件22和扭转梁20挤压在一起以控制扭梁轴的抗扭性的区域。这种扭梁轴的问题在于，扭梁轴可能由于挤压操作本身而易受挤压区中的疲劳的影响。
如图2a和图2b所示，扭梁轴18可以以对中的方式安装在控制臂12a和12b上。替代性地，扭梁轴18可如图3a所示地向后安装，其中扭梁轴18安装于控制臂12a和12b的后部位置。替代性地，扭梁轴18可如图3b所示地向前安装，其中扭梁轴18安装于控制臂12a和12b的前部位置。
扭梁轴20和加强构件22可以由任意适当的材料制成，例如由经过适当处理用于暴露于使用过程中的环境的汽车级钢材制成。
尽管上面的描述构成了本发明的多个实施方式，但可以理解，在不悖离所附权利要求的合理含义的情况下，本发明是允许进一步修改和改变的。

Claims (6)

1.一种用于车辆的扭梁轴，包括：
扭转梁，所述扭转梁具有纵向轴线，其中，所述扭转梁具有大体凹形的截面形状；和
加强构件，所述加强构件纵向地延伸并且连接至所述扭转梁以与所述扭转梁一起形成纵向延伸的管状成形件，其中，所述扭转梁具有第一侧壁和第二侧壁，
其中，所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一个延伸至所述管状成形件之外，其中，所述管状成形件具有这样的截面尺寸：所述截面尺寸根据要在其上使用所述扭梁轴的车辆的预定刚度和耐久性来选择。
2.如权利要求1所述的扭梁轴，其中，所述扭转梁限定有内部，所述加强构件沿着所述扭转梁的所述内部延伸。
3.如权利要求2所述的扭梁轴，其中，所述第一侧壁具有第一侧边缘，所述第二侧壁具有第二侧边缘，
其中，所述扭梁轴具有中央部分和两个端部部分，
其中，在所述中央部分中，所述加强构件连接至所述扭转梁以与所述扭转梁一起限定所述管状成形件，在所述端部部分中的每一个中，所述加强构件邻近所述第一侧壁的所述第一侧边缘和所述第二侧壁的所述第二侧边缘连接至所述扭转梁以限定第二管状成形件。
4.一种用于车辆的扭力式悬架组件，包括：
第一控制臂和第二控制臂；
车身安装构件，所述车身安装构件连接至每个控制臂，用于枢转地安装至车辆的车身；
轮安装构件，所述轮安装构件连接至每个控制臂，用于安装至车轮；
弹簧安装构件，所述弹簧安装构件用于容纳悬架弹簧的端部；和
扭梁轴，所述扭梁轴包括：
扭转梁，所述扭转梁具有纵向轴线，其中，所述扭转梁具有大体凹形的截面形状；和
加强构件，所述加强构件纵向地延伸并且连接至所述扭转梁以与所述扭转梁一起形成纵向延伸的管状成形件，其中，所述扭转梁具有第一侧壁和第二侧壁，其中，所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一个横向延伸至所述管状成形件之外，其中，所述管状成形件具有这样的截面尺寸：所述截面尺寸根据要在其上使用所述扭梁轴的车辆的预定刚度和耐久性来选择。
5.如权利要求4所述的扭力式悬架组件，其中，所述扭转梁限定有内部，所述加强构件沿着所述扭转梁的所述内部延伸。
6.如权利要求5所述的扭力式悬架组件，其中，所述第一侧壁具有第一侧边缘，所述第二侧壁具有第二侧边缘，
其中，所述扭梁轴具有中央部分和两个端部部分，
其中，在所述中央部分中，所述加强构件连接至所述扭转梁以与所述扭转梁一起限定所述管状成形件，在所述端部部分中的每一个中，所述加强构件邻近所述第一侧壁的所述第一侧边缘和所述第二侧壁的所述第二侧边缘连接至所述扭转梁以限定第二管状成形件。
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