CN103538438B - 用于制造用于机动车的管式稳定器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造管式稳定器半体（2）的方法，其中，具有原始的外直径（19）的管（18）通过锻造过程被缩小。因此能够制造一件式的且材料一体的管式稳定器半体（2）。

Description

用于制造用于机动车的管式稳定器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造用于机动车的管式稳定器的方法。
背景技术
从现有技术中已知的是，在机动车轴上使用稳定器，以便优化行驶性能，尤其是机动车的振动特性。通过稳定器，左边和右边车侧的车轮负载通过力传递分布并且降低了与稳定器附加地耦联的构造的振动特性。稳定器本身尤其作为扭杆稳定器已知，所述扭杆稳定器通过扭转管段建立扭矩并且从一个车轮到另一车轮传递相应地出现的车轮负载。
在此，稳定器本身处于行驶动力学和行驶舒适性之间的相互冲突的目的。尤其是在越野车中或者也在小型载货运输车中要考虑高的振动特性，因此必须使用抗扭的稳定器，然而这在笔直向前行驶中降低了行驶舒适性。
为此从现有技术中已知半主动的或者还有主动的稳定器，所述稳定器在结合执行器，例如电动伺服马达的情况下在其刚性特性方面是可调制的，使得所述稳定器例如在转弯行驶时具有抗扭的高的阻力矩并且从而仅允许机动车的低的振动特性，然而在笔直向前行驶时仅具有抗扭的低的阻力矩并且从而确保相应的行驶舒适性。
例如从EP1814748B1中已知这样的机动车稳定器。
连接到相应的执行器上的稳定器半体例如是作为稳定器杆或者但是也作为管式稳定器，因此作为空心构件已知。
稳定器半体常常由于机动车内的封装、尤其是由于周围的轴部件以及运动学上的耦联多次三维地弯曲，以用于车轮的向内弹性变形和向外弹性变形，以至于管路、减震器或其它构件在车轮向内弹性变形和向外弹性变形时不与稳定器半体接触。
同时，适合于低成本地生产稳定器半体和制造具有低的自重的稳定器半体，以便将没有弹性变形的车轮质量的份额保持为低的，并且从而使机动车的行驶动力学特性处于高的水平。
然而，稳定器半体在机动车的整个工作时期上，因此在长于10年的时期上由于扭力承受交变持久应力，因此其同时必须能够特别持久地生产。因此适合于尽可能以高的耐久性制造所述构件。
发明内容
因此本发明的目的是，从现有技术出发，提出一种用于制造管式稳定器的方法，借助所述方法，能够特别低成本地、有效地和可持久地制造用于机动车的管式稳定器、尤其是用于机动车的半主动或主动稳定器的管式稳定器半体。
根据本发明，之前提及的目的借助具有以下特征的用于制造用于机动车的管式稳定器的方法得以实现，即：用于制造机动车的管式稳定器的方法，所述管式稳定器在纵向方向上制造成具有彼此不同的横截面几何形状，具有恒定的横截面几何形状的管至少部分地从外部在锻造装置中被锻造，其中使所述管的外直径缩小，并且连接法兰或执行器套筒借助锻造过程一件式地并且材料一体地成形在管式稳定器半体上。
根据本发明的用于制造用于机动车的管式稳定器的方法，尤其是用于制造用于主动的或半主动的机动车稳定器的管式稳定器半体的方法，管式稳定器在纵向方向上制造为具有彼此不同的横截面几何形状，其特征在于，具有恒定的横截面几何形状的管至少部分地从外部在锻造装置中被锻造，其中外直径缩小。
为此，管、尤其是具有恒定的横截面几何形状的金属管（所述管尤其具有圆的外横截面几何形状）通过锻造装置、尤其是旋转锻造装置加工，使得外直径缩小。在这种情况下，尤其是涉及旋转锻造法，所述旋转锻造法是用于减小杆、管或线的横截面的变形方法。
锻造装置本身包含多个彼此成一定角距离设置的锻造模具，所述锻造模具以快速的顺序同时执行径向振荡运动。在锻造模具的每个向内定向的运动中，待变形的管的一部分这样地变形，使得外直径被缩小。在此，所述管借助通过锻造装置的进给而运动，所述进给脉动地进行，使得所述进给与锻造模具的振荡运动相一致。
因此可能的是，制造一件式的并且材料一体的管式稳定器，尤其是一件式的并且材料一体的管式稳定器半体，所述管式稳定器半体具有连接套筒或连接法兰以及在其长度上彼此不同的横截面几何形状，并且从而在预期的负载特性上和在其单位的自重方面优化。在此，与现有技术中已知的扩张过程不同，旋转锻造过程根据本发明有利的是，避免在扩张时产生的在材料接合部内的或者在待处理的管的外或内侧表面上的微小裂纹。通过锻造过程将材料压缩，这正好避免了在扩张时的微小裂纹的产生。
因此，在本发明的范围中可能的是，也制造这样的内轮廓或外轮廓，所述内轮廓或外轮廓可实现与其它构件的形锁合的啮合，例如与执行器的齿部的啮合。替选地还可设想，将纵向段至少部分地构造为有角的，这尤其是在稳定器半体的紧接着锻造过程的其它三维变形的方面根据待制造的几何形状能够是有利的。
根据本发明，将连接法兰或执行器套筒通过锻造过程一件式地且材料一体地成形在管式稳定器半体上。因此，制成尤其是一件式的且材料一体的管式稳定器，特别是管式稳定器半体，所述管式稳定器半体对于持久的且产生的交变弯曲应力具有高的使用寿命期望。
在连接法兰的情况下，尤其是待处理的管的端部在锻造装置中首先不加工或者仅少许地加工，或者增大其壁厚。此外，管的紧接着所述端部的纵向段在其横截面几何形状上优选缩小，尤其是在其外直径上缩小，以至于所述管相对于原始的管更小地构成。连接法兰能够在锻造过程期间或在锻造过程之后形成有成型轮廓，以用于连接到执行器上或将连接法兰焊接到执行器上。
在执行器套筒的情况下，尤其是管的端部的这种纵向段不通过锻造过程变形或通过锻造过程仅些微地变形，以至于构造执行器套筒或套筒形的体部，然后管式稳定器的紧接着套筒形的体部的纵向段通过锻造过程在其横截面几何形状上缩小。在本发明的范围中，在这里尤其是由于锻造过程可能的是，在套筒内、例如通过在锻造过程期间引入内齿部或者在套筒到管式稳定器半体的过渡段中这样地引入到内齿部中，使得例如呈电动马达的形式插入或推入套筒中的执行器能够与管式稳定器半体形锁合地耦联。
此外，在锻造过程中，壁厚优选变大。通过减小外直径，在基本上在长度上不变的材料中进行向内推移，因此，每纵向段的壁厚在外直径缩小的情况下而增大。然而，通过相应的配合或者变形芯轴还可能的是，借助根据本发明的方法减小壁厚，在此，外直径决定性地保持不变或仅些微缩小。通过壁厚的至少部分地缩小可能的是，作为原材料选择具有大的直径比的管，所述管在同时低的壁的直径的情况下具有抗扭的高的阻力矩，并且由于低的壁厚具有低的自重，至少部分地处理，使得对于后续的弯曲过程可实现轻微的弯曲或折弯，并且在基本上直线延伸的纵向段上由于大的原始直径而保持抗扭的高的阻力矩。
此外，在本发明的范围中，所述管沿轴向方向通过锻造装置借助进给运动而被推动，其中尤其进给速度是可改变的。在此，进给运动尤其是如开始提及的脉动地构成，然而在本发明的范围中，也能够作为恒定地选择的进给速度或具有可改变的速度的持续的进给运动这样地调整，使得在待处理的管的纵向方向上获得具有相一致的壁厚的相应地待制造的外直径。
此外，优选地在本发明的范围中可能的是，将至少被锻造的部段在锻造过程之前加热，加热尤其通过紧接在锻造装置之前的感应线圈进行。通过前置的加热尤其又可能的是，提供构件内的特别均匀的接合结构，以至于通过热处理或在热的状态下的变形在局部高的变形程度的情况下不发生工件的削弱。
此外在所述范围中可能的是，加热锻造模具本身，然后在与模具进行接触时进行导热的热传导。此外，在本发明的范围中可能的是，直接在进行的变形之后，尤其是紧接在锻造装置之后地定位有淬火喷雾器，所述淬火喷雾器执行淬火，或者可选地将加热装置接在锻造模具之后，以至于在变形之后至少部分地进行调质处理。
在本发明的范围中，此外借助锻造装置可能的是，将管的末端段首先置入锻造装置中并且引导穿过所述锻造装置，并且使末端段保留在其原始状态下或初始状态下，实际的锻造过程（即管的变形），在管的中间的纵向段中才进行，即在末端段穿过锻造装置之后才进行。因此，与从现有技术中已知的扩张不同，获得在传统的扩张中不可接近的纵向段中也通过机械变形法加工的可能性。为此从现有技术中在任何时候已知高压变形法，然而所述高压变形法仅能够在显著的生产成本耗费和受局限的自由度的情况下实现。
此外，在本发明的范围中，在制造方法中在结束至少一个第一锻造变形之后，被锻造的管式稳定器相对于其中心纵轴线进一步变形。在本发明的范围中，其中包括三维模塑成型，例如至少末端区域的弯曲或弯折，但是也理解为通过锻造装置预处理的管式稳定器的多重三维弯曲。
此外，在本发明的范围中可能的是，在变形过程期间将芯轴引入管中，所述芯轴尤其具有通过锻造过程压入到管的内侧表面中的外轮廓。尤其可能的是，在此构造待制造的管式稳定器、优选待制造的管式稳定器半体内的内齿部。
此外，在本发明的范围中可能的是，所述管通过圆形的横截面几何形状的锻造过程在初始状态下在管的长度上至少部分地延伸地构造有椭圆的、多角的和/或矩形的横截面几何形状。相关的是，这由所期待的负载和稍后提供用于设置管式稳定器半体的结构空间选择。
在本发明的范围中可能的是，通过将芯轴引入管和配合芯轴中加工所述管，使得壁厚通过锻造过程至少部分地沿管的纵向方向减少。
在本发明的范围中，根据本发明的方法的前面提及的步骤和实施变形方案能够彼此间任意组合，从而相应地具有所伴随的优点。
附图说明
本发明的其它优点、特征、性能和观点是下面的说明的组成部分。在示意图中示出优选的实施变形方案。所述实施变形方案用于简单地理解本发明。附图中示出：
图1a～1d管式稳定器半体的按照根据本发明的方法制成的端部；
图2管式稳定器的端部的可能的第一加工方法；
图3管式稳定器的端部的可能的第二加工方法；
图4用于加工管式稳定器的端部的另一替选的实施变形方案；
图5用于加工管式稳定器的中心的纵向段的可能的方法步骤；
图6用于加工管式稳定器的中心的纵向段的另一可能性；以及
图7用于加工具有预接通的加热装置的管式稳定器的一种可能性。
在附图中，对于相同的或类似的构件应用相同的附图标记，即使由于简化原因省去重复的说明。
具体实施方式
图1a至1d示出借助根据本发明的方法制成的管式稳定器半体2的不同的端部1。
在图1a中，在端部1上构造有套筒3，所述套筒3用于容纳未详细示出的传动机构，所述传动机构能够被推入套筒3的内腔4中。在外直径上逐渐变小的过渡段5从所述套筒3沿管式稳定器半体2的纵向方向6延伸。在过渡段5本身上又紧接有管式稳定器半体2的具有恒定的外直径的纵向段7。在所述纵向段7上，在管式稳定器半体2的纵向方向6上又紧接有第二过渡段8，在所述第二过渡段上又紧接有具有恒定的外直径的第二纵向段9。所有纵向段7以及套筒3在管式稳定器半体2的在图1a中示出的实施变形方案中共同的是，所述纵向段和套筒具有相同的壁厚10。根据本发明，借助旋转锻造法制成过渡段5以及纵向段7。套筒3具有输出管的原始的几何形状或者以可忽略的方式用旋转锻造过程加工。
图1b示出管式稳定器半体2的第二实施变形方案，所述管式稳定器半体在其端部1上具有连接法兰11，所述连接法兰11沿管式稳定器半体2的纵向方向逐渐变小地构造，并且紧接有具有恒定的外直径的纵向段7，又紧接有第二过渡段8，在所述第二过渡段上又加上具有恒定的外直径的第二纵向段9。根据图1b的实施变形方案具有基本上恒定的壁厚10，在其端部1上，在连接法兰11的区域中，所述实施变形方案具有变大的壁厚12，所述变大的壁厚12尤其用于连接另一构件，例如未详细示出的执行器的耦联元件，并且经由变大的壁厚12，热接合是可能的。
图1c示出根据本发明制成的管式稳定器半体2的另一实施变形方案，所述管式稳定器半体在其总长上具有基本上恒定的壁厚10，并且类似于根据图1a的实施变形方案构造，区别是，在其端部1上不构造有套筒，而是构造有连接接管13。连接接管13具有根据本发明制成的管式稳定器半体2的相同的壁厚10。
在图1d中示出管式稳定器半体2的第四实施变形方案，所述管式稳定器半体借助根据本发明的方法制成，所述管式稳定器半体类似于图1c同样具有连接接管13，所述连接接管13相对于在纵向方向6上紧接于连接接管13的纵向段7同样具有变大的壁厚12。
图2示出根据本发明的用于管式稳定器半体2的制造方法的第一实施变形方案，在具有在此示例地示出的两个锻造模具15的锻造装置14中，所述锻造模具脉动地实施线性运动16，所述线性运动16指向中心，并且管的原始外直径17在锻造过程之后缩小为外直径19。同时，如这里示出的，管18的原始壁厚10增厚为变大的壁厚12。
图3示出用于实施根据本发明的锻造过程的锻造模具15的第二实施变形方案，所述锻造装置14又具有两个锻造模具15，所述锻造模具相互引导地以脉动的步骤实施线性运动16。管18的端部1插入到锻造装置14中，在管18中引入内芯轴20，所述内芯轴又与配合芯轴21形锁合地耦联，以至于管18的端部1接触配合芯轴21。因此可能的是，相对于管18的原始壁厚10缩小壁厚12。同样，管18的原始外直径17通过锻造过程缩小成外直径19。
图4示出根据本发明的制造方法的另一所述变形方案，在锻造装置14中又设置有两个锻造模具15，使得所述锻造模具相互进行脉动的线性运动16。为此，在锻造装置14中的管18的外直径17及其壁厚10被缩小，具有成型轮廓的外表面的内芯轴引入到管18中并且通过锻造过程将内芯轴23的外轮廓锻造或压印到管18的内侧表面中。所述内芯轴能够将相应的轮廓成形到执行器套筒的或连接法兰的内侧表面上，以至于能够借助于与执行器形锁合的连接制成内齿部。在连接法兰的或执行器套筒的端面上也能够加工有相应的轮廓，以至于所述轮廓同样能够与执行器形锁合地耦联。
图5示出本发明的另一实施变形方案，在此在管18的中心段25中，壁厚26构造为比在管18的端部上的壁厚10或在管18的纵向方向上紧接着中心段25的纵向段7中的壁厚10更大。为此，内芯轴20引入到管18中，并且在端部1上，配合芯轴21与管18形锁合地接触。内芯轴具有头部件20a，其中所述头部件20a和内芯轴20经由分隔部位29分开。
图6示出另一实施变形方案，在此，在锻造装置14之前连接有感应线圈27，并且管18经历进给运动28，以至于所述管经过感应线圈27并且被加热。又示出的是，放置在管18中的内芯轴20以及配合芯轴21，所述配合芯轴与管18的端部1形锁合地接触。通过根据图6使用的锻造模具15可能的是，将管18的中心段25的壁厚10增厚。因此，所述中心段25具有比在管18的纵向方向6上剩余的部段更大的壁厚26。然而在本发明的范围中，感应线圈27也可在任何一个的其它的扩张或镦粗方法中使用。为了取出，将转动的管与模具半体15一起取出。
图7示出根据本发明的制造方法的另一实施变形方案，在此，中心段25在其外直径19上相对于剩余的管18的外直径17缩小地构造。也在这里，将转动的管与模具半体15一起取出。
附图标记列表
1端部
2管式稳定器半体
3套筒
4套筒3的内腔
5过渡段
6管式稳定器半体2的纵向方向
7纵向段
8第二过渡段
9第二纵向段
10壁厚
11连接法兰
12加大的壁厚
13连接接管
14锻造装置
15锻造模具
16线性运动
17原始的外直径
18管
19在锻造过程后的外直径
20内芯轴
20a头部件
21配合芯轴
22缩小的壁厚
23具有外轮廓的内芯轴
24管18的内侧表面
25中心段
26中心段25的壁厚
27感应线圈
28进给运动
29分隔位置

Claims (13)

1.用于制造机动车的管式稳定器的方法，所述管式稳定器在纵向方向(6)上制造成具有彼此不同的横截面几何形状，其特征在于，具有恒定的横截面几何形状的管(18)至少部分地从外部在锻造装置(14)中被锻造，其中使所述管(18)的外直径(19)缩小，并且连接法兰(11)或执行器套筒(3)借助锻造过程一件式地并且材料一体地成形在管式稳定器半体(2)上，将所述管(18)的末端段置入锻造装置(14)中并且保留在初始状态下，并且在所述管(18)的末端段经过一个内部段之后开始锻造过程。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在锻造过程中壁厚变大。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述管(18)在轴向方向上通过锻造装置(14)借助进给运动而被推动。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将被锻造的段在锻造过程之前加热。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，被锻造的管式稳定器相对于其中心纵轴线变形。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在变形过程期间将内芯轴(20)引入到所述管(18)中，所述内芯轴(20)具有通过锻造过程压印到管的内侧表面中的外轮廓。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述管(18)通过锻造过程从圆形的初始几何形状至少部分地构造为具有椭圆的和/或多角的横截面几何形状。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用内芯轴(20)和配合芯轴(21)，通过锻造过程减小壁厚。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述管式稳定器在变形过程之后至少部分地被调质处理。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于制造用于主动的或半主动的机动车稳定器的管式稳定器半体(2)。
11.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进给速度是能够改变的。
12.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将被锻造的段通过紧接在锻造装置(14)之前的感应线圈加热。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多角形的横截面几何形状是矩形的横截面几何形状。
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