CN103889636B - 通过摩擦焊制造商用车的底盘部件的方法以及对应的轮轴单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造商用车的底盘部件的方法，其包括以下步骤：设置第一元件(2)和第二元件(4)，所述第一元件(2)具有第一接触区(22)，所述第一接触区(22)设计为基本上关于转轴（A）旋转对称，且所述第二元件(4)具有第二接触区(42)，所述第二接触区(42)是弯曲的并与所述第一接触区(22)相对地布置；使所述元件(2，4)之一相对于各自的另一元件(4，2)关于所述转轴(A)旋转；使所述元件(2，4)彼此按压，以在所述第二接触区(42)和所述第一接触区(22)之间产生摩擦，并在所述第一接触区和所述第二接触区(22；42，44)中产生部分熔化；以及延缓所述元件(2，4)相对于彼此的旋转，其中，所述部分熔化的区域转变成固态，且在所述第一元件(2)和所述第二元件(4)之间建立焊接。

Description

通过摩擦焊制造商用车的底盘部件的方法以及对应的轮轴 单元
技术领域
本发明涉及制造商用车的底盘部件的方法以及使用该方法制造的轮轴单元。
背景技术
在本领域中已知的方法中，主要通过使用诸如气焊或电弧焊等已知焊接技术，采用物质对物质接合来将围成柱状表面的元件彼此永久地固定。这些方法的缺点是，在大部分情况下，所选择的热输入导致在材料中的危险的热应力。在本领域中，还有已知的各种摩擦焊方法，其中在摩擦焊期间通过楔子或椎体来加宽柱状主体，且将待安装的元件摩擦焊接在柱状主体的加宽部处。该方法的缺点一方面在于必须使柱状主体变形，且另一方面仅在壁厚较小的情况下才可加宽柱状主体。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于制造底盘部件的方法，在该方法中，在各个元件之间建立焊接而不用考虑它们的壁厚。
本发明的目的是通过根据本发明中方法和轮轴单元来实现的。进一步的优点和特征通过从属权利要求会变得明显，其中，作为用于制造底盘部件的方法的从属权利要求的主题的特征还可自然而然地用于更详细地描述和表征轮轴单元。
根据本发明，用于制造商用车的底盘部件的方法包括下列步骤：设置第一元件或部件和第二元件或部件，其中，所述第一元件具有第一接触区，所述第一接触区设计为基本上关于转轴旋转对称，且其中所述第二元件具有第二接触区，所述第二接触区是弯曲的并与所述第一接触区相对地布置；使所述元件之一相对于各自的另一元件关于转轴旋转；使所述元件彼此按压，以在所述第二接触区和所述第一接触区之间产生摩擦，并在所述第一接触区和所述第二接触区中产生部分熔化；以及延缓所述元件相对于彼此的旋转，其中，所述部分熔化的区域转变成固态，且在所述第一元件和所述第二元件之间建立焊接。在第一方法步骤中，设置有第一元件和第二元件，其中，每个元件包括接触区，且其中所述第一元件在其第一接触区中设计为关于转轴基本上旋转对称。优选地，所述第一元件是商用车的轮轴，其中，所述轮轴沿所述转轴具有它的最大长度并优选地包括一个以上第一接触区，所述一个以上第一接触区设计为关于所述转轴基本上旋转对称。所述第二元件包括第二接触区，所述第二接触区是弯曲的并与所述第一接触区相对地布置，使得所述第二接触区基本上弯曲的轴指向所述第一接触区的方向。换句话说，所述第二接触区被布置为使得它的弯曲侧或表面至少部分地围绕所述第一接触区。根据本发明，所述两个元件关于所述转轴相对于彼此旋转。优选的是，使只有所述第一元件旋转而保持所述第二元件不动。具体地说，如果所述第一元件特别重或特别大或具有复杂的几何结构而难以旋转，还可优选的是，所述第二元件关于所述第一元件旋转，其中所述第一元件保持不动。所述两个元件相对于彼此旋转的速度以及稍后作用于所述元件之间的压缩力或接触力一起提供或决定所述第一接触区和所述第二接触区之间产生的温度，作用于所述元件之间的压缩力或接触力进而在所述元件的两个接触区之间引起压缩力，所述温度进而导致所述第一元件和/或所述第二元件的材料的部分熔化。这里，旋转的速度可不太快，以不引起过度的摩擦和因而过高的温度，所述过度的摩擦和过高的温度进而可导致受干扰的结构，或例如导致诸如碳等合金元素的结垢，或导致所述第一元件和第二元件的材料的过多的部分熔化。优选的是，至少所述元件之一的材料转变成柔软的或可塑的状态。在使所述元件相对于彼此旋转且到达期望的旋转速度之后，部件朝着彼此移动并且彼此按压。这里，由于元件的旋转，并且由于两个接触区相对于彼此移动，所述第一接触区与所述第二接触区相接触且在两个接触区之间存在摩擦。在接触区的发生摩擦的区域中，所述第一元件和所述第二元件相对于彼此的动能被转换成热能，其中，所述热能的输入分别导致两个接触区的材料和两个元件的材料中的温度升高。优选地，温度的升高大到足以使得发生部分熔化，即达到元件之一的制备材料的熔化温度。如果元件由具有 不同熔化温度的不同材料组成，假如元件之一、即具有较低熔化温度的元件在某一区域中部分熔化，且另一个元件、即具有较高熔化温度的元件仅通过达到流动温度而进入流动范围，然而由于可在部分熔化的第一元件和没有部分熔化的第二元件之间建立焊接，这通常足够了。因此，摩擦焊特别地适于将使用不同的制备材料制成的元件焊接到一起。在两个接触区、即第一接触区和第二接触区之间产生充足的部分熔化之后，元件相当于彼此的旋转放缓，即相对的旋转速度降低。这里优选的是，旋转速度到达值0，即在完成方法或步骤之后，两个元件在它们彼此固定的位置不再相对于彼此移动。还可优选的是，在所述第一接触区和所述第二接触区之间发生第一接触的时候已降低所述元件相对于彼此的旋转，并且当所述两个接触区之间发生部分熔化的时候已继续地降低所述元件相对于彼此的旋转。此优选的示例是惯性摩擦焊，其中，使两个元件具有相对于彼此的某一速度，且可通过固定到所述第一元件和/或第二元件的飞轮质量获得某一动能，所述动能在摩擦焊期间被转换成热能，其中，所述旋转从所述两个元件的第一接触的时刻开始被不断地放缓，且所述动能被不断地转换成热能，直到所述动能使用完为止，且所述两个部件已被对准，并在相对于彼此的正确位置处被焊接在一起。因为所述两个接触区上的一致的热输入，因温度应力而产生的材料变形被最小化，所以通过本发明的方法建立的位于所述第一元件和所述第二元件之间的焊接的质量特别高。此外，在所述两个元件或所述两个接触区分别相对于彼此的第一接触期间，元件上的可能干扰的氧化层被切掉或擦掉或磨掉，且可在接合面处获得高度一致的结构，而几乎没有异物的干扰加入。
在优选的实施例中，所述第一接触区和所述第二接触区具有接触表面，在所述接触表面彼此按压之前，所述接触表面被对准，以使得它们位于彼此相对的位置，并被设计为使得它们相对于彼此离散或会聚。换句话说，这意味着当所述接触区的两个接触表面被对准使得它们位于彼此相对的位置时，所述两个接触面沿转轴或与转轴交叉地相对于彼此的距离增大和/或减小。例如，优选的是，所述第一元件处的第一接触区被设计成圆形，且所述第二元件处的所述第二接触区也被设计成圆形，然而，其中，所述第二接触区的弯曲部的平均半径小于或大于所述第一接 触区的半径。特别优选地，所述第二接触区的平均半径大于所述第一接触区的平均半径，其中，所述两个接触区的所述接触表面被设计为使得它们相对于彼此离散，以使得当所述两个元件彼此按压时，所述第二接触区的中心点首先接合第一接触区。或者优选地，所述两个接触表面可被设计为使得它们朝着彼此会聚，其中，所述第二接触区的平均半径小于所述第一接触区的平均半径，使得当所述两个元件彼此按压时，镰刀状或新月状的第二元件的两个端部例如首先与所述第一接触区相接触。所述接触区的所述接触表面的所述会聚或离散优选地设计为达到如下目的：首先在所述两个接触区之间仅在某一区域上有部分熔化，且同时所述两个接触区之间的摩擦首先仅在某一区域上发生，从而可使得所述两个元件的部分熔化所需的扭矩或转动能或动能保持尽可能低，其中，对制造设备的要求可以保持为较低。
在第一优选实施例中，与转轴交叉地使元件彼此按压，其中，第二元件沿其圆周方向具有第一端部和第二端部。在此优选的实施例中，可将额外的部件以偏离转轴中心的方式固定到所述第一元件，所述第一元件优选地例如是商用车的底盘悬架的车辆轮轴或另一柱形的或旋转对称的支撑体。例如，所述第二元件可以是制动器挂架。还优选的是，所述第二元件沿其圆周方向、即沿其与转轴交叉或基本上交叉的延伸方向包括第一端部和第二端部。所述第二元件在所述第二接触区的附近被设计为优选地环形部状或优选地圆形部状的主体，其中为了能够使所述第二元件侧向地朝所述第一元件移动以便所述两个接触区彼此接触，可优选地将所述第二接触区设计为半圆部或半圆环形部。还可优选的是，所示第二元件或所示第二接触区几乎完全地包围所示第一接触区，其中所述第二元件的所述第一端部和第二端部被隔开，使得可将力施加到所述两个端部，所述力将两个端部朝着彼此移动，因而减小了所述第二元件的所述第二接触区的半径或平均半径，并将所述第二接触区按压到第一接触区上，以便产生部分熔化，且在放缓或停止旋转之后，将所述第二元件几乎在所述整个第一接触区上固定到所述第一元件。理所当然的是，当与转轴交叉地将所述第二元件按压所述第一元件时，可不将所述第二元件设计为环状主体或第二接触区可不为环形，这是由于将位于环状主体的凹陷中的所述第一元件能够仅在所述环状主体的内表面的一侧处或 一半处与所述第二元件相接触。可与此例外的是，在所述第一元件保持旋转的同时，优选地将处于加热状态且因而处于热膨胀状态的所述第二元件放置在所述第一元件上，且第二元件冷却、收缩且可引起所述两个元件的所述接触区的紧配合并且同时部分熔化，且支持所述紧配合的焊接将所述第二元件固定到所述第一元件。
优选的是，第一端部的形状使得在旋转期间在所述第一端部的前面累积的材料被引导进入所述第一接触区和所述第二接触区之间的空间。特别优选的是，所述第二接触区的所述第一端部是斜切的或倒角的，使得堆积在所述第一端部的前面的材料沿所述第二接触区下面的倾斜边被引导并因而进入所述第二接触区和所述第一接触区之间的空间。当所述第一端部指向与所述第一接触区的旋转方向相反的方向时，材料累积在第一端部的前面，使得由于摩擦而被擦掉或部分熔化的材料或由于所述两个元件之间的接触力而被按压出的材料激波状(bow-wave-like)地累积在所述第二接触区的所述第一端部的前面。由于一般不期望在旋转结束之后累积的材料还保持堆积在所述第一端部的前面，而是被引导回所述第一接触区和所述第二接触区之间的焊接区，所以第一端部被设计为或形成为使得所述部分熔化的材料将不会永久地堆积在所述第一端部的前面，而是被永久地引导进入所述第一接触区和所述第二接触区之间的空间。或者，还可优选的是，第一端部具有圆形的或曲线形的凹陷，其中，该圆形部使得堆积的材料首先与所述凹陷或圆形部的较大的横截面相遇，并从较大的横截面处缓慢地变窄至较小的横截面，并随后进入所述第一接触区和所述第二接触区之间的间隙。
有利地，所述第二接触区的弯曲部的平均半径小于所述第一接触区的半径，使得当所述元件彼此按压时，首先所述第二接触区的所述端部靠着所述第一接触区摩擦或研磨，且其中所述部分熔化的材料的面积从所述端部沿着所述第二接触区的圆周扩张。优选的是，所述第一接触区和所述第二接触区的所述部分熔化首先仅在某一区域发生，目的是为了使得获得所述部分熔化所需的扭矩或动能保持尽可能低，所述能量进而通过摩擦被转变成热能。特别地，在所述第二接触区为非圆形状的情况下的所述平均半径被指定为所述第二接触区的弯曲部的平均半径，其中， 所述第二接触区可例如被设计成椭圆形或多边形。在开始输入力之后，所述力进而使所述两个元件彼此按压，首先所述第一接触区和所述第二接触区之间的所述第一接触区在某一区域上被部分熔化和去除。由于所述部分熔化区优选地从所述第二接触区的端部扩张，最后整个第二接触区将被部分熔化层覆盖，并靠着所述第一接触区安置。或者优选地，当所述第二接触区的弯曲部的平均半径大于所述第一接触区的半径时，首先所述第二接触区的中心可与所述第一接触区接触，且所述部分熔化区可从所述中心扩张到所述第二接触区的端部。
优选地，所述第二接触区的平均半径相对于所述第一接触区的半径的关系在0.8～0.99的范围内、优选地在0.9～0.98的范围内，并且特别优选地为0.95。所述第二接触区的平均半径相对于所述第一接触区的半径的关系越小，所述第一接触区相对于所述第二接触区留出的开口具有更大的多余量，且由此可与所述转轴交叉地将所述第一接触区或所述第一元件移动至所述第二元件的所述第二接触区。此外，在整个第二接触区与所述第一接触区相遇且在所述第二接触区的整个圆周长度上发生部分熔化之前，此关系决定将在第二接触区的端部处首先熔化掉或去除的材料的量。
在可替代的优选方法中，所述接触区之一是漏斗状的，且各自的另一接触区被旋转对称地设计成斜切或倒角的和/或被设计成圆形的，其中所述第一元件和所述第二元件沿着旋转轴彼此按压。所述两个接触区的接触表面被设计为使得它们相对于彼此会聚或离散的优点还可用于在本实施例中使用不同的词描述的轴向旋转摩擦焊。特别优选地，所述接触区之一的漏斗状开口或凹陷的开口角度大于或小于各自的相对接触区的圆形部的倒角或平均角度，使得当所述元件彼此按压时，首先在所述两个元件之间形成有限的或线状的接触区，在所述接触区中发生了第一部分熔化。或者优选地，所述两个接触区之一的漏斗形的还可被设计成圆形或球状。当所述两个元件沿转轴彼此按压时，很大的优点在于，当仅所述两个元件之一旋转且沿着它的转轴移动时，它可与相对的元件的任何对应的几何结构结合。于是，例如，可生产弯管或轮轴组件，且可将其它元件焊接到已结合到一起的元件。
特别优选地，在所述元件彼此按压之前，所述第二接触区包括一个或多个接触突起。如同所述第一接触区和所述第二接触区的接触表面的离散或会聚设计，所述接触突起用于首先仅在某一区域上提供所述两个元件之间的接触，且因而首先仅在某一区域上提供所述第一元件和所述第二元件的材料的部分熔化。所述接触突起可具有梯形、圆形或凹或凸的形状，其中所述接触突起主要用来影响部分熔化的材料的流动性能或用来使所述部分熔化的材料保持在部分熔化区的区域中。还优选的是，所述接触突起在焊接期间被去除、擦除或熔化掉，使得在完成焊接之后，所述接触突起的材料将沿所述第一接触区的圆周均匀地分布，并在所述第一元件和所述第二元件之间的整个焊接处用作焊接材料。
方便地，所述接触突起从所述第二接触区的接触表面沿所述第一接触区的接触表面的方向突出。为了引导累积在接触突起的前面的材料进入所述接触突起和所述第一接触区之间的空间且因而使其返回到所述部分熔化区，还可优选的是，所述接触突起的与旋转方向相对的端部是斜面、圆形或具有类似的形状。
特别优选的是，为了在所述第一接触区和所述第二接触区之间的某一区域上产生第一部分熔化，所述第二元件包括与所述第一接触区提供所述第一摩擦接触的多个第二接触区。尤其当弯曲力或扭转力被从所述第一元件传输至所述第二元件时，可优选的是，所述第二元件通过几个隔开的接触点被连接到所述第一元件。优选地，假如使用径向焊接的方法，即与所述转轴交叉或基本上交叉地使所述两个部件彼此按压并将它们焊接到一起，沿所述转轴分别提供隔开的多个第二接触区或第一接触区，使得在几个接触区中同时获得所述两个元件之间的部分熔化，所述几个部分熔化在第一元件和所述第二元件之间沿所述转轴分布。还可想到的是，沿着转轴或与转轴交叉地以任何角度及它们之间的任何角度来将所述第二元件焊接到所述第一元件，其中所述第一接触区必须具有接触表面，所述接触表面基本上与压力的方向或力的方向垂直，同时所述两个元件彼此按压，以使得以此方式也可将非径向地或垂直地或非轴向地指向的所述第二元件固定到所述第一元件。
特别地，还可优选的是，设置在所述第二接触区或优选地还设置在所述第一接触区处的所述接触突起在部分熔化或焊接期间没有被完全去除，使得在完成旋转之后或在完成焊接之后，所述第二元件仅在某一区域中、即在所述接触突起的区域中固定到所述第一元件，且在所述两个元件之间有缝隙。此特征可特别地用来减小重量，并且用来减小将所述两个元件焊接到一起所需的力或旋转功率或旋转能量。
可优选的是，所述第二接触区的圆周小于所述第一接触区的圆周的一半。当与转动方向交叉地使两个元件彼此按压时，此特征是特别相关的，由于此特征，可容易地侧向地、即与转动方向交叉地将所述第二元件朝着所述第一元件移动并将所述第二元件固定到所述第一元件。如果所述第二接触区的圆周大于所述第一接触区的圆周的一半，则必须将所述第二元件或第二接触区沿转轴或从正面放置在所述第一元件上，并且然后固定到所述第一元件。
还根据本发明，提供了具体用于商用车的轮轴单元，所述轮轴单元包括第一元件和第二元件，其中，所述第一元件基本上沿转轴延伸并包括第一接触区，所述第一接触区设计为相对于转轴旋转对称，其中，在第一状态中所述第二元件包括第二接触区，且其中可通过旋转摩擦焊法使得轮轴单元进入第二状态，在所述第二状态中，所述第一元件至少在某一区域上在所述第一接触区或第二接触区中与所述第二元件焊接。因此，所述轮轴单元是通过旋转摩擦焊法由第一元件和第二元件制成的组件，并具体地用于商用车，特别优选地用于商用车底盘的领域中。所述第一元件包括沿转轴基本上旋转对称的接触区，在所述接触区中，所述第二元件被固定到所述第一元件。
通过下面的根据本发明的轮轴单元的优选实施例和根据本发明的用于制造商用车的底盘部件的方法进行的说明，本发明的其它优点和特征会变得明显。可将各种实施例的单个特征结合到本发明的框架内。与轮轴单元相关的特征还可用于更详细地说明根据本发明的方法。
附图说明
图1示出了根据本发明的轮轴单元的优选实施例在应用图1a)中的方法之前以及形成了图1b中的焊接之后的截面图；
图2示出了根据本发明的轮轴单元的优选实施例在形成焊接之前的状态的截面图；
图3示出了具有接触突起的优选实施例的第一接触区和第二接触区处于实施根据本发明的用于形成焊接的方法之前的状态的截面图；
图4示出了处于应用根据本发明的用于将两个元件彼此固定的方法之前的状态的第一元件和第二元件的优选实施例的视图；以及
图5示出了第二元件的优选实施例的视图。
具体实施方式
图1a)和图1b)示出了处于两种状态的根据本发明的轮轴单元的优选实施例的截面图。图1a)示出了实施根据本发明的用于制造商用车的底盘部件的方法之前的第一状态。在此第一状态中，提供了第一元件2和第二元件4。第二元件4在与第一元件2相对的一侧包括第二接触区42。根据本发明，所述第二接触区42是弯曲的，优选地关于位于第一元件2的至少一个点是弯曲的。如图所示，第二元件4在截面图中优选地包括环形部或被设计成环形，并至少在某一区域环绕第一元件2。特别地，如图1a)所示，第二接触区42的弯曲部的平均半径大于第二元件2的第一接触区22的半径，使得当第二接触区42的圆周大于第一接触区22的圆周的一半时，第二元件4可被放置在第一元件2上。优选地，第二元件4包括两个端部48和49，其中第一端部48优选地包括斜边或倒角。第二元件4的第一端部48的所述斜边或倒角优选地用来引导堆积的材料进入第一接触区22和第二接触区42之间的空间。优选地，第一端部48可具有凸圆形或凹圆形的倒角。此外，第二接触区42优选地包括至少一个接触突起44，该接触突起44从第二接触区42朝第一接触区22突出。优选地，如图1a)所示，可提供若干分布在第二接触区42上的接触突起44。为了使第一元件2和第二元件4处于图1b)所示的状态，在该状态下，第一元件2通过焊接固定到第二元件4，使用了根据本发明的用于形成焊接以固定底盘部件的方法。这里，使第 一元件2和第二元件4相对于彼此旋转，然后彼此按压，使得第一接触区22和第二接触区42彼此相接触并且发生摩擦。在图示的实施例中，为了通过第一端部48的倒角去除累积的材料，两个元件2、4的旋转的方向优选地使得第二元件4以其第一端部48相对于第一元件2向前而转动。优选地，在第二元件4保持不动的同时，第一元件2可优选地沿图所示的实施例中的逆时针方向旋转。期望的是，在只有第一元件2（优选地为商用车的轮轴）旋转的情况下，所需的机器费用小于用来使与转轴A交叉地延伸的整个第二元件4旋转所需的费用。此外，根据本发明，第二元件4压着第一元件2，其中，具体地是两个接触区22和42彼此按压。在图示的优选实施例中，为了这个目的，必须使第二元件4变形，其中第二元件4的端部48和49朝着彼此移动，使得弯曲部的平均半径R2减小，直到接触突起44与第一接触区22摩擦接触为止。在足够的压力和旋转速度的情况下，由于接触突起44和第一接触区22之间的摩擦，接触区中的温度升高至第一元件2和/或第二元件4的制造材料的融化温度。最初，仅有第一接触区22和第二接触区42的局部地部分熔化。优选地，接触突起44由此被去除，从接触突起44处熔化掉的材料形成围绕第一接触区的部分熔化材料的区域。当有足够的第一接触区22和/或第二接触区42的部分熔化时，元件2、4相对于彼此的旋转可停止，其中，由于在接触区22和接触区42之间没有更多的摩擦，所以图1b)粗体地示出并由附图标记22、42标明的部分熔化区中的温度降低，且部分熔化的材料凝固。本方法的结果是第一元件2和第二元件4之间的焊接由均匀分布在第一元件2和第二元件4之间的焊接区制成。由于基本上与转轴交叉地使元件2和4彼此按压，所以本发明说明的方法优选地被称为径向旋转摩擦焊。
图2示出了第一元件2和第二元件4处于实施根据本发明的用于连接底盘部件的方法之前的状态。这里，元件2的接触区22和元件4的接触区42被设计为沿着转轴A朝着彼此移动并彼此按压。第一接触区22优选地被设计为截锥体的侧面，其中该侧面的切削边缘相对于转轴A优选地以角度β1倾斜。第二接触区42至少在某一区域优选地具有对应于第一接触区的几何结构。如图2所示，第二接触区优选地是漏斗形的，其中，第二接触区42的面向内部的切削表面相对于转轴A优选地以角度β2倾斜。特别优选的是，β1和β2是不同的，以使得当两个接触区相遇时，最初仅在第一元件 2和第二元件4之间形成小接触条纹，小接触条纹然后随着部分熔化区域前进而进一步扩张，直到第一元件和第二元件在足够大的接触区中彼此连接为止。两个元件2和4之间最初仅小面积接触的优点是，由于不是整个第一接触区22靠着第二接触区42摩擦或研磨，所以通过元件2和4之间的摩擦产生对应的热能所需的扭矩和压力可保持较低。此外，还可能通过监控部分熔化的进展来精确地估计工艺流程。由于相对于彼此旋转的元件2和4基本上沿转轴A彼此按压，所以如图2所示的元件2和4相对于彼此的设计和布置优选地称为轴向旋转摩擦焊接。优选地，β1大于β2，其中在此情况下，从图的左手侧发生接触区22和44的部分熔化。还可优选的是，第一元件2包括漏斗状的第一接触区22，而第二元件4包括截锥体状的第二接触区42。还优选地，两个接触区中的至少一个可包括圆形、凹或凸的横截面几何结构，其中两个接触区22和42的几何结构的各自的配对可影响元件2与元件4之间的第一次接触的面积及部分熔化区域的扩张的时间和空间过程。
图3示出了实施根据本发明的方法之前的设置在第二接触区42中的接触突起44的各种优选实施例的横截面图。这里，可使用锥形或有尖顶的、矩形的、梯圆形的、正弯曲或凸的和/或负弯曲或凹的横截面形状。接触突起44的横截面形状可具体影响元件2与元件4之间的第一次接触的面积及部分熔化区域的扩张的时间和空间过程。例如，在图右手侧示出的接触突起44的优选的凹的横截面形状中，部分熔化的材料被引导进入接触突起的锥形或有尖顶的端部之间的空间中，同时在摩擦过程中，端部优选地至少部分地被去除或熔化掉。
图4示出了根据本发明的用于固定底盘部件的方法的进一步优选的实施例。这里，沿相对于转轴倾斜角度α的方向移动第二元件4并且按压至第一元件2。优选地，第二元件4包括与第一接触区22相接触的接触突起44，第一接触区22在横截面图中与移动方向垂直。此实施例的优点在于，在第二元件4的第二接触区42不以旋转对称的方式设计的情况下，可将第二元件4通过焊接与旋转的元件2连接，元件2至少在第一接触区22中以旋转对称的方式设计。优选地，可将多个第二元件4同时地固定到第一元件2，其中，第二元件4优选地相对于彼此径向地和/或轴向地移动。对 于0°的优选角度α，元件2和4于是沿转轴A彼此按压，从而该方法为纯轴向旋转摩擦焊。对于90°的优选角度α，于是与转轴A交叉地使元件2和4彼此按压，使得该方法为径向旋转摩擦焊。角度α的两个极限值之间的角度范围特别地用来将第二元件4沿某一方向固定到第一元件2，第二元件4能够沿该方向传输力至第一元件2。
最后，图5示出了实施根据本发明的方法之前的沿第一元件2和第二元件4的两个优选实施例的转轴A的视图。这里，示出的第二元件4各自具有弯曲的第二接触区42，其弯曲半径为R2。第一元件2在其第一接触区22被设计成圆形并具有半径R1。图左手侧示出的元件4的弯曲半径R2优选地大于第一元件2的半径R1。当所述第二元件4压向第一元件2时，在第二接触区42的中心处、即在水平画出的虚线的高度处发生第一接触，于是发生第一部分熔化，然后扩张至第二接触区42的任一端部。图右手侧示出的元件4的弯曲半径R2小于第一元件2的半径R1。当所述第二元件4压向第一元件2时，第一接触和第一部分熔化将首先发生在第二接触区42的端部处，然后扩张至第二接触区42的中心。
附图标记的列表
2 -第一元件
4 -第二元件
22 -第一接触区
42 -第二接触区
44 -接触突起
48 -第二接触区的第一端部
49 -第二接触区的第二端部
A -转轴
α -相对于转轴A的接触角
β1 -第一接触区的角度
β2 -第二接触区的角度
R1 -第一接触区的半径
R2 -第二接触区的平均半径

Claims (9)

1.一种用于制造商用车的底盘部件的方法，其包括以下步骤：
a)设置第一元件(2)和第二元件(4)，所述第一元件(2)具有第一接触区(22)，所述第一接触区(22)设计为基本上关于转轴(A)旋转对称，所述第二元件(4)具有第二接触区(42)，所述第二接触区(42)是弯曲的并与所述第一接触区(22)相对地布置，并且所述第二元件(4)沿着其圆周方向具有第一端部(48)和第二端部(49)；
b)使所述元件(2，4)之一相对于各自的另一元件(4，2)关于所述转轴(A)旋转；
c)与所述转轴(A)交叉地使所述元件(2，4)彼此按压，以在所述第二接触区(42)和所述第一接触区(22)之间产生摩擦，并在所述第一接触区和所述第二接触区(22；42)中产生部分熔化；以及
d)延缓所述元件(2，4)相对于彼此的旋转，所述部分熔化的区域转变成固态，且在所述第一元件(2)和所述第二元件(4)之间建立焊接，
其中，所述第一接触区(22)和所述第二接触区(42)具有接触表面，所述接触表面在彼此按压之前被对准，使得所述接触表面彼此相对放置，并且被设计为使得相对于彼此离散或会聚。
2.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一端部(48)形成为使得在旋转期间累积在所述第一端部(48)的前面的材料被引导进入所述第一接触区和所述第二接触区(22，42)之间的空间。
3.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第二接触区(42)的弯曲部的平均半径(R2)小于所述第一接触区(22)的半径(R1)，使得当所述元件(2，4)彼此按压时，所述第二接触区(42)的所述端部(48，49)首先靠着所述第一接触区(22)研磨或摩擦，并且，
部分地熔化的材料的面积从所述端部(48，49)沿所述第二接触区(42)的圆周扩张。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述第二接触区(42)的所述平均半径(R2)相对于所述第一接触区(22)的所述半径(R1)的关系处于0.88～0.99的范围内。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述第二接触区(42)的所述平均半径(R2)相对于所述第一接触区(22)的所述半径(R1)的关系处于0.9～0.98的范围内。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述第二接触区(42)的所述平均半径(R2)相对于所述第一接触区(22)的所述半径(R1)的关系为0.95。
7.如上述权利要求1或2所述的方法，其中，在所述元件(2，4)彼此按压之前，所述第二接触区(42)包括一个或多个接触突起(44)。
8.如上述权利要求1或2所述的方法，其中，为了在所述第一接触区和所述第二接触区(22，42)之间的某一区域上产生第一部分熔化，所述第二元件(4)包括多个第二接触区(42)，所述多个第二接触区(42)提供了与所述第一接触区(22)的第一摩擦接触。
9.一种轮轴单元，其具体用于商用车，所述轮轴单元包括第一元件(2)和第二元件(4)，
其中，所述第一元件(2)基本上沿转轴(A)延伸并包括第一接触区(22)，所述第一接触区(22)设计为相对于所述转轴(A)旋转对称，
其中，在第一状态中所述第二元件(4)包括第二接触区(42)，且
其中，可通过权利要求1所述的方法使所述轮轴单元进入第二状态，在所述第二状态中，所述第一元件(2)至少在某一区域上在所述第一接触区或所述第二接触区(22，42)中与所述第二元件(4)焊接。
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