CN104684744A - 用于机动车辆的吊臂及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本方法特征在于，我们在结构部件(10)的至少一个表面上在介于其外部与内部周界边界(10.1)之间的其明显中空区段的整体或部分上结合刚性金属材料制成的至少一个盖片(11-12)，在于，我们将因此与结构部件的所述周界边界的边缘(10.7)结合的所述盖片或所述多个盖片机械固定，在于，所述盖片或所述多个盖片(11-12)覆盖形成在所述部件的开放侧上的内部腔体(10.2)10.3)的整体或部分，并且在于，所述盖片或所述多个盖片具有三个功能，用以增大结构部件的刚性，用以通过在其平面中变形而吸收冲击且同时与所述部件保持一体，以及用以允许减小所述结构部件的质量并且允许优化质量/性能比。

Description

用于机动车辆的吊臂及其制造方法
技术领域
本发明涉及汽车结构部件，例如吊臂、枢轴和其他类似部件。
本发明还涉及将材料铸造或锻造成铝或相似类型轻合金的技术领域，以及将铸造与锻造的操作组合的技术部分。
更具体地说，本发明涉及汽车结构部件的制造，其就所考虑的结构部件的功能而言满足高度特定的规范。就它们在机动车辆、重型车辆和其他类似车辆领域中的应用而言，这些实际上受到非常严苛的技术和环境应力和限制。所述规范旨在例如用于抵抗由耐久性、碰撞、翘曲和焊接的品质要求水平引起的应力。这些结构部件的应力(在车辆的特定情况下)还由于土壤条件、车辆侧倾(vehicle rolling)、其速度(其中震动增大)而增强。在车辆碰撞的情况下，这些部件通常非常容易由于在变形或仅仅裂纹的情况下的惯性效应而损坏。
为了满足这些规范，制造商(主要是专门从事铸造和|或锻造的公司)将寻求对冲击以及更为通常的载荷具有高度抗性的这些机构部件的特殊形式。因此并且以已知的方式，结构部件具有确定为“H”的横截面，其母线遵循与压力方向垂直的方向。
因此，我们已在图1和图2中示出了悬臂类型的结构部件的实例，该结构部件根据现有技术具有“H”截面。
我们因此示出了部件(1)的前侧和后侧，其中箭头(F1)示出了最高应力的方向。
应当注意的是，所述部件(1)通过以下方式获得：通过其中直接得到最终的期望形状的单个铸造和/或锻造工艺；或者通过实施将铸造后锻造的两个连续操作组合的被称为“COBAPRESS”的工艺。这在由本申请人自1983年开发和操作的EP119365专利中描述。
部件(1)的构造因此有助于限定依据应用而或高或低的加强边缘(1a)。因此在部件(1)的纵向中间平面的任一侧上形成不具体功能的腔体(1b)。部件的端部(1c)(1d)以已知且可变的方式布置有套筒(1e)或紧固环并且布置有紧固部件(1f)。
这些几何形状在截面“H”上的优化有助于对部件提供更好的质量/性能比。另外我们知道，根据固体力学的基本概念，在同等质量的情况下，管比具有完整横截面的杆提供更大的刚度。
制造商对于这种类型的结构部件的寻求因此将结构部件设计成具有中空区段或区域，对于所述中空区段或区域而言惯性是远离中间轴线的，以便优化二阶矩(quadratic moment)，这就对应力的抵抗而同时尽可能减小部件质量方面而言是性能的改进。
寻求结构部件的形式的优化必须考虑到上述技术和环境应力，通过确保部件的优良刚度而同时减小其质量。换言之，问题在于在不添加材料的情况下满足部件的轻质性和刚度的矛盾且相反的需求。
本申请人提供的解决方案完全满足上述要求，无论是在通过铸造获得的结构部件的背景下，还是在通过商标COBAPRESS以及专利EP 119365的主题已知的铸造和锻造的结合工艺而获得的结构部件的背景下。
从专利KR 2012 0030852，我们也知道用于机动车辆的悬置部件的制造，所述悬置部件存在于相关的暴露加强部件的固态本体的外表面上，用于限制或消除有关于悬置部件的端部紧固部分的断裂效应。
从专利DE 10217209，我们知道通过用于机动车辆的车轮悬架的轻合金臂形成臂。事实上，根据该文献，臂包括两个平行板的加入，所述两平行板通过限定中空内部体积的方式固定在端部(5和11)上。这样的组件的制造是复杂的，其中通过多个操作来确保部件之间的连接。
此外，该文献描述了的部件呈复杂形式并且具有减少的部分，其不能通过使用轻质铸铁合金的铸造工艺以具有高力学性能的方式而容易获得。
这些文件均未实现通过铸造或锻造工艺获得单件的制造。
根据本发明的第一特征，至少通过铸造、锻造或铸造-锻造组合操作获得中空结构部件的制造方法(所述部件具有不限于H或U型的开放横截面轮廓)的特征在于，我们在结构部件的至少一个表面上在介于其外部与内部周界边界之间的其明显中空区段的整体或部分上结合使用刚性金属材料制成的至少一个盖片，在于，我们将因此与结构部件的所述周界边界的边缘结合的所述盖片或所述多个盖片机械固定，在于，所述盖片或所述多个盖片覆盖形成在所述部件的开放侧上的内部腔体的整体或部分，并且在于，所述盖片或所述多个盖片具有三个功能，用以增大结构部件的刚性，用以通过在其平面中变形而吸收冲击且同时与所述部件保持一体，以及用以允许减小所述结构部件的质量并且允许优化质量/性能比。
通过以下描述，这些和其他的特征将变得显而易见。
以不限于附图中的图的方式示出了本发明主题，其中：
图1和图2是根据现有技术的结构部件样本的顶视图，其中通过箭头(F1)的标示应力区域，
图3是根据本发明所使用的结构部件在接收和固定盖片之前的预组装立体图，其以实例的方式设置有“H”截面，
图4是根据图3的结构部件在组装和固定盖片之后的视图，
图5是图4的根据线AA截取的横截面图，
图6是复杂的且与图3所示结构部分的形式不同的形式的局部且立体的视图，
图7、图8、图9分别是根据图6的结构部分的之后由盖片部分地覆盖并且然后由所述盖片完全覆盖的顶视图。
为了使得本发明主题更加具体，现在在附图中以非穷尽的方式描述本发明主题。
本发明涉及中空结构部件(包括接地部)的设计和制造，所述结构部件例如但不限于用作用于机动车辆、重型卡车和其他这种类型车辆的部件。
这些中空结构部件以非穷尽的方式包括例如悬臂、枢轴、杆、叉形杆，并且受到非常高的技术和环境应力。这些部件(10)通过铸造、锻造形成，或者根据上述欧洲专利所提供的信息根据翻砂铸造之后锻造的组合COBAPRESS方法获得。它们的构造和轮廓是开放的(横向的)，并且不限于例如U型或H型，带有周缘边缘(10.1)以及一个或多个中空内部或腔体(10.2)(10.3)，例如在“H”截面的情况下位于它们中间连接块体的任一侧上。端部(10.5)(10.6)根据带有环或套筒的固定区域的要求和应用布置。
根据本发明，中空结构部件(10)在其包括所述开口或所述多个开口(在前侧和/或后侧上)的表面上接收一个或多个盖片(11-12)，所述盖片具有与部件的轮廓互补的轮廓，以便通过叠加的方式定位和固定在结构部件的内部周缘边界和外部周缘边界中每一者的边缘(10.7)上。盖片或多个盖片(11-12)因此覆盖形成于结构部件的开放表面(前方和后方)上的内部腔体的全部或者部分。
因此，我们在图4和图8中示出了部分覆盖，并且在图9示出了全部覆盖。
依据中空结构部件的构造及其应用，中空结构部件可具有用于特定功能的一个或多个开口，并且在这种情况下，或者所述板或所述多个板具有根据需要而成排的一个或多个开口(11.1)(12.1)。
中空结构部件有利地由金属材料制成，并且更特别地由铝合金制成。
盖片或多个盖片(11-12)由与结构部件的材料相容的金属材料制成，以便使用焊接、螺纹连接、胶合、铆接、钎焊等任何组装方法进行定位和固定，并且以便确保通过装置(13)的机械连接。所述盖片例如是平的或者预成型的片。焊道(13)因此设置在结构部件的周缘边界的边缘上，或者根据结构部件的轮廓决定。
根据本发明的另一实施例，盖片或多个盖片可为其间留有空间的一个或多个部分的形式。制造商考虑到连接板的特异性以及对于部件而言所需的性能来决定所述片或所述多个片的定位。
有利地，本发明适于接收结构部件的或多或少复杂的轮廓。
盖片(11-12)坚固地附接和焊接至结构部件。这些盖片有三种功能，即：
-它们能增大结构部件的硬度，
-它们通过在其平面中变形而有助于吸收异常和/或偶然应力所固有的冲击，同时保持与部件成一体直到结构区域断裂，
-它们还允许质量/性能比的优化。
至少通过铸造、锻造或铸造-锻造组合操作获得中空结构部件的制造方法(所述部件具有开放横截面轮廓)的特征在于，我们在结构部件的至少一个表面上在介于其外部与内部周界边界之间的其明显中空区段的整体或部分上结合使用刚性金属材料制成的至少一个盖片，并且所述制造方法的特征在于，我们将因此与结构部件的所述周界边界的边缘结合的所述盖片或所述多个盖片机械固定；所述盖片或所述多个盖片确保结构部件的加强并且通过在其平面中变形而吸收冲击。
本发明的优点是显而易见的，并且首次突出该产品的创新本质及其制造的相对简易性，同时也必须充分实现结构部件与盖片之间的连接。其强调质量/性能比的优化。
因此，本发明开发和实施的解决方案提出了一种使用带有机械特性的轻质铸铁合金通过铸造和/或锻造获得并且包括以便接收增大刚性的片的区域的单个部件，该部件可通过上述COBAPRESS方法执行。该解决方案通过接合所需的最少量的材料而允许部件的所有功能区域的同时铸造，所述材料然后通过添加片来加强。
现有技术的文献不能解决该问题并且不能启示本发明的解决方案。

Claims (6)

1.至少通过铸造和/或锻造操作获得中空结构部件的制造方法，所述部件具有不限于H或U型的开放横截面轮廓，其特征在于，我们在所述结构部件(10)的至少一个表面上在介于所述结构部件的外部与内部周界边界(10.1)之间的所述结构部件的明显中空区段的整体或部分上结合至少一个盖片(11-12)，所述盖片使用刚性金属材料制成，其特征在于，我们将因此与所述结构部件的所述周界边界的边缘(10.7)结合的所述盖片或所述多个盖片机械固定，其特征在于，所述盖片或所述多个盖片(11-12)覆盖形成在所述部件的开放侧上的内部腔体(10.2)10.3)的整体或部分，并且其特征在于，所述盖片或所述多个盖片具有三个功能，用以增大所述结构部件的刚性，用以通过在其平面中变形而吸收冲击且同时与所述部件保持一体，以及用以允许减小所述结构部件的质量并且允许优化质量/性能比。
2.至少通过铸造和/或锻造操作获得的中空结构部件，所述中空结构部件包括不限于H或U型的开放构造和轮廓，所述中空结构部件带有周界边界(10.1)、内部中空腔体(10.2)(10.3)，并且所述中空结构部件的端部(10.5)(10.6)布置有固定区域，其特征在于，我们在所述结构部件(10)的至少一个表面上结合在所述结构部件的开放表面或多个开放表面上接收一个或多个盖片(11-12)，所述盖片具有与所述部件互补的轮廓以便通过叠加的方式以及固定一连接装置(13)而定位和固定在内部与外部周界边界中每一者的边缘(10.7)上，其特征在于，所述盖片或所述多个盖片(11-12)覆盖形成在所述部件的开放侧上的内部腔体(10.2)10.3)的整体或部分，并且其特征在于，所述盖片或所述多个盖片具有三个功能，用以增大所述结构部件的刚性，用以通过在其平面中变形而吸收冲击且同时与所述部件保持一体，以及用以允许减小所述结构部件的质量并且允许优化质量/性能比。
3.根据权利要求2所述的中空结构部件，其特征在于，所述结构部件具有开口(10.8)以及带有开口(11.1)(12.1)的盖片(11-12)。
4.根据权利要求2所述的中空结构部件，其特征在于，所述盖片(11-12)由与所述结构部件的材料相容的材料制成。
5.根据权利要求2所述的中空结构部件，其特征在于，所述盖片(11-12)通过焊接、螺纹连接、胶合、铆接、钎焊等任一组装方式固定在所述结构部件上，以便确保机械连接。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的结构部件，其特征在于，所述结构部件应用于车辆。
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