CN106312450A - 用于获得汽车用悬臂的方法及悬臂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于获得汽车用悬臂的方法，包括获得两个相同的部件来形成本体，每个部件借助于以下步骤来获得：a)切割金属片材或复合片材以形成基部平面，使得中央部段和两个端部被限定，b)在每个端部中拉延出至少一个孔，c)对每个部件进行冲压以在其中央部段中形成两个凸缘，这两个凸缘由位于中央部段的相反两侧上的第一凸缘和第二凸缘构成并且定向成垂直于基部平面，所述凸缘具有关于穿过两个端部的孔的几何中心并且垂直于基部平面的中间平面的非对称结构，第二凸缘与中间平面间隔开的距离等于第一凸缘与中间平面的间隔加上至少等于片材或板的厚度的值的距离。本发明还涉及一种用于汽车的悬臂。

Description

用于获得汽车用悬臂的方法及悬臂
技术领域
本发明适用于汽车用部件的工业中，并且更具体地适用于多连杆式悬架的领域中。
背景技术
在多连杆式悬架中，车轮借助于将车轮短轴与车辆的中央子框架连结或附接的多个臂附接至所述子框架。这种悬架是近来在汽车工业中进行技术研发的对象。这种悬架的主要优点在于其赋予了车辆高的横向刚度，从而防止了已知的过度转向的现象。这种悬架还提供了行进方向上的方向稳定性并且允许以高的百分比吸收振动和噪声。总之，相对于其他类型的悬架，多连杆式悬架为车辆提供了更大的可操作性、安全性和出众的行进舒适度。
这种悬架中所包括的元件尤其是包括悬臂，悬臂为运动元件，其功能是在静态和动态时限定车轮相对于车辆框架的相对位置，同时将车轮的应力的一部分传递至车辆框架本体以及将车辆框架本体的应力的一部分传递至车轮。
现今，存在众多的悬臂，这些悬臂借助于不同的工艺来获得，在这些工艺中可以提及的是对片材进行冲压、对由铝或钢制成的件进行锻造或熔炼以及将衬套焊接至管。所有这些情况都需要无论车辆悬架的操作或工作温度如何都能够实现足够的刚度。
下面将提到的是代表关于悬臂的最相关且最近的技术的一系列文献。
专利文献JPS58188712描述了一种由两个相同的部件形成的联接杆，这两个相同的部件借助于施加在这两个相同部件的凸缘上的焊接来附接，所述凸缘垂直于轴承的纵向轴线。这两个相同的部件是根据多步骤的片材冲压和模切过程来成形的，所述部件除了是相同的以外还关于其纵向轴线对称。这两个部件随后被面向彼此布置、将其中一者关于其纵向轴线旋转180°、并且借助于在其凸缘上的点焊将这两个部件附接在一起，但是也可以设想使用焊缝。最后，将弹性轴承引入到筒形部中并将弹性轴承设定就位。尽管具有相同的部件减少了生产成本的事实，但是这两个部件的面向布置——该面向布置还决定了这两个部件的附接形状的构型——考虑到杆的刚度和重量来说机械效率是远远不够的。
出于相同的观念，专利文献US3121348描述了一种由两个相同的部件形成的联接杆，这两个相同的部件借助于施加在这两个相同的部件的凸缘上的焊缝来附接，与前述段落中提到的情况不同，所述凸缘平行于弹性轴承的纵向轴线。与前一种情况相同，这两个相同的部件是根据片材冲压和模切过程来成形的，这两个部件是相同的且关于其纵向轴线对称。为了附接这两个部件，将这两个部件面向彼此布置、将其中一者关于其纵向轴线旋转180°、并且借助于施加在这两个部件的凸缘上的焊缝将这两个部件附接。最后，将弹性轴承引入到筒形开口中并将其设定就位。类似地，这种臂具有前一种情况所指出的限制。
另一方面，专利文献ES2285410T描述了一种包括两个U形冲压金属部件的悬架控制臂，这两个U形冲压金属部件通过其凸缘借助于焊缝附接至彼此，其中，凸缘平行于弹性轴承的纵向轴线。从机械效率的角度上看，该臂优于先前的两个臂，这是因为这种附接是通过所述凸缘之间的搭接而形成的；然而，与先前的这两种情况不同，为了实现所述布置，必须从不仅为不对称且彼此不同的两个部件着手，这增大了生产成本。
因此，鉴于前述情况，能够对在汽车的多连杆式悬架用悬臂的生产成本、悬臂的重量及悬臂的机械特性之间折中的解决方案进行改进。
发明内容
本发明的第一方面涉及一种用于获得汽车用悬臂的方法，该方法除了改善了臂的机械特性、物理地附接臂的连接元件以外还允许降低成本并减轻重量，其中，连接元件是球窝接头或者是弹性接头并且容置在所述臂的端部处。
该目的借助于具有权利要求1的特征的方法和根据权利要求12的臂来实现。
本发明提出的用于获得汽车用悬臂的方法包括获得两个相同的部件来形成本体，其中，每个部件借助于以下顺序的步骤来获得：
a)切割金属片材或由复合材料制成的被已知为复合片材的片材以形成基部平面，使得中央部段和两个端部被限定，其中，所述中央部段是纤薄的或者至少比端部薄，
b)在与每个端部对应的区域中拉延或成形出至少一个孔或圆形开口，其中，每个孔具有几何中心。
根据本发明，该方法还包括以下顺序的步骤：
c)对每个部件进行冲压或成形，以在每个部件的中央部段中形成两个凸缘，所述两个凸缘由位于中央部段的相反两侧上的第一凸缘和第二凸缘构成并且定向成垂直于基部平面，即，沿轴承座的轴线的方向定向，其中，所述凸缘具有关于穿过所述两个端部的孔的几何中心且垂直于基部平面的中间平面的非对称结构，第二凸缘与所述中间平面间隔开的距离等于第一凸缘与中间平面的间隔加上至少等于片材的厚度的值的距离，
d)从处于同样位置中的两个部件开始，将第一部件关于在两个端部的孔的几何中心之间限定的纵向轴线旋转180°，直到所述两个部件面向彼此且其中两个部件的相应的基部平面彼此平行为止，在孔的相应的几何中心彼此对准或同心的情况下使所述两个部件移动而更靠近，直到腹板处于特定的距离处为止，两个部件的凸缘配合至彼此并且彼此搭接，使得在凸缘中限定了搭接部，该搭接部的轮廓根据两个片材的凸缘是否接触而能够形成为可以是或可以不是封闭的。
显然，联接杆的截面是不恒定的并且该截面从中央向两端扩宽以形成容置弹性轴承或球窝接头的开口。
本发明可以使凸缘中的一个凸缘相对于穿过弹性轴承的纵向轴线的平面移位等于或大于片材厚度的距离，使得相同的部件不完全对称。
实际上可以认为，在本发明中，在凸缘向容置弹性轴承的端部移位时，截面从非对称中央部开始转变，其中，关于穿过弹性轴承的纵向轴线的平面的对称性在某点处得到恢复。该技术特征在附图中可以看到。
借助于本发明的方法获得的臂允许拓宽汽车工业中的轻质框架部件的设计领域，比如例如：
1.-由于在冲压过程中能够获得不同的最终形状的本体，因此可以实现众多的悬臂。
2.-可以容置球窝接头或弹性接头，在球窝接头容置在两个端部处的情况下对塑料材料进行包覆模制以结合在球窝接头中必要的部件。这种思想将本发明的说明书拓宽到不仅用以悬臂还用以连杆。因此，这涉及到本发明的甚至更宽范围的应用。
3.-适应不同的储存要求的能力。
借助于本发明的方法获得的臂还具有以下特征和优点：
1.-联接杆的重量减轻。通过保证辅助元件的重量，相比市场上现有的由钢制成的其他思想，在金属本体的结构上能够实现大于10％的重量减轻。
2.-由于两个片材的凸缘彼此搭接，因此获得了在特定的空间中具有更大的惯性的轮廓，并且相比具有相同质量的其他现有联接棒获得了更强的机械特性。
3.-相同的机械特性下尺寸更小。
4.-本发明的所提到的目的组合了更少的工具投入和更大的制造简单性的优点，更少的工具投入是因为其仅需要一个模具，原因在于两个部件是相同的，更大的制造简单性是因为不需要复杂的冲压操作。此外，作为用单个模具获得两个片材的额外优势，在该模具中发生磨损的事实将不会影响片材彼此的装配，原因在于两个片材中的误差是相同的。与之相比，如果具有两个模具，则所述模具中的磨损可能不相同。因此，工具将具有更长的使用寿命和更低的维修成本。所有这些都将实现成本节约。
5.-如果需要将两个片材附接至彼此，则可以借助于在两个片材的凸缘之间的接触区域中施加焊接来实现，这比市场上现有的执行对焊的其他联接杆更容易，原因在于在这种情况下凸缘之间是搭焊。将片材附接至彼此的另一种方式是在于中央部中制造的凹部的接触区域中或者借助于焊接或者借助于其他方法来附接片材。这两种方法还可以彼此组合。
6.-适当的制造过程以用于批量生产。
7.-循环利用剩余材料或在部件的寿命周期结束时在部件中所使用的材料。
本发明的第二方面涉及一种能够借助于上述方法获得的用于汽车多连杆式悬架的悬臂。
附图说明
为了补充所做出的说明书以及出于帮助更好地理解根据本发明的优选实际实施方式的本发明的特征，附有作为所述说明书的一体部分的一组附图，在附图中，以下是以说明性且非限制的特征描绘的：
图1示出了通过本发明的方法获得的悬臂的第一实施方式的示意性立体图，在该第一实施方式中，连接元件是弹性轴承并且凸缘是不接触的，并且在拉延出的中央区域中借助于焊接形成附接部。
图2示出了与图1的视图相似的立体图，其中，两个相同的部件布置在其最终位置中但没有连接元件。
图3示出了通过本发明的悬臂的第一实施方式中所包括的冲压片材和连接元件获得的两个相同的部件的分解图。
图4示出了本发明的臂的第一实施方式的俯视图、正视图和侧视图。
图5示出了在前述附图中描绘的本发明的悬臂的第一实施方式的在图4中指出的三个部段。
图6示出了通过本发明的方法获得的悬臂的第二实施方式的示意性立体图，在该第二实施方式中，连接元件是弹性轴承并且用孔代替了拉延出的中央部段，凸缘是接触的并且在凸缘的搭接区域中精确地形成了附接部。
图7示出了本发明的臂的第二实施方式的俯视图、正视图和侧视图。
图8示出了本发明的悬臂的第二实施方式的在图7中指出的两个部段。
图9示出了通过本发明的方法获得的悬臂的第三实施方式的示意性立体图，在该第三实施方式中，连接元件是弹性轴承和球窝接头，凸缘是接触的并且借助于塑料材料11的包覆模制形成了附接部。
图10示出看在图9中描述的本发明的悬臂的第三实施方式的分解图。
图11示出了本发明的臂的第三实施方式的俯视图、正视图和侧视图。
图12示出了本发明的悬臂的第三实施方式的在图11中指出的两个部段。
具体实施方式
鉴于所提到的附图，可以观察到在本发明的可能的实施方式中的一个实施方式中本发明所提出的方法如何包括获得两个相同的部件来形成本体，其中，每个部件1借助于以下顺序的步骤来获得：
a)切割优选的金属片材以形成基部平面，使得中央部段2和两个端部3被限定，其中，所述中央部段是纤薄的或者至少比端部薄，
b)在与每个端部3对应的区域中拉延出至少一个孔4或圆形开口，其中，每个孔4具有几何中心。
根据本发明，该方法还包括以下顺序的步骤：
c)对每个部件1进行冲压，以在每个部件1的中央部段2中形成两个凸缘5、6，所述两个凸缘5、6由位于中央部段2的相反两侧上的第一凸缘5和第二凸缘6构成并且定向成垂直于基部平面，即，沿轴承座的轴线的方向定向，其中，所述凸缘5、6具有关于穿过两个端部3的孔4的几何中心且垂直于基部平面的中间平面的非对称结构，第二凸缘6与中间平面间隔开的距离等于第一凸缘5与中间平面的间隔加上至少等于片材的厚度的值的距离，
d)从处于同样位置中的两个部件1开始，将第一部件1关于在两个端部3的孔4的几何中心之间限定的纵向轴线旋转180°，直到两个部件1面向彼此且两个部件1的相应的基部平面彼此平行为止，将两个部件1移动得更靠近，直到腹板处于特定的距离处为止，两个部件1的凸缘5、6配合至彼此并且彼此搭接，使得在凸缘5、6中限定了搭接部。该搭接部的轮廓根据两个片材的凸缘是否接触而能够形成为可以是或可以不是封闭的。
图1至图5示出了通过本发明的方法获得的悬臂的第一实施方式，在该第一实施方式中，连接元件9是弹性轴承并且凸缘5、6不接触，在拉延出的中央区域7中借助于点焊10形成了附接部。在这种情况下，凸缘5、6不接触，使得第二凸缘6与中间平面间隔开的距离等于第一凸缘5与中间平面的间隔加上大于片材的厚度的值的距离，因此可以认为该轮廓是敞开的。
另一方面，图6至图8示出了通过本发明的方法获得的悬臂的第二实施方式，在该第二实施方式中，连接元件9也是弹性轴承，并且用孔而代替了拉延出的中央区域7，凸缘5、6是接触的，并且在凸缘5、6的搭接区域中借助于焊缝10精确地形成了附接部。在这种情况下，凸缘5、6是接触的，使得第二凸缘6与中间平面间隔开的距离等于第一凸缘5与中间平面的间隔加上等于片材的厚度的值的距离，因此可以认为该轮廓是封闭的。
在第二实施方式中的凸缘5、6接触的情况下以及在凸缘5、6不接触的情况下，都可以认为凸缘在附接位置中具有搭接部，如在附图中所描绘的。
图9至图12示出了通过本发明的方法获得的悬臂的第三实施方式，在该第三实施方式中，连接元件9是弹性轴承和球窝接头，凸缘5、6是接触的，并且借助于对塑料材料11进行包覆模制形成了附接部。
显然，组合不同的连接元件9的任意类型的实施方式、无论连接元件9是球窝接头还是弹性轴承、无论所述区域中是否存在拉延中央区域7或孔、或者无论焊接10的形状和位置如何都落入了由独立权利要求所限定的本发明内。
该方法可以包括在从a)开始的任意步骤之后冲压孔。
该方法可以包括在从a)开始的任意步骤之后在中央部段2中执行至少一次拉延，从而形成具有M形截面的拉延中央区域7。
该方法可以包括在从步骤d)开始的任意步骤之后在拉延中央区域7中借助于焊接10或任意其他方法比如胶合而将部件1附接至彼此。
该方法可以包括在从步骤d)开始的任意步骤之后在两个片材的凸缘5、6接触的情况下借助于焊接10附接部件1，使得这两个片材在搭接区域中借助于焊接被附接。
该方法可以包括在从步骤d)开始的任意步骤之后将臂的纵向轴线8弯曲或弯折。
该方法可以包括在从步骤d)开始的任意步骤之后应用表面涂覆。
该方法可以包括在从步骤d)开始的任意步骤之后在部件1上对塑料材料11进行包覆模制，如在图9至图12中可以观察到的。
该方法可以包括在从步骤d)开始的任意步骤之后在每个孔4中安装或组装连接元件9。
该方法可以方法包括在步骤d)之后在与孔4对应的区域中对塑料材料进行包覆模制，连接元件9容置在孔4中以结合球窝接头中必要的部件，如在图9至图12中描绘的第三实施方式中可以看到的。
本发明的第二实施方式涉及一种能够借助于上述方法获得的用于汽车多连杆式悬架的悬臂。
用于汽车的悬臂包括由两个相同的部件1形成的本体，两个相同的部件1借助于切割片材从而形成基部平面以使得中央部段2、两个端部3以及在与每个端部3对应的区域中拉延出的至少一个孔4被限定而获得，其中，每个孔4具有几何中心，
根据本发明，每个部件1在其中央部段2中包括两个凸缘5、6，所述两个凸缘5、6通过拉延而获得，所述两个凸缘5、6由位于中央部段2的相反两侧上的第一凸缘5和第二凸缘6构成并且定向成垂直于基部平面，其中，所述凸缘5、6具有关于穿过两个端部3的孔4的几何中心且垂直于基部平面的中间平面的非对称结构，第二凸缘6与中间平面间隔开的距离等于第一凸缘5与中间平面的间隔加上至少等于片材的厚度的值的距离，其中，两个部件1面向彼此并且两个部件1的相应的基部平面彼此平行，两个部件1的凸缘5、6配合至彼此并且彼此搭接，使得在凸缘5、6中限定了搭接部。
鉴于此说明书和该组附图，本领域技术人员将理解到，已经描述的本发明的实施方式在本发明的目的内可以以许多方式进行组合。已经根据本发明的若干优选实施方式对本发明进行了描述，但是对于本领域技术人员来说将明显的是，在不超出所声明的本发明的目的的情况下，可以在所述优选实施方式中引入多种变型。

Claims (13)

1.一种用于获得汽车用悬臂的方法，所述方法包括获得两个相同的部件(1)来形成本体，其中，每个部件(1)借助于以下顺序的步骤来获得：
a)切割金属片材或复合片材以形成基部平面，使得中央部段(2)和两个端部(3)被限定，以及
b)在与每个端部(3)对应的区域中拉延出至少一个孔(4)，其中，每个孔(4)具有几何中心，
其特征在于，所述方法还包括以下顺序的步骤：
c)对每个部件(1)进行冲压或成形，以在每个部件(1)的所述中央部段(2)中形成两个凸缘(5、6)，所述两个凸缘(5、6)由位于所述中央部段(2)的相反两侧上的第一凸缘(5)和第二凸缘(6)构成并且定向成垂直于所述基部平面，其中，所述凸缘(5、6)具有关于穿过所述两个端部(3)的孔(4)的几何中心并且垂直于所述基部平面的中间平面的非对称结构，所述第二凸缘(6)与所述中间平面间隔开的距离等于所述第一凸缘(5)与所述中间平面的间隔加上至少等于所述片材或板的厚度的值的距离，以及
d)从处于同样位置中的两个部件(1)开始，将第一部件(1)关于在所述两个端部(3)的孔(4)的几何中心之间限定的纵向轴线(8)旋转180°，直到所述两个部件(1)面向彼此且其中所述两个部件(1)的相应的基部平面彼此平行为止，在所述孔(4)的相应的几何中心彼此对准的情况下使所述两个部件(1)移动而靠近，所述两个部件(1)的凸缘(5、6)配合至彼此并且彼此搭接，使得在所述凸缘(5、6)中限定了搭接部。
2.根据权利要求1所述的方法，包括在从a)开始的任意步骤之后冲压孔。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括在从a)开始的任意步骤之后在所述中央部段(2)中执行至少一次拉延或成形，从而形成具有M形截面的拉延或成形的中央区域(7)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括在从步骤d)开始的任意步骤之后借助于焊接(10)附接所述部件(1)。
5.根据权利要求4所述的方法，包括在从步骤d)开始的任意步骤之后在所述拉延或成形的中央区域(7)中借助于焊接(10)附接所述部件(1)。
6.根据权利要求4和5中的任一项所述的方法，包括在从步骤d)开始的任意步骤之后在所述凸缘(5、6)的搭接区域中借助于焊接(10)附接所述部件(1)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括在从步骤d)开始的任意步骤之后将所述臂的所述纵向轴线(8)弯曲。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括在从步骤d)开始的任意步骤之后施加表面涂覆。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括在从步骤d)开始的任意步骤之后在所述部件(1)上对塑料材料进行包覆模制。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括在从步骤d)开始的任意步骤之后在每个孔(4)中组装连接元件(9)。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，至少一个连接元件(9)是球窝接头，所述方法包括在从步骤d)开始的任意步骤之后对塑料材料进行包覆模制，其中，所述至少一个球窝接头容置在至少一个所述孔(4)中。
12.一种用于汽车的悬臂，所述悬臂包括由两个相同的部件(1)形成的本体，所述两个相同的部件(1)借助于以下方式获得：切割片材或板而形成基部平面从而限定出中央部段(2)、两个端部(3)以及在与每个端部(3)对应的区域中拉延出的至少一个孔(4)，其中，每个孔(4)具有几何中心，
其特征在于，每个部件(1)在其中央部段(2)中包括两个凸缘(5、6)，所述两个凸缘(5、6)通过拉延或成形而获得，所述两个凸缘(5、6)由位于所述中央部段(2)的相反两侧上的第一凸缘(5)和第二凸缘(6)构成并且定向成垂直于所述基部平面，其中，所述凸缘(5、6)具有关于穿过所述两个端部(3)的孔(4)的几何中心并且垂直于所述基部平面的中间平面的非对称结构，所述第二凸缘(6)与所述中间平面间隔开的距离等于所述第一凸缘(5)与所述中间平面的间隔加上至少等于热塑性的所述片材或板的厚度的值的距离，其中，所述两个部件(1)面向彼此并且所述两个部件(1)的相应的基部平面彼此平行，所述两个部件(1)的凸缘(5、6)配合至彼此并且彼此搭接，使得在所述凸缘(5、6)中限定了搭接部。
13.根据权利要求12所述的悬臂，所述悬臂能够借助于根据权利要求1至11中的任一项所述的方法获得。
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