CN107750207A - 车轮悬架的支撑杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆车轮悬架的、带有至少一个中段(M)和至少两个末段(E,E’)的支撑杆(1)，其中，末段(E,E’)具有用于容纳连接件和/或结合件的连接位置。提供一种为了部件寿命而具有足够的稳定性和刚性并且能够低成本生产的支撑杆的目的，通过由至少两个壳体(2,3)构造至少支撑杆(1)的中段(M)来实现。

Description

车轮悬架的支撑杆
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的车轮悬架的、带有至少一个中段和至少两个末段的支撑杆，其中，末段具有用于容纳连接件和/或结合件的连接位置。
背景技术
支撑杆，尤其是拉杆或压杆，在车辆制造中用在车轮悬架部分中，用于实现车身和车轮架之间的连接。由于加速、制动以及转弯而作用在车辆上的力对支撑杆产生巨大的负载。对于支撑杆的要求必须足够应对这些影响。因此必须这样设计支撑杆的结构，使构件保证一定的稳定性和刚性。为了满足这些要求，并且由于特别是前轮的转向和驱动轴的活动自由性而引起的结构空间的制约，在例如前轴区域中传统上使用尤其是由铝制成的锻造件和浇铸件。在制造中锻造件和浇铸件相对较贵。
发明内容
本发明的目的在于，在上述现有技术的基础上提供一种支撑杆，其为了部件寿命而具有足够的稳定性和刚性并且能够低成本地生产。
该目的通过由至少两个壳体构造至少支撑杆的中段来实现。
壳体，尤其是半壳体的生产通过例如对相应的大量生产的板坯进行深冲或弯边实现，所述板坯例如由带状原材料切割并且优选在可展曲面上切割出通过成型，尤其是通过深冲待产生的形状。这些成型方法是对于浇铸或锻造技术的低成本的替代方法。低成本的支撑杆因此通过壳体构建而生产。尤其是在使用校准的深冲法时还能够生产高尺寸精度的半壳体，其中，在进行校准的深冲法期间所执行的顶锻过程中，至少能够局部地沿着壳体的待顶锻的边缘考虑少量的材料盈余。为了形成支撑杆的中段还能够提供例如两个以上的壳体。
根据本发明的第一实施例，壳体在横截面上基本构造为U形，并且以材料配合，力配合和/或形状配合的方式对接或者搭接地彼此相连。至少两个壳体至少在根据本发明的支撑杆的中段这样彼此布置，使它们围成一个空腔，由此相对于由实心材料以传统方式制成的支撑杆在构件重量上产生影响。尤其优选以对接的方式连接，因为能够最优地利用材料。
U形的壳体优选通过一个底部和两个一件式连接在底部上的边框构成，这些边框相对于底部成角度地，例如成直角地放置。取决于根据本发明的支撑杆的实施例，这些边框能够相对于底部成锐角和/或钝角放置。
根据本发明的另一个实施例，根据本发明的支撑杆至少在中段沿纵向的横截面至少局部地构造为恒定的和/或可变的。根据本发明的支撑杆的沿纵向的横截面能够根据结构空间情况例如相应地变化。
根据本发明的另一个实施例，除了横截面以外，边框的高度和/或底部的宽度沿纵向至少在支撑杆的中段构造为恒定的和/或可变的。从而能够以有利的方式在空间(3D)中实施许多实施可能性，其中，每个壳体尤其是半壳体的两个边框，能够具有不同的并且局部可变的高度，其中，构件总高度在长度上能够变化或者能够以不同的方式构造。
根据本发明的另一个实施例，壳体能够具有不同的厚度。这具有能够进一步优化支撑杆的重量以及强度和/或刚性并且能够对底盘区域内的空间占用或者结构空间有正面影响的优点。厚度分别为0.3至4.5mm，特别是0.5至4.0mm，优选0.8至3.5mm并且特别优选1.0至3.0mm。
根据本发明的另一个实施例，壳体由钢、铝、纤维复合材料或夹层材料制成。支撑杆能够根据要求的不同由一种或不同种材料组成。夹层材料能够包含不同的材料种类(例如金属-塑料-金属)或者一个种属的不同材料(例如金属复合材料)。
根据本发明的一个优选实施例，至少一个壳体由轻质钢制成。尤其是具有高延展性的钢材，例如高锰钢，由于其具有高延展性的同时还在构件寿命期中具有高强度而特别适合生产复杂形状。
根据本发明的另一个实施例，在至少一个末段上构造用于容纳连接件和/或结合件的装置，该装置优选构造为环形，至少与支撑杆的中段材料配合、力配合和/或形状配合地相连。至少构成中段的壳体优选至少部分地插入到末段中，从而提供较大的与环形装置的连接面。同样能够想到的是一种通过钣金外壳完整地包围环形装置。该装置优选构造为环形的容纳件。
根据本发明的另一个实施例，至少在构造为由至少两个壳体构成的支撑杆中段的延伸的末段上，以材料配合、力配合和/或形状配合的方式在由壳体构成的支撑杆末段中集成一个用于容纳连接件和/或结合件的装置，该装置优选构造为套筒形。所述装置优选构造为筒形容纳件。
根据本发明的一个优选实施例，支撑杆是拉杆和/或压杆。
根据本发明的另一个实施例，至少一个壳体能够具有至少一个压纹或者凹槽。压纹是提升刚性的结构，并且能够提供给支撑杆总体上更高的弯曲和扭转刚度。
根据本发明的另一个实施例，至少一个壳体能够具有至少一个镂空。镂空实现了支撑杆重量的进一步降低。能够在哪个区域中节省坯料并且进而降低相关联的重量，通常部件特定地例如通过模拟仿真得出。
根据本发明的支撑杆的应用不限于机动车(小客车)，而是还能够在商用车、特种车还有轨道车辆中应用。
附图说明
以下将根据描述实施例的附图进一步阐释本发明。相同的部件具有同样的附图标记。其中，
图1示出了根据本发明的支撑杆的俯视图；
图2示出了图1中的根据本发明的支撑杆的侧视图；
图3a至图3e示出了沿图2中的根据本发明的支撑杆的不同区域的剖视图。
具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明的、作为例如拉杆或压杆的支撑杆(1)的实施例，其设计用于例如机动车的底盘区域中，特别优选用于前轴区域中和/或例如后轴区域中。支撑杆(1)具有至少一个中段(M)和至少两个末段(E,E’)。末段(E,E’)具有用于容纳连接件和/或结合件的连接位置。特别是支撑杆(1)的中段(M)是由至少两个壳体(2,3)构成，这两个壳体能够由一种或不同种材料制成并且具有相同或至少局部不同的厚度。壳体优选由一种轻质钢制成，例如一种具有相同厚度或至少局部在0.3mm至4.5mm之间不同厚度的高锰钢，由此能够例如通过深冲在高强度、低成本的同时生产复杂的形状。也可想到的是使用铝和/或纤维复合材料。壳体(2,3)优选以对接的方式通过焊缝(S，S’)，例如通过激光混合焊缝或者MAG焊缝材料配合地彼此相连。第一末段(E)构造为例如由至少两个壳体(2,3)构成的支撑杆(1)的中段(M)的延伸(8)。在壳体(2,3)成型之前、期间和/或之后，分别在成型为壳体，尤其是半壳体(2,3)的板坯上精确的位置至少冲压一次，或者可替代地在剪裁时就已经这样考虑空旷区域，使得在两个半壳体(2,3)的成型和相连之后产生一个开口，其构成一个通孔，一个套筒形的装置(5)以套筒形容纳件的形式容纳在其中或者集成在其中。开口也能够例如在成型之后引入。套筒形容纳件(5)以材料配合，力配合和/或形状配合的方式集成在由壳体(2,3)构成的支撑杆(1)的末段(E)中并且用于容纳未示出的连接件和/或结合件，例如用于容纳车轮导向球头。此处未示出地，能够考虑例如在第一末段的开口上由半壳体的材料制成所谓的套管(Durchstellung)，其在成型半壳体时优选通过深冲生产成凸缘的形式，该凸缘指向内侧或者外侧。
第二末段(E’)通过一个环形的装置(4)构成，其材料配合、力配合和/或形状配合地至少与支撑杆(1)的中段(M)相连并且用于容纳未示出的连接件和/或结合件，例如用于容纳橡胶-金属轴承。所述装置是一个环形容纳件(4)，其与两个半壳体(2，3)材料配合地通过焊缝(S”)相连，例如激光混合焊缝或者MAG焊缝。为了扩大连接面并从而提高中段(M)与环形容纳件(4)之间的连接可靠性，构成至少中段(M)的壳体(2,3)至少部分地伸入到末段(E’)中，其通过(9)表示。在需要时能够通过壳体(2,3)完整地包围环形容纳件(4)。
在支撑杆(1)的第一末段(E)的区域中成型压纹或者凹槽(6)，其能够用于改善支撑杆(1)的刚性，特别是用于末段(E)的加固。
此外，支撑杆(1)还具有镂空(7)，其能够有利于降低重量。
图3a至图3e中示出了在沿根据本发明的支撑杆(1)的不同区域中的横截面。图3a中示出了第一区域中的第一横截面(A-A)。壳体，特别是半壳体(2,3)在该区域中具有一个底部(2”,3”)以及分别单侧部分地具有边框(2’,3’)。在第一区域中的至少单侧的边框(2’,3’)的冲压在成型之前、期间和/或之后进行，或者可替代地在板坯的剪裁时就已经进行考虑。通过半壳体(2,3)的底部(2”,3”)之间的局部的、区域性的接触实现了套筒形的容纳件(5)的坚固的连接。套筒形的容纳件(5)部分齐平地以材料配合、力配合和/或形状配合的方式集成在支撑杆(1)的通孔的内侧。根据连接件和/或结合件的不同也可想到具有不同形式的不同实施方式，例如具有不同的外直径或内直径。例如，为了支撑杆(1)的末段(E)中的套筒形容纳件(5)的容纳，一侧的开口或者通孔的直径选定得比对面一侧的大。由此能够使套筒形容纳件(5)的插入变得容易。
图3b示出了第二区域中的第二横截面(B-B)。半壳体(2,3)在该区域中具有一个底部(2”,3”)以及分别具有两个一件式连接在其上的边框(2’,3’)。能够注意到的是，两个半壳体(2,3)以对接的方式通过焊缝(S)，例如通过激光混合焊缝或者MAG焊缝彼此相连。还能够注意到的是，两个壳体(2,3)的厚度不相同，因为其中一个半壳体(2)具有例如2.15mm的较小的厚度，而另一个半壳体(3)具有例如2.75mm的厚度，由此能够节省重量。根据本发明的支撑杆(1)的设置，由此其半壳体(3)的边框(3’)的高度(H’)相对于半壳体(2)的边框(2’)的高度(H)更大。单独的边框(2’,3’)也具有不同的并且局部变化的高度(H,H’),其中，构件(支撑杆)的总高度能够个性化地构造或者在长度上变化地构造。此外，半壳体(2,3)的底部(2”,3”)分别具有用来加固支撑杆(1)的压纹或者凹槽(6)。
图3c所示的第三区域(C-C)中，半壳体(2)的边框(3’)的高度(H’)基本一致，其中，半壳体(2)的边框(2’)的高度(H)构造为不同的。在一个半壳体(2)的底部(2”)中能够冲压至少一个例如用于减少质量的镂空(7)。
除了半壳体(2,3)的边框(2’,3’)的几乎一致的高度(H,H’)以外，图3d在第四区域(D-D)中示出了半壳体(2,3)的底部(2”,3”)的宽度(F,F’)也几乎一致。
最后，图3e示出了在第五区域(G-G)中的穿过末段(E’)中的一个区域的横截面。能够注意到的是，环形容纳件(4)如何通过焊缝(S”)，例如激光混合焊缝或者MAG焊缝，连在两个半壳体(2,3)上。
根据本发明的支撑杆也能够具有这样的末段，该末段分别只对应于第一末段(E)的实施方式或者只对应于第二末段(E’)的实施方式。也能够具有两个以上的末段。
附图标记说明
1 支撑杆
2,3 壳体，半壳体
2’，3’ 半壳体的边框
2”,3” 半壳体的底部
4 环形容纳件
5 套筒形容纳件
6 压纹或者凹槽
7 镂空
8 半壳体的延伸
9 半壳体的包围区域
A-A 图3a的剖面
B-B 图3b的剖面
C-C 图3c的剖面
D-D 图3d的剖面
G-G 图3e的剖面
E,E’ 末段
F,F’ 底部的宽度
H,H’ 边框的高度
M 中段
S,S’,S” 焊缝

Claims (13)

1.一种用于车辆的车轮悬架的、带有至少一个中段(M)和至少两个末段(E,E’)的支撑杆(1)，其中，末段(E,E’)具有用于容纳连接件和/或结合件的连接位置,
其特征在于，
至少所述支撑杆(1)的中段(M)由至少两个壳体(2,3)构成。
2.根据权利要求1所述所述的支撑杆，
其特征在于，
所述壳体(2,3)的横截面基本构造为U形，并且以对接或者搭接的方式材料配合、力配合和/或形状配合地彼此相连。
3.根据权利要求2所述的支撑杆，
其特征在于，
U形的壳体(2,3)基本上通过一个底部(2”,3”)和两个一件式连接在底部上的边框(2’,3’)构成，所述边框与底部(2”,3”)呈角度地放置。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的支撑杆，
其特征在于，
至少在所述支撑杆(1)的所述中段(M)沿纵向的横截面至少局部地构造为恒定的和/或变化的。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的支撑杆，
其特征在于，
至少在所述支撑杆(1)的所述中段(M)沿纵向的边框(2’,3’)的高度(H，H’)和/或底部(2”,3”)的宽度(F,F’)至少局部地构造为恒定的和/或变化的。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的支撑杆，
其特征在于，
所述壳体(2,3)至少局部具有不同的厚度。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的支撑杆，
其特征在于，
所述壳体(2,3)由钢、铝、纤维复合材料或夹层材料制成。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的支撑杆，
其特征在于，
至少一个壳体(2,3)由轻质钢制成。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的支撑杆，
其特征在于，
至少在末段(E’)上构造用于容纳连接件和/或结合件的装置(4)，该装置优选构造为环形且至少与支撑杆(1)的中段(M)材料配合、力配合和/或形状配合地相连。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的支撑杆，
其特征在于，
至少在构造为由至少两个金属壳(2,3)构成的支撑杆(1)中段(M)的延伸(8)的末段(E)上，以材料配合、力配合和/或形状配合的方式在由壳体(2,3)构成的支撑杆(1)末段(E)中集成一个用于容纳连接件和/或结合件的装置(5)，该装置优选构造为套筒形。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的支撑杆，
其特征在于，
所述支撑杆(1)是拉杆或者压杆。
12.根据前述权利要求中任意一项所述的支撑杆，
其特征在于，
至少一个所述壳体(2,3)具有至少一个压纹(6)。
13.根据前述权利要求中任意一项所述的支撑杆，
其特征在于，
至少一个所述壳体(2,3)具有至少一个镂空(7)。
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