CN108367650A - 用于通过将横向构件收缩配合在臂中来生产机动车辆后桥的方法 - Google Patents

用于通过将横向构件收缩配合在臂中来生产机动车辆后桥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及本发明一种用于生产机动车辆的车桥(10)的方法，该车桥包括：‑具有横向轴线(B)的管状横向构件(14)，该管状横向构件在扭力下是可弹性挠曲的；‑两个纵向平行臂(12)，这些纵向平行臂中的每一个旨在附接到该机动车辆的车身壳上，并且这些纵向平行臂中的每一个被刚性地附接到该横向构件(14)的横向末端区段(30)；其特征在于，该横向构件(14)包括末端头部(31)，该方法包括通过将该横向构件(14)的末端头部(31)收缩配合在至少一个臂(12)的互补形状的凹部(34)中来将该臂(12)刚性地附接到该横向构件(14)的步骤(E3)。本发明还涉及一种根据该方法获得的车桥。

Description

用于通过将横向构件收缩配合在臂中来生产机动车辆后桥的 方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产包括横向构件的车桥的方法，该横向构件在扭力下是可弹性挠曲的，该横向构件的每个末端被刚性地附接到纵向臂。
背景技术
更具体地，本发明涉及用于生产机动车辆的车桥的方法，该车桥包括：
-具有横向轴线的管状横向构件，该管状横向构件在扭力下是可弹性挠曲的；
-两个纵向平行臂，这些纵向平行臂中的每一个旨在附接到该机动车辆的车身壳上，并且这些纵向平行臂中的每一个被刚性地附接到该横向构件的横向末端区段。
已知机动车辆的后传动系提供有“半刚性”式车桥。这样的车桥主要包括两个纵向臂、在这些纵向臂之间延伸的横向构件，该横向构件在扭力下是弹性的并且在挠曲下是刚性的。
每个臂包括可枢转地安装在车辆的底盘上的前端，而后端承载车辆的后轮。
该横向构件在这两个臂之间以相对于这两个臂的前端朝向后方纵向偏置的方式进行延伸。特别地，该横向构件的弹性特性允许其实现限制车身侧倾的抗倾斜功能。例如，已知由钢生产管状横向构件。
此外，还已知由铝生产纵向臂。因此，这样的臂具有令人满意的机械特性，同时允许减小车辆的重量。
然而，非常复杂的是将由钢制成的横向构件焊接至由铝制成的臂。为了弥补这个问题，目前已知两种解决方案。
第一种解决方案在于将例如由钢制成的底板焊接到横向构件的末端。横向件的每个末端的自由边缘被成形以便在其整个长度上连结到底板的面。焊缝被安排在横向构件与底板之间的连结处的整个长度上。然后，通过螺钉将每个底板附接到相关联的臂。
此第一种解决方案使得可以获得臂与横向构件的牢固且坚固的附接。
然而，由于存在底板和螺钉，重量增加并不是最佳的。这些附加元件的重量大大增加了车桥的重量，例如约3kg。然而，使用由铝制成的臂旨在减小车桥的重量。因此，此第一种解决方案不是最佳的。
还已经提出的第二种解决方案在于将横向构件的末端粘性结合至这些臂。因为没有使用笨重零件来用于附接这些臂，所以此解决方案有利地使得能够保持轻量的车桥。
然而，粘性结合操作仍然非常棘手。在某些情况下，粘合剂的粘附可能被证明是不足的，从而导致车桥的过早损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种使得可以获得既轻量又坚固的车桥的解决方案。因此，本发明提出了一种上述类型的方法，其特征在于，该横向构件包括末端头部，该方法包括通过将该横向构件的末端头部)收缩配合到互补形状的凹部中来配合至至少一个臂从而将该臂刚性地附接到该横向构件的步骤。
根据该方法的另外的特征：
-在该附接步骤之前，该方法包括表面处理步骤，该步骤在于从该头部的圆柱形外面中去除材料厚度，以相对于该凹部的尺寸对该头部的外部尺寸进行准确调节；
-在该表面处理步骤之前，该方法包括在该横向构件的中间圆柱形区段的末端处使该圆柱形头部成形的步骤，以获得具有相对于该中间区段的外面在其整个周缘上径向突出的圆柱形外面的头部，突出距离至少等于在该表面处理步骤期间能够去除的最大厚度；
-在该成形步骤期间，该头部是通过对壁的径向扩张操作从而形成该横向构件的末端区段来获得的；
-该末端头部所具有的壁的厚度比形成该中间区段的壁的厚度更大；
-在使该头部成形的步骤期间，围绕该横向构件的末端区段刚性附接套筒以使该头部成形；
-该横向构件的末端区段被收缩配合在该套筒中；
-该套筒通过焊接来附接到该横向构件。
本发明进一步提出了一种通过实施根据本发明的传授内容的方法而获得的车桥，其特征在于，该横向构件的每个末端包括通过收缩配合到互补的凹部中来刚性附接到相关联的臂的头部。
根据该车桥的另外的特征：
-该横向构件是由钢制成的，而这些臂是由铝制成的；
-每个头部具有长形截面形状；
-该臂的凹部不是贯穿通道。
附图说明
本发明的其他特征和优点将通过阅读以下详细说明变得清楚，为了理解本发明，将参照附图，在附图中：
-图1是透视图，示出了根据本发明的传授内容生产出的机动车辆后桥；
-图2是分解透视图，示出了将图1的车桥的横向构件的末端头部准备好被收缩配合到所述车桥的臂的凹部中；
-图3是轴向截面视图，示出了根据本发明的第一实施例生产出的图2的横向构件的末端区段；
-图4是轴向截面视图，示出了根据本发明的第一实施例的变体生产出的图2的横向构件的末端区段；
-图5是轴向截面视图，示出了根据本发明的第二实施例生产出的图2的横向构件的末端区段；
-图6是轴向截面视图，示出了根据本发明的第二实施例的变体生产出的图2的横向构件的末端区段；
-图7是轴向截面视图，示出了根据本发明的第三实施例生产出的图2的横向构件的末端区段；
-图8是轴向截面视图，示出了图7的横向构件的末端区段收缩配合到车桥的臂的凹部中。
具体实施方式
在说明的其余部分中，具有相同结构或类似功能的元件将由相同的参考数字来指代。
在说明书的其余部分中，将以非限制性方式采用由附图的三面体“L、V、T”指示的纵向、竖直和横向的取向。纵向方向“L”根据车辆的正常位移方向从后向前取向。竖直方向“V”从底部到顶部从车辆所在的地面朝向车顶取向。
图1中示出了机动车的后桥10。车桥10是“半刚性”式的。所述车桥包括两个平行臂12，称为纵向臂12，这些平行臂中的每一个具有大致纵向的主轴线“A”。这两个纵向臂12通过具有横向主轴线“B”的横向构件14连接在一起。
每个纵向臂12从第一前端16延伸至第二后端18。
每个纵向臂12是由铝制成的实心零件形成的。臂具有面向另一个臂12的侧向内面17。
第一前端16被设计成围绕横向轴线可枢转地安装在车辆的底盘(未示出)上。
每个纵向臂12的后末端区段配备有角板20，该角板被设计成以可旋转的方式支撑车辆的相关联的后轮(未示出)并且除此之外还以可旋转的方式支撑与该轮相关联的制动盘或制动鼓22。
在图1所示的实施例中，纵向臂12还包括用于支撑阻尼元件26的凸缘24和用于支撑车辆的悬架构件29的凸缘28。
横向构件14从第一横向末端区段30延伸至第二横向末端区段30。
在这种情况下，横向构件14呈由钢制成的管的形式。横向构件14的至少横向末端区段30在与纵向竖直平面相符的截面中具有闭合轮廓。在图1所示的示例中，横向构件14在其整个长度上具有闭合轮廓。因此，横向构件14具有以管状方式根据闭合轮廓成形的金属壁。
更具体地，横向构件14的末端区段30具有长形形状的截面。
横向构件14被生产为在竖直平面和纵向平面中在挠曲下是刚性的、并且围绕其主轴线“B”在扭力下是柔性的。
横向构件14的每个末端区段30根据相同的安排并且根据相同的方法被刚性地附接到相关联的纵向臂12。在下文中，将参照图2描述横向构件14的单个末端区段30附接到相关联的纵向臂12，此描述适用于将另一末端区段30附接到另一纵向臂12。
根据本发明的第一实施例，末端区段30形成附接头部31，该附接头部在径向上由具有大致横向轴线的圆柱形外面32界定。术语“圆柱形”是指外面可以由不同形状的闭合准线产生。在这种情况下，头部31具有长形截面形状。
在此第一实施例中，末端头部31被安排在中间圆柱形区段33的延伸部中，该延伸部在径向截面中具有与头部相同的尺寸。
相关联的臂12具有圆柱形凹部34，该圆柱形凹部具有与末端头部31的圆柱形面32互补的形状并且形成在臂12的内面17中。圆柱形凹部34不是贯穿通道，换言之，它具有封闭基底。
横向构件14被设计成通过实施用于通过将横向构件14的末端头部31收缩配合到具有互补形状的凹部34中来刚性附接至臂12的步骤“E3”而刚性地附接到臂12。术语收缩配合是指末端头部31基本上在头部31的整个长度上以过盈配合通过力横向地嵌入到凹部34中。
为了允许将头部31的外部尺寸精确调节到凹部34的尺寸，在附接步骤“E3”之前，提供了表面处理步骤“E2”，所述表面处理步骤在于从头部31的圆柱形外面32去除一定厚度的材料。所去除的材料在图3和随后的附图中用参考标记36表示。
该操作例如通过机加工头部的圆柱形面来执行。例如，通过至少在头部的嵌入长度上由横向带去除材料削屑来实施。
这样的方法使得可以获得具有令人满意的刚性和强度的附接，而不增加车桥10的重量。
然而，已经观察到，在某些情况下，调节操作易于降低横向构件14的强度。更具体地，如图3中可见的，在表面处理步骤“E2”期间去除的材料36已经略微挖凹头部31的圆柱形外面32，使其低于横向构件14的中间区段33的外面的水平高度，造成截面的突变。尽管所去除材料的厚度很小，例如在毫米的数量级，但截面的突然减小构成了易于降低横向构件14强度的应力积聚点。对于某些用途，这种强度降低可能是有问题的。
此外，头部31的壁的厚度“e1”等于中间区段33的壁的厚度。因此，在表面处理之后，头部31的壁的厚度变得小于中间区段33的壁的厚度。这促成横向构件14强度的降低。
为了弥补这个问题，如图4所展示出的，已经提出了本发明的第二实施例，其中横向构件14的形成头部31的末端区段30具有比中间区段33的壁的厚度“e1”更大的厚度“e2”。厚度的差值例如至少等于在表面处理操作过程中能够去除的材料36的最大厚度。
因此，这确保了获得所具有的壁的厚度至少等于中间区段的厚度的头部31。因此，相对于第一实施例，横向构件14的强度得到改善。
还提出了图5所示的本发明的第二实施例。该第二实施例采用第一实施例的表面处理步骤“E2”和通过收缩配合来附接的步骤“E3”。
相比于第一实施例，在表面处理步骤之前的用于初始成形的步骤“E1”期间，横向构件14的末端区段30被成形以便获得突出头部31，该突出头部具有相对于横向构件14的中间区段33的外面在其整个周缘上径向突出的圆柱形外面32。突出距离“D”至少等于在表面处理步骤“E2”期间能够去除的最大厚度。
因此，头部31通过过渡区38与中间区段33分离，该过渡区具有从中间区段33朝向头部31增大的截面变化。
因此，在表面处理步骤“E2”期间，在头部31的整个长度上由横向带去除材料36从而轴向降入过渡区。这防止在壁上材料的去除突然停止。
在成形步骤“E1”期间，该头部是通过形成横向构件14的末端头部31的壁的径向扩张操作来获得的。在扩张操作之前，末端头部31具有与中间区段33的截面相同的截面。该操作例如通过在与头部31的轴向长度相对应的轴向长度上将扩张心轴插入到横向构件14的开口端中并且然后通过心轴施加径向扩张力来执行。
在这种情况下，过渡区38具有从中间区段33的末端向头部31逐渐张开的大致截头圆锥形的形状。
根据图6所示的第二实施例的变体，该末端头部所具有的壁的厚度比形成该中间区段的壁的厚度更大。这使得头部31即使在已经去除材料时也能够保持所具有的厚度至少与中间区段33的壁的厚度相等的壁。这样的车桥10因此具有甚至更高的强度。
根据图7所示的本发明的第四实施例，横向构件14的末端区段30具有的截面与中间区段33的截面相同，如在第一和第三实施例中那样。
相比于第三实施例，在这种情况下，使头部31成形的步骤“E1”在于围绕横向构件14的末端区段30刚性地附接套管40以使头部31成形。例如，将横向构件14的末端区段30收缩配合到套筒40中。
作为本发明的变体(未示出)，套筒40通过焊接来附接到横向构件14。
套管40的圆柱形外面32直接形成头部31的圆柱形外面。套管40具有的壁的厚度大于在表面处理操作过程中能够去除的最大厚度。
因此，在附接操作之后，如图8所展示的，套筒40径向置于横向构件14的末端区段与凹部的圆柱形内壁之间。
这种解决方案使得可以保持形成横向构件14的材料的完整性。横向构件14因此保持了非常好的强度特性。
因此，本发明使得可以获得一种车桥10，该车桥包括由钢制成的横向构件14，该横向构件被刚性地附接到由铝制成的臂12，而不另外增加车桥10的重量或降低其强度。

Claims (12)

1.一种用于生产机动车辆的车桥(10)的方法，该车桥包括：
-具有横向轴线(B)的管状横向构件(14)，该管状横向构件在扭力下是可弹性挠曲的；
-两个纵向平行臂(12)，这些纵向平行臂中的每一个旨在附接到该机动车辆的车身壳上，并且这些纵向平行臂中的每一个被刚性地附接到该横向构件(14)的横向末端区段(30)；
其特征在于，该横向构件(14)包括末端头部(31)，该方法包括通过将该横向构件(14)的末端头部(31)收缩配合到互补形状的凹部(34)中来配合至至少一个臂(12)从而将该臂(12)刚性地附接到该横向构件(14)的步骤(E3)。
2.如前一项权利要求所述的方法，其特征在于，在该附接步骤(E3)之前，该方法包括表面处理步骤(E2)，该步骤在于从该头部(31)的圆柱形外面(32)中去除材料厚度(36)，以相对于该凹部(34)的尺寸对该头部(31)的外部尺寸进行准确调节。
3.如前一项权利要求所述的方法，其特征在于，在该表面处理步骤(E2)之前，该方法包括在该横向构件(14)的中间圆柱形区段(33)的末端处使该圆柱形头部(31)成形的步骤(E1)，以获得具有相对于该中间区段(33)的外面在其整个周缘上径向突出的圆柱形外面(32)的头部(31)，突出距离(D)至少等于在该表面处理步骤(E2)期间能够去除的最大厚度。
4.如前一项权利要求所述的方法，其特征在于，在该成形步骤(E1)期间，该头部(31)是通过对壁的径向扩张操作从而形成该横向构件(14)的末端区段(30)来获得的。
5.如权利要求3和4中任一项所述的方法，其特征在于，该末端头部(31)所具有的壁的厚度(e2)比形成该中间区段(33)的壁的厚度更大。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在使该头部(31)成形的步骤(E1)期间，围绕该横向构件(14)的末端区段(30)刚性附接套筒(40)以使该头部(31)成形。
7.如前一项权利要求所述的方法，其特征在于，该横向构件(14)的末端区段(30)被收缩配合到该套筒(40)中。
8.如前一项权利要求所述的方法，其特征在于，该套筒(40)通过焊接来附接到该横向构件(14)。
9.一种通过实施根据前述权利要求中任一项所述的方法而获得的车桥(10)，其特征在于，该横向构件(14)的每个末端包括通过收缩配合到互补的凹部(34)中来刚性附接到相关联的臂(12)的头部(31)。
10.如前一项权利要求所述的车桥(10)，其特征在于，该横向构件(14)是由钢制成的，而这些臂(12)是由铝制成的。
11.如权利要求9和10中的任一项所述的车桥(10)，其特征在于，每个头部(31)具有长形截面形状。
12.如前述权利要求中任一项所述的车桥(10)，其特征在于，该臂(12)的凹部(34)不是贯穿通道。
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