CN108698459A - 行走机构和用于制造该行走机构的方法 - Google Patents

行走机构和用于制造该行走机构的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108698459A
CN108698459A CN201780012443.4A CN201780012443A CN108698459A CN 108698459 A CN108698459 A CN 108698459A CN 201780012443 A CN201780012443 A CN 201780012443A CN 108698459 A CN108698459 A CN 108698459A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reinforcing element
walking mechanism
structural detail
reinforcing
laid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780012443.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108698459B (zh
Inventor
K·滕黑夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of CN108698459A publication Critical patent/CN108698459A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108698459B publication Critical patent/CN108698459B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G13/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00—Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/001—Suspension arms, e.g. constructional features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/11—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted with resilient means for suspension, e.g. of wheels or engine; sub-frames for mounting engine or suspensions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/02—Pretreatment of the fibres or filaments
    • C22C47/06—Pretreatment of the fibres or filaments by forming the fibres or filaments into a preformed structure, e.g. using a temporary binder to form a mat-like element
    • C22C47/062—Pretreatment of the fibres or filaments by forming the fibres or filaments into a preformed structure, e.g. using a temporary binder to form a mat-like element from wires or filaments only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/20—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by subjecting to pressure and heat an assembly comprising at least one metal layer or sheet and one layer of fibres or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/013—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs with embedded inserts for material reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/10—Constructional features of arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/10—Constructional features of arms
    • B60G2206/11—Constructional features of arms the arm being a radius or track or torque or steering rod or stabiliser end link
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/10—Constructional features of arms
    • B60G2206/124—Constructional features of arms the arm having triangular or Y-shape, e.g. wishbone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/50—Constructional features of wheel supports or knuckles, e.g. steering knuckles, spindle attachments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/60—Subframe construction
    • B60G2206/604—Subframe construction with two parallel beams connected by cross members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/70—Materials used in suspensions
    • B60G2206/71—Light weight materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

本发明涉及一种机动车的行走机构(1)，其包括至少一个由金属材料构成的并且承受或传导力的结构元件，在该结构元件的表面上通过最广泛意义下的热接合而敷设有至少一个加强元件(5)，所述加强元件呈带形并且包括纤维增强的金属基质。本发明的行走机构用于在其重量和/或其驱动功率方面不同的车型，而所述的承受或传导力的结构元件在其几何尺寸方面是相同的，其特征在于：在应用于重量较大和/或驱动功率较高的车型时，在该结构元件的至少一个构成负载路径的表面区段上敷设有加强元件(5)，所述加强元件(5)在重量较轻和/或驱动功率较小的其他车型中要么根本不设置、要么以较小的尺寸设置。

Description

行走机构和用于制造该行走机构的方法
技术领域
本发明涉及一种机动车的行走机构，其具有至少一个由金属材料构成的并且承受或传导力的结构元件，以及涉及一种用于制造相应的车辆行走机构的方法。作为现有技术，可提及EP 1 724 132 B1、DE 100 17 205 B4、DE 10 2014 005 010 A1，并且此外还有DE101 15 477 A1和DE 10 2011 051 115 A1。
背景技术
在按照现有技术的机动车中，行走机构部件主要由金属材料制成。在此，主要使用原型成形法和变形加工法。其中，这些部件有一部分专门针对于每个车型加以设计和匹配。但是，除此之外也使用所谓的积木式组件，其中，对于不同的车型采用一些相同的结构元件。若因此设置了一定的积木式组件，那么就可以利用唯一一个相同的结构元件覆盖多个车辆衍生产品或者类型，它们的行走机构部件具有基本上相同的几何尺寸。由于不同车型或者衍生产品通常在其驱动功率和/或其重量方面有所不同，因此，这些相同的构件需要鉴于其应用在引起所述结构元件最高负荷的车型中进行设计。通常这是一种驱动功率较高和/或重量较大的衍生产品。其结果便是，相应的部件或者说所述的相同的结构元件对于另一(具有较小驱动功率和/或较轻重量的)车辆衍生产品来说尺寸过大。后者例如出于重量原因是不符合要求的。
不同于使用积木式系统，在行走机构部件分别单独制造的情况下，则产生用于设计、规划、生产资料购置和随后物流的高昂费用。而在采用积木式组件的情况下，则常常发生所述的尺寸过大之情况，这样便导致按照预期应该避免的材料消耗并且导致重量增加。此外，应该注意的是：在制造金属构件时，在后期研发阶段中或者在即将批量生产前进行改动会是非常困难和高成本的。尤其是在按趋势对于大件数生产所用的经济的变形加工制造方法中，只有利用很大的开支，才能够有针对性地在构件中引入对负载路径的加强措施。
文首首先提到的三篇文献披露了在车辆行走机构区域中的一些加强措施的实例。例如EP 1 724 132B1介绍了一种组合拉杆轴的横梁，在该横梁上局部粘贴有增强的金属丝网。为了贴附定位，可以通过点焊将该金属丝网固定。在根据DE 100 17 205 B4的现有技术中，通过超声波焊接将起到增强作用的碳纤维置入由铝材构成的用来导引车轮的镰形导杆的弯折区段中。此外，DE 10 2014 005 010 A1介绍了一种带有锻接的(einschmieden)纤维增强塑料加强元件的轴架。最后，作为现有技术还应提及DE 101 15 477 A1，其介绍了车辆的一种转向轮结构元件，该转向轮结构元件由金属基质连同其内分布的增强纤维所制成。从DE 10 2011 051 115 A1可以获知的提示信息是，这种金属基质复合材料造成了畸高的生产成本。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于机动车或者不同车型(按照积木式系统的方式)的行走机构，该行走机构在制造和装配方面经济合算的同时能够坚固耐久地运行。在此，特别是应该解决经济制造、轻质结构和刚性之间的矛盾。另外，本发明的目的是，提供一种用于制造该行走机构的相应方法。上述目的通过独立权利要求的特征得以实现。从属权利要求包含了本发明的一些有益设计的内容。
因此，本发明通过一种机动车的行走机构得以实现，该行走机构包括由金属构成的结构元件(或者型材构件)，该结构元件承受或传导力并且该结构元件在局部区段通过至少一个敷设于结构元件表面上的带形加强元件得到加强，所述加强元件包括纤维增强的金属基质。例如，所述行走机构包括轴架(车桥支架)。该轴架又包括纵梁。该纵梁可由一个或者多个金属型材构件构成或者说组成。例如在一个纵梁中，这些单个的型材构件或者所述的结构元件可以是管形的或者壳形的金属件，这些金属件被共同焊接或螺接成纵梁。在本发明的范围内规定：在行走机构的至少一个相应的结构元件或者型材构件上敷设有带形的且同时呈面状的和包括纤维增强的金属基质的加强元件，更确切地说是通过最广泛意义下的热接合，该接合通常以一定的压紧力进行。通过这种热接合，实现了在局部待加强的(承受或传导力的)结构元件与局部敷设于其上的带形加强元件之间的紧密连接。
关于所述加强元件的带形形状，以此表达的是：在这里涉及一种长的且呈面状的条带(具有较小的高度、一定的长度和通常相比之下较小的宽度)，该条带当前是为了加强而敷设上去的；根据杜登词典，带子(Band)的另一示例性使用目的可以是“保持固连在一起(Zusammenhalten)”。在此，根据本发明所设置的加强元件可以基本上只含有增强纤维，这些增强纤维埋入构成金属基质的金属材料中。例如可以通过将增强纤维进行熔融浸渍而形成这样的埋入，所述增强纤维例如能够相互交织在一起。在此，也可以利用熔融的金属进行所谓的浸润，对此例如参阅DE 10 2013 225 939 A1。然而作为备选方案，根据本发明所设置的加强元件也可通过混纺纱半成品构成，该混纺纱半成品除了增强纤维之外还具有构成金属基质的金属材料制的纤维。在此，带形加强元件(作为这样的按照本发明进行敷设前的加强元件)实际上只由适当地相互连接的纤维构成，其中存在着金属纤维，这些金属纤维通过敷设到行走机构结构元件上或者通过(最广泛意义下的)热接合与该行走机构结构元件一起构成所说的金属基质，然后其他的增强纤维被埋入该金属基质中。在敷设加强元件之前，所述的纤维例如可以通过编织、针织或者编结而相互连接，其中，在最后提及的情况下还需要将由此产生的管形构造物剖切开来，以获得所期望的展开的、亦即基本上呈面状的半成品。
回到根据本发明局部加强的行走机构结构元件，也可在机动车的行走机构中相应地构成有其他(作为前面示例性提到的)金属结构元件，也就是说，在其表面上可以局部设置有至少一个纤维增强的金属加强元件，该加强元件特别是通过(最广泛意义下的)热接合而敷设在所谓负载路径的区域中，或者顺着所谓负载路径敷设。所述负载路径的概念对于工程师来说是众所周知的。根据本发明，借助于加强元件被增强的金属的(并且承受或传导力的)结构元件可以具有开放的或者封闭的横截面。本发明的带形的、呈面状的加强元件可以安装在封闭的横截面的外侧或者开放的横截面的内侧。通过这样的加强元件，能够以所期望的方式适配调整特别是相应结构元件或者说型材构件的强度和刚性、以及声学特性和振动特性。
在行走机构的制造过程中敷设这种加强元件是比较经济的。特别是对于完全积木式组件的行走机构的那些变形加工的金属件，成本高昂的模具在此可以保持不变。因此，可以特别简单地将已经设置的所述结构元件以相同的几何尺寸安装到在其重量和/或其驱动功率方面不同的车型上，在应用于重量较大和/或驱动功率较高的车型时，根据本发明，在至少一个构成负载路径的表面区段上设置加强元件，该加强元件在重量较小和/或驱动功率较低的其他车型中在所述结构元件上要么根部不予设置、要么以较小的尺寸(在高度或者说厚度或宽度或长度方面)和/或较少的纤维份额设置。
前面已经述及，所述的且通过加强元件局部或者根据需要增强的结构元件可以是轴架。在此需要明确指出：只在某些车型或者衍生产品中设置的、对所谓“积木”-结构元件的加强只是一种可能的应用情况。原则上也可以规定：通过本发明提出的方式，对某一确定的金属行走机构结构元件，针对于在每一种其内组装有该结构元件的车型中的应用，在表面区段上局部设有由纤维增强金属材料构成的加强元件。特别是，该加强元件然后顺着通过该结构元件延伸的负载路径定位设置。
根据本发明所设置的加强元件一方面描述为带形的、并且另一方面描述为面状的。最后提及的形容词或者说特征表达的是：加强元件垂直于所述结构元件的表面(加强元件敷设在该表面上)测量的高度或者厚度比其在长度和宽度中(亦即实际上在所述表面中或者与所述表面平行地)测量的尺寸小得多。而所述带形形状则允许将加强元件实际上类似于粘胶带等等敷设到所述表面上。特别是为此可以使用适宜的、优选机器人控制的敷贴设备。在此方面也可以规定：在所述热接合(最广泛意义下的热接合)之前轻微粘附地，亦即借助一个粘结层，将加强元件敷设到相应的构件上。
关于对加强元件的热接合(所述加强元件敷设在车辆行走机构区域中的型材构件或者说结构元件上并且包括纤维增强的金属基质)，为了保证所期望的增强效果，在一定的压紧力作用下进行该热接合。尽管可以使用几乎任意的热接合方法，但是作为特别优选的方法，推荐使用所谓的“Ultrasonic-Additive-Manufacturing”(超声波添加剂制造)，其中，超声波振动结合激光用于对待增强的构件以及加强元件的彼此相对的金属表面进行局部加热。由于超声波振动之故，只需要较少通过激光实现的能量投入，并且特别是加强元件的超声波振动同时保证了所述结构元件与加强元件之间尽可能良好的材料锁合连接。
关于“Ultrasonic-Additive-Manufacturing”(超声波添加剂制造)，例如可以参照如下文献：“Ultrasonic additive manufacturing:A hybrid production process fornovel functional products”，作者：R.J.Friela和R.A.Harrisa，发表于17.CIRPConference on Electro Physical and Chemical Machining(ISEM)。
此外，除了材料锁合式连接，还可以在加强元件与所述金属结构元件之间设置形状锁合。这样的形状锁合例如可以通过在相应待增强的结构元件中设置成型结构(＝凸起或者凹陷)或者通过销针或销钉或类似元件而形成。
本发明的加强元件特别是通过纤维增强的带材(“Tape”)构成。该带材由金属基质所构成，在该金属基质中设置有增强纤维。这些纤维(优选由碳制成或者通过陶瓷材料构成)优选为单向取向。但是，增强纤维此外也可以由玻璃或者金属材料制成，该金属材料在规定的或者说对于相应负荷来说重要的材料特性值方面与加强元件的金属基质不同。这样的纤维增强带材然后就可以在相应的位置，也就是说，特别是沿着(需通过相应结构元件传递或者承受的力的)负载路径，适当地敷设在所述金属结构元件上。在此，根据本发明得以增强的结构元件的金属材料例如可以是铝合金或者是钢。
除了轴架之外，任何连接车轮的构件也都可以按本发明提出的方式得到加强。正如众所周知的那样，车轮经由这里所述的连接车轮的构件最终与车身连接，使得该车身支撑在车轮上。这种连接车轮的构件除了轮架之外可以是摆动支承座或者转向节，然而也可以是用来导引车轮的导杆如纵拉杆、横拉杆、牵杆或者阻尼减震器，其中，特别是该阻尼减震器的金属阻尼管可以通过本发明提出的方式得到增强。上述连接车轮的构件在此是金属制的行走机构结构元件或者型材构件，其利用加强元件得到加固或者增强。另一实例是本领域技术人员已知的且通常既与轴架也与车身可拆式连接的所谓剪力区(Schubfeld)，该剪力区用于机动车行走机构区域中的加固并且该剪力区是所述的带有通过热接合或者焊接敷设的加强元件的金属结构元件，或者具有所述的带有通过热接合或者焊接敷设的加强元件的金属结构元件。
由至少一个带材或者多个相叠敷设的带材(这个/些带材本身又含有大量特别是单向的增强纤维)所构成的加强元件也可以通过缠绕待增强的结构元件而构成。可以成十字地、亦即相互交叉地以如下方式进行这样的带材缠绕，即：使多重叠放的单向带材的增强纤维多重地交叉。相对于金属结构元件的纵向延伸方向，增强纤维可以与该纵向延伸方向交替地(即叠置缠绕地)形成例如数量级为15°和165°的夹角。例如可以按下述方式构成(叠置的)分层序列，即所有增强纤维首先沿着第一方向(例如成15°)缠绕，然后所有增强纤维沿着第二方向(例如成165°)缠绕；作为备选方案，也可以采取交替改变的纤维定向(例如25°，155°，15°，165°等等)，以构成一种编织物。当然，逐件组成的或者仅仅局部的缠绕也是可能的，并且由缠绕的增强纤维与金属基质一起构成的加强元件的优选厚度处于0.5mm至5mm的数量级。
所述加强元件可以用于以适当的纤维方向定向对特定的负载路径进行增强，以及用于对表面进行大面积增强。通过敷设加强元件，除了刚性之外，还能够通过改变所述结构元件(连同加强元件)的局部动态刚性而有针对性地调节声学性能。由此能够简单地缩放调整(skalieren)各行走机构部件，也就是说，使其与不同车型相匹配。这样，通过借助加强元件的个性化增强，可以使构件与某一特定的车辆型号或者某一机动变型方案(Motorisierungsvariante)或各地车型方案相匹配，或者还能够胜任可能出现的变化。这样，例如在积木式系统中可以使部件统一化(标准化)，然后作为协作件，通过使用加强元件而与相应的车辆型号相匹配。所述加强元件能够实现：设计车辆对于积木式部件采用较小尺寸，而对于其他衍生产品来说不足的功能(例如刚性)通过缩放调整予以调高。关于可适配调整性，可以利用唯一一个金属基本部件(作为所述的结构元件)覆盖多个衍生产品。
通过减少必要的生产变型方案，而降低了模具和设备成本以及物流费用。通过使用加强元件，行走机构的部件能够更好地适配于相应的要求。这样，通过有针对性地利用纤维的各向异性，基于沿着纤维方向机械性能较好之故，可以有针对性地支持负载路径。由此可以进一步优化构件重量并且避免材料过剩。另外，采用敷设的带材能使行走机构部件不复杂地适配于任何变化。于是，制造流程能够简单地适配于预定的变化或者适配于其他的部件，而不产生用于模具匹配改装的高昂费用。
附图说明
由下文的说明和附图可获知本发明的其他细节、特征和优点。附图示出：
图1为本发明行走机构的后桥支架的第一实施例；
图2为另一本发明后桥支架的上、下视图；
图3为本发明行走机构的前桥支架；
图4为本发明行走机构的三角横拉杆；
图5为本发明行走机构的两点式拉杆；
图6为本发明行走机构的摆动支承座的两个视图；
图7为根据本发明构成的阻尼减震器；
图8为根据本发明得增强的(和上面已经提及的)剪力区，其例如用于对轴架进行加固。
具体实施方式
下文借助图1至8对机动车行走机构1的不同部件进行说明，这些部件分别具有金属结构元件或者是金属结构元件，所述结构元件以本发明的方式通过加强元件5机械增强，该加强元件由金属基质连同埋入的碳素纤维或者陶瓷纤维构成并且通过热接合而敷设在金属结构元件表面上。
图1示出了行走机构1的轴架2，更确切地说是后桥支架。根据图1，该轴架2包括两个纵梁3和两个横梁4，所述横梁将两个纵梁3相互连接。轴架2上有至少四个车身连接点6。轴架2经由这些车身连接点6与机动车的未示出的车身相连接。
在纵梁3侧面上构造有车轮连接点7。连接车轮的构件，诸如图4中的横拉杆8，被紧固在这些车轮连接点7上。所述连接车轮的构件将未示出的和按常规方式在轮架上可旋转地支承的车轮大体上与轴架2或者车身连接。
轴架2由金属(例如铝或者钢)制成。为了局部加固以及必要时为了适配调整其他性能，在所示实施例中，在横梁4和纵梁3上敷设有多个按照本发明的加强元件5。这些加强元件5分别通过带有一体整合的单向增强纤维的金属带材(同样为附图标记5)构成。通过优选借助激光引入的热量以及超声波振动和微小压力的作用，将带材(5)的金属基质与轴架2的材料融合，同时也产生了与相应金属结构元件(即纵梁3或者横梁4)的充分牢固的连接。
图2示出了同样一个轴架2(后桥支架)的两个视图，其包括用于在纵梁3和/或横梁4上局部加固的短的加强元件5。加强元件5在后桥支架上也可用于改善声学性能，特别是针对于机动车的紧固在后桥支架上的后桥传动机构的激励(Anregung，激振)传递。
图3示出了轴架2作为前桥支架的设计。如同在后桥支架中那样，在该前桥支架中，纵梁3和横梁4也可利用按照本发明的加强元件5局部加固。在前桥支架上，加强元件5特别是用于缩放调整机动车的机械性能，如刚性或者强度、声学传递性能或者碰撞性能。
图4至7示出了连接车轮的构件的实例，即三角横拉杆8(图4)、两点式拉杆12(图5)(该两点式拉杆例如可以用作纵拉杆)、摆动支承座13的两个视图(图6)和阻尼减震器14(图7)。这些构件或者说结构元件8、12、13、14由金属材料构成并且利用本发明的带有纤维增强金属基质的加强元件5得到加强。对于阻尼减震器14的情况，其阻尼管在外侧缠绕有加强元件5。
在拉杆/导杆8、12和摆动支承座13上，加强元件5特别是用于缩放调整机械性能，例如刚性、强度和失效荷载。在阻尼器上14，加强元件5特别是用于提高破裂压力，该破裂压力例如对于车辆驶过障碍物(Hindernisüberfahrt，障碍物行驶通过性)起着决定性作用。
行走机构1的上述得以增强的型材构件3、4、8、12、13、14分别具有一个纵向11。加强元件5以及因此还有其单向纤维要么平行于、要么倾斜于该纵向11设置。例如，在阻尼减震器14的阻尼管上以及/或者在纵梁3与横梁4之间的过渡处在轴架2上采取一种倾斜的设置结构，其中，相对于(相应)管的圆周方向，斜度在+/－(0°至45°)、优选25°至65°的数量级内。在附图中，部分地绘示了结构元件-直径9或者加强元件5的带材宽度10。优选的是，带材宽度10为构件直径9的最多50％。
图8作为本发明的行走机构结构元件示出了对于本领域技术人员来说原则上已知的剪力区15的透视图，其特别是为了对轴架进行加固而紧固在该轴架上和/或车体的底部结构上。在这个呈面状的金属剪力区15上局部敷设有带形的加强元件5，所述加强元件通过埋入金属基质中的增强纤维构成。两个这样的加强元件5在安装状态中基本上沿着车辆纵向延伸地设置在剪力区15的两个边缘区域中，而两个另外的带形加强元件5则至少大致作为近似呈矩形的剪力区15的对角线延伸。在此，增强纤维的取向是分别沿着带形加强元件5的纵向，正如通过相应加强元件5中的多条平行直线示出的那样。其延伸方向是(常规)剪力区的尤其在车辆碰撞情况时的主加载方向。在该实施例中特别有益的是：各个加强元件通过如下方式部分重叠，即它们彼此交叉。

Claims (10)

1.机动车的行走机构，其具有至少一个由金属材料构成的并且承受或传导力的结构元件，在该结构元件的表面上通过最广泛意义下的热接合而敷设有至少一个加强元件(5)，所述加强元件呈带形并且包括纤维增强的金属基质。
2.如权利要求1所述的行走机构(1)，该行走机构用于在其重量和/或其驱动功率方面不同的车型，而所述的承受或传导力的结构元件在其几何尺寸方面是相同的，其特征在于，在应用于重量较大和/或驱动功率较高的车型时，在该结构元件的至少一个构成负载路径的表面区段上敷设有加强元件(5)，所述加强元件(5)在重量较轻和/或驱动功率较小的其他车型中要么根本不予设置、要么以较小的尺寸设置。
3.如权利要求1或2所述的行走机构(1)，其包括轴架，该轴架具有至少两个纵梁(3)和至少一个将所述两个纵梁相连接的横梁(4)，其中，纵梁(3)和/或横梁(4)或者剪力区(15)是所述的带有通过热接合而敷设的加强元件(5)的金属结构元件，或者具有所述的带有通过热接合而敷设的加强元件的金属结构元件。
4.如前述权利要求之任一项所述的行走机构(1)，其包括至少一个连接车轮的构件，用于将车轮铰接在轴架(2)上和/或车身上，其中，所述连接车轮的构件是所述的带有通过热接合而敷设的加强元件(5)的金属结构元件，或者具有所述的带有通过热接合而敷设的加强元件的金属结构元件。
5.如前述权利要求之任一项所述的行走机构(1)，其中，所述加强元件(5)还与所述的承受或传导力的结构元件以形状锁合方式连接。
6.如前述权利要求之任一项所述的行走机构(1)，其中，所述加强元件(5)的增强纤维是碳素纤维或者陶瓷纤维，或者包括玻璃或包括与该加强元件的金属基质不同的金属材料。
7.如前述权利要求之任一项所述的行走机构(1)，其中，所述加强元件除了构成金属基质的金属材料之外基本上只含有埋入所述金属基质中的增强纤维。
8.如权利要求1至6之任一项所述的行走机构(1)，其中，所述加强元件通过混纺纱半成品构成，该混纺纱半成品除了增强纤维之外还具有构成金属基质的金属材料纤维。
9.用于制造车辆的行走机构(1)的方法，其中，通过最广泛意义下的热接合，在压紧力作用下将带形的且包括纤维增强的金属基质的加强元件(5)敷设在该行走机构(1)的金属的并且承受或传导力的结构元件上。
10.如权利要求9所述的方法，其中，通过所谓的超声波添加剂制造来敷设所述加强元件。
CN201780012443.4A 2016-02-23 2017-01-20 结构元件在机动车行走机构中的应用、行走机构及其制造方法 Active CN108698459B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016202755.7A DE102016202755A1 (de) 2016-02-23 2016-02-23 Fahrwerk und Verfahren zur Herstellung des Fahrwerks
DE102016202755.7 2016-02-23
PCT/EP2017/051206 WO2017144204A1 (de) 2016-02-23 2017-01-20 Fahrwerk und verfahren zur herstellung des fahrwerks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108698459A true CN108698459A (zh) 2018-10-23
CN108698459B CN108698459B (zh) 2021-12-10

Family

ID=57860882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780012443.4A Active CN108698459B (zh) 2016-02-23 2017-01-20 结构元件在机动车行走机构中的应用、行走机构及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10850329B2 (zh)
EP (1) EP3419840B1 (zh)
CN (1) CN108698459B (zh)
DE (1) DE102016202755A1 (zh)
WO (1) WO2017144204A1 (zh)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10807186B2 (en) 2016-04-06 2020-10-20 Honda Motor Co., Ltd. Hybrid structures for joining of metals and continuous fiber materials
DE102016210074A1 (de) * 2016-06-08 2017-12-14 Ford Global Technologies, Llc Längslenker für eine Radaufhängung sowie Radaufhängung mit Längslenker
JP2018052214A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 本田技研工業株式会社 サスペンションアームの補強構造及び製造方法
US10532776B2 (en) * 2016-11-07 2020-01-14 The Braun Corporation Suspension assembly for a rear entry vehicle
JP6547782B2 (ja) * 2017-02-20 2019-07-24 トヨタ自動車株式会社 車両下部構造
DE102017213564A1 (de) * 2017-08-04 2019-02-07 Zf Friedrichshafen Ag Dreipunktlenker und Herstellungsverfahren für einen Dreipunktlenker
US11351590B2 (en) 2017-08-10 2022-06-07 Honda Motor Co., Ltd. Features of dissimilar material-reinforced blanks and extrusions for forming
US10532421B2 (en) * 2017-08-29 2020-01-14 Honda Motor Co., Ltd. UAM resistance spot weld joint transition for multimaterial automotive structures
JP6538141B2 (ja) * 2017-11-20 2019-07-03 本田技研工業株式会社 ダブルウイッシュボーン式サスペンション装置
DE102017222579A1 (de) * 2017-12-13 2019-06-13 Schäfer MWN GmbH Verfahren zum Herstellen eines Bauelements und Bauelement
US10870166B2 (en) 2018-02-01 2020-12-22 Honda Motor Co., Ltd. UAM transition for fusion welding of dissimilar metal parts
US11192333B2 (en) 2018-10-25 2021-12-07 Honda Motor Co., Ltd. Embedded metal transition for joining fiber reinforced polymers and metallic structures
US11203240B2 (en) 2019-04-19 2021-12-21 Divergent Technologies, Inc. Wishbone style control arm assemblies and methods for producing same
US11345205B2 (en) * 2019-04-24 2022-05-31 Zephyros, Inc. Suspension mounts for a vehicle
DE102019206435A1 (de) * 2019-05-06 2020-11-12 Schäfer MWN GmbH Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs
DE102019206436A1 (de) * 2019-05-06 2020-11-12 Schäfer MWN GmbH Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs
US11465390B2 (en) 2020-03-02 2022-10-11 Honda Motor Co., Ltd. Post-process interface development for metal-matrix composites
US11766828B2 (en) * 2020-07-15 2023-09-26 Spirit Aerosystems, Inc. Method of manufacturing folded structure with additive features
DE102020212622A1 (de) * 2020-10-06 2022-04-07 Zf Friedrichshafen Ag Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk
FR3121057A1 (fr) * 2021-03-23 2022-09-30 Psa Automobiles Sa Procédé de renforcement de pièces par fabrication additive et pièce renforcée ainsi obtenue
DE102022103715A1 (de) 2022-02-17 2023-08-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines Bauteils
DE102022116166A1 (de) 2022-06-29 2024-01-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbindungsanordnung eines Achsträgers an einem Schubfeld für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10017205A1 (de) * 2000-04-06 2001-10-18 Benteler Werke Ag Karosserie-oder Fahrwerksbauteil
US7186948B1 (en) * 2000-12-08 2007-03-06 Touchstone Research Laboratory, Ltd. Continuous metal matrix composite consolidation
DE102014005010A1 (de) * 2014-04-05 2014-11-06 Daimler Ag Achsträger für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Achsträgers
CN104339662A (zh) * 2013-07-29 2015-02-11 宝马股份公司 用于制造纤维复合设置单元的方法以及纤维复合设置单元
CN104870297A (zh) * 2012-11-22 2015-08-26 宝马股份公司 在车辆行走机构区域中至少局部以纤维复合材料构造的结构元件

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6869091B1 (en) * 2000-11-07 2005-03-22 Meritor Suspension Systems Company Method for enhancing the physical characteristics of a suspension component
DE10115477A1 (de) 2001-03-29 2002-10-10 Trw Automotive Safety Sys Gmbh Kraftfahrzeugbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
US7498077B2 (en) * 2001-06-15 2009-03-03 Touchstone Research Laboratory, Ltd. Metal matrix composite structures
DE60310339T2 (de) 2002-11-01 2007-05-10 Calsonic Kansei Corp. Querträger und Herstellungsverfahren
US20060254744A1 (en) * 2005-01-31 2006-11-16 Touchstone Research Laboratory, Ltd. Selective reinforcement with metal matrix composites
DE102005023090B4 (de) 2005-05-13 2009-04-09 Grammer Ag Vorrichtung und Verfahren zur Federung einer Fahrzeugkabine mittels Zusatzvolumina
DE102005023604B4 (de) 2005-05-18 2009-03-19 Benteler Automobiltechnik Gmbh Achskomponente
EP1911612A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-16 Industria Auxiliar Alavesa, S.A. (Inauxa) Suspension arm for a motor vehicle wheel suspension
DE102009057734A1 (de) * 2009-12-10 2011-06-16 Daimler Ag Verfahren zum Herstellen eines Rohbaus eines Kraftwagens sowie Rohbau für einen Kraftwagen
DE102011051115A1 (de) 2011-06-16 2012-12-20 Benteler Automobiltechnik Gmbh Kraftfahrzeug-Fahrwerkskomponente
DE102011079654A1 (de) * 2011-07-22 2013-01-24 Zf Friedrichshafen Ag Vierpunktlenker
EP2578473A1 (de) * 2011-10-06 2013-04-10 SMP Deutschland GmbH Achsträger für Kraftfahrzeuge
GB201223198D0 (en) * 2012-12-21 2013-02-06 Jaguar Cars Sleeve member and method of casting
DE102013021378A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Daimler Ag Faserverstärktes Leichtmetall-Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102013225939A1 (de) 2013-12-13 2015-06-18 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils
DE202014101418U1 (de) * 2014-03-26 2015-07-22 Hqm Sachsenring Gmbh Fahrwerkbauteil, insbesondere Fahrwerkstrebe bzw. -lenker oder Elastomerlager
DE102014112090A1 (de) * 2014-08-25 2016-02-25 Benteler Automobiltechnik Gmbh Achsträger für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Herstellung eines Achsträgers
DE102014220443B4 (de) * 2014-10-09 2021-12-23 Ford Global Technologies, Llc Lenker für die Anbindung eines Fahrzeugrads an ein Fahrzeug sowie Fahrzeugradaufhängung
DE102014221079A1 (de) * 2014-10-16 2016-04-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Achsträger und Verfahren zur Herstellung des Achsträgers
DE102014224429A1 (de) * 2014-11-28 2016-06-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrwerk und Verfahren zur Herstellung des Fahrwerks
KR101732063B1 (ko) * 2015-04-29 2017-05-08 주식회사 일진 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10017205A1 (de) * 2000-04-06 2001-10-18 Benteler Werke Ag Karosserie-oder Fahrwerksbauteil
US7186948B1 (en) * 2000-12-08 2007-03-06 Touchstone Research Laboratory, Ltd. Continuous metal matrix composite consolidation
CN104870297A (zh) * 2012-11-22 2015-08-26 宝马股份公司 在车辆行走机构区域中至少局部以纤维复合材料构造的结构元件
CN104339662A (zh) * 2013-07-29 2015-02-11 宝马股份公司 用于制造纤维复合设置单元的方法以及纤维复合设置单元
DE102014005010A1 (de) * 2014-04-05 2014-11-06 Daimler Ag Achsträger für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Achsträgers

Also Published As

Publication number Publication date
EP3419840B1 (de) 2021-05-19
US20180361481A1 (en) 2018-12-20
EP3419840A1 (de) 2019-01-02
WO2017144204A1 (de) 2017-08-31
US10850329B2 (en) 2020-12-01
DE102016202755A1 (de) 2017-08-24
CN108698459B (zh) 2021-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108698459A (zh) 行走机构和用于制造该行走机构的方法
JP7001567B2 (ja) パノラマルーフ補強材の強化
CN107000523B (zh) 底盘和用于制造底盘的方法
JP4977696B2 (ja) 補強ビームおよび補強ビームを製造するための方法ならびに繊維積層物
JP6286411B2 (ja) 車両骨格部材の製造方法
EP2569175B1 (en) Composite structural element, particularly for a vehicle suspension, and method for manufacturing the same
JP5568547B2 (ja) 車両シャーシ
CN103687734B (zh) 四点式导杆
US9493192B2 (en) Crossmember made of a fiber-reinforced composite material for a vehicle dashboard and method for manufacturing same
US10589588B2 (en) Transverse link for a wheel suspension of a vehicle and method for the production thereof
US9365244B2 (en) Crossmember for a vehicle dashboard provided with a reinforcing back brace made of a fibrous composite
US20090188100A1 (en) Chassis and methods of forming the same
CN103386938B (zh) 局部冲击能量吸收器
Savage Formula 1 composites engineering
EP1474287B1 (en) Laminated panel with discontinuous internal layer
JP2010516539A (ja) 航空機体形成用シェル部材
JP5571169B2 (ja) 車両用シートの背もたれフレーム
JP2013086798A (ja) 繊維強化合成樹脂複合構造におけるスタビライザ及びその製造方法
JP5641662B2 (ja) 車両シャーシ
US8722201B2 (en) Connections between a monolithic metal component and a continuous-fiber reinforced laminate component, and method for production of the same
RU2766127C2 (ru) Трехточечный рычаг подвески и способ изготовления трехточечного рычага подвески
JP2019516620A (ja) 四点リンク
CN111712370A (zh) 用于生产构造元件的方法和构造元件
JP4855932B2 (ja) 局所的に補強された積層物
AU2017294152A1 (en) A structural member

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant