CN109421457A - 用于车轮悬架的车辆控制臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造机动车辆的车轮悬架的车辆控制臂的方法。车辆控制臂由至少一个金属板部件构成，使得两个金属板部分在待插入绝缘衬套的区域中以一定距离彼此相对布置，使得在两个金属板部分之间形成间隙。在该区域中，两个轴承孔在两个金属板部分中彼此同轴地形成。加强环插入两个金属板部分之间，与两个轴承孔同轴对齐。相应的模具压入各个轴承孔中。轴承孔边缘弯曲，并且加强环保持在轴承孔边缘上。

Description

用于车轮悬架的车辆控制臂

技术领域

本公开涉及一种用于机动车辆辆的车轮悬架的车辆控制臂，以及与之相关的方法。

背景技术

在用于机动车辆车轮的弹性悬架的控制臂的情况下，已知的是要从金属板形成上述控制臂，需经过成型和切割过程赋予其特定的三维形状，从而制造至少一部分控制臂。其结果是，在许多情况下，两个间隔开的金属板部件平行布置并彼此相对，从而形成具有大型轴承支撑区域的长但细的控制臂。控制臂也可以由彼此连接的两个或更多个金属板部分形成。它们可以以各种方式连接在一起以产生满足于控制臂要求的坚固部件。

这种控制臂通常通过至少一个轴承衬套连接到机动车辆的车身，或车轮悬架的另一个部件，该轴承衬套在下文中也可称为绝缘衬套。通过轴承或绝缘衬套，控制臂安装到其他部件上并与这些其他部件隔离，从而防止，例如，这两个部件之间的振动传递。为此目的，通常在彼此相对布置的金属板部分中提供同轴孔。绝缘衬套压入穿过两个孔(轴承孔)。例如，JP 2004-249398 A公开了一种用于将绝缘衬套压入控制臂的轴承孔中的装置。然而，取决于控制臂的设计和尺寸，这种固定绝缘衬套的方式限制了该区域中控制臂的整体结构的完整性。另一种可能的解决方案在于将单独的衬套壳体焊接到控制臂上。例如，从JP 2002-147512 A中已知一种弹性绝缘衬套，其由多个圆筒组成，其内圆筒构造成具有弹性。该绝缘衬套的一部分焊接在控制臂上。

另外，在连接控制臂各个独立部件的领域中，已知另外的设计方案往往具体涉及特定形式的控制臂。例如，JP 2001-259865A描述了一种制造车轮悬架的控制臂的方法，其中具有矩形横截面的控制臂支柱连接到眼形端部。控制臂支柱和眼形端部之间的连接通过摩擦搅拌焊接产生。衬套插入眼形端部。

此外，从JP 11-241745中已知一种V形控制臂，其两端有孔。在此，眼形端部也焊接到V形控制支柱上。衬套压配入这些眼形端部中。

US 6,409,189 B1公开了一种控制臂在机动车辆辆的车身上的安装，其中螺纹螺柱穿过控制臂上的眼形端部。端部插入机动车辆上的安装件的两个平行板之间，使得其可以通过螺母拧紧到安装件。为此，螺纹螺柱穿过的衬套插入端部的孔中。除了螺纹螺柱之外，套筒也穿过衬套。

US 5,398,411公开了一种用于制造车辆控制臂的方法，其中用于制造控制臂的材料被挤压并分成单独的部件。绝缘衬套安装在以这种方式形成的控制臂的端部，同样使用螺柱。

还有已知各种方法用于将防滚杆连接到机动车辆的部件。例如，US2010/0244395A1描述了借助套筒和橡胶元件的连接。

鉴于所引用的现有技术，将绝缘衬套集成在车辆控制臂上的领域仍然提供改进的空间。

发明内容

本公开的目的是提供一种制造机动车辆的车轮悬架的车辆控制臂的方法，该方法在要插入的绝缘衬套的区域中提高了控制臂的整体结构的完整性。

应该指出的是，在以下描述中单独指定的特征和措施可以以任何技术上适当的方式彼此组合，并且可以示出本公开的其他实施例。该描述另外表征和指定的公开内容，特别是结合附图。

利用根据本发明的用于制造机动车辆的车轮悬架的控制臂的方法，控制臂由至少一个金属板部件构成，使得两个金属板部分在待插入轴承或绝缘衬套的区域中以一定距离彼此相对布置，使得在两个金属板部分之间形成间隙。在该区域中，两个轴承孔在两个金属板部分中彼此同轴地形成。例如，车辆控制臂可以在用于绝缘衬套的轴承孔区域内具有U型构造的横截面。控制臂可以在其长度上具有恒定或可变的横截面。

为了制造控制臂，至少一个金属板部件被重塑，使得形成两个间隔开的金属板部分。这可能受到影响，例如，在将金属板元件形成具有由后部连接的两个横向侧翼的壳体的时候。控制臂可以基本上是直的，但也可以是弯曲的。优选地，在控制臂的端部，两个横向侧翼的金属板部分中的每一个上设有绝缘衬套可以插入其中的轴承孔。轴承孔可以在重塑之前或之后在金属板中形成。

根据本发明，在两个金属板部分之间插入至少一个加强环，其中加强环与两个轴承孔同轴对齐。在插入加强环之后，将相应的模具压入每个轴承孔中，由此轴承孔的边缘在间隙的方向上弯曲以形成轴环。边缘以此方式弯曲，使得加强环通过其内表面保持在轴承孔的弯折边缘。

以这种方式，可以制造控制臂，其在待插入绝缘衬套的轴承孔区域中被加强。这是通过插入例如由钢形成的加强环来实现的。然而，可以使用其他材料，例如纤维增强塑料，边缘适当地模制并且避免弯曲过程。利用加强环，可以提高控制臂在用于绝缘衬套的轴承孔区域中的刚度，从而改善控制臂在轴承孔区域中的整体结构的完整性。

加强环的插入有利地结合在制造过程中，因为在轴承孔的边缘的弯曲过程的同时，加强环被固定。在此不需要额外的连接步骤，例如焊接工艺。另外，根据本发明，不需要改变车辆控制臂的基本设计以插入加强环。整体来说，这引出了关于控制臂成本和重量方面的一个高效的过程。几乎不需要额外的工具，车辆控制臂的制造过程几乎没有变化。

优选地，加强环与至少一个间隔元件一起插入两个金属板部分之间，间隔元件设置在加强环的外部。该间隔元件一方面用于在模具被压入轴承孔中时保持两个相对的金属板部分之间的距离。此外，间隔元件与加强环一起以这种方式布置，使得轴承孔的边缘在加强环的外缘处弯曲。因此，模具的外径仅略小于加强环的内径。此外，在本发明的一个实施例中，加强环优选地定位在两个金属板部分之间，使得加强环外缘靠在金属板部件的内表面上。

间隔元件可以布置在距加强环一定距离处，尽管只适合很小的缝隙。特别地，间隔元件可以与加强环外侧接触并因此从加强环外侧抵靠加强环。以这种方式，间隔元件与加强环暂时形成两件式或多件式部件。

间隔元件可以以不同方式配置。例如，加强环可以由至少两个碟形的间隔件部分形成，这些间隔件部分同样一起形成一种环。在弯曲轴承孔的边缘之后，两个碟形间隔件部分可以从两个金属板部分之间的空间移除，同时加强环通过加强环内表面保持在轴承孔的弯折边缘上。两个间隔件部分可以连接在一起用于成形过程，并且该连接可以在成形过程之后分离以移除间隔件部分。

本发明还包括一种用于机动车辆车轮悬架的控制臂，其中该控制臂由至少一个金属板部件形成，使得至少在一个区域中两个金属板部分彼此间隔开一定距离相对设置，从而在它们之间形成间隙。在该区域中，在两个金属板部分中彼此同轴地形成两个轴承孔，其边缘在间隙的方向上弯曲以形成轴环，加强环布置在间隙中，该加强环与两个轴承孔同轴对齐并且通过加强环内表面保持在轴承孔的边缘上。优选地，加强环的外缘抵靠金属板部分的内侧。

这种在其用于绝缘衬套的轴承孔区域加强的车辆控制臂是容易制造的，尤其是根据本发明的方法可以具有上述优点。与其他车辆控制臂相比，控制臂在轴承孔区域内具有更高的刚度，从而提高了该区域中控制臂的整体结构的完整性。

延伸穿过两个轴承孔的至少一个绝缘衬套可以插入控制臂中。绝缘衬套优选地压入轴承孔中，这可以用已知的方法完成。插入绝缘衬套的过程不必由于控制臂中的加强环而改变。

在以下对附图的描述中公开了本发明的其他有利实施例，其中：

附图说明

图1示出了制造车辆控制臂的半成品的端部的三维视图；

图2示出了如图1所示的端部的示意性横截面；

图3是根据本发明的制造车辆控制臂的过程步骤的示意图；和

图4示出了使用根据本发明的方法制造的车辆控制臂的端部。

具体实施方式

根据需要，本文公开了本公开的详细实施例；然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例性的，其可以以各种和替代的形式来体现本发明。所述附图不必按比例绘制；一些特征可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式利用本发明的代表性基础。

在各个附图中，相同的部件由相同的附图标记标识，因此，这些部件通常仅描述一次。

图1示出了用于制造机动车辆的车轮悬架的车辆控制臂的半成品10'的端部。该半成品10'由至少一个经过重塑赋予三维形状的金属板部件组成，其中两个金属板部分11和12彼此间隔一定距离相对布置。由此在两个金属板部分11、12之间形成间隙20。例如，半成品10'可以构造成具有U形横截面，两个金属板部分11、12形成U形半成品10'的两个侧翼。两个侧翼如图1中所示在后部17处彼此连接。在图1中的上部区域中，两个金属板部分11、12可以向外弯曲。在该上部区域中，两个金属板部分11、12可以进一步彼此连接(未示出)。

至少半成品10'的金属板部分11，12和后部17可以由金属板部分整体形成。然而，也可以生产多件式部件，其中多个金属板部件连接在一起。此外，图1仅示出了半成品10'的第一端，在该第一端上可以将轴承或绝缘衬套插入到控制臂的轴承孔13、14中。因此，图1仅示出了与本公开相关的绝缘衬套的连接点，其中在半成品10'上优选地设置多个这样的连接点。半成品10'的剩余主体可以以已知的方式满足车辆控制臂的特定要求。例如，半成品10'的延续可以选择为直的或弯曲的。

两个轴承孔13、14是金属板部分11、12上的圆形开口，该轴承孔13、14彼此同轴布置。轴承孔13、14可以在金属板部件成形之前或之后形成，例如冲压或穿孔。如已经提到的，可以在控制臂上设置用于轴承衬套或绝缘衬套的另外的连接点，在该连接点上同样设置有在两个金属板部分11、12上同轴形成的轴承孔13、14。

图2以示意性横截面示出了这种半成品10'。图2的视图特别地示出了两个同轴对齐的轴承孔13和14，它们在两个金属板部分11、12中彼此相对定位。

根据本发明，利用以这种方式制备的半成品10'，加强环40插入两个金属板部分11、12之间的间隙20中，轴承孔13、14的边缘15，16沿间隙20的方向向内弯曲。该过程在图3中的连续步骤中示出。如图3a)所示的加强环40的内径大于轴承孔13、14的直径。加强环40的宽度B大致对应于两个金属板部分11、12之间的距离，尽管它也可以略大于该距离。加强环40优选地由钢制成。

加强环40所使用的材料厚度可以根据控制臂在轴承孔13、14区域内使用的材料厚度来选择。在本公开的一个实施例中，加强环40的厚度至少等于控制臂的金属板的材料厚度。可以设置成，在轴承孔13、14变形期间，加强环40也变形，使得加强环40最终精确地匹配抵靠在金属板部分11、12的内表面。据此选择加强环40的材料厚度，使得轴承孔13、14变形时，加强环40同样可以变形。加强环的厚度例如为1-5毫米的数量级，特别是2-2.5毫米。

加强环40插入半成品10'的两个侧向金属板部分11，12之间的间隙20中，如图2所示，使得加强环40与两个轴承孔13、14同轴对齐。因为加强环40的内径大于轴承孔13、14的直径，所以即使在插入加强环40之后，通过轴承孔的通道也是自由的。加强环40的位置可以在图3b)中看到。加强环40的外缘42、43靠在金属板部分11、12上。

另外，在两个金属板部分11、12之间插入包含至少两个隔离件部分32、33的隔离元件。这些隔离件部分32，33可以是隔离环的两半，其从外侧抵靠加强环40。图3b)中，以截面示出了两个这样的隔离件部分32，33。在据此制备的半成品10'、加强环40和隔离件部分32、33的组合中，两个模具30和31从侧面压入轴承孔13、14中。如在图3b)中的示例性实施例中，这些模具30、31可具有阶梯直径。两个模具30、31的前按压区域34和35具有圆形横截面，其外径大于轴承孔13、14的直径。当模具30、31压入轴承孔13、14中时，轴承孔13、14的边缘15和16因此在间隙20的方向上围绕加强环40的外缘42、43向内弯曲。

按压区域34、35的外径略小于加强环40的内径。该差异优选地大致相当于金属板部分11、12的材料厚度。以这种方式，轴承孔13、14的边缘15、16可以通过模具30、31的按压区域34、35围绕边缘42、43以直角弯曲，以这样的方式，边缘15、16在加强环40和按压区域34、35之间形成一种轴环，如图3c)所示。

在该按压过程中，间隔件部分32、33具有两个金属板部分11、12不相互挤压的效果，但是轴承孔13、14的边缘15、16尽可能均匀地弯曲大约90°的角度。模具30、31的阶梯部分结构也构造成使得按压区域34、35后的区域具有更大的直径并且优选地在按压过程中与金属板部分11、12的外表面邻接。按压过程的此种状态可以在图3c)中看到。

在轴承孔13、14的边缘15、16弯曲之后，移除模具30、31和间隔件部分32、33，通过对半成品10'重塑而形成的车辆控制臂10留在后面(图3d)。加强环40保持在控制臂10中，通过加强环内表面41在轴承孔13、14的弯曲边缘15、16位置上永久固定。加强环40优选地固定在该位置，使得加强环被轴环状边缘15、16无自由间隙保持。在本公开的背景下，半成品10'的开口和具有弯曲边缘的开口都被称为轴承孔13、14。

在以这种方式形成的车辆控制臂10中，轴承孔13、14和加强环40至此形成了用于轴承衬套或绝缘衬套的容器。绝缘衬套50压入两个轴承孔13、14中，如图3e)所示。在图3e)中，在车辆控制臂10的操作过程中作用在轴承孔13、14的弯曲边缘15、16上的各种力由箭头表示。这些力在此由加强环40吸收，与类似的控制臂相比，在该区域中提高了车辆控制臂10的整体结构的完整性。

图4示出了三维视图下以这种方式制造的车辆控制臂10，其具有集成的加强环40和压入的绝缘衬套50。

虽然以上描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本公开的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。另外，可以组合各种实现实施例的特征以形成本公开的其他实施例。

Claims (17)

1.一种制造机动车辆的车辆控制臂的方法，包含：

将绝缘衬套插入两个金属板部分之间的区域中，所述金属板部分彼此相隔一定距离相对布置；

在所述两个金属板部分之间形成间隙；

在所述两个金属板部分的所述区域中形成两个同轴的轴承孔；

在所述两个金属板部分之间插入加强环，所述加强环与所述两个轴承孔同轴对齐；和

将模具压入各个所述轴承孔中，使得所述轴承孔的边缘向所述间隙弯曲以形成轴环，并且所述加强环通过其内表面保持在所述轴承孔的所述边缘上。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含插入至少一个间隔元件，所述至少一个间隔元件位于所述两个金属板部分之间在所述加强环的外侧。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述间隔元件由至少两个碟形间隔件部分构成。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述间隔元件在所述加强环的外侧与所述加强环相接触。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述加强环位于所述两个金属板部分之间，使得其外缘靠在所述金属板部分的内表面上。

6.一种车辆车轮悬架，包含：

控制臂，所述控制臂具有两个金属板部分，所述两个金属板部分在区域内彼此相隔一定距离相对布置，以形成间隙；

在所述区域内彼此同轴的两个轴承孔，所述轴承孔具有向所述间隙弯曲以形成轴环的边缘；和

加强环，所述加强环位于所述间隙中，与所述两个轴承孔同轴对齐，并且通过内表面保持在所述边缘上。

7.根据权利要求6所述的车辆车轮悬架，进一步包含延伸穿过所述两个轴承孔的绝缘衬套。

8.根据权利要求6所述的车辆车轮悬架，其中所述加强环包括外缘，所述外缘靠在所述金属板部分的内表面上。

9.根据权利要求6所述的车辆车轮悬架，进一步包含间隔元件，所述间隔元件位于所述加强环的外侧，并且插入所述两个金属板部分之间。

10.根据权利要求9所述的车辆车轮悬架，其中所述间隔元件由至少两个碟形间隔件部分构成。

11.根据权利要求9所述的车辆车轮悬架，其中所述间隔元件在所述加强环的外侧与所述加强环相接触。

12.一种车辆悬架控制臂，包含：

两个金属板部分，所述两个金属板部分彼此相隔一定距离相对布置，以形成间隙；

在所述两个金属板部分的区域中彼此同轴的两个轴承孔，所述轴承孔具有向所述间隙弯曲以形成轴环的边缘；和

加强环，所述加强环位于所述间隙中，与所述两个轴承孔同轴对齐，并且通过内表面保持在所述边缘上。

13.根据权利要求12所述的车辆悬架控制臂，进一步包含延伸穿过所述两个轴承孔的绝缘衬套。

14.根据权利要求12所述的车辆悬架控制臂，其中所述加强环包括外缘，所述外缘靠在所述金属板部分的内表面上。

15.根据权利要求12所述的车辆悬架控制臂，进一步包含间隔元件，所述间隔元件位于所述加强环的外侧，并且插入所述两个金属板部分之间。

16.根据权利要求15所述的车辆悬架控制臂，其中所述间隔元件由至少两个碟形间隔件部分构成。

17.根据权利要求15所述的车辆悬架控制臂，其中所述间隔元件在所述加强环的外侧与所述加强环相接触。