CN112384385B - 具有加强特征的车辆悬架部件 - Google Patents
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Abstract
一种车辆悬架部件(16),诸如下控制臂,其包含第一冲压金属壳(30)和第二冲压金属壳(32)、加强特征(34)、以及几个连接节点(36、38、40),该连接节点用于将该悬架部件可操作地连接到车辆悬架系统的其余部分。该第一冲压金属壳和第二冲压金属壳可以由轻量且坚固的下一代钢冲压而成,并且以蛤壳式或盒式设计连接在一起,使得这些连接节点夹在它们之间。该加强特征可以包含凹陷(68)、至少部分地围绕该凹陷的凹陷周界(60)、凹陷侧壁(62)、凹陷底板(64)、以及凹陷焊缝(66),其中,该凹陷焊缝将该第一冲压金属壳和第二冲压金属壳的壳内表面连接在一起。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年7月5日提交的第62/694,346号美国临时专利申请的权益,其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种车辆部件,更具体地,涉及一种车辆悬架部件,诸如控制臂,其由冲压金属板制成,并且包含加强特征。
背景技术
在汽车工业中,正做出了大量努力,以减轻车辆的重量,这通常导致燃料效率的相应提高,而不会在强度、刚度、耐用性等方面损害部件。此外,强烈期望在可能的情况下利用成本有效的制造方法,例如冲压。本公开的车辆悬架部件和方法经设计以解决和平衡这些和其他目的,从而可以提供重量轻、足够刚性以及成本有效的车辆悬架部件。
发明内容
根据一方面,提供了一种车辆悬架部件,包括:第一冲压金属壳,其包含壳内表面和壳外表面;第二冲压金属壳,其包含壳内表面和壳外表面;以及加强特征,其在第一或第二冲压金属壳中的至少一个冲压金属壳中形成,并且包含凹陷、至少部分地围绕该凹陷的凹陷周界、连接到该凹陷周界的凹陷侧壁、连接到该凹陷侧壁的凹陷底板、以及至少部分地位于该凹陷底板中的凹陷焊缝,其中,该凹陷焊缝将第一和第二冲压金属壳的壳内表面连接在一起。
根据各种实施例,车辆悬架部件可以进一步包含以下特征中的任何一个或这些特征中的一些或全部特征的任何技术上可行的组合:
·第一或第二冲压金属壳中的至少一个冲压金属壳由下一代钢制成,该下一代钢在成形之后具有沿承载路径等于或大于780MPa(兆帕)的屈服强度,并且在成形之后具有等于或大于30%的伸长率;
·第一或第二冲压金属壳中的至少一个冲压金属壳具有介于1.0mm至5.0mm之间的平均厚度,并且由下一代钢制成,该下一代钢选自由先进高强度钢(AHSS)、第三代钢(Gen3钢)、第四代钢(Gen4钢)、或可压制硬化或热冲压钢组成的组;
·第一或第二冲压金属壳中的至少一个冲压金属壳包含壳连接节点部分,该壳连接节点部分在至少一个冲压金属壳中一体形成,并且被构造成容纳连接节点,并且该连接节点被构造成将车辆悬架部件连接到车辆悬架系统的其余部分;
·第一和第二冲压金属壳形状互补,且形成蛤壳式或盒式设计,并且一个或更多个连接节点夹在第一冲压金属壳和第二冲压金属壳之间;
·加强特征在第一和第二冲压金属壳两者中形成,并且第一和第二冲压金属壳中的每一个冲压金属壳都包含凹陷、至少部分地围绕该相应凹陷的凹陷周界、连接到该相应凹陷周界的凹陷侧壁、连接到该相应凹陷侧壁的凹陷底板、以及至少部分地位于两个凹陷底板中的凹陷焊缝,其中,凹陷焊缝将第一和第二冲压金属壳的壳内表面连接在一起;
·加强特征仅在第一和第二冲压金属壳中的一个冲压金属壳中形成,并且该一个冲压金属壳包含凹陷、至少部分地围绕该凹陷的凹陷周界、连接到该凹陷周界的凹陷侧壁、连接到该凹陷侧壁的凹陷底板、以及至少部分地位于该凹陷底板中的凹陷焊缝,其中,该凹陷焊缝将第一和第二冲压金属壳的壳内表面连接在一起;
·具有凹陷焊缝的加强特征形成增加车辆悬架部件刚度的焊接的双倍厚度部分,并且该焊接的双倍厚度部分朝向车辆悬架部件的中部定位,使得其位于车辆悬架部件的外边缘的内侧;
·凹陷侧壁从凹陷周界向下延伸至凹陷底板,并且包含凹陷周界与凹陷侧壁之间的第一半径以及凹陷侧壁与凹陷底板之间的第二半径;
·第一半径和第二半径等于或大于它们形成于其中的第一或第二冲压金属板壳的厚度;
·凹陷侧壁具有变化的高度尺寸x,高度尺寸x介于4.5mm至45mm之间,含4.5mm和45mm;
·凹陷底板形成加强特征的基座,并且凹陷底板基本是平坦的或平面的,使得其可以抵靠第一或第二冲压金属壳中的另一个冲压金属壳平放;
·加强特征的宽度Y为该区域中车辆悬架部件的相应宽度W的至少50%;
·凹陷焊缝是曲线激光焊缝,该曲线激光焊缝沿着凹陷底板的周界,使得其以尺寸Z位于凹陷侧壁的内侧,并且对于凹陷焊缝的长度的至少一部分来说,凹陷焊缝比凹陷底板的中部更靠近相应的侧壁(尺寸Z)定位;
·对于凹陷焊缝的长度的至少一部分来说,凹陷焊缝与凹陷侧壁间隔开距离Z,距离Z介于1.5mm至10mm之间,含1.5mm和10mm;
·凹陷焊缝是围绕凹陷底板内的焊缝环延伸的连续焊缝;
·加强特征还包含在凹陷底板中形成的切口和在切口边缘形成的台阶,该切口至少部分地位于凹陷焊缝的内侧;
·加强特征还包含在第一和第二冲压金属壳两者的凹陷底板中形成的切口,该切口至少部分地位于凹陷焊缝的内侧;以及
·车辆悬架部件是下控制臂,该下控制臂包含用于附接至球窝接头的球窝接头连接节点、用于附接至衬套销的衬套销连接节点、以及用于附接至衬套的衬套连接节点。
根据另一方面,提供了一种用于制造车辆悬架部件的方法,该方法包括以下步骤:
冲压包含壳内表面和壳外表面的第一冲压金属壳;
冲压包含壳内表面和壳外表面的第二冲压金属壳,其中,第一和第二冲压金属壳中的至少一个冲压金属壳具有加强特征,该加强特征包含凹陷、至少部分围绕凹陷的凹陷周界、连接到凹陷周界的凹陷侧壁、以及连接到凹陷侧壁的凹陷底板;并且
通过形成至少部分地位于凹陷底板中的凹陷焊缝,将第一和第二冲压金属壳的壳内表面连接在一起。
附图说明
在下文中将结合附图描述优选的示例性实施例,其中,相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:
图1是具有车轮和几个悬架部件(包含下控制臂)的车辆拐角的局部透视图;
图2是图1的下控制臂的透视图;
图3是图2的下控制臂在球窝接头的连接节点附近的分解透视图,其中该视图示出了第一冲压金属壳和第二冲压金属壳在它们连接在一起之前的情况;
图4是图2的下控制臂在衬套销的连接节点附近的分解透视图,其中该视图显示了第一冲压金属壳和第二冲压金属壳在它们连接在一起之前的情况;
图5是沿着线5-5截取的图2的下控制臂的截面图,其中该截面图示出了具有凹陷、凹陷周界、凹陷底板以及凹陷焊缝的加强特征;
图6是控制臂的另一个实施例的截面图,其中冲压金属壳中的一个在凹陷底板中具有切口;以及
图7是控制臂的另一个实施例的截面图,其中两个冲压金属壳在凹陷底板中都具有切口。
具体实施方式
为了减轻重量和增加车辆部件的刚度,已经开发出了新的材料和制造方法,尤其是用于承载的车辆悬架部件。诸如但不限于控制臂(例如,上控制臂、下控制臂、以及叉骨控制臂)和连杆或接头(例如,用于转向节、立柱、车桥或其他连杆的附接部件)之类的悬架部件通常位于悬架系统的承载位置中,并且需要一定程度的刚度和/或强度。这种悬架部件可以具有在任何给定的时间点作用在部件上的一个或多个力度。因为悬架部件可能需要经受作用在其上的静态力和动态力,所以这些悬架部件通常经设计为尽可能刚性的。但是,增加悬架部件的刚度会相应地增加部件的重量。用本文所述的车辆悬架部件,有效地实现了刚度要求与对轻量解决方案的期望的平衡。
参考图1,示出了的车辆拐角10,其具有车轮12、支柱14形式的悬架部件、以及下控制臂16形式的悬架部件。尽管本申请的悬架部件在该具体实施例中示出为下控制臂16,但是应该理解,可以用其他悬架部件来代替,如上控制臂、叉骨控制臂、连杆、接头等。因此,本申请不限于下控制臂,因为这仅仅是本悬架部件的一个非限制性示例或实施例。现转到图2至图4,下控制臂16是根据蛤壳式或盒式设计布置的多件式部件,并且包含第一冲压金属壳30、第二冲压金属壳32、加强特征34、以及连接节点36-40。如本文中所使用的,术语“冲压”广义上是指所有冲压、拉制、深冲或类似成形的金属零件,并且不仅仅严格限于传统的冲压。
第一冲压金属壳30大致构成下控制臂16的主体的一半(例如,在附图所示的示例中的主体的上半部分)。金属壳30优选为冲压零件,而不是锻造或铸造零件,并且由金属板材料制成,诸如所谓的下一代钢。如本文所使用的,术语“下一代钢”广义上包含在成形之后屈服强度沿承载路径等于或大于780MPa并且在成形之后伸长率等于或大于30%的任何钢。下一代钢的一些非限制性示例包含但不限于先进高强度钢(AHSS)、第三代钢(即,Gen3钢)、第四代钢(即,Gen4钢)、某些可压制硬化或热冲压钢等。金属壳30可以具有适用于其被使用的应用的任何规格或厚度,并且其可以在成形之前和/或之后在零件上具有均匀的厚度或可变的厚度。根据一个示例,金属壳30由下一代钢冲压而成,并且具有介于1.0mm至5.0mm之间(含1.0mm和5.0mm)的平均厚度;甚至更优选地,金属壳30由下一代钢冲压而成,具有介于1.5mm至4.0mm之间(含1.5mm和4.0mm)的平均厚度。如图3至图4最佳示出的,金属壳30具有壳内表面50、壳外表面52、壳周界54、以及分别容纳连接节点36、38的壳连接节点部分56、58。
壳内表面50和壳外表面52分别位于第一冲压金属壳30的相对的内侧和外侧上,并且以零件的厚度相互分隔开。如稍后更详细解释的,壳内表面50在加强特征34的区域中接触并连接到第二冲压金属壳32的相应内表面。壳周界54通常沿着零件的外侧或边缘,并形成凸起的高原状部分,该部分至少部分地围绕加强特征34的凹陷或凹槽。壳周界54的高度和/或宽度可以是均匀的,或者可以是变化的,这取决于应用的具体需求和要求,并且有助于限定加强特征34的形状和结构。
壳连接节点部分56、58是金属壳30的区域,该区域被设计为容纳并牢固地附接至连接节点36、38,诸如具有球窝接头或衬套的连接节点,该球窝接头或衬套又可操作地将下控制臂16连接到车辆悬架系统的其余部分。还有容纳衬套连接节点40的另一个壳连接节点部分,但是没有对它进行单独编号。在本实施例中,每个壳连接节点部分提供了用于将金属壳30焊接或以其他方式连接至相应的连接节点的表面。金属壳30不限于任何特定的壳连接节点部分布置,因为部分56通常包含与球窝接头连接节点36连接的更尖锐的、更方形的凸缘(见图3),而部分58通常包含与衬套销连接节点38互补的更圆的凸缘(见图4)。包含球窝接头连接节点36、衬套销连接节点38、以及衬套连接节点40的图示构造是三点式控制臂的说明。但是,应该理解,本悬架部件可以具有比这里所示更多或更少的连接节点,其可以具有与这里所示不同类型的连接节点,或者其可以在连接节点方面具有完全不同的布置,因为这些仅仅是示例。
第二冲压金属壳32类似于第一冲压金属壳30,使得两个金属壳可以连接在一起以形成蛤壳状或盒状设计。除非另有说明,可以假设第二冲压金属壳32具有与上文结合第一冲压金属壳30所述相同的零件、特征、材料、特性等(等同的特征用相同的数字标识,除了附图标记带有撇号之外)。因此,为了认同上文的描述(其也适用于这里),省略了对第二冲压金属壳的全部重复的描述。在附图所示的实施例中,第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32很大程度上是彼此的镜像,使得加强特征34包含分别在第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32中形成的互补凹陷或凹槽68、68’的组合。但是,下控制臂16不限于这种构造。
在另一个实施例中,其中第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32不是彼此的镜像,仅其中一个金属壳包含作为加强特征34的一部分的冲压凹陷或凹槽,而另一个金属壳不包含。举例来说,有可能的是,第一冲压金属壳30具有凹陷68,使得内表面50与不具有这种凹陷的第二冲压金属壳32接触和匹配(该实施例未示出),反之亦然。对于具有凹陷的金属壳30来说,可以使用较薄规格和/或较低刚性的金属板,而对于不具有凹陷的金属壳32来说,可以使用较厚规格和/或较高刚性的金属板,尽管这是可选的。在这样的实施例中,加强特征34将仅包含第一金属壳30中的凹陷68,而不是包含两个金属壳中的凹陷。尽管第一冲压金属壳30在附图中示出为上部件或上件,而第二冲压金属壳32示出为下部件或下件,但是第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32可以以任何合适的方向设置,这取决于给定悬架部件的具体需求。此外,第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32可以由具有相同厚度或不同厚度的金属制成,并且所使用的金属类型可以相同或者它们可以在策略上不同。
加强特征34被设计为提高零件的刚度、强度和/或完整性,而不会大幅度增加其重量。加强特征34使第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32能够在焊缝66处结合且连接在一起,焊缝66朝向零件的中部定位,使得其位于零件外边缘的内侧,并且不同于仅沿着零件的外侧或外边缘焊接的其他多件式部件。在加强特征34处的零件的焊接双倍厚度(即,该区域中的第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32的组合厚度)增加了零件的刚度、强度和/或完整性,同时仍然使下控制臂16能够具有轻量的蛤壳或盒式几何形状。应该注意,除了凹陷焊缝66之外,下控制臂16可以沿着或者也可以不沿着第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32的凸缘部分相互重叠的部分的外边缘焊接。参考图5所示的示例,加强特征34包含凹陷周界60、凹陷侧壁62、凹陷底板64、凹陷焊缝66、以及凹陷或凹槽68。因为图5所示的第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32通常是彼此的镜像,所以已省略凹陷特征60’、62’、64’、68’等的全部重复描述。应该理解,除非另有说明,一组凹陷特征的描述同样适用于另一组。
凹陷周界60通常围绕凹陷68,并且在某种程度上有助于限定加强特征34。凹陷侧壁62从凹陷周界60向下延伸至凹陷底板64,并且取决于零件的特定区域中的刚度和/或强度要求,可以具有不同程度的斜率或倾斜度。在图示的示例中,从凹陷周界60到凹陷侧壁62的过渡由第一半径70限定,而从凹陷侧壁62到凹陷底板64的过渡由第二半径72限定。凹陷侧壁62的斜率或倾斜度以及第一半径和第二半径会影响零件的刚度。举例来说,凹陷侧壁62的斜率越大(即,凹陷侧壁越垂直),则垂直刚度越大;并且第一半径和第二半径越小(即,半径越小),则刚度越大。通常优选的是,第一半径和第二半径各自具有近似相同的内径。斜率和半径将通常需要与将零件形成所需形状的能力相平衡。根据一个非限制性示例,凹陷侧壁62具有变化的高度尺寸x,x介于4.5mm至45mm之间,含4.5mm和45mm(例如,介于约13mm至约20mm之间,含13mm和20mm),并且在第一半径70和第二半径72之间延伸,其中每个半径等于或大于金属壳30的金属板的厚度(例如,大于1.5mm)。
凹陷底板64通常形成加强特征34的底板或基座,并且至少部分被凹陷侧壁62包围。根据图5所示的实施例,凹陷底板64基本上是平坦的或平面的,因此它可以抵靠相对的金属壳32的相应凹陷底板64’平放,并且它是实心的或不间断的表面。但是,仅举几种可能性,在其他实施例中,凹陷底板64可以稍微凹进或凸出,它可以具有一系列孔或切口以便进一步减轻重量(例如,见图6和图7中的实施例),或者它可以具有连接到车辆悬架系统的其他部件的附接特征。在两个凹陷底板64、64’都稍微凸起的示例中(未示出),第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32可以在凹陷底板的中部中相互弯曲远离,但是仍然可以通过凹陷焊缝66朝向凹陷侧壁62向外焊接在一起。在凹陷底板64、64’具有孔、切口、狭缝、狭槽和/或其他开口的示例中,诸如在图6和图7中,开口可以进一步减轻零件的重量,或者它们可以在策略上定位以减轻冲压、拉制和/或其他制造过程中的应力或应变。就凹陷底板64包含附加附接特征的示例而言,凹陷底板可以容纳紧固件(例如,螺栓或销),使得控制臂可以连接至其他悬架部件。在提供足够的刚度和/或强度方面,在下控制臂16的至少一些部分中,优选的是,加强特征34的宽度Y为该区域中部件的相应宽度W的至少50%。前述示例只是能够对附图中所示的示例性实施例进行的一些潜在修改,因为也存在其他修改。
凹陷焊缝66有助于将第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32连接在一起,并且至少部分定位在凹陷底板64上。凹陷焊缝66可以是曲线激光焊缝,该曲线激光焊缝从零件的一侧形成(即,激光仅从一侧撞击零件,而不是从两侧,并且是贯穿焊缝),使得其完全穿透至少一个凹陷底板64,并且至少部分延伸到相对的凹陷底板64’中。凹陷焊缝66可以沿着凹陷底板64的周界,使得其以尺寸Z定位在凹陷侧壁62的稍微内侧,因此焊缝比凹陷底板64的中部更靠近侧壁62。在刚度方面,优选的是,凹陷焊缝66尽可能靠近凹陷底板64的外边缘(即,距离Z尽可能小),但是,制造局限性可能会限制这一点。根据非限制性示例,凹陷焊缝66与凹陷侧壁62间隔开距离Z,Z介于1.5mm至10mm之间,含1.5mm和10mm。另外,凹陷焊缝66可以是单个连续焊缝,其在凹陷内的焊接环或焊接路径周围完全延伸,并以不间断的方式自行闭合。应该认识到,尽管上文描述了凹陷焊缝66的一些示例性特性,但是本申请不限于这样,因为凹陷焊缝可以是除激光焊缝之外的一种类型的焊缝,列举几种可能性,它可以朝向凹陷底板64的中部定位,可以是具有一个或多个段的不连续或间断焊缝,可以包含多个焊缝,或者可以包含机械或其他紧固机构。在使用多个凹陷焊缝66的一个示例中,一个焊缝可以围绕另一个焊缝形成环,使得焊缝大体上是同心的。根据应用的具体要求,除了凹陷焊缝66之外或者代替凹陷焊缝66,还有可能使用粘合剂(例如,结构性的粘合剂)。
凹陷68可以包含在第一冲压金属壳30中形成的一个或更多个凹陷、凹槽、凹口和/或其他特征。在一个示例中,当制造该零件时,凹陷68被冲压或拉制到金属壳30中。凹陷68的宽度、深度、形状和/或其他特性在很大程度上由使用凹陷68的应用的要求和特殊性决定,因为凹陷不必具有附图中所示的完全相同的构造。如上所述,第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32有可能各自具有凹陷68、68’(如附图所示),或者仅第一冲压金属壳30或第二冲压金属壳32中的一个金属壳有可能具有凹陷。
除了在凹陷焊缝66处将第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32连接在一起之外,金属壳还可以在各个连接节点36-40处连接和/或围绕零件的外周界连接。例如,如图5所示,第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32还可以在连接节点36-40处并沿着它们的盒状重叠边缘80、80’焊接或以其他方式连接。在其他实施例中,可以使用带凸缘的蛤壳式样式(即,其中,重叠边缘进一步被弯曲,使得它们相互水平对齐,而不是垂直对齐,如图5所示的方向),或者还可以使用连接第一金属板和第二金属板的其他方式(例如,卷边或铆接)。
根据示例性制造过程,第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32中的每一个都是通过用合适厚的金属板材料(诸如由下一代钢制成的金属板材料)冲压零件而形成的,从而使得金属壳中的一个或两个金属壳包含凹陷68、68’。然后,提供用于连接节点36-40的各种部件(例如,球窝接头连接节点36、衬套连接节点38、40可以单独制造并根据已知的锻造、铸造和/或其他操作来提供)。接下来,将连接节点36-40对齐并放置在第一冲压金属壳30和第二冲压金属壳32的壳连接节点部分56、58之间(见图3和图4),使得部件可以组装在一起。组装步骤包含在凹陷焊缝66处以及沿着外重叠边缘80、80’将金属壳30、32焊接在一起。另外,一个或更多个焊缝可以用于将连接节点36-40固定到金属壳的壳连接节点部分56、58。
现转到图6和图7,示出了下控制臂的几个其他实施例,其中切口用于进一步减轻零件的重量。在图6的实施例中,下控制臂116在其中一个金属壳的凹陷底板中具有切口164,而在图7的实施例中,下控制臂216在两个金属壳的凹陷底板中都具有切口264。除非另有说明,可以假设下控制臂116、216具有与上文结合下控制臂16所述相同的零件、特征、材料、特性等(除了附图标记增加了一百或两百之外,等同的特征通常用相同的数字标识)。因此,为了认同上文的描述(其也适用于这里),省略了对下控制臂116、216的全部重复的描述。
从图6开始,下控制臂116是根据蛤壳式或盒式设计布置的多件式部件,并且包含第一冲压金属壳130、第二冲压金属壳132、加强特征134、以及连接节点(未示出)。加强特征134又包含凹陷周界160、凹陷侧壁162、凹陷底板164、凹陷焊缝166、凹陷或凹槽168,以及位于凹陷焊缝166内侧的切口176。在图示的示例中,切口176在第一冲压金属壳130中形成(可选地,其可以在第二壳132中形成),使得下控制臂116在凹陷凹槽168底部处的区域中仅一层厚;列举几种可能性,这可能导致大量的重量减轻,或者它可以给零件提供一定应力或应变消除特征。限定切口176的边缘或边界可以位于凹陷焊缝166的稍微内侧(即,朝向零件的中心),因此来自第一冲压金属壳130和第二冲压金属壳132的凹陷底板的材料足够用于激光或电子束LB产生凹陷焊缝166。激光束LB可以倾斜一个角度,以便在切口176的边缘形成的台阶174处撞击或冲击堆叠的壳层。当然,可以使用其他焊接和/或其他附接机构(例如,粘合剂、紧固件等)代替。
在图7中,下控制臂216是根据蛤壳式或盒式设计布置的多件式部件,并且包含第一冲压金属壳230、第二冲压金属壳232、加强特征234、以及连接节点(未示出)。加强特征234又包含凹陷周界260、凹陷侧壁262、凹陷底板264、凹陷焊缝266、凹陷或凹槽268,以及切口276。在该示例中,切口276在第一冲压金属壳230和第二冲压金属壳232两者中形成,因此下控制臂116在凹陷凹槽268底部处的区域中完全打开;列举几种可能性,这可能导致大量的重量减轻,或者它可以给零件提供一定应力或应变消除特征。限定第二壳232中的切口276的边缘可以位于凹陷焊缝266和限定第一壳230中的切口的边缘两者的稍微内侧(即,朝向零件的中心定位,使得两个边缘是偏移的或成阶梯式的,而不是齐平的)。两个边缘偏移或交错的量应该使得它从第一冲压金属壳230和第二冲压金属壳232提供足够的材料用于激光或电子束LB产生凹陷焊缝266。正如前面的示例,激光束LB可以倾斜一个角度,以便在切口276的边缘形成的台阶274处撞击或冲击堆叠的壳层。当然,可以使用其他焊接和/或其他附接机构(例如,粘合剂、紧固件等)代替。
可以理解,前面的描述不是本发明的定义,而是对本发明的一个或更多个示例性说明的描述。本发明不限于本文公开的一个或多个具体示例,而是仅仅由以下权利要求限定。此外,囊括在前面的描述中的陈述涉及具体的示例性说明,并且不应被解释为对本发明的范围或权利要求中使用的术语的定义的限制,除非术语或短语在上文被明确定义。对于本领域技术人员来说,对所公开的一个或多个实施例的各种其他示例和各种改变和修改将变得显而易见。所有这些其他实施例、改变、以及修改都将落入所附权利要求的范围内。
如在本说明书和权利要求书中所使用的,术语“例如”、“比如”、“举例来说”、“诸如”以及“如”,以及动词“包括”、“具有”、“包含”和它们的其他动词形式,当与一个或更多个部件或其他项的列表一起使用时,每个都应被解释为开放式的,可以认为,意味着该列表不排除其他的、附加的部件或项。其他术语应使用其最广泛的合理含义来解释,除非它们在需要不同解释的上下文中使用。
Claims (20)
1.一种车辆悬架部件(16),其包括:
第一冲压金属壳(30),所述第一冲压金属壳包含壳内表面(50)和壳外表面(52);
第二冲压金属壳(32),所述第二冲压金属壳包含壳内表面(50’)和壳外表面(52’);以及
加强特征(34),所述加强特征在所述第一冲压金属壳或所述第二冲压金属壳中的至少一个中形成,并且包含凹陷(68)、凹陷周界(60)、凹陷侧壁(62)、凹陷底板(64)以及凹陷焊缝(66),所述凹陷周界至少部分围绕所述凹陷,所述凹陷侧壁连接到所述凹陷周界,所述凹陷底板连接到所述凹陷侧壁,所述凹陷焊缝至少部分位于所述凹陷底板中,其中,所述凹陷焊缝是完全穿透所述凹陷底板(64)的激光焊缝、并将所述第一冲压金属壳和所述第二冲压金属壳的所述壳内表面连接在一起,其中,所述第一冲压金属壳(30)或所述第二冲压金属壳(32)中的至少一个冲压金属壳由下一代钢制成,所述下一代钢在成形之后具有沿承载路径等于或大于780MPa的屈服强度。
2.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(16),其中,所述第一冲压金属壳(30)或所述第二冲压金属壳(32)中的至少一个冲压金属壳由下一代钢制成,所述下一代钢在成形之后具有等于或大于30%的伸长率。
3.根据权利要求2所述的车辆悬架部件(16),其中,所述至少一个冲压金属壳(30,32)具有介于1.0mm至5.0mm之间的平均厚度,并且由下一代钢制成,所述下一代钢选自由先进高强度钢(AHSS)、第三代钢(Gen3钢)、第四代钢(Gen4钢)、或可压制硬化或热冲压钢组成的组。
4.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(16),其中,所述第一冲压金属壳(30)或所述第二冲压金属壳(32)中的至少一个冲压金属壳包含壳连接节点部分(56,58),所述壳连接节点部分在所述至少一个冲压金属壳中一体形成,并且被构造成容纳连接节点(36,38),并且,所述连接节点被构造成将所述车辆悬架部件连接到车辆悬架系统的其余部分。
5.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(16),其中,所述第一冲压金属壳(30)和所述第二冲压金属壳(32)形状互补,且形成蛤壳式或盒式设计,并且一个或更多个连接节点(36,38,40)夹在所述第一冲压金属壳和所述第二冲压金属壳之间。
6.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(16),其中,所述加强特征(34)在所述第一冲压金属壳(30)和所述第二冲压金属壳(32)两者中形成,并且所述第一冲压金属壳和所述第二冲压金属壳中的每一个都包含:凹陷(68,68’);凹陷周界(60,60’),其至少部分地围绕相应的凹陷;凹陷侧壁(62,62’),其连接到相应的凹陷周界;凹陷底板(64,64’),其连接到相应的凹陷侧壁;以及凹陷焊缝(66),其至少部分地位于两个所述凹陷底板中,其中,所述凹陷焊缝将所述第一冲压金属壳和所述第二冲压金属壳的所述壳内表面(50,50’)连接在一起。
7.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(16),其中,所述加强特征(34)仅在所述第一冲压金属壳(30)和所述第二冲压金属壳(32)中的一个冲压金属壳中形成,并且所述一个冲压金属壳包含:凹陷(68);凹陷周界(60),其至少部分地围绕所述凹陷;凹陷侧壁(62),其连接到所述凹陷周界;凹陷底板(64),其连接到所述凹陷侧壁;以及凹陷焊缝(66),其至少部分地位于所述凹陷底板中,其中,所述凹陷焊缝将所述第一冲压金属壳和所述第二冲压金属壳的所述壳内表面(50,50’)连接在一起。
8.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(16),其中,具有所述凹陷焊缝(66)的所述加强特征(34)形成增加所述车辆悬架部件的刚度的焊接的双倍厚度部分,并且所述焊接的双倍厚度部分朝向所述车辆悬架部件的中部定位,使得其位于所述车辆悬架部件的外边缘的内侧。
9.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(16),其中,所述凹陷侧壁(62)从所述凹陷周界(60)向下延伸至所述凹陷底板(64),并且包含在所述凹陷周界与所述凹陷侧壁之间的第一半径(70)以及在所述凹陷侧壁与所述凹陷底板之间的第二半径(72)。
10.根据权利要求9所述的车辆悬架部件(16),其中,所述第一半径(70)和所述第二半径(72)等于或大于它们形成于其中的第一冲压金属板壳(30)或第二冲压金属板壳(32)的厚度。
11.根据权利要求9所述的车辆悬架部件(16),其中,所述凹陷侧壁(62)具有变化的高度尺寸x,所述高度尺寸x介于4.5mm至45mm之间,含4.5mm和45mm。
12.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(16),其中,所述凹陷底板(64)形成所述加强特征(34)的基座,并且所述凹陷底板(64)基本是平坦的或平面的,使得其可以抵靠所述第一冲压金属壳(30)或所述第二冲压金属壳(32)中的另一个冲压金属壳平放。
13.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(16),其中,所述加强特征(34)的宽度Y为在那个区域中所述车辆悬架部件(16)的相应宽度W的至少50%。
14.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(16),其中,所述凹陷焊缝(66)是曲线激光焊缝,所述曲线激光焊缝沿着所述凹陷底板(64)的周界,使得其以尺寸Z位于所述凹陷侧壁(62)的内侧,并且对于所述凹陷焊缝的长度的至少一部分来说,所述凹陷焊缝比所述凹陷底板的中部更靠近相应的侧壁(尺寸Z)定位。
15.根据权利要求14所述的车辆悬架部件(16),其中,对于所述凹陷焊缝的长度的至少一部分来说,所述凹陷焊缝(66)与所述凹陷侧壁(62)间隔开距离Z,所述距离Z介于1.5mm至10mm之间,含1.5mm和10mm。
16.根据权利要求14所述的车辆悬架部件(16),其中,所述凹陷焊缝(66)是围绕所述凹陷底板(64)内的焊缝环延伸的连续焊缝。
17.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(116),其中,加强特征(134)还包含在凹陷底板(164)中形成的切口(176)和在所述切口的边缘处形成的台阶(174),所述切口至少部分地位于凹陷焊缝(166)的内侧。
18.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(216),其中,加强特征(234)还包含在第一冲压金属壳(230)和第二冲压金属壳(232)两者的凹陷底板(264,264’)中形成的切口(276),所述切口至少部分地位于凹陷焊缝(266)的内侧。
19.根据权利要求1所述的车辆悬架部件(16),其中,所述车辆悬架部件是下控制臂,所述下控制臂包含:用于附接至球窝接头的球窝接头连接节点、用于附接至衬套销的衬套销连接节点、以及用于附接至衬套的衬套连接节点。
20.一种用于制造车辆悬架部件(16)的方法,所述方法包括以下步骤:
冲压包含壳内表面(50)和壳外表面(52)的第一冲压金属壳(30);
冲压包含壳内表面(50’)和壳外表面(52’)的第二冲压金属壳(32),其中,所述第一冲压金属壳和所述第二冲压金属壳中的至少一个具有加强特征(34),所述加强特征包含:凹陷(68);凹陷周界(60),其至少部分地围绕所述凹陷;凹陷侧壁(62),其连接到所述凹陷周界;以及凹陷底板(64),其连接到所述凹陷侧壁;并且
通过形成至少部分地位于所述凹陷底板中的凹陷焊缝(66),将所述第一冲压金属壳和所述第二冲压金属壳的所述壳内表面连接在一起,其中,所述凹陷焊缝(66)是完全穿透所述凹陷底板(64)的激光焊缝,其中,所述第一冲压金属壳(30)或所述第二冲压金属壳(32)中的至少一个冲压金属壳由下一代钢制成,所述下一代钢在成形之后具有沿承载路径等于或大于780MPa的屈服强度。
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