CN113001004A - 用于制造液压壳体的方法、液压壳体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造用于机动车的制动系统的液压壳体的方法，其中所述液压壳体的柱形的或者空心柱形的第一壳体部件（1）与第二壳体部件（2）借助于摩擦焊接材料锁合地连接，所述方法包括以下步骤：a）将所述柱形的或者空心柱形的第一壳体部件（1）抵靠到所述第二壳体部件（2）处，其中所述第一壳体部件（1）的端面（3）被抵靠到所述第二壳体部件（2）处，从而实现共同的抵靠区域（4）；b）在所述抵靠区域（4）中和/或在与所述抵靠区域（4）邻近的接合区域（5）中通过基于摩擦的热量输入塑化两个壳体部件（1、2）；并且c）顶锻至少一个壳体部件（1、2）和/或挤压摩擦焊接工具（6）到所述壳体部件（1、2）处，从而引起所述两个壳体部件（1、2）的被塑化的区域中的材料变形和/或材料剪切，并且所述两个壳体部件（1、2）在所述抵靠区域（4）中和/或在所述接合区域（5）中达到材料锁合的连接。本发明还涉及一种用于机动车的制动系统的液压壳体。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的用于制造液压壳体的方法。在执行所述方法时，所述液压壳体的柱形的或者空心柱形的第一壳体部件与第二壳体部件材料锁合地连接。
此外，本发明涉及一种具有权利要求7的前序部分的特征的用于机动车的制动系统的液压壳体。
背景技术
带有内燃机的机动车的制动系统将内燃机的负压用于基于真空的制动力增强。但是，为了电气化的驾驶或者为了更高效的马达新生代，需要其他的依赖于真空的制动力增强。一种可能性是在气缸活塞系统中机电地构建压力。这样的系统的气缸由于必要的尺寸至今要么通过完全单独的构件来实现，要么液压壳体总体上更厚地被制作并且相应地被切削。因为切削加工伴随着高材料成本，因此赋予在使用随后被接合在一起的半成品的情况下多件式的构造方式优先级。但是，接合区域在产品生命周期中经受高动态负荷，从而对接合技术提出了高要求。为此，所述接合方法必须保证液压壳体在所述接合区域中是气体密封和水密封的。
在使用由高强度的铝合金制成的半成品和传统的熔化焊接法时，会尤其导致热裂纹和孔隙的形成以及所形成的熔化接合部的软化。于是，所要求的连接特性就不再被保证。
在这一点上，固相接合工艺、尤其基于摩擦的方法提供了在不形成共同的熔池的情况下材料锁合的连接的可能性。由公开文献DE 10 2015 002 434 A1得知例如一种用于制造用于机动车的传动机构壳体的方法，其中壳体部件和强化部件借助于搅拌摩擦焊接材料锁合地彼此连接。以这种方式应实现一种传动机构壳体，所述传动机构壳体在具有低重量的同时具有高强度。
发明内容
以前面所提到的现有技术为出发点，本发明的任务是：给出一种简化的用于制造液压壳体的方法，所述液压壳体是可加载动态高负荷的并且此外是气体密封和水密封的。
所述任务通过具有权利要求1的特征的方法以及通过具有权利要求7的特征的液压壳体来解决。本发明的有利的改进方案能够从相应的从属权利要求中得出。
在所提出的用于制造用于机动车的制动系统的液压壳体的方法中，液压壳体的柱形的或者空心柱形的第一壳体部件与第二壳体部件借助于摩擦焊接材料锁合地连接。所述方法包括以下步骤：
a）将所述柱形的或者空心柱形的第一壳体部件抵靠到所述第二壳体部件处，其中所述第一壳体部件的端面被抵靠到所述第二壳体部件处，从而实现共同的抵靠区域；
b）在所述抵靠区域中和/或在与所述抵靠区域邻近的接合区域中通过基于摩擦的热量输入塑化所述两个壳体部件；并且
c）顶锻（Stauchen）至少一个壳体部件和/或挤压摩擦焊接工具到所述壳体部件处，从而引起所述两个壳体部件的被塑化的区域中的材料变形和/或材料剪切，并且所述两个壳体部件在所述抵靠区域中和/或在所述接合区域中达到材料锁合的连接。
与常规的熔化焊接法不同，在所提出的方法中两个有待接合的壳体部件的基体材料不被熔化，而是仅仅通过基于摩擦的热量输入被塑化。因此，所述两个壳体部件的热影响区域中的基体材料的软化是最小的。以这种方式实现了材料锁合的连接，所述材料锁合的连接承受高动态负荷并且此外没有热裂纹和孔隙，从而还保证了所述连接是气体密封和水密封的。通过动态的再结晶建立了具有细颗粒的结构和优秀的机械特性的材料锁合的连接。此外，通过摩擦工具的挤压和/或顶锻可能发生的在所述抵靠区域和/或所述接合区域中存在的氧化层和/或异物层被破开，这降低了所提出的方法相对于环境影响和/或批次影响的敏感性。
借助于所提出的方法，由相同的或者说相同类型的材料或者由不同的材料制成的壳体部件能够被材料锁合地连接。例如能够实现铝-铝连接或者像例如铝-钢连接或者铝-铜连接一样的混合构造方式。此外可行的是，将由不适合或者仅仅有限地适合熔化焊接的铝合金制成的两个壳体部件材料锁合地连接起来。此外，与传统的熔化焊接法相比，对准备工作和/或对接合区域中的表面的清洁的要求最小。
所述接合区域与抵靠区域相同并且/或者与所述抵靠区域邻近。所述抵靠区域是环形的，因为所述柱形的或者空心柱形的第一壳体部件通过其端面抵靠到所述第二壳体部件处。所述第二壳体部件能够具有任意的形状。所述第二壳体部件例如能够同样地是柱形或者空心柱形的或者是方形的。所述第二壳体部件优选形成平坦的抵靠面，所述第一壳体部件的端面能够抵靠在所述平坦的抵靠面处。
按照本发明的第一优选实施方式，在步骤b）中所需要的热量输入通过两个壳体部件之间的摩擦来产生。所述两个壳体部件之间的摩擦在抵靠区域中产生为了塑化所需要的热量。为此，至少一个壳体部件相对于另外的壳体部件运动、优选旋转。所述方法也被称为旋转摩擦焊接。在这种情况下不需要单独的摩擦焊接工具。
按照本发明的替代的优选实施方式，在步骤b）中所需要的热量输入通过摩擦焊接工具与两个壳体部件之间的摩擦来产生。在此，仅仅所述摩擦焊接工具相对于两个有待接合的壳体部件运动。所述方法也被称为搅拌摩擦焊接。
借助于所述两种方法，也就是说不仅借助于搅拌摩擦焊接而且借助于旋转摩擦焊接能够在不形成共同的熔池的情况下建立材料锁合的连接。与所述旋转摩擦焊接不同，所述搅拌摩擦焊接使用仅一个额外的工具。
在使用摩擦焊接工具时，所述摩擦焊接工具优选在接合区域中以调整角抵靠、挤压到两个壳体部件处并且绕着其自身的纵轴线旋转。在此，所述摩擦焊接工具同时沿着接合区域被引导。由于柱形的或者空心柱形的第一壳体部件通过其端面抵靠在第二壳体部件处，所述摩擦焊接工具必须在接合区域中沿着所述第一壳体部件的外周被引导。在这种情况下，所述第二壳体部件的平坦的抵靠面被证实是有利的。
优选具有固定的、不对称的肩部的摩擦焊接工具被用于摩擦焊接、尤其搅拌摩擦焊接。借助于这样的工具能够简单地制造尤其接近最终轮廓的角焊缝。
如果放弃使用摩擦焊接工具，则优选所述柱形的或者空心柱形的第一壳体部件被挤压到所述第二壳体部件处并且绕着其自身的纵轴线旋转。通过所述第一壳体部件相对于所述第二壳体部件的旋转的运动产生摩擦，所述摩擦导致为了塑化而在步骤b）中需要的热量输入。平坦的抵靠面在这种情况下不仅是有利的而且是强制必须的。通过在步骤c）中的顶锻优选由被顶锻的、被塑化的材料构造焊接隆起。这再一次提高了材料锁合的连接的所需要的密封性。
因此，在按照本发明的方法的步骤c）中优选实现了环绕的角焊缝或者环绕的焊接隆起。
为了解决开头所提到的任务，此外提出了一种用于机动车的制动系统的液压壳体。所述液压壳体包括柱形的或者空心柱形的第一壳体部件和第二壳体部件，其中所述第一壳体部件通过端面抵靠在所述第二壳体部件处，以使得所述两个壳体部件具有共同的抵靠区域。在此，所述两个壳体部件在所述抵靠区域中和/或在与所述抵靠区域邻近的接合区域中借助于摩擦焊接材料锁合地连接。
由于所述两个壳体部件的借助于摩擦焊接建立的材料锁合的连接，所提出的液压壳体具有高动态负荷能力。此外，所述液压壳体是气体密封和水密封的，因为所述连接在接合区域中具有细颗粒的结构，所述细颗粒的结构此外在很大程度上没有孔隙。优选所提出的液压壳体按照之前所描述的按照本发明的方法来制造，从而使得所述液压壳体同时能够特别简单地并且成本低廉地制造。这尤其相对于已经以切削法制造的液压壳体有效。
优选所述材料锁合的连接通过环绕的角焊缝或者环绕的焊接隆起构造。所述角焊缝至少接近最终轮廓。
此外，优选至少一个壳体部件由金属的材料、例如由铝或者铝合金制成。由于这类材料通常仅仅有限地适合于熔化焊接，本发明的优点在此特别显著地起作用。
附图说明
在下文中借助于附图进一步解释本发明的优选的实施方式。其中：
图1示出了按照本发明的第一液压壳体在两个壳体部件接合时的示意性的纵向剖视图；并且
图2示出了按照本发明的另一液压壳体在两个壳体部件接合时的示意性的侧视图。
具体实施方式
从图1中能够得到液压壳体的柱形的第一壳体部件1和方形的第二壳体部件2。为了制造液压壳体，所述两个壳体部件1、2必须被气体密封且水密封地接合。此外，因为所述液压壳体在其产品生命周期中经受高动态负荷，因此正需要避免由于材料的熔化而引起的接合区域中的软化。因此，两个壳体部件1、2借助于搅拌摩擦焊接材料锁合地连接。
在所述材料锁合的连接之前，所述第一壳体部件1通过端面3抵靠到所述第二壳体部件2处，以使得所述两个壳体部件1、2彼此处于共同的抵靠区域4中。所述抵靠区域4在所述第二壳体部件2处通过平坦的抵靠面9形成。摩擦焊接工具6以调整角α在接合区域5中被挤压（压力F）到所述两个壳体部件1、2处并且绕着其纵轴线AW旋转，借助于所述摩擦焊接工具6引起接合区域5中的材料的塑化，以使得所述摩擦焊接工具6浸入到被塑化的材料中。同时，所述摩擦焊接工具6在保持调整角α和压力F的情况下绕着所述第一壳体部件1的外周运动。结果是接近最终轮廓的角焊缝7。
如例如在图2中示出的那样，也能够在没有摩擦焊接工具6的情况下在两个壳体部件1、2之间建立材料锁合的连接。为此，干脆使柱形的第一壳体部件1通过其端面3抵靠和挤压（压力F）到所述第二壳体部件2的平坦的抵靠面9处并且绕着其纵轴线AG旋转。通过所述第一壳体部件1相对于所述第二壳体部件2的旋转实现了抵靠区域4中的材料的塑化。利用压力F使得所述第一壳体部件1相对于所述第二壳体部件2被挤压或者说被顶锻，所述压力F导致被塑化的材料被堆成焊接隆起8。所述焊接隆起8强化了该焊接连接。
作为替代方案，在图1和图2中示出的柱形的第一壳体部件1能够相应地空心柱形地构造。
Claims (9)
1.一种用于制造用于机动车的制动系统的液压壳体的方法，其中所述液压壳体的柱形的或者空心柱形的第一壳体部件（1）与第二壳体部件（2）借助于摩擦焊接材料锁合地连接，所述方法包括以下步骤：
a）将所述柱形的或者空心柱形的第一壳体部件（1）抵靠到所述第二壳体部件（2）处，其中所述第一壳体部件（1）的端面（3）被抵靠到所述第二壳体部件（2）处，从而实现共同的抵靠区域（4）；
b）在所述抵靠区域（4）中和/或在与所述抵靠区域（4）邻近的接合区域（5）中通过基于摩擦的热量输入塑化两个壳体部件（1、2）；并且
c）顶锻至少一个壳体部件（1、2）和/或挤压摩擦焊接工具（6）到所述壳体部件（1、2）处，从而引起所述两个壳体部件（1、2）的被塑化的区域中的材料变形和/或材料剪切，并且所述两个壳体部件（1、2）在所述抵靠区域（4）中和/或在所述接合区域（5）中达到材料锁合的连接。
2.按照权利要求1所述的方法，
其特征在于，在步骤b）中所需要的热量输入通过所述两个壳体部件（1、2）之间的摩擦或者通过所述摩擦焊接工具（6）与所述两个壳体部件（1、2）之间的摩擦来产生。
3.按照权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，所述摩擦焊接工具（6）在所述接合区域（5）中以调整角（α）抵靠、挤压到所述两个壳体部件（1、2）处并且绕着其纵轴线（AW）旋转，其中所述同时所述摩擦焊接工具（6）沿着所述接合区域（5）被引导。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，
其特征在于，具有固定的、不对称的肩部的摩擦焊接工具（6）被用于摩擦焊接，尤其搅拌摩擦焊接。
5.按照权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，所述柱形的或者空心柱形的第一壳体部件（1）被挤压到所述第二壳体部件（2）处并且绕着其纵轴线（AG）旋转。
6.按照上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，在步骤c）中实现环绕的角焊缝（7）或者环绕的焊接隆起（8）。
7.一种用于机动车的制动系统的液压壳体，其包括柱形的或者空心柱形的第一壳体部件（1）和第二壳体部件（2），其中所述第一壳体部件（1）通过端面（3）抵靠在所述第二壳体部件（2）处，以使得两个壳体部件（1、2）具有共同的抵靠区域（4），并且其中两个壳体部件（1、2）在所述抵靠区域（4）中和/或在与所述抵靠区域（4）邻近的接合区域（5）中借助于摩擦焊接材料锁合地连接。
8.按照权利要求7所述的方法，
其特征在于，通过环绕的角焊缝（7）或者环绕的焊接隆起（8）构造所述材料锁合的连接。
9.按照权利要求7或8所述的方法，
其特征在于，至少一个壳体部件（1、2）由金属的材料、例如由铝或者铝合金制成。
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