機動車的底盤轉(zhuǎn)向臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種底盤轉(zhuǎn)向臂，該底盤轉(zhuǎn)向臂具有由板材制成的單殼基體，在該基體上設(shè)置有多個用于連接軸承部件的軸承區(qū)域，基體通過軸承部件能夠與車身和機動車的車輪懸架的運動部分連接，其中，基體具有兩個相互過渡至彼此的臂，這兩個臂限定出基體平面和基體的凹形的邊緣區(qū)域，其中，該凹形的邊緣區(qū)域從輪側(cè)的軸承區(qū)域延伸至車身側(cè)的軸承區(qū)域并相對于基體平面彎曲。
【背景技術(shù)】
[0002]在不同的實施方式中已知在機動車車身和輪架的動力運轉(zhuǎn)部分，特別是車輪懸架之間形成鏈結(jié)的底盤轉(zhuǎn)向臂。該底盤轉(zhuǎn)向臂可以設(shè)置為鑄件或者由鋼板制成的單殼。對這類底盤轉(zhuǎn)向臂來說，除了其形狀穩(wěn)定性和耐磨損性之外其重量也很重要。因為通過在更高的形狀穩(wěn)定性條件下具有很輕的構(gòu)件重量可以實現(xiàn)減輕機動車重量并以此減少燃料消耗。
[0003]已知開頭所述類型的底盤轉(zhuǎn)向臂(DE 10 2007 018 569 Al)具有基本L形或三角形的外形輪廓。該已知的底盤轉(zhuǎn)向臂形成為單殼，其中，在其板臂的端部設(shè)置有用于連接軸套形的軸承部件的軸頸。該板臂具有U形的橫截面形狀并在凹口處終止，該凹口與軸頸呈至少270°的包容角并與軸頸材料配合地連接。雖然由于單殼的板狀結(jié)構(gòu)這類底盤轉(zhuǎn)向臂(橫向?qū)П?能夠低成本地制造，但是當為了實現(xiàn)很輕的重量而使用相對較薄的板材時，其形狀穩(wěn)定性并不令人滿意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明以創(chuàng)造一種底盤轉(zhuǎn)向臂為目的，該底盤轉(zhuǎn)向臂能夠低成本地生產(chǎn)并在更高的形狀穩(wěn)定性(構(gòu)件剛性)下還具有很輕的重量。
[0005]按照本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1所述特征的底盤轉(zhuǎn)向臂實現(xiàn)。本發(fā)明的底盤轉(zhuǎn)向臂的優(yōu)選和有利的設(shè)計在從屬權(quán)利要求中說明。
[0006]按照本發(fā)明的底盤轉(zhuǎn)向臂的特征在于，其基體的凹形彎曲的邊緣區(qū)域至少沿弧長部分具有至少一個傾斜面，從橫截面觀察，所述傾斜面和與其相鄰的、凹形彎曲的邊緣區(qū)域的面呈范圍在25°至75°間的角度。
[0007]因此，在板厚預(yù)設(shè)定或保持不變或構(gòu)件重量恒定時，底盤轉(zhuǎn)向臂的形狀穩(wěn)定性，特別是所允許的壓曲臨界荷載提高。另外，通過按照本發(fā)明的解決方案在車輛行駛中的轉(zhuǎn)向臂中產(chǎn)生均勻的應(yīng)力分布。該底盤轉(zhuǎn)向臂由于單殼板型結(jié)構(gòu)能夠低成本地生產(chǎn)，該單殼型也適宜于傾斜面的形成。
[0008]設(shè)置在基體凹形彎曲的邊緣區(qū)域上的傾斜面與斜邊相同或相似。該傾斜面可以沿基體凹形彎曲的邊緣區(qū)域的整個弧長設(shè)置。按照本發(fā)明一個對生產(chǎn)技術(shù)有利的實施方式，當傾斜面(斜邊)僅延伸經(jīng)過凹形彎曲的邊緣區(qū)域的弧長的部分長度，例如延伸經(jīng)過小于80%,特別是小于60 %的該弧長時，就足夠使構(gòu)件剛性，特別是壓曲臨界荷載提高，和/或使基體中的應(yīng)力分布均勻化。特別是，本發(fā)明設(shè)置為，傾斜面延伸經(jīng)過的弧長部分為至少10%，優(yōu)選至少20%的凹形彎曲的邊緣區(qū)域的弧長。
[0009]按照本發(fā)明的底盤轉(zhuǎn)向臂的另一個有利設(shè)計的特征在于，傾斜面和與其相鄰的、凹形彎曲邊緣區(qū)域的面所呈的角度沿弧長部分變化，其中，該變化為至少5°，優(yōu)選至少10°。由此繼續(xù)提高構(gòu)件的剛性，特別是允許的壓曲臨界荷載。通過該設(shè)計進一步均勻化或優(yōu)化在車輛運行期間出現(xiàn)在底盤轉(zhuǎn)向臂基體中的應(yīng)力分布。
[0010]公司內(nèi)部實驗得出，當按照本發(fā)明另一個有利的設(shè)計傾斜面從橫截面觀察具有范圍在5mm到20mm的長度時，底盤轉(zhuǎn)向臂的構(gòu)件剛性或能承受的壓曲臨界荷載特別明顯地提高。另外還發(fā)現(xiàn)，當按照本發(fā)明另一個有利的設(shè)計傾斜面的長度沿所述弧長部分變化，其中，該變化為至少1mm，特別是至少2mm時，底盤轉(zhuǎn)向臂的構(gòu)件剛性、能夠承受的壓曲臨界荷載和/或應(yīng)力分布被進一步優(yōu)化。
[0011]特別優(yōu)選一種按照本發(fā)明的底盤轉(zhuǎn)向臂的實施方式，其中，具有傾斜面的弧長部分與基體區(qū)域交叉，在該基體區(qū)域中兩個臂相互過渡至彼此。該設(shè)計對于力求的構(gòu)件剛性的提高和應(yīng)力分布均勻化特別有效。
[0012]按照本發(fā)明的底盤轉(zhuǎn)向臂的另一個優(yōu)選設(shè)計，當?shù)妆P轉(zhuǎn)向臂的基體平面通過圓形棱過渡至傾斜面(斜邊)時，有利于應(yīng)力分布的均勻化。該圓形棱優(yōu)選地具有大于基體板厚的半徑(外半徑)，例如1.5倍至3倍板厚。
[0013]按照本發(fā)明的底盤轉(zhuǎn)向臂的另一個優(yōu)選設(shè)計，當其傾斜面通過圓形棱過渡至與傾斜面相鄰的、凹形彎曲的邊緣區(qū)域的面，有利于應(yīng)力分布的均勻化。該圓形棱優(yōu)選地具有大于基體板厚的半徑(外半徑)，例如1.5倍至3倍板厚。
[0014]特別是，當按照優(yōu)選的實施方式底盤轉(zhuǎn)向臂的基體在各個軸承區(qū)域具有開放的橫截面形狀時，按照本發(fā)明的底盤轉(zhuǎn)向臂的生產(chǎn)成本比較低。
[0015]為了在高構(gòu)件剛性下實現(xiàn)盡可能低的重量，基體的板材具有范圍在2mm至6mm內(nèi)的厚度和范圍在350MPa至1200MPa內(nèi)的抗拉強度。該基體優(yōu)選地由雙相鋼構(gòu)成。如果期望更高的強度或構(gòu)件剛性，所謂的復(fù)雜相鋼或熱力機械軋制的冷成型鋼也非常適用于制造按照本發(fā)明的底盤轉(zhuǎn)向臂。
【附圖說明】
[0016]隨后結(jié)合附圖借助多個實施例進一步說明本發(fā)明。其中，
[0017]圖1以俯視圖示出了由板材制成的單殼底盤轉(zhuǎn)向臂，
[0018]圖2以沿圖1中A-A切線放大的截面圖示出了底盤轉(zhuǎn)向臂的一個臂，
[0019]圖3以立體圖示出了由板材制成的單殼底盤轉(zhuǎn)向臂的第二個實施方式，
[0020]圖4以立體圖示出了由板材制成的單殼底盤轉(zhuǎn)向臂的第三個實施方式，并且
[0021]圖5以立體圖示出了由板材制成的單殼底盤轉(zhuǎn)向臂的第四個實施方式。
【具體實施方式】
[0022]圖1和圖2所示的底盤轉(zhuǎn)向臂(橫向?qū)П?I包含具有基本為L形或三角形輪廓的基體。該轉(zhuǎn)向臂設(shè)置為機動車，特別是轎車的前橋橫向?qū)П邸?br>[0023]底盤轉(zhuǎn)向臂I的基體2設(shè)計為單殼的(單塊的)板材成型件。該板材成型件由板材扁坯，特別是通過深沖變?yōu)闅ば??；w2具有兩個相互過渡至彼此的臂2.1,2.2，這兩個臂限定出基體平面3和凹形的邊緣區(qū)域4。
[0024]在基體2上設(shè)置有用于連接軸承部件的軸承區(qū)域5.1、5.2、5.3。連接軸襯6是其中一個軸承部件，該連接軸襯焊接在軸承區(qū)域5.2并且容納套有橡膠的軸襯(未示出)。軸頸(未示出)安裝在輪側(cè)的軸承區(qū)域5.1，該軸頸通常設(shè)置為球窩接頭。形成為軸承孔的軸承區(qū)域5.3用于容納橡膠體7，該橡膠體形狀且材料匹配地包圍軸襯(連接軸襯)7.1。該軸承孔5.3具有環(huán)形的凸緣(卷邊)5.31。
[0025]基體2的凹形的邊緣區(qū)域4從輪側(cè)的軸承區(qū)域5.1延伸至車身側(cè)的軸承區(qū)域5.3并相對于基體平面3彎曲。與凹形的邊緣區(qū)域4相對的、臂2.1,2.2的邊緣區(qū)域8、9同樣也是彎曲的，也就是說大致或者幾乎沿與凹形的邊緣區(qū)域4同樣的方向彎曲，從而臂2.1、2.2具有基本U或W形的橫截面形狀。基體2在各個軸承區(qū)域5.1,5.2,5.3具有開放的橫截面形狀。
[0026]凹槽或凹陷10、11在基體平面3上成型。另外，在基體平面3和/或在至少一個的凹陷10、11上設(shè)置有通孔，例如具有環(huán)形的凸緣(卷邊)13.1的開口 13。凸緣13.1,5.31突出于基體2的面，也突出于彎曲的邊緣區(qū)域4、8、9。
[0027]基體2的凹形的邊緣區(qū)域4具有傾斜面(斜邊)14，從橫截面觀察，該傾斜面和與其相鄰的面15呈范圍在25°至75°間的角度α(參見圖2)。從橫截面觀察，面14、15各自具有基本平直的長度或深度部分。傾斜面14由兩個半徑或圓形棱Rl、R2所限定。
[0028]斜邊14至少沿凹形彎曲的邊緣區(qū)域4的弧長部分延伸，其中，該弧長部分為至少10%，優(yōu)選至少20