[发明专利]组合拉杆轴和用于制造扭转型材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的组合拉杆轴以及一种制造用于组合拉杆轴的扭转型材的方法。

背景技术

组合拉杆轴在现有技术中是广泛为人所知的。所述组合拉杆轴的特征在于其在空间需求很小的同时具备在针对车辆专用方面的简单的构造和良好的运动学特性。组合拉杆轴的常规构造包括一个具有末端侧纵拉杆的扭转型材。将两个侧向纵拉杆相连接的该扭转型材致使：在同时弹性挠曲的情况下产生纵拉杆特性以及在相互弹性挠曲的情况下产生斜拉杆特性。该扭转型材经常也称为横梁。

由DE 196 49 076 B4公开了一种属于现有技术的利用焊接技术制成的组合拉杆轴。扭转型材构造成V形并且在其长度的最主要部分上构造为双层壁的。扭转型材的端部是扩大的端部，使得在此可以通过焊接技术连接来建立扭转型材与纵拉杆的良好联结。

由DE 44 16 725 B4亦或DE 196 53 959 C1同样得知一种组合拉杆轴及其制造方法。这样的组合拉杆轴具有两个通过一个扭转型材相连接的纵拉杆。扭转型材具有一个呈V形或U形凹槽的、双层壁的、带有两个翼缘的中间区段。每个翼缘包括一个内壁和一个外壁，它们在其自由端部通过一个弯曲区段相连接。扭转型材的端部通常构造成圆形的。在端部与中间区段之间的过渡从圆形的横截面连续地变化至凹进的横截面。

另外，DE 10 2009 031 981 A1公开了一种制造用于组合拉杆轴的扭转型材的方法，该扭转型材在中间区段中为双层。在制造时，首先在至少一个制造阶段中与板坯前端有一定间距地给板坯设置一个纵向的U形凹槽。接着，将经过变形加工的板坯的翼缘在凹槽旁彼此平行地并相对于凹槽弯曲，然后将经过弯曲的翼缘在其纵向边缘接触的情况下在与板坯前端邻接的区域内变形加工为管状以及在带有凹槽的延长区段中与所述凹槽的轮廓相匹配地变形加工为U形。此后将经过变形加工的翼缘的纵向边缘相互接合。

DE 199 49 341 A1公开了一种组合拉杆轴，其中，扭转型材由一个带有单层的、局部开放的中间区段的空心型材所构成，在中间区段两侧接有呈管状封闭的端部。该扭转型材由一个由板材冲压而成的板坯制成。该板坯在其中间区段中关于中心线对称地具有一个恒定不变的宽度，该宽度在两个端部加宽到端部区段的宽度。将该板坯成型为扭转型材。在成型时，扭转型材在端部区段内构造成一种封闭的、空心柱体形的、特别是圆形的轮廓并且沿着互相贴合的纵边接合。在该扭转型材的中间的区段中，该扭转型材是开放的并且是单层壁的。

DE 101 22 998 A1也介绍了一种带有扭转型材的组合拉杆轴，所述扭转型材具有一个单层的、局部开放的中间区段，在该中间区段上在两侧接有呈管状封闭的端部。

组合拉杆轴的扭转型材遭受很高的静态和特别是动态载荷。因此对扭转型材提出了特别的要求。端部区段应该是尽可能刚硬的(steif)，以避免非期望的轮距变化和外倾变化。但同时该扭转型材还应该是扭转软性的(torsionsweich)，这一点通常是通过扭转型材的扭转软性的中间区段予以实现的。特别是在扭转软性的中间区段与刚硬的端部区段之间的过渡区域内，在运行中再现很高的应力峰值。

已知的是，为了提高特别是单层壁的扭转型材的端部区段的刚性通过加强板来增强端部区段。由DE 10 2009 004 441 A1披露了利用所谓的隔板(Schottblech)来增强刚度。由DE 10 2008 036 340 A1所公开的组合拉杆轴的扭转型材同样是通过隔板增强刚度。

隔板被焊接到开放的扭转型材中。在静态以及特别是动态载荷作用下，可能会在焊缝连接中出现问题，特别是由于在扭转型材相互弹性挠曲时的高应力所导致的疲劳现象。这一点将对组合拉杆轴的使用寿命造成不利影响。

在前文介绍的双层壁的扭转型材中避免了加强板。人们致力于均匀地构造从刚性小的中间区段到刚性高的端部区域的过渡。然而双层壁的构造设计却要求更高的材料投入以及相应更高的重量的。此外，这样的扭转型材在中间区域中于是具备更高的抗扭刚性。

另外，DE 198 40 134 A1公开了另一种用于机动车的组合拉杆后桥(组合拉杆-后车轴)，其中，两个纵拉杆通过一个横梁相互连接。这里，纵拉杆由轻金属、优选由轻金属空心型材构成。在此，优选通过铸造工艺制造组合拉杆，该组合拉杆在制造期间便已包含了作为纵拉杆的整体组成成分的附件。