[发明专利]机动车轴和用于制造机动车轴的横梁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机动车轴，包括两个纵拉杆和一个连接这两个纵拉杆的横梁，其中，所述横梁包括具有U形横截面的开口的型材，所述型材具有腹板和在纵向侧从该腹板弯曲的侧边；所述型材的开口在装入位置指向车道。此外，本发明涉及一种用于制造相应的机动车轴的横梁的方法。

背景技术

本发明的轴结构也大多称为复合转向轴。对其提出非常确定的要求：产生预先规定的行驶特性和相应的行驶舒适性。

在设计复合转向轴的横梁时在现有技术中已知大量的变体方案。例如WO 2013/185217 A1或者DE 10 2007 058 582 A2公开了用于机动车轴的横梁，该横梁用管状的型材制造。该型材的中间部段变形，使得在那里产生一个具有大致U形横截面的双壁型材。由此该区域容易扭转，而该型材的保持管状的端部部段具有相应较高的刚度。

DE 10 2009 050 058 A1公开了一种用于机动车的复合转向轴，其中，横梁用成形的板坯构造并且具有U形横截面。在端部区域内横梁通过加强元件加固，横梁在加强元件的端部区域内具有变大的壁厚，由此实现从横梁的容易扭转的中间部段向横梁的端部区域的非常平稳的刚度过渡。

在DE 10 2009 004 441 A1中，通过有利地在横梁的端部区域内设置弹簧座圈来减小刚度跃变。

从JP 2000-052733 A中获知一种用于制造机动车轴的横梁的方法，其中首先剪裁板坯并且由该被剪裁的板坯成形横梁。在该横梁的情况下横截面也在它的长度上变化，以便以相应的方式调整刚度。

从DE 199 49 341 A1中也得知一种用于机动车轴的横梁。这里同样首先剪裁板坯，其中该剪裁这样进行，使得在后来将该板坯变形为大致管状横梁的情况下，所产生的型材的中间部段不被完全封闭，从而在该区域内存在比在所述型材的端部区域内较小的扭转刚度。

大多数复合转向轴应该具有小的滚动刚度或者扭转刚度。这意味着：复合转向轴的横梁能够围绕其纵轴线旋转。特别是在通过复合转向轴连接的两个车轮沿相反方向跳动的情况下，该特性具有重要意义。

但是同时在侧向力作用的情况下轮距调整和外倾调整都应该尽可能保持。这意味着：复合转向轴应该具有高的轮距刚度和外倾刚度。这点能够通过复合转向轴的横梁在侧向力作用的情况下具有高的抗弯强度而实现。这种高的抗弯强度能够通过相应调整横梁的几何条件而实现。具有矩形或U形型材横截面的横梁就横截面面积而言具有大的抗弯强度，从而该横截面形状十分经常地在发明的轴中使用。型材横截面越大，抗弯强度也越大。

在JP S 58-53504A中公开了一种包括具有矩形横截面的横梁的机动车轴。该横梁的横截面(更确切而言无论高度还是宽度)逐渐变化。该横梁在它的中心具有最大的横截面并且该横截面朝向相对置的端部连续减小。

然而，随着型材横截面的增大，横梁的滚动刚度也升高。但是这与应该使滚动刚度保持得尽可能小的要求相反。

为了使滚动刚度相对于抗弯强度在型材横截面增大的情况下仍然保持得小，通常在复合转向轴的情况下减小横梁的壁厚。该壁厚减小具有降低滚动刚度的效果。但是壁厚不能任意薄。横梁型材的过薄壁厚导致型材的焊接性变差。为了保持横梁的端部区域的强度，通常给端部区域提供多个加强板。这些加强板在型材的开口内与其焊接。在壁过薄的情况下具有加强板的型材的持久牢固的焊接不再可能。因此，可实现的、复合转向轴的轮距或外倾刚度与滚动刚度之比受到限制。

发明内容

因此本发明的任务是，提供一种机动车轴，其允许较大程度地将复合转向轴的轮距和外倾刚度与滚动刚度彼此解耦并且消除所述的现有技术缺点。另外，本发明的任务是，建议一种相应的用于制造这种机动车轴的方法。

本发明的主题是机动车轴，其包括两个纵拉杆和一个连接两个纵拉杆的横梁，其中，横梁包括具有U形横截面的开口的型材，所述型材具有一个腹板和在纵向侧从该腹板弯曲的侧边；所述型材的开口在装入位置指向车道。另外，车辆前侧的侧边在型材的端部部段内具有相对于型材的中间部段减小的高度。