用于车辆悬架的稳定器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于车辆悬架的稳定器，该稳定器包括带有金属框架的纵向聚合物主体，该金属框架具有两个端部(3)和一个中心部分(2)，并在每个端部具有孔(4)，其中在该孔内容纳有球窝接头(7)，其中，所述框架由两个具有开口部分的金属部件(1)形成，这两个金属部件在它们的开口侧彼此相对地布置，每个部件的所述中心部分具有两个突耳(6)，突耳相对地位于各侧，并朝向开口侧，所述端部包括缘部(3’)，以使两个相向对的部件靠在所述突耳(6)和缘部上，并嵌入包覆模制的主体(5)中，其在外部对它们进行包覆，并填充由所述两个相对的金属部件限定的内部空间。这种稳定器最小化了价格、重量和体积，并且还提高了刚度。
【专利说明】用于车辆悬架的稳定器【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆悬架的稳定器，该稳定器可应用在机动车辆行业的零部件工业领域。
【背景技术】
[0002]机动车辆的悬架系统包括稳定器,该稳定器布置在车辆底盘和每个车轮的悬架之间。这些稳定器通常由圆柱状的元件构成，在其端部包含各自的外壳，用于安装接头，典型的是球窝接头或挠性接头。
[0003]稳定器是连接稳定杆和车轮悬架的部件。稳定器属于通常由稳定杆、稳定器、悬架和车辆底盘构成的运动链。稳定器是负责将稳定杆产生的应力传递给车轮悬架及反之的元件，在车辆底盘上产生与车辆侧倾力矩相反的力矩，从而获得车辆更大的横向刚度。
[0004]当车辆开始过弯时，产生将导致车身向所述弯道的外侧倾斜的离心力，从而产生侧倾力矩(roll moment,滚转力矩)。通过稳定器的方式连接到车辆的悬架的稳定杆又经受扭转，从而产生与车辆侧倾力矩相反的力矩。
[0005]如上所述，稳定器的功能是将稳定杆产生的应力传递给车轮的悬架，并且反之亦然。该元件包括通过纵向本体附连的两个关节(articulation)。该关节可以是球窝接头或挠性接头。其中一个关节又附连到稳定器或扭转杆，而另一个关节附连到车辆的减振器，也可以锚定到不是减振器的悬架的其它任何元件上，例如悬臂。
[0006]稳定器由通常是金属或聚合物主体构成，在端部具有两个运动中心，它们是位于所述端部处的关节的旋转中心。这些关节可以是球窝接头或挠性接头。
[0007]如果这些关节是球窝接头，中间部件布置在该球窝接头和称为座的主体之间，其功能是确保将球窝接头定位在运动中心内，允许将应力从球窝接头传递至主体，并允许球窝接头相对于主体旋转。该座一体地连接到主体上，因此在球窝接头和以上描述的其它部件之间具有相对运动。
[0008]球窝接头具有产生三个旋转自由度以及将稳定器组件连接到稳定杆上或机动车辆减振器上的功能。除了这两个功能外，还具有第三功能，即确保关节内的密封性。该功能还存在在稳定器的主体中，因为灰尘密封件或波纹管通过环锚定在这两个部件中。
[0009]在具有6个自由度的挠性接头的情况下，关节在其一端一体连接到稳定器的主体上，在另一端连接到稳定杆上或机动车辆的减振器上。
[0010]市场上不同类型的稳定器根据每个具体的应用都具有不同的结构。这些元件之间通常具有一系列共同的需求，尤其是具有特定的刚度、尽可能小的重量、允许尽可能快速的组装以及尽可能小的成本。
[0011]现有钢制稳定器，其特征是非常沉重并几乎不耐蚀，使得对主体进行涂层成为必须。这种稳定器的优点是具有高的刚度。
[0012]现有还有铝制稳定器， 其特征是重量比上述提到的稳定器轻，但是刚度也小。
[0013]最后，现有塑料稳定器，其特征是重量轻，更经济；然而这些挠性稳定器需要更大的体积，以具有与上述提到的稳定器等同的刚度。
【发明内容】
[0014]本发明涉及如权利要求1所限定的稳定器。
[0015]本发明的稳定器是纵向元件，该纵向元件在端部具有两个球窝接头。该元件在端部具有两个运动点，这两个运动点是关节的中心。连接两个运动中心的线被称为“纵轴”。可知，纵轴与主体中间部分的主惯性轴重合，从而将牵引压缩负载均匀地分配到整个部分。
[0016]本发明聚焦于主体上，主体负责以耐受的方式物理连接两个关节，从而承受施加到球窝接头的负载。
[0017]出于减小重量和体积的目的，提出了一种带金属框架的聚合物主体，来达到这两个变量之间的折中。所述框架是部分地或全部地包覆有聚合物，并且该框架由一个或若干个金属部件构成。
[0018]定位在主体端部的关节的轴线可以是彼此平行的或成角度的。球形接头相应的区域是金属部件之间发生接触的位置，用于确保两个金属部件的正确定位，两个金属部件彼此相对地组装。它们一旦定位便形成金属框架。接着，将球窝接头引入座中，并且组件定位为球形接头的运动中心与部件惯性的纵轴重合。一旦整个组件定位成完全嵌入框架，金属框架与球窝接头以及座组件进行包覆模制。为各关节留下两个空腔，并且所述空腔的尺寸取决于关节的侧倾角，角度越大，开口越大。主体中心区域部分的几何形状可以是H或I形状，中心区域被划分为两个凸缘和一个腹板。还可设想主体中心区域的截面为正方形、圆形或是从一个逐渐过渡到另一个的几何形状。
[0019]本发明相对于聚合物主体的优势是体积减小了维持耐磨性，以及在维持体积的同时提高了刚度。相对于金属主体的优点是重量减轻的同时保持了耐磨性。
[0020]还可设想框架完全在内部或部分在外部，并且由一个或若干个金属部件形成。
[0021]具体的，附图中示出的框架包括两个相同的金属部件，它们彼此对置，并包覆有塑料主体，该塑料主体整个包覆模制在框架上。
[0022]本发明的稳定器的目的是寻求获得一种塑性稳定器，该稳定器内部包括其上包覆模制有聚合物的金属主体或框架。从而获得了一种挠性稳定器，其与传统的稳定器相比，占有小的体积，但是具有高的刚度和耐磨性，同时还最小化了材料和重量，使其具有更好的机械性能。本发明是优选的技术方案，达到了在重量更重的金属主体稳定器和体积更大的聚合物主体稳定器之间的中间设计。进一步可得知的是，与铝制稳定器相比，在相同的重量和体积条件下，本发明的成本是更低的。
[0023]综上，本发明的稳定器包括由两个金属部件构成的金属框架或主体。每个部件具有两个孔或细长孔以及两个突耳或翼片。注射到框架中的聚合物材料流过孔。一旦聚合物材料包覆模制在金属框架上，该聚合物材料的一部分在两个金属部件的孔之间容纳于中心部分内，从而像夹件一样起作用，并且确保两片金属彼此一体地运动。
[0024]尽管在本发明优选的实施例中，聚合物完全地嵌入由两个金属部件构成的主体或框架，但也有可采用其它的结构可能性。从这个意义上来说，框架可以由至少一个金属部件形成，并部分地覆盖或嵌入聚合物中。
[0025]本发明的主要特征是改善重量特征，试图最小化该参数。同时，框架的金属部件允许大幅改善部件的机械特性，提高其刚度。如果将该设计与现有技术当前状况的传统设计相比，适用如下:
[0026]与金属主体的稳定器相比，本发明的稳定器重量更轻，具有更大的耐蚀性，无需表面涂层来保护主体，即，重量减轻的同时维持了耐磨性。
[0027]与铝制稳定器相比，本质的优点是刚度和价格，S卩，成本降低的同时维持了重量和体积。
[0028]与聚合物材料制成的传统稳定器相比，本发明在相似重量下占用了小得多的体积。本发明的稳定器机械性能更好，总而言之，体积减小的同时维持了耐磨性，刚度提高的同时维持了体积。
[0029]除了前述段落的描述外，下述的优点可被考虑:
[0030]1.最小化了价格、重量和体积，并且与此相对地刚度还提高了。
[0031]2.关于环境，无需表面涂层来保护钢制框架不受蚀。假定框架是完全在内侧的，并完全有聚合物的涂层，组件的塑料主体保护免受腐蚀影响。
[0032]3.这是封闭的轮廓，所以灰尘不会聚集在轮廓内侧，而对于其它设计则是有可能的。
[0033]4.该相同的封闭轮廓有助于防止稳定器产生噪音。如果考虑到开口部件，在驾驶车辆时，风会进入形成稳定器主体的两个外壳之间，产生噪音并使车辆的驾驶员感到不舒服。
[0034]5.框架由较佳是彼此相对的两个相同的金属部件构成，由此减小了后续成本和库存。
[0035]在金属部件中心区域内包含突耳具有强化所述中心区域的功能。通过修改所述突耳的高度和宽度，主体的刚度由此可发生变化，从而可以任意地修改部件的收缩(collapsing)区域。
[0036]金属框架中存在相对的突耳进一步允许两个金属部件都通过焊接或者其它附连金属部件的方式彼此连接。所有这些都改善了受挤压时的性能，受挤压是对于部件中心区域来说最不利的情况，相对于这些应力提高了性能。
[0037]本发明的生产方法包括:同时包覆模制所有部件；在第二步骤中分两半包覆模制该部件，即头部加上一半主体，以及另一头部加上另一半；或者在第二阶段同时包覆模制这两个头部和主体的中心部分。另一个选择是产生单个头部，在另一次注射中生成另一个头部，以及在第三次注射中生成主体。
[0038]本发明其它的次要方面在从属权利要求中限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]为了完成说明书所述以及出于根据一个优选的实际的实施例以有助于更好地理解本发明的特征，附上一组附图，作为所述说明书的一体部分，其中下述已结合示例性的且非限制性的特征来示出:
[0040]附图1示出了本发明的稳定器的优选实施例的立体图。
[0041]附图2示出了本发明的稳定器的优选实施例的分解立体图。
[0042]附图3示出了附图1和2中示出的本发明的稳定器的三个视图，平面图、立面图、纵向剖视图。
[0043]附图4示出了形成本发明稳定器的金属框架的两个部件中的一个的立体图。
[0044]附图5示出了稳定器的具有关节元件的一端的剖视图，其中可以看到座和灰尘密封以及相应的环和包覆模制的主体。
[0045]附图6示出了稳定器中心部分的细节的透视图，其中包覆模制的主体已经部分地移除，以最好地示出形成金属框架的部件。
[0046]附图7示出了稳定器的中心部分的剖视图，其中可以看到通过包覆模制的主体部件完全包覆金属框架。
[0047]附图8示出了附图6中所示细节的纵向和剖视图。
[0048]附图9示出了由本发明的稳定器的两个相对的金属部件构成的框架的实施例的立体图。
[0049]附图10示出了在组装位置的、位于包括座在内的框架的端部处的球窝接头的联接的两个立体图，即分解图和立体图。
[0050]附图11示出了球窝接头中的一个的部分剖视的立体图，其中，示出了在球窝接头和本发明的稳定器之间的联接，包括可以看到包覆模制的主体、本发明稳定器中球窝接头的布置，以及支撑已被部分地剖视示出的端部的环。
[0051]附图12示出了本发明稳定器的一个实施例沿其中心部分、在不同于突耳(tab)并且包括球窝接头的区域的剖视图，其中可以看到金属部件的结构。
[0052]附图13示出了示意立体图，该图包括不带包覆模制主体和带有分解图中所示的球窝接头元件的一半，以及类似附图12那样剖视图，其中，金属部件的中心部分相对于其自身的纵轴旋转。
[0053]附图14示出了包括附连到两个端环的塑料管以便于组装金属部件的实施例变型的类似于附图13的视图。
[0054]附图15示出了附图14中示出的实施例的立体图，其中可以看到金属框架的部分所经受的旋转，因而金属部件的端部相对于彼此90°的定位，其中也示出了与内部加强塑料管分离的环。
[0055]附图16示出了附图14和15中示出的实施例的纵向截面，其中示出了已通过凸起或枢轴的锁定而附连到环上的管子，凸起或枢轴由管子的中空内部的环构成。
[0056]附图17示出了相应于附图14-16中示出的实施例的金属框架的立体图，其中，可以看到在外部支撑端部的环的布置。
[0057]附图18示出了本发明稳定器一个变型的端部的细节的剖视图，该端部包括在注射包覆模制的主体之前用于将金属主体连接到各个端部的夹件，如在所有的实施例中那样，当所述部件彼此相对时，可以看到金属部件的端部所具有的内部支承件之间所发生的接触，以此获得本发明的稳定器。
[0058]附图19示出了细节的立体图，其中，可以看到当所述部件彼此相对设置时金属部件的突耳之间的接触，以此获得本发明的稳定器。
【具体实施方式】
[0059]在所讨论的各附图的视图中，可以看到在本发明的可能的实施例中的一个中，本发明提出的用于车辆悬架的稳定器包括纵向主体，该纵向主体具有两个端部(3)和一个中心部分(2)，在每个端部(3)处具有孔(4)，在该孔内容纳有一个球窝接头(7)或关节元件。
[0060]纵向主体由嵌入聚合物材料中的金属框架形成。该金属框架又由两个相同的金属部件(I)构成、这两个金属部件彼此相对地布置，并借助包覆模制的塑料主体(5)保持附连，从而防止部件(I)的分离。
[0061]每个部件(I)还包括至少一个中心孔(2’)，但优选的是两个，中心孔位于中心部分(2)内，其中部件(I)的中心部分(2)是中空的，从而允许包覆模制的主体(5)的材料的通道填充相对的部件(I)的中心部分(2)的内部。
[0062]框架的每个部件(I)包括位于中心部分(2)内的两个突耳(6)，当两个部件(I)定位时，这两个突耳彼此相对，从而每个部件(I)中的两个突耳(6)相对地位于各侧，并朝向开口侧，这使得在注射包覆模制的主体(5)之前与相对设置的互补部件(I)的突耳(6)接触，以获得稳定器。金属部件⑴端部⑶内所包含的内部支承件或缘部(3’)也在所述相对的位置接触，它们与所述突耳(6)处于相同高度，从而获得稳定器更大的稳定度以及更方便地获得稳定器，因为在注射包覆模制的主体(5)时阻止金属部件(I)的间隙和运动。
[0063]稳定器还包括与每个球窝接头(7)相应的座(9)或壳体元件,座或壳体元件具有球形的内表面，该内表面适于容纳球窝接头(7)的球形部分(8)。
[0064]根据本发明一个优选的实施例，部件⑴的中心部分(2)是细长的，并且端部的孔
(4)是圆的，并与大部分也是圆的端部(3)的外轮廓同心。端部(3)的两个孔⑷的轴线也是垂直于每个部件(I)的平直部分(2)的纵轴线(13)定位，该平直部分相对于纵轴对称，并基本是平面的。
`[0065]还可以考虑到的是稳定器包括位于一个端部(3)处的至少一个灰尘密封件(10)或密封元件，其适于保护球窝接头(7)的球状元件(8)，并具有相应的环(11，12)或用于固定它的元件。
[0066]可以想到，每个金属部件(I)具有多个孔，从而当聚合物包覆模制时，两个金属部件(I)之间的附连变得更加牢固。由于金属部件的穿孔，横向区域的惯性力矩损失。为了补偿这一现象，可以想到每个金属部件(I)在那个区域具有中心突耳(6)来防止这一损失，尽管形成框架的每个金属部件(I)中心部分(2)的突耳(6)的布置可设想与孔是无关的。这些突耳(6)的目的是焊接中心区域(2)的两个金属部件(I)，从而便于组装并使得稳定器更加牢固。
[0067]如附图13和14中所示，还可以想到的是，稳定器端部(3)的孔(4)的轴线的方向相对于彼此定位成0°和90°之间。由于金属框架中发生的旋转，可以想到的是稳定的截面是圆形的，这代替了本发明优选的截面，该优选截面是H或I形的截面几何形状，这简化了注射过程。
[0068]与前述无关地可设想在球状接头(7)区域内对称地焊接两个金属部件(I)，以改善组装以及组件的牢固。
[0069]如附图14中所示，稳定器包括在两个金属部件⑴之间引入塑料管(15)的可能性是可以想到的。管子(15)的加入改善了注射过程，并且节约了注射材料。管子(15)在其端部必须闭合。
[0070]还可以想到的是，稳定器包括支撑关节(7)的两个塑料环(14)，塑料环位于每个金属部件(I)的端部(3)外部。环(14)的引入方便了两个金属部件(I)彼此之间的组装。从附图14中可以看到，可以想到的是管子(15)和两个环(14)附连以形成为子组件。
[0071]从附图18中可见，可以想到借助位于金属部件端部处的至少一个夹件(16)来附连框架的两个金属部件(I)，从而辅助框架的组装以及包覆模制过程。
【权利要求】
1.一种用于车辆悬架的稳定器，所述稳定器包括带有金属框架的纵向聚合物主体，所述金属框架具有两个端部(3)和中心部分(2)，在每个端部(3)处具有孔(4)，其中容纳有球窝接头(7)，其特征在于，所述框架由两个具有开口部分的金属部件(I)形成，所述金属部件在它们的开口侧彼此相对地布置，每个部件(I)的所述中心部分(2)具有两个突耳(6)，所述突耳相对地位于各侧并面向开口侧，所述端部(3)包括缘部(3’)，从而两个相对的部件(I)靠在所述突耳(6)和所述缘部(3’)上，并嵌入包覆模制的主体(5)中，所述包覆模制的主体在外部对它们进行包覆，并填充由两个相对的金属部件(I)限定的内部空间。
2.如权利要求1所述的稳定器，其特征在于，每个部件(I)包括位于所述中心部分(2)内的至少一个中心孔(2’)，所述中心孔能够充填有所述包覆模制主体(5)的塑料材料，从而改善组件的机械性能。
3.如前述权利要求之一所述的稳定器，其特征在于，所述部件(I)的中心部分(2)是细长的，且所述端部的孔(4)是圆形的，并与同样大部分也是圆形的所述端部(3)的外轮廓是同心的。
4.如权利要求3所述的稳定器，其特征在于，所述端部(3)的两个孔⑷的轴线垂直于每个部件(I)的平直部分(2)的纵向轴线(13)定位。
5.如权利要求4所述的稳定器，其特征在于，各部件(I)相对于所述纵向轴线对称。
6.如前述权利要求之一所述的稳定器，其特征在于，所述部件(I)基本上是平坦的，并可通过压制成型来获得。
7.如权利要求1至4或6之一所述的稳定器，其中，所述稳定器的端部(3)的孔⑷的轴线的定向相对于彼此定位为0°到90°之间。
8.如权利要求7所述的稳定器，其特征在于，所述稳定器的截面是圆形的。
9.如前述权利要求之一所述的稳定器，所述稳定器包括在两个金属部件(I)之间引入的塑料管(15)，其特征在于，所述管(15)的每个端部附连到支撑每个金属部件(I)的端部(3)的塑料环(14)。
10.如前述权利要求之一所述的稳定器，其特征在于，包括连接所述金属部件(I)的端部的至少一个夹件(16)。
11.一种包括如权利要求1-10之一所述的稳定器的悬架系统。
12.—种包括如权利要求1-10之一所述的稳定器的车辆。
13.如权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述稳定器包括连接到车辆车轮上的球窝接头(7)和铰接到所述车辆的框架上的球窝接头(7)。
【文档编号】B60G21/055GK103707735SQ201310394517
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2012年7月27日
【发明者】R·泰杰罗卡斯特罗, J·瓦雷拉, J·莫什泰鲁 申请人:Edai技术单位经济利益分组