本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的制造悬挂控制臂的方法。
背景技术：
在现代机动车辆中，所有车轮经由车轮悬挂被连接到车身，即，连接到车辆的车身或底盘。这种悬挂首先被用于悬挂，并且其次用于引导轮架或车轮。这首先通过或多或少水平延伸的控制臂(例如，叉臂(querlenker)或拖曳臂
在这种情况下，一个或多个叉臂将轮架连接到车身，例如，连接到副车架。在这种情况下，叉臂连同其它悬挂部件的主要功能是吸收水平力(即，存在于x-y平面)。除了锻造的叉臂——其通常由轻金属或钢制成——之外，由成型的金属板部件制成的单壳体或双壳体结构的控制臂在现有技术中也是已知的。为了给予这种控制臂必要的强度，适合的成型工艺(例如，拉伸(ziehen))为金属板提供通常赋予它壳状结构的剖面。此外，至少部分由纤维增强塑料制成的叉臂在本领域中也是已知的。
这种叉臂通常具有在车辆侧上的一个或两个安装点以及在车轮侧上的一个(很少有两个)安装点。与轮架或车身的连接常常经由衬套(buchsen)进行，该衬套被配置为金属/橡胶轴承。在这种衬套的典型设计中，外部金属套筒同心地围绕内部金属套筒，其中金属套筒之间的空间填充有橡胶弹性元件。为了形成紧固，衬套被外部金属套筒压入到控制臂中为其提供的凹部中，而车辆侧上的轴由内部金属套筒来引导。反向配置也是常见的，其中轴在控制臂侧上并且凹部在车辆侧上。除了振动阻尼之外，弹性也被部分用于允许内部金属套筒相对于外部金属套筒的倾斜度，其结果是，有与在有限的角度范围内的球形轴承的情况类似的功能。
除了这种常规的橡胶/金属衬套之外，还使用所谓的液压衬套，在液压衬套中，在内部金属套筒和外部金属套筒之间，除了弹性元件之外，还提供一个或多个相互连接的腔室，在该腔室中，液体是封闭的。以这种方式，与橡胶/金属衬套相比，液压衬套的阻尼行为可以被显著提高或改进。由于其复杂的结构，这种液压衬套通常较大，特别是其外部尺寸常常较大，因此它需要控制臂中较大的凹部。
由于液压衬套通常在减震性能方面很优异，而橡胶/金属衬套由于其简单的设计更有成本效益，所以经常合意的是，根据要求，在同一种类型的车辆中能够任选地使用橡胶/金属衬套或液压衬套。此外，还可以想到的是，期望在同一种类型的车辆中——因此具有同一个叉臂——能够使用具有不同直径的衬套还有其他原因。如果衬套被引入(或压入)到叉臂中提供用于接收它的凹部中，则当调节到不同的衬套尺寸时出现问题。
可以想到的是，原则上，通常较小的衬套被人为放大到一定程度从而适合较大衬套的尺寸。在这种情况下，虽然控制臂侧上的凹部的尺寸不必适合，但是这种人为放大的衬套导致增加的成本。除此之外，使控制臂适合每种类型的衬套是可能的。然而，这是有问题的，特别是对于垂直于控制臂平面(因此近似竖直或在z轴的方向上)定向的衬套，凹部常常是在控制臂的金属板壳体的成型过程中简单地冲压出并且通过成型而设置有套管。在这种情况下，必要的是，为了形成不同的凹部，对于每一种类型的衬套，提供各个控制臂以及因此各个工具。各种不同工具的设计和操作同样导致不希望的成本。
us8,690,176b2示出了一种用于机动车辆的下叉臂，该下叉臂是由上部和下部金属板部件形成的。在车辆侧上用于接收定向在控制臂以及旋转轴线的平面的方向上的轴承衬套的套筒以及在轮架侧上的球头节子组件可以被紧固在金属板部件之间。
us6,767,020b2示出了具有四个安装点的轴托架，经由这四个安装点，该轴托架被连接到车身。每一个安装点具有通孔，衬套的一部分从两侧被压入到通孔中。每一个衬套被配置为橡胶/金属衬套。为了平衡关于安装点的间距的误差，提供的是，各个衬套的内部金属部件的凹部被不同地构造。在一个衬套的情况下，它是圆形的并且大体上对应于穿过的螺钉的外部尺寸，在两个衬套的情况下，它是细长的，并且在四个衬套的情况下，它是圆形的，具有扩大的直径。
us5,695,213a公开了一种双壳体叉臂，该双壳体叉臂具有用于垂直于控制臂平面定向的轴承衬套的接收装置。在接收装置的区域中，为了防止焊接过程影响其尺寸稳定性，提供的是，所述接收装置是由控制臂壳体的彼此相对的两个套管形成的，每一个套管在距相应的控制臂壳体的外围侧上的凸缘一定距离处延伸。在每种情况下，全侧凸缘被彼此焊接，其结果是热量对套管的影响仍然可以忽略不计。
us2014/0361507a1示出了一种单壳体叉臂，该单壳体叉臂具有球头节接收装置和用于轴承衬套的两个接收点。接收点之一形成可以向内引入到轴承衬套中的轴向截面，而另一个接收点具有两个大致垂直的竖直环元件。另一个轴承衬套可以被插入到这些环元件中。两个轴承衬套被定向在控制臂平面中。
在us8,388,000b2中示出了另一种单壳体叉臂。三个轴承区域与控制臂壳体一体构造，其中用于接收轴承衬套的轴承区域包含两个环形轴承接收装置。这些轴承接收装置各自具有凸缘部并且经由过渡区域彼此连接并且还被连接到叉臂壳体的基座部分。这两个不同的轴承区域具有圆形凹部，该圆形凹部具有用于接收球头节的周向套管。
us2012/0098228a1示出了一种叉臂，该叉臂具有第一半壳、第二半壳、用于球头节的壳体以及浆状部，该浆状部与壳体一体构造。在装配期间，鳍状部被插入到两个半壳之间并且被焊接到它们两者。
de102013200406a1公开了一种制造用于将车轮安装到车身的单壳体叉臂的方法。在这种情况下，叉臂设置有至少一个安装点，该安装点具有端部，在该端部上，球头节接收装置可以一体构造。由此，为了能够提供具有不同的球头节接收装置的叉臂，端部被分离并且可紧固的球头节接收装置被连接到安装点，例如，原因在于，球头节接收装置的一部分被铆接到安装点。
鉴于所公开的现有技术，将不同类型的轴承衬套特别是不同尺寸的轴承衬套集成到叉臂中仍然存在改进的余地。
技术实现要素：
本发明所解决的问题是提供将不同尺寸的轴承衬套集成到叉臂中的合算的方式。
根据本发明，上述问题是通过一种具有权利要求1的特征的方法来解决的，其中从属权利要求涉及本发明的有利实施例。
应当指出的是，在以下说明书中单独列出的特征和措施可以以任何技术上可行的方式彼此组合，并且示出本发明的另外的实施例。说明书特别是还结合附图描述且详细说明本发明。
本发明提供了一种制造悬挂叉臂的方法。在这种情况下，这种悬挂叉臂形成车辆(通常是机动车辆，例如客用车辆或重型货车)的车轮悬挂的一部分。原则上，这种悬挂叉臂可以是任何已知类型的控制臂，例如拖曳臂或半拖曳臂。它优选为叉臂，特别是三角形控制臂。进一步优选的是，它是前下叉臂。使用根据本发明的方法制造的悬挂叉臂设置有用于接收轴承衬套的安装点，其中轴承衬套选自多个不同尺寸类型的衬套。衬套类型是不同尺寸的，这通常是指至少两种类型的衬套呈现不同的外部尺寸。特别是，这些是对提供用于接收的安装点的必要尺寸有影响的外部尺寸。安装点以已知的方式——连同例如接收轴承衬套的其它元件——被用于安装在车轮侧上或用于安装在车辆侧上。在制造方法的情况下，衬套类型选自该多个不同尺寸类型的衬套；成品悬挂控制臂的安装点必须被配置用于其接收。从这个意义上讲，根据本发明的方法还总是采取通过智力或机械来选择衬套类型的过程。
从这个意义上讲，可能的轴承衬套包括特别是橡胶/金属衬套和液压衬套，以及横轴球头节衬套(cabj’s)，横轴球头节衬套也被称为套筒接头衬套。至少一种类型的衬套优选为橡胶/金属衬套并且另一种类型的衬套是液压衬套或两个cabjs之一。还可以提供几种类型的橡胶/金属衬套、几种类型的液压衬套和/或几种类型的cabjs。
当然，悬挂叉臂整体上具有多个安装点，通常为两个、三个或四个。在可以被用作前下叉臂的三角形控制臂的情况下，总共有三个安装点，例如，其中两个是车辆侧上的安装点并且第三个是车轮侧上的安装点。然而，在根据本发明的制造方法的框架内，提供的是，对于(至少)一个安装点，选择待接收的衬套类型。
在根据本发明的方法的情况下，提供独立于所选择的衬套类型构造的悬挂控制臂的壳体。悬挂控制臂因此被构造成壳体结构，其中它可以特别是单壳体结构，通过其，上述壳体形成单个壳体。然而，原则上，还可以想到的是，根据本发明的方法适用于双壳体控制臂，在这种情况下，上述壳体还可以被称为半壳。壳体通常大致沿着一平面延伸，该平面可以被称为控制臂平面，但该平面不是完全平坦的而是例如弓形的，和/或它在外围侧上具有至少部分周向的凸缘，该凸缘首先被用于使壳体相对于弯曲力矩稳定。此外，壳体可以以已知的方式成形并且具有用于稳定性的珠或其它结构以及可以被用于紧固其他元件的凹部(例如，用于减轻重量)和/或贯通开口，以便允许在装配或拆卸期间接近另一个部件。
根据本发明，提供一种壳体，该壳体被设计成独立于所选择的衬套类型。换句话说，在上述方法步骤中，总是提供相同(即，相同构造)的壳体，而不考虑选择的衬套的类型。
此外，对于至少一种类型的衬套，分离壳体材料，并且在分离的区域中，实质结合地连接接收套筒，该接收套筒适合衬套类型以用于将轴承衬套接收到壳体中。在这种情况下，分离自然发生在安装点的区域中或在提供安装点的区域中。对于多个衬套类型中的至少一个，执行涉及分离和实质结合的连接的上述方法步骤，但并不是对于所有多个衬套类型都是必需的。换句话说，对于至少一个其它类型的衬套，免除这些操作步骤是可能的，如以下所说明的。实质结合的连接可以根据待连接的部件的材料以不同的方式来形成，例如，通过粘合、焊接、超声波焊接等。在壳体以及接收套筒二者是由金属(例如钢)制成的那些情况下，优选执行焊接。
在这种情况下，接收套筒通常具有封闭的横向区域并且在两端侧是开口的。横向区域优选被直接连接到壳体。接收套筒的横截面通常是恒定的，尽管截面逐渐减小或扩张是可以想到的。横截面通常是圆形的，这表示调整到当前轴承衬套的同样习惯的圆形横截面。接收套筒用来接收轴承衬套并且可以特别是被提供用于将轴承衬套压入到接收套筒中。当然接收套筒被构造为具有贯通通道的金属板在本发明的含义内。
上述方法步骤(分离、连接)被用于使安装点适合所选择的衬套类型。衬套的实际接收可以通过适合其或为其配置的接收套筒发生，其中材料的上游分离被用于制造用于连接到轴承衬套的壳体。换句话说，剩余材料或妨碍轴承衬套的正确定位的材料这里通常被去除。因此，套筒被连接到壳体分离的区域中。分离可以通过合适的分离方法发生在多个步骤或然而优选是发生在一个步骤。
应当注意到的是，通过根据本发明的方法，安装区域的调整仅包含(或必须包含)分离和连接，而不包含成型。任何可能必要的成型步骤(以及可能的主要成型步骤)可以发生在用于提供壳体的上游制造方法内并且独立于所提供的衬套类型。换句话说，不管衬套的类型，可以使用单个成型工具(或在多个成型步骤的情况下，使用一组成型工具)。为特定类型的衬套提供专门的成型工具是不必要的。这意味着，节省了空间以及采购成本和运营成本。由于针对衬套进行的安装区域的几何调整经由接收衬套发生，相反，不需要调整衬套的尺寸。因此，例如，衬套之一可以是具有较小的直径的标准的橡胶/金属衬套，并且另一个衬套可以是具有较大的直径的液压衬套。该直径不需要调整。
通过分离，优选形成适合接收套筒的外部尺寸的分离边缘并且将接收套筒至少部分地连接到分离边缘。换句话说，在这种情况下，分离边缘具有这样的尺寸，即，它至少部分对应于接收套筒的外部尺寸或外部轮廓。在这种情况下，可以提供用于实质结合的连接手段(例如粘合剂或焊缝)的特定的中间空间。在具有圆形外部轮廓的接收套筒中，分离边缘可以特别是具有圆弧形状，接收套筒被添加到该圆弧形状。因为这种接收套筒代表常态，所以圆弧形状的分离边缘代表优选实施例。如果接收套筒将要相对于壳体的平面倾斜地安装，则分离边缘可以是以圆弧或椭圆弧的形状。在这些实施例中，接收套筒的其横向区域的局部部分被连接到分离边缘，而横向区域的剩余局部部分可以保持自由。已经表明的是，这种截面安装在稳定性方面是绝对足够的。
根据该方法的一个实施例，对于所有类型的衬套，执行分离和接收套筒的实质结合的连接。在这种情况下，在上述操作步骤之前，在安装点的区域中，壳体可以是相对非结构化的，因为材料的一部分仍然被分离并且对相应的轴承衬套的接收装置的调整仅通过上述分离和连接过程发生。
根据另一个实施例，提供的壳体的安装点被配置为接收多个衬套类型中的一种衬套。这可以例如是使用最频繁的衬套类型和/或它可以是具有最小的外部尺寸的衬套类型。在该实施例中，该方法总体上更有效，因为对于上述衬套类型，免除了以上所述的分离和连接的方法步骤并且所提供的壳体已经适合于接收轴承衬套。如果将要接收不同尺寸的轴承衬套，则可以分离壳体的一部分，如所描述的，以便允许连接到匹配的接收套筒。在示出的实施例中，所提供的壳体在安装点的区域中设置有凹部，凹部具有接收衬套类型之一这样的尺寸。它优选是内部凹部，即，被壳体材料(例如，板材)连续包围的凹部。因此，根据典型的示例，该凹部具有适合待插入的轴承衬套的外径的内径。凹部优选设置有连续凸缘。凸缘可以优选通过成型(例如，拉伸)来制造。一方面，凸缘使壳体的结构稳定；另一方面，它可以形成用于待引入的轴承衬套的轴承表面。在这种情况下，凹部还可以被称为贯通通道。
根据一个实施例，在分离过程中，壳体的外围区域被分离，该外围区域包含凸缘的至少一个部分。这种外围区域自然包含壳体的外围的一部分。由于在壳体中形成的凹部通常位于靠近壳体的外围，所以仅少量的材料位于它们之间，并且完全去除这种材料(包括凸缘)是可能的。在这种情况下，可以想到的是，去除整个凸缘并且因此在一定程度上凹部的整个外围或凹部的仅一部分。在后一种情况下，接收套筒还可以被部分连接到凸缘，例如焊接到凸缘上。
根据本发明的方法在以下轴承衬套的情况下是特别有利的，该轴承衬套的轴线垂直于壳体的平面或至少以与壳体的平面成相对大的角度延伸。这同样适用于相应的待连接的接收套筒。根据一个实施例，接收套筒以这样的方式连接，即，使得其轴线以与壳体的延伸平面成至少60°的角度延伸。更大的角度，例如至少70°或至少80°，当然也是可以想到的。壳体的延伸平面是壳体近似延伸的平面。这还可以对应于由不同的安装点跨越的平面(对于有三个或更多个安装点的情况)。
如上面已经提到的，连接套筒可以被不同地构造，例如它还可以具有变化的横截面。然而，在许多情况下，横截面保持相同并且连接套筒因此被构造为管件的实施例是足够的。在这种情况下，管件的长度可以比其直径短，这常常足以用于接收轴承衬套。特别是，至少一个连接套筒可以被构造为圆柱形管件，即，因此具有圆形的均匀的横截面。在这种情况下，管件可以特别是由金属(例如钢)制成。然而，在某些情况下，其它材料是可能的，例如塑料，特别是纤维增强塑料。
而壳体是由例如纤维增强塑料或其它复合材料制成并且因此在某些情况下仅可以通过初次成型来制造的实施例是可以想到的，壳体被构造为金属板形成的部件是优选的。在这种情况下，特别是钢板或铝板是可能的。以已知的方式，壳体可以由这种金属板通过分离方法(例如，冲压)和成形方法(例如，拉伸和/或弯曲)而形成。在这种情况下，壳体由单个金属板部件形成是优选的。
安装区域中的材料的分离可以通过不同的合适的分离方法来实现，分离方法当然还取决于形成壳体的材料。材料被整块分离并且落入“碎片”的范畴内的方法是优选的。然而，此外，可以使用其它分离方法，例如等离子切割或激光切割。特别是，但不是唯一地，如果壳体被构造为金属板形成的部件，则分离通过冲压发生是优选的。
在接收套筒适合于用于连接到套筒的不同类型的衬套的这些情况下，不同尺寸或不同地形成的壳体的部件当然必须被分离。如果这是通过冲压来实现，则原则上可以想到的是，对于每种接收套筒或者对于每种类型的衬套，可以提供其自己的冲压装置。然而，这将相应地增加采购和运营方面的机器支出，这是不希望的。由于待处理的工件在冲压之前总是具有相同的形状，所以采用单个冲压装置是可能的，其中在每种情况下仅一个部件(例如，冲模)适合相应的冲压动作。在冲压过程中壳体所在的接收装置可以保持大体上不变。在这种情况下，具有模块化设计的冲压装置将在一定程度上被使用和并且在每种情况下可能仅一个模块将被更换。在该方法的这种有利的变体中，在冲压之前，根据衬套的类型所选择的可更换的备用部件被插入到进行冲压的冲压装置中。如所述的，备用部件可以例如是冲模或其一部分；然而，例如，模具的一部分还可以被配置为备用部件。在每种情况下，备用部件是在冲压过程中与壳体接触的部件。多个备用部件还可以被更换，例如一个用于冲模，并且一个用于模具。在这种情况下，术语“备用部件”不应以限制性的方式来解释，其是指部件被插入到例如所提供的凹部中。更通常地，此处还可以被称为替换部件、替换模块、冲压模块或诸如此类。
附图说明
本发明的进一步有利的细节和作用以下参照附图中所描绘的示例性实施例进行更详细地说明。在附图中：
图1示出了处于根据本发明的方法的第一阶段的叉臂；
图2示出了处于方法的第二阶段的图1的叉臂；
图3示出了处于方法的第三阶段的图1的叉臂。
在不同的附图中，相同的部件始终设置有相同的附图标记，这是这些通常仅描述一次的原因。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的方法的第一阶段提供的用于客用车辆的前下叉臂1的壳体2。被构造为三角形控制臂的叉臂1具有第一臂2.1以及以一角度从其延伸的第二臂2.2。在第一臂2.1的端侧上设置第一安装点3并且在第二臂2.2的端侧上设置第二安装点4。第三安装点5位于延长部分2.3上，延长部分2.3形成第二臂2.2超出第一臂2.1的延伸。第一和第三安装点3、5被用来将叉臂1接合到车身(在此未示出)，而第二安装点4用于附接到轮架(同样未示出)。在第二安装点4的区域中，设置了钻孔6，经由该钻孔6，此处未示出的附件——例如，其可以呈现为球头节接收装置——通过例如铆接连接到壳体2。可选择地，球头节接收装置或诸如此类与壳体2一体构造也是可以想到的。
壳体2大体上平行于一平面延伸，该平面在图1中表示为车辆的x-y平面。壳体2的制造方法包含金属板部件的切割和成型，其中形成一系列结构，以便使由金属板制成的壳体2的结构相对于弯曲力矩稳定。特别是，这包含沿着第一臂2.1和第二臂部2.2以及外围凸缘2.5局部延伸的凹陷区域2.4。这种结构可以以已知的方式制造，例如，通过拉伸金属板。
在第一安装点3上，冲压出周向凸缘2.6围绕的圆形凹部7。在这种情况下，凹部7的内径对应于橡胶/金属衬套(未示出)的外径，橡胶/金属衬套经由该凹部7安装到车辆。如果这种橡胶/金属衬套将要被装配，则它被压到凹部7中。在这种情况下，图1示出了(除了在第二安装点4上缺少的部件之外)成品叉臂2。在这种情况下，金属管8在第三安装点5处被焊接到壳体2，金属管8的轴线大体上在壳体2的延伸平面(换句话说x-y平面)上延伸。
可选择地，如果液压衬套(同样未示出)应当被接收在第一安装点3处，则凹部7的内径通常不适合液压衬套的外径。所述外径可以比橡胶/金属衬套的外径大，这就是在现有技术中必须这种情况制造单独的控制臂壳体的原因，该控制臂壳体具有相应尺寸的凹部。这同样自然还适用于具有不同直径的衬套类型，具有不同直径的衬套类型例如是橡胶/金属衬套或液压衬套。
然而，在根据本发明的方法中，图1所示的壳体2还可以在这种情况下使用。仅第一安装点3是适合的，因为包含整个凸缘2.6的外围区域2.7最初与壳体2分离，如图2所示。分离可以特别是包含冲压、等离子切割或其他合适的方法。圆弧形分离边缘2.8通过分离而形成。分离的外围区域2.7在继续进行的过程中不再需要并且被废弃。
分离边缘2.8的半径对应于接收套筒9的外径，这在图3中可以看到。接收套筒9被安装在分离边缘2.8上并且通过焊缝10以实质结合的方式连接到其上，使得接收套筒9的轴线a被定向为垂直于壳体2的延伸平面。在这种情况下，接收套筒9被配置为具有圆形横截面的金属管件。接收套筒9的内径对应于提供的液压衬套的外径，液压衬套可以被进一步压入到接收套筒9中。接收套筒9的功能部分对应于图1中的周向凸缘2.6的功能，在于它还有助于壳体2在该区域中的结构稳定性并且同时形成用于液压衬套的轴承。
如果将要使用具有不同的外径的液压衬套或橡胶/金属衬套，则可以使用具有适于其的不同的内径的接收套筒9。这还对接收套筒9的外径有影响，分离边缘2.8的内半径还必须适合接收套筒9的外径。在冲压过程中，冲压工具特别是其冲模必须相应地适合。在该方法的一个变体中，原则上这可以涉及使用相同的冲压装置，但仅可更换的模块(例如，冲模和/或模具的一部分)被改变。
附图标记列表：
1叉臂
2壳体
2.1，2.2臂
2.3延长部分
2.4凹陷区域
2.5，2.6凸缘
2.7外围区域
2.8分离边缘
3，4，5安装点
6钻孔
7凹部
8金属管
9接收套筒
10焊缝