专利名称：用于车轮悬架的联杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车轮悬架的联杆，包括至少两个支承件和一个将支承件连在一起的单壳式连接件。
这种联杆例如用作车辆的多杆轴线中的横向联杆或者减震柱轴线内三角联杆中的横向联杆。在设计这种联杆时，需要考虑多个目标，其中一部分目标是相矛盾的。为了使结构尽可能重量轻，最好将联杆设计成薄壁或者使用轻质材料。但另一方面又必须保证足够的承载能力。此外还应考虑联杆在装配于车辆中后在行驶过程中经受复杂的载荷，个别部位应力很大而其它部位应力较小。
为了使重量尽可能轻，构件强度尽可能高，力求使联杆的几何形状与受到的载荷相匹配。但通过制造工艺方案却有明显的局限性。这不仅仅涉及工艺范畴。更确切地说，在批量生产时主要从经济角度考虑，也就是要求制造尽可能简单和成本低廉。
从现有技术已经公知，将联杆制造成铸造件或锻造件。设计为铸造件的联杆例如在DE 19923699A1中公开了。这种已知的联杆是整体的，由一个基本平面的支架组成，该支架在其边缘处加厚。因此横截面呈双T型，具有较高的抗弯强度。为制造这种联杆所用的铸造方法可以同时使支承件以轴承孔的形式与平面筋板一体制造。这样就创造了一种大批量生产时制造特别简单的联杆。为了减轻重量，这种联杆用轻金属制造。由于使用轻金属必然使材料成本比钢制的联杆高。但如果不用轻金属而采用钢或铸铁，则会导致重量明显增加。
另外从DE 19923699A1已知一种双壳式板结构的联杆。这里将两个半壳即上半壳和下半壳焊接在一起，从而形成一个空心体。这样一种双壳式联杆例如可参见DE 20009695U1。该文献描述的联杆是由部分压制并相互焊接的钢板制成的空心钢结构，局部设置一块提高断裂刚度的内加强板。由于这种结构形式在半壳上具有基本均匀的壁厚，因此联杆在某些部位尺寸过大。这不利于减轻联杆的重量。由于使用了内部的加强板，尽管使半壳的壁厚较小从而重量较轻，但内加强板的固定导致了制造费用增加，因为加强板的定位有时会有困难，在焊接制造时焊接接头难以接近。
基于以上背景技术，本发明要解决的技术问题是提供一种开头所述类型的联杆，其重量轻，而且可以简单经济地制造。
为此建议一种开头所述类型的联杆，其中连接件包括一个整体的筋板和至少一个固定在筋板一条边上的翼缘，其中筋板基本垂直于翼缘。
借助这样一种设计方案，与双壳式结构相比减轻了重量，因为连接件的各个零件都可以设计成更好地与应力相适应。此外，单壳式结构可以方便地接近筋板与翼缘之间的连接点。由于减轻了重量和节省了材料以及可更简单地制造，减少了制造成本。
与空心联杆相比，由于开放式形状，产生了一种空间上更紧凑的构造形式。此外可以用不同的材料制造连接件的各个零件。
按照本发明的一种优选设计方案，连接件的横截面至少局部是T型或者双T型。连接件也可以至少部分地设计成L型或者U型。
翼缘可以是连贯的或者中断的。但优选的是翼缘的布置应延伸到支承件，从而在支承件周围，也就是在支承点达到较高的刚度。此外翼缘的宽度可以沿其本身恒定或者也可以不同。
这里更有利的是，一个翼缘分别固定在筋板两个边缘上的支承件部位。由此在相应的支承点处横截面例如是双T型的或者U型的。
在本发明的另一种优选设计方案中，筋板和/或翼缘的壁厚都基本恒定。这样连接件的单个零件的制造就可以特别简单。例如筋板可以设计成一个基本平坦的板。翼缘最好是狭窄的条带。
通过应用配制得当的毛坯(Tailored Blanks)，尤其是那些具有板厚不同的零件的毛坯来制造筋板和/或翼缘，可以在费用只略微增加的情况下进一步减轻重量。
如上所述，由多个零件构成的连接件的结构应匹配于所受的应力。除了适当选择材料外，首先也可以通过各个零件的几何尺寸来匹配。特别是，各个零件的壁厚分别与所受的载荷相适应。这里不必使整个翼缘具有相同的壁厚。例如个别翼缘可以比筋板更薄或者更厚。
优选的是，筋板和翼缘用金属材料制造，尤其是用钢或轻金属材料制造。采用轻金属材料主要是能够进一步减轻重量。
原则上，筋板可以是铸造件或者锻造件。但优选的是筋板制造成基本平坦的板材成形件。
作为另一种方案或者附加地，可以用塑料或纤维复合材料(Faserverbundwerkstoff)制造筋板和/或翼缘。
另一种优选的设计方案是，联杆具有两个焊接在单壳式连接件上的支承件。连接件弯成拱形，此外，翼缘焊接在筋板上。
另一种优选的设计方案是，筋板具有大致三角形的基本形状，其角部是支承点和/或固定点，其中筋板的所有边在支承点和/或固定点之间都设有翼缘。
下面借助附图所示的实施例详细描述本发明。图示为
图1是按照本发明的一个横向联杆的第一实施例立体图，图2是图1所示横向联杆的俯视图，图3是图1所示横向联杆的侧视图，图4是图1所示横向联杆的另一个侧视图，图5是图1所示横向联杆沿着V-V线的截面图，图6是按照本发明的一个横向联杆的第二实施例立体图，图7是图6所示横向联杆的连接件沿着VII-VII线的截面图，图8是图6所示横向联杆的连接件沿着VIII-VIII线的另一截面图，图9是图6所示横向联杆的连接件的另一种横截面形状实例，图10是图6所示横向联杆的连接件的另一种横截面形状的另一实例。
图1至5所示的第一实施例示出了一个用于车辆车轮悬架的横向联杆1。该横向联杆1具有两个支承件2和3，它们通过一个单壳式连接件4连在一起。这里，支承件2和3分别设计成具有一个通孔的套筒。套筒的通孔分别基本垂直于连接件4的主延伸平面。特别如图2所示，连接件4相对支承件2和3的连接轴线拱形弯曲，具体说，至少在支承件2和3之间的中间部位是空的。
在第一实施例中，单壳式连接件4包括一个布置在连接件4的主延伸平面内的筋板5，这里该筋板是基本平坦的整体板，在俯视图中基本确定了连接件4的基本形状。相应地，筋板5具有拱形的弯曲基本形状。细长的筋板5的相对端部分别是钳状的，以便部分围包支承件2和3。
另外，连接件4包括一个固定在筋板5的一条边上的翼缘6。该翼缘6设计成宽度恒定的狭窄条带。这里所述宽度稍小于支承件2和3的长度。翼缘6在筋板5的弯曲部分的内侧连贯地从支承件2延伸到另一个支承件3并紧贴在筋板5的外边缘上。这里翼缘6的宽度方向垂直于主延伸平面。因此筋板5与翼缘6成直角布置。相反，筋板5的对面外边缘不用翼缘加强。这样连接件4的横截面就产生了如图5所示的T型。
从图5还可以看出，翼缘6壁厚比筋板5的壁厚大。连接件4的两个零件是板材件，各具有简单的形状，因此可以成本低廉地制造。尤其是筋板5是一个只需用一块板材剪裁或冲压而制成的简单的板。
支承件2和3、筋板5和翼缘6相互焊接。为此例如可以按照下述方式进行首先将支承件2和3通过焊缝7和8与筋板5的端部相连。然后安置翼缘6并借助另外的焊缝9和10从上面和下面与筋板5焊接。最后，将翼缘6的端部通过焊缝11和12与支承件2和3连接。
在第一实施例的一种变型方案中，筋板5也可以是一种板材成形件，在其两个外部边缘上各设置一个翼缘，该翼缘从一个支承件2延伸到另一个支承件3。这种情况下，最好也是首先将支承件2和3焊接，然后固定翼缘。
此外，翼缘6的第一种实施例是宽度均匀，壁厚恒定。以此方式可以例如用带材简单地制造出翼缘6。但为了进一步减轻重量，也可以使翼缘6的宽度和壁厚适配于所受的应力。不仅在设计具有T型型面的连接件4时可以这样，而且在设计具有双T型型面的连接件4时也可以这样。此外还可以使一个翼缘或者两个翼缘中断。但为了加强支承件2和3的周围，该处应始终至少有一个翼缘。
此外，筋板5可以相对翼缘在高度上移动，从而在极端情况时产生一种L型或者U型，如图10举例所示。
另外还可以使支承件2和3仅固定在相对的翼缘上，而不固定在筋板5本身上。
在图6和8所述的第二种实施例中，还有一个横向联杆21带有两个支承件22和23以及一个附加的固定点，两个支承件通过一个单壳式连接件24连在一起。与第一实施例不同的是，此处第一支承件22和第二支承件23的摆动轴线B1和B2基本平行于连接件24的主延伸平面。此时两个摆动轴线B1和B2大致同轴。在支承件22和23之间连接件略微缩进，从而为前面的轴承创造了自由空间。
在上面看，连接件24具有大致三角形的基本形状，该基本形状主要由一个整体筋板25确定。为了实现加强作用，翼缘26，27和28固定在筋板25的边缘上，这些翼缘分别在支承点或固定点之间延伸。与第一实施例相同，这里翼缘26，27和28分别设计成连贯的狭窄条带。此外，翼缘26，27和28分别具有恒定的厚度。筋板5基本垂直地安置于翼缘26，27和28上。
安装于车辆中后位于前面的翼缘26比与之相对的也就是位于后面的翼缘27具有较薄的壁厚。翼缘27的壁厚与延伸于两个支承件22和23之间的内侧翼缘28大致相同。此外，筋板25的壁厚大致相当于位于前面的翼缘26的壁厚。也就是，参见图7和8，s1∽s2和s3，s4＝s1，s2。
然而，原则上可以根据横向联杆21的应力任意组合厚度。此外也可以改变宽度。还可以省去个别翼缘或者只是局部省去也就是中断。这样就产生局部不是双T型，而是简单的T型，如图9所示。
不仅翼缘26，27和28而且筋板25都设计成板材成形件，并类似于第一实施例相互焊接在一起。如图6所示，为了固定第一支承件22，该第一支承件22设计成端侧带有轮缘33的套筒形式，在翼缘26和28上分别设置一个拱形的凹进，在相应的轮缘33下方局部地围包套筒。特别是位于前面的较窄的翼缘26为此在第一支承件22周围部位具有一个加宽部分29。
在图10所示的第二实施例的变型方案中，筋板25”的位置相对翼缘30和31移动了。在该实例中示出了双T型的极端情况，即U型。高度移动使横向联杆21的剪力中心尽可能地靠近在固定点32上进行的车轮支承铰接的力作用点。
上述横向联杆1和21分别设计成板材结构，这里最好是使用钢板件。考虑到特别轻量的结构方式，可以将相应横向联杆的个别零件或者整个横向联杆用轻金属制造，尤其是用铝合金或者镁合金制造。筋板5或25可以是铸造件或者锻造件，支承件在筋板上一体成形。
材料工艺方面的另一种方案是采用塑料和纤维复合材料制造筋板和翼缘。
在任何情况下，通过使用由一个整体筋板和翼缘拼接而成的单壳式连接件，与双壳式结构相比，减轻了重量，降低了材料成本。
附图标记1横向联杆2支承件3支承件4连接件5筋板6翼缘7焊缝8焊缝9焊缝10 焊缝11 焊缝12 焊缝21 横向联杆22 支承件23 支承件24 连接件25，25’筋板26 位于前面的翼缘27 位于后面的翼缘28 位于内侧的翼缘29 加宽部分30 翼缘31 翼缘32 固定点A轴线B1，B2摆动轴线s1至s4壁厚
权利要求
1.联杆，尤其是用于车轮悬架的横向联杆，包括至少两个支承件(2，3；22，23)和一个将支承件(2，3；22，23)连在一起的单壳式连接件(4；24)，其特征在于，连接件(4；24)包括一个整体筋板(5；25)和至少一个固定在筋板(5；25)的一条边上的翼缘(6；26，27，28)，其中筋板(5；25)基本垂直于翼缘(6；26，27，28)。
2.按照权利要求1所述的联杆，其特征在于，连接件(4；24)的横截面至少局部是T型或者双T型。
3.按照权利要求1或2所述的联杆，其特征在于，连接件(4；24)的横截面至少局部是L型或者U型。
4.按照权利要求1至3之一所述的联杆，其特征在于，翼缘(6；26，27，28)一直延伸到支承件(2，3；22，23)。
5.按照权利要求1至4之一所述的联杆，其特征在于，一个翼缘(26，27，28)分别在筋板(25)的两个边缘上的支承件(22，23)部位处固定。
6.按照权利要求1至5之一所述的联杆，其特征在于，筋板(5；25)和/或翼缘(6；26，27，28)各具有基本恒定的壁厚。
7.按照权利要求1至6之一所述的联杆，其特征在于，至少一个翼缘(6；26，27，28)的壁厚大于筋板(5；25)的壁厚。
8.按照权利要求1至7之一所述的联杆，其特征在于，筋板(5；25)和翼缘(6；26，27，28)由金属材料尤其是钢或者轻金属制成。
9.按照权利要求1至8之一所述的联杆，其特征在于，筋板(5；25)设计成基本平坦的板材成形件。
10.按照权利要求1至7之一所述的联杆，其特征在于，筋板和/或翼缘用塑料或者纤维复合材料制成。
11.按照权利要求1至10之一所述的联杆，其特征在于，联杆具有两个焊接在单壳式连接件(4)上的支承件(2，3)，连接件(4)弯成拱形，翼缘(6)焊接在筋板(5)上。
12.按照权利要求1至10之一所述的联杆，其特征在于，筋板(21)具有大致三角形的基本形状，其角部是支承点和/或固定点，其中筋板(25)的所有边在支承点和/或固定点之间都设有翼缘(26，27，28)。
全文摘要
联杆，尤其是用于车轮悬架的横向联杆包括至少两个支承件(2，3)和一个将支承件(2，3)连在一起的单壳式连接件(4)。连接件(4)又包括一个整体筋板(5)和至少一个固定在筋板(5)的一条边上的翼缘(6)。这里，筋板(5)基本垂直于翼缘(6)。这样将获得一种轻量的并可简单经济地制造的联杆。
文档编号B60G7/00GK1494492SQ02806047
公开日2004年5月5日 申请日期2002年2月22日 优先权日2001年3月5日
发明者H·鲁霍尔, A·京特, H·W·肖尔茨, S·奥尔蒂茨, H 鲁霍尔, 俅, 肖尔茨 申请人:大众汽车有限公司