用于机动车辆的底盘的多点连杆的制作方法

文档序号:24541965发布日期:2021-04-02 10:26阅读:94来源:国知局
用于机动车辆的底盘的多点连杆的制作方法

本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的用于机动车辆的底盘的多点连杆。

从现有技术已知用于机动车辆(尤其商用车辆)的底盘的多点连杆。例如,用于商用车辆车架的刚性轴的轴悬架在下连杆平面(lenkerebene)中可以具有用于引导刚性轴的、被设计为车桥支柱(achsstrebe)的两个两点连杆。在上连杆平面中,商用车辆的车架可以具有三点连杆或者替代性地具有四点连杆。车桥支柱一般具有两个位于端侧的支承区域,这些支承区域借助直的型材区段相互连接。在此,直的型材区段可以具有开放式的、例如h形的横截面。在直的两点连杆受到在其纵向方向上作用的压力载荷时,由于直的型材区段垂直于纵向方向屈曲而产生失效的危险。直的型材区段设计得越长,这种风险就越大。从de102016200609a1已知具有两个位于端侧的支承区域的直的两点连杆,这两个支承区域与直的并且同时开放式的型材区段一件式地形成。型材区段在其延伸部分上沿纵向方向被设计成隆起的,其中沿纵向方向延伸的隆起在型材区段的中部(在此处型材区段屈曲的危险最大)具有最大值。通过两点连杆的这种针对载荷的设计可以实现该两点连杆的较小的质量。

本发明的目的在于,提供一种具有至少一个型材区段的多点连杆的替代性的结构形式,其中该多点连杆由于其型材区段的针对载荷的设计而同样具有较小的构件质量。

该目的根据本发明通过一种所属类型的多点连杆来实现,该多点连杆附加地具有专利权利要求1的特征部分的特征。

优选的实施方式和改进方案是从属权利要求和以下说明书的主题。

因此,本发明提出一种用于机动车辆的底盘的多点连杆。所述多点连杆具有至少一个型材区段,所述至少一个型材区段具有布置在所述型材区段的相反的端部的两个支承区域。所述两个支承区域借助所述型材区段相互连接。根据本发明,为了提高所述多点连杆的刚度,所述型材区段的外周面设有至少一个加强元件,其中所述加强元件材料配合地与所述型材区段的外周面相连接。

借助加强元件可以在可能在行驶操作中出现增大的应力的位置处针对载荷对型材区段进行加强。因此,不需要针对仅在型材区段的一个或多个位置处出现的最大应力而在型材区段的整个纵向延伸尺寸上对该型材区段的横截面进行设计。通过这种方式可以避免型材区段的尺寸过大,并且同时可以使用于多点连杆的材料使用最小化。就本发明而言,刚度可以被理解为型材区段对由于力或转矩、弯曲力矩或扭转力矩而引起的塑性变形或断裂的抵抗力。通过至少一个加强元件,在加强元件材料配合地与型材区段的外周面相连接的区域中提高型材区段的面积惯性矩或阻力矩。通过这种方式,型材区段可以取决于在其纵向延伸部分的走向内相应地存在的应力类型和应力水平来加强。

型材区段可以在其纵向延伸尺寸上被设计成直的或弯曲的。如果型材区段被设计为直的型材区段,则该型材区段尤其在其整个纵向延伸尺寸上柱状地以恒定的横截面延伸。如果型材区段被设计成弯曲的,则这个型材区段优选具有恒定的曲率半径。尤其,型材区段被设计成实心的,即不含空腔。尤其,型材区段被设计为开放式的型材区段。开放式的型材区段在本发明的意义上应被理解为这样的型材区段,即该型材区段在横截面中看时具有指向型材外部的肋、凸缘等。因此,例如具有双t形或h形或双e形的横截面的型材区段是开放式的型材区段。替代性地,型材区段还可以被设计为没有指向型材外部的肋、凸缘等的闭合式的型材区段,并且例如具有矩形或正方形的全横截面。型材区段还可以被设计为空心型材区段,并且在横截面中看时具有一个或多个位于内部的空心腔室。型材区段和至少一个加强元件能够由相同的材料或由不同的材料制成。

支承区域在作用技术意义上(尤其刚性地)与型材区段相连接,或者与这个型材区段一件式地形成,并且能够将诸如力和/或力矩的操作载荷引入到该型材区段中。尤其,这些支承区域分别具有一个接头容纳部。尤其,至少一个支承区域具有与型材区段的纵向方向垂直定向的开口。开口可以被设计成具有开口的盆状;例如用于容纳球窝接头的球面轴颈的接头球体。替代性地,开口例如还可以被设计为穿通开口;例如具有用于容纳分子接头(molekulargelenk)(其也被称为爪式接头)的圆柱形的穿通开口。尤其,穿通开口在安装状态下具有未经加工的内周面。替代性地,支承区域可以具有穿通开口,该穿通开口在原始状态下具有未经加工的内周面并且在安装状态下具有完成加工的、尤其通过切削制造的内周面。钢轴套可以被插入到穿通开口中。

就本发明而言,型材区段尤其应被理解为连续型材的区段。如果型材区段的外周面的一侧(尤其在安装状态下朝向行车道的一侧)在其整个纵向延伸尺寸上被加强元件覆盖,则除了对型材区段进行加强之外还为型材区段提供了防石块撞击保护。如果型材区段的外周面完全被加强元件覆盖,则该加强元件也提供了以防在行驶操作时被随同夹携在胎面花纹中并且从上方被甩到型材区段上的小石块的保护。加强元件可以与型材区段一样长或者比型材区段短。

通过加强元件与型材区段的外周面的材料配合的连接,型材区段的外周面可以仅局部地被加强元件覆盖。在这种情况下,加强元件的(朝向型材区段的外周面并且与这个外周面仅由粘合剂层分隔开的)接触面小于型材区段的外周面。型材区段的外周面还可以完全被加强元件覆盖。在这种情况下,加强元件的接触面与型材区段的外周面一样大。在后者提到的这种情况下,取决于加强元件的具体设计,力和/或力矩的主要传递可以仅借助加强元件来实现。替代性地,型材区段的外周面也可以由多个单独的加强元件局部覆盖或完全覆盖。不具有位于内部的空心腔室的型材区段的外周面是由型材区段的(在将该型材区段浸没于水浴中时可能被润湿的)整个外表面减去型材区段的两个端侧的表面构成的。

加强元件可以沿型材区段的纵向方向在型材区段的整个长度上延伸或者在整个长度的一部分上延伸。加强元件优选在其延伸尺寸上被设计成横截面恒定的柱形。在此,加强元件可以被设计为挤压型材、尤其铝制挤压型材。替代性地,加强元件还可以由具有增强纤维的纤维复合塑料制成,这些增强纤维可以呈编织物、织物片或针织物的形式并且/或者作为呈伸展性长丝束(也被称为粗纱)形式的连续纤维存在。根据另一个替代方案,加强元件在其纵向方向上也可以被实施成有轮廓的,例如拱起的。加强元件可以具有功能集成式元件。加强元件例如可以被设计为具有用于线缆或软管的集成式保持臂的压铸构件。功能集成式元件例如可以用于连接进行液体运输用的管或软管,或者可以用作线缆保持架或用于传感器元件或执行器元件的保持架,或者可以用作例如用于识别损伤的电子部件的载体,或者可以用作拧接面。

多点连杆可以是直的两点连杆,即杆形的、在空间方向上伸展的并且适用于传递力和/或力矩的连杆。这种两点连杆主要受到藉由两个支承区域引入到型材区段中的拉力和/或压力的影响。可以被设计为用于引导商用车辆的刚性轴的车桥支柱的两点连杆尤其具有带有直线延伸的中心线的型材区段。尤其,这个中心线与穿过这两个支承区域的中心点的直线重合。在这种布置中,直的两点连杆由于两点连杆内的压力(其作用线与中心线重合)而受到的载荷导致纯压力应力或纯屈曲应力,这些纯压力应力或纯屈曲应力不与弯曲应力叠加。如果两点连杆被设计为车桥支柱,则这个车桥支柱可能除了尤其由加速过程和制动过程而引起的拉伸应力、压力应力和屈曲应力之外也受到由车辆车身的侧倾运动而导致的弯曲应力和扭转应力的影响。替代性地,多点连杆也可以是具有弯曲的型材区段的、不直的两点连杆,其中该型材区段优选具有恒定的曲率半径。

替代性地,多点连杆也可以被设计为三点连杆。这种三点连杆可以被布置在商用车辆的车架的上连杆平面中并且在那里用于引导刚性轴。此外,也可以设想的是,这种三点连杆用作引导车轮的横向连杆。三点连杆优选具有直的并且同时开放式的两个相同的型材区段,这些型材区段会聚在共用的支承区域中,该支承区域例如可以是刚性轴的中央接头的一部分。在这种布置中,这两个型材区段在行驶操作时尤其也受到弯曲应力。多点连杆还可以被设计为四点连杆,该四点连杆例如具有平行延伸的、直的并且同时开放式的两个型材区段,这些型材区段分别具有布置在这两个型材区段的相反的端部的两个支承区域;或者该多点连杆还可以被设计为五点连杆。

多点连杆可以是一件式的多点连杆或者是安装的多点连杆、即由多个单独制造的单个部件组装而成的多点连杆。后者提到的这种结构方式具有如下优点:例如至少一个型材区段可以被制造成长度可变,由此可以根据模块化原则实现多点连杆的各种变体。通过材料配合地与型材区段的外周面相连接的加强元件的针对应力的几何构型,加强元件可以在这种模块化原则下相应地适配于制造成长度可变的型材区段。在此,特别有利的是,开篇所述的隆起并非是如从现有技术已知的那样与型材区段一件式地形成,而是可以按照需要安置到型材区段的外周面上。然而,这个优点也在型材区段与支承区域一体式地形成的多点连杆中发挥了作用。在此,通过安置呈不同地设计的、针对载荷类型和载荷水平不同的各种应用的加强元件形式的不同的隆起,可以对具有直的、柱形的型材区段的多点连杆的基本形状进行处理。在安装的多点连杆中,支承区域可以被设计为单独的载荷引入元件,该载荷引入元件尤其具有用于容纳接头的开口。

优选在型材区段与加强元件之间布置有粘合剂层,该粘合剂层使型材区段和加强元件材料配合地相互连接。通过粘合剂层,加强元件与型材区段的外周面粘合。粘合尤其是全面的粘合。粘合剂层的粘合剂例如可以是双组分粘合剂。在将加强元件放置到型材区段上之前,粘合剂可以仅被涂覆到型材区段的外周面上或仅加强元件的接触面上或这两个表面上。替代性地,粘合剂还可以呈粘合剂带的形式被涂覆到上述表面上,并且通过随后将加强元件放置到型材区段上由于挤压而分布。

根据一个优选的实施方式,型材区段的至少一个轮廓区域以被加强元件包围的方式包封,其方式为使得型材区段在这个轮廓区域中材料配合并且同时形状配合地与该加强元件相连接。通过这种方式,除了加强元件与型材区段的外周面材料配合连接之外,额外地实现了上述两个接合部件的形状配合连接。在此,型材区段的轮廓区域尤其具有型材区段的外周面的彼此平行延伸的局部面。就此而言,形状配合连接应被理解这样的连接,在该连接中通过参与连接的构件的形式传递垂直于接触平面的力。

便利地,所述型材区段具有横截面,所述横截面具有在高度方向上延伸的接片和多个凸缘,所述凸缘彼此平行地间隔开并且借助所述接片相互连接,其中所述凸缘在与所述高度方向正交地定向的横向方向上延伸。尤其,型材区段的横截面被设计成关于两个彼此正交地定向的对称平面对称。尤其,每个凸缘藉由接片与任意其他的凸缘相连接。型材区段的横截面可以被设计为具有四个凸缘的h形型材,这些凸缘肋状地远离接片延伸。尤其,型材区段的横截面被设计成具有总计六个凸缘的双e形,这些凸缘中的各三个凸缘肋状地以偏移180度的方向远离接片延伸。型材区段的上述纵向方向垂直于高度方向并且同时垂直于横向方向延伸。尤其,凸缘在安装在机动车辆、尤其商用车辆的底盘中的状态下沿横向方向延伸。通过这种方式避免了在各个凸缘之间形成铲形的几何区域,在该铲形区域中可能积聚不期望的物质,例如混有融雪盐的喷溅水。

优选地,凸缘的自由端部以被加强元件包围的方式包封。以包围的方式包封在此涉及型材区段的横截面。凸缘的自由端部在此形成型材区段的轮廓区域,该轮廓区域材料配合并且同时形状配合地与加强元件相连接、尤其相粘合。在沿型材区段(尤其直的型材区段)的纵向方向作用的压力较高时,没有加强元件会存在如下危险,即凸缘的自由端部局部地鼓胀,这在压力进一步增加时由于型材区段的屈曲而可能导致失效。通过以包围的方式包封凸缘的自由端部来避免这种情况,并且由此增大型材区段(尤其直的型材区段)的最大可能的压力载荷。凸缘的自由端部尤其沿横向方向定向。替代性地,凸缘整体上还可以以被加强元件包围的方式包封。在这种情况下,凸缘形成型材区段的轮廓区域,该轮廓区域材料配合并且同时形状配合地与加强元件相连接、尤其相粘合。

有利的是,彼此平行地布置的多个凸缘以被同一加强元件包围的方式包封。取决于彼此平行地布置的凸缘的相应存在的数量,加强元件尤其具有至少一个联接区段。通过联接区段,加强元件的两个相邻的区域(这些区域包封彼此平行地布置的两个相邻的凸缘)刚性地相互连接,由此还提高加强元件的加强作用。在三个彼此平行地布置的凸缘的情况下,加强元件例如具有两个联接区段,借助这些联接区段使加强元件的包封凸缘的三个区域刚性地相互连接。尤其,联接区段与加强元件一件式地形成。联接区段尤其沿高度方向延伸。

根据本发明的一个改进方案,所述加强元件具有厚度不同的壁区段。尤其,针对载荷来设计厚度不同的壁区段,由此进一步有助于使材料使用最小化。

根据一个替代方案,所述加强元件被设计为具有至少一个空心腔室的空心型材。就此而言,空心型材应被理解为在横截面中看时具有至少一个周向闭合的空腔的型材。通过将加强元件设计为空心型材,可以在不影响质量的情况下提高设有加强元件的型材区段的面积惯性矩。在此,加强元件的加强作用尤其随着型材区段的空腔与横截面中心点的间距不断增加而提高。

有利的是,型材区段的外周面设有多个加强元件。尤其,多个加强元件在型材区段的任意横截面中被布置成彼此对称。尤其,这种对称的布置涉及由型材区段的高度方向和纵向方向扩展成的对称平面。多个加强元件可以是偶数个加强元件或奇数个加强元件。借助多个加强元件,可以实现以简单的方式针对应力对型材区段进行加强。

优选地,所述多个加强元件至少在一个位置处完全地、尤其完全贴靠地包围所述型材区段。完全包围型材区段除了加强的作用还具有以下优点:该型材区段在被多个加强元件包围的区域中是特别受保护的,例如不受由石块撞击造成的机械损坏和/或由融雪盐造成的腐蚀损害。替代性地,型材区段还可以局部地或完全地被唯一的、环形闭合的加强元件完全包围。在此,这个加强元件可以以仅被粘合剂层包围的方式与型材区段的外周面间隔开。

便利地,多个加强元件至少在横截面上被设计成相同的。通过这种方式,多个加强元件能够成本有效地由相同的棒料切出。棒料可以是挤压型材或挤拉成型的型材。尤其,多个加强元件被设计为相同的通用件。此外,除了成本有效的制造之外,使用通用件还具有以下优点,即避免构件混淆。

有利的是,所述多个加强元件部分地重叠。通过这种方式,尤其在重叠的区域相互连接时(例如通过粘合)可以进一步提高多个加强元件的加强作用。尤其,多个加强元件的重叠的区域直接贴靠彼此或者被粘合剂层彼此隔开。重叠的区域尤其沿型材区段的纵向方向具有几何恒定的延伸部分,由此具有重叠区域的加强元件可以以简单的方式由棒料制成。

多个加强元件优选通过卡合连接、咬合连接或夹持连接在周向上处于相互连接。通过卡合连接、咬合连接或夹持连接,加强元件能够以简单的方式并且无需额外的辅助器件(例如夹紧装置)与型材区段的外周面相粘合。尤其,多个加强元件在共用的重叠区域中(多个加强元件在这些重叠区域中部分地重叠)通过卡合连接、咬合连接或夹持连接在周向上处于相互连接。卡合连接、咬合连接或夹持连接尤其沿型材区段的纵向方向具有几何恒定的延伸部分,由此以卡合连接、咬合连接或夹持连接的加强元件可以以简单的方式由棒料制成。

型材区段优选被设计为挤拉成型的、由连续纤维增强的塑料制成的型材区段。通过这种方式可以形成特别轻的多点连杆。挤拉成型的型材区段在此应被理解为以挤拉成型方法制成的型材区段。挤拉成型方法是用于在连续过程中以成本有效的方式制造纤维增强的塑料型材的方法。尤其,型材区段具有增强纤维,这些增强纤维分布在整个型材横截面上,并且这些增强纤维在型材区段的纵向方向上延伸,由此在这个方向上实现了高刚度和高强度。有利地,为了将型材区段设计成防止屈曲和/或鼓胀,将相对较高含量的伸展性纤维布置在型材横截面的边缘区域中并且同时同样在型材纵向方向上延伸。尤其,所有纤维都是在型材区段的纵向方向上定向的。在一个优选的实施方式中,挤拉成型的型材区段具有大约65%的纤维体积含量,以便同时在型材纵向方向上实现高刚度,并且同时实现高弯曲刚度,并且实现型材区段中的纤维的良好的力传递。一般地,纤维体积含量可以介于50%与75%之间。

在型材区段中可以使用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或天然纤维,这些纤维分别被嵌入到塑料基质中。基质体系有利地由乙烯基酯树脂形成,原因在于乙烯基酯树脂在非常好的化学和力学属性下可以很好地以挤拉成型方法进行加工。此外,乙烯基酯树脂与粘合剂组合具有良好的粘附性。替代性地,可以使用环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂或聚氨酯树脂作为基质材料。连续纤维增强的塑料尤其是纤维塑料复合材料(fkv),该纤维塑料复合材料由具有嵌入其中的增强纤维的塑料基质形成,其中增强纤维被设计为连续纤维。在此,纤维塑料复合材料例如可以被设计为玻璃纤维增强的塑料复合材料(gfk)或碳纤维增强的塑料复合材料(cfk)或者被设计为芳纶纤维增强的塑料复合材料(afk)。替代性地,型材区段还可以被设计为例如由铝或铝合金制成的挤压成型的型材区段。

有利的是,至少一个支承区域具有插接齿部,并且所述插接齿部以及所述型材区段的端部区段在共用的连接区段中相互接合到彼此中并且同时互相粘合。通过这种连接方式可以实现相对较大的粘合面,这有利于插接齿部与型材区段的端部区段之间的连接的载荷能力。尤其,插接齿部具有齿,这些齿至少大体上在型材区段、尤其直的型材区段的纵向方向上延伸。在插接齿部的区域中,支承区域并非被设计成实心的,而是减去了齿之间的空隙的体积。在连接区段中除了插接齿部的齿之外仅有所指配的型材区段的端部区段和粘合剂。尤其,连接区段至少大体上不含有空气滞留。尤其,型材区段的端部区段和插接齿部在连接区段中至少大体上形状配合地接合到彼此之中。

支承区域的刚度尤其沿型材区段、尤其直的型材区段的纵向方向减小。在型材区段、尤其直的型材区段的拉伸载荷中,拉力试图沿型材区段的纵向方向将该型材区段的端部区段从插接齿部中拉出来。支承区域的刚度在插接齿部的区域中减小的原因在于:与支承区域在插接齿部的区域中被实施为实心的情况相比,插接齿部的齿在拉伸应力下更容易经受沿型材区段、尤其直的型材区段的纵向方向的弹性伸长。尤其,插接齿部被穿通槽网格状地穿过,这些穿通槽垂直于型材区段的纵向方向延伸并且同时至少部分地相交。尤其,插接齿部的齿所具有的长度大体上至少是这些齿的最大宽度的两倍,由此在拉伸载荷和压力载荷下赋予了插接齿部在型材区段的纵向方向上的相对较高的弹性伸长能力。通过相对较薄地成型的齿,可以实现尤其在型材区段以其两个支承区域受到拉伸载荷的情况下在粘合剂层中产生的应力减小。这种情况的原因在于,通过相对较大数量的齿可以实现型材区段与相应地所指配的支承区域之间的相对较大的连接面。

尤其,这些齿与支承区域一件式地形成。尤其,支承区域被设计为单独的载荷引入元件。尤其,插接齿部的齿在其沿载荷引入元件的端部区段的纵向方向的纵向延伸尺寸上具有矩形的或正方形的全横截面。尤其,穿通槽至少部分地具有在型材区段的纵向方向上的直的走向。这意味着,一些穿通槽可能具有直线形的走向,而其他的穿通槽并不如此。尤其,插接齿部的齿至少以在型材区段的纵向方向上延伸的四个纵向侧面中的两个纵向侧面邻接穿通槽。尤其,这些齿可以以在型材区段的纵向方向上延伸的两个、三个或四个纵向侧面邻接穿通槽。利用“载荷引入元件的端部区段被穿通槽网格状地穿过,这些穿通槽垂直于连接区段的纵向方向延伸并且这些穿通槽同时至少部分地相交”的表述应表达的是:并非每个穿通槽都必须与其余穿通槽中的每个穿通槽相交。

有利地,垂直于型材区段的纵向方向延伸的穿通槽在第一方向上具有恒定的宽度,并且在第二、垂直于第一方向延伸的第二方向上具有可变的宽度。尤其,在此,垂直于连接区段的纵向方向在同一方向上延伸的所有穿通槽都被设计成相同类型的;即具有恒定的宽度或可变的宽度。尤其,具有恒定的宽度的穿通槽具有经加工的、优选被切削的、尤其被铣削的表面。尤其,具有可变的宽度的穿通槽具有未经加工的、尤其被挤压成型的表面,由此不产生任何加工成本。尤其,具有可变的宽度的穿通槽在齿根的区域中并且/或者在齿的朝向型材区段的自由端部的区域中具有增大的宽度。

尤其,这些齿的朝向型材区段的自由端部具有垂直于型材区段的纵向方向的最小的横截面面积。在此意味着,插接齿部的齿相对于其在型材区段的纵向方向上的走向在其自由端部处具有最小的横截面面积。由此引起地,这些齿在其自由端部处具有在型材区段的纵向方向上额外减小的刚度。尤其,这些齿的朝向型材区段的自由端部垂直于型材区段的纵向方向至少在一个延伸方向上彼此所具有的间距比在型材区段的纵向方向上的至少另一个区域中的情况大。这尤其是由于宽度可变的穿通槽在齿的自由端部的区域中具有增大的宽度。尤其,粘合剂(插接齿部藉由粘合剂与型材区段的端部区段相连接)在齿的自由端部的区域中至少部分地具有增大的层厚度。由于粘合剂层厚度增大,因此粘合剂层中的局部应力能够减小并且更均匀地分布到整个连接区段上。

尤其,为了在型材区段的纵向方向上进一步减小插接齿部的刚度,该插接齿部的齿被设计成在齿过渡至支承区域的实心材料的齿根处至少部分地变窄。尤其,这些齿根被设计成在其邻接宽度可变的穿通槽的纵向侧面上变窄。由于型材区段在其纵向延伸尺寸上具有恒定的横截面,因此在齿根的区域中获得至少部分地加厚的粘合剂层。尤其,在齿根的区域中扩宽的齿空隙被填充以粘合剂,这些齿空隙由变窄地形成的齿根产生。由于粘合剂层厚度增大,因此粘合剂层中的局部应力减小并且更均匀地分布到整个连接区段上。

尤其,插接齿部的至少一个齿被设计成在其纵向延伸尺寸上朝向型材区段连续地变窄。这应作如下理解:至少一个齿在其齿根处具有最大的横截面面积,该最大的横截面面积朝向其自由端部连续地减小,以便最终在该齿的自由端部处具有最小值。因此,垂直于型材区段的纵向方向的至少一个齿同时具有在共用的连接区段的纵向方向上朝向该齿的自由端部连续减小的刚度。至少一个齿连续地变窄同样有助于使得刚度比在型材区段的纵向方向上连续地过渡。尤其,朝向型材区段连续变窄的至少一个齿是角齿,该角齿具有在型材区段的纵向方向上延伸的、邻接穿通槽的两个纵向侧面。

尤其,支承区域(尤其载荷引入元件)被设计为型材件、尤其挤压型材件,该型材件具有未经加工的外周面和/或内周面,该外周面和/或内周面在型材纵向方向上延伸。这具有如下优点,即可以使用相对便宜的棒料作为用于支承区域的初始材料。替代于挤压成型的型材件,例如还可以是经冷拔或辊压的型材件。就此而言,型材件的外周面可以是在预先对可能存在的空腔进行密封的情况下将型材件完全浸没于水浴中时被润湿的所有面。在存在沿型材件的纵向方向延伸的空腔的情况下,内周面是其余的面。就本发明而言,型材件应被理解为连续型材件。尤其,型材件在其纵向延伸尺寸上具有恒定的横截面几何形状。

型材区段可以在其纵向方向上被插入到插接齿部中直至受到止挡为止,或者与这个最大程度的位置间隔开。插接齿部在拉伸应力和/或压力应力下是特别有利的;但是在扭转应力和/或弯曲应力下也是有利的。尤其,连接区段的长度大体上对应于型材区段的横截面的外部尺寸。由此使得连接区段具有相对较大的长度。这尤其在型材区段以其两个支承区域或载荷引入元件在较高的温度下(这时粘合剂在温度影响下略微软化并且由此变得更有弹性)受到载荷时起作用。在这种情况下,如果型材区段和两个支承区域经受拉伸应力,则粘合连接在齿根的区域中也受到应力。这种情况的原因在于,粘合剂在较高的温度下具有较小的强度和刚度,由此拉伸应力朝向齿根的方向移位。

因此,连接区段的相对较大的长度在相对较高的周围温度下呈现一定程度的载荷能力余量。连接区段的明显更大的长度不再显著地提高支承区域和型材区段的连接的承载能力。连接区段的明显更小的长度导致承载能力降低。利用插接齿部和型材区段的端部区段以“至少大体上”形状配合的方式接合到彼此中的表述应表达的是:这两个端部区域并非直接紧靠彼此(至少并非全面地紧靠彼此),而是彼此间具有微小的间距,其中这个微小的间距是由尤其全面分布的粘合剂填充的。粘合的插接连接尤其具有环氧树脂粘合剂。替代性地,还可以使用其他粘合剂,例如甲基丙烯酸甲酯粘合剂。

如已经说明的,插接齿部与型材区段连接是特别有利的,原因在于:通过将插接齿部的齿与型材区段的端部区段的外周面粘合并且可能也与型材区段的(多个)空心腔室的内周面粘合,能够实现相对较大的粘合面。此外,插接齿部在制造多点连杆时也是有利的,原因在于通过穿通槽可以以简单的方式排出多余的粘合剂。在将型材区段的端部区段推入到插接齿部中时,将空气从穿通槽中挤出。这些挤出的空气可以经由穿通槽顺利逸出,由此至少在很大程度上避免了在型材区段和载荷引入元件的共用的连接区段中的空气滞留。

优选地,除了型材区段的端部区段之外还有至少一个加强元件在连接区段内接合到插接齿部中。尤其在此,一个加强元件或多个加强元件的位于插接齿部内的部分在连接区段的区域中与支承区域或载荷引入元件相粘合。在这个实施方式中,该加强元件或这些加强元件能够在型材区段的整个长度上延伸。替代性地,加强元件能够接合到连接区段中并且同时从这些连接区段中延伸出5毫米至35毫米、优选10毫米至30毫米。通过这种方式,尤其如果插接齿部和加强元件是由铝形成的并且型材区段是由连续纤维增强的塑料形成的,则能够在型材区段和加强元件从连接区段露出的位置处在所参与的接合部件中实现有利的应力状态。

如果型材区段的整个外周面被材料配合地与这个型材区段相连接的加强元件包封,则尤其在各个加强元件在周向上重叠时,该型材区段可以被设计为泡沫芯。在这种情况下,加强元件本身已经由于较高的面积惯性矩或阻力矩产生足够的屈曲刚度。除了型材区段的端部区段之外一个加强元件或多个加强元件在连接区段中也接合到插接齿部中的实施方式尤其可以有利的是:载荷引入元件被设计为挤压型材的区段并且具有挤压成型的穿通槽。由于挤压成型的穿通槽取决于方法必须具有最小宽度,因此具有填充挤压成型的穿通槽的壁厚度的、由铝制成的型材区段通常尺寸过大并且因此比需要的更重。然而,如果型材区段由连续纤维增强的塑料形成并且加强元件由铝型材形成,则可以形成尺寸并不过大的实施方式,在该实施方式中型材区段的端部区段和加强元件彼此叠置地填充插接齿部的挤压成型的穿通槽。

有利的是,这两个支承区域分别具有一个插接齿部,并且型材区段的外周面在这两个插接齿部之间被至少一个加强元件完全覆盖。尤其,在这两个插接齿部之间延伸有相应地不中断地连续的两个加强元件,这些加强元件一起至少大体上在周向上包围型材区段的位于这两个插接齿部之间的部分。由此,尤其在两个加强元件由铝形成时提供有效的防石块撞击保护。如果型材区段由连续纤维增强的塑料形成并且至少一个加强元件由铝形成,则还可以以简单的方式识别出多点连杆由于外部作用而导致的可能的损坏。这种损坏例如可能由于将千斤顶放置到车桥支柱的型材区段上引起,并且通过由铝制成的加强元件上的变形痕迹来识别。

下文根据仅展示实施例的附图对本发明进行详细说明,其中相同的附图标记涉及相同、相似或功能相同的构件或元件。在附图中:

图1以透视图示出了根据现有技术的底盘组件;

图2以透视图示出了根据本发明的第一实施方式的多点连杆;

图3根据图2中给出的剖面线a-a以剖视图示出了根据图2的多点连杆;

图4根据图2中给出的剖面线b-b以剖视图示出了根据图2的底盘连杆;

图5以透视图示出了根据本发明的第二实施方式的多点连杆;

图6以透视图示出了根据图5的多点连杆的载荷引入元件;

图7以透视图示出了根据本发明的第三实施方式的多点连杆;

图8以透视图示出了根据本发明的第四实施方式的多点连杆的型材区段;

图9以透视图示出了根据本发明的第五实施方式的多点连杆的一部分;

图10以剖视图示出了根据一个替代性实施方式的加强元件;

图11以剖视图示出了根据另一个替代性实施方式的加强元件;

图12以剖视图示出了根据另一个替代性实施方式的多个加强元件;

图13以剖视图示出了根据另一个替代性实施方式的多个加强元件;

图14以透视图示出了示出根据本发明的第六实施方式的多点连杆;以及

图15以透视图示出了根据本发明的第七实施方式的多点连杆。

图1示出了底盘1的一部分、机动车辆(在此为商用车辆2)的组成部分,其中底盘1具有布置在下连杆平面中的两个车桥支柱3。这两个车桥支柱3分别以一个端部借助分子接头连接到被设计为刚性轴5的车桥。车桥支柱3以另一个端部(同样借助分子接头)分别间接地连接到车辆框架6。刚性轴5在这两个车桥支柱3旁被引导穿过一件式的四点连杆7,该四点连杆被布置在上连杆平面中并且被设计成大体上x形的。四点连杆7将三点连杆和单独的侧倾稳定器的功能结合在一个构件中。四点连杆7在框架侧的支承区域4中借助两个分子接头连接到车辆框架6,并且在车桥侧的支承区域10中借助两个分子接头连接到刚性轴5。总计四个分子接头中的两个分子接头被车辆框架6的纵梁遮盖。如已经示出的,如果底盘1附加地可能具有侧倾稳定器,则四点连杆7可能被三点连杆代替。

图2示出了用于机动车辆的底盘的多点连杆20,其中多点连杆20被设计为直的两点连杆。两点连杆20是安装的车桥支柱。两点连杆20具有直的并且同时开放式的型材区段21,该型材区段具有布置在型材区段21的相反的端部的两个支承区域22。这两个支承区域22分别具有一个用于容纳(未展示的)分子接头的开口23。此外,这两个支承区域22设计为单独的载荷引入元件,这些载荷引入元件分别与型材区段21粘合。直的并且同时开放式的、在纵向方向x上延伸的型材区段21使这两个支承区域22相互连接。为了提高两点连杆20的刚度,两个加强元件24被粘接到型材区段21的外周面25上。

在图3中可以看到的是,型材区段21在横截面中看时具有在高度方向z上延伸的接片26和多个凸缘27,这些凸缘彼此平行地间隔开并且借助接片26相连接。凸缘27在与高度方向z正交地定向的横向方向y上延伸并且分别具有远离接片26延伸的自由端部28。具体而言,型材区段21的横截面被设计成具有总计六个凸缘27的双e形,这些凸缘中各三个凸缘27肋状地以偏移180度的方向远离接片26延伸。直的并且同时开放式的型材区段21被设计为挤拉成型的、由连续纤维增强的塑料制成的型材区段21,并且在其整个纵向延伸尺寸上沿纵向方向x连续地以恒定的横截面延伸。

图4示出,在型材区段21与两个加强元件24之间各有一个已全面涂覆的粘合剂层29,该粘合剂层使型材区段21和两个加强元件24材料配合地相互连接。此外可以看到的是,不仅凸缘27的自由端部28、而且整个凸缘27都被这两个加强元件24以包围的方式包封。由此,型材区段21的多个轮廓区域(即凸缘27的自由端部28和凸缘27本身)以被加强元件24包围的方式包封,其方式为使得处于这些轮廓区域中的型材区段21材料配合并且同时形状配合地与加强元件24相连接。在此,彼此平行布置的、分别沿同一方向远离接片26延伸的各三个凸缘27以被同一加强元件24包围的方式包封。为此,这两个加强元件24(它们是通用件)分别具有两个联接区段30。通过这两个联接区段30中的每个联接区段,加强元件24的(包封彼此平行地布置的、相邻的两个凸缘27的)两个相邻的区域刚性地相互连接。

图5中展示的带有直的并且同时开放式的型材区段21的两点连杆20具有总计四个加强元件24,这些加强元件分别完全地与型材区段21的外周面25相粘合。在此,型材区段21在两个(沿型材区段21的纵向方向x彼此间隔开的)位置处分别被四个加强元件24中的两个加强元件几乎完全包围。两点连杆20(其是车桥支柱)具有布置在型材区段21的两个相反的端部的支承区域22,这些支承区域并非与型材区段21一件式地形成,而是作为单独的载荷引入元件而存在。这两个载荷引入元件22分别具有一个插接齿部31。两个插接齿部31与各自指配的型材区段21的端部区段32在共用的连接区段33中相互接合到彼此之中。这两个插接齿部31分别与型材区段21的两个端部区段32中的一个端部区段相粘合。

在图6中可以看到的是,载荷引入元件22的插接齿部31被穿通槽34网格状地穿过,这些穿通槽垂直于型材区段21的纵向方向x延伸并且同时至少部分地相交。因此,载荷引入元件22在插接齿部31的区域中并非被设计成实心的,而是具有减少了穿通槽34的体积的体积。由于穿通槽34的网格状的布置,插接齿部31具有横截面为矩形的齿35,这些齿沿型材区段21的纵向方向x延伸。载荷引入元件21由铝合金形成并且被设计为挤压型材的区段。在沿横向方向y延伸的挤压成型方向上延伸的穿通槽34是挤压型材的组成部分并且是无需其他额外工作来安装的。为了减小插接齿部31的纵向刚度,插接齿部31的齿35被设计成在齿35过渡为载荷引入元件22的实心材料的齿根处逐渐变窄。同样为了减小纵向刚度(即沿型材区段21的纵向方向x的刚度),齿35的朝向型材区段21的自由端部具有垂直于型材区段21的纵向方向x的最小的横截面面积。

图7示出了两点连杆20,其中被设计为单独的载荷引入元件的两个支承区域22分别具有一个插接齿部31。将这两个载荷引入元件22相互连接的型材区段21的外周面25在两个插接齿部31之间被两个加强元件24完全覆盖。

在图8中展示了用于多点连杆20的型材区段21,其中直的并且同时开放式的型材区段21的外周面25被唯一的加强元件24完全覆盖。在此,加强元件24以完全贴靠的金属轴套的方式包围型材区段21。在本发明的意义上,在横截面中看时,开放式的型材区段21具有肋状地指向型材外部的六个凸缘27以及位于内部的两个空心腔室。

图9示出了两点连杆20的一个半部,其中除了型材区段21的端部区段32之外,加强元件24也在连接区段33内接合到被设计为载荷引入元件的支承区域22的插接齿部31中。在此,加强元件24的位于插接齿部31内的部分在连接区段33的区域中与载荷引入元件22相粘合。加强元件24接合到插接齿部31中基本上直至受到止挡为止,并且同时从这个止挡处朝向(未展示的)第二载荷引入元件22的方向延伸出20毫米。

在图10中展示的加强元件24为了提高(未展示的)型材区段21的面积惯性矩或阻力距而具有以自由端部指向型材外部的三个实心肋36。沿横向方向y延伸的三个凹口39用于以包围的方式包封凸缘27。凹口39的内周面形成接触面40,这些接触面在多点连杆20的组装状态下朝向型材区段21的外周面25并且与这个外周面仅由粘合剂层29间隔开。凹口39具有壁区段38,这些壁区段沿横向方向y延伸并且设计得比沿高度方向z延伸的两个联接区段30更薄。图11示出了加强元件24,该加强元件与图10中展示的加强元件24的不同之处在于,该加强元件被设计为具有两个空心腔室37的空心型材。

图12示出了两个加强元件24的布置,这两个加强元件被设计为相同的通用件并且包围(未展示的)型材区段21。在此,这两个加强元件24在两个共用的重叠区域41中(这两个加强元件24在这些重叠区域中重叠)分别借助粘接剂43相互连接。通过这种方式,这两个加强元件24如同空心型材一样起作用。图13示出了两个加强元件24,这两个加强元件同样被设计为相同的通用件并且包围(未展示的)型材区段21。这两个加强元件24通过两处卡合连接42在周向上处于相互连接。

图14示出了被设计为安装的三点连杆的多点连杆20。三点连杆20具有直的并且同时开放式的两个相同的型材区段21,这些型材区段被设计为挤拉成型的、由连续纤维增强的塑料制成的型材区段21。型材区段21会聚在共用的支承区域22中,该支承区域被设计为单独的载荷引入元件并且同时是刚性轴的中央接头的一部分。这在本发明的意义上应作如下理解:这两个型材区段21中的每个型材区段在这个位置处具有一个支承区域22,该支承区域与相应地另一个支承区域22重合。在背离共用的支承区域22的自由端部处,型材区段21分别具有一个支承区域22,该支承区域被设计为单独的载荷引入元件并且具有分子接头。所有的载荷引入元件22都具有插接齿部31,这些插接齿部是朝向型材区段21的所指配的端部定向的。由于三点连杆20的型材区段21在行驶操作时尤其受到弯曲应力,因此这两个型材区段21分别大约在中间具有一个加强元件24。

在图15中展示的多点连杆20被设计为四点连杆,该四点连杆具有彼此平行地间隔开的两个型材区段21,这些型材区段借助联接元件44牢固地相互连接。每个型材区段21分别在其纵向延伸部分的中间区域以在三个侧面被加强元件24包围的方式包封并且与这个加强元件相粘合。在型材区段21的相应地第四个周向侧面上,这些型材区段分别与联接元件44相连接。每个加强元件24都具有彼此平行地间隔开的两个凸片,其中总计四个凸片在这两个型材区段21之间的中间分别成对地接触。因此,这些凸片在横截面中看时是被设计成u形的。在联接元件44彼此背离的侧面上完全地与这个联接元件粘合的凸片是加强元件24的功能集成式元件。凸片用于增强型材区段21与联接元件44之间的牢固连接。在四点连杆20的两个型材区段21的每个端部分别布置有一个具有分子接头的支承区域22。

附图标记清单

1底盘

2机动车辆,商用车辆

3车桥支柱

4框架侧的支承区域

5车桥,刚性轴

6车辆框架

7四点连杆

10车桥侧的支承区域

20多点连杆,两点连杆,三点连杆,四点连杆

21型材区段

22支承区域,载荷引入元件

23开口

24加强元件

25型材区段的外周面

26接片

27凸缘

28凸缘的自由端部

29粘合剂层

30联接区段

31插接齿部

32端部区段

33连接区段

34穿通槽

35插接齿部的齿

36肋

37空心腔室

38壁区段

39凹口

40接触面

41重叠区域

42卡合连接

43粘接剂

44联接元件

x纵向方向

y横向方向

z高度方向

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