用于车辆、尤其是用于机动车的轴支承件,以及用于制造这种轴支承件的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于车辆、尤其是用于机动车的轴支承件，所述轴支承件具有两个纵梁(2)以及至少一个使两个纵梁(2)彼此连接的横梁(4)，其中，至少一个横梁(4)或横梁(4)中的至少一个设计为多件式的拼焊式构件，且以其沿横梁纵向对置的侧向的横梁连接区域(13、14)固定地焊接在相应配属的纵梁(2)上，以及其中，横梁(4)被涂覆有作为保护层的表面涂层(17)、尤其是锌层。根据本发明，所述侧向的横梁连接区域(13、14)分别通过未涂层的、尤其是未镀锌的单件式的或多件式的板材构件(7、8)形成，其中，连接在两个侧向的横梁连接区域(13、14)上的横梁中间区域通过单件式的或多件式的板材构件(9)形成，该板材构件至少在其在轴支承件(1)的安装状态中朝向车道的底面上至少局部地被涂覆有优选为金属的和/或化学或电镀施加的表面涂层(17)、尤其是锌层。
【专利说明】用于车辆、尤其是用于机动车的轴支承件，以及用于制造这种轴支承件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于车辆、尤其是用于机动车的轴支承件，以及一种根据权利要求11的前序部分所述的用于制造用于车辆、尤其是用于机动车的轴支承件的方法。
【背景技术】
[0002]这种轴支承件——也称为辅助支架或副车架——是公知的且通常由两个、在轴支承件的安装状态中基本上沿车辆纵向定向的纵梁组成，所述纵梁通过至少一个基本上沿车辆横向定向的横梁彼此连接。在由钢材料制成的轴支承件中，表面保护通常通过阴极浸溃涂漆形成。如果轴支承件的区域、尤其像轴支承件的沿行驶方向处于前部的横梁位于由于车胎而扬起的颗粒的辐射范围内，则采取特殊的表面保护措施，以便保护该轴支承件区域不受损坏。为此，公知的是，例如在轴支承件上安装塑料保护壳。此外，公知的还有以极其昂贵的方式对轴支承件进行完整镀锌。相反，不焊接镀锌的单个部件，因为由于该成型加工的构件的复杂的几何形状，在焊接中产生的锌蒸汽不能逸出且导致焊缝中的气泡。这种气泡形成了焊缝中的气孔，该气孔又导致焊缝的寿命波动并因此不适合用于安全构件，例如该轴支承件。
[0003]由属于此领域的DE 10 2007 030 929 B9已经已知了用于机动车的轴支承件，该轴支承件具有两个纵梁和使纵梁彼此连接的两个横梁，其中两个横梁以及纵梁都可以通过彼此焊接的板材壳体形成。沿行驶方向看处于前部的横梁尤其应该通过前部和后部板材壳体形成，其中前部板材壳体通过至少三个彼此焊接的板材如此形成，即该前部板材壳体具有两个外部段，该外部段与纵梁连接，其中使外部段彼此连接的中间部段具有较小的板材厚度或者由具有比外部板材部件更小强度的材料制成。因此，该前部板材壳体制成为拼焊式板材构件，以便提供具有最佳的重量-和材料特性的横梁供使用。类似地，在纵梁的区域中和在第二横梁的区域中也可以是同样情况。此外在所有以这种壳体方式制造的横梁和纵梁中，可以使用已经预涂层的板材，也就是说，已经借助于锌合金或铝合金进行表面涂层的板材。然而，由此出现了之前已经提到的缺点，即在焊接这种镀锌的单个部件时出现气泡并进而导致焊缝中形成气孔，这随后会导致缩短焊缝寿命。
[0004]像上文结合DE 10 2007 030 929 B9描述的使用拼焊式板材构件是公知的。在此涉及合适地针对相应的技术应用情况按尺寸切割的、由多个平坦和彼此焊接的板坯件形成的板材条或板材板。单个的板坯件具有不同的板材厚度和/或由具有不同强度的材料制成。随后由该平坦的拼焊式板材板通过成型加工制成期望的成型构件。拼焊式构件的单个板坯件在此相对彼此如此布置，即在成型加工的成型构件中在恰好预定的区域中分别布置了板坯件，该板坯件具有用于该区域的期望的原料强度或材料强度。因此，例如通过具有较小板材厚度的板坯件形成了与受到较强的负荷的构件区域相比受到负荷较小的构件区域。因此，通过这种方式产生了按照负荷来规定尺寸并设计的构件，该构件具有优化的总重量，像在DE 10 2007 030 929 B9中的情况那样。
[0005]存在不同的拼焊类型或工艺，例如连续变截面辊轧板(TRB Tailored RolledBlank)，其中对带材(Coil)重新进行冷轧，以便产生不同的板材厚度。相反在拼焊板工艺(TffB-Verfahren)中，使单个的板材条彼此焊接。这通常借助于激光焊接作为对焊进行。
【发明内容】
[0006]相应地，本发明的目的在于，提供一种用于车辆，尤其是用于机动车的轴支承件，该轴支承件具有良好的表面保护且还提供了至少一个横梁在纵梁上的高质量的连接供使用。此外，本发明的目的还在于，提供一种用于制造这种轴支承件的方法，其中以高质量的方式把至少一个横梁连接在纵梁上。
[0007]该目的通过独立权利要求所述的特征来实现。在此，引用独立权利要求的从属权利要求的主题是有利的设计方案。
[0008]根据权利要求1提出了一种用于车辆、尤其是用于机动车的轴支承件，所述轴支承件具有两个纵梁以及至少一个使两个纵梁彼此连接的横梁。该至少一个横梁优选基本上沿车辆横向定向，其中，至少一个横梁或横梁中的至少一个设计为多件式的拼焊式构件，且以其沿横梁纵向对置的侧向的横梁连接区域借助于至少一个焊接连接部固定地连接在相应配属的纵梁上。此外，横梁局部地具有作为保护层的表面涂层、尤其是具有锌层。根据本发明，所述侧向的横梁连接区域分别通过未涂层的、尤其是未镀锌的单件式的或多件式的板材构件形成；其中，连接在两个侧向的横梁连接区域上的横梁中间区域通过单件式的或多件式的板材构件形成，该板材构件至少在其在轴支承件的安装状态中朝向车道的底面上至少局部地具有表面涂层、例如具有锌层。
[0009]在这种情况下，概念“未涂层”可以理解为，横梁在该区域中不具有含有原料或材料的涂层，该原料或材料在焊接过程中容易形成气体或蒸汽，该气体或蒸汽包含在焊接的区域中且在那里会形成气泡或气孔。具体地，该区域例如不具有金属和/或化学或电镀施加的表面涂层，也就是说例如不具有锌层或锌合金层或不具有轻质金属合金层、例如像铝
I=Iο
[0010]相应地，在横梁中间区域中设置的表面涂层在本发明的意义上优选是化学和/或电镀施加的表面涂层，该表面涂层在施加的状态中伴随着与待涂层的表面的牢固的连接，该表面涂层尤其是针对扬起的颗粒一例如石子、污物等一的保护层。在此，涂层材料在涂层之前尤其液态地或气态地或也粉末状存在，且在这种状态下也被施加在待涂层的工件表面上，从而例如通过干燥或通过实现与待涂层的原料的表面的化学结合才在构件本身上形成期望的表面涂层作为保护层。例如，可以通过浸浴、通过电解质或通过表面的洒粉或喷雾施加这种表面涂层。如此施加的表面涂层更有利的是金属保护层。
[0011]因此，借助于根据本发明的这种解决方案一方面可以提供针对例如由于车胎扬起的颗粒的期望的表面保护供使用，且不必为此在轴支承件上设置昂贵的塑料保护壳，和不需为此进行复杂且极其昂贵的整件镀锌。此外，基于根据本发明的解决方案，可以简单地且在不存在前述的气泡和气孔形成的问题的情况下，通过锌蒸汽把未涂层或未镀锌的横梁侧面区域焊接在相应配属的纵梁上，这相应地实现焊缝的长的寿命且进而实现横梁高质量地连接在纵梁上。
[0012]因为通过焊接把该未涂层或未镀锌的横梁侧面区域与横梁的至少一个表面涂层的或镀锌的中间区域连接，所以像在拼焊式板材构件中常见的，在制造输送到成型加工装置的平坦的构件时，平坦的板材条或板材板彼此焊接。在焊接该平坦的板材条或板材板时，在焊接表面涂层的或镀锌的板材构件时产生的蒸汽可以极好地逸出，从而在此不会出现气泡且因此不会在焊缝中形成气孔。相应地，根据一个尤其优选的具体设计方案，两个侧向的横梁连接区域分别是未涂层的、尤其是未镀锌的和/或成型加工的板材构件的组成部分，所述板材构件分别与形成中间区域的、至少局部地涂层的、尤其是镀锌的和/或成型加工的板材构件牢固地焊接。
[0013]为了得到重量有利的、成本优化的以及按照需要和符合负荷地设计的横梁设计方案，可以设计为，单个的、可彼此连接的板材或板材条至少部分地具有不同的原料强度和/或不同的材料强度。
[0014]为了实现整体突出的表面保护，至少一个形成横梁中间区域的板材构件完全被表面涂层、尤其是完全镀锌。
[0015]根据另一个尤其优选的具体的设计方案，所述轴支承件具有多个、尤其是两个横梁，所述横梁使两个在轴支承件的安装状态中基本上沿车辆纵向定向的纵梁彼此连接，其中，仅沿行驶方向处于前部的横梁具有表面涂层。因此，在这种构造中，仅轴支承件的特别关键且受到表面应力的区域被表面涂层，这实现了，可以整体降低成本地施加表面涂层或镀锌。
[0016]在此，还尤其优选的设计方案是，所述纵梁至少在配属于横梁连接区域的纵梁区域中由未涂层的、尤其是未镀锌的原料制成。由此确保了，在纵梁和横梁的整个连接区域中，完全不会出现导致气泡的蒸汽，例如锌蒸汽，由此还进一步提高了焊缝的质量。
[0017]根据一个为此特别具体的设计方案可以设计为，所述纵梁中的至少一个、优选两个纵梁能以单件式或多件式的形式和/或由板材原料制成。
[0018]至少一个纵梁尤其优选可以作为T形坯构件通过多个成型加工的和彼此连接的、尤其是彼此焊接的板材构件形成，所述板材构件优选至少部分地具有不同的原料强度和/或材料强度。
[0019]表面涂层本身优选设计为金属的，例如通过铝合金形成。然而保护层尤其优选通过锌层形成，该锌层又可以通过纯锌层或通过锌合金层形成。
[0020]此处还再次明确提出，侧向的横梁连接区域通常具有与平坦的几何形状不同的造型，例如分别通过从横梁平面和/或板平面中向外拱起的和/或弯曲的和/或卷边的和/或形成空心型材的和/或形成侧凹几何形状的成型加工-部分区域形成。在这种成型加工的且不平坦的横梁连接区域中，在使用镀锌的横梁连接区域的情况下在焊缝中包含锌蒸汽作为气孔的危险较大，这尤其对这种复杂的、与平坦的板几何形状不同的几何形状或造型来说可以借助于根据本发明的解决方案，即其中两个侧向的横梁连接区域不具有表面涂层或锌涂层，以前述方式避免。
[0021]关于方法的目的通过权利要求11所述的特征来实现。
[0022]根据权利要求11提出了一种用于制造用于车辆、尤其是用于机动车的轴支承件的方法，其中，至少一个横梁或所述横梁中的至少一个的两个侧向的横梁连接区域分别通过未涂层的、尤其是未镀锌的、平坦的板材板或板材条形成，该板材板或板材条在横梁被成型加工为其最终形状之前，与形成中间区域的、具有表面涂层、尤其是锌层的平坦的板材板连接、尤其是焊接。由此可以把形成初加工材料的、平坦的成型加工-板材条输送到成型加工装置，该成型加工-板材条作为多个平坦的板材板的构件复合结构，具有未涂层的、尤其是未镀锌的侧向区域和至少局部地表面涂层的、尤其是镀锌的中间区域。接着，平坦的成型加工-板材条在成型加工装置中，尤其在拉深和/或压制装置中被单阶段地或多阶段地成型加工为最终形状。接着，如此制造的横梁以其通过未涂层的、尤其是未镀锌的侧向区域形成的横梁连接区域焊接在分别配属的纵梁上。
[0023]借助于实施这种方法得到之前已经结合轴支承件说明的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]下面根据附图进一步描述本发明。
[0025]附图示出:
[0026]图1示出仍处于未彼此连接的状态中的根据本发明的轴支承件的示例性实施方案的构件；
[0027]图2示出处于彼此连接的状态中的根据图1的轴支承件的构件，以及
[0028]图3示意性且透视性示出两个侧向的未镀锌的板坯件/具有镀锌的、中间的以及平坦的板材条/板坯件的板材板的连接，其中在焊接时产生的锌蒸汽能无阻碍地逸出且不形成气泡。
【具体实施方式】
[0029]图1和2示出用于在此未进一步示出的车辆，尤其是机动车、例如乘用车的根据本发明的轴支承件I的示例性实施方案。该轴支承件具有两个基本上沿行驶方向F定向的纵梁2，该纵梁在沿行驶方向F对置的端部上分别具有连接处3，轴支承件例如在该连接处通过橡胶-金属轴承与车身连接，然而这在此未详细示出。
[0030]两个纵梁2例如可以由未镀锌的钢材料制成，例如通过未镀锌的拼焊式板材构件形成，然而这在此同样未进一步示出。但作为备选，纵梁2也可以一件式由钢材料制成，例如通过铸件形成。
[0031]两个纵梁2横向于行驶方向F且进而沿车辆横向观察通过两个沿行驶方向F彼此间隔开的横梁4、5连接，这尤其由图中可看出，其示出了轴支承件I的完成安装的状态。具体地，在此沿行驶方向F处于后部的横梁例如通过由未镀锌的板件材料制成的成型加工-板材构件制造，该横梁在其端部区域中通过焊缝6与分别配属的纵梁2牢固地连接。
[0032]沿行驶方向F处于前部的横梁4在此具有特殊的设计，下面也参考图3详细解释该设计:
[0033]横梁4由拼焊板材构件构成，该拼焊板材构件在像图3示出的初始状态中具有两个侧向的未镀锌的平坦的板材板7、8，该板材板借助于中间的、平坦的板材板9通过焊缝10连接。该中间的板材板9由镀锌的板材板形成，该板材板在其外侧或表面上被施加锌层,例如纯锌层或锌合金层。
[0034]像这从图3仅示意性看到的那样，在借助于此处仅极简化地示出的焊接装置11形成侧向的未镀锌的板材板7、8和镀锌的中间板材板9之间的焊缝10时，基于板材板7、8、9的平坦的布置结构，由于锌涂层蒸发产生的锌蒸汽12极好地逸出至环境中，从而在焊缝10中不出现气泡且因此能制造具有突出的焊缝质量的焊缝10。
[0035]除了涂层或镀锌中的区别外，单个的板材板7、8、9还可以设计为具有不同的壁强度或原料强度和/或具有不同的材料特性、尤其是材料强度，然而这在此未示出。
[0036]在此处示出的实施例中，中间板材板9优选完全镀锌。然而原则上，根据分别待解决的结构任务的表面保护-要求型材，板材板9可以仅在一侧上或至少在一个或多个部分区域上被镀锌。
[0037]像刚才所述的、由三个板材板7、8、9形成的平坦的构件复合结构随后被输送到未示出的成型加工装置、例如拉深装置和/或压制装置，在该成型加工装置、例如拉深装置和/或压制装置中，该构件复合结构被成型加工为在图1中以俯视图示意性示出的横梁4几何形状，该几何形状尤其可以在横梁连接区域13、14的区域中具有弯曲部、侧凹部、空腔等，然而在此为了一目了然而未示出。
[0038]像在图1中还能看出的那样，未镀锌的板材板7、8在此形成未镀锌的侧向的横梁连接区域13、14，像在图2示出的，该横梁连接区域借助于一个或多个焊缝15与纵梁2的此处同样未镀锌的纵梁连接区域16牢固连接。
[0039]该侧向横梁连接区域13、14由成型加工的、未镀锌的板材板7、8形成，以这种方式可以制造具有极高焊缝质量的焊缝15，因为不会由于该横梁区域没有锌涂层而导致出现包含锌蒸汽且进而不会不期望地形成气孔。
[0040]在此仍再次明确提出，在图1和2中示出的状态中，侧向横梁连接区域13、14具有复杂的、与平坦的板几何形状不同的几何形状，该几何形状由与平坦的板几何形状不同的几何形状的弯曲部和/或侧凹部等形成，该复杂的、与平坦的板几何形状不同的几何形状在镀锌的横梁连接区域中通常导致焊缝中的气泡，因为产生的锌蒸汽由于复杂的几何形状不能逸出至环境中或者不能足够迅速地逸出至环境中。
[0041]然而此外，通过由中间板材板9形成的镀锌的(也就是说具有锌涂层17的)横梁4中间区域(在图1和2中通过十字阴影线示出该中间区域)形成了用于例如由车道扬起的颗粒(例如石子等)的足够的表面保护。
【权利要求】
1.一种用于车辆、尤其是用于机动车的轴支承件， 所述轴支承件具有两个纵梁(2)以及至少一个使两个纵梁(2)彼此连接的横梁(4)，其中，至少一个横梁(4)或横梁(4)中的至少一个设计为多件式的拼焊式构件，且以其沿横梁纵向对置的侧向的横梁连接区域(13、14)借助于至少一个焊接连接部(15)固定地连接在相应配属的纵梁⑵上，以及其中，横梁⑷被涂覆有作为保护层的表面涂层(17)、尤其是锌层， 其特征在于， 所述侧向的横梁连接区域(13、14)分别通过未涂层的、尤其是未镀锌的单件式的或多件式的板材构件(7、8)形成；连接在两个侧向的横梁连接区域(13、14)上的横梁中间区域通过单件式的或多件式的板材构件(9)形成，该板材构件至少在其在轴支承件(I)的安装状态中朝向车道的底面上至少局部地被涂覆有表面涂层(17)、尤其是锌层。
2.根据权利要求1所述的轴支承件，其特征在于，两个侧向的横梁连接区域(13、14)分别是未涂层的、尤其是未镀锌的成型加工的板材构件(7、8)的组成部分，所述板材构件分别与形成中间区域的、至少局部地表面涂层的、尤其是镀锌的和/或成型加工的板材构件O)牢固地连接、尤其是焊接。
3.根据权利要求2所述的轴支承件，其特征在于，彼此连接的板材构件(7、8、9)分别通过板材板形成，所述板材板共同作为构件复合结构尤其借助于拉深和/或压制被成型加工为横梁最终几何形状。
4.根据权利要求3所述的轴支承件，其特征在于，单个的彼此连接的板材板(7、8、9)至少部分地具有不同的原料强度和/或不同的材料强度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轴支承件，其特征在于，至少一个形成横梁中间区域的板材构件(9)完全被表面涂层、尤其是完全镀锌。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轴支承件，其特征在于，所述轴支承件(I)具有多个、尤其是两个横梁(4、5)，所述横梁使两个在轴支承件的安装状态中基本上沿车辆纵向定向的纵梁(2)彼此连接，其中，仅沿行驶方向处于前部的横梁(4)具有表面涂层(17)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轴支承件，其特征在于，所述纵梁(2)至少在配属于横梁连接区域(13、14)的纵梁区域中由未涂层的、尤其是未镀锌的能焊接的原料制成。
8.根据权利要求7所述的轴支承件，其特征在于，所述纵梁(2)中的至少一个以单件式或多件式的形式和/或由板材原料制成，尤其作为拼焊式构件通过多个成型加工的和彼此连接的板材构件形成，该板材构件优选至少部分地具有不同的原料强度和/或材料强度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轴支承件，其特征在于，所述表面涂层(17)是金属的表面涂层，和/或表面涂层(17)是化学和/或电镀施加在待涂层的构件表面上的表面涂层，其中优选设计为，表面涂层(17)通过锌层、尤其是纯锌层或锌合金层，或者通过轻质金属合金层、尤其是铝合金层形成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的轴支承件，其特征在于，所述侧向的横梁连接区域(13、14)中的至少一个具有与平坦的几何形状不同的造型，尤其分别通过由横梁平面和/或板平面中向外拱起的和/或弯曲的和/或卷边的和/或具有空心型材的和/或具有侧凹几何形状的成型加工-部分区域形成。
11.一种用于制造用于车辆、尤其是用于机动车的轴支承件的方法，尤其是用于制造根据前述权利要求中任一项所述的轴支承件的方法， 其特征在于， 至少一个横梁⑷或横梁⑷中的至少一个的两个侧向的横梁连接区域(13、14)分别通过未涂层的、尤其是未镀锌的、平坦的板材板(7、8)形成，该板材板在横梁(4)被成型加工、尤其是拉深和/或压制为其最终形状之前，与形成中间区域的、具有表面涂层(17)、尤其是锌层的平坦的板材板(9)如此连接、尤其是焊接，由此把形成初加工材料的、平坦的成型加工-板材条输送到成型加工装置，该成型加工-板材条作为多个平坦的板材板(7、8、9)的构件复合结构，具有未涂层的、尤其是未镀锌的侧向区域和至少局部地表面涂层的、尤其是镀锌的中间区域， 平坦的成型加工-板材条作为多个平坦的板材板(7、8、9)的构件复合结构在成型加工装置中、尤其在拉深-和/或压制装置中被单阶段地或多阶段地成型加工为最终形状，以及如此制造的横梁(4)以其通过未涂层的、尤其是未镀锌的侧向区域形成的横梁连接区域(13、14)焊接在分别配属的纵梁(2)上。
【文档编号】B62D21/11GK104245483SQ201380015712
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月4日 优先权日:2012年3月22日
【发明者】P·莱布尔 申请人:奥迪股份公司