CN107208677A - 车辆行走机构区域中在可分离地彼此夹紧的接合匹配件之间的连接*** - Google Patents

车辆行走机构区域中在可分离地彼此夹紧的接合匹配件之间的连接*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车辆行走机构区域中在可分离地彼此夹紧的接合匹配件之间的连接***，所述接合匹配件(1，2)经由其接触面(1a，2a)借助至少一个可拆式紧固元件彼此夹紧。在此，硬质颗粒在建立连接***之前以及由此在夹紧装配接合匹配件和紧固元件之前被敷设到接合匹配件中的至少一个接合匹配件的接触面上，所述硬质颗粒由于夹紧装配而至少部分地突伸到相应的另一接触面中。优选的是，硬质颗粒(3)例如通过喷射方法至少近乎耐磨地敷设。

Description

车辆行走机构区域中在可分离地彼此夹紧的接合匹配件之间 的连接***
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的连接***。
在车辆的、例如轿车的行走机构区域中已知有大量的接合匹配件，这些接合匹配件可拆开地相互连接。在此，通常是一个或多个螺丝件用作可拆式紧固元件，其中，安装在设置于接合匹配件本身之一上的螺纹段上面的螺母也应该属于螺丝件的概念。根据其中涉及的是哪种结构元件而定，还必须通过这样的连接***来传递较大的力。
例如，这适用于将车轮螺接在轮架(也称为转向节(Achsschenkel)或枢转支承座)上或者螺接在紧固于该轮架上的制动盘固定鼓(Bremsscheibentopf)上。对于将制动钳或车辆制动***的亦或引导车轮的导杆的其他部件螺接在轮架上，而还有对于将导杆与轮架连接的球节的铰销和/或铰销帽，也都同样如此。
类似情况适用于紧固在车辆轴架上的结构元件。这种结构元件例如可以是一种面状结构件，该结构件对于本领域技术人员来说在“剪切区”(Schubfeld，滑移区)的概念下是已知的。而相当大的力还要在紧固于轴架上的传动机构或转向传动机构与所述轴架之间传递。支承座卡圈(例如稳定器经由所述支承座卡圈保持在轴架上)也可能承受较大的力，如同通常情况下的某些橡胶支承座那样，经由所述橡胶支承座，在车辆行走机构区域中第一结构元件支承在第二结构元件上。在此，第一结构元件例如可以是引导车轮的导杆，而第二结构元件则又是轴架。然而，在行走机构区域中紧固于任一其他结构元件上的减振器也可以算作第一结构元件。
正如已经阐述的那样，所述可拆式紧固元件通常是螺丝件，这些螺丝件要么旋入适当地制于相应配合件内的螺纹中，要么旋入适当设置的螺母中并且同时必须以如此之高的扭矩拧紧，即，使得连接***在接合匹配件之间是类似于一种不可拆式的例如焊接连接那样刚性的。出于各种不同的原因，同样也要避免在相互连接的接合匹配件之间发生这样小的相对运动。同样，由功能决定地，必须在每个前面所列举的使用场合中提供一种刚性支撑，该支撑特别是还不能产生任何噼啪噪声，这种噼啪噪声由于在车辆行驶运行中要沿着不同方向传递的力或力矩在所述接合匹配件或构件之间由微运动或者说极小的(微)振动所引起。除了噪声问题之外，在许多构件中力或力矩的可靠传递是更加重要得多的方面。这仅仅例如适用于所说的剪切区，该剪切区通过如下方式赋予轴架一种提高的强度和刚性，即该轴架的各个承载支座更好地彼此支撑，由此对于车辆整体的刚性来说具有重要的意义。因此，这样的连接***也必须设计成最大程度刚性的，然而迄今为止这一点只能借助于高强度的和大尺寸的连接螺丝件才能实现，对此另参见下文的说明。
此外，在如权利要求1前序部分所述的连接***上可能出现如下问题：所述可拆式紧固元件，通常为多个螺丝件，并不能充分地经受外部的剪切负荷。这样的螺接机构通常按照剪切负荷以力锁合方式设计，因此抵抗剪切负荷的阻力是取决于螺丝件的预紧力和连接匹配件之间的摩擦值(即摩擦系数)。所以对于剪切负荷较高的情况，必须在摩擦值不变的情况下将螺丝件的尺寸设计得更大。然而这并不总是可以简单实现的，而是可能需要在连接***区域内、特别是还在结构空间方面做出诸多重大的改变。由此还将会大幅增加重量和提高成本。
本发明的目的是，避免所说明的这些问题，也就是说，对于存在着提高的剪切负荷的情况，不需要用于可拆式紧固元件的更大结构空间或者说提出另一种非常有效的措施，借助该措施，可以在如权利要求1前序部分所述的连接***中防止所述的(在车辆行驶运行中有时出现的)微运动。
此目的的解决方案的特征在于：硬质颗粒在建立连接***之前以及由此在夹紧装配接合匹配件和紧固元件之前被敷设到所述接合匹配件中的至少一个接合匹配件的接触面上，这些硬质颗粒由于夹紧装配而至少部分地突伸到相应的另一接触面中。从属权利要求的内容是一些有益构造和发展设计。特别是，一种用于建立连接***的方法也随此要求权利保护，该方法转化实现至少一个在设备权利要求中所包含的工艺/方法技术特征。
根据本发明，提高了在借助至少一个可拆式紧固元件彼此夹紧的接合匹配件的彼此夹紧的接触面之间的摩擦值，方式是：所说的硬质颗粒在组建连接***之前就已经敷设在所述接触面中的至少一个接触面上，这些硬质颗粒然后在组装期间，也就是说，在夹紧时在接合匹配件以及紧固件的装配范围内，至少部分地嵌入到分别相对置的接触面中。
为了减少或避免在本发明连接区域内所述构件或者说接合匹配件(后文同义地使用术语概念“接合匹配件”和“构件”或“结构元件”，而并不是要借此表示任何区别)之间的任何(尽管如此之小)的相对运动，因此通过如下方式借助将硬质颗粒敷设到例如接触面上而有针对性地调整至少一个所述构件或接合匹配件的表面特性，即提高接触面之间的摩擦值，更确切地说是通过附加的形状锁合。在微观范畴内观察，也就是：在将所述的这些构件或接合匹配件彼此夹紧时，根据本发明设置的硬质颗粒切入到相应的另一构件的表面结构中，并在一定程度上产生一种微观形状锁合。
在此需要明确指出的是：彼此夹紧的构件中的至少一个构件可以设有任何形式的涂层。例如其中至少一个构件可以涂装/涂漆，对此，已知在车辆制造中通常是涉及KTL涂层(阴极电泳底漆涂装涂层)。这样的涂层对于权利要求的(和特别是权利要求1的)准确解读应理解为是属于“接触面”的。因而，如果根据本发明设置的硬质颗粒仅仅位于构件之一的涂层中或仅仅刺入或者说伸入构件之一的涂层中，可能就足够了，因为由此已经可以达到提高所述构件之间的摩擦值的目的。然而也可以规定：如下地确定硬质颗粒的尺寸并进行敷设-关于后者下面还将进一步详细探讨，即，使这些硬质颗粒刺穿所述涂层(例如KTL涂层)并且至少略微地刺入相应构件的真正的(本身或者说起初未涂层的)表面中。
作为用于硬质颗粒的材料，例如可以使用碳化硅，这样的(由任意的适合材料构成的)硬质颗粒可以具有例如数个(例如1至70个)微米的粒度(“直径”)并且其特点是不仅具备特别高的硬度，而且还具备非常强的尖角性，也就是说，其表面优选具有大量的角和棱。已知的是，例如可以将碳化硅利用等离子技术极好地敷设在表面上，参阅英戈尔斯塔特的efc plasma GmbH的所谓“Plasma-Grip(等离子体控制)”技术。在此，这些硬质颗粒借助一个镍增附层被保持在利用等离子技术涂层的表面上。需要明确指出的是：本发明绝不是利用该实例的数据指标局限于这样的硬质颗粒；更确切地说，可以采用各种不同的其他材料和工艺方法，借助于此，在将第一接合匹配件的涂覆有这种颗粒的表面或者说接触面向着例如由一种(相对较软的)铝合金组成的接合匹配件夹紧时，足够硬的颗粒便至少部分地刺入该接合匹配件的表面或者说接触面中。在此通过如下方式产生一种形状锁合，即：将硬质颗粒以一部分至少压入到相应的另一构件中。此外，通过所述硬质颗粒还扩大了两个构件相互连接的总面积，这导致附加地提高了在这些构件之间作用的摩擦力。
如果硬质颗粒至少近乎耐磨地敷设在所述面中的至少一个面上，则根据本发明敷设的硬质颗粒层是特别有效的。例如可以通过如下方式实现这一点：通过喷射方法，如压力喷射或注射器喷射或等离子喷射，来敷设硬质颗粒。于是借此可以将硬质颗粒首先以如此之高的压力敷设到第一接合匹配件的接触面上，使它们以一部分刺入这个(这些)接触面中并且同时以一部分从该接触面突出。如果此后将该第一接合匹配件装配在第二接合匹配件上，那么随着通过紧固元件或者说紧固螺丝件的夹紧，硬质颗粒的从第一接合匹配件的接触面突出的部分便刺入第二接合匹配件的与之相比可能较软的材料中。
正如已经在上面详细说明的那样，在本发明的连接***中，接合匹配件中的或其接触面中的至少一个可以具有涂层，特别是KTL涂层(＝阴极电泳底漆涂装)。对此存在不同的可能方案。
这样，第一接合匹配件可以涂覆有或被涂覆硬质颗粒层，而第二接合匹配件则具有KTL涂层。在装配连接***时，也就是说，在组装这些接合匹配件时，第一接合匹配件的硬质颗粒可以要么仅仅刺入第二接合匹配件的KTL涂层中，要么刺穿这层涂层并进一步刺入第二接合匹配件的真正的表面(＝无涂层的那个表面)中直到一定程度为止。在两种情况中，均通过硬质颗粒产生了一种微观形状锁合并且其结果便是提高了接合匹配件之间的摩擦值。当然，该提高在前面第二个述及的情况中特别显著，即硬质颗粒刺穿涂层且这些硬质颗粒刺入第二接合匹配件的真正的表面中；然而，为此硬质颗粒的从第一接合匹配件表面突起的高度应该大于第二接合匹配件的KTL涂层的厚度或者说高度。
作为备选方案，可以将硬质颗粒首先敷设在第一接合匹配件上，然后在如此预备好的面(＝接合面)上也还涂敷一个涂层(KTL涂层)。在此情况中，优选的是，硬质颗粒的从第一接合匹配件的真正的(起初未涂层的)表面突起的高度应该大于涂层的厚度或者说高度，以使第一接合匹配件的硬质颗粒能够从该接合匹配件的涂层突出并且在组装接合匹配件时至少略微地刺入到第二接合匹配件的材料中。结果便是，同样在此又产生了一种微观形状锁合并且大幅提高接合匹配件之间的摩擦值，其中，如果硬质颗粒起初并非显著地从经涂层的接合匹配件的表面突出，则这种效果也就减弱地出现，因为在将两个接合匹配件彼此夹紧时显然涂层会被略微压缩(并因此使该层变得更薄)。
作为另外的备选方案，可以在将第一接合匹配件与第二接合匹配件夹紧之前，把硬质颗粒敷设在该第一接合匹配件的已经设置有涂层(如KTL层)的相关面上。在这种情况下也应该保证：硬质颗粒至少略微地从涂层突出，而这一点可以通过在考虑真正的表面的硬度的情况下适当敷设硬质颗粒来有针对性地进行调节。但是，即使硬质颗粒基本上完全刺入涂层，这些硬质颗粒在将两个接合匹配件夹紧时也依然能够发挥作用，因为涂层的厚度通过将这两个构件(接合匹配件)夹紧而略微减小，而硬质颗粒的高度在夹紧时不发生变化。
最后还存在如下可能性：两个接合匹配件均设置有涂层或者被配设涂层。在此情况中，硬质颗粒理想地应该大得足以刺穿两层涂层并且能够因此产生一种(上述的)强力的微观形状锁合；然而类似于上文的说明，硬质颗粒当它们部分地刺入另一接合匹配件中时也可以只在接合匹配件的多个涂层中或者只在两接合匹配件之一的一个涂层中起作用。无论如何都要实现对接合匹配件之间摩擦值的所期望的提高。
在上面阐述的在构件之一上进行喷射或者说喷射涂敷时，可以通过适当地控制射束而有针对性地将硬质颗粒以这样的动量敷设到或置入到相应构件之上或之中，即，使这些硬质颗粒就其尺寸而言至少大致一半刺入构件中，而至少大致一半从该构件的相关面(带有或不带有可能的涂层)突出。
前文已经列举了几种可能的喷射方法，借助这些喷射方法，可以根据本发明将硬质颗粒敷设在所述构件的至少一个或所述接合匹配件的至少一个上。关于所述等离子喷射，那么在此可以有益地采用等离子体-大气压喷射法，低压等离子体喷射法或真空等离子体喷射法。
作为用于根据本发明设置的硬质颗粒的其他示例性材料，可以例举NiSiC或一种镍-金刚石粉末，此外还有例如形式上为由特殊钢铸体构成的有棱角的颗粒(称为铬砂)的钢、(具有马氏体组织的)有棱角的硬化铸体或者(由带有SiO2成份的氧化铝构成的)金刚砂颗粒。原则上，硬质颗粒据此可以敷设在两个构件或者说接合匹配件之一的较硬的材料上，这些硬质颗粒然后刺入另一构件或者说接合匹配件的较软的材料中，然而这样的材料配置关系或材料组合绝不是强制性的。硬质颗粒优选地(但显然是非强制性地)可以至少近乎耐磨地敷设在所述面中的至少一个面上，例如，正如已经述及的那样借助喷射方法。然而原则上同样可能的是：仅仅略微粘附地将这样的硬质颗粒敷设在所述表面中的至少一个表面上，然后，这些硬质颗粒在将构件彼此夹紧时能够同时以一部分地嵌入两个表面中。仅仅为了完整性起见，还应该提起本发明的方法权利要求，代替设备，原则上可以通过如下方式对方法提出权利要求，即：代替硬质颗粒为已敷设状态的特征，对敷设硬质颗粒的操作/手段提出权利要求。
本发明的连接***可以例如或者说优选设置在车辆行走机构区域中接合匹配件的下列配对中的至少一个配对之间：
在车辆-车轮之间，车轮紧固在轮架或转向节或枢转支承座上或者在其制动盘固定鼓上。在制动钳或车辆制动***的其他结构元件之间，其紧固在轮架或诸如此类的部件上。在球节的铰销和/或铰销帽之间，其紧固在轮架或诸如此类的部件上，并且例如将引导车轮的导杆与轮架连接。直接在引导车轮的导杆与轮架之间。在面状结构件或者说剪切区与轴架之间。在传动机构或转向传动机构与轴架之间。在用于支承稳定器的支承座卡圈与轴架之间。一般而言，在用于将第一结构元件支承在第二结构元件上的橡胶支承座之间。
附图1至3示出了在本发明连接***的第二接合匹配件2与第一接合匹配件1之间的连接区域中的仅仅原理上大幅放大的一个剖面部段，其中，第二接合匹配件2以其接触面2a放置在第一接合匹配件1的配合面或者说接触面1a上。在图中未示出借助一个或多个作为可拆式紧固元件的螺丝件实施的螺接，第二接合匹配件2通过该螺接按照法兰连接方式相对第一接合匹配件1夹紧并保持在该接合匹配件上。在建立这种螺丝件连接***之前以及由此在将第二接合匹配件2装配在第一接合匹配件1上之前，已将硬质颗粒3敷设在第一接合匹配件1的接触面1a上，这些硬质颗粒如所有附图示出的那样通过夹紧装配而至少部分地突伸到第二接合匹配件2的配合面或者说接触面2a中。
在所有附图中，硬质颗粒3还经由一个镍增附层4保持在接触面1a上，基于这个薄的镍增附层4，在两构件1、2之间产生了一个在此明显放大示出的微间隙。在现实情况中，该微间隙实际上并不存在或者它会趋向于“零”。尤其是，这种增附层并不是必须存在的，更确切地说在此涉及的是一个可选的特征。
根据图1，接合匹配件1、2中的任一个都不具有另外的涂层，而根据图2、3，每个接合匹配件1、2均设置有另外的涂层15或25，该涂层例如可以是KTL涂层。
不仅在图2中而且在图3中，硬质颗粒3借助其(可选的)增附层4被敷设在已经设有涂层15的接合匹配件1上。图2与图3之间的区别在于：在图2中，由于接合匹配件1、2彼此相对夹紧，接合匹配件1的硬质颗粒3刺穿接合匹配件2的涂层25；而它们在图3中仅仅刺入接合匹配件2的涂层25中而不刺入该接合匹配件的真正的表面中，亦即那个没有涂层25的表面中。但在所有的实施方式中，特别是还在那些在附图说明之前仅仅用文字描述的实施方式中，全都或多或少地产生本发明的效果。

Claims (10)

1.车辆行走机构区域中在可分离地彼此夹紧的接合匹配件之间的连接***，所述接合匹配件经由其接触面借助至少一个可拆式紧固元件彼此夹紧，其特征在于，硬质颗粒(3)在建立连接***之前以及由此在夹紧装配接合匹配件和紧固元件之前被敷设到所述接合匹配件中的至少一个接合匹配件的接触面(2a)上，所述硬质颗粒由于夹紧装配而至少部分地突伸到相应的另一接触面中。
2.如权利要求1所述的连接***，其特征在于，所述硬质颗粒(3)至少近乎耐磨地敷设在所述接触面(2a，1a)中的至少一个接触面上。
3.如前述权利要求之任一项所述的连接***，其特征在于，作为硬质颗粒(3)，使用粒度为1至70μm的微粒，这些微粒的表面具有大量的角和棱。
4.如前述权利要求之任一项所述的连接***，其特征在于，所述硬质颗粒(3)由钢材料或由金刚砂或由碳化硅或者Ni-SiC(以镍-金刚石涂层的形式)组成。
5.如前述权利要求之任一项所述的连接***，其特征在于，所述接触面中的至少一个接触面具有涂层，特别是KTL涂层。
6.如权利要求5所述的连接***，其特征在于，所述涂层的厚度小于所述硬质颗粒(3)的从敷设有硬质颗粒那面的表面突起的高度。
7.如前述权利要求之任一项所述的连接***，其特征在于，接合匹配件是下列配对中的至少一个配对：
·车轮在轮架(或转向节、枢转支承座)上或者在其制动盘固定鼓上，
·制动钳或车辆制动***的部件在轮架(转向节等)上，
·引导车轮的导杆在轮架上，
·球节的铰销和/或铰销帽在轮架上，
·形式上为剪切区的面状结构件在轴架上，
·传动机构或转向传动机构在轴架上，
·用于支承稳定器的支承座卡圈在轴架上，
·用于第一结构元件在第二结构元件上支承的橡胶支承座。
8.用于建立如前述权利要求之任一项所述的连接***的方法，其中使用至少一个在这些权利要求中所包含的方法技术特征。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，通过喷射方法，如压力喷射或注射器喷射或等离子喷射，将硬质颗粒(3)敷设到至少一个接触面(2a)上，使得硬质颗粒以一部分刺入具有该面的相应构件(2，1)中并以一部分从该面突出。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，将硬质颗粒(3)以这样的动量敷设到相应接触面上，即：使硬质颗粒就其整体尺寸而言至少大致一半刺入对应的构件(2，1)中，而至少大致一半从该构件的表面(2a，1a)突出。
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