CN108216371A - 用于汽车的轴件或底盘部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车车轴的车轴部件或底盘部件，其中车轴部件或底盘部件的至少一部分通过一体的、并且材料一致性的型件来提供，其突出之处在于，所述型件具有至少三个区域，其中区域7具有相对于另外两个区域8更小的壁厚W7，并且具有较小壁厚W7的区域7布置在具有相对更大壁厚W7的两个区域8之间。

Description

用于汽车的轴件或底盘部件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分中所述特征、用于汽车车轴的轴件或底盘部件。
背景技术
现有技术公开了用在汽车上的轴件或者底盘部件，其由钢材制成并且特别是制造成板材型件或者焊接组件。例如车轴辅助框架是众所周知的。这种车轴辅助框架布置在汽车车身下方。汽车车轴的部件，尤其是传动件，耦合到所述车轴辅助框架上。
除了外壳结构之外，已知车轴辅助框架由各个型材或者支柱构成。这些型材或者支柱相互焊接。这种车轴辅助框架特别地具有两个纵梁。这布置在汽车中的安装位置中的外侧并且指向汽车纵向。所述两个纵梁通过横梁相互连接，该横梁沿着汽车横向定位。
各个型材部件特别地通过成形操作，或者也通过滚压成形操作来制造。尤其当板材材料加工处理成具有均匀壁厚时。缺点是板材材料在连接区域中的壁厚选择得如此之大，从而满足了输送要求，并且防止弯曲或断裂。相反，在较小负载的区域内，板材材料的壁厚有时设计得太大，由此提高了重量，而且也提高了用于形成所谈及的车轴辅助框架的材料使用。这种所谈及的车轴辅助框架例如由DE 10 2014 108 836或者DE 10 2011 050 657所公开，然而其由轻金属制成。
此外，现有技术公开了复合传动轴。这种复合传动轴具有沿着汽车横向居中延伸的扭转管。在扭转管的端部上耦合了纵向摇杆。该纵向摇杆沿着汽车纵向定向。由此，在汽车车轮的***或者弹出过程中，所述扭转管围绕其自身的纵轴线扭转。
发明内容
本发明的目的是从上文提及的现有技术出发，在自重以及负载能力使得车轴部件或底盘部件最优化。
前面所述的目的通过根据本发明的、具有权利要求1中所述特征的车轴部件或底盘部件得到实现。
有利的设计变体在从属权利要求中有所描述。
用于汽车车轴的车轴部件或底盘部件制成板材型件。这是一体的、并且是材料一致性的型件。如果该车轴部件或底盘部件制成焊接组件，那么焊接在一起的这些部件中的至少一个部件作为一体的、并且是材料一致性的型件来提供。
根据本发明，所述型件的突出之处在于，其具有至少两个带有相互不同的壁厚的区域，其中一个区域相对于另外的区域具有较小的壁厚。优选地，具有较小壁厚的区域位于两个具有较大壁厚的区域之间。由此，具有较小壁厚的区域布置在两个具有较大壁厚的区域之间。具有较小壁厚的区域可以完全由具有较大壁厚的区域所环绕或者包围。具有较小壁厚的区域也可以与两个具有较大壁厚的区域相邻，并且延伸通过金属板材坯料的整个宽度。具有较小壁厚的区域也可以布置在边缘区域上。那么其至少部分地由具有较大壁厚的区域所环绕。
由此，根据本发明提出，内部的区域、也称作内部区域，其具有较薄的壁厚。相对应地，至少两个其它的具有较大壁厚的区域可以具有相同的较大的壁厚。然而较大壁厚的区域也可以具有相互不同的壁厚。然而，其优选具有相同的较大的壁厚。
用于形成型件的金属板材特别地通过局部拉伸制成。在此减少了壁厚，从而拉伸了该壁厚，并且提供部分相互不同的壁厚的金属板材随后进入另一个成形过程。
作为板材材料，特别地使用由钢材制成的板坯。也可以考虑使用由轻金属合金制成的板坯。特别是也可以使用可硬化的钢材。那么成形过程就可以热成形以及加压硬化来实施。
加工过的壁厚优选在0.5到7mm的范围内，特别是在1到5mm的范围内，特别优选在1到3mm的范围内。较薄的或者较小的壁厚同样优选在所述范围内。相对于较厚的壁厚，较小的壁厚、以及由此在较薄区域内的壁厚减少了1到60％，特别是1到40％。分别在具有较小壁厚以及具有较大壁厚的区域内的壁厚基本上恒定。这意味着由于拉伸以及成形过程会出现十分之一毫米或百分之一毫米范围内的偏差。
利用根据本发明的车轴部件或底盘部件，由此能够在强度优化的同时提供降低重量的方案。焊接结构连接在其上的、负载较重的区域具有较大的壁厚。相应较少负载的区域具有较小的壁厚。
型件本身特别地可以通过深冲法进行制造。也可以在本发明的框架内考虑将型件构造成封闭的空心部件。为此使用U-O-成形。这是特别有利的，因为沿径向环绕的、封闭的空心部件在内部或者中间的纵向段中具有较小的壁厚。端部段相应地具有较大的壁厚。由此，横截面为封闭的空心部件具有分别最佳地匹配所需要的强度的壁厚。
特别是，所述部件制成车轴辅助框架。该车轴辅助框架由多个部件构成，这些部件以焊接技术相互耦合。特别地，车轴辅助框架具有两个沿纵向延伸的纵梁。这两个纵梁优选通过两个沿着汽车横向延伸的横梁相互耦合。至少一个纵梁和/或横梁、优选两个纵梁和两个横梁构造成在其壁厚方面优化的型件。在中间区域内每两个连接点之间优选构造比在相应连接区域和/或端部区域内更小的壁厚。按照本发明的车轴辅助框架如此制造从而优化负载并且同时优化重量。用于金属板材的前面所述的拉伸的额外成本是极少的。
前面所述的纵梁或者横梁，其横截面可以构造成封闭的空心型材。然而其也可以构造成横截面敞开的空心型材。在敞开空心型材的情况下，其特别地构造成帽状型材，并且能够至少纵向地以封闭板材进行封闭。该封闭板材也可以具有相互不同的壁厚。特别地，该封闭板材在中间区域内相对于其沿纵向定位的端部区域具有更薄的壁厚。
所述车轴部件或底盘部件能够进一步优选地制成复合传动轴的扭转型材。该扭转型材的横截面特别构造成U形或O形。该扭转型材优选相对于纵向带有相应更大壁厚的、相对于相邻的外端部区域具有带有较薄壁厚的中间区域。
在扭转型材的端部上特别地布置了纵向摇杆。该纵向摇杆在复合传动轴的安装状态下沿着汽车纵向延伸。在此，该纵向摇杆能够形状配合地、传力配合地并且/或者材料配合地与扭转型材进行耦合。
附图说明
本发明的其它优点、特征、性质以及方面是下面描述的主题。优选的设计变型方案在示意图中示出。其用于促进理解本发明。附图示出：
图1是车轴辅助载体的透视图，
图2是用于形成侧臂的板坯，
图3a到c是侧臂的替代的设计变型方案的不同视图，
图4a到d是板坯以及用于形成型件的不同的方法步骤，
图5是用于形成侧臂的板坯的替代的设计变型方案，
图6是车轴辅助载体的替代的设计变型方案的透视图，
图7是用于复合传动轴的扭转管，以及
图8是用于形成扭转管的板坯。
具体实施方式
图1示出了前轴梁1。该前轴梁1制造成焊接组件。该前轴梁1由两个沿着汽车纵向x延伸的纵梁2制成。该纵梁2通过两个沿汽车横向y延伸的横梁3相互耦合。在耦合位置4中，横梁3与纵梁2通过没有详细示出的焊缝相互焊接。该纵梁2在横截面方面构造成封闭的空心型材19。该纵梁2特别地可以通过制成U-O-形。
所述横梁3也可以称作横轴梁。该横梁3在横截面方面构造成帽状型材。该型材在横截面方面也可以构造成U-型材或L-型材。在横梁3的底侧5上，可以用封闭板材6将其封闭。
从现在起，按照本发明提出不仅在横梁3中，而且也在纵梁2中沿着相应的纵向9构造具有更薄壁厚W7的区域7。该区域7相对于纵向9构造在内部。在耦合位置4的区域内，壁厚W8构造得相应更大。与此相对，在位于耦合位置4之间的内部区域中减少壁厚W7。
由此构造具有减少的壁厚W7的区域7以及具有与之相对更大的壁厚W8的区域8。在此特别地，具有更大壁厚W8的区域8相应于板坯的原始壁厚。然而，具有更大壁厚W8的区域8也可以较小的程度进行拉伸。由此，具有较大壁厚W8的区域具有相对于板坯的原始壁厚更小的壁厚。具有较小壁厚W7的区域7对应于拉伸过的区域。通过拉伸减少了拉伸区域的壁厚。对于相应的横梁3，构造相对于横梁3的纵向9位于内部带有较小壁厚W7的区域7。耦合位置4上相应的端部区域具有相应更大的壁厚W8。
在这里所示的例子中，所述纵梁2沿着其纵向10具有两个带有减小的壁厚W7的区域7。在具有减少的壁厚W7的两个区域7之间布置了具有更大壁厚W8的区域8。由此能够有利地如此配合负载地形成前轴梁1，从而满足刚性要求，然而同时也降低了重量。
图2示出了纵梁2的制造过程。首先准备板坯料11。在板坯料11中构造具有减少的壁厚W7的区域7以及具有相应更大的壁厚W8的区域8。在该例子中，具有更大壁厚W8的区域8都具有相同的壁厚，该壁厚相当于原始板的壁厚或者略微小于板的原始壁厚。具有较小壁厚W7的区域7具有相对于较大壁厚W8减少的壁厚W7。
具有较小壁厚W7的区域7具有宽度12。该宽度12优选至少为20mm并且可以延伸到有待形成的部件的纵向的绝大多数部分上。优点是，该宽度12不必在其横向走向13上具有恒定的间距。该宽度12也可以在其横向轴向13上具有变化的间距。由此能够在有待形成的部件上以及由此在这里所示的纵梁2上沿着其纵向10逐段地形成具有较小壁厚W7的区域7。然而该区域7不会沿纵向10从特定的点周向地开始和结束。通过制造板坯料11，能够关于稍后有待制造的***轮廓、在封闭的空心部件中的圆周上、在沿纵向10的各个位置14.1到14.4上开始减少宽度12，其中所述圆周不必是圆形的。在板坯料11中显示了一些纵向10上的位置14.1到14.4。这相对于由现有技术公开的辊压方法是一个优点。滚轧的区域沿横向都在相同的位置上开始，这由虚线的辊压线31示出。在图2中没有示出区域7和8之间的过渡区域。
图3a到c示出了按照本发明制造的纵梁2或者侧臂，其安装在相应的车轴梁载体中。所述侧臂可以制成横截面封闭的空心型材19，然而也可以制成横截面敞开的空心型材。特别地是U形或C形的型材。根据该例子，所述纵梁2沿着纵向10具有变化的宽度15以及变化的高度16。因此，横截面轮廓关于纵向走向是变化的。在此，图3c示出了贯穿纵梁2的上侧17的壁的剖面。在此，壁厚W8关于纵向10在前后区域内相应构造得更大。在内部区域7中，构造减小的壁厚W7。
图4示出了按照本发明的、用于相应的型件的制造方法。首先，在此也提供板坯料11。该板坯料11具有带有较大的、尤其是原始壁厚的区域8以及带有相对减小的壁厚的区域7。所述板坯料11的外轮廓同样是变化的，使得其已经配合有待制造的部件。图4b以示例性的横截面视图示出了板坯料11。现在，在第一方法步骤中将板坯料11在横截面方面作为敞开的空心型材18进行重塑，在图4c中示出。该方法步骤也称作U形成形。随后，该形成的U形在另一个成形步骤中制成封闭的空心型材19，这也称作O形成形。这能够可选地通过相互靠着的端侧上接缝20来封闭。横截面轮廓以及由此横截面面积或者横截面形状能够沿纵向10变化。横截面面积可以增加或减少。横截面形状同样可以沿纵向走向呈现相应不同的几何形状。在所形成的具有更薄壁厚的区域7内，壁厚相应更小。在图4a中所示的板坯料11中，带有更薄壁厚W7的区域7沿纵向基本上都在相同的位置开始。在区域7和8之间分别布置了过渡区域22，在该过渡区域内增加或者减少壁厚。
图5示出了关于图2的替代的设计变型方案。在此，在纵梁2中构造了三个带有减少的壁厚的区域7。所有区域7关于纵梁2的纵向10位于内部，也就是被具有较大壁厚的区域8所包围。然而所述区域7沿着宽度方向延伸通过整个板坯料。带有更薄壁厚的区域7沿纵梁2的纵向开始或者终止，其位置14.1到14.4可以相对于横向走向进行变化，如图所示。由此，也能够使得所述薄的区域不仅沿着纵向10、而且也沿着横向分别定位，从而将配合负载的壁厚位置精确地设置在有待形成的成形部件上。这与特制的轧制坯料不同，其中由于轧辊对，较小壁厚W7的开始处在整个横向上沿纵向10是相同的。
图6示出了作为后轴梁载体的车轴梁载体。后轴梁载体也由两个纵梁2制成，其通过两个横梁3相互连接。纵梁2沿着汽车纵向x延伸，而横梁3沿着汽车横向y延伸。纵梁2或者横梁3的横截面轮廓以及横截面位置关于其分别沿纵向9、10的走向而变化。在此分别示出了带有较大的、尤其是原始的壁厚W8的位于外部的区域8以及带有相对减小的壁厚W7的位于内部的区域7。以成形技术制造的各个部件以及由此横梁3以及纵梁2通过耦合位置4相互接合。在耦合位置4中，这些部件特别地通过焊缝相互连接。在具有原始壁厚以及相应减少的壁厚的各个区域之间构造了过渡区域22。该过渡区域22沿着成形部件的各个纵向9、10优选具有至少20mm的宽度。还针对相应的壁厚示出了示例性的、然而非限制性的以mm为单位的厚度数据。然后在过渡区域22中，壁厚从较厚的壁厚减少到较薄的壁厚，或者从较薄的壁厚增加到较厚的壁厚。特别地，该过渡区域22在纵剖面方面具有从较大壁厚到较小壁厚递减的走向。在这个例子中，纵梁2构造成横截面封闭的空心部件，横梁3构造成横截面敞开的空心部件。纵梁2可以在横截面方面构造成基本上圆形的，然而这不意味着一定是圆形。所述横梁3可以在横截面方面构造成有棱角的。横截面的选择也可以是不同的。
图7示出了按照本发明制造的、用于复合传动轴的扭转型材23。该扭转型材23按照本发明构造有U形的横截面，这可以通过剖切线A-A看出。该扭转型材23是单壳、一体并且材料一致性地制成。所述扭转型材23沿着其纵向24具有带有减少的壁厚的中间区域25。在此也可以通过前面所形成的板坯料来制造中间的纵向段，该纵向段在中间区域25内具有较小的壁厚。扭转型材23的沿纵向24连接在其上的端部区域26具有相对更大的壁厚W8，该壁厚特别地对应于所制备的板坯的原始壁厚。由此也能够有针对性地使得所述扭转型材23在其具有较大壁厚W8的端部区域26内制造成配合负载，特别是用于将纵梁2和/或保持部件连接在汽车车身上，相反在中间负载较轻的区域25减少了壁厚。在此，也可以允许相互不同的壁厚沿纵向24所开始的位置在横向走向13上有所变化。在此，例如可以在U形的横截面型材的腿部27中朝腿部27的端部移动位置，因此在横向上，沿着较小壁厚的区域7由此开始朝端部移动。这由虚线30示出。因此，从原始壁厚到较小壁厚的过渡在横向29上或者沿着横向走向13不是恒定的，而是由于拉伸工艺会相对于纵向走向且相对于横向走向13自由地选择。
图8示出了用于制造扭转型材23的板坯料32。用来构造从区域8到区域7的过渡部分的位置14.1、14.2是变化的。该位置14.1、14.2V形地向外增大。这相对于特制的轧制坯料，可以看到其具有恒定的线性延伸的轧制线31。由此，区域7和8之间的过渡区域22的位置沿横向或者横向走向13不是线性的。
附图标记列表：
1 前轴梁载体
2 纵梁
3 横梁
4 耦合位置
5 关于3的底侧
6 封闭板材
7 具有减少的壁厚的区域
8 具有较大的壁厚的区域
9 关于3的纵向
10 关于2的纵向
11 板坯料
12 关于7的宽度
13 关于12的横向走向
14 10中的位置
15 关于2的宽度
16 关于2的高度
17 关于2的上侧
18 敞开的空心型材
19 封闭的空心型材
20 接缝
21 后轴梁载体
22 过渡区域
23 扭转型材
24 关于23的纵向
25 具有减少的壁厚的、关于23的中间区域
26 端部区域
27 腿部
28 接片
29 横向
30 虚线
31 轧制线
32 板坯料
W8 较大的壁厚
W7 较小的壁厚
x 汽车纵向
y 汽车横向

Claims (11)

1.用于汽车车轴的车轴部件或底盘部件，其中所述车轴部件或底盘部件的至少一部分由一体的、并且材料一致性的型件来提供，其特征在于，所述型件具有至少两个区域(7、8)，其中区域(7)具有相对于另外的区域(8)更小的壁厚(W7)。
2.根据权利要求1所述的车轴部件或底盘部件，其特征在于，所述型件具有至少三个区域(7、8)，其中具有较小壁厚(W7)的区域(7)至少部分地布置在具有较大壁厚(W8)的区域(8)之间。
3.根据权利要求1所述的车轴部件或底盘部件，其特征在于，在具有相互不同的壁厚的两个区域(7、8)之间构造过渡区域(22)，所述过渡区域具有1到100mm、特别是2到80mm并且优选20到50mm的宽度。
4.根据权利要求1所述的车轴部件或底盘部件，其特征在于，较薄区域内的壁厚(W7)减少了1到60％，特别是减少了1到40％，并且/或者较大的壁厚(W8)为1到4mm、特别是1到2mm。
5.根据权利要求1所述的车轴部件或底盘部件，其特征在于，其由具有至少三个带有相互不同壁厚(W7、W8)的区域(7、8)的拉伸的金属板材制成，特别地，两个具有较大壁厚(W8)的区域(8)具有相同的壁厚。
6.根据权利要求1所述的车轴部件或底盘部件，其特征在于，其是车轴辅助框架，其作为组合的焊接部件由至少一个型件以及另一部件制成，其中在连接区域内和/或焊缝上构造相对于相邻的壁厚(W7)更大的壁厚(W8)。
7.根据权利要求1所述的车轴部件或底盘部件，其特征在于，其由两个纵梁(2)构成，所述纵梁通过两个横梁(3)相互连接。
8.根据权利要求7所述的车轴部件或底盘部件，其特征在于，所述横梁(3)具有带有减少的壁厚(W7)的中间区域(7)，并且/或者在所述两个横梁(3)的连接区域之间的纵梁(2)具有带有减少的壁厚(W7)的区域(7)。
9.根据权利要求7所述的车轴部件或底盘部件，其特征在于，所述横梁(3)构造成单侧敞开的空心型材(18)，而至少纵向地以封闭板材(6)进行封闭。
10.根据权利要求1所述的车轴部件或底盘部件，其特征在于，其是复合传动轴的扭转型材(23)，其中所述扭转型材(23)相对于纵向在中间的区域(25)内具有相对于带有较大壁厚的、相对于相邻的外端部区域(26)更薄的壁厚。
11.根据权利要求10所述的车轴部件或底盘部件，其特征在于，所述扭转型材(23)在横截面方面构造成U形或O形。
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