JP2008512605A - 中空体構成部材およびこのような形式の構成部材を製作するための方法 - Google Patents
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Abstract
ダイカストから製造された少なくとも2つのシェルエレメント(1,2)から成る、特に自動車走行機構アッセンブリにアーム構成部材として使用するために適した中空体構成部材が提案される。この中空体構成部材は、結合したいシェルエレメント(1,2)に、それぞれ少なくとも1つの結合領域(5,6,18,19)が形成されており、1つの結合領域(5)が、各シェルエレメント(1)に配置された、横断面で見てほぼU字形の少なくとも1つの第1のコンタクト領域(7)から成っており、第2の結合領域が、別の各シェルエレメント(2)に設けられた、U字形の第1のコンタクト領域(7)の中間室内に係合するウェブ状の少なくとも1つの第2のコンタクト領域(8)から成っており、結合領域(5,6,18,19)が、運転状態で結合領域(5,6,18,19)に作用する分離力成分(Fr)よりも複数倍だけ大きい圧着力(F1,F2)での負荷によって互いに摩擦接続的に常温圧接されていることによって特徴付けられている。
さらに、本発明は、このような形式の中空体構成部材を製作するための方法に関する。結合領域(5,6)での実施された常温圧接に相俟った結合領域(5,6)の特殊な構成によって、廉価に製作したい構成エレメントが形成される。この構成エレメントは、公知先行技術と異なり、アルミニウムダイカストの枠内での肉厚の特殊な適合によって、付加的な重量削減アスペクトを可能にする
さらに、本発明は、このような形式の中空体構成部材を製作するための方法に関する。結合領域(5,6)での実施された常温圧接に相俟った結合領域(5,6)の特殊な構成によって、廉価に製作したい構成エレメントが形成される。この構成エレメントは、公知先行技術と異なり、アルミニウムダイカストの枠内での肉厚の特殊な適合によって、付加的な重量削減アスペクトを可能にする
Description
本発明は、請求項1の上位概念部に記載した特徴を備えた、特に自動車走行機構アッセンブリにアーム構成部材として使用するための中空体構成部材ならびに請求項13の上位概念部に記載した、このような形式の中空体構成部材を製作するための方法に関する。
このような形式の中空体構成部材の構造と、この中空体構成部材の製作プロセスとは、公知先行技術では、中空体構成部材のために使用されるシェルエレメントが、一般的に、形状接続的な結合、たとえばねじ締結、リベット締め、カーリング結合または縁曲げ結合によって互いに結合されることによって特徴付けられている。これらの種類の結合技術は、シェルエレメントのために一般的に使用されるダイカスト材料、たとえばアルミニウムダイカスト、ポラルダイカストまたはバキュラルダイカストが一般的に溶接不可能であるという事実から生ぜしめられる。しかし、固いにもかかわらず肉薄の構成部材の可能な製作に基づき、ダイカスト、特にアルミニウムダイカストは、特に自動車構造において極めて重要である。
しかし、上述した形状接続的な結合による結合技術は、一般的に、著しい製作手間を要求する。この製作手間は大量生産をコスト観点でしばしば非経済的に思わせる。
したがって、中空体構成部材に関する本発明の課題は、このような形式の構成エレメントを改良して、構成エレメントが廉価に製作可能であり、にもかかわらず、通常の運転状況でのこのような形式の構成部材のあらゆる要求に耐えられるようにすることである。
本発明による方法に関する課題は、このような形式の中空体構成部材に対する新規の結合技術を提供することである。
これらの課題は、中空体構成部材に関して、冒頭で述べた形式の特徴と一緒に、請求項1の特徴部に開示した技術的な解決手段によって解決される。
したがって、本発明の構成では、結合したいシェルエレメントに、それぞれ少なくとも1つの結合領域が形成されており、1つの結合領域が、各シェルエレメントに配置された、横断面で見てほぼU字形の少なくとも1つの第1のコンタクト領域から成っており、第2の結合領域が、別の各シェルエレメントに設けられた、U字形の第1のコンタクト領域の中間室内に係合するウェブ状の少なくとも1つの第2のコンタクト領域から成っており、結合領域が、運転状態で結合領域に作用する分離力成分よりも複数倍だけ大きい圧着力での負荷によって互いに摩擦接続的に常温圧接されている。
シェルエレメントの常温圧接の手段に相俟った結合領域の特殊な構成は、現代の鋳造技術と、相応の加圧装置とによって問題なく廉価に実現することができる。特別な発明思想は、特に多くの分野で望まれていない材料の常温圧接が、本発明では意図的に実施され、したがって、技術的に有利に使用されることにもある。
本発明による方法に関して、技術的な解決手段は、冒頭で述べた形式の特徴と一緒に、請求項13の特徴部に開示した技術的な解決手段から得られる。
この場合、ダイカストから製造された少なくとも2つのシェルエレメントから成る中空体構成部材の製作は、2つの主要な方法ステップから成っている。両方法ステップは、結合したいシェルエレメントに、ダイカストプロセスの間に、まず、それぞれ少なくとも1つの結合領域を設け、この場合、該結合領域が、一方では、一方のシェルエレメントに配置された、横断面で見てほぼU字形の第1のコンタクト領域から成っていて、他方では、他方のシェルエレメントに設けられた、U字形の第1のコンタクト領域の中間室内に係合するウェブ状の第2のコンタクト領域から成っており、後続の方法ステップとして、結合領域を、接合後に、運転状態でシェルエレメントの結合領域に作用する分離力成分よりも複数倍だけ大きい圧着力で負荷することにある。
前述した方法ステップは、材料の常温圧接の過程が構成エレメントの有利な結合のために初めて使用される廉価な製作過程の根底を成している。
中空体構成部材の特別な構成は、請求項1に係る従属請求項から明らかであり、本発明による方法に関して、特殊な実施態様は、請求項13に係る従属請求項に記載してある。
特に運転状態での結合領域の高められた負荷容量に対して、圧着力が、分離力成分の6〜10倍の範囲内にあると有利であると分かった。この場合、付加的に助成して、一方のシェルエレメントのウェブ状の第2のコンタクト領域の横断面寸法が、他方のシェルエレメントに設けられたU字形の第1のコンタクト領域の中間室の内部寸法と共にプレス嵌め結合部を形成している。
シェルエレメントの鋳物技術的な製作形式は、特に一方のシェルエレメントのU字形の第1のコンタクト領域に、いわゆる「離型斜面」を必要とするので、この離型斜面の規定時には、コンタクト領域の、ほぼ平行に配置された脚部が、0.5゜〜3゜の離型斜面を備えていることに応じることが望ましい。この手段によって、1回の常温圧接を、接合したいシェルエレメントのコンタクト領域全体にわたって保証することができる。
さらに、シェルエレメントの常温圧接は、当て付けられる表面の付加的な粗面化によって容易になる。これによって、同時により高い結合力が生ぜしめられる。
本発明の別の有利な構成は、1つの結合領域が、各シェルエレメントに配置された、横断面で見てほぼU字形の、相並んで配置された2つの第1のコンタクト領域から成っており、別の結合領域が、別の各シェルエレメントに設けられた、U字形の2つの第1のコンタクト領域の中間室内に係合するウェブ状の少なくとも2つの第2のコンタクト領域から成っていることを提案している。この構造上の構成によって、結合領域ひいては全構造の負荷容量が高められる。
さらに、発明思想の枠内では、結合したいシェルエレメントが、形状接続的な少なくとも1つの共通の連結装置を備えていると有利であり得る。このような形式の連結装置は、シェル構成部材に対する異常に高い分離力成分に基づき、本発明により互いに結合された結合領域が、力の吸収に関してその限界範囲に到達する恐れがある事例に対して付加的な安全観点を提供している。
この場合、有利な構成では、連結装置が、結合したいシェルエレメントのそれぞれ一方に配置された、主として横断面で見て環状の少なくとも2つの接続領域から成っており、該接続領域の環状の貫通孔の、内部に位置する中空室を通して、接続領域を形状接続的に結合する差込みエレメントが案内されていてよい。
この場合、接続領域の横断面が、円環状に形成されており、結合する差込みエレメントが、相応して、円形のピンまたは軸受けエレメントとして形成されていてよい。
連結装置の別の有利な構成は、円環形状での接続領域の横断面の形成時に、結合する差込みエレメントが、軸受け構成部材のアウタリングとして形成されることを提案している。このような形式の軸受け構成部材は、しばしば、中空体構成部材を自動車における走行機構側のまたはボディ側の接続部に取り付けるために必要であり、これにより、連結装置によって、同時に、所要の支承部を構造的に実現することができる。
以下に、本発明による中空体構成部材ならびに中空体構成部材を製作するための所属の方法を図面につき詳しく説明する。
図1にその全体を符号3で示した中空体構成部材は、第1のシェルエレメント1と第2のシェルエレメント2とから成っている。両シェルエレメント1,2は、組み立てられた状態で、横断面で見て方形の中空室4を取り囲んでいる。この場合、シェルエレメント1,2の結合は、方形の横断面の、互いに反対の側に位置する側面において、シェルエレメント1,2に沿って延びる、反対の側に位置する、内外で押し合わされる結合領域5,6で行われる。シェルエレメント1に位置する結合領域5は、図示の第1の実施例において主として横断面で見てU字形のコンタクト領域7から成っており、第2のシェルエレメント2に配置された結合領域6は、主として、ウェブ状のコンタクト領域8から成っている。
このコンタクト領域8は、U字形のコンタクト領域7の中間室内に係合しており、これによって、コンタクト領域8の側方の表面が、コンタクト領域7の両脚部9,10の内面に当て付けられている。
各シェルエレメント1,2へのコンタクト領域7,8の成形は、シェルエレメントの成形の枠内でダイカストプロセスによって行われる。この場合、このダイカストプロセスは、この製作法で可能な狭い誤差に基づき廉価な可能性を提供していて、さらに、適宜な寸法設定によって、シェルエレメント2のウェブ状のコンタクト領域8の横断面寸法が、シェルエレメント1に設けられたU字形のコンタクト領域7の中間室の内部寸法と共にプレス嵌め結合部を形成することができることを保証している。さらに、中空体構成部材への荷重に応じて、それぞれ異なる肉厚を実現することができる。
ダイカストプロセスの終了後、シェルエレメント1,2が、中空体構成部材3を形成するために差し合わされる。シェルエレメント1,2を結合するための後続の方法ステップは、図1に示した矢印F1,F2に相応して、内外で差し合わされた各結合領域5,6に圧着力を加えることにある。この場合、圧着力F1,F2は、運転状態で矢印Frに相応して中空体構成部材3の結合領域5,6に作用する分離力成分Frの6〜10倍の範囲内にあるように設定されている。
両シェルエレメント1,2の間の結合の強度に対して、互いに接触するコンタクト領域7,8の表面が接合前に粗面化されると有利であり得る。
さらに、コンタクト領域7の、ほぼ平行に配置された脚部9,10が、0.5゜〜3゜の離型斜面を備えて製作されることが望ましい。ある程度の離型斜面は、シェルエレメントへのU字形のコンタクト領域7の製作のために必要となる。この場合、前述した離型斜面は、1つには、問題なしの離型と、さらに、コンタクト領域7,8相互の表面の問題なしの当付けとを保証している。
前述した中空体構成部材に課せられる一層高められた安全性要求に応じるためには、有利な構成に相応して、中空体構成部材が、その全体を符号11で示した連結装置を備えている。
この場合、この連結装置11は、シェルエレメント1に配置された、横断面で見て環状の接続領域12と、シェルエレメント2に位置する接続領域13とから成っている。この接続領域13も同じくほぼ円環状に形成されている。円環状の領域12,13は、それぞれウェブ14,15を介してシェルエレメント1,2に結合されている。両接続領域12,13は、その各中心長手方向軸線が共通の中心線16を形成するように形成されている。
さらに、連結装置11には、差込みエレメント17が所属している。この差込みエレメント17は接続領域12,13の中空室内に導入される。図面では、差込みエレメントが、軸受け構成部材のアウタレースとして形成されている。このアウタレースによって、中空体構成部材3が、自動車のボディ側のまたは走行機構側の接続部に位置固定可能となる。
当然ながら、連結装置11の形成は、所属の差込みエレメント17が所属のシェルエレメント1,2の各接続領域12,13を互いに形状接続的に結合することが保証されている限り、別の横断面によって行われてもよい。
図2には、本発明による中空体構成部材の択一的な横断面が示してある。この構成部材は2つのシェルエレメント22,23から成っている。両シェルエレメント22,23は、反対の側に位置する狭幅側に、それぞれ内外で差し合わされる結合領域18,19を有している。
この場合、結合領域18は、各シェルエレメント23に配置された、横断面で見てほぼU字形の、相並んで配置された2つの第1のコンタクト領域20から成っており、別の結合領域19は、別の各シェルエレメント22に設けられた、U字形の2つの第1のコンタクト領域20の中間室内に係合するウェブ状の少なくとも2つの第2のコンタクト領域21から成っている。
シェルエレメントの、反対に位置する側では、各結合領域18,19が入れ換えられている。
1 シェルエレメント、 2 シェルエレメント、 3 中空体構成部材、 4 中空室、 5 結合領域、 6 結合領域、 7 コンタクト領域、 8 コンタクト領域、 9 脚部、 10 脚部、 11 連結装置、 12 接続領域、 13 接続領域、 14 ウェブ、 15 ウェブ、 16 中心線、 17 差込みエレメント、 18 結合領域、 19 結合領域、 20 コンタクト領域、 21 コンタクト領域、 22 シェルエレメント、 23 シェルエレメント、 F1 圧着力、 F2 圧着力、 Fr 分離力成分
Claims (19)
- ダイカスト材料から成る少なくとも2つのシェルエレメントを備えた、特に自動車走行機構アッセンブリにアーム構成部材として使用するための中空体構成部材において、結合したいシェルエレメント(1,2)に、それぞれ少なくとも1つの結合領域(5,6,18,19)が形成されており、1つの結合領域(5)が、各シェルエレメント(1)に配置された、横断面で見てほぼU字形の少なくとも1つの第1のコンタクト領域(7)から成っており、第2の結合領域が、別の各シェルエレメント(2)に設けられた、U字形の第1のコンタクト領域(7)の中間室内に係合するウェブ状の少なくとも1つの第2のコンタクト領域(8)から成っており、結合領域(5,6,18,19)が、運転状態で結合領域(5,6,18,19)に作用する分離力成分(Fr)よりも複数倍だけ大きい圧着力(F1,F2)での負荷によって互いに摩擦接続的に常温圧接されていることを特徴とする、中空体構成部材。
- 1つの結合領域(18)が、各シェルエレメント(22)に配置された、横断面で見てほぼU字形の、相並んで配置された2つの第1のコンタクト領域(20)から成っており、別の結合領域(19)が、別の各シェルエレメント(23)に設けられた、U字形の2つの第1のコンタクト領域(20)の中間室内に係合するウェブ状の少なくとも2つの第2のコンタクト領域(21)から成っている、請求項1記載の中空体構成部材。
- 加えられる圧着力(F1,F2)が、分離力成分(Fr)の6〜10倍の範囲内にある、請求項1または2記載の中空体構成部材。
- 一方のシェルエレメント(2)のウェブ状のコンタクト領域(8,21)の横断面寸法が、他方のシェルエレメント(1)に設けられたU字形のコンタクト領域(7,20)の中間室の内部寸法と共にプレス嵌め結合部を形成している、請求項1から3までのいずれか1項記載の中空体構成部材。
- U字形のコンタクト領域(7,20)の、ほぼ平行に配置された脚部(9,10)が、0.5゜〜3゜の範囲内の離型斜面を有している、請求項1から4までのいずれか1項記載の中空体構成部材。
- コンタクト領域(7,8,20,21)の表面が、シェルエレメント(1,2)の接合前に粗面化されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の中空体構成部材。
- 結合領域(5,6)が、各シェルエレメントに周方向に延びるように形成されている、請求項1から6までのいずれか1項記載の中空体構成部材。
- 結合したいシェルエレメント(1,2)が、形状接続的な少なくとも1つの共通の連結装置(11)を備えている、請求項1から7までのいずれか1項記載の中空体構成部材。
- 連結装置(11)が、結合したいシェルエレメント(1,2)のそれぞれ一方に配置された、主として横断面で見て環状の少なくとも2つの接続領域(12,13)から成っており、該接続領域(12,13)の環状の貫通孔の中空室を通して、接続領域(12,13)を形状接続的に結合する差込みエレメント(17)が案内されている、請求項8記載の中空体構成部材。
- 接続領域(12,13)の横断面が、円環状に形成されており、結合する差込みエレメント(17)が、円形のピンとして形成されている、請求項9記載の中空体構成部材。
- 接続領域(12,13)の横断面が、円環状に形成されており、結合する差込みエレメント(17)が、軸受け構成部材のアウタレースとして形成されている、請求項9記載の中空体構成部材。
- 結合したいシェルエレメント(1,2)が、アルミニウムダイカスト材料から製作されている、請求項1から11までのいずれか1項記載の中空体構成部材。
- ダイカスト材料から製造された少なくとも2つのシェルエレメントから成る、特に自動車走行機構アッセンブリにアーム構成部材として使用するために適した中空体構成部材を製作するための方法において、結合したいシェルエレメント(1,2)に、ダイカストプロセスの間に、それぞれ少なくとも1つの結合領域(5,6,18,19)を設け、この場合、該結合領域(5,6,18,19)が、一方では、一方のシェルエレメント(1)に配置された、横断面で見てほぼU字形のコンタクト領域(7)から成っていて、他方では、他方のシェルエレメント(2)に設けられた、U字形のコンタクト領域(7)の中間室内に係合するウェブ状のコンタクト領域(8)から成っており、結合領域(5,6)を、接合後に、運転状態でシェルエレメント(1,2)の結合領域(5,6)に作用する分離力成分(Fr)よりも複数倍だけ大きい圧着力(F1,F2)で負荷することを特徴とする、中空体構成部材を製作するための方法。
- 結合領域(5,6,18,19)が、一方では、一方のシェルエレメント(1)に配置された、横断面で見てほぼU字形の、相並んで配置された2つのコンタクト領域(20)から成っていて、他方では、他方のシェルエレメント(2)に設けられた、U字形のコンタクト領域(20)の中間室内に係合するウェブ状の2つのコンタクト領域(21)から成っている、請求項13記載の方法。
- 圧着力(F1,F2)が、分離力成分(Fr)の6〜10倍の範囲内にある、請求項13または14記載の方法。
- 一方のシェルエレメント(2)のウェブ状のコンタクト領域(8,21)の横断面寸法が、他方のシェルエレメント(1)に設けられたU字形のコンタクト領域(7,20)の中間室の内部寸法と共にプレス嵌め結合部を形成する、請求項13から15までのいずれか1項記載の方法。
- U字形のコンタクト領域(7,20)の、ほぼ平行に配置された脚部(9,10)を、0.5゜〜3゜の範囲内の離型斜面を備えて製作する、請求項13から16までのいずれか1項記載の方法。
- コンタクト領域(7,8)の表面を接合前に粗面化する、請求項13から17までのいずれか1項記載の方法。
- 結合したいシェルエレメント(1,2)に、形状接続的な少なくとも1つの共通の連結装置(11)を設ける、請求項13から18までのいずれか1項記載の方法。
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