專利名稱：組合式穩(wěn)定器和用于制造外旋轉(zhuǎn)件在兩個(gè)穩(wěn)定器部件之一上的嚙合連接的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的組合式穩(wěn)定器和一種按權(quán)利要求3的前序部分所述的相應(yīng)的制造方法。
這種穩(wěn)定器尤其被用在汽車工程中。
原則上，汽車的每根軸都配有一個(gè)穩(wěn)定器，它按照扭桿原理工作并平行于汽車軸。穩(wěn)定器的兩端固定在各車輪懸架上。該穩(wěn)定器明顯阻止或減弱由路況引起的擺振運(yùn)動(dòng)被傳給車輛。
存在一些整體式穩(wěn)定器，它們只是按預(yù)定的彈簧剛度來(lái)設(shè)計(jì)并因而太軟或太硬地反應(yīng)于交變負(fù)荷。因而，它們不適用于既要按城市道路又要按鄉(xiāng)村來(lái)設(shè)計(jì)的車輛。
經(jīng)受這樣負(fù)荷的車輛通常裝有組合式穩(wěn)定器。這樣的組合式穩(wěn)定器例如由DE10012915A1公開(kāi)了，它的兩個(gè)穩(wěn)定器部件通過(guò)一成可操縱的離合器形式的致動(dòng)器連接。該致動(dòng)器由一個(gè)外旋轉(zhuǎn)件和一個(gè)內(nèi)旋轉(zhuǎn)件構(gòu)成，外旋轉(zhuǎn)件通過(guò)一個(gè)蓋與其中一個(gè)穩(wěn)定器部件防轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，內(nèi)旋轉(zhuǎn)件直接與另一穩(wěn)定器部件防轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。此時(shí)，無(wú)論是內(nèi)旋轉(zhuǎn)件和其中一個(gè)穩(wěn)定器部件，還是外旋轉(zhuǎn)件和另一穩(wěn)定器部件，都是一體制成的。
通過(guò)這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案得到了加工技術(shù)很負(fù)責(zé)的零部件，因?yàn)榉€(wěn)定器部件成弧形且比較長(zhǎng)。尤其是在帶蓋的穩(wěn)定器部件中，還由以下原因而提高了制造技術(shù)的難度，即復(fù)雜的穩(wěn)定器部件的端部為制成蓋而必須通過(guò)壓力加工來(lái)成型。
在DE4229025A1里描述了一種組合式穩(wěn)定器，其穩(wěn)定器部件與外旋轉(zhuǎn)件的蓋通過(guò)激光來(lái)焊接。這樣的焊接不能滿足用于傳遞大的交變轉(zhuǎn)矩所提出的制造要求，這是因?yàn)榉€(wěn)定器部件由彈簧鋼制成而蓋由表面硬化材料制成并且尤其是彈簧鋼不可焊接。高溫焊接在冷卻階段導(dǎo)致裂紋。
此外，從成本考慮也不適合用激光焊接，因?yàn)闉榇诵枰刑厥獾募す夂附哟胧┘皬?fù)雜的裝置。
US5700027公開(kāi)了一種組合式穩(wěn)定器，它有一個(gè)致動(dòng)器，其中外旋轉(zhuǎn)件的蓋帶有內(nèi)齒，而對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定器部件帶有外齒。但這樣的嚙合一般遇到加工技術(shù)上的間隙，縫隙的作用就象是使兩個(gè)旋轉(zhuǎn)件之間打滑。為避免這種缺點(diǎn)，眾所周知地將蓋的內(nèi)齒壓塑到穩(wěn)定器部件的外齒上。雖然由此去除了間隙，但嚙合的承載能力為此惡化了。
這樣的嚙合在軸向上未得到固定，因而必須附裝上一個(gè)徑向銷釘，它一方面又減弱了轉(zhuǎn)矩傳遞件的材料強(qiáng)度，另一方面由于高質(zhì)量材料而難于加工并因而不必要地提高了制造成本。另一缺點(diǎn)是，這種嚙合無(wú)法保證對(duì)外密封。因此，必需有附加的密封件，它們將致動(dòng)器的內(nèi)部工作室對(duì)外密封起來(lái)。這也使得穩(wěn)定器變貴了。
因而，本發(fā)明的任務(wù)是，在這種由兩個(gè)部分構(gòu)成的穩(wěn)定器中，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)致動(dòng)器在對(duì)應(yīng)穩(wěn)定器部件上的連接。在方法方面，所述連接與傳統(tǒng)制造方法相比可以更簡(jiǎn)單和成本更合理地完成。
從結(jié)構(gòu)上，通過(guò)權(quán)利要求1的特征部分特征來(lái)完成該技術(shù)任務(wù)。在這里，從權(quán)利要求2中得到了實(shí)施可能性。
方法方面的任務(wù)由權(quán)利要求3特征部分的特征完成，其中在從屬權(quán)利要求4、5中示出了有用的實(shí)施形式。
這種由兩部分構(gòu)成的新型穩(wěn)定器和這種制造外旋轉(zhuǎn)件在有關(guān)穩(wěn)定器部件上的連接的新方法消除了現(xiàn)有技術(shù)中所列舉的缺點(diǎn)。
新型連接的特征在于承載能力高，這種能力首先建立在無(wú)間隙制成的嚙合基礎(chǔ)上。這種承載能力因環(huán)繞的焊縫而進(jìn)一步提高。因?yàn)楹缚p也有限地起到承載作用。此外，嚙合間隙設(shè)計(jì)得如此小，以至焊縫在不起作用階段中擔(dān)負(fù)起唯一的轉(zhuǎn)矩傳遞任務(wù)。因此，對(duì)焊縫強(qiáng)度的要求可以比較低。
這樣形成的環(huán)繞焊縫的優(yōu)點(diǎn)在于，它緊密封閉嚙合，以至不可能有壓力介質(zhì)從內(nèi)部工作腔流出來(lái)。這種密封功能使在外旋轉(zhuǎn)件的封閉蓋和有關(guān)穩(wěn)定器部件之間的傳統(tǒng)密封件變?yōu)槎嘤嗟?，因此就大大?jié)省了成本。另外，該焊縫也使穩(wěn)定器部件相對(duì)外旋轉(zhuǎn)件的封閉蓋免受軸向負(fù)荷。因此，不再需要原來(lái)必需的徑向銷釘，也不必對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜的加工，這同樣節(jié)省了成本。而且，在封閉蓋和在穩(wěn)定器部件中也避免了由銷釘結(jié)構(gòu)引起的材料強(qiáng)度減弱，這對(duì)連接點(diǎn)承載能力產(chǎn)生有利影響。
特別有利的是，焊縫形成在一個(gè)靠里面的環(huán)腔里。這對(duì)加工技術(shù)是有利的并使焊縫看不到，因而從外觀上就不再要進(jìn)行精加工了。
在使用不可焊的或焊接有限的材料時(shí)，為避免生成裂縫，必須進(jìn)行目的明確的預(yù)熱和規(guī)定的冷卻。在這里有利的是，借助感應(yīng)加熱來(lái)進(jìn)行預(yù)熱，因?yàn)榭梢灾辉诤苡邢薜膮^(qū)域里加熱并接著在保護(hù)氣體下進(jìn)行焊接，因?yàn)檫@是一種簡(jiǎn)單且成本合算的方法。
可結(jié)合一個(gè)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。附圖所示為

圖1在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的操縱離合器實(shí)施形式中的致動(dòng)器的剖視圖；圖2表示可旋轉(zhuǎn)的操縱離合器并放大示出了穩(wěn)定器部件。
如圖1、2所示，組合式穩(wěn)定器由第一穩(wěn)定器部件1和第二穩(wěn)定器部件2構(gòu)成，這兩個(gè)部件通過(guò)一個(gè)操縱離合器3相互連接。操縱離合器3包括一個(gè)圓筒殼形式的外旋轉(zhuǎn)件4，它有一個(gè)抗扭的并指向里面的旋翼5，操縱離合器還包括一個(gè)有向外指的旋翼7的內(nèi)旋轉(zhuǎn)件6。內(nèi)旋轉(zhuǎn)件6及其向外指的旋翼7通過(guò)一個(gè)嚙合部8相互抗扭地連接。這兩個(gè)旋翼5、7位于一個(gè)共同的徑向平面上并且在它們之間形成兩個(gè)對(duì)置的接合空缺。在內(nèi)旋轉(zhuǎn)件6上，一個(gè)離合器套9可以軸向移動(dòng)，離合器套9有兩個(gè)錐形離合器爪，其中離合器爪嚙入旋翼5、7的兩個(gè)自由的接合空缺里。在這里，在一側(cè)由一壓力彈簧10的力并且在兩側(cè)交替地由一個(gè)未示出的液壓機(jī)構(gòu)的液壓對(duì)離合器套9加載。因此，在壓力彈簧的力和同樣指向的液壓力的作用下，在旋翼5、7和離合器套9的兩個(gè)離合器爪之間形成形狀配合連接，因而在外旋轉(zhuǎn)件4和內(nèi)旋轉(zhuǎn)件6之間形成抗扭連接。這種形狀配合連接且因而抗扭的連接在離合器套9受到方向相反的壓力作用時(shí)就斷開(kāi)，因而旋翼5、7可以相互有限地旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)旋轉(zhuǎn)件6與第一穩(wěn)定器部件制成一體并以其自由端穿過(guò)外旋轉(zhuǎn)件4的外殼，直到第二穩(wěn)定器部件2的高度并在那里支承住。此外，內(nèi)旋轉(zhuǎn)件6在一個(gè)軸承蓋12里有另一支承位置11，該軸承蓋位于第一穩(wěn)定器部件1側(cè)并附帶封閉了這側(cè)的液壓壓力腔并對(duì)外密封。
外旋轉(zhuǎn)件4在第二穩(wěn)定器部件2側(cè)上設(shè)有一個(gè)封閉蓋13，它與外旋轉(zhuǎn)件4最好焊接在一起且它封閉了這側(cè)的液壓壓力腔。封閉蓋13具有一個(gè)帶內(nèi)齒的通孔14。另一方面，第二穩(wěn)定器部件2的端部成桿體15形式，它帶有外齒，其中通孔14和桿體15是相互協(xié)調(diào)的，以至形成一個(gè)幾乎無(wú)間隙的嚙合。此外，這種嚙合具有僅適于傳遞所出現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩的強(qiáng)度和承載能力。第二穩(wěn)定器部件2的桿體15的直徑縮小而形成臺(tái)階并形成一個(gè)軸頸16，該軸頸軸向支承在內(nèi)旋轉(zhuǎn)件6上且與封閉蓋13的通孔14配合地形成一個(gè)環(huán)形腔17。按照特殊方式，在環(huán)形腔17里有一個(gè)環(huán)繞的焊縫18，它把封閉蓋13和桿體15之間的嚙合相互焊接起來(lái)。焊縫18的設(shè)計(jì)和制作應(yīng)使其承擔(dān)一種使這側(cè)液壓壓力腔對(duì)外密封的密封功能以及同樣承擔(dān)起使第二穩(wěn)定器部件2相對(duì)外旋轉(zhuǎn)件4受到軸向固定的功能。
為達(dá)到必要的彈簧剛度，穩(wěn)定器部件1、2由彈簧鋼55Cr3制成，封閉蓋13由表面硬化鋼制成，其中作為表面硬化鋼優(yōu)選16MnCr5。在這里，彈簧鋼是不可焊的，表面硬化鋼是有限可焊的。因而，包含兩種不同的材料的焊縫18大約被預(yù)熱15秒地達(dá)到350℃，政治合理，預(yù)熱通過(guò)局部限制在焊縫區(qū)的感應(yīng)加熱來(lái)進(jìn)行。因此，在所有參與的材料中產(chǎn)生一種基本與穩(wěn)定器部件2的基本材料相同的組織。接著，在保護(hù)氣體作用下焊接這兩個(gè)部件，其中，焊絲進(jìn)給速度選為11cm/min，焊接速度為9mm/s。然后，至少緩慢冷卻109秒，確切地說(shuō)一直到組織中的馬氏體含量已減小到約30％。
附圖標(biāo)記一覽表1.第一穩(wěn)定器部件；2.第二穩(wěn)定器部件；3.操縱離合器；4.外旋轉(zhuǎn)件；5.旋翼；6.內(nèi)旋轉(zhuǎn)件；7.旋翼；8.嚙合部；9.離合器套；10.壓力彈簧；11.支承位置；12.軸承蓋；13.封閉蓋；14.通孔；15.桿體；16.軸頸；17.環(huán)形腔；18.環(huán)繞的焊縫；
權(quán)利要求
1.一種組合式穩(wěn)定器，它包括第一穩(wěn)定器部件(1)和第二穩(wěn)定器部件(2)，這兩個(gè)部件通過(guò)一個(gè)致動(dòng)器相連，其中該致動(dòng)器包括一個(gè)具有至少一個(gè)指向外的旋翼(7)的內(nèi)旋轉(zhuǎn)件(6)和一個(gè)具有同樣多的指向內(nèi)的旋翼(5)的外旋轉(zhuǎn)件(4)，在它們之間形成用于一個(gè)離合器套(9)或液壓壓力腔的自由空腔，該致動(dòng)器(3)的內(nèi)旋轉(zhuǎn)件(6)與該第一穩(wěn)定器部件(1)抗扭連接，該外旋轉(zhuǎn)件(4)與該第二穩(wěn)定器部件(2)抗扭連接，在該外旋轉(zhuǎn)件(4)和該第二穩(wěn)定器部件(2)之間的抗扭連接通過(guò)在該外旋轉(zhuǎn)件(4)和該第二穩(wěn)定器部件(2)之間的嚙合部來(lái)實(shí)現(xiàn)，其特征在于，在該外旋轉(zhuǎn)件(4)和該第二穩(wěn)定器部件(2)之間的嚙合部被設(shè)計(jì)成是無(wú)間隙的并通過(guò)一個(gè)環(huán)繞焊縫(18)焊接起來(lái)，其中該焊縫(18)被設(shè)計(jì)成它不透壓力地對(duì)外封閉住靠?jī)?nèi)的工作腔并使該第二穩(wěn)定器部件(2)相對(duì)該外旋轉(zhuǎn)件(4)被軸向固定住。
2.按權(quán)利要求1所述的組合式穩(wěn)定器，其特征在于，該外旋轉(zhuǎn)件(4)具有一個(gè)帶有一通孔(14)的封閉蓋(13)，在該通孔里制有內(nèi)齒，而該第二穩(wěn)定器部件(2)被制成有一個(gè)端側(cè)的軸頸(16)，它帶有外齒，該通孔(14)和該軸頸(16)形成一個(gè)環(huán)形腔(17)，該環(huán)形腔在嚙合部區(qū)域里容納焊縫(18)，其中該焊縫(18)成填充焊縫形式。
3.一種用于制造一個(gè)致動(dòng)器的外旋轉(zhuǎn)件與第二穩(wěn)定器部件(2)的嚙合連接的方法，其中該外旋轉(zhuǎn)件(4)由一種表面硬化鋼制成，而穩(wěn)定器部件(2)由一種彈簧鋼制成，其特征在于，該外旋轉(zhuǎn)件(4)的內(nèi)齒和該第二穩(wěn)定器部件(2)的外齒是彼此無(wú)間隙地拉削而成，該外旋轉(zhuǎn)件(4)和該第二穩(wěn)定器部件(2)之間的嚙合用一個(gè)環(huán)繞的焊縫(18)被焊接起來(lái)。
4.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該外旋轉(zhuǎn)件(4)與該第二穩(wěn)定器部件(2)在接縫部位上被預(yù)熱15秒地達(dá)到350℃并在焊接后被冷卻到組織中的馬氏體含量為30％時(shí)為止。
5.按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該預(yù)熱通過(guò)感應(yīng)加熱進(jìn)行，所述焊接在保護(hù)氣體下進(jìn)行，其中焊絲進(jìn)給速度選為11cm/min，而焊接速度選為9mm/s。
全文摘要
一種由兩個(gè)部分構(gòu)成的穩(wěn)定器的一個(gè)穩(wěn)定器部件在一致動(dòng)器上的連接一般是形狀配合連接，因而需要附加的軸向固定和對(duì)外的液壓密封。為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和制造方法而建議，在外旋轉(zhuǎn)件(4)和第二穩(wěn)定器部件(2)之間的嚙合被設(shè)計(jì)成是無(wú)間隙的并且通過(guò)一個(gè)環(huán)繞的焊縫(18)被焊接起來(lái)，其中，焊縫部位被預(yù)熱到350℃并接著被冷卻到組織中的馬氏體含量為30％。
文檔編號(hào)B60G21/00GK1564759SQ03801238
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月6日
發(fā)明者K·賴歇爾, T·鮑斯蒂安, W·克呂格爾, S·貝茨, C·克拉森, J·彼得斯 申請(qǐng)人:Zf雷姆伏爾德金屬制品股份公司