專利名稱：扭轉(zhuǎn)式車軸的扭力梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的扭力式懸架(torsional suspension),更特別地涉及用于扭力式懸架的扭梁軸。
背景技術(shù)：
扭梁軸被用在一些車輛上，通常作為組裝懸架并使對(duì)車廂的侵入最小化的裝置。扭梁軸通常應(yīng)用在車輛后輪上。扭梁軸通常包括U形桿或者V形桿，所述U形桿或者V形桿在用于駕駛員側(cè)后輪的控制臂與用于乘客側(cè)后輪的控制臂之間延伸。典型的扭梁軸在圖I中以100示出。扭梁軸100示出為被連接在兩個(gè)控制臂IOla與102b之間。扭梁軸100包括呈V形橫截面的扭轉(zhuǎn)梁102和位于扭轉(zhuǎn)梁102的該V形的內(nèi)部的穩(wěn)定桿104。穩(wěn)定桿104可以被焊接至該V形的內(nèi)部。 穩(wěn)定桿104的特性通常被選擇為為扭轉(zhuǎn)式車軸100提供選定的扭轉(zhuǎn)剛度以“調(diào)節(jié)”扭轉(zhuǎn)式車軸10用于在特定車型上的用途。在某些情況下，穩(wěn)定桿由實(shí)心棒材制成。在其他情況下，穩(wěn)定桿104由中空管件制成。在任一情況下，所得到的扭轉(zhuǎn)式車軸相對(duì)較重，并且制造相對(duì)較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及用于車輛的扭梁軸。該扭梁軸包括扭轉(zhuǎn)梁和加強(qiáng)構(gòu)件。該扭轉(zhuǎn)梁具有縱向軸線并且具有大體凹形的橫截面形狀。該加強(qiáng)構(gòu)件縱向地延伸并且被連接至扭轉(zhuǎn)梁以便與扭轉(zhuǎn)梁一起形成縱向延伸的管狀成形件。該扭轉(zhuǎn)梁具有第一側(cè)壁和第二側(cè)壁。所述側(cè)壁中的至少一個(gè)延伸至管狀成形件之外。該管狀成形件具有根據(jù)要在其上使用扭梁軸的車輛的預(yù)定剛度和耐久性要求而選擇的橫截面尺寸。在另一方面中，本發(fā)明涉及包括上述扭梁軸的扭力式懸架組件。


現(xiàn)在將參照附圖僅以示例的方式描述本發(fā)明，其中圖I是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的扭力式懸架組件(torsional suspension assembly)的立體圖；圖2a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的扭力式懸架組件的立體圖；圖2b是圖2a中示出的扭力式懸架組件的另一立體圖；圖2c是作為圖2a中示出的扭力式懸架組件的一部分的扭梁軸的截面端部視圖；圖2d是圖2c中示出的扭梁軸的立體圖；圖2e是圖2c中示出的扭梁軸的截面?zhèn)纫晥D；圖3a是圖2a中示出的扭力式懸架組件的變型的立體圖，其中扭梁軸在控制臂上安裝在后部；和圖3b是圖2a中示出的扭力式懸架組件的另一變型的立體圖，其中扭梁軸在控制臂上安裝在前部。
具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D2a和圖2b，其示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于車輛的扭力式懸架組件10。該扭力式懸架組件10包括第一控制臂12a和第二控制臂12b、連接至第一控制臂12a的第一車身安裝構(gòu)件14a、連接至第二控制臂12b的第二車身安裝構(gòu)件14a、連接至第一控制臂12a的第一輪安裝構(gòu)件16a和連接至第二控制臂12b的第二輪安裝構(gòu)件16a、第一彈簧安裝構(gòu)件17a和第二彈簧安裝構(gòu)件17b、以及在第一控制臂12a與第二控制臂12b之間延伸的扭梁軸18。扭梁軸18具有中央部分24、第一端部部分26a和第二端部部分26b，扭梁軸18在第一端部部分26a處連接至第一控制臂12a且在第二端部部分26b處連接至第二控制臂12b。參照?qǐng)D2c和圖2d，扭梁軸18包括扭轉(zhuǎn)梁20和加強(qiáng)構(gòu)件22。扭轉(zhuǎn)梁20具有以28示出的縱向軸線。扭轉(zhuǎn)梁20包括第一側(cè)壁30和第二側(cè)壁32，并且在圖2a至圖2d中示出的實(shí)施方式中，扭轉(zhuǎn)梁20還包括基部部分33，第一側(cè)壁30與第二側(cè)壁32經(jīng)由基部部分33相互連接。在圖2c中示出的實(shí)施方式中的基部部分33大體呈拱形并且與側(cè)壁30和32相連，形成無間斷的連續(xù)拱形形狀。在圖2c中示出的實(shí)施方式中的基部部分33位于扭轉(zhuǎn)梁20的頂部處，然而，在未示出的替代性實(shí)施方式中，扭轉(zhuǎn)梁20可以取向?yàn)槭够坎糠?3不在頂部處。例如，扭轉(zhuǎn)梁20可以取向?yàn)槭够坎糠?3位于底部處。扭轉(zhuǎn)梁20具有大體凹形的形狀。在圖2c中示出的實(shí)施方式中，扭轉(zhuǎn)梁20具有向下的凹形形狀，然而，扭轉(zhuǎn)梁20可以取向?yàn)槭拱疾棵嫦蛄硪环较颉＠?，扭轉(zhuǎn)梁20可以替代性地具有向上的凹形形狀。將注意到，在本說明書及所附權(quán)利要求的語境下，盡管在圖2c中示出的實(shí)施方式中扭轉(zhuǎn)梁20確實(shí)具有大體拱形形狀，但具有大體凹形形狀并不必然意味著扭轉(zhuǎn)梁20具有拱形形狀。另一方面，扭轉(zhuǎn)梁20可以替代性地具有非拱形形狀，例如倒置的V形，所述倒置的V形在本說明書和所附權(quán)利要求的語境下將仍構(gòu)成凹形形狀。第一側(cè)壁30和第二側(cè)壁32為扭轉(zhuǎn)梁提供選定的抗彎性。扭轉(zhuǎn)梁20具有第一側(cè)邊緣34和第二側(cè)邊緣36。第一側(cè)邊緣34和第二側(cè)邊緣36可以以任意適當(dāng)方式構(gòu)造。例如，該第一側(cè)邊緣34和第二側(cè)邊緣36可以如圖2c和圖2d所示地向下取向，或者例如，該第一側(cè)邊緣34和第二側(cè)邊緣36可以向上卷曲(未示出)。加強(qiáng)構(gòu)件22縱向地延伸并且連接至扭轉(zhuǎn)梁20以與該扭轉(zhuǎn)梁一起形成縱向延伸的管狀成形件38。所述連接可以是任意適當(dāng)類型的連接，例如焊接連接、釬焊連接、通過諸如鉚釘之類的機(jī)械式緊固件的連接、或者任意其他適當(dāng)類型的連接。在圖2c中示出的實(shí)施方式中，加強(qiáng)構(gòu)件22與基部部分33接合并且在圖2c中示出的橫截面圖中相對(duì)于扭轉(zhuǎn)梁20大體對(duì)中。如圖所示，加強(qiáng)構(gòu)件22的寬度小于扭轉(zhuǎn)梁20的寬度。因此，并且因?yàn)榧訌?qiáng)構(gòu)件22在扭轉(zhuǎn)梁20上的定位，扭轉(zhuǎn)梁20的側(cè)壁30和32延伸至管狀成形件38之外并且向下延伸，從而有助于扭梁軸18的抗彎性。這種設(shè)置相比于由焊接有管狀成形件的扭轉(zhuǎn)梁所形成的類似的扭梁軸而言減小了重量。通過控制所形成的管狀成形件38的橫截面尺寸，可以控制扭梁軸18的抗扭性，從而調(diào)節(jié)扭梁軸18用于在不同車型上以及不同車型的剛度和耐久性要求的用途。作為示例，通過增大管狀成形件38的尺寸，抗扭剛度總體增大。可以通過改變加強(qiáng)構(gòu)件22的尺寸和形狀來整體控制管狀成形件38的橫截面尺寸。因此，對(duì)于每個(gè)車型而言，扭轉(zhuǎn)梁20本身可完全保持相同。扭轉(zhuǎn)梁20憑借其凹形形狀而限定有內(nèi)部40 (圖2c)。加強(qiáng)構(gòu)件22優(yōu)選地定位在扭轉(zhuǎn)梁20的面朝內(nèi)的表面42上。然而，替代性地，加強(qiáng)構(gòu)件22可定位在扭轉(zhuǎn)梁20上的其他位置，例如在面朝外的表面44上。如圖2a、圖2b和圖2d所示，側(cè)壁30和32可以包括以46示出的多個(gè)減重孔，所述減重孔46位于管狀成形件38的范圍之外而與側(cè)邊緣34和36間隔開。這使扭梁軸18的重量減少，并且對(duì)扭梁軸18的抗彎性和抗扭性的影響相對(duì)較低。 圖2c中示出的橫截面圖處于扭梁軸18的中央部分24。如圖2e所示，扭梁軸18包括以48a和48b示出的過渡部分，在所述過渡部分48a和48b中，加強(qiáng)構(gòu)件22向外(在圖2c和圖2d中示出的視圖中向下)過渡以鄰近側(cè)邊緣34和36而與扭轉(zhuǎn)梁20相連接，從而形成用于容納控制臂的基面(在一端處以50a示出，而在另一端處以50b示出)?；?0a和50b便于將扭梁軸18連接至第一控制臂12a和第二控制臂12b (圖2a和圖2b)。直接由加強(qiáng)構(gòu)件22在每個(gè)端部部分26a和26b處形成基面50a和50b便于扭梁軸18的制造。過渡部分48a和48b的位置和尺寸可以根據(jù)需要設(shè)置以調(diào)節(jié)扭梁軸18的抗扭剛度。由于上述構(gòu)造，扭梁軸18大體上無擠壓區(qū)。擠壓區(qū)顯示于現(xiàn)有技術(shù)的某些扭梁軸中，是將加強(qiáng)構(gòu)件22和扭轉(zhuǎn)梁20擠壓在一起以控制扭梁軸的抗扭性的區(qū)域。這種扭梁軸的問題在于，扭梁軸可能由于擠壓操作本身而易受擠壓區(qū)中的疲勞的影響。如圖2a和圖2b所示，扭梁軸18可以以對(duì)中的方式安裝在控制臂12a和12b上。替代性地，扭梁軸18可如圖3a所示地向后安裝，其中扭梁軸18安裝于控制臂12a和12b的后部位置。替代性地，扭梁軸18可如圖3b所示地向前安裝，其中扭梁軸18安裝于控制臂12a和12b的前部位置。扭梁軸20和加強(qiáng)構(gòu)件22可以由任意適當(dāng)?shù)牟牧现瞥桑缬山?jīng)過適當(dāng)處理用于暴露于使用過程中的環(huán)境的汽車級(jí)鋼材制成。盡管上面的描述構(gòu)成了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式，但可以理解，在不悖離所附權(quán)利要求的合理含義的情況下，本發(fā)明是允許進(jìn)一步修改和改變的。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的扭梁軸，包括 扭轉(zhuǎn)梁，所述扭轉(zhuǎn)梁具有縱向軸線，其中，所述扭轉(zhuǎn)梁具有大體凹形的截面形狀；和 加強(qiáng)構(gòu)件，所述加強(qiáng)構(gòu)件縱向地延伸并且連接至所述扭轉(zhuǎn)梁以與所述扭轉(zhuǎn)梁一起形成縱向延伸的管狀成形件，其中，所述扭轉(zhuǎn)梁具有第一側(cè)壁和第二側(cè)壁， 其中，所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)延伸至所述管狀成形件之外，其中，所述管狀成形件具有這樣的截面尺寸所述截面尺寸根據(jù)要在其上使用所述扭梁軸的車輛的預(yù)定剛度和耐久性來選擇。
2.如權(quán)利要求I所述的扭梁軸，其中，所述扭轉(zhuǎn)梁限定有內(nèi)部，所述加強(qiáng)構(gòu)件沿著所述扭轉(zhuǎn)梁的所述內(nèi)部延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的扭梁軸，其中，所述第一側(cè)壁具有第一側(cè)邊緣，所述第二側(cè)壁具有第二側(cè)邊緣， 其中，所述扭梁軸具有中央部分和兩個(gè)端部部分， 其中，在所述中央部分中，所述加強(qiáng)構(gòu)件連接至所述扭轉(zhuǎn)梁以與所述扭轉(zhuǎn)梁一起限定所述管狀成形件，在所述端部部分中的每一個(gè)中，所述加強(qiáng)構(gòu)件鄰近所述第一側(cè)壁的所述第一側(cè)邊緣和所述第二側(cè)壁的所述第二側(cè)邊緣連接至所述扭轉(zhuǎn)梁以限定第二管狀成形件。
4.一種用于車輛的扭力式懸架組件，包括 第一控制臂和第二控制臂； 車身安裝構(gòu)件，所述車身安裝構(gòu)件連接至每個(gè)控制臂，用于樞轉(zhuǎn)地安裝至車輛的車身； 輪安裝構(gòu)件，所述輪安裝構(gòu)件連接至每個(gè)控制臂，用于安裝至車輪； 彈簧安裝構(gòu)件，所述彈簧安裝構(gòu)件用于容納懸架彈簧的端部；和 扭梁軸,所述扭梁軸包括 扭轉(zhuǎn)梁，所述扭轉(zhuǎn)梁具有縱向軸線，其中，所述扭轉(zhuǎn)梁具有大體凹形的截面形狀；和 加強(qiáng)構(gòu)件，所述加強(qiáng)構(gòu)件縱向地延伸并且連接至所述扭轉(zhuǎn)梁以與所述扭轉(zhuǎn)梁一起形成縱向延伸的管狀成形件，其中，所述扭轉(zhuǎn)梁具有第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，其中，所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)橫向延伸至所述管狀成形件之外，其中，所述管狀成形件具有這樣的截面尺寸所述截面尺寸根據(jù)要在其上使用所述扭梁軸的車輛的預(yù)定剛度和耐久性來選擇。
5.如權(quán)利要求4所述的扭力式懸架組件，其中，所述扭轉(zhuǎn)梁限定有內(nèi)部，所述加強(qiáng)構(gòu)件沿著所述扭轉(zhuǎn)梁的所述內(nèi)部延伸。
6.如權(quán)利要求5所述的扭力式懸架組件，其中，所述第一側(cè)壁具有第一側(cè)邊緣，所述第二側(cè)壁具有第二側(cè)邊緣， 其中，所述扭梁軸具有中央部分和兩個(gè)端部部分， 其中，在所述中央部分中，所述加強(qiáng)構(gòu)件連接至所述扭轉(zhuǎn)梁以與所述扭轉(zhuǎn)梁一起限定所述管狀成形件，在所述端部部分中的每一個(gè)中，所述加強(qiáng)構(gòu)件鄰近所述第一側(cè)壁的所述第一側(cè)邊緣和所述第二側(cè)壁的所述第二側(cè)邊緣連接至所述扭轉(zhuǎn)梁以限定第二管狀成形件。
全文摘要
在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于車輛的扭梁軸。該扭梁軸包括扭轉(zhuǎn)梁和加強(qiáng)構(gòu)件。扭轉(zhuǎn)梁具有縱向軸線并且具有大體凹形的橫截面形狀。加強(qiáng)構(gòu)件縱向地延伸并且連接至扭轉(zhuǎn)梁以與該扭轉(zhuǎn)梁一起形成縱向延伸的管狀成形件。扭轉(zhuǎn)梁具有第一側(cè)壁和第二側(cè)壁。第一側(cè)壁和第二側(cè)壁中的至少一個(gè)延伸至管狀成形件之外。管狀成形件具有基于要在其上使用扭梁軸的車輛而選擇的橫截面尺寸。
文檔編號(hào)B60G11/18GK102666154SQ201080047792
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者亞歷山大·扎克, 尼基爾·馬丹·亞爾迪, 張穎, 西塔拉瑪·S·科塔吉里, 詹姆斯·R·伯恩二世 申請(qǐng)人:麥格納國際公司