相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本pct專(zhuān)利申請(qǐng)要求于2014年12月3日提交的序列號(hào)為62/086,816的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部公開(kāi)被認(rèn)為是本申請(qǐng)的公開(kāi)的一部分，并且通過(guò)參引合并到本申請(qǐng)中。

本發(fā)明通常涉及用于在車(chē)輛懸架系統(tǒng)中使用的扭力軸組件。

背景技術(shù)：

扭力梁后軸懸架組件，也稱(chēng)為扭力梁軸(torsionbeamaxle)，是一種汽車(chē)懸架系統(tǒng)，該扭力梁后軸懸架組件包括一對(duì)拖曳臂，拖曳臂中的每一者與車(chē)輛的車(chē)輪和車(chē)輛的軸、以及在拖曳臂之間橫向延伸的扭力梁相聯(lián)接。在車(chē)輛運(yùn)行期間，當(dāng)車(chē)輪中的一者相對(duì)于車(chē)輪中的另一者移動(dòng)時(shí)——比如在車(chē)身側(cè)傾(roll)期間或者在車(chē)輪中的一者碰到例如道路中的坑洞或障礙物時(shí)，扭力梁在扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中變形。扭力梁的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)吸收這種運(yùn)動(dòng)，使得車(chē)身中的乘客在乘車(chē)時(shí)更為舒適。

通常，扭力梁的相反端部與拖曳臂經(jīng)由焊接彼此互相連接，并且焊接接頭通常位于與車(chē)輛的車(chē)輪相連接的拖曳臂部段的部分的前方。然而，在使用中，這種構(gòu)造具有使焊接接頭承受較大的力矩并因此承受較大的應(yīng)力的作用。仍然需要減小施加到這樣的扭力軸組件的焊接接頭上的應(yīng)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種扭力軸組件。該扭力軸組件包括扭力梁，該扭力梁由單個(gè)整體件制成，沿著相反端部之間的長(zhǎng)度延伸，并且該扭力梁具有在端部之間的開(kāi)放的截面形狀。扭力梁被沖壓成呈u形形狀，該扭力梁具有在一對(duì)拖曳臂部段之間沿著第一方向延伸的中間部段。該拖曳臂部段至少部分地沿著大致橫向于第一方向的第二方向延伸，以便在扭力軸組件的工作期間減小拖曳臂部段內(nèi)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少一個(gè)部件焊接至拖曳臂部段中的至少一者的沿著第二方向延伸的部分。因?yàn)椴考团ちα褐g的焊接接頭位于拖曳臂部段的沿著第二方向延伸的部分上，所以與其他已知扭力軸組件的部件和扭力梁之間的焊接接頭相比，該焊接接頭受到減小的彎曲應(yīng)力并且具有更強(qiáng)的耐久性。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，焊接至扭力梁的至少一個(gè)部件是輪架。

根據(jù)本發(fā)明的再一方面，焊接至扭力梁的至少一個(gè)部件是本體安裝件。

根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，一對(duì)封閉板與扭力梁的拖曳臂部段相結(jié)合以至少部分地封閉拖曳臂部段的開(kāi)放的截面形狀，以便增加拖曳臂部段的扭轉(zhuǎn)剛度。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，封閉板中的每一者包括過(guò)渡部分，該過(guò)渡部分用于使扭力梁的扭轉(zhuǎn)剛度從中間部段到拖曳臂部段的每一者逐漸增大。

根據(jù)本發(fā)明的再一方面，拖曳臂部段從第一方向彎曲到第二方向。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，扭力梁組件還包括與該扭力梁一體地連接成單個(gè)件的彈簧座。

本發(fā)明的另一方面提供一種制造扭力軸組件的方法，該方法包括制備工件的步驟和將工件沖壓成具有u形形狀構(gòu)型的單件式扭力梁的步驟，該單件式扭力梁具有中間部段和一對(duì)拖曳臂部段。該中間部段沿著第一方向延伸，而該拖曳臂部段至少部分地沿著大致橫向于第一方向的第二方向延伸。

根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，該方法還包括將至少一個(gè)部件焊接至拖曳臂部段中的至少一者的沿著第二方向延伸的部分的步驟。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該部件是輪架。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該部件是本體安裝件。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，沖壓工件的步驟還產(chǎn)生至少一個(gè)彈簧座，該至少一個(gè)彈簧座與扭力梁的拖曳臂部段中的至少一者一體地連接。

根據(jù)本發(fā)明的再一方面，扭力梁具有沿著扭力梁的長(zhǎng)度的開(kāi)放的截面形狀，并且該方法還包括如下步驟：將至少一個(gè)封閉板與扭力梁的拖曳臂部段中的至少一者接合，以便封閉至少一個(gè)拖曳臂部段的截面形狀。

根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，封閉板包括過(guò)渡特征部，該過(guò)渡特征部用于使扭力梁的扭轉(zhuǎn)剛度從中間部段到至少一個(gè)拖曳臂部段逐漸增大。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將被容易地理解，因?yàn)橥ㄟ^(guò)參照以下詳細(xì)描述并結(jié)合附圖可以更好地理解本發(fā)明，其中附圖包括：

圖1是用于車(chē)輛懸架系統(tǒng)的扭力軸組件的示例性實(shí)施方式的分解圖；

圖2是圖1的扭力軸組件的等軸側(cè)視圖；

圖3是從與圖2的等軸側(cè)視圖不同的有利位置取得的圖1的扭力軸組件的等軸側(cè)視圖；

圖4是圖1的扭力軸組件的俯視圖；

圖5是圖1的扭力軸組件的仰視圖；

圖6是圖1的扭力軸組件的前視圖；以及

圖7是圖1的扭力軸組件的后視圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖，其中貫穿若干附圖相同的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)部件，在圖1-7中大體上示出了用于車(chē)輛懸架系統(tǒng)的改進(jìn)的扭力軸組件20的第一示例性實(shí)施方式。

扭力軸組件20包括扭力梁22(也稱(chēng)為橫向構(gòu)件)，該扭力梁在從上方或下方觀察時(shí)(參見(jiàn)圖4和圖5)大致呈u形形狀并且在相反端部之間延伸。即，該扭力梁22具有沿著第一方向延伸的中間部段24和至少部分地沿著大致垂直于或橫向于第一方向的第二方向延伸的一對(duì)拖曳臂部段26。在下文中，第一方向稱(chēng)為“橫向”方向而第二方向稱(chēng)為“縱向”方向，以便在扭力梁22安裝在車(chē)輛中時(shí)反映該扭力梁的取向。拖曳臂部段26中的每一者從中間部段24的橫向方向彎曲到縱向方向。優(yōu)選地，扭力梁22由諸如鋼、合金鋼、鋁、鋁合金、鎂或鎂合金之類(lèi)的金屬制成。

在車(chē)輛運(yùn)行期間，拖曳臂部段26可操作地與車(chē)輪連接，并且響應(yīng)于車(chē)身側(cè)傾以及響應(yīng)于車(chē)輪碰到例如坑洞之類(lèi)的道路中物體而相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。中間部段24響應(yīng)于拖曳臂部段26之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而扭轉(zhuǎn)以吸收能量，以便彈性地抵抗拖曳臂部段26之間的旋轉(zhuǎn)。

扭力梁22是單個(gè)整體件，并且本身具有在拖曳臂部段26之間沿著該扭力梁的長(zhǎng)度呈開(kāi)放的截面形狀。特別地，示例性扭力梁具有u形形狀，該示例性扭力梁具有沿著該扭力梁長(zhǎng)度延伸的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁。開(kāi)放的截面形狀為扭力梁20扭力梁22提供了相對(duì)較低的扭轉(zhuǎn)阻力，這對(duì)于中間部段24是理想的，但對(duì)于拖曳臂部段26是不太理想的。為了增加扭力梁22在拖曳臂部段26中的扭轉(zhuǎn)阻力，扭力軸組件20設(shè)置有一對(duì)封閉板28，該一對(duì)封閉板28與扭力梁22附接(例如通過(guò)緊固件和/或焊接)并且在拖曳臂部段26處使扭力梁22的截面形狀封閉。封閉板28中的每一者延伸通過(guò)彎曲部，該彎曲部依循扭力梁22的相關(guān)聯(lián)的拖曳臂部段26中的彎曲。在與中間部段24相鄰處，封閉板28包括具有斜坡形狀的過(guò)渡特征部并且該過(guò)渡特征部具有形成在其中的大致呈u形形狀的開(kāi)口30，該開(kāi)口用于使扭力梁22的扭轉(zhuǎn)剛度從中間部段24到拖曳臂部段26逐漸增大。這樣，扭力梁22的扭轉(zhuǎn)剛度從中間部段24到拖曳臂部段26的縱向延伸部分逐漸增大。封閉板28被制成與單件式扭力梁22分離的部件。

當(dāng)扭力梁22安裝在車(chē)輛中時(shí)，扭力梁22定向成使得拖曳臂部段26在向后的縱向方向上(朝向車(chē)輛的后部)彎曲。在示例性實(shí)施方式中，彈簧座32在每個(gè)拖曳臂部段26的縱向延伸部分處與每個(gè)拖曳臂部段26一體地形成。彈簧座32成形成支撐彈簧(未示出)的一端，該彈簧用于響應(yīng)于相關(guān)聯(lián)的拖曳臂部段26相對(duì)于車(chē)架的旋轉(zhuǎn)而吸收能量。

輪架34經(jīng)由焊接接頭與每個(gè)拖曳臂部段26的縱向延伸部分附接。輪架34構(gòu)造成附接至車(chē)輪組件的輪轂(未示出)。在車(chē)輛運(yùn)行期間，力從輪架34通過(guò)焊接接頭傳遞到扭力梁22的相關(guān)聯(lián)的拖曳臂部段26中，以使中間部段24彈性地扭轉(zhuǎn)。因?yàn)楹附咏宇^與扭力梁22的拖曳臂部段26的縱向延伸部分在一起，所以與其他已知的扭力軸組件的扭力梁與拖曳臂之間的焊接接頭相比，該焊接接頭承受減小的力矩和應(yīng)力。這允許扭力軸組件20具有更強(qiáng)的耐久性和更好的可靠性。輪架34和本體安裝件36之間的焊接接頭可以通過(guò)例如金屬焊條惰性氣體保護(hù)焊(mig)、氣體保護(hù)金屬電弧焊接(gmaw)或激光焊接來(lái)制造。

盡管在示例性實(shí)施方式中彈簧座32與扭力梁22一體地形成，但是應(yīng)當(dāng)理解，彈簧座可以替代性地在最初被制成與扭力梁分離的部件，并且隨后通過(guò)焊接與扭力梁結(jié)合。

扭力軸組件20還包括一對(duì)本體安裝件36，該一對(duì)本體安裝件36焊接至扭力梁22的拖曳臂部段26并且從扭力梁22的拖曳臂部段26縱向向前延伸。本體安裝件36中的每一者包括用于接收車(chē)輛的一體車(chē)身(未示出)的一部分的支承套，以便將扭力軸組件20與車(chē)身互相連接。

如所示的，輪架34和本體安裝件36形成為彼此分離的部件并且輪架34和本體安裝件36是與扭力梁22分離的部件。輪架34中的每一者和本體安裝件36中的每一者包括與扭力梁22的拖曳臂部段26的外表面相似地成形的至少一個(gè)表面，以便有助于延長(zhǎng)在這些部件與扭力梁22之間的焊接接頭。這些表面可以成形成提供與扭力梁22的所謂“手套”配合(“glove”fitting)連接。

如圖1至圖7示出的示例性實(shí)施方式，本發(fā)明的另一方面提供了一種制造扭力軸組件20的方法。該方法從制備例如金屬片之類(lèi)的工件的步驟開(kāi)始。該方法接下來(lái)的步驟是將工件沖壓成具有u形形狀構(gòu)型的單件式扭力梁22。沖壓過(guò)程可以包括一個(gè)或多個(gè)沖壓程序。經(jīng)過(guò)沖壓的扭力梁22具有沿著第一方向延伸的中間部段24以及至少部分地沿著大致橫向于第一方向的第二方向延伸的一對(duì)拖曳臂部段26。沖壓程序還可以產(chǎn)生一對(duì)彈簧座32，該一對(duì)彈簧座32與拖曳臂部段26一體地連接成單個(gè)件。該示例性方法接下來(lái)的步驟是將多個(gè)部件焊接至拖曳臂部段26沿著第二方向延伸的部分。特別地，將輪架34和本體安裝件36焊接至拖曳臂部段26中的每一者。示例性扭力梁22具有沿著該扭力梁22的長(zhǎng)度的開(kāi)放的截面形狀，并且該方法接下來(lái)的步驟是將封閉板28與扭力梁22的拖曳臂部段26接合以便封閉拖曳臂部段的截面形狀，從而增加拖曳臂部段26的扭轉(zhuǎn)剛度。示例性結(jié)合板28包括過(guò)渡特征部，該過(guò)渡特征部用于使扭力梁22的扭轉(zhuǎn)剛度從中間部段24到拖曳臂部段26逐漸增大。

顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行許多修改和變化，并且可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)以不同于具體描述的方式的其他方式實(shí)施。