用于扭转梁的应力减小内部套筒及相关的方法技术

一种扭转梁车轴组件，包括扭转管和管状套筒。扭转管具有非圆形截面的变形部分，该变形部分与具有基本圆形截面的未变形部分相邻地定位。管状套筒定位在扭转梁内并且连接到扭转梁，以与相邻的变形部分和未变形部分叠合。套筒的外表面接合扭转管的内表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总的涉及车辆车轴。更具体地说，本公开涉及具有用来改善 扭转梁内的应力梯度的加强套筒的扭转梁车轴组件。
技术介绍
扭转梁车轴组件一般用于通过可旋转的车轮传递车辆负载。扭转梁 车轴一般将两个悬架部件相互连接，例如不仅以可旋转的方式支撑车轮 而且还用来将车辆的一个车轮与相对的车轮隔开的后臂。悬架部件可以 包括车身支座、车轮心轴、扭杆、减震器以及弹簧。扭转梁车轴可以包 括后臂、弹簧座、减震器支座以及心轴法兰等等，以将各种悬架部件相 互连接。扭转梁车轴组件不仅仅用来通过可旋转车轮将车辆负载传递到地 面，而且还提供了理想的行驶和操控性能以及适当的车轮牵引和外倾 角。以前已知的扭转梁车轴一般包括u形或v形梁，这些梁定位成在 弯曲时相对刚性但是在扭转时相对柔性。这些扭转梁车轴一般在梁的每 端包括很多支架，以将梁连接到后臂或者其它悬架部件。另外，典型的扭转梁提供大约350牛-米/度的抗扭刚度。虽然具有这样的抗扭刚度的 梁能够起作用，但是理想的是提供大约800-900牛-米/度的增大的抗扭 刚度，由于在扭转梁和后臂的相互连接处产生的局部应力，提供具有相 对较高抗扭刚度的扭转梁车轴可能带来挑战。因此，提供具有加强套筒 以减小梁和后臂的相互连接处附近的局部应力的幅度的扭转梁车轴组 件是有利的。
技术实现思路
本公开涉及一种包括扭转管和管状套筒的扭转梁车轴组件。该扭转 管具有呈非圆形截面的变形部分，该变形部分与呈基本圓形截面的未变 形部分相邻地定位。该管状套筒定位在扭转梁内并且连接到扭转梁，以 与相邻的变形部分和未变形部分叠合。套筒的外表面接合扭转管的内表面。进一步的应用领域将从这里提供的描述中变得明显。应当理解该描 述和特定的示例仅仅用于说明的目的，并不意在限制本^^开的范围。附图说明这里描述的附图仅仅用于说明的目的，并不意在以任何方式限制本 公开的范围。图l是根据本公开的教导的扭转梁车轴组件的透视图2是图1中示出的扭转梁车轴组件的局部透视图3是穿过扭转梁车轴组件的变形部分截取的截面图4A是扭转梁车轴组件的部件在变形之前的透视图4B是示出了变形过程的局部透视图5是示出了加强构件和梁之间的焊接连接的局部透视图6是穿过激光焊接截取的截面图7是示出了另 一个扭转梁车轴组件的一部分的局部透视图8是用于与扭转梁车轴组件一起使用的另一个加强构件的透视图。具体实施例方式下面的描述本质上仅仅是示例性的并且不用于限制本公开、应用或 用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相似或者相应的 部分和特征。图1和2绘出了扭转梁车轴组件10，该扭转梁车轴组件具有第一后 臂12、第二后臂14和将后臂12、 14相互连接的扭转管或者梁16。后 臂12、 14可以由铸铁材料构造。梁16可以由高强度钢例如22MnB5构 造。梁16也可以由包括铁素体、贝氏体或者马氏体的高强度钢构造。后臂12基本是后臂14的镜像。因此，将仅对后臂12进行详细描 述。后臂12包括圓筒形中央轴套20、端部轴套22、第一法兰24和第 二法兰26。中央轴套20和端部轴套22通过第一肋28、与第一肋28隔 开并且基本平行的第二肋30、以及第三肋32相互连接。第三肋32将第 一肋28和第二肋30相互连接。孔34延伸穿过第三肋32，以减小后臂 12的重量。中央轴套20终止在基本上为平面的面35处。在后臂12的相对端，第一法兰24和第二法兰26基本相互垂直地 延伸。支架36支撑第一法兰24和第二法兰26。更具体地说，支架36 包括在第一法兰24和第二法兰26之间延伸的第一和第二侧壁38、 40。 中间板42将第一侧壁38和第二侧壁40相互连接。轨道部分44将第一侧壁38和中央轴套20相互连接。由于后臂12 相对复杂的几何形状，利用铸造工艺经济地形成该悬架部件是有利的。 虽然在图中没有明确示出，应当理解后臂12构造成在端部轴套22、第 一法兰24以及第二法兰26处连接到其它的车辆部件(未示出)。梁16由长管形成，该长管具有在中央轴套20处固定到后臂12的 第一端50。梁16包括固定到后臂14的相对端52。梁16在端部50、 52 具有基本为圆形的截面形状。变形部分54在端部50、 52之间延伸。图 3是穿过变形部分54截取的截面图。梁16由具有基本恒定厚度的壁56 构造。在变形部分54内，壁56遵循回旋的路径，其中壁56的第一段 58的截面具有基本半圆形的形状。第二段60和第三段62均成形为连接 到第一段58的相对端的凸出部。第四段64成形为将第二段60和第三 段62相互连接的凹部。变形部分54的总体截面形状的特点可以为"U形"或可能是"V形"。该截面形状提供了相对较高的弯曲强度，同时 在扭转时相对柔性。图4描绘了过渡区域70，在该过渡区域，变形部分54过渡到基本 为圆筒形的未变形端部50。端部50包括与过渡区域70隔开的端面72。 端部50固定到相对刚性的后臂12。在过渡区域70内，相对较硬的变形 部分54过渡到在弯曲时柔性得多的圆筒形。因此，在过渡区域70中可 能产生应力集中。为了在整个梁60中分配应力，将加强套筒74定位在 梁16内并且在过渡区域70处连接到梁16。6现在将描述制造扭转梁车轴组件10的方法。梁16初始形成为沿着 整个长度具有基本圆形截面的管。加强套筒74也形成为沿着整个长度 具有基本圆筒形截面的管。在当前描述的实施方式中，套筒74具有敞 开的第一端76和敞开的第二端78。可以构造成使扭转梁车轴组件10 包括定位在后臂14附近的第二加强套筒(未示出)。由于第二加强套筒 以基本类似于加强套筒74的方式形成和定位，因此将仅对一个加强套 筒和梁的相互连接进行详细描述。加强套筒74包括外圆筒表面80,该表面限定比由梁16的内表面 82限定的内径略小的外径。加强套筒74的第二端78包括定位在梁16 内的端面84，端面84基本平行于端面72并与端面72沿轴向偏离。工 具85保持加强套筒74相对于梁16的轴向位置。在加强套筒74的轴向 运动被限制的同时，迫使压头86沿轴向与梁16的外表面88接触。压 头86包括成形为限定变形部分54的冲模表面90。在压头86的平移过 程中，梁16变形为具有上面关于图3描述的截面形状。压头86不仅限定过渡区域70的形状，还使加强套筒74的一部分 92变形。在产生变形部分54的过程中，迫使梁16的内表面82与加强 套筒74的外表面80接触。压头86继续延伸预定距离以限定形成在第 四段64的凹部的最大深度。随后，将压头86从与梁16的接合中撤回。 这时，加强套筒74包括位于第二端78的具有基本圓筒形截面的未变形 部分100和定位在第一端76的变形部分92。在压头86被撤回之后，限制加强套筒74的轴向运动的工具85也 可以撤回。在该过程中，变形的梁16和加强套筒74此时相互连接。然 而，可以设想另外的紧固过程。在一个预期的操作顺序中，梁16和加 强套筒74作为子组件被转移到紧固站。可替代地，加强套筒74可以在 执行变形处理的相同地点紧固到梁16。加强套筒74可以通过包括铆接、粘接、螺紋连接以及焊接在内的 多种处理固定到梁16。如果利用粘接，则粘合剂在变形步骤之前设置在 外表面80和内表面82之间的界面。其它类型的固定将最可能在变形步 骤完成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭转梁车轴组件，包括：　扭转管，该扭转管具有非圆形截面的变形部分，该变形部分与基本圆形截面的未变形部分相邻地定位；和　管状套筒，该管状套筒定位在扭转管内并且连接到该扭转管，以便与相邻的所述变形部分和未变形部分叠合，其中所述套筒的外表 面接合扭转管的内表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪特尔特普克尔，
申请(专利权)人：麦格纳国际公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]