用於車輛懸架的穩定器的製造方法

2023-07-27 20:41:11

用於車輛懸架的穩定器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於車輛懸架的穩定器，該穩定器包括帶有金屬框架的縱向聚合物主體，該金屬框架具有兩個端部(3)和一個中心部分(2)，並在每個端部具有孔(4)，其中在該孔內容納有球窩接頭(7)，其中，所述框架由兩個具有開口部分的金屬部件(1)形成，這兩個金屬部件在它們的開口側彼此相對地布置，每個部件的所述中心部分具有兩個突耳(6)，突耳相對地位於各側，並朝向開口側，所述端部包括緣部(3』)，以使兩個相向對的部件靠在所述突耳(6)和緣部上，並嵌入包覆模製的主體(5)中，其在外部對它們進行包覆，並填充由所述兩個相對的金屬部件限定的內部空間。這種穩定器最小化了價格、重量和體積，並且還提高了剛度。
【專利說明】用於車輛懸架的穩定器【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於車輛懸架的穩定器，該穩定器可應用在機動車輛行業的零部件工業領域。
【背景技術】
[0002]機動車輛的懸架系統包括穩定器,該穩定器布置在車輛底盤和每個車輪的懸架之間。這些穩定器通常由圓柱狀的元件構成，在其端部包含各自的外殼，用於安裝接頭，典型的是球窩接頭或撓性接頭。
[0003]穩定器是連接穩定杆和車輪懸架的部件。穩定器屬於通常由穩定杆、穩定器、懸架和車輛底盤構成的運動鏈。穩定器是負責將穩定杆產生的應力傳遞給車輪懸架及反之的元件，在車輛底盤上產生與車輛側傾力矩相反的力矩，從而獲得車輛更大的橫向剛度。
[0004]當車輛開始過彎時，產生將導致車身向所述彎道的外側傾斜的離心力，從而產生側傾力矩(roll moment,滾轉力矩)。通過穩定器的方式連接到車輛的懸架的穩定杆又經受扭轉，從而產生與車輛側傾力矩相反的力矩。
[0005]如上所述，穩定器的功能是將穩定杆產生的應力傳遞給車輪的懸架，並且反之亦然。該元件包括通過縱向本體附連的兩個關節(articulation)。該關節可以是球窩接頭或撓性接頭。其中一個關節又附連到穩定器或扭轉杆，而另一個關節附連到車輛的減振器，也可以錨定到不是減振器的懸架的其它任何元件上，例如懸臂。
[0006]穩定器由通常是金屬或聚合物主體構成，在端部具有兩個運動中心，它們是位於所述端部處的關節的旋轉中心。這些關節可以是球窩接頭或撓性接頭。
[0007]如果這些關節是球窩接頭，中間部件布置在該球窩接頭和稱為座的主體之間，其功能是確保將球窩接頭定位在運動中心內，允許將應力從球窩接頭傳遞至主體，並允許球窩接頭相對於主體旋轉。該座一體地連接到主體上，因此在球窩接頭和以上描述的其它部件之間具有相對運動。
[0008]球窩接頭具有產生三個旋轉自由度以及將穩定器組件連接到穩定杆上或機動車輛減振器上的功能。除了這兩個功能外，還具有第三功能，即確保關節內的密封性。該功能還存在在穩定器的主體中，因為灰塵密封件或波紋管通過環錨定在這兩個部件中。
[0009]在具有6個自由度的撓性接頭的情況下，關節在其一端一體連接到穩定器的主體上，在另一端連接到穩定杆上或機動車輛的減振器上。
[0010]市場上不同類型的穩定器根據每個具體的應用都具有不同的結構。這些元件之間通常具有一系列共同的需求，尤其是具有特定的剛度、儘可能小的重量、允許儘可能快速的組裝以及儘可能小的成本。
[0011]現有鋼製穩定器，其特徵是非常沉重並幾乎不耐蝕，使得對主體進行塗層成為必須。這種穩定器的優點是具有高的剛度。
[0012]現有還有鋁製穩定器， 其特徵是重量比上述提到的穩定器輕，但是剛度也小。
[0013]最後，現有塑料穩定器，其特徵是重量輕，更經濟；然而這些撓性穩定器需要更大的體積，以具有與上述提到的穩定器等同的剛度。

【發明內容】

[0014]本發明涉及如權利要求1所限定的穩定器。
[0015]本發明的穩定器是縱向元件，該縱向元件在端部具有兩個球窩接頭。該元件在端部具有兩個運動點，這兩個運動點是關節的中心。連接兩個運動中心的線被稱為「縱軸」。可知，縱軸與主體中間部分的主慣性軸重合，從而將牽引壓縮負載均勻地分配到整個部分。
[0016]本發明聚焦於主體上，主體負責以耐受的方式物理連接兩個關節，從而承受施加到球窩接頭的負載。
[0017]出於減小重量和體積的目的，提出了一種帶金屬框架的聚合物主體，來達到這兩個變量之間的折中。所述框架是部分地或全部地包覆有聚合物，並且該框架由一個或若干個金屬部件構成。
[0018]定位在主體端部的關節的軸線可以是彼此平行的或成角度的。球形接頭相應的區域是金屬部件之間發生接觸的位置，用於確保兩個金屬部件的正確定位，兩個金屬部件彼此相對地組裝。它們一旦定位便形成金屬框架。接著，將球窩接頭引入座中，並且組件定位為球形接頭的運動中心與部件慣性的縱軸重合。一旦整個組件定位成完全嵌入框架，金屬框架與球窩接頭以及座組件進行包覆模製。為各關節留下兩個空腔，並且所述空腔的尺寸取決於關節的側傾角，角度越大，開口越大。主體中心區域部分的幾何形狀可以是H或I形狀，中心區域被劃分為兩個凸緣和一個腹板。還可設想主體中心區域的截面為正方形、圓形或是從一個逐漸過渡到另一個的幾何形狀。
[0019]本發明相對於聚合物主體的優勢是體積減小了維持耐磨性，以及在維持體積的同時提高了剛度。相對於金屬主體的優點是重量減輕的同時保持了耐磨性。
[0020]還可設想框架完全在內部或部分在外部，並且由一個或若干個金屬部件形成。
[0021]具體的，附圖中示出的框架包括兩個相同的金屬部件，它們彼此對置，並包覆有塑料主體，該塑料主體整個包覆模製在框架上。
[0022]本發明的穩定器的目的是尋求獲得一種塑性穩定器，該穩定器內部包括其上包覆模製有聚合物的金屬主體或框架。從而獲得了一種撓性穩定器，其與傳統的穩定器相比，佔有小的體積，但是具有高的剛度和耐磨性，同時還最小化了材料和重量，使其具有更好的機械性能。本發明是優選的技術方案，達到了在重量更重的金屬主體穩定器和體積更大的聚合物主體穩定器之間的中間設計。進一步可得知的是，與鋁製穩定器相比，在相同的重量和體積條件下，本發明的成本是更低的。
[0023]綜上，本發明的穩定器包括由兩個金屬部件構成的金屬框架或主體。每個部件具有兩個孔或細長孔以及兩個突耳或翼片。注射到框架中的聚合物材料流過孔。一旦聚合物材料包覆模製在金屬框架上，該聚合物材料的一部分在兩個金屬部件的孔之間容納於中心部分內，從而像夾件一樣起作用，並且確保兩片金屬彼此一體地運動。
[0024]儘管在本發明優選的實施例中，聚合物完全地嵌入由兩個金屬部件構成的主體或框架，但也有可採用其它的結構可能性。從這個意義上來說，框架可以由至少一個金屬部件形成，並部分地覆蓋或嵌入聚合物中。
[0025]本發明的主要特徵是改善重量特徵，試圖最小化該參數。同時，框架的金屬部件允許大幅改善部件的機械特性，提高其剛度。如果將該設計與現有技術當前狀況的傳統設計相比，適用如下:
[0026]與金屬主體的穩定器相比，本發明的穩定器重量更輕，具有更大的耐蝕性，無需表面塗層來保護主體，即，重量減輕的同時維持了耐磨性。
[0027]與鋁製穩定器相比，本質的優點是剛度和價格，S卩，成本降低的同時維持了重量和體積。
[0028]與聚合物材料製成的傳統穩定器相比，本發明在相似重量下佔用了小得多的體積。本發明的穩定器機械性能更好，總而言之，體積減小的同時維持了耐磨性，剛度提高的同時維持了體積。
[0029]除了前述段落的描述外，下述的優點可被考慮:
[0030]1.最小化了價格、重量和體積，並且與此相對地剛度還提高了。
[0031]2.關於環境，無需表面塗層來保護鋼製框架不受蝕。假定框架是完全在內側的，並完全有聚合物的塗層，組件的塑料主體保護免受腐蝕影響。
[0032]3.這是封閉的輪廓，所以灰塵不會聚集在輪廓內側，而對於其它設計則是有可能的。
[0033]4.該相同的封閉輪廓有助於防止穩定器產生噪音。如果考慮到開口部件，在駕駛車輛時，風會進入形成穩定器主體的兩個外殼之間，產生噪音並使車輛的駕駛員感到不舒服。
[0034]5.框架由較佳是彼此相對的兩個相同的金屬部件構成，由此減小了後續成本和庫存。
[0035]在金屬部件中心區域內包含突耳具有強化所述中心區域的功能。通過修改所述突耳的高度和寬度，主體的剛度由此可發生變化，從而可以任意地修改部件的收縮(collapsing)區域。
[0036]金屬框架中存在相對的突耳進一步允許兩個金屬部件都通過焊接或者其它附連金屬部件的方式彼此連接。所有這些都改善了受擠壓時的性能，受擠壓是對於部件中心區域來說最不利的情況，相對於這些應力提高了性能。
[0037]本發明的生產方法包括:同時包覆模製所有部件；在第二步驟中分兩半包覆模製該部件，即頭部加上一半主體，以及另一頭部加上另一半；或者在第二階段同時包覆模製這兩個頭部和主體的中心部分。另一個選擇是產生單個頭部，在另一次注射中生成另一個頭部，以及在第三次注射中生成主體。
[0038]本發明其它的次要方面在從屬權利要求中限定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]為了完成說明書所述以及出於根據一個優選的實際的實施例以有助於更好地理解本發明的特徵，附上一組附圖，作為所述說明書的一體部分，其中下述已結合示例性的且非限制性的特徵來示出:
[0040]附圖1示出了本發明的穩定器的優選實施例的立體圖。
[0041]附圖2示出了本發明的穩定器的優選實施例的分解立體圖。
[0042]附圖3示出了附圖1和2中示出的本發明的穩定器的三個視圖，平面圖、立面圖、縱向剖視圖。
[0043]附圖4示出了形成本發明穩定器的金屬框架的兩個部件中的一個的立體圖。
[0044]附圖5示出了穩定器的具有關節元件的一端的剖視圖，其中可以看到座和灰塵密封以及相應的環和包覆模製的主體。
[0045]附圖6示出了穩定器中心部分的細節的透視圖，其中包覆模製的主體已經部分地移除，以最好地示出形成金屬框架的部件。
[0046]附圖7示出了穩定器的中心部分的剖視圖，其中可以看到通過包覆模製的主體部件完全包覆金屬框架。
[0047]附圖8示出了附圖6中所示細節的縱向和剖視圖。
[0048]附圖9示出了由本發明的穩定器的兩個相對的金屬部件構成的框架的實施例的立體圖。
[0049]附圖10示出了在組裝位置的、位於包括座在內的框架的端部處的球窩接頭的聯接的兩個立體圖，即分解圖和立體圖。
[0050]附圖11示出了球窩接頭中的一個的部分剖視的立體圖，其中，示出了在球窩接頭和本發明的穩定器之間的聯接，包括可以看到包覆模製的主體、本發明穩定器中球窩接頭的布置，以及支撐已被部分地剖視示出的端部的環。
[0051]附圖12示出了本發明穩定器的一個實施例沿其中心部分、在不同於突耳(tab)並且包括球窩接頭的區域的剖視圖，其中可以看到金屬部件的結構。
[0052]附圖13示出了示意立體圖，該圖包括不帶包覆模製主體和帶有分解圖中所示的球窩接頭元件的一半，以及類似附圖12那樣剖視圖，其中，金屬部件的中心部分相對於其自身的縱軸旋轉。
[0053]附圖14示出了包括附連到兩個端環的塑料管以便於組裝金屬部件的實施例變型的類似於附圖13的視圖。
[0054]附圖15示出了附圖14中示出的實施例的立體圖，其中可以看到金屬框架的部分所經受的旋轉，因而金屬部件的端部相對於彼此90°的定位，其中也示出了與內部加強塑料管分離的環。
[0055]附圖16示出了附圖14和15中示出的實施例的縱向截面，其中示出了已通過凸起或樞軸的鎖定而附連到環上的管子，凸起或樞軸由管子的中空內部的環構成。
[0056]附圖17示出了相應於附圖14-16中示出的實施例的金屬框架的立體圖，其中，可以看到在外部支撐端部的環的布置。
[0057]附圖18示出了本發明穩定器一個變型的端部的細節的剖視圖，該端部包括在注射包覆模製的主體之前用於將金屬主體連接到各個端部的夾件，如在所有的實施例中那樣，當所述部件彼此相對時，可以看到金屬部件的端部所具有的內部支承件之間所發生的接觸，以此獲得本發明的穩定器。
[0058]附圖19示出了細節的立體圖，其中，可以看到當所述部件彼此相對設置時金屬部件的突耳之間的接觸，以此獲得本發明的穩定器。
【具體實施方式】
[0059]在所討論的各附圖的視圖中，可以看到在本發明的可能的實施例中的一個中，本發明提出的用於車輛懸架的穩定器包括縱向主體，該縱向主體具有兩個端部(3)和一個中心部分(2)，在每個端部(3)處具有孔(4)，在該孔內容納有一個球窩接頭(7)或關節元件。
[0060]縱向主體由嵌入聚合物材料中的金屬框架形成。該金屬框架又由兩個相同的金屬部件(I)構成、這兩個金屬部件彼此相對地布置，並藉助包覆模製的塑料主體(5)保持附連，從而防止部件(I)的分離。
[0061]每個部件(I)還包括至少一個中心孔(2』)，但優選的是兩個，中心孔位於中心部分(2)內，其中部件(I)的中心部分(2)是中空的，從而允許包覆模製的主體(5)的材料的通道填充相對的部件(I)的中心部分(2)的內部。
[0062]框架的每個部件(I)包括位於中心部分(2)內的兩個突耳(6)，當兩個部件(I)定位時，這兩個突耳彼此相對，從而每個部件(I)中的兩個突耳(6)相對地位於各側，並朝向開口側，這使得在注射包覆模製的主體(5)之前與相對設置的互補部件(I)的突耳(6)接觸，以獲得穩定器。金屬部件⑴端部⑶內所包含的內部支承件或緣部(3』)也在所述相對的位置接觸，它們與所述突耳(6)處於相同高度，從而獲得穩定器更大的穩定度以及更方便地獲得穩定器，因為在注射包覆模製的主體(5)時阻止金屬部件(I)的間隙和運動。
[0063]穩定器還包括與每個球窩接頭(7)相應的座(9)或殼體元件,座或殼體元件具有球形的內表面，該內表面適於容納球窩接頭(7)的球形部分(8)。
[0064]根據本發明一個優選的實施例，部件⑴的中心部分(2)是細長的，並且端部的孔
(4)是圓的，並與大部分也是圓的端部(3)的外輪廓同心。端部(3)的兩個孔⑷的軸線也是垂直於每個部件(I)的平直部分(2)的縱軸線(13)定位，該平直部分相對於縱軸對稱，並基本是平面的。
`[0065]還可以考慮到的是穩定器包括位於一個端部(3)處的至少一個灰塵密封件(10)或密封元件，其適於保護球窩接頭(7)的球狀元件(8)，並具有相應的環(11，12)或用於固定它的元件。
[0066]可以想到，每個金屬部件(I)具有多個孔，從而當聚合物包覆模製時，兩個金屬部件(I)之間的附連變得更加牢固。由於金屬部件的穿孔，橫向區域的慣性力矩損失。為了補償這一現象，可以想到每個金屬部件(I)在那個區域具有中心突耳(6)來防止這一損失，儘管形成框架的每個金屬部件(I)中心部分(2)的突耳(6)的布置可設想與孔是無關的。這些突耳(6)的目的是焊接中心區域(2)的兩個金屬部件(I)，從而便於組裝並使得穩定器更加牢固。
[0067]如附圖13和14中所示，還可以想到的是，穩定器端部(3)的孔(4)的軸線的方向相對於彼此定位成0°和90°之間。由於金屬框架中發生的旋轉，可以想到的是穩定的截面是圓形的，這代替了本發明優選的截面，該優選截面是H或I形的截面幾何形狀，這簡化了注射過程。
[0068]與前述無關地可設想在球狀接頭(7)區域內對稱地焊接兩個金屬部件(I)，以改善組裝以及組件的牢固。
[0069]如附圖14中所示，穩定器包括在兩個金屬部件⑴之間引入塑料管(15)的可能性是可以想到的。管子(15)的加入改善了注射過程，並且節約了注射材料。管子(15)在其端部必須閉合。
[0070]還可以想到的是，穩定器包括支撐關節(7)的兩個塑料環(14)，塑料環位於每個金屬部件(I)的端部(3)外部。環(14)的引入方便了兩個金屬部件(I)彼此之間的組裝。從附圖14中可以看到，可以想到的是管子(15)和兩個環(14)附連以形成為子組件。
[0071]從附圖18中可見，可以想到藉助位於金屬部件端部處的至少一個夾件(16)來附連框架的兩個金屬部件(I)，從而輔助框架的組裝以及包覆模製過程。
【權利要求】
1.一種用於車輛懸架的穩定器，所述穩定器包括帶有金屬框架的縱向聚合物主體，所述金屬框架具有兩個端部(3)和中心部分(2)，在每個端部(3)處具有孔(4)，其中容納有球窩接頭(7)，其特徵在於，所述框架由兩個具有開口部分的金屬部件(I)形成，所述金屬部件在它們的開口側彼此相對地布置，每個部件(I)的所述中心部分(2)具有兩個突耳(6)，所述突耳相對地位於各側並面向開口側，所述端部(3)包括緣部(3』)，從而兩個相對的部件(I)靠在所述突耳(6)和所述緣部(3』)上，並嵌入包覆模製的主體(5)中，所述包覆模製的主體在外部對它們進行包覆，並填充由兩個相對的金屬部件(I)限定的內部空間。
2.如權利要求1所述的穩定器，其特徵在於，每個部件(I)包括位於所述中心部分(2)內的至少一個中心孔(2』)，所述中心孔能夠充填有所述包覆模製主體(5)的塑料材料，從而改善組件的機械性能。
3.如前述權利要求之一所述的穩定器，其特徵在於，所述部件(I)的中心部分(2)是細長的，且所述端部的孔(4)是圓形的，並與同樣大部分也是圓形的所述端部(3)的外輪廓是同心的。
4.如權利要求3所述的穩定器，其特徵在於，所述端部(3)的兩個孔⑷的軸線垂直於每個部件(I)的平直部分(2)的縱向軸線(13)定位。
5.如權利要求4所述的穩定器，其特徵在於，各部件(I)相對於所述縱向軸線對稱。
6.如前述權利要求之一所述的穩定器，其特徵在於，所述部件(I)基本上是平坦的，並可通過壓製成型來獲得。
7.如權利要求1至4或6之一所述的穩定器，其中，所述穩定器的端部(3)的孔⑷的軸線的定向相對於彼此定位為0°到90°之間。
8.如權利要求7所述的穩定器，其特徵在於，所述穩定器的截面是圓形的。
9.如前述權利要求之一所述的穩定器，所述穩定器包括在兩個金屬部件(I)之間引入的塑料管(15)，其特徵在於，所述管(15)的每個端部附連到支撐每個金屬部件(I)的端部(3)的塑料環(14)。
10.如前述權利要求之一所述的穩定器，其特徵在於，包括連接所述金屬部件(I)的端部的至少一個夾件(16)。
11.一種包括如權利要求1-10之一所述的穩定器的懸架系統。
12.—種包括如權利要求1-10之一所述的穩定器的車輛。
13.如權利要求12所述的車輛，其特徵在於，所述穩定器包括連接到車輛車輪上的球窩接頭(7)和鉸接到所述車輛的框架上的球窩接頭(7)。
【文檔編號】B60G21/055GK103707735SQ201310394517
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年7月25日 優先權日:2012年7月27日
【發明者】R·泰傑羅卡斯楚, J·瓦雷拉, J·莫什泰魯 申請人:Edai技術單位經濟利益分組