用於製造底盤構件的方法與流程

2023-06-28 22:15:46 2

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用於製造底盤構件的方法。

背景技術：

所述類型的底盤構件已知呈多種設計方式。底盤構件通常具有結構構件和一個或多個與該結構構件固定連接的殼體、尤其球窩接頭殼體。例如，這種底盤構件構成底盤懸架臂，其中，將殼體、尤其球窩接頭殼體集成到結構構件中在通常情況下是通過注塑包封、壓入、擰緊、鉚接或焊接實現的。

由DE 203 11 595 U1公開了一種球窩接頭，其具有構造成球窩接頭殼體的殼體，該殼體具有焊接區段，藉助焊接區段可將該殼體焊接在構造成底盤懸架臂的結構構件上，其中，殼體嵌入到結構構件的容納口中並且殼體的焊接區段與結構構件焊接在一起。在一個設計方案中，焊接區段實施成在一側傾斜，確切地說是以為此設置的一側貼靠在結構構件中的容納口的邊緣上。

由DE 10 2010 043 040 A1已知一種用於製造底盤構件的方法，在該方法中，兩個殼體件、一個結構構件和一個構造成球窩接頭殼體的殼體可在其相互焊接之前被單獨地塗層。提供雷射焊接作為優選的焊接方法。但是已經發現，該焊接連接一方面需要非常精確地製造的構件並且由於存在的塗層可能在焊接連接中出現質量缺陷。因此在焊接連接的區域中的塗層被去除，由此必然帶來製造缺陷。此外，在兩個構件之間的環形間隙中由於去除了塗層而可能出現腐蝕問題。

技術實現要素：

本發明的目的是，使由現有技術得知的問題最小化。

根據本發明，該目的通過以下方式實現，兩個相接觸的面中的至少一個相對於兩個面中的另一個造型成斜面，使得在焊接之前在兩個面之間存在線接觸。

通過電阻焊接、尤其電容器放電焊接或中頻焊接來進行焊接。線接觸使兩個構件對中並且引起局部的熔融並由此在沒有焊接添加物的情況下產生材料連接。線接觸尤其是沿著整個周向的。

另一發明方案規定，在結構構件中的容納口相比於被推入容納口中的殼體幾何結構實施為具有尺寸不足。通過擠壓連接，在焊接時在彼此面對的側面的區域中出現大的焊接面，該大的焊接面可傳遞很高的力。

原則上可能的是，殼體幾何結構實施為具有恆定的橫截面或具有錐形的橫截面。在錐形橫截面的情況下，在安裝過程中可使用自對中。通過在殼體和容納口之間的這種自對中可補償接合對、即結構構件和殼體的製造誤差。以這種方式可過程可靠地實現沿著整個周向的線接觸。沿著整個周向的線接觸是重要的，以便在接下來的焊接中在線接觸的區域中在整個側周上實現相同的焊接狀態、尤其是均勻的焊接電流密度。這又對實現可復現的相同的焊接過程來說是重要的，例如該可復現的相同的焊接過程對於批量製造是必需的。

在本發明中的結構構件應理解為面式金屬板件，該面式金屬板件構造成彎曲的或平面的或部分彎曲且部分平面的。面式是指結構構件的材料厚度比其餘尺寸小非常多。材料厚度優選在結構構件的面式的延伸上為恆定的，該結構構件尤其構造成實心的。在本發明中容納口應理解為穿透結構構件的圓的或非圓的凹口。容納口優選完全環繞地被結構構件包圍。

根據一個有利的從屬權利要求，藉助衝壓工藝製造在結構構件中的開口、尤其容納口。衝壓可用相對簡單的工具產生高的尺寸精確性。

此外可規定，將下沉部成型到開口、尤其容納口中，該下沉部相對於開口的中軸線傾斜地伸延。在穿過開口的中軸線的縱剖面中，下沉部在中軸線的兩側顯現為倒角。該下沉部可用於在焊接之前使兩個部件對中，或者容納熔融的材料。

有利地，在殼體上成型有指向結構構件的方向的斜面。不管是否有該斜面，殼體需要一些工序，在這些工序中同時實施所述斜面。

殼體具有凸緣，在焊接部斷裂時凸緣用作形狀配合的支承連接。殼體側的斜面成型在該凸緣上。凸緣還提供以下優點，可使用擠壓工具並且由此使殼體幾何結構不受擠壓力。此外，通過焊接部封閉在凸緣和結構構件之間的接觸區域中的環形間隙。

有利地，構造成通孔的容納口與殼體的連接通過間隙配合來實施，從而存在環形間隙。間隙配合允許較大的製造公差。

為了避免間隙腐蝕，在殼體和通孔之間的環形間隙通過殼體和/或結構構件的體積部分的移動而封閉。

通過沿軸向鐓鍛通孔的邊緣，能非常簡單地封閉環形間隙。

可替代地，藉助對焊接的結構組合件進行塗層可封閉在殼體和通孔之間的環形間隙並因此保護該環形間隙免受腐蝕。

根據一個可替代的設計方案，容納口的側面和殼體的側面(其分別平行於容納口的中軸線和殼體的中軸線地延伸)彼此焊接在一起。在該實施方式中，結構構件的容納口至少基本上構造成圓柱狀。容納口又可劃分成光整斷面和衝壓斷裂部。殼體又具有面對容納口的對中傾斜部。在結構構件中的容納口相比於被推入容納口中的殼體幾何結構又實施為具有尺寸不足。緊接在焊接之前，在對中傾斜部上又形成在兩個接合對之間的線接觸。尤其使結構構件如此定向，即，容納口的光整斷面面對對中傾斜部。在開始焊接之後，首先在軸向方向上越過對中傾斜部。在對中傾斜部上，在其在殼體的軸向延伸中最大的直徑處緊接著在外側具有圓柱狀側面的區域。

然後，接合對在軸向接合方向上進一步相對彼此地運動，從而形成在剖面中看構造成矩形的、具有至少基本平行的兩個側部的焊接部，兩個側部朝容納口和殼體的中軸線的方向延伸。構造成矩形的、具有平行於結構構件和殼體的中軸線延伸的側部的焊接部在結構構件的整個材料厚度或其一部分上延伸。在後者情況下，結構構件和殼體在材料厚度的其餘部分中又彼此分開，從而形成環形間隙。在殼體和通孔之間的環形間隙又可通過殼體和/或結構構件的體積部分的移動而封閉，從而避免間隙腐蝕。可替代地，在殼體和通孔之間的環形間隙同樣又可藉助焊接了的結構組合件的塗層來封閉，並因此保護環形間隙以防止腐蝕。在繼續的安裝過程中通過密封波紋件遮蓋環形間隙並由此同樣保護環形間隙以免腐蝕、尤其間隙腐蝕。在焊接結束之後將結構構件固定在殼體上，使得其下側與第二斜面相間隔。下側和第二斜面優選彼此成45°角度地布置。第二斜面成型在凸緣上。通過該布置方式在該部位處避免了間隙腐蝕的風險。例如通過噴射、浸入或電鍍能夠毫無問題地在焊接之後對該區域進行表面塗層。第二斜面成型在凸緣上。

在前面所述的所有設計方案中，接合對、即結構構件和殼體在焊接期間僅相對於彼此平移地運動。

本發明還涉及底盤構件，底盤構件具有結構構件和尤其構造成球窩接頭殼體的殼體，根據如前所述的方法製造所述底盤結構組合件。本發明提出，底盤構件構造成法蘭接頭或多點式懸架臂。在本發明中法蘭接頭理解成由球窩接頭和連接法蘭構成的底盤構件，其中，連接法蘭用於將法蘭接頭連接到另一底盤構件、例如懸架臂構件上。在本發明中多點式懸架臂理解成具有多於一個並且少於五個的鉸接點的底盤懸架臂，其中，至少其中一個鉸接點具有球窩接頭。參照鉸接點的數量，該底盤懸架臂也稱為雙點式懸架臂、三點式懸架臂或四點式懸架臂。

在球窩接頭殼體嵌入結構構件的容納口中並且接下來焊接結構構件和球窩接頭殼體之後，無需在構造成法蘭接頭或多點式懸架臂的底盤結構組合件上進行其他的焊接操作。因此底盤構件具有如下優點，即，可整個面地設置有腐蝕防護，該腐蝕防護在繼續的裝配中保留。在法蘭接頭和多點式懸架臂中極為有效的腐蝕防護特別重要，因為法蘭接頭和多點式懸架臂由於其在車輛中的安裝位置而以特別的程度經受促進腐蝕的環境影響，如溼氣和融雪鹽。

有利地，尤其構造成球窩接頭殼體的殼體是徑向球窩接頭、軸向球窩接頭或球套接頭的組成部分。前面所述類型的球窩接頭殼體可構造成徑向球窩接頭、軸向球窩接頭或球套接頭的殼體或殼體的一部分。已經以材料連接的方式通過無添加物的焊接與結構構件連接的球窩接頭殼體繼續安裝成完整的球窩接頭的優點是，球窩接頭的位於球窩接頭殼體之內的構件不再會通過在焊接時產生的熱量而受到損壞。

附圖說明

根據下面的附圖說明詳細描述本發明，其中，相同的附圖標記涉及相同的或相似的或功能相同的構件或元件。

圖1示出了底盤構件的示意圖，

圖2至圖4示出了具有環形間隙的殼體-結構構件連接，

圖5至圖7示出了具有尺寸不足的經由斜面形成的殼體-結構構件連接，

圖8至圖9示出了經由多個斜面形成的殼體-結構構件連接，

圖10至圖12示出了具有尺寸不足的經由結構構件和殼體的平行伸延的側面形成的殼體-結構構件連接。

具體實施方式

圖1示出了具有球窩接頭的底盤構件1。例如用於在底盤中與另一構件連接的結構構件3藉助焊接部7與殼體5連接。焊接部7實施成無焊接填料的電阻焊接。在殼體5之內布置有球形襯套9，球軸頸13的接頭球體11可旋轉地並且可角運動地支承在該球形襯套中。在此，球形襯套9延伸越過在接頭球體11的赤道並且由殼體5的沿徑向向內變形的邊緣15固定。密封波紋件17保護球窩接頭以防止外部的汙物和/或溼氣。

圖2至圖4示出了整個殼體3、5的構造和製造方法。在結構構件3中衝壓出容納口19。在此，衝壓表面的光整斷面21可與結構構件的上側或下側鄰接。衝壓斷裂部23可具有與錐形下沉部相似的略微呈錐形的形狀。此外，容納口19的邊緣35可具有呈倒角、傾斜部或倒圓形狀的下沉部41，該下沉部傾斜於容納口19的中軸線地伸延。

殼體5朝下閉合併且在該區域中具有球形彎曲的底部25，在該底部上連接有指向軸向方向的環形壁27。在該示例性的構件中，形成殼體幾何結構的環形壁27實施成具有恆定的橫截面。

在底部25和環形壁27之間的過渡部上成型有具有指向結構構件3的方向的斜面31的凸緣29。凸緣29的外直徑大於結構構件3中的容納口19，其中，該容納口19又大於環形壁27的外直徑，作為凸緣的斜面31的附加或替代，環形壁也可實施成錐形的並因此具有斜面。

在安裝結構構件3與殼體5時，殼體5以其環形壁27推入容納口19中，直至結構構件貼靠在殼體5的斜面31上。在此，在殼體5和構造成通孔19的容納口之間存在具有環形間隙33的間隙配合。然後沿軸向在殼體5上以及在結構構件3上在軸向的預加載荷下施加未示出的焊接電極。對此有利地使用凸緣29的下側，因為焊接電極可非常近地置於期望的焊接部7上。在斜面31與通孔19的壁的接觸區域中材料被熔融並且形成焊接部7。

在另一工序中封閉環形間隙33。利用滲入環形間隙33中的塗層或者使得殼體5(例如環形壁27)和/或結構構件3的體積部分移動。對於殼體幾何結構尤其簡單而經濟的是，可沿軸向鐓鍛通孔19的邊緣35，由此沿徑向向內擠壓材料並且可靠地封閉環形間隙33。

圖5至圖7示出了根據關於圖2至圖4的描述的製造方法的變型方案。不同的是，在結構構件中的容納口19相比於殼體幾何結構、即，相對於被推入容納口19中的環形壁27的外直徑實施為具有尺寸不足。

在用於容納密封波紋件17的環形槽37之下，在環形壁27的外側面上成型有對中傾斜部39。在對中傾斜部39和凸緣29之間的縱向區域實施成具有相對於容納口19的斜面31的錐體。可替代地，也可將容納口19壓製成錐形並且將在對中傾斜部39和凸緣29之間的所述區域製造成具有恆定的外直徑。在最簡單的變型方案中，所述縱向區域也可具有恆定的橫截面並且容納口可具有恆定的直徑。可選擇性地規定在容納口19中的光整斷面21的定向。符合發展趨勢而有利的是，光整斷面21如在圖5中那樣向上定向並且具有在從容納口19到上側43的過渡部處的下沉部的倒角41。在該變型方案中，從結構構件3的衝壓斷裂部23到下側45的局部帶有毛刺的過渡部在焊接期間熔融。在光整斷面21向下定向時，這具有以下優點，即，在結構構件3和殼體5之間存在特別有利的線接觸。

圖6示出了安裝狀態，此時，殼體5被引入容納口19中並且結構構件3放置於對中傾斜部39上。由此確保結構構件3相對於殼體5的徑向定位。在另一製造步驟中，藉助未示出的焊接電極將軸向的預加載荷施加到兩個構件3、5上。

圖7示出了殼體5和結構構件3連同焊接部7。焊接部7在通孔19的整個軸向長度上延伸。在圖7中，通孔19處的倒角41實施在下側45上。當如前述的那樣倒角41已經實施在上側43上時，則該區域也被擠壓的熔融材料填充。

圖8和圖9示出了一種變型方案，在其中根據圖2至圖4變型方案的解決方案的特徵與根據圖5至圖7的變型方案的特徵結合。

因此，在殼體5上成型有指向結構構件3的方向的斜面31，並且容納口19的直徑相對於該斜面31具有尺寸不足。此外，凸緣實施成具有相對於結構構件3的第二斜面47。安裝過程相應於關於圖2至圖7的描述。但是不同的是，焊接區域沿徑向延長直至凸緣29的外直徑處。因此，在結構構件3和殼體5之間的間隙完全封閉。原則上，相比於根據圖2至圖7的實施方式，第二斜面47的徑向延伸可更小，因為第一斜面31在軸向投影上已經起支撐作用。

圖10至圖12示出了一種實施方式，在該實施方式中，結構構件3的容納口19劃分成光整斷面21和衝壓斷裂部23並且殼體5又具有面對容納口19的對中傾斜部39。為了清楚看出，在圖11中放大地示出了在圖10中突出顯示的細節X。圖12示出了相同的細節，但是是在緊接焊接之前。對中傾斜部39的最大直徑大於容納口19的內直徑，從而在接合對3、5之間存在重疊。緊接在焊接之前，在對中傾斜部39上又存在兩個接合對3、5之間的線接觸。在焊接開始之後，在軸向方向上首先越過對中傾斜部39。在對中傾斜部39上在其沿殼體5的軸向延伸中的最大直徑處連接著具有圓柱狀側面49的區域。

然後，接合對3、5沿軸向的接合方向進一步相對於彼此運動，從而形成在剖面中看在軸向方向上延伸的構造成矩形的焊接部7。構造成矩形的焊接部具有平行於結構構件3和殼體5的中軸線延伸的側部，其在結構構件3的材料厚度的一部分上延伸。在材料厚度的其餘部分中，結構構件3和殼體5又彼此分開，從而形成環形間隙33。焊接部7連接容納口19的光整斷面21與殼體5。環形間隙33由殼體5和衝壓斷裂部23限定。在該布置方案中，環形間隙33朝其敞開的一側擴張。在完成焊接之後，將結構構件3固定在殼體5上，使得該殼體以其下側45與第二斜面47間隔開。下側45和第二斜面47彼此成45°角度地布置。第二斜面47成型在凸緣29上。

附圖標記列表

1 底盤構件

3 結構構件

5 殼體

7 焊接部

9 球形襯套

11 接頭球體

13 球軸頸

15 邊緣

17 密封波紋件

19 容納口、通孔

21 光整斷面

23 衝壓斷裂部

25 底部

27 殼體幾何結構、環形壁

29 凸緣

31 斜面

33 環形間隙

35 邊緣

37 環形槽

39 對中傾斜部

41 下沉部、倒角

43 上側

45 下側

47 第二斜面

49 圓柱狀側面