專利名稱：軸梁，特別是機動車的前軸梁的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種軸梁，特別是機動車的前軸梁。
背景技術：
此類軸梁(通常也稱作軸枕或者車架、整體框架或者輔助框架)通常在其裝配了動力總成或者輔助動力總成之后，作為預先裝配好的單元或者模塊固定在車體上，例如固定在車身和/或機動車的縱梁上。
發明內容
本發明的目的在于，鑒于下述功能和要求的至少一項對一件式澆鑄的軸梁進行優化。因此軸梁應該盡可能多地集成屬于機動車底盤和驅動系統的動力總成或者輔助動力總成，例如傳動杠桿、轉向裝置、穩定裝置或者驅動動力裝置，從而實現，不一定要將動力總成或者輔助動力總成直接固定在機動車車體上，特別是基于裝配要求、車身負載要求、舒適度的要求和堅固性的要求。因此軸梁應該接納傳動杠桿并且阻截車輪作用力。此外軸梁還應該集成轉向器傳動機構和穩定裝置。軸梁同樣應該阻截或者吸收彈簧力或者減震力、拉伸力和壓力。軸梁還應該安放驅動動力總成。此外軸梁應該在橫向上具有很高的強度并且在縱向上提高縱向靈活性。軸梁應該符合彈性運動學原理并且形成為，使安裝和維護以及維修變得簡單。此外軸梁應該以較小的公差實現運動學的連接點，所謂的硬點的廉價的制造。為此軸梁應該在連接點處具有足夠的強度并且在持續的負載狀況下經久耐用。軸梁應該:滿足在強度、固有頻率和沖撞行為方面的要求；盡可能輕；能夠以盡可能少的單個部件以及盡可能少的焊縫廉價地制造；包含盡可能多的底盤零部件并且實現底盤零部件的安置；利用盡可能少的空間；減弱噪音的傳輸，特別是車行道的噪音和振動噪音的傳輸；并且實現簡單的安裝和拆卸。根據本發明，該目的由此實現，在優選一件式澆鑄而成的軸梁中設置至少一個轉向裝置接納部或者用于安放轉向裝置的部件，該接納部全部或者至少部分與軸梁一件式地制成。這類在軸梁中的轉向裝置接納部實現了軸梁的優化，特別是鑒于對軸梁提出的舒適性的要求、安全性的要求以及強度方面的要求。根據軸梁內部的布局，通過至少一個完全或者部分與軸梁一件式地制成的轉向裝置接納部，可以實現對車輪作用力和彈簧力或者減震力的阻截以及對拉伸力和壓力的吸收的優化。至少一個完全或者部分與軸梁一件式地制成的轉向裝置接納部實現了軸梁幾何形狀的優化，從而得到更好的軸梁的橫向強度和扭曲強度。以這種方式實現了軸梁的強度、固有頻率和沖撞行為的優化。對于某些特定的使用情況，至少一個轉向裝置接納部完全或者部分、并且材料配合地與軸梁連接可以是有利的。這類與軸梁連接的轉向裝置接納部同樣實現了軸梁幾何形狀的優化，特別是鑒于對軸梁提出的舒適性的要求、安全性的要求以及強度方面的要求。因為已經表明，此類單獨制造的、并且優選材料配合地集成在一件式鑄造的軸梁中的轉向裝置接納部根據軸梁內部的布局，能夠阻截車輪作用力并且能夠吸收彈簧力或者減震力、拉伸力和壓力。由此實現有利益于軸梁的橫向強度和扭曲強度的軸梁結合形狀。此夕卜，根據本發明借助優選為與一件式鑄造的軸梁材料配合地相連接的轉向裝置接納部滿足了優化強度、固有頻率和沖撞行為方面的要求。材料配合的連接是這種連接，其中的組件，此處特別是軸梁和轉向裝置接納部這樣彼此緊密相連，通過內聚力和附著力傳遞在運行當中出現的力。此類連接無法拆除，也就是說，只能通過毀掉所連接的組件才能分開，或者毀掉組件的連接部件來分開。 如果軸梁設置有兩個轉向裝置接納部，那么可以是有利的。優選將至少兩個轉向裝置接納部橫于車輛縱向并且彼此相隔地集成在軸梁中。如果轉向裝置接納部具有至少一個管狀的空心體用于接納傳動桿或者齒條和/或轉向橫拉桿，那么可以是實用的。如果另一個轉向裝置接納部具有至少一個管狀的空心體用于接納傳動桿或者齒條和/或轉向橫拉桿，那么可以是實用的。如果轉向裝置接納部形成為用于安置轉向軸，那么可以是有利的。如果另一個轉向裝置接納部形成為用于接納伺服發動機的齒輪級，那么可以是有利的。如果轉向裝置接納部大體上是管狀的空心型材并且能夠將傳動桿或者齒條和/或轉向橫拉桿的區段可推移地即軸向可移動地引入該空心型材，則根據本發明的方法，軸梁可以更加簡單地形成。有利的是，轉向裝置接納部使得原本需要的軸梁中的橫向支撐部或者橫向殼體變得多余，因此甚至可以通過集成在軸梁中的轉向裝置接納部節省材料。軸梁本身優選具有基體，該基體可以形成為設置有加固體或者設置有大范圍封閉的、只帶有必須的凹槽或者用于固定/安置汽車底盤部件的接納部的框形基本面。已經證明ZF Lenksysteme有限公司(德國，施瓦本地區格蒙德)的商標為ZF-Servolectric 的轉向系統的組成部件由于其幾何形狀，特別適用于集成在軸梁中的轉向裝置。如果轉向裝置接納部大體上設置在基體上或者軸體上或者假想的由軸梁伸展出的水平面的上面，那么可以是實用的。對于只有一個具有管狀的空心體的轉向裝置接納部用于接納傳動桿或者齒條的情況，傳動桿或者齒條優選橫于機動車縱軸并且大體上沿軸梁的寬度延伸。如果有兩個轉向裝置接納部分別設置有用于分段接納傳動桿或者齒條的管狀的空心體，這兩個轉向裝置接納部彼此相隔地設置在軸梁的邊緣區域并且橫于機動車縱軸方向，這樣傳動桿看似位于中心并且懸空，那么也可以是實用的。為了保護位于中心并且懸空的傳動桿或者齒條不被弄臟，可以設置保護蓋板，特別是由塑料制成并且優選是折棚的形式。上述的兩個具有管狀的空心體的設置在軸梁的邊緣區域內的轉向裝置接納部優選連接有或者設置有接納部，即一側用于接納轉向軸而另一側用于接納伺服發動機的齒輪驅動。此外，如果轉向裝置接納部具有用于安置轉向軸的接納部，其中接納部優選從軸體上或者假想的由軸梁伸展出的水平面的上面開始，到軸體下或者假想的由軸梁伸展出的水平面的下面結束。接納部具有到管狀的空心體的通孔并且相應地與空心體一件式形成或者材料配合地連接。如果轉向裝置接納部具有用于接納齒輪級或者伺服發動機的齒輪驅動的凹槽，其中凹槽優選從軸體下或者假想的由軸梁伸展出的水平面的下面(此處打開)開始，到軸體上或者假想的由軸梁伸展出的水平面的上面(此處關閉)結束，那么可以是有利的。凹槽具有到管狀的空心體的通孔并且相應地與空心體一件式形成或者材料配合地連接。此外，如果在軸梁下或者假想的由軸梁伸展出的水平面的下面設置有用于帶有E⑶(Engine Control Unit)即控制單元的伺服發動機的空間,那么可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分只澆注到軸梁的里面和/或上面，那么對于不同的應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分額外地澆注到軸梁的里面和/或上面，那么對于其他的應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分只重鑄到軸梁的里面和/或上面，那么對于另外一些應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分額外地重鑄到軸梁的里面和/或上面，那么對于個別的應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分只注入到軸梁的里面和/或上面，那么對于不同的使用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分額外地注入到軸梁的里面和/或上面，那么對于個別的使用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分只重鑄和澆注到軸梁的里面和/或上面，那么對于不同的使用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分澆注和注入到軸梁的里面和/或上面，那么對于其他的使用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分重鑄和注入到軸梁的里面和/或上面，那么對于不同的使用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分澆注、重鑄和注入到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些使用情況可以是有利的。由此得到一個看似是整體的組件，該組件在至少一個轉向裝置接納部的區域內具有優化的強度值。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分只通過粘貼固定到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分額外地通過粘貼固定到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分只通過焊接，特別是通過電阻點焊固定到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分額外地通過焊接，特別是通過電阻點焊固定到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分只通過軸梁的預設區域的卷邊固定到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分額外地通過軸梁的預設區域的卷邊固定到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分只通過嵌入連接特別是咬合連接固定到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分額外地通過嵌入連接特別是咬合連接固定到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些應用情況可以是有利的。關于嵌入連接特別是咬合連接，可以參考Fahrenwaldt, Hans J./Schuler, Volkmar的《Praxiswissen Schwei β technik)) BerI in-Heidelberg, 2.,修訂和擴展版本，2008,第127-130頁。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分只通過沖壓鉚接固定到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分額外地通過沖壓鉚接固定到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些應用情況可以是有利的。如果至少一個轉向裝置接納部完全或者部分額外地通過旋緊固定到軸梁的里面和/或上面，那么對于某些應用情況可以是有利的。當然一件式澆鑄的軸梁這樣設計或者在待接納的至少一個轉向裝置接納部的區域內具有這樣的幾何形狀，即能夠非常容易地應用所選擇的連接方法。如果軸梁的接納至少一個轉向裝置接納部的區段形成為單側開口的澆鑄空心型材，那么粘貼是有意義的。粘貼具有優勢，能夠快速地完成將至少一個轉向裝置接納部固定在軸梁的里面或上面。本發明的擴展方案中，軸梁可以是前軸梁或者后軸梁，其中在優選的設計中，該軸梁分別具有:兩個在機動車縱向上彼此相隔的、用于為兩個車輪導向機構的其中一個轉動支承的軸承支承架的接納部或者凹槽，例如橫臂或者三角臂；和用于將軸梁作為預先制成的單元連同預先裝配的動力總成固定到機動車車身上的接納部或者凹槽。此外，如果一件式澆鑄成的軸梁具有優選用于固定穩定裝置(用于安置扭矩支撐座和懸掛支撐座)的接納部或者凹槽，那么可以是有利的。該接納部或者凹槽可以通過鑄造工藝彼此連接。此類前軸梁特別適用于至少一個轉向裝置接納部的集成。當軸梁由鋼制成，對于某些應用情況是特別實用的。如果軸梁和/或至少一個轉向裝置接納部至少部分由輕材料或者輕建材制成，可以在滿足較高的承重能力的同時減少重量。對于某些應用，將輕金屬作為輕材料可以是有利的。對于另外一些應用，將塑料作為輕材料可以是有利的。對于另外一些應用，混合使用塑料和輕金屬可以是有利的。由此可以得到根據本發明的軸梁的緊湊的整體結構。混合方案可以是有利的，其中軸梁和/或至少一個轉向裝置接納部至少部分形成為一件式，但是由多種材料或者由不同的材料構成。輕金屬可以由鋁、鎂、鋅或者一種或者多種上述材料的合金構成。對于某些使用目的，軸梁的一個或者多個部分可以由鋼或者鐵，特別是鋼鑄件或者貼鑄件制成。對于某些使用目的，軸梁的一個或者多個部分可以是板材。如果塑料是聚酰胺，特別是玻璃纖維加強的聚酰胺，可以是有利的。有利地還能夠使用聚丙烯，特別是玻璃纖維加強的聚丙烯，可以是有利的。如果使用商標為Ultramid A3WG10CR的塑料，對于某些使用可以是有利的。如果軸梁一件式澆鑄形成，那么對于某些使用情況可以是有利的。如果一件式澆鑄形成的軸梁在加壓澆鑄過程中或者在壓鑄過程中制成，那么可以是有利的。根據本發明的擴展方案，至少一個轉向裝置接納部全部或者部分由輕金屬，優選為鋁、鋁合金、鋅合金或者鎂合金制成，或者鋼制成。相對于鋼來講，鋁合金具有優勢，即鋁合金是輕金屬，即比鋼的重量小。而鋼的優點在于高的彈性模數，特別是鑒于所需的對軸梁的強度的提高可以是有利的。使用所謂的混合鋁制造至少一個轉向裝置接納部，也可以是有利的。如果對至少一個轉向裝置接納部全部或者部分(特別是由上述輕金屬制成的)進行塑形以提高強度，對于某些使用情況可以是有利的。如果對這類轉向裝置接納部全部或者部分進行架構，對于某些應用情況可以是有利的。如果對這類轉向裝置接納部全部或者部分進行塑形和架構，對于某些應用情況可以是有利的。如果此類轉向裝置接納部只具有至少一個加固凹痕，對于某些應用情況可以是有利的。如果此類轉向裝置接納部額外地具有至少一個加固凹痕，對于某些應用情況可以是有利的。至少一個加固凹痕只設置在至少一個轉向裝置接納部的內壁上可以是有利的。當至少一個加固凹痕額外地設置在至少一個轉向裝置接納部的外壁上，對于其他應用情況可以是有利的。至少一個加固凹痕只設置在至少一個轉向裝置接納部的外壁上，對于不同的應用情況可以是有利的。如果此類轉向裝置接納部只具有至少一個加固肋部，對于某些應用情況可以是有利的。如果此類轉向裝置接納部額外地具有至少一個加固肋部，對于某些應用情況可以是有利的。至少一個加固肋部只設置在至少一個轉向裝置接納部的內壁上可以是有利的。當至少一個加固肋部額外地設置在至少一個轉向裝置接納部的外壁上，對于其他應用情況可以是有利的。至少一個加固肋部只設置在至少一個轉向裝置接納部的外壁上，對于不同的應用情況可以是有利的。如果此類轉向裝置接納部只具有至少一個加固卷邊，對于某些應用情況可以是有利的。如果此類轉向裝置接納部額外地具有至少一個加固卷邊，對于某些應用情況可以是有利的。至少一個加固卷邊只設置在至少一個轉向裝置接納部的內壁上可以是有利的。當至少一個加固卷邊額外地設置在至少一個轉向裝置接納部的外壁上，對于其他應用情況可以是有利的。至少一個加固卷邊只設置在至少一個轉向裝置接納部的外壁上，對于不同的應用情況可以是有利的。如果此類轉向裝置接納部只具有至少一個加固凸起部，對于某些應用情況可以是有利的。如果此類轉向裝置接納部額外地具有至少一個加固凸起部，對于某些應用情況可以是有利的。至少一個加固凸起部只設置在至少一個轉向裝置接納部的內壁上可以是有利的。當至少一個加固凸起部額外地設置在至少一個轉向裝置接納部的外壁上，對于其他應用情況可以是有利的。至少一個加固凸起部只設置在至少一個轉向裝置接納部的外壁上，對于不同的應用情況可以是有利的。如果澆鑄而成的軸梁由與至少一個轉向裝置接納部不同的材料(優選為另一種鋁合金)制成，其中該不同的材料(優選不同的鋁合金)優選在熔化點或者合金即合金組成成分方面是不同的，可以是實用的。如果至少一個轉向裝置接納部的壁厚全部或者部分是0.5至4mm，并且至少一個轉向裝置接納部的直徑全部或者部分是10至50mm，可以是實用的。如果至少一個轉向裝置接納部的一件式與軸梁澆鑄在一起的部分形成為開口的空心型材，可以是有利的。此類空心型材(其中傳動桿或者齒條和/或轉向橫拉桿的區段設置在該空心型材中)具有如下優點，傳動桿或者齒條和/或轉向橫拉桿以及有可能出現的其他部件能夠特別容易裝配地引入該空心型材。如果隨后能夠以適當的遮蓋將該空心型材封閉特別是粘死，那么可以是有利的。優選使用能夠去除的、用于封閉的連接方法，因此為了實現維護和修理，能夠在任何時候快速地接觸到傳動桿以及其他部件。
如果軸梁在傳動桿的區域內至少部分形成為頂蓋形狀，那么可以是有利的。這類頂蓋形狀的設計使軸梁更加堅固并且提供足夠的空間放置轉向裝置所需的部件，其中這些部件在頂蓋形狀的設計下受到保護。此類一側開口的頂蓋(轉向桿或者轉向橫拉桿可移動地安置在該頂蓋中)具有以下優點，轉向桿或者轉向橫拉桿以及有可能的其他部件能夠特別容易裝配地引入該頂蓋。如果隨后能夠以適當的遮蓋將該頂蓋封閉特別是粘死，那么可以是有利的。優選使用能夠去除的連接方法用于封閉，因此為了實現維護和修理，能夠在任何時候快速地接觸到傳動桿以及其他部件。如果頂蓋形狀的設計在軸梁的橫向方向上至少部分位于用于接納轉向軸的至少一個轉向裝置接納部的部分和用于接納齒輪級的至少一個轉向裝置接納部的部分之間，對于改善軸梁的強度可以是實用的。如果頂蓋形狀的設計具有傾斜的區段，該區段大約從為轉向桿設置的接納空間的上面開始向下傾斜并且在限定軸梁的橫隔板直接或者間接向上，其中橫隔板優選形成為具有特別加強的壁徑和/或至少一個加強肋的加固件，對于改善軸梁的強度可以是實用的。優選是特別是在行駛方向上位于后面的橫隔板。如果傾斜的區段具有至少一個特別能夠減輕重量的凹槽，那么可以是有利的。如果頂蓋形狀的設計具有大體上垂直的區段，該區段大約從為轉向桿設置的接納空間的旁邊開始向下傾斜接著在水平段達到傾斜的區段然后在限定軸梁的橫隔板處向上，其中橫隔板優選形成為具有特別加強的壁徑和/或至少一個加強肋的加固件，對于改善軸梁的強度可以是實用的。優選是特別是在行駛方向上位于前面的橫隔板。如果至少一個區段具有至少一個特別能夠減輕重量的凹槽，那么可以是有利的。如果頂蓋形狀的設計具有在為轉向桿設置的接納空間的上面、在橫向上延伸的優選為圓形的脊部，該脊部優選形成為具有特別加強的直徑和/或至少一個加強肋的加固件，那么可以是有利的。本發明還涉及制造軸梁的方法，該方法至少具有如下步驟:將至少一個轉向裝置接納部的全部或者部分放入鑄模的預先設定的位置然后使用鑄模對軸梁進行鑄造。替代性地或者補充性地，用于制造軸梁的方法設置有如下步驟:鑄造軸梁然后將至少一個轉向裝置接納部的全部或者部分連接到軸梁內和/或軸梁上的預先設定的位置內。本發明的擴展方案設置，在鑄造之后首先對軸梁進行固熔退火，然后將至少一個轉向裝置接納部的全部或者部分連接到軸梁內和/或軸梁上并且最終對軸梁連同至少一個轉向裝置接納部進行熱處理。如果在將至少一個轉向裝置接納部的全部或者部分連接到軸梁內和/或軸梁上之后通過粘貼進行膠合連接，優選設置或者涂抹橡膠層，可以是有利的。由此特別保護了膠合連接不受外界的大氣影響。如果大體上在至少一個轉向裝置接納部的整個長度上通過粘貼實現材料配合地連接，可以是有利的。如果在永久鑄模中在壓力下進行鑄造，證明是特別有利的。如果在金屬鑄模中在重力下進行鑄造，也可以是有利的。本發明的擴展方案中，在將至少一個轉向裝置接納部集成到軸梁中之后，對該軸梁連同至少一個轉向裝置接納部進行加工，特別是制造所需的接納部或者凹槽。本發明的有利的實施形式在專利申請DE102009031961.1、DE102010025555.6、DE102009035590和/或DE102010025537.8中給出，這些文件的公開內容即內容通過明確的引用歸屬到本發明的主體，并合并到本發明中。如果在一件式澆鑄的軸梁中引入至少一個功能上支持軸梁并且與軸梁的鑄造分開制造的管道或者空心體，可以是有利的。如果將管道安裝到一件式澆鑄的軸梁的上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果將管道引入一件式澆鑄的軸梁并且安裝到一件式澆鑄的軸梁的上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果將管道嵌入一件式澆鑄的軸梁，對于某些應用情況可以是有利的。如果將管道引入一件式澆鑄的軸梁并且嵌入一件式澆鑄的軸梁，對于某些應用情況可以是有利的。如果將管道安裝到一件式澆鑄的軸梁的上面，對于某些應用目的可以是實用的。如果將管道引入并且嵌入一件式澆鑄的軸梁并且安裝到一件式澆鑄的軸梁的上面，對于某些使用情況可以是有利的。這類管道實現了軸梁的優化，特別是鑒于對軸梁提出的舒適性的要求、安全性的要求和強度方面的要求。因為表明了，單獨制造并且集成到一件式澆鑄的軸梁內的管道能夠根據在軸梁內的布置阻截車輪作用力并且吸收彈簧力或者減震力、拉伸力和壓力。特別是在橫向上安置于一件式澆鑄的軸梁中的管道導致橫向強度和扭曲強度的明顯改善。此外根據本發明，在強度、固有頻率和沖撞行為方面提出的要求通過至少一個集成在一件式澆鑄的軸梁中的管道更好或者更優化地得到滿足。由此軸梁可以形成為相對更輕，因為管道是空心型材，其中能夠有利地利用空腔的功能性。為了減弱噪音的傳輸，特別是車行道的噪音和振動噪音(特別是車輪振動的噪音)的傳輸，也為了加強管道自身，可以將消音材料設置在管道的空腔內，優選以鋁進行空腔的泡沫填充。所謂的APM -Pearls(Advanced Pore Morphology Foam)特別適合于作為消音材料。通過熱處理可以將在管道的空腔內的金屬材料起泡成不同尺寸的金屬泡沫球(優選是鋁)。以所述材料填充的管道除了所述的有利的消音性能以外，還展示出了有利的沖撞行為。或者管道的空腔還非常實用地適宜電纜線、管道線路和/或電纜管的穿過，電纜線、管道線路和/或電纜管在管道中有利地受到保護不受外界影響。空腔也可以有利地作為壓縮空氣(特別用于氣動彈簧的啟動)的存儲空間。本發明的擴展方案中，軸梁可以是前軸梁或者后軸梁，其中在優選的設計方案中，該軸梁分別具有:兩個在機動車縱向上彼此相距的、用于為兩個車輪導向機構的其中一個轉動支承的軸承支承架的接納部或者凹槽；和用于將軸梁作為預先制成的單元連同預先裝配的動力總成固定到機動車車身上的接納部或者凹槽。此外，如果一件式澆鑄成的軸梁具有優選用于固定穩定裝置(用于安置扭矩支撐座和懸掛支撐座和/或固定轉向傳動)的接納部或者凹槽，那么可以是有利的。該接納部或者凹槽可以通過鑄造工藝彼此一件式連接。這類前軸梁特別適宜至少一個管道的集成或者嵌入。
如果軸梁由鋼制成，對于某些應用情況可以是實用的。如果一件式澆鑄的軸梁由輕金屬，優選為鋁、鋁合金或者鎂合金制成，對于一些應用情況可以是有利的。如果一件式澆鑄的軸梁在壓力鑄造過程或者金屬鑄模鑄造過程中制成，可以是有利的。如果管道材料配合地引入軸梁中，對于某些使用情況可以是實用的。材料配合的連接是這種連接，其中的組件，此處特別是軸梁和管道這樣彼此緊密相連，通過內聚力和附著力傳遞在運行當中出現的力。如果管道材料配合地安裝到軸梁的上面，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道材料配合地引入軸梁中并且材料配合地安裝到軸梁的上面，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道力配合地引入軸梁中，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道力配合地安裝到軸梁的上面，對于某些使用情況可以是實用的。如果管道力配合地引入軸梁中并且力配合地安裝到軸梁的上面，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道材料配合地且力配合地引入軸梁中，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道材料配合地且力配合地安裝到軸梁的上面，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道形狀配合地引入軸梁中，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道形狀配合地安裝到軸梁的上面，對于某些使用情況可以是實用的。如果管道形狀配合地弓I入軸梁中并且形狀配合地安裝到軸梁的上面，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道材料配合地且形狀配合地弓I入軸梁中，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道材料配合地且形狀配合地安裝到軸梁的上面，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道力配合地且形狀配合地引入軸梁中，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道力配合地且形狀配合地安裝到軸梁的上面，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道材料配合地、力配合地且形狀配合地引入軸梁中，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道材料配合地、力配合地且形狀配合地安裝至辟由梁的上面，對于某些使用情況可以是有利的。如果管道至少部分只澆注在軸梁里面和/或上面，對于不同的應用情況可以是有利的。如果管道至少部分額外地澆注在軸梁里面和/或上面，對于不同的應用情況可以是有利的。如果管道至少部分只重鑄在軸梁里面和/或上面，對于不同的應用情況可以是有利的。如果管道至少部分額外地重鑄在軸梁里面和/或上面，對于不同的應用情況可以是有利的。如果管道至少部分只注入在軸梁里面和/或上面，對于不同的應用情況可以是有利的。如果管道至少部分額外地注入在軸梁里面和/或上面，對于不同的應用情況可以是有利的。如果管道至少部分只重鑄和澆注在軸梁里面和/或上面，對于其他使用情況可以是有利的。如果管道至少部分澆注和重鑄在軸梁里面和/或上面，對于其他使用情況可以是有利的。如果管道至少部分重鑄和注入在軸梁里面和/或上面，對于其他使用情況可以是有利的。如果管道至少部分澆注、重鑄和注入在軸梁里面和/或上面，對于其他使用情況可以是有利的。由此獲得看似是整塊的組件，該組件在管道區域內具有優化的強度值。如果管道至少部分只通過粘貼固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果管道至少部分額外地通過粘貼固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果管道至少部分只通過焊接(特別是電阻點焊)固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果管道至少部分額外地通過焊接(特別是電阻點焊)固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果管道至少部分只通過軸梁的預設區域的卷邊固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果管道至少部分額外地通過軸梁的預設區域的卷邊固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果管道至少部分只通過嵌入連接特別是咬合連接固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果管道至少部分額外地通過嵌入連接特別是咬合連接固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。關于嵌入連接特別是咬合連接，可以參考Fahrenwaldt, Hans J./Schuler, Volkmar的《Praxiswissen Schwei β technik)) BerI in-Heidelberg, 2.,修訂和擴展版本，2008,第127-130頁。如果管道至少部分只通過沖壓鉚接固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果管道至少部分額外地通過沖壓鉚接固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果管道至少部分只通過旋緊固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。如果管道至少部分額外地通過旋緊固定在軸梁里面和/或上面，對于某些應用情況可以是有利的。當然一件式澆鑄的軸梁這樣設計或者在待接納的管道的區域內具有這樣的幾何形狀，即能夠非常容易地應用所選擇的連接方法。如果軸梁的接納管道的區段形成為單側開口的澆鑄空心型材，那么粘貼是有意義的。粘貼具有優勢，能夠快速地完成將管道固定在軸梁的里面或上面。根據本發明的擴展方案，管道由輕金屬，優選為鋁、鋁合金、鋅合金或者鎂合金制成，或者鋼制成。相對于鋼來講，鋁合金具有優勢，即鋁合金是輕金屬，即比鋼的重量小。而鋼的優點在于高的彈性模數，特別是鑒于所需的對軸梁的強度的提高可以是有利的。使用所謂的混合鋁制造管道，也可以是有利的。如果對管道(特別是由上述輕金屬制成的)進行塑形以提高強度，對于某些使用情況可以是有利的。如果對這類管道進行架構，對于某些應用情況可以是有利的。如果對這類管道進行塑形和架構，對于某些應用情況可以是有利的。如果此類管道只具有至少一個加固凹痕，對于某些應用情況可以是有利的。如果此類管道額外地具有至少一個加固凹痕，對于某些應用情況可以是有利的。至少一個加固凹痕只設置在管道的內壁上可以是有利的。當至少一個加固凹痕額外地設置在管道的外壁上，對于其他應用情況可以是有利的。至少一個加固凹痕只設置在管道的外壁上，對于不同的應用情況可以是有利的。如果此類管道只具有至少一個加固肋部，對于某些應用情況可以是有利的。如果此類管道額外地具有至少一個加固肋部，對于某些應用情況可以是有利的。至少一個加固肋部只設置在管道的內壁上可以是有利的。當至少一個加固肋部額外地設置在管道的外壁上，對于其他應用情況可以是有利的。至少一個加固肋部只設置在管道的外壁上，對于不同的應用情況可以是有利的。如果此類管道只具有至少一個加固卷邊，對于某些應用情況可以是有利的。如果此類管道額外地具有至少一個加固卷邊，對于某些應用情況可以是有利的。至少一個加固卷邊只設置在管道的內壁上可以是有利的。當至少一個加固卷邊額外地設置在管道的外壁上，對于其他應用情況可以是有利的。至少一個加固卷邊只設置在管道的外壁上，對于不同的應用情況可以是有利的。如果此類管道只具有至少一個加固凸起部，對于某些應用情況可以是有利的。如果此類管道額外地具有至少一個加固凸起部，對于某些應用情況可以是有利的。至少一個加固凸起部只設置在管道的內壁上可以是有利的。當至少一個加固凸起部額外地設置在管道的外壁上，對于其他應用情況可以是有利的。至少一個加固凸起部只設置在管道的外壁上，對于不同的應用情況可以是有利的。如果澆鑄而成的軸梁由與至少一個管道不同的材料(優選為另一種鋁合金)制成，其中該不同的材料(優選不同的鋁合金)優選在熔化點或者合金即合金組成成分方面是不同的，可以是實用的。如果管道的壁厚是0.5至4mm，并且管道的直徑是10至50mm，可以是實用的。管道優選借助成型工藝一次或者多次進行彎曲。借助內部高壓(IHU)變形的管道結構不算是優選的實施變體，因為IHU過程相對成本較高。管道大體上具有橢圓形的橫截面是實用的。如果管道大體上沿著軸梁內部的預先給定的區域的輪廓，可以是有利的。有利地在管道與一件式澆鑄的軸梁的接納部或者凹槽相交的地方同樣設置相應的接納部或者凹槽。根據本發明的擴展方案，管道橫于機動車的縱向并且從用于將軸梁固定在機動車車身上的接納部延伸到與這個接納部相對的用于將軸梁固定在機動車車身上的接納部，其中管道優選共同形成該接納部，其中該接納部優選設置在彈簧墊上。如果管道或者另外一個管道大體上形成為U形，其中連接U形管道的兩個自由支臂的區段橫于機動車縱向并且U形管道的兩個自由支臂在機動車縱向上且在行駛方向上向前延伸，其中優選兩個支臂與橫于機動車縱向的并且優選從用于將軸梁固定在機動車車身上的接納部延伸到與這個接納部相對的用于將軸梁固定在機動車車身上的接納部的管道相交，其中U形管道的兩個自由支臂優選穿過橫向延伸的管道，可以是有利的。本發明還涉及制造軸梁的方法，該方法至少具有如下步驟:將預先設定輪廓的至少一個管道放入鑄模的預先設定的位置然后使用鑄模對軸梁進行鑄造。替代性地或者補充性地，用于制造軸梁的方法至少設置有如下步驟:鑄造軸梁然后將預先設定輪廓的至少一個管道固定到軸梁內和/或軸梁上的預先設定的位置內。本發明的擴展方案設置，在鑄造之后首先對軸梁進行固熔退火，然后將至少一個管道固定(優選通過卷邊)到軸梁內和/或軸梁上并且最終對軸梁連同管道進行熱處理。如果在將至少一個管道固定到軸梁內和/或軸梁上之后通過粘貼進行膠合連接，優選設置或者涂抹橡膠層，可以是有利的。由此特別保護了膠合連接不受外界的大氣影響。如果大體上在至少一個管道的整個長度上通過粘貼實現固定，可以是有利的。如果在永久鑄模中在壓力下進行鑄造，證明是特別有利的。如果在金屬鑄模中在重力下進行鑄造，也可以是有利的。本發明的擴展方案中，在將至少一個管道安裝和/或引入到軸梁中之后，對該軸梁連同管道進行加工，特別是固定可能存在的管道的重疊和制造所需的接納部或者凹槽。
接下來根據實施例詳細闡明本發明，在附圖中示出了這些實施例。其中圖1示出了具有兩個轉向裝置接納部的一件式制成的軸梁的斜上方的俯視圖，圖2示出了具有兩個轉向裝置接納部和若干個轉向裝置部件的一件式制成的軸梁的斜上方的俯視圖，圖3示出了具有兩個轉向裝置接納部和若干個轉向裝置部件的一件式制成的軸梁的斜下方的俯視圖。
具體實施例方式如果在圖1至3中使用了同一個標記數字，那么該標記數字表示同一個組件，這樣避免了在每個圖片描述中對于已經闡明的組件再次進行闡述。圖中所示的主體作為導線試樣示出。圖1至3中示出的機動車的前軸梁12具有優選為底盤形式的基體，并且包含兩個在機動車縱向F上彼此相隔的接納部14、16，這兩個接納部用于兩個此處未示出的橫向懸臂中的一個的轉動支承的軸承支承架。其中用于此處未示出的橫向懸臂的第一個軸承支承架的接納部14優選由兩個懸臂接納組件14a、14b形成，這兩個懸臂接納組件分別設置在一個懸臂24、26中，這兩個懸臂由基體伸出。用于此處未示出的橫向懸臂的兩個軸承支承架的接納部16設置在基體上并且通過兩個固定點16a、16b形成，這兩個固定點具有安置于其上面的此處未示出的橫向懸臂卡圈，其中接納部16也可以由兩個懸臂接納組件形成，這兩個組件可以分別設置在由基體伸出的懸臂中。此外前軸梁12具有用于放置此處未示出的扭矩支撐座的接納部22。此外設置兩個第一接納部18和兩個第二接納部20用于將前軸梁固定在機動車車身上。兩個接納部20集成在由基體伸出的懸臂28內，并且優選直接與在行駛方向FR上靠前的、用于安置各個車輪導向機構的接納部14相連。接納部14、16、18、20、22在根據本發明的前軸梁12中通過鑄造彼此一件式連接。前軸梁12具有在橫向上與懸臂28相連接的加固件30，用于放置扭矩支撐座的接納部22設置在該加固件中。根據圖1至3，根據本發明的前軸梁12具有兩個彼此相距的轉向裝置接納部10，這兩個轉向裝置接納部分別與前軸梁12 —件式地制成。轉向裝置接納部10分別包含一個管狀的、橫于車輛縱向F的、大概位于接納部14、16的中間的空心體10a，傳動桿或者齒條的區段軸向可移動地即可推移地安置在該空心體中。傳動桿36的終端通過聯通桿和轉向橫拉桿32與此處未示出的能夠轉向的車輪相連。為了保護聯通桿在聯通桿上設置折棚34。轉向裝置接納部10優選設置用于齒條機電轉向裝置，齒條機電轉向裝置除了傳動桿36和轉向橫拉桿32以外還具有傳感器、EOJ (Engine Control Unit)、伺服發動機和齒輪級。這些組件和其相互作用是公知的。轉向裝置接納部10除了管狀的空心體IOa還包含用于軸螺桿或者轉向軸的接納部10b，該軸螺桿由操向輪驅動。優選在該接納部IOb中也設置至少一個傳感器，該傳感器在司機做出轉向動作時，記錄轉向阻力矩和轉向速度。這些數據作為電信號傳輸到E⑶或控制設備，ECU計算出所需的轉向助力并且基于計算結果調整伺服發動機。
伺服發動機連同ECU或控制設備優選設置在前軸梁12的下側，其中伺服發動機的外殼優選為軸梁的集成的組件。伺服發動機將最佳的伺服扭矩通過螺旋齒輪傳動機構或者球形齒輪傳動機構傳輸到齒條機電轉向裝置的齒條。第二個轉向裝置接納部10優選除了管狀的空心體IOa還包含相應的用于螺旋齒輪傳動機構或者球形齒輪傳動機構，即伺服發動機的齒輪傳動的接納部10c。優選可以從下面接觸到接納部10c。相應地，伺服發動機和E⑶優選設置在前軸梁12的下側。圖1至3示出了處于已經經過加工的狀態的根據本發明的前軸梁。該狀態這樣獲得，在鑄造之后這樣對前軸梁12進行加工，將所有所需的接納部或者凹槽引入，優選接納部14、16用于兩個車輪導向機構的轉動支承的軸承支承架，接納部18,20用于將軸梁12作為預先制成的單元連同預先裝配的動力總成固定到機動車車身，接納部22用于放置扭矩支撐座，接納部IOb用于放置轉向軸并且接納部IOc用于接納伺服發動機的齒輪傳動。通過與前軸梁12 —件式制成的轉向裝置接納部10，實現了在軸梁中對轉向裝置的簡單并且穩固的接納。根據本發明還可能，至少一個轉向裝置接納部10或者轉向裝置接納部的組件，特別是管狀的空心體IOa在鑄模，優選在壓力鑄造過程的永久鑄模中，放入到預先設定的位置。接著進行一件式澆鑄的前軸梁12的鑄造，這樣將管狀的空心體IOa澆注或者重鑄到前軸梁12中。
權利要求
1.一種機動車的軸梁，其特征在于，設置至少一個轉向裝置接納部，所述轉向裝置接納部全部或者部分地與所述軸梁一件式地制成或者所述轉向裝置接納部全部或者部分地材料配合地與所述軸梁相連。
2.根據權利要求1所述的軸梁，其特征在于，設置兩個所述轉向裝置接納部。
3.根據權利要求1或2所述的軸梁，其特征在于，至少兩個所述轉向裝置接納部橫于機動車縱向地彼此相隔地集成在所述軸梁中。
4.根據權利要求1至3的任意一項所述的軸梁，其特征在于，所述轉向裝置接納部具有至少一個管狀的空心體，用于接納傳動桿或者齒條和/或轉向橫拉桿。
5.根據權利要求1至4的任意一項所述的軸梁，其特征在于，另一個所述轉向裝置接納部具有至少一個管狀的空心體，用于接納傳動桿或者齒條和/或轉向橫拉桿。
6.根據權利要求1至5的任意一項所述的軸梁，其特征在于，所述轉向裝置接納部設置用于安置轉向軸。
7.根據權利要求1至6的任意一項所述的軸梁，其特征在于，另一個所述轉向裝置接納部設置用于安置伺服發動機的齒輪級。
8.根據權利要求1至7的任意一項所述的軸梁，其特征在于，與所述軸梁的澆鑄分開制成的轉向裝置接納部全部或者部分澆注和/或注入和/或重鑄到一件式澆鑄的軸梁的里面和/或上面。
9.根據權利要求1至8的任意一項所述的軸梁，其特征在于，通過粘貼或者焊接，特別是電阻點焊將轉向裝置 接納部全部或者部分固定在一件式澆鑄的軸梁的里面和/或上面。
10.根據權利要求1至9的任意一項所述的軸梁，其特征在于，所述軸梁是前軸梁或者后軸梁，其中所述軸梁分別具有:兩個在機動車縱向上彼此相距的、用于為兩個車輪導向機構的其中一個轉動支承的軸承支承架的接納部或者凹槽；和用于將軸梁作為預先制成的單元連同預先裝配的動力總成固定到機動車車身上的接納部或者凹槽，其中將所述軸梁制成為與接納部或者凹槽一件式澆鑄的并且與這些接納部或者凹槽相連接的組件。
11.根據權利要求1至10的任意一項所述的軸梁，其特征在于，所述軸梁和/或所述轉向裝置接納部至少部分由輕材料制成。
12.根據權利要求11所述的軸梁，其特征在于，所述輕材料是輕金屬、塑料或者輕金屬和塑料的組合。
13.根據權利要求12所述的軸梁，其特征在于，所述輕金屬由鋁、鎂、鋅或者一種或多種前述金屬的合金組成。
14.根據權利要求12所述的軸梁，其特征在于，所述塑料是聚酰胺，特別是玻璃纖維加強的聚酰胺。
15.根據權利要求1至14的任意一項所述的軸梁，其特征在于，所述軸梁是一件式澆鑄成的。
16.根據權利要求15所述的軸梁，其特征在于，所述軸梁在輕金屬澆鑄過程中，優選在加壓澆鑄過程或者金屬鑄模鑄造過程中制成。
17.根據權利要求1至16的任意一項所述的軸梁，其特征在于，所述轉向裝置接納部具有定型組分和/或加固凹痕、加固肋部、加固卷邊和/或加固凸起部，其中所述定型組分和/或加固凹痕、加固肋部、加固卷邊和/或加固凸起部優選設置在所述轉向裝置接納部的內壁和/或 外壁上。
全文摘要
本發明涉及一種用于機動車的軸梁(12)。該軸梁具有至少一個用于轉向裝置的接納部(10)，該接納部優選包括一個管狀的空心體(10a)并且或者與軸梁一件式地制成或者與軸梁材料配合地相連接。
文檔編號B62D3/12GK103189266SQ201180052774
公開日2013年7月3日 申請日期2011年10月11日 優先權日2010年11月2日
發明者托馬斯·布施約翰, 海科·考爾特 申請人:Ksm鑄造集團有限公司