组合式稳定器和用于制造外旋转件 在两个稳定器部件之一上的啮合连接的方法 本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的组合式稳定器和一种按权利要求3的前序部分所述的相应的制造方法。
这种稳定器尤其被用在汽车工程中。
原则上,汽车的每根轴都配有一个稳定器,它按照扭杆原理工作并平行于汽车轴。稳定器的两端固定在各车轮悬架上。该稳定器明显阻止或减弱由路况引起的摆振运动被传给车辆。
存在一些整体式稳定器,它们只是按预定的弹簧刚度来设计并因而太软或太硬地反应于交变负荷。因而,它们不适用于既要按城市道路又要按乡村来设计的车辆。
经受这样负荷的车辆通常装有组合式稳定器。这样的组合式稳定器例如由DE10012915A1公开了,它的两个稳定器部件通过一成可操纵地离合器形式的致动器连接。该致动器由一个外旋转件和一个内旋转件构成,外旋转件通过一个盖与其中一个稳定器部件防转动地连接,内旋转件直接与另一稳定器部件防转动地连接。此时,无论是内旋转件和其中一个稳定器部件,还是外旋转件和另一稳定器部件,都是一体制成的。
通过这种结构设计方案得到了加工技术很负责的零部件,因为稳定器部件成弧形且比较长。尤其是在带盖的稳定器部件中,还由以下原因而提高了制造技术的难度,即复杂的稳定器部件的端部为制成盖而必须通过压力加工来成型。
在DE4229025A1里描述了一种组合式稳定器,其稳定器部件与外旋转件的盖通过激光来焊接。这样的焊接不能满足用于传递大的交变转矩所提出的制造要求,这是因为稳定器部件由弹簧钢制成而盖由表面硬化材料制成并且尤其是弹簧钢不可焊接。高温焊接在冷却阶段导致裂纹。
此外,从成本考虑也不适合用激光焊接,因为为此需要有特殊的激光焊接措施及复杂的装置。
US5700027公开了一种组合式稳定器,它有一个致动器,其中外旋转件的盖带有内齿,而对应的稳定器部件带有外齿。但这样的啮合一般遇到加工技术上的间隙,缝隙的作用就象是使两个旋转件之间打滑。为避免这种缺点,众所周知地将盖的内齿压塑到稳定器部件的外齿上。虽然由此去除了间隙,但啮合的承载能力为此恶化了。
这样的啮合在轴向上未得到固定,因而必须附装上一个径向销钉,它一方面又减弱了转矩传递件的材料强度,另一方面由于高质量材料而难于加工并因而不必要地提高了制造成本。另一缺点是,这种啮合无法保证对外密封。因此,必需有附加的密封件,它们将致动器的内部工作室对外密封起来。这也使得稳定器变贵了。
因而,本发明的任务是,在这种由两个部分构成的稳定器中,结构更简单地设计致动器在对应稳定器部件上的连接。在方法方面,所述连接与传统制造方法相比可以更简单和成本更合理地完成。
从结构上,通过权利要求1的特征部分特征来完成该技术任务。在这里,从权利要求2中得到了实施可能性。
方法方面的任务由权利要求3特征部分的特征完成,其中在从属权利要求4、5中示出了有用的实施形式。
这种由两部分构成的新型稳定器和这种制造外旋转件在有关稳定器部件上的连接的新方法消除了现有技术中所列举的缺点。
新型连接的特征在于承载能力高,这种能力首先建立在无间隙制成的啮合基础上。这种承载能力因环绕的焊缝而进一步提高。因为焊缝也有限地起到承载作用。此外,啮合间隙设计得如此小,以至焊缝在不起作用阶段中担负起唯一的转矩传递任务。因此,对焊缝强度的要求可以比较低。
这样形成的环绕焊缝的优点在于,它紧密封闭啮合,以至不可能有压力介质从内部工作腔流出来。这种密封功能使在外旋转件的封闭盖和有关稳定器部件之间的传统密封件变为多余的,因此就大大节省了成本。另外,该焊缝也使稳定器部件相对外旋转件的封闭盖免受轴向负荷。因此,不再需要原来必需的径向销钉,也不必对其进行复杂的加工,这同样节省了成本。而且,在封闭盖和在稳定器部件中也避免了由销钉结构引起的材料强度减弱,这对连接点承载能力产生有利影响。
特别有利的是,焊缝形成在一个靠里面的环腔里。这对加工技术是有利的并使焊缝看不到,因而从外观上就不再要进行精加工了。
在使用不可焊的或焊接有限的材料时,为避免生成裂缝,必须进行目的明确的预热和规定的冷却。在这里有利的是,借助感应加热来进行预热,因为可以只在很有限的区域里加热并接着在保护气体下进行焊接,因为这是一种简单且成本合算的方法。
可结合一个实施例来详细说明本发明。附图所示为:
图1在一个可旋转的操纵离合器实施形式中的致动器的剖视图;
图2表示可旋转的操纵离合器并放大示出了稳定器部件。
如图1、2所示,组合式稳定器由第一稳定器部件1和第二稳定器部件2构成,这两个部件通过一个操纵离合器3相互连接。操纵离合器3包括一个圆筒壳形式的外旋转件4,它有一个抗扭的并指向里面的旋翼5,操纵离合器还包括一个有向外指的旋翼7的内旋转件6。内旋转件6及其向外指的旋翼7通过一个啮合部8相互抗扭地连接。这两个旋翼5、7位于一个共同的径向平面上并且在它们之间形成两个对置的接合空缺。在内旋转件6上,一个离合器套9可以轴向移动,离合器套9有两个锥形离合器爪,其中离合器爪啮入旋翼5、7的两个自由的接合空缺里。在这里,在一侧由一压力弹簧10的力并且在两侧交替地由一个未示出的液压机构的液压对离合器套9加载。因此,在压力弹簧的力和同样指向的液压力的作用下,在旋翼5、7和离合器套9的两个离合器爪之间形成形状配合连接,因而在外旋转件4和内旋转件6之间形成抗扭连接。这种形状配合连接且因而抗扭的连接在离合器套9受到方向相反的压力作用时就断开,因而旋翼5、7可以相互有限地旋转。
内旋转件6与第一稳定器部件制成一体并以其自由端穿过外旋转件4的外壳,直到第二稳定器部件2的高度并在那里支承住。此外,内旋转件6在一个轴承盖12里有另一支承位置11,该轴承盖位于第一稳定器部件1侧并附带封闭了这侧的液压压力腔并对外密封。
外旋转件4在第二稳定器部件2侧上设有一个封闭盖13,它与外旋转件4最好焊接在一起且它封闭了这侧的液压压力腔。封闭盖13具有一个带内齿的通孔14。另一方面,第二稳定器部件2的端部成杆体15形式,它带有外齿,其中通孔14和杆体15是相互协调的,以至形成一个几乎无间隙的啮合。此外,这种啮合具有仅适于传递所出现的转矩的强度和承载能力。第二稳定器部件2的杆体15的直径缩小而形成台阶并形成一个轴颈16,该轴颈轴向支承在内旋转件6上且与封闭盖13的通孔14配合地形成一个环形腔17。按照特殊方式,在环形腔17里有一个环绕的焊缝18,它把封闭盖13和杆体15之间的啮合相互焊接起来。焊缝18的设计和制作应使其承担一种使这侧液压压力腔对外密封的密封功能以及同样承担起使第二稳定器部件2相对外旋转件4受到轴向固定的功能。
为达到必要的弹簧刚度,稳定器部件1、2由弹簧钢55Cr3制成,封闭盖13由表面硬化钢制成,其中作为表面硬化钢优选16MnCr5。在这里,弹簧钢是不可焊的,表面硬化钢是有限可焊的。因而,包含两种不同的材料的焊缝18大约被预热15秒地达到350℃,政治合理,预热通过局部限制在焊缝区的感应加热来进行。因此,在所有参与的材料中产生一种基本与稳定器部件2的基本材料相同的组织。接着,在保护气体作用下焊接这两个部件,其中,焊丝进给速度选为11cm/min,焊接速度为9mm/s。然后,至少缓慢冷却109秒,确切地说一直到组织中的马氏体含量已减小到约30%。
附图标记一览表
1.第一稳定器部件;2.第二稳定器部件;3.操纵离合器;4.外旋转件;5.旋翼;6.内旋转件;7.旋翼;8.啮合部;9.离合器套;10.压力弹簧;11.支承位置;12.轴承盖;13.封闭盖;14.通孔;15.杆体;16.轴颈;17.环形腔;18.环绕的焊缝;