NO314928B1 - B¶rearm - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse vedrører en bærearm for bruk i hjulopphenget i biler, og nærmere bestemt en bærearm laget av aluminium, og en fremgangsmåte for fremstilling av denne .

Kjent teknikk

Tradisjonelt lages bærearmer av stål. Armene produseres ved å stanse ut separate detaljer av armen fra stålplater og presse dem til deres ønskede form. De separate elementer sveises sammen til en hul arm som deretter lakkeres. Dette er teknikker som har vært i bruk i mer enn hundre år. Det nødvendige utstyr for å produsere komponenter for hjulopphenget i biler ifølge denne fremgangsmåte er vidt utbredt, og fremgangsmåten er standard i alle industrialiserte land. Dette betyr at komponenter produsert ifølge denne fremgangsmåten er rimelige, og i tillegg er råmaterialene også rimelige.

Imidlertid har disse komponenter, deres fremgangsmåte og

utstyr for produksjon også deres ulemper. Først er stålkom-ponentene relativt tunge. Dette er en ulempe, siden bilfab-rikanter forsøker å holde vekten av de bevegelige komponenter i kjøretøyenes hjuloppheng så lette som mulig, for å

forbedre veiholdningen. For det andre prøver de også å holde den samlede vekt av bilen nede, for å redusere brenn-stoff orbruket . Fabrikantene forsøker å redusere vektproble-met ved å stanse hull i platematerialet for å lette komponenten. Overflødig materiale blir da fjernet, hvor dette kan gjøres uten å skadelig påvirke styrken til komponenten. Imidlertid vil den hule komponenten med dens utstansinger samle snø og møkk i det strenge miljøet under bilen. Fuktig slam samler seg i lommer i konstruksjonen, som deretter blir vekstområder for rust. For det tredje krever fremstillingsprosessen nokså kostbart verktøy. Komponenten er laget av flere elementer, og de separate trinn i produksjonen: stansing, sveising og lakkering må

stansing, sveising og lakkering må håndteres separat, det vil si at de ikke kan håndteres i én enkelt produksjonslinje. Hvis fabrikanten ønsker å endre formen på komponenten, må nye stanseformer lages for pressen, og dette gjør end-ringen kostbar.

U.S. patent 5 800 024 beskriver bakhjulsoppheng for kjøre-tøyer laget av aluminium. Flere av de viste utførelser lages av aluminiumprofiler, omfattende et antall individuelle delkomponenter sveiset sammen til det endelige produkt. Ulempen med denne teknikken er at produksjonen blir mer komplisert og krever en meget nøyaktig forming og sveising av hver individuell delkomponent. Delkomponentene må formes meget nøyaktig hvis en automatisert produksjonslinje skal benyttes. Dette gjelder også for mindre viktige deler av konstruksjonen, det vil si delkomponenter som vil oppleve lite belastning eller ikke omfatter braketter og fester osv. Videre er sveising av aluminium en vanskelig operasjon som må utføres i en inert atmosfære. Sveising av belastede komponenter er generelt uønsket ettersom strukturen til ma-terialet blir endret og komponentene blir svekket og mindre motstandsdyktige mot korrosjon. For å kompensere for denne svekkingen må dimensjonene, det vil si veggtykkelsen, økes. Slik tapes noe av den fordelaktige vektreduksjon ved bruk av aluminium.

U.S. patent 6 060 445 beskriver en bærearm produsert ved hydroforming. I en hydroformingsprosess blir et langstrakt hult rør, som kan være av aluminium, lukket i begge ender, plassert i en hydroformingspresse med en pressformer, hvor-på røret fylles med en hydraulisk væske. Røret vil ekspan-dere under trykket fra den hydrauliske væske og få en form definert av pressformene. Hovedfordelen ved denne prosess er at produktet vil få en meget nøyaktig form. Imidlertid er det også noen ulemper. Bare profiler med vegger av jevn tykkelse kan benyttes, ellers vil det oppstå lokalisert flyt av materiale. Av samme årsak må monteringsflenser på profilen unngås. Monteringsdetaljer, slik som foringer, må sveises inn i profilen. Imidlertid er den største ulempen de høye produksjonskostnadene.

En bilfabrikant BMW (Bayerische Motoren Werke, Tyskland) benytter i dag produksjonsmetodene beskrevet ovenfor i noen av sine modeller. Opphengskomponenter blir satt sammen av flere individuelle delstykker. For å oppnå den nødvendige nøyaktighet for automatisert sveising blir noen av delene produsert ved hydroforming. Imidlertid vil kostnaden av opphengskomponenter produsert på denne måten hindre en mer utbredt bruk.

Aluminiumsbærearmer har også blitt laget som støpte/smidde aluminiumskomponenter. Dette er noen ganger en god løsning når komponenter med en kompleks form er involvert. Imidlertid er ulempen mer begrenset regulert vektreduksjon når formen må være massiv. En annen ulempe er at egenskapene til materialer benyttet i støpte/smidde prosesser generelt er dårligere på grunn av "korte" kornstrukturer i disse ma-terialene .

Kortfattet beskrivelse av oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse har som sin hensikt å tilveie-bringe en bærearm for bruk i hjulopphengsenheter for biler som har nær optimal lett vekt, laget fra et stykke, har ingen sveisesømmer, har en aerodynamisk form som hindrer oppsamling av møkk og er motstandsdyktig mot korrosjon. En ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnelse er å til-veiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av opphengskomponenter for biler som bruker rimeligere verktøy enn tradisjonelle fremgangsmåter, hvilke verktøy enkelt kan justeres for å passe endringer i formen av den produserte komponent, og som bare benytter én produksjonslinje.

Disse og andre hensikter oppnås med en bærearm ifølge det vedføyde patentkrav 1, og en fremgangsmåte for dens fremstilling ifølge krav 3.

I korthet vedrører foreliggende oppfinnelse en bærearm laget fra en ekstrudert aluminiumsprofil med en form og vari-abel veggtykkelse som gjør den enkel å forme, som har god ytelse vedrørende vekt, som har en lukket form uten noen unødvendige åpninger, som kan produseres i en enkelt produksjonslinje ved bruk av standard maskineri og en begrenset verktøypakke for strekking, bøying og forming.

Tegninger

Figur 1 viser den samlede form av den inventive bærearm i snitt sett fra siden (A) og i snitt sett ovenfra (C), så vel som i tverrsnitt langs linjene a-b (B) og c-d (D), res-pektivt . Figur 2 viser et element fra den gaffelformede ende av bærearmen med dens korresponderende tverrsnitt. Figur 3 viser elementer fra den andre enden av bærearmen, med korresponderende tverrsnitt. Figur 4 viser hvordan bærearmen er innrettet for å holde en fjær når den er montert i opphengsenheten i en bil. Figur 5 viser elementer av bærearmen vedrørende dens spesi-elle form for å avvise snø og vann, og å unngå oppbygging av møkk.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Figur 1 viser en oversikt over den inventive bærearm. Armen er i form av en bøyd bjelke med en gaffel i den ene enden. Armen har i sin sentrale del (langs linjen C - D i figuren) en ekspandert del ved den øvre overflate. Denne del av armen er ment å understøtte en fjær. En koppformet del, inn-satt i et hull i armen er innrettet til å holde fjæren på plass. Den andre enden av armen har en smal form for å passe til et korresponderende støttepunkt på bilen.

Armen er laget fra en lukket profil av høystyrke aluminium. Profilen kuttes til sin passende lengde, og formes ved strekking, bøying, pressing og stansing. Åpninger i konstruksjonen, lik de ved gaffelenden, blir skåret ut. Annet overflødig materiale kuttes vekk for å definere den ytre form av armen i området ment å understøtte fjæren. Huller stanses ut i armen, og endelig blir den koppformede del satt inn i sitt korresponderende hull.

Armen produseres ved en kald prosess, unngår oppheting, smiing eller sveising og involverer bare standard maskineri. Slik blir kostbare presser unngått. I tillegg, på grunn av de korrosjonsmotstandsdyktige egenskaper ved aluminiums-materialet, er lakkering eller annen overflatebehandling unødvendig. Til sammen resulterer dette i en fremstillings-prosess som involverer en enkelt produksjonslinje. Frem-st illingsprosessen er enkel og hurtig å endre, for eksempel hvis det er ønskelig å endre formen og tverrsnittet av armen.

Selve profilen er utformet på en slik måte at den samtidig som den har et vektoptimalisert tverrsnitt, også har en form som med enkel pressing og kutting produserer en passende utformet gaffel i en ende {figur 2), et feste for en kopp i den sentrale del (figur 3), og en støtteflate for en helisk fjær (figur 4).

Ettersom armen er utformet på en slik måte at bare lokalisert forming i hver ende er påkrevd, får bærearmen "rene" glatte overflater. I tillegg har råprofilet et tverrsnitt med en særlig utformet ribbe. Ribben er utformet for å ret-te strømmen av luft rundt bærearmen på en slik måte at vann og snø "slites" vekk fra armen og ikke ledes mot hjulet

(figur 5). Vann/snø ledes rundt armen inntil det møter ribben, som har en kant hvor vannet forlater armen. Kanten har en funksjon tilsvarende vannbrettet under et vindu.

Bærearmer blir normalt montert med en skrå vinkel i forhold til hjulet, som har den effekt å lede vann og smuss mot hjulhuset.

Den inventive form på bærearmen hindrer vann fra å ledes langs armen (figur 5).

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en bærearm for et hjuloppheng i en bil, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: - å frembringe armen fra ett enkelt stykke av en hul lukket profil av høystyrke ekstrudert aluminium, - å forme profilen, ved bruk av en ekstern, kald prosess som involverer de i og for seg kjente fremgangsmåter strekkbøying, pressing, kutting og stansing.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at armen frembringes fra en profil hvor tilliggende vegger er av forskjellig tykkelse.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at armen frembringes fra en profil av trapesoidetverrsnitt, med en bunnvegg, ikke-parallelle sidevegger og en toppvegg som er parallell med bunnveggen og av bredere dimensjoner enn nevnte bunnvegg, og med flenser på begge sider av profilen i forleng-elsen av nevnte toppvegg, hvilke flenser definerer den mak-simale bredde av den endelige arm.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3 karakterisert ved at armen frembringes fra en profil hvor topp- og bunnveggene er av mindre tykkelse enn sideveggene.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4 karakterisert ved at nevnte flenser formes for å danne en understøttelsesflate for en fjær, en første ende av profilen presses og åpninger kuttes for å danne en gaffel, lokalisert press påføres en andre ende av profilen for å avsraalne formen til å passe et korresponderende understøttelsespunkt på bilen, og huller stanses ut i armen.

6. Bærearm for bruk i hjulopphenget i en bil, karakterisert ved at armen frembringes ved en fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5.

7. Bærearm ifølge krav 6, karakterisert ved at armen omfatter en ribbe på sin ytre overflate for å lede vekk luft, vann og snø.