[发明专利]通过摩擦焊制造商用车的底盘部件的方法以及对应的轮轴单元

说明书

技术领域

本发明涉及制造商用车的底盘部件的方法以及使用该方法制造的轮轴单元。

背景技术

在本领域中已知的方法中，主要通过使用诸如气焊或电弧焊等已知焊接技术，采用物质对物质接合来将围成柱状表面的元件彼此永久地固定。这些方法的缺点是，在大部分情况下，所选择的热输入导致在材料中的危险的热应力。在本领域中，还有已知的各种摩擦焊方法，其中在摩擦焊期间通过楔子或椎体来加宽柱状主体，且将待安装的元件摩擦焊接在柱状主体的加宽部处。该方法的缺点一方面在于必须使柱状主体变形，且另一方面仅在壁厚较小的情况下才可加宽柱状主体。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于制造底盘部件的方法，在该方法中，在各个元件之间建立焊接而不用考虑它们的壁厚。

本发明的目的是通过根据权利要求1的方法和根据权利要求10的轮轴单元来实现的。进一步的优点和特征通过从属权利要求会变得明显，其中，作为用于制造底盘部件的方法的从属权利要求的主题的特征还可自然而然地用于更详细地描述和表征轮轴单元。

根据本发明，用于制造商用车的底盘部件的方法包括下列步骤：设置第一元件或部件和第二元件或部件，其中，所述第一元件具有第一接触区，所述第一接触区设计为基本上关于转轴旋转对称，且其中所述第二元件具有第二接触区，所述第二接触区是弯曲的并与所述第一接触区相对地布置；使所述元件之一相对于各自的另一元件关于转轴旋转；使所述元件彼此按压，以在所述第二接触区和所述第一接触区之间产生摩擦，并在所述第一接触区和所述第二接触区中产生部分熔化；以及延缓所述元件相对于彼此的旋转，其中，所述部分熔化的区域转变成固态，且在所述第一元件和所述第二元件之间建立焊接。在第一方法步骤中，设置有第一元件和第二元件，其中，每个元件包括接触区，且其中所述第一元件在其第一接触区中设计为关于转轴基本上旋转对称。优选地，所述第一元件是商用车的轮轴，其中，所述轮轴沿所述转轴具有它的最大长度并优选地包括一个以上第一接触区，所述一个以上第一接触区设计为关于所述转轴基本上旋转对称。所述第二元件包括第二接触区，所述第二接触区是弯曲的并与所述第一接触区相对地布置，使得所述第二接触区基本上弯曲的轴指向所述第一接触区的方向。换句话说，所述第二接触区被布置为使得它的弯曲侧或表面至少部分地围绕所述第一接触区。根据本发明，所述两个元件关于所述转轴相对于彼此旋转。优选的是，使只有所述第一元件旋转而保持所述第二元件不动。具体地说，如果所述第一元件特别重或特别大或具有复杂的几何结构而难以旋转，还可优选的是，所述第二元件关于所述第一元件旋转，其中所述第一元件保持不动。所述两个元件相对于彼此旋转的速度以及稍后作用于所述元件之间的压缩力或接触力一起提供或决定所述第一接触区和所述第二接触区之间产生的温度，作用于所述元件之间的压缩力或接触力进而在所述元件的两个接触区之间引起压缩力，所述温度进而导致所述第一元件和/或所述第二元件的材料的部分熔化。这里，旋转的速度可不太快，以不引起过度的摩擦和因而过高的温度，所述过度的摩擦和过高的温度进而可导致受干扰的结构，或例如导致诸如碳等合金元素的结垢，或导致所述第一元件和第二元件的材料的过多的部分熔化。优选的是，至少所述元件之一的材料转变成柔软的或可塑的状态。在使所述元件相对于彼此旋转且到达期望的旋转速度之后，部件朝着彼此移动并且彼此按压。这里，由于元件的旋转，并且由于两个接触区相对于彼此移动，所述第一接触区与所述第二接触区相接触且在两个接触区之间存在摩擦。在接触区的发生摩擦的区域中，所述第一元件和所述第二元件相对于彼此的动能被转换成热能，其中，所述热能的输入分别导致两个接触区的材料和两个元件的材料中的温度升高。优选地，温度的升高大到足以使得发生部分熔化，即达到元件之一的制备材料的熔化温度。如果元件由具有不同熔化温度的不同材料组成，假如元件之一、即具有较低熔化温度的元件在某一区域中部分熔化，且另一个元件、即具有较高熔化温度的元件仅通过达到流动温度而进入流动范围，然而由于可在部分熔化的第一元件和没有部分熔化的第二元件之间建立焊接，这通常足够了。因此，摩擦焊特别地适于将使用不同的制备材料制成的元件焊接到一起。在两个接触区、即第一接触区和第二接触区之间产生充足的部分熔化之后，元件相当于彼此的旋转放缓，即相对的旋转速度降低。这里优选的是，旋转速度到达值0，即在完成方法或步骤之后，两个元件在它们彼此固定的位置不再相对于彼此移动。还可优选的是，在所述第一接触区和所述第二接触区之间发生第一接触的时候已降低所述元件相对于彼此的旋转，并且当所述两个接触区之间发生部分熔化的时候已继续地降低所述元件相对于彼此的旋转。此优选的示例是惯性摩擦焊，其中，使两个元件具有相对于彼此的某一速度，且可通过固定到所述第一元件和/或第二元件的飞轮质量获得某一动能，所述动能在摩擦焊期间被转换成热能，其中，所述旋转从所述两个元件的第一接触的时刻开始被不断地放缓，且所述动能被不断地转换成热能，直到所述动能使用完为止，且所述两个部件已被对准，并在相对于彼此的正确位置处被焊接在一起。因为所述两个接触区上的一致的热输入，因温度应力而产生的材料变形被最小化，所以通过本发明的方法建立的位于所述第一元件和所述第二元件之间的焊接的质量特别高。此外，在所述两个元件或所述两个接触区分别相对于彼此的第一接触期间，元件上的可能干扰的氧化层被切掉或擦掉或磨掉，且可在接合面处获得高度一致的结构，而几乎没有异物的干扰加入。