(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 166185 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 291821 (22) Data zgłoszenia: 25.09.1991 (51) Int.Cl.5: B21D 53/88 B60G 3/00 (54) Sposób wykonania wspornika zawieszenia przedniego pojazdu silnikowego (30) Pierwszeństwo: (73) Uprawniony z patentu: 25.09.1990,IT,67715 A90 FIAT AUTO S.p.A., Turyn, IT (43) Zgłoszenie ogłoszono: (72) Twórca wynalazku: 21.04.1992 BUP 08/92 Renato Ravizza, Moncalieri, IT (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (74) Pełnomocnik: 28.04.1995 WUP 04/95 PHZ POLSERVICE PL 166185 B 1 (57) 1. Sposób wykonania w spornika zawieszenia przedniego pojazdu silnikowego, który to wspornik zawiera gniazdo nadające się do podpierania łożysk zwrotnicy przedniego koła i płytę nadającą się do podpierania szczęki ham ulca tarczowego, znamienny tym, że za pomocą operacji obróbki plastycznej kształtuje się z metalowej blachy wsporcze ram ię nadające się do mocowania go do zawieszenia pojazdu i zaopatrzone w zasadniczo płaskościenną część (16), w której wykonany jest pierwszy otwór (17) oraz, że za pomocą operacji obróbki plastycznej kształtuje się płytę (5) nadającą się do podpierania szczęk ham ulca tarczowego i zaopatrzoną w drugą płaskościenną część (18), w której wykonany jest drugi otwór (19), a także kształtuje się tuleję (14) mającą gniazdo (2) dla łożysk zwrotnicy (4), przy czym zewnętrzna powierzchnia tulei (14) m a część o średnicy mniejszej od średnicy tych otworów (17, 19), zaś drugą płaskościenną część (18) płyty (5) doprowadza się do styku z pierwszą płaskościenną częścią (16) wsporczego ramienia (13), a następnie umieszcza się tuleję (14) w otworach (17, 19) i spawa się razem płytę (5), ramię (13) i tuleję (14) za pomocą lasera. Fig 2

Sposób wykonania wspornika zawieszenia przedniego pojazdu silnikowego Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wykonania wspornika zawieszenia przedniego pojazdu silnikowego, który to wspornik zawiera gniazdo nadające się do podpierania łożysk zwrotnicy przedniego koła i płytę nadającą się do podpierania szczęki hamulca tarczowego, znam ienny tym, że za pomocą operacji obróbki plastycznej kształtuje się z metalowej blachy wsporcze ramię nadające się do mocowania go do zawieszenia pojazdu i zaopatrzone w zasadniczo płaskościenną część (16), w której wykonany jest pierwszy otwór (17) oraz, że za pomocą operacji obróbki plastycznej kształtuje się płytę (5) nadającą się do podpierania szczęk hamulca tarczowego i zaopatrzoną w drugą płaskościenną część (18), w której wykonany jest drugi otwór (19), a także kształtuje się tuleję (14) mającą gniazdo (2) dla łożysk zwrotnicy (4), przy czym zewnętrzna powierzchnia tulei (14) ma część o średnicy mniejszej od średnicy tych otworów (17, 19), zaś drugą płaskościenną część (18) płyty (5) doprowadza się do styku z pierwszą płaskościenną częścią (16) wsporczego ramienia (13), a następnie umieszcza się tuleję (14) w otworach (17, 19) i spawa się razem płytę (5), ramię (13) i tuleję (14) za pomocą lasera. 2. Sposób według zastrz. 1, znam ienny tym, że zawiera przynajmniej pierwszą fazę dla tworzenia, za pomocą spawania laserowego, przynajmniej pierwszego ściegu (21), spoiny pomiędzy tuleją (14) i wsporczym ramieniem (13), drugą fazę dla tworzenia, za pomocą spawania laserowego, przynajmniej drugiego ściegu (26) spoiny pomiędzy tuleją (14) i płytą (5) i trzecią fazę dla utworzenia, za pomocą spawania, przynajmniej trzeciego ściegu (28) pomiędzy płytą (5) i wsporczym ramieniem (13). 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znam ienny tym, że obejmuje czwartą fazę, którą przeprowadza się po pierwszej fazie, i w której płytę (5), w celu jej właściwego usytuowania w stosunku do wsporczego ramienia (13) podczas drugiej fazy, łączy się za pomocą zgrzewania garbowego ze wsporczym ramieniem (13) za pomocą stref (23) zgrzewania o bardzo ograniczonej powierzchni. 4. Sposób według zastrz. 2, znam ienny tym, że pierwszy ścieg (21) spoiny tworzy się pomiędzy zewnętrzną powierzchnią tulei (14) i powierzchnią otworu (17) wsporczego ram ienia (13). 5. Sposób według zastrz. 2, znam ienny tym, że drugi ścieg (26) spoiny tworzy się pomiędzy zewnętrzną powierzchnią tulei (14) i powierzchnią otworu (19) płyty (5). 6. Sposób według zastrz. 2, znam ienny tym, że podczas trzeciej fazy płytę (5) mocuje się za pomocą spawania laserowego, do wsporczego ramienia (13). 7. Sposób według zastrz. 6, znam ienny tym, że trzeci ścieg (28) spoiny, wykonywany podczas trzeciej fazy, otrzymuje się powodując stopienie materiału we wcześniej wyznaczonych strefach zasadniczo płaskościennych części (1 6, 18) płyty (5) i wsporczego ramienia (13). 8. Sposób według zastrz. 1, znam ienny tym, że podczas trzeciej fazy płytę (5) mocuje się do wsporczego ramienia (13) za pomocą spawania łukowego. 9. Sposób według zastrz. 8, znam ienny tym, że trzeci ścieg (31) spoiny, wykonywany podczas trzeciej fazy, formuje się pomiędzy częściami zewnętrznej krawędzi (32) płyty (5) i powierzchnią (33) wsporczego ramienia (13) usytuowaną naprzeciw płyty. 10. Sposób według zastrz. 3, znam ienny tym, że strefy (23) spawania, wykonane podczas czwartej fazy są usytuowane pomiędzy zasadniczo płaskościennymi częściami (1 6, 18) płyty (5) i wsporczym ramieniem (13). 11. Sposób według zastrz. 1, znam ienny tym, że na zewnętrznej powierzchni tulei (14) wykonuje się obwodowy występ (20) umożliwiający ustawienie tulei (14) na wsporniku (13). 12. Sposób według zastrz. 1, znam ienny tym, że wsporcze ramię (13) kształtuje się w taki sposób, aby uzyskać płaskościenną część (34) zaopatrzoną w otwór (35) i zasadniczo prostopadłą

166 185 3 do płaskościennej części (16), przy czym w otworze (35) umieszcza się tuleję (36) umożliwiającą zamocowanie sworznia (40), przy czym tuleja (36) jest zaopatrzona w obwodowy występ (37) umożliwiający osadzenie na płaskościennej części (34) i mocowany do niej ściegiem (38) spoiny wykonanym za pomocą spawania laserowego. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonania wspornika zawieszenia przedniego pojazdu silnikowego zawierającego zasadniczo gniazdo umożliwiające obsadzenie łożysk zwrotnicy i płytę umożliwiającą podparcie szczęki hamulca tarczowego. Znane wsporniki tego typu są zazwyczaj wykonywane za pomocą odlewania z żeliwa odpowiedniej półobrobionej części, która następnie poddawana jest operacjom obróbki wykańczającej, w szczególności aby otrzymać wymienione gniazdo do obsady łożysk. Płyta podpierająca szczęki hamulca tarczowego jest zazwyczaj połączona śrubami z wymienioną półobrobioną częścią. Ten sposób wykonania jest dość skomplikowany i wymagający wielu faz obróbki, a wykonane tak wsporniki są ciężkie i drogie. Inny sposób polega na tym, że wspornik otrzymuje się przez mocowanie do wsporczego ramienia, wykonanego z metalowej blachy za pomocą obróbki plastycznej, odpowiedniej płyty podpierającej szczęki hamulca tarczowego, także wykonanej za pomocą obróbki plastycznej. Do tego wsporczego ramienia jest potem mocowany, zazwyczaj śrubami, kołnierz zewnętrznego pierścienia specjalnego typu łożyska tocznego. Pierścienie wewnętrzny i zewnętrzny tego łożyska zaopatrzone są w kołnierze, z których jeden mocowany jest do hamulca tarczowego i obręczy, a drugi do wsporczego ramienia. Wykonane za pomocą tego sposobu wsporniki są z uwagi na konieczność zastosowania skomplikowanego, specjalnie do tego celu konstruowanego łożyska, drogie. Jeszcze inny sposób polega na tym, że wsporcze ramię, płyta podpierająca szczęki hamulca tarczowego i tuleja podpierająca łożyska zwrotnicy są wykonywane osobno. Części te są potem łączone za pomocą spawania łukowego. Wsporniki wykonane za pomocą tego sposobu nie są dokładnie ukształtowane ani wymiarowane, z uwagi na znaczne deformacje, jakim ulegają podczas spawania łukowego. Spawanie powoduje ogrzewanie łączonych razem części, deformujące je i wywołujące w nich anormalne naprężenia. Poza tym wsporniki wykonane tym sposobem, aby uzyskały kształty i wymiary konstrukcyjne, wymagają zazwyczaj dalszej obróbki skrawaniem. Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wykonania wspornika przedniego zawieszenia pojazdu mechanicznego, który umożliwi wyeliminowanie wymienionych niedogodności i za pomocą którego, w szczególności, można wykonać wspornik o prostej budowie, którego kształt i wymiary dokładnie odpowiadają wymiarom konstrukcyjnym. Cele te osiągnięto za pomocą sposobu wykonania wspornika zawieszenia przedniego pojazdu silnikowego, który to wspornik zasadniczo zawiera gniazdo nadające się do podpierania łożysk zwrotnicy i płytę nadającą się do podpierania szczęki hamulca tarczowego, wyróżniającego się tym, że za pomocą operacji obróbki plastycznej kształtuje się z metalowej blachy wsporcze ramię, które może być mocowane do zawieszenia i zaopatrzone jest w pierwszą zasadniczo płaskościenną część, w której wykonany jest pierwszy otwór oraz że za pomocą operacji obróbki plastycznej kształtuje się płytę nadającą się do podpierania szczęki hamulca tarczowego i zaopatrzoną w drugą płaskościenną część, w której otrzymuje się drugi otwór, a także kształtuje się tuleję mającą gniazdo dla łożysk zwrotnicy, przy czym zewnętrzna powierzchnia tulei posiada część o średnicy mniejszej od średnicy tych otworów. Następnie drugą płaskościenną część płyty doprowadza się do styku z pierwszą płaskościenną częścią wsporczego ramienia, umieszcza się tuleję w otworach i spawa się razem płytę, ramię i tuleję za pomocą lasera. Sposób zawiera przynajmniej pierwszą fazę dla tworzenia, za pomocą spawania laserowego, przynajmniej pierwszego ściegu spoiny pomiędzy tuleją i wsporczym ramieniem, drugą fazę

4 166 185 dla tworzenia, za pomocą spawania laserowego, przynajmniej drugiego ściegu spoiny pomiędzy tuleją i płytą i trzecią fazę dla tworzenia, za pomocą spawania, przynajmniej trzeciego ściegu pomiędzy płytą i wsporczym ramieniem. Sposób obejmuje czwartą fazę, którą przeprowadza się po pierwszej fazie i w której płytę w celu jej właściwego usytuowania w stosunku do wsporczego ramienia podczas drugiej fazy, łączy się za pomocą zgrzewania garbowego ze wsporczym ramieniem za pomocą stref zgrzewania o bardzo ograniczonej powierzchni. Pierwszy ścieg spoiny tworzy się pomiędzy zewnętrzną powierzchnią tulei i powierzchnią otworu wsporczego ramienia. Drugi ścieg spoiny tworzy się pomiędzy zewnętrzną powierzchnią tulei i powierzchnią otworu płyty. Podczas trzeciej fazy płytę mocuje się za pomocą spawania laserowego, do wsporczego ramienia. Trzeci ścieg spoiny, wykonywany podczas trzeciej fazy, otrzymuje się powodując stopienie materiału we wcześniej wyznaczonych strefach zasadniczo płaskościennych części płyty i wsporczego ramienia. Podczas trzeciej fazy płytę mocuje się wsporczego ramienia za pomocą spawania łukowego. Trzeci ścieg spoiny wykonywany podczas trzeciej fazy, korzystnie formuje się pomiędzy częściami zewnętrznymi krawędzi płyty i powierzchnią wsporczego ramienia usytuowaną naprzeciw płyty. Strefy spawania wykonane podczas czwartej fazy są usytuowane pomiędzy zasadniczo płaskościennymi częściami płyty i wsporczym ramieniem. Na zewnętrznej powierzchni tulei wykonuje się korzystnie obwodowy występ umożliwiający ustawienie tulei na wsporniku. Wsporcze ramię kształtuje się w taki sposób, aby uzyskać płaskościenną część zaopatrzoną w otwór i zasadniczo prostopadłą do pierwszej płaskościennej części, przy czym w otworze umieszcza się tuleję umożliwiającą zamocowanie sworznia, przy czym tuleja jest zaopatrzona w obwodowy występ umożliwiający osadzenie na płaskościennej części i mocowany do niej ściegiem spoiny wykonanym za pomocą spawania laserowego. Sposób według wynalazku zostanie wyjaśniony przykładowo w oparciu o urządzenie przedstawione na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wspornika wykonanego sposobem według wynalazku, na którym zamontowana jest przednia zwrotnica pojazdu mechanicznego, fig. 2 przedstawia przekrój pionowy wspornika wykonanego sposobem według wynalazku, fig. 3, 4, 6, 7 przedstawiają przekroje zespołów otrzymanych poprzez połączenie razem niektórych części wspornika podczas różnych faz sposobu według wynalazku, fig. 5 i 8 przedstawiają wspornik w widoku, a fig. 9 przedstawia przekrój innego wspornika wykonanego sposobem według wynalazku, który różni się od wspornika z fig. 2 kształtem płyty podpierającej szczęki hamulca tarczowego. Sposób według wynalazku przeznaczony jest do wykonywania wspornika zawieszenia przedniego koła 1(fig. 1) pojazdu mechanicznego. Jak wiadomo wspornik tego typu zasadniczo zawiera gniazdo 2 umożliwiające podpieranie łożysk 3 zwrotnicy 4 koła 1 i płytę 5 umożliwiającą podparcie szczęki (nie pokazana) hamulca tarczowego, którego tarcza 6, zamocowana do koła 1, jest uwidoczniona na fig. 1. Jak pokazano na fig. 1, zwrotnica 4 stanowi jeden element z czaszą kulistego przegubu równobieżnego i jest złączona, za pomocą połączenia wielowypustowego, z tuleją 8 zaopatrzoną w kołnierz 9, do którego zamocowane są, za pomocą śrub 10, tarcza 6 i obręcz 6a koła 1. Jak uwidoczniono na fig. 2, która przedstawia pionowy przekrój wspornika wykonanego sposobem według wynalazku, zawiera on zasadniczo wsporcze ramię 13, którego górne zakończenie może być połączone z zawieszeniem pojazdu, płytę 5 i tuleję 14, wewnątrz której wykonano uprzednio wymienione gniazdo 2. Zgodnie z niniejszym sposobem, wsporcze ramię 13 wykonuje się z metalowej blachy za pomocą obróbki plastycznej. Zasadniczo zawiera ono pierwszą zasadniczo płaskościenną część 16, w której wykonany jest pierwszy otwór 17. Płyta 5 jest także wykonywana z metalowej blachy za pomocą obróbki plastycznej i ma drugą płaskościenną część 18 o płaskiej powierzchni,

166 185 5 w której to części wykonany jest otwór 19. Tuleję 14 wykonuje się za pomocą wyciskania lub skrawania albo kombinacji obu tych procesów i ma ona na swojej zewnętrznej powierzchni fragmenty o średnicy mniejszej od średnicy otworów 17 i 19, tak, że może ona być, przynajmniej częściowo, wewnątrz nich umieszczona, jak pokazano na fig. 2. Tuleję 14 umieszcza się w otworze 17 wsporczego ramienia 13, jak pokazano na fig. 3. Korzystnie, tuleja zaopatrzona jest w obwodowy występ 20, na którym opiera się płaskościenna część 16. Następnie tuleję mocuje się do wsporczego ramienia 13 ściegiem 21 spoiny wykonanym za pomocą laserowej wiązki 22. Potem płaskościenną część 18 płyty 5 doprowadza się do styku z płaskościenną częścią 16 wsporczego ramienia 13, jak pokazano na fig. 4. W tym układzie otwór 19 w płycie 5 jest złączony z zewnętrzną powierzchnią tulei 14. W celu właściwego usytuowania płyty względem ramienia jest ona z nim łączona strefami 23 zgrzewania o małej powierzchni. Korzystnie wymienione strefy składają się z małej ilości zgrzein wykonanych za pomocą zgrzewania garbowego. Otrzymane w ten sposób strefy 23 mogą być rozłożone lub usytuowane w taki sposób jak schematycznie pokazano na fig. 5, na której płyta 5 i wsporcze ramię 13 pokazane są w widoku od przodu. Potem wykonuje się następny ścieg 26 spoiny (fig. 6) pomiędzy zewnętrzną powierzchnię tulei 14 i wewnętrzną powierzchnią otworu 19 w płycie 5. Ścieg ten wykonuje się za pomocą laserowej wiązki 27. Płytę 5 także mocuje się do wsporczego ramienia 13 za pomocą ściegu spoiny, który w postaci sposobu przedstawionej na fig. 7 ma oznaczenie 28. Według tej postaci sposobu wymieniony ścieg 28 wykonuje się za pomocą laserowej wiązki 29, którą kieruje się na zasadniczo płaską część płaskościennej ścianki 16 płyty 5, tak aby spowodować lokalne stopienie podpierającej płaskościennej części 18. W ten sposób mogą, na przykład, być wykonane dwa ściegi 28 spoin (fig. 8), usytuowane symetrycznie w stosunku do osi otworów 17 i 19. Za pomocą opisanego sposobu otrzymuje się więc wspornik, jaki pokazano na fig. 2, w którym tuleję 14 mocuje się za pomocą ściegu 21 spoiny, do wsporczego ramienia 13 i za pomocą ściegu 26 do płyty 5, a płytę 5 mocuje się do wspornika za pomocą ściegu 28. W ten sposób otrzymuje się konstrukcję o bardzo wysokiej mechanicznej wytrzymałości, której poszczególne elementy: wsporcze ramię 13, płyta 5 i tuleja 14 nie podlegają deformacji ani wykrzywieniu podczas procesu spawania laserowego. Sposób według wynalazku może być także stosowany w celu otrzymania takiego wspornika, jaki pokazano na fig. 9, który zaopatrzony jest w płytę 5 o trochę innej konstrukcji niż pokazano na fig. 2. Jest ona o wiele grubsza od płyty z poprzednich figur i zasadniczo zawiera pierścieniową część 30, z której wystają dwa ramiona (nie pokazane) umożliwiające podpieranie szczęk hamulca tarczowego. Płyta taka może być wykonana z metalowej blachy za pomocą prostej operacji tłoczenia lub też jakimkolwiek innym sposobem. Aby otrzymać wspornik według fig. 9 realizuje się wszystkie fazy opisane w odniesieniu do fig. 2 z wyjątkiem tej, w której wykonuje się ścieg 23 spoiny (fig. 4). Ścieg ten 23 mocujący płytę 5 do wsporczego ramienia 13, zastąpiono ściegiem 31 (fig. 9), który jest formowany pomiędzy zewnętrzną krawędzią 32 pierścieniowej części 30 płyty 5 i zewnętrzną powierzchnią 33 wsporczego ramienia 13. Ścieg 31 spoiny wykonuje się za pomocą spawania łukowego. Podczas fazy, w której wykonuje się ścieg 31, z uwagi na jego usytuowanie, nie powstają w poszczególnych częściach wspornika żadne znaczące odkształcenia, przy czym ścieg może być ciągły lub, korzystniej, składać się z krótkich odcinków. Zgodnie z niniejszym sposobem według wynalazku korzystnie, lecz nie koniecznie, wsporcze ramię 13 kształtuje się tak, aby uzyskać na nim drugą część 34 o płaskiej powierzchni, zasadniczo prostopadłą do płaskościennej części 18, zawierającą otwór 35, wewnątrz którego um ieszcza się tuleję 36 zaopatrzoną w obw odow y występ 37 umożliwiający osadzenie jej w wymienionej ściance. Zgodnie ze sposobem według wynalazku tuleję 36 mocuje się do wsporczego ramienia 13 za pomocą ściegu 38 spoiny wykonywanego za pomocą laserowej wiązki 39. Oczywistym jest, że fazy opisanego sposobu mogą być modyfikowane bez przekraczania zakresu wynalazku.

166 185

Fig. 2 166 185

166 185 Fig. 3 Fig. 4

166 185 Fig. 5 Fig. 8

166 185 Fig. 6 Fig. 7

Fig. 9 166 185

166 185 Fig.1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.