專利名稱：載重汽車支承架最好是u形的型鋼梁尤其是車架縱梁及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于載重汽車支承架的最好是U形的型鋼梁尤其是車架縱梁，它有一塊沿縱向延伸的中間腹板，中間腹板至少在一側(cè)有至少一個折角的成型彎邊，此型鋼梁制有至少一個彎折，以及本發(fā)明還涉及一種制造此型鋼梁的方法。
這樣一種在形式上為用于載重汽車支承架的車架縱梁的型鋼梁是眾所周知的。車架縱梁有一塊在裝配狀態(tài)垂直的中間腹板，以及有一個設(shè)計為成型彎邊的上側(cè)凸緣和一個同樣設(shè)計為成型彎邊的底側(cè)凸緣。車架縱梁由一整塊鋼板通過各種壓制和彎曲工序成型。尤其在支承架的軸所在區(qū)內(nèi)，為了提供足夠的軸和車輪的自由行程，可能有必要在車架縱梁上沿汽車高度方向或橫向制有相應(yīng)的彎折。通過將鋼板變形為帶彎折的型鋼梁，在彎折區(qū)形成大的材料變形和內(nèi)應(yīng)力。這種材料變形和內(nèi)應(yīng)力在長期連續(xù)不斷的交變荷載下可能成為裂紋的起因，從而縮短了支承架的使用壽命。
本發(fā)明的目的是創(chuàng)造前言所述類型的型鋼梁及其制造方法，為的是可靠地避免在彎折區(qū)內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力和材料變形，并為延長型鋼梁的使用壽命提供有利的前提條件。
對于型鋼梁為達(dá)到此目的采取的措施是，中間腹板和至少一個成型彎邊設(shè)計為單獨(dú)加工和互相剛性連接的構(gòu)件，其中，中間腹板設(shè)計成板狀并在至少一個彎折的高度處相應(yīng)地彎曲；以及，至少一個的成型彎邊設(shè)計為沿型鋼梁全長連續(xù)的整體坯料，它有一個依隨至少一個彎折延伸的連續(xù)的橫擋以及有多塊互相鄰接并在中間腹板彎折區(qū)彼此分開的連接板；連接板折彎成垂直于橫擋并與中間腹板相關(guān)的縱側(cè)剛性連接。通過將型鋼梁分為中間腹板和成型彎邊，可以獲得彎折并且它們不會導(dǎo)致型鋼梁的內(nèi)應(yīng)力和材料變形。按本發(fā)明，分開的構(gòu)件分別只通過簡單的直線形折邊成形，折邊位于不同的和互相協(xié)調(diào)一致的水平面或垂直面上，接著將分開的構(gòu)件組合在一起。此外，將中間腹板與成型彎邊分開，有可能使這些構(gòu)件采用不同的材料或/和材料厚度，其中尤其是中間腹板可以使用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。按本發(fā)明的方案尤其適用于車架縱梁。然而此型鋼梁在該車架縱梁的彎折區(qū)也可以設(shè)計為角形插入件的形式。采用按本發(fā)明的方案延長了型鋼梁的壽命。此外，由于僅僅使用簡單的工具所以顯著簡化了制造。具體而言只需要材料切割設(shè)備和彎邊設(shè)備。因此提高了當(dāng)型鋼梁尤其車架縱梁有各種改型時的適應(yīng)性。
按本發(fā)明的設(shè)計，中間腹板至少在一個縱側(cè)制有至少一個縮入；有關(guān)的成型彎邊的橫擋在縮入所在區(qū)相應(yīng)地彎曲；以及，有關(guān)的連接板與縮入的長度相匹配。因此進(jìn)一步改善了型鋼梁的成形，無須為此支付更多的費(fèi)用。
在本發(fā)明的另一項設(shè)計中，中間腹板和至少一個的成型彎邊用不同的材料制造。在這種情況下，尤其是在工作中主要受剪切荷載的中間腹板可尤其是采用鋁或鎂。至少一個的成型彎邊最好用薄鋼板制造。
在本發(fā)明的另一項設(shè)計中，至少一個的成型彎邊通過許多沿型鋼梁長度分布的緊固件尤其是鉚接或螺釘連接裝置與中間腹板剛性地連接。這是一種非?？煽康倪B接型式，與熔焊或釬焊連接不同，這種連接方式避免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。在采用螺釘連接時，成型彎邊和中間腹板構(gòu)成一種可拆式的結(jié)構(gòu)。
為達(dá)到有關(guān)方法方面的目的采取的措施是，平的中間腹板在彎折的區(qū)域內(nèi)從中間腹板的平面出發(fā)根據(jù)彎折的走向彎曲；以及，在中間腹板的至少一個縱側(cè)裝上一個沿型鋼梁的全長連續(xù)的彎邊，彎邊事先從一塊整的板坯根據(jù)構(gòu)成一個連續(xù)的并依隨彎折延伸的橫擋和多塊連接板下料，其中連接板通過在至少一個彎折的折邊的高度處所制的切口沿成型彎邊的縱向彼此分開；以及，連接板折彎成垂直于橫擋并與中間腹板相應(yīng)的縱側(cè)剛性連接。按本發(fā)明的這種方法可以極經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)型鋼梁，因為只須為中間腹板和成型彎邊提供簡單的金屬板材，它們通過簡單和便宜的加工步驟如切割和彎曲工序相應(yīng)地下料和成形。在這種情況下，按本發(fā)明僅形成簡單的和直線狀彎邊，因此避免了在有關(guān)構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力。
由權(quán)利要求和由下面對借助于附圖所表示的本發(fā)明最佳實(shí)施例的說明給出本發(fā)明其他優(yōu)點(diǎn)和特征。


圖1在透視圖中表示按本發(fā)明形式上為車架縱梁的型鋼梁實(shí)施例，它制有一個彎折和一個縮入；圖2構(gòu)成按圖1的車架縱梁段上翼緣的成型彎邊坯料；圖3類似于圖2的另一個坯料，表示構(gòu)成按圖1的型鋼梁下翼緣的成型彎邊；以及圖4按圖1的型鋼梁側(cè)視圖。
按圖1至4的車架縱梁段規(guī)定用于商用車尤其載重汽車的支承架中。車架縱梁段1設(shè)在支承架的一個縱側(cè)。支承架的位于相對位置的車架縱梁鏡象對稱于一個垂直的汽車中面，但通常其結(jié)構(gòu)與車架縱梁段1一致。車架縱梁1由一塊在裝配狀態(tài)垂直定向的中間腹板3和兩個裝在中間腹板3對置縱側(cè)上的成型彎邊2、4組成，在這里成型彎邊2構(gòu)成了車架縱梁段1的上翼緣以及成型彎邊4構(gòu)成其下翼緣。中間腹板3和成型彎邊2和4均用金屬板材制成。在圖示的實(shí)施例中，中間腹板3用輕質(zhì)金屬制造，兩個成型彎邊2和4則與之不同用鋼板制成。在裝配狀態(tài)，車架縱梁段1沿汽車縱向延伸，并在圖1至4的視圖中有一個彎折5，它沿汽車橫向延伸。車架縱梁也可以按圖中沒有表示的方式有兩個彎折，尤其設(shè)在支承架的軸所在區(qū)，它們沿汽車橫向或沿汽車高度方向延伸。
在彎折5的區(qū)域內(nèi)，中間腹板3彎曲成兩個互相平行地沿汽車高度方向延伸的折邊7和8，在折邊7和8區(qū)域內(nèi)的彎折設(shè)計為，使中間腹板3毗連的腹板段按具有不同符號的相同角度互相連接。在圖示的實(shí)施例中，中間腹板3用一整塊金屬板材制成，并在折邊7和8所在區(qū)相應(yīng)地折角。在圖中沒有表示的本發(fā)明的實(shí)施例中，中間腹板由多個沿汽車縱向互相連接的分段組成。
無論是構(gòu)成上翼緣的成型彎邊2還是構(gòu)成下翼緣的成型彎邊4，按圖2和3均設(shè)計成形式上為一整塊金屬板材的平的坯料，成型彎邊2以及成型彎邊4在彎折5的高度處通過相應(yīng)的切口依隨其折角延伸。因此，兩個成型彎邊2、4有兩個沿汽車縱向延伸沿軸向互相錯開的彎邊段和有一個將這兩個彎邊段互相連接起來的另一個傾斜延伸的彎邊段，它們總是整體式地互相過渡并布置在一個公共平面內(nèi)。
兩個成型彎邊2、4沿其縱向在一個縱側(cè)有一個連續(xù)的在彎折區(qū)相應(yīng)地隨之折角的橫擋9、10，它在車架縱梁段1完成裝配的狀態(tài)下總是垂直于中間腹板伸出。車架縱梁段1上翼緣和下翼緣的成型彎邊2和4設(shè)計成基本一致，其中兩個橫擋9和10完全一致。在每個成型彎邊2、4相對的縱側(cè)區(qū)內(nèi)構(gòu)成了多個沿成型彎邊2、4的縱向互相鄰接的連接板11至18，它們分別通過沿每個成型彎邊2、4的橫向一直延伸到該成型彎邊2、4中心線的圖中沒有進(jìn)一步標(biāo)注符號的切口彼此分開。在兩個成型彎邊2和4中這些連接板11至18總是朝一側(cè)方向彎折成與各自的橫擋9、10成直角，其中，在圖示的實(shí)施例中相應(yīng)的折邊20至22位于各成型彎邊2、4的中心線區(qū)域內(nèi)。因此，總是直線狀延伸的折邊20、21、22允許連接板11、12、13成直角下放，使連接板11至18平行地扣在中間腹板3相關(guān)的縱側(cè)上。
在車架縱梁1通過成型彎邊4構(gòu)成的下翼緣區(qū)域內(nèi)，車架縱梁有一個附加的縮入6。為了造成此縮入6，按簡單的方式使中間腹板3的板坯在此區(qū)域內(nèi)相應(yīng)地傾斜剪裁。對于成為縮入6側(cè)邊的成型彎邊4，在縮入?yún)^(qū)通過兩個設(shè)在縮入6角部的附加切口形成一塊連接板17，它通過楔形的切口與向前和向后相鄰的連接板16、18分開。此外，在楔形切口區(qū)內(nèi)，橫擋10通過在切口所在高度處沿汽車橫向延伸的折邊23區(qū)域內(nèi)的兩個彎折依隨著縮入6延伸。因此，縮入6也能借助于簡單的切割和彎曲工序制成。
在圖示的實(shí)施例中，構(gòu)成上翼緣的成型彎邊2和構(gòu)成下翼緣的成型彎邊4，通過許多沿車架縱梁段1縱向延伸的鉚接裝置19在連接板11至18區(qū)域內(nèi)與有關(guān)的中間腹板3縱側(cè)剛性連接。在本發(fā)明的另一種實(shí)施例中，也可以規(guī)定螺釘連接或點(diǎn)焊連接。
權(quán)利要求
1．載重汽車支承架的型鋼梁尤其是車架縱梁，有一縱向延伸的中間腹板，它至少在一側(cè)有一折角的成型彎邊，此型鋼梁至少制有一個彎折，其特征為中間腹板(3)和至少一個成型彎邊(2、4)設(shè)計為單獨(dú)加工和互相剛性連接的構(gòu)件，其中，中間腹板(3)設(shè)計成板狀并在至少一個彎折(5)的高度處相應(yīng)地彎曲；以及，至少一個的成型彎邊(2、4)設(shè)計為沿型鋼梁(1)全長連續(xù)的整體式坯料，它有一個依隨至少一個彎折(5)延伸的連續(xù)的橫擋(9、10)以及有多塊互相鄰接并在中間腹板(3)彎折(7、8)區(qū)彼此分開的連接板(11至18)；連接板(11至18)折彎成垂直于橫擋(9、10)并與中間腹板(3)相關(guān)的縱側(cè)剛性連接。
2．按照權(quán)利要求1所述的型鋼梁，其特征為中間腹板(3)設(shè)計為整體式的。
3．按照權(quán)利要求1所述的型鋼梁，其特征為中間腹板(3)由多個分段組成。
4．按照前列諸權(quán)利要求之一所述的型鋼梁，其特征為中間腹板(3)至少在一個縱側(cè)制有至少一個縮入(6)；有關(guān)的成型彎邊(4)的橫擋(10)在縮入(6)所在區(qū)相應(yīng)地彎曲；以及，有關(guān)的連接板(17)與縮入(6)的長度相匹配。
5．按照前列諸權(quán)利要求中至少一項所述的型鋼梁，其特征為中間腹板(3)和至少一個的成型彎邊(2、4)用不同的材料制造。
6．按照前列諸權(quán)利要求中至少一項所述的型鋼梁，其特征為至少一個的成型彎邊(2、4)通過許多沿型鋼梁(1)長度分布的緊固件(19)尤其是鉚接或螺釘連接裝置與中間腹板(3)剛性地連接。
7．制造載重汽車支承架的型鋼梁尤其構(gòu)架梁的方法，此型鋼梁至少制有一個彎折，其特征為平的中間腹板(3)在彎折(5)的區(qū)域內(nèi)從中間腹板的平面出發(fā)根據(jù)彎折(5)的走向彎曲；以及，在中間腹板(3)的至少一個縱側(cè)裝上一個沿型鋼梁(1)的全長連續(xù)的彎邊(2、4)，彎邊事先從一塊整的板坯根據(jù)構(gòu)成一個連續(xù)的并依隨彎折(5)延伸的橫擋(9、10)和多塊連接板(11至18)下料，其中連接板(11至18)通過在至少一個彎折(5)的折邊(7、8)的高度處所制的切口沿成型彎邊(2、4)的縱向彼此分開；以及，連接板(11至18)折彎成垂直于橫擋(9、10)并與中間腹板(3)相應(yīng)的縱側(cè)剛性連接。
8．按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征為在中間腹板(3)的至少一個縱側(cè)上至少制有一個縮入(6)；以及，連接板(17)在縮入(6)的高度處通過選擇構(gòu)成邊界的切口將尺寸設(shè)計為，使連接板(17)與縮入(6)的長度相匹配。
全文摘要
本發(fā)明涉及型鋼梁尤其是車架縱梁及其制造方法。由先有技術(shù)已知一種整體式型鋼梁,它有一中間腹板,中間腹板至少在一側(cè)由至少一個彎折的凸緣構(gòu)成側(cè)邊,以及型鋼梁制有至少一個彎折處。按本發(fā)明中間腹板和至少一個成型彎邊設(shè)計為單獨(dú)加工和互相剛性連接的構(gòu)件,其中,中間腹板設(shè)計成板狀并在至少一個彎折的高度處相應(yīng)地彎曲;以及,至少一個的成型彎邊設(shè)計為沿型鋼梁全長連續(xù)的整體式坯料,它有一個依隨至少一個彎折的連續(xù)的橫檔以及有多塊互相鄰接并在中間腹板的折邊區(qū)彼此分離的連接板;連接板折彎成垂直于橫擋并與中間腹板相關(guān)的縱側(cè)剛性連接。此型鋼梁用于載重汽車的支承架。
文檔編號B62D21/02GK1207353SQ9811676
公開日1999年2月10日 申請日期1998年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月2日
發(fā)明者格爾德·馬丁, 邁克爾·普里維茨特 申請人:戴姆勒－奔馳公司