[發明專利]用于車輛的橫梁和制造具有四個以上的壁的空心梁的方法

有效

• 申請號: 201210495215.6
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103129616B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 塔烏·泰安;胡毓淦;萊安納多·安東尼·謝納;薩伊德·大衛·巴貝特
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B62D21/00
• 分類號: B62D21/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司11286
• 代理人: 郭鴻禧

技術領域

本公開涉及車輛中的梁，所述梁提供對彎曲負荷和壓潰負荷的改善的反作用力。

背景技術

各種各樣的梁被集成到車輛的結構中?？稍O置在車架縱梁或一體形成的梁之間延伸的車輛橫梁。支柱作為支撐車頂以抵抗壓潰負荷的梁。減震器支撐著在車架和前減震器或后減震器之間延伸的梁，以吸收在前端碰撞或追尾碰撞中的能量。通常需要降低車輛的重量，以改善燃油經濟性和廢氣排放。隨之而來的是，車輛的安全標準要求加強梁的強度并增大能量吸收量。主要通過改變梁的材料，使得強度更高且更輕質的材料被集成到車輛的梁中。然而，不認為僅僅改變材料就會足以使重量最小化同時提高抗彎強度和對于壓潰負荷的吸收。

已經開發了具有四個以上的邊的梁，以盡量減輕重量同時提高抗彎強度和抗壓性能。例如，已提出具有12到20邊的梁，以增加梁的強度。這些類型的梁存在的一個問題是：將梁結合到車架的其他部分需要形成不規則形狀的支架和容納件。不規則的支架和容納件難以形成，且需要高成本的制造工藝。

本公開在使車輛的抗彎強度和對于壓潰負荷的能量的吸收最大化的同時，通過使車輛的梁和結構元件的重量減輕來實現燃油經濟性。

發明內容

本公開的一方面涉及為車輛提供一種梁的構思，所述梁具有規則形狀的包含四個邊的端部，所述端部與所述梁的具有四個以上的邊的中央部分一體地形成。所述端部可容納在傳統的具有四邊的開口中或容納在傳統的支架設計中容納四邊梁的支架中。所述梁的中央部分可包括六個或更多個邊。例如，通過在四邊梁的四個邊中的每邊上形成凸緣，可設置20個邊，凸緣在四邊梁的每邊上設置三個附加邊。在一個實施例中，梁的中央部分可由較薄的材料形成，而梁的端部可由比形成中央部分的材料更厚的材料形成?？蓮钠春赴宄尚芜@樣的梁，該拼焊板已增加了端部處的材料厚度，并減小了中央部分處的材料厚度。

形成在管狀梁的中央部分的凸緣可通過不連續的輥壓成型或3D柔性輥壓成型工藝(輥壓成型或其他成型方式)而形成，管狀梁的中央部分中的凸緣無需延伸到所述端部或不完全延伸到所述端部。所述凸緣可在中央部分的邊上形成為凹入，以改善抗壓性?？蛇x地，所述凸緣可形成為從拼焊板的中央部分的邊突出，以為梁提供改善的抗彎強度。

通過在矩形的拼焊板的四個邊中的每邊上形成包括三個平壁的凸緣，可提供20邊梁。可選地，可提供具有弧形凹槽或弧形肋的12邊梁。根據本公開的其他應用方式，可提供具有數量更少或更多的邊的梁。

根據本公開的一個方面，提供一種用于車輛的梁，所述梁具有包含四個以上的邊的中央部分，中央部分具有壁厚(T₁)；以及具有不多于四個邊的一對端部，所述端部具有比中央部分的壁厚(T₁)厚的壁厚(T₂)。例如，所述梁可形成為使得中央部分的壁厚(T₁)為1.5mm，所述端部的壁厚(T₂)為1.8mm。在拼焊板的所述端部和中央部分之間可設置一對連續的焊縫。

所述梁的中央部分可具有形成在所述中央部分的至少一邊上的至少一個凸緣。在所述中央部分的每邊上可形成至少一個凸緣。每個凸緣可凹入到所述梁的內側，以增加所述梁的抗壓性?？蛇x地，所述凸緣可從所述梁的邊突出，以增加所述梁的抗彎強度。所述凸緣可具有一對相對地定向的錐形壁和基本壁。在另一實施例中，所述凸緣可具有弧形的截面。

所述車輛可具有限定四邊孔的被分隔開的一對車架梁，其中，所述梁的端部可容納在四邊孔中，并通過所述四邊孔固定到所述車架梁。所述梁的每個端部可穿過在被分隔開的車架梁中的每個的平行壁中限定的一對四邊孔而延伸，并從所述車架梁向外延伸。所述中央部分可延伸到車架梁的內壁。

根據本公開的另一方面，公開了一種從拼焊板制造空心梁的方法。根據所述方法，被選擇的拼焊板可具有中央部分和厚度與所述中央部分的厚度不同的一對端部。所述拼焊板成形為四邊管，且通過液壓成型工藝在所述中央部分形成凸緣以加強所述中央部分。所述凸緣在所述中央部分設置附加壁。

將所述拼焊板成形為四邊管的方法可進一步包括：將所述拼焊板彎曲，以將所述拼焊板成形為管狀；以及焊接所述拼焊板，以將管狀的拼焊板成形為四邊管。可通過具有厚度(T₁)的壁形成所述中央部分，且可通過具有比厚度(T₁)厚的厚度(T₂)的壁形成所述端部。所述厚度(T₁)可在1.0mm和2.5mm之間，厚度(T₂)可在1.5mm和3.5mm之間。