[發明專利]可調節扭轉梁管成形模具

有效

• 申請號: 201380030585.5
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN104364074A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 克里斯托弗·埃里克·彼得斯;斯科特·羅伯特·穆尼
• 申請（專利權）人: 麥格納國際公司
• 主分類號: B30B15/02
• 分類號: B30B15/02;B21D53/88;B60G11/18;B60G21/055;B21D22/20;B21D22/26
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏金霞;王艷江

相關申請的交叉引用

本PTC專利申請要求于2012年6月15日提交的、名稱為“Adjustable?Twist?Beam?Tube?Forming?Die(可調節扭轉梁管成形模具)”的美國臨時專利申請序列號No.61/660,214的權益，該申請的全部公開內容被認為是本申請的公開內容的一部分，并且通過參引并入本文中。

技術領域

本發明涉及用于形成管狀扭轉梁部件的模具和形成管狀扭轉梁部件的方法。

背景技術

汽車包括用于連接扭轉懸架系統中的控制臂的扭轉梁車軸，該扭轉梁車軸也被稱為扭轉梁部件或扭轉車軸部件。扭轉梁車軸在車輛的后輪之間延伸并且提供了在使對乘客艙的侵入最小化的同時封裝懸架的方法。扭轉梁車軸可以包括由金屬材料制成的H形、C形、U形或V形的桿。

扭轉梁車軸還可以包括管狀扭轉梁部件，該管狀扭轉梁部件通過將管壓制或模制成預定的形狀而形成。管狀扭轉梁部件不僅為結構構件，而且用作扭轉彈簧。管狀扭轉梁部件的示例在美國專利申請公報No.2010/0301577中公開。由于管狀扭轉梁部件的重量對汽車的總重量做出貢獻，因此管狀扭轉梁部件的重量優選地為小的。然而，管狀扭轉梁部件由于扭轉和其他因素而受到巨大應力。因此，最大應力水平，特別是由于扭轉所導致的最大應力水平，支配管狀扭轉梁部件的材料厚度和重量。

管狀扭轉梁部件還用于控制車輛的側傾剛度(roll?rate)，該側傾剛度影響車輛的行駛和操縱。側傾剛度類似于車輛的乘適剛度(ride?rate)，但對于包括橫向加速的動作而言，因而會引起車輛的簧載質量側傾。側傾剛度表示為車輛簧載質量單位側傾度的扭矩并且通常以Nm/度為單位測量。車輛的側傾剛度沒有改變車輛上重量轉移的總量，但是改變了通過車輛底盤從特定的車軸上轉移至另一個車軸上的重量的百分比和轉移的速度。通常，車輛的車軸上的側傾剛度越高，則該車軸上的重量轉移越快并且重量轉移的百分比越高。較慢的重量轉移減小了翻車情況的可能性。管狀扭轉梁部件的尺寸和設計對車輛的側傾剛度具有重要的影響。

管狀扭轉梁部件利用模具和其他工具形成。通常，需要多個模具或工具和三個單獨的成形步驟來形成具有提供所需側傾剛度的尺寸的管狀扭轉梁部件，這是昂貴且耗時的。為了獲得新的側傾剛度或者“調整”特定部件的側傾剛度，必須重新設計模具或工具，這是昂貴的并且可能花費數周或數月。另外，為了制造各自提供不同的側傾剛度的多個部件，必須設計并且采用不同的模具和工具，這也是昂貴且耗時的。

發明內容

本發明提供了一種用于制造各種不同尺寸的管狀扭轉梁部件的可調節模具。可調節模具包括上半部，該上半部包括在兩端之間延伸并且具有用于接合金屬管的凸形輪廓的沖頭。上半部還具有一對上盒，其中，每個上盒均設置有凹槽并且沿沖頭的一個端部設置。上盒的凹槽彼此軸向對準并且提供了用于金屬管的軸向位置。可調節模具還包括下半部，該下半部包括與上盒軸向地對準的一對下盒。每個下盒均設置有凹槽并且下盒的凹槽彼此軸向地對準并且面對上盒的凹槽。下半部還包括設置在沖頭的兩側上的一對成形塊。成形塊朝向彼此移動并且接合金屬管的兩側。下半部還包括設置在成形塊的兩側上并且位于成形塊的外側的一對側凸輪。側凸輪朝向彼此以及朝向金屬管按壓成形塊。可調節模具還包括豎向間隔塊和一對水平間隔塊中的至少一者。豎向間隔塊在上半部與下半部之間延伸以限制上半部朝向下半部的運動。每個水平間隔塊均設置在下盒中的一個下盒與相鄰的成形塊之間以限制相鄰的側凸輪朝向成形塊的運動。豎向間隔塊和水平間隔塊為可移除的并且能夠用不同尺寸的豎向間隔塊和一對水平間隔塊替換。

本發明還提供了一種利用具有豎向間隔塊、水平間隔塊或這兩者的可調節模具來形成具有各種不同尺寸的多個管狀扭轉梁部件的方法。當可調節模具包括豎向間隔塊時，該方法包括將第一金屬管設置在下盒之間；以及將上半部朝向下半部移動并且將第一金屬管與沖頭接合以形成第一管狀扭轉梁部件。豎向間隔塊限制上半部朝向下半部的運動。

本發明提供了利用水平間隔塊形成具有各種不同尺寸的多個管狀扭轉梁部件的另一種方法。該方法包括下述步驟：將第一金屬管設置在下盒之間，將上半部朝向下半部移動，以及將第一金屬管與沖頭接合。該方法還包括將側凸輪朝向彼此移動并且將第一金屬管與成形塊接合以形成第一管狀扭轉梁部件。水平間隔塊限制側凸輪朝向彼此的運動。