CN101623996A - 由板材形成的梁以及制造这种梁的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种由板材形成的梁和制造这种梁的方法。该梁包括通过弯曲由板材构成的工件而形成的本体；形成在本体的两端，以便与其它构件接合的连接部；和沿本体形成的弯曲部。该梁便于形成将改进的刚度给予梁的形状。

Description

由板材形成的梁以及制造这种梁的方法

技术领域

本发明涉及一种由板材形成的梁，且更具体而言，涉及一种由板材形成的梁以便于形成能够改善梁的刚度的形状，并且涉及一种制造这种梁的方法。

背景技术

图1是用于车辆的后轮悬挂系统的传统扭力梁的立体图，图2是传统扭力梁的平面图，并且图3是分别沿图2中所示的线A、B、C和D获得的截面图。

参照图1-3，用于车辆的后轮悬挂系统的扭力梁悬架通常包括扭力梁1和沿前后方向连接于扭力梁1的任一端以便在车辆转弯时维持车辆的姿态的拖曳臂3。扭力梁1必须具有扭转刚度和弯曲刚度。

传统上，通过压制圆筒形管以具有封闭的双折“∩”或“∧”形本体并具有相对的“□”形侧部来形成扭力梁1，该“∩”或“∧”形本体用于确保适当的扭转刚度，“□”形侧部用于在改进横向刚度的同时确保相对于拖曳臂3而言较宽的焊接表面积。

根据截面形状，通常将扭力梁1划分为三部分：维持扭力梁1的截面形状的本体1a；在本体1a的任一端形成并具有可变横截面的变化部1b；以及形成在变化部1b的外侧并具有用于与拖曳臂3连接的矩形横截面的连接部1c。

本体1a的横截面为封闭的“∩”或“∧”形，其中本体1a的包括顶点的某些区域具有相互重叠的上表面和下表面，并且本体1a的各个端部均具有形成于其中的空间。

为了通过压制圆筒形管来制造具有“∩”或“∧”形横截面的产品，传统的压床由包括同样的上模和不同的下模的两对模具构成，或者由包括单个上模和若干个下模的单个模具组件构成。

由于传统的扭力梁是通过加工圆筒形管来制造的，因此，传统的方法不能制造沿扭力梁具有多种且连续的截面形状的扭力梁。

此外，虽然扭力梁和拖曳臂之间的连接部的较宽的横截面积将更高的刚度给予扭力梁，但由于用管形梁来制造扭力梁，因此传统的扭力梁难以具有增大的连接部的横截面积。

因此，需要一种改进的扭力梁来克服现有技术的问题。

发明内容

本发明设想解决如上所述的传统技术的问题，并且本发明的一个方面提供一种由板材形成的梁以便于形成能够改进梁的刚度的形状，以及制造这种梁的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种由板材形成的梁，包括：本体，所述本体通过弯曲由所述板材构成的工件而形成；连接部，所述连接部形成在所述本体的两端，以与其它构件接合；和沿所述本体形成的弯曲部。

该本体可具有形成于其中的空间。

该梁可进一步包括接缝部，该接缝部为所述本体和所述连接部提供封闭的环形横截面。

该梁可进一步包括加固部，该加固部通过弯曲工件形成。

该梁可进一步包括延伸部，该延伸部设置于连接部。

根据本发明的另一方面，提供一种利用板材制造梁的方法，包括：在将所述工件布置在所述下模上的情况下，通过将下模和上模联接来压制板材形状的工件，以形成所述梁的下部形状；弯曲所述工件的相对端部，以形成所述梁的上部形状；并且接合已经弯曲而彼此面对的所述工件的相对端部。

压制板形工件可包括在将所述下模联接于所述上模前，在所述工件上形成所述梁的安置凹槽。

接合相对端部可通过焊接来实现。

附图说明

通过下面结合附图给出的对于示例性实施方式的描述，本发明的上述和其它特征及优点将变得很清楚，在附图中：

图1是用于车辆的后轮悬挂系统的传统扭力梁的立体图；

图2是传统扭力梁的平面图；

图3是分别沿示于图2中的线A、B、C和D得到的截面图；

图4是根据本发明第一实施方式的由板材形成的梁的仰视立体图；

图5是根据本发明第一实施方式的梁的立体图，示出了梁的分割部分；

图6是根据本发明第一实施方式的梁的截面图；

图7是根据本发明一个实施方式的利用板材制造梁的方法的流程图；

图8是示出了根据本发明实施方式的压制过程的立体图；

图9是示出了根据本发明实施方式的方法的弯曲过程的立体图；

图10是根据本发明第二实施方式的由板材形成的梁的立体图；

图11是根据本发明第二实施方式用于梁的由板材构成的工件的立体图；

图12是根据本发明第三实施方式的由板材形成的梁的本体的截面图；以及

图13是根据本发明第四实施方式的由板材形成的梁的本体的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。

为了便于说明，将举例说明用于车辆的扭力梁和制造这种扭力梁的方法。

于此，应该注意到，附图并非按精确比例绘制，并且仅为了方便说明和清楚的目的，可能夸大了线的粗度或部件的尺寸。

此外，于此所使用的术语通过考虑本发明的作用来加以限定，并可根据用户或操作者的习惯或意图加以改变。

因此，术语的定义应根据于此阐明的所有公开内容做出。

图4是根据本发明第一实施方式的由板材形成的梁的仰视立体图，图5是根据本发明第一实施方式的梁的立体图，示出了梁的分割部分，并且图6是根据本发明第一实施方式的梁的截面图。

参照图4至6，根据本发明第一实施方式的梁由板材形成，并包括通过弯曲由板材构成的工件10(参见图8)形成的本体70、形成在本体70的相对端部处以便与其它构件接合的连接部80和沿本体70形成的弯曲部74。

于此，由板材形成的梁是用于车辆的扭力梁50，并且经由形成在梁的相对端部处的连接部80联接于一对拖曳臂(未示出)。

连接部80具有大致呈矩形管状的截面，同时上表面和下表面之间的距离朝本体70逐渐缩小，经由弯曲部74形成为具有“∩”形或“∧”形的横截面。

利用该构造，用于支撑拖曳臂50的扭力梁50具有改进的扭转刚度和横向刚度。

此外，本体70具有形成在其中的空间72，以便能够更为有效地改进扭力梁50的弹簧刚度。

通过在对应于本体70的上表面的工件10的一部分与对应于本体70的下表面的工件10的一部分之间限定预定的距离来形成空间72。

当在对应于本体70的上表面的工件10的部分与对应于本体70的下表面的工件10的部分之间限定出预定的距离时，可通过弯曲工件10容易地形成弯曲部74。

传统方法利用压床对圆筒形管进行加工，以制造梁。在这种情况下，虽然易于在具有圆形截面的管上形成凹进处，但传统方法遭遇到在管上形成突起的难题。

与利用这种管形工件来制造梁的传统方法相比，本发明的方法通过弯曲板材形状的工件10来制造梁，以使它能够形成形状种类更多的空间72。

当通过弯曲板材形状的工件10来制造扭力梁50时，沿该梁形成接缝部90，这为本体70和连接部80提供了封闭的环形截面。

在该实施方式中，接缝部90形成在扭力梁50的上表面上。由此，接缝部90沿形成于本体70上的弯曲部74延伸。

扭力梁50进一步包括加固部76，它相对于空间72的其它部分而言，扩大了空间72的面对弯曲部74的部分，从而改进了扭力梁的扭转刚度。

加固部76通过沿相对于弯曲部74的相反方向弯曲工件10的面对弯曲部74的部分形成，从而限定出比空间72的其它部分更宽的空间。

如下面描述的，在通过模具操作将扭力梁50的下表面(即加固部76)与弯曲部74一起形成后，通过弯曲工件10的端部形成空间72。

另一方面，虽然利用管形工件的传统方法可通过压制工件容易地形成弯曲部，但是对于传统方法而言，难于精确限定对应于扭力梁的上表面的工件的部分与对应于扭力梁的下表面的工件的部分之间的距离(即空间的高度)，并且难于形成在扭力梁下表面的中央附近沿向下的方向弯曲的扭力梁的加固部。

这样，根据本发明的实施方式，通过板形工件10来制造扭力梁50，从而减少制造扭力梁50的时间和成本。

而后，将描述根据本发明一个实施方式的利用板材制造梁的方法。

图7是根据本发明一个实施方式利用板材制造梁的方法的流程图，图8是示出了根据本发明实施方式的方法的压制过程的立体图，并且图9是示出了根据本发明实施方式的方法的弯曲过程的立体图。

参照图4至9，根据本实施方式的方法包括：在操作S10中，将工件10放置在下模20上，联接上模30和下模20来压制板材形状的工件10，以形成扭力梁50的下部形状；在操作S30中，弯曲工件10的相对端部，以形成扭力梁50的上部形状；并在操作S40中，接合已经弯曲以彼此面对的工件10的相对端部。

下模20形成有凹进处，在操作S10中压制板材形状的工件10时，该凹进处将形成扭力梁50的下部形状。此处，下模20的凹进处在凹进处的底面上具有三角形的突起，以便可沿压入到凹进处中的工件10的中部形成弯曲部74。

此外，突起具有平坦的上表面，以使布置成面对突起的平坦上表面的工件10的一部分成为加固部76。

上模30具有可插入到下模20的凹进处中的冲头形状，并且上模30的下表面具有与下模20的上表面相同的形状。因此，当在下模20和上模30之间压制板材形状的工件10时，上模30的下表面形成扭力梁50的下部形状。

这时，板材形状的工件10的相对端部面向上。

在操作S10后，将上模30与下模20分离，以允许工件10与上模30分离，并且操作单独的上模32，以压制面向上的工件10的相对端部，从而将工件10的相对端部弯曲成彼此面对。

此处，用于压制工件10的端部的单独的上模32具有凸起的形状，以便在形成弯曲表面时，工件10的相对端部被朝向单独的上模32的中部弯曲。

此外，扭力梁50的连接部80的每个中插入有靠模40，以使构成扭力梁50的连接部80的工件10的远端紧密接触靠模40，以从而具有大致呈矩形的截面。

这样，由于连接部80的截面具有这种大致呈矩形的闭环形状，因此，防止扭力梁50由于可沿侧向施加的外力而变形。

下模20、上模30和靠模40是压床的部件，这些部件在形成金属板材时通常会使用到，且本领域普通技术人员可容易地操纵它们。因而，于此将省略对它们的详细描述及其附图。

在操作S40中，通过焊接来执行相对端部的接合。此处，当布置成彼此面对的工件10的相对端部经由焊接结合时，扭力梁50具有封闭的环形截面，并且具体地，扭力梁50的上表面形成为“∩”或“∧”形，从而构成了弯曲部74。

在操作S10前，在工件10上预先形成有形成在将联接于拖曳臂的连接部80的端部上的安置凹槽82。

当在操作S10之前将安置凹槽82预先形成在工件10上时，可能省略掉在操作S10和S30之后形成安置凹槽82的单独程序。

根据本发明，由于在制造梁中利用板材形状的工件10，因此可能通过在操作S10中将下模20联接于上模30之前，通过切割工件10来预制安置凹槽82。

因此，与其中将安置凹槽82形成在管形连接部80上的传统方法相比，本发明使安置凹槽82能够更为方便地形成在工件10上，从而简化了程序。

可将用于扭力梁50的工件10制成沿纵向方向具有不同的宽度。于此，工件10的对应于连接部80的一部分可具有比其它部分更大的宽度，从而获得管延伸效果。

如上所述的连接部80的截面积的增大导致扭力梁50的改进的横行刚度和耐久性。

对于利用圆筒形管制造扭力梁50的传统方法，可能进行管延伸，用于强制扩大连接部80的截面积。但是，在这种情况下，管延伸导致连接部80的厚度减小，并由于管的有限伸长率而在其上提供了有限的效果。

相反，本发明的方法可任意调整工件的宽度，使得能够在基本上部改变工件10的厚度的情况下，获得更大的管延伸效果。

图10是根据本发明第二实施方式的由板材形成的梁的立体图，并且图11是根据本发明第二实施方式的梁的由板材构成的工件的立体图。

参照图10和11，根据本发明第二实施方式的由板材形成的梁与第一实施方式中的一样，同样包括本体170、连接部180、弯曲部174、空间172和加固部176。但是，第二实施方式的梁在连接部180的构造方面可与第一实施方式有所区别。

根据第二实施方式，连接部180设有增大连接部180的截面积的延伸部200。

由于通过延伸部200增大了连接部180的截面积，因此，拖曳臂通过连接部180的扩大部分而联接于连接部180，该扩大部分限制联接于连接部180的拖曳臂，使得从车轴通过各个拖曳臂传送到扭力梁的横向力施加于连接部180的扩大部分，从而改进了连接部180的耐久性。

结果，改进了能够忍受侧向力的扭力梁150的刚度，即扭力梁150的横向刚度。

此外，由于该实施方式的扭力梁150也由板材形状的工件100制成，因此，可容易地实现适于延伸部200的安置凹槽182和连接部180的形成。

在图10中以虚线示出的附图标记80表示根据第一实施方式的梁，用于与第二实施方式的梁相比较。

图12是根据本发明第三实施方式的由板材形成的梁的本体的截面图，并且图13是根据本发明第四实施方式的由板材形成的梁的本体的截面图。

参照图12和13，根据本发明第三实施方式的由板材形成的梁与第一实施方式中的一样，同样包括本体70、连接部80(参见图6)和接缝部90。但是，第三实施方式的梁并不包括空间和加固部。

此外，根据本发明第四实施方式的由板材形成的梁与第一实施方式中的一样，同样包括本体70、连接部80、接缝部90和空间72。但是，第四实施方式的梁不包括加固部。

这样，在根据本发明的制造具有封闭的环形横截面的梁的方法中，可通过压制，将板材形状的工件形成为具有多种截面形状的梁。这时，由于用于改进梁的扭转刚度和横向刚度的截面形状可由本领域普通技术人员进行多种改动，于此省略对其的详细描述。

如通过上述说明变得清楚的，通过利用普通压床压制由板材构成的工件来形成根据本发明的梁，从而降低了制造成本。

根据本发明，梁具有空间，该空间形成在本体中央内并与梁的相对端部连通以改进梁的扭转刚度，从而防止梁因外力而受损或变形。

此外，根据本发明，可在不利用单独构件的情况下，通过增大在梁的本体的上表面和下表面之间形成空间的分离，来增大梁的扭转刚度，并使梁的重量和制造成本能够降低。

此外，根据本发明，在梁的两端形成有延伸部，该延伸部增大了梁的联接于拖曳臂的连接部的截面积，以改进梁的横向刚度，从而能够防止梁因侧向施加于梁的外力而变形或受损。

此外，根据本发明的方法通过将板材形状的工件形成为使梁具有多种截面形状、从而便于在其间形成空间来制造梁。

此外，根据本发明的方法通过将板材工件形成为在无需单独的管延伸的情况下便于形成延伸部、从而便于增大连接部的截面积来制造梁。

而且，根据本发明的方法在工件上形成连接部的安置凹槽，以便于形成安置凹槽，从而降低了制造梁的时间和成本。

虽然已经参照实施方式和附图描述了本发明，但是对于本领域技术人员很明显的是，实施方式以举例的方式给出，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够做出多种改进和等同的实施方式。

此外，如于此所提供的对于用于车辆的扭力梁的描述仅为一个示例，本发明可应用于其它产品。

因此，本发明的范围应仅有所附的权利要求加以限定。

Claims (8)

1.一种由板材形成的梁，包括：

本体，所述本体通过弯曲由所述板材构成的工件而形成；

连接部，所述连接部形成在所述本体的两端，以与其它构件接合；和

沿所述本体形成的弯曲部。

2.如权利要求1所述的梁，其中，所述本体具有形成于其中的空间。

3.如权利要求1所述的梁，进一步包括：接缝部，所述接缝部为所述本体和所述连接部提供封闭的环形横截面。

4.如权利要求1所述的梁，进一步包括：通过弯曲所述工件形成的加固部。

5.如权利要求4所述的梁，进一步包括：设置于所述连接部的延伸部。

6.一种利用板材制造梁的方法，包括：

在将所述工件布置在所述下模上的情况下，通过将下模和上模联接来压制板材形状的工件，以形成所述梁的下部形状；

弯曲所述工件的相对端部，以形成所述梁的上部形状；并且

接合已经弯曲而彼此面对的所述工件的相对端部。

7.如权利要求6所述的方法，其中，压制板材形状的工件包括在将所述下模联接于所述上模前，在所述工件上形成所述梁的安置凹槽。

8.如权利要求6所述的方法，其中，接合所述相对端部通过焊接来实现。

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