CN103261002A - 具有改进截面的车辆车架的纵梁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆、尤其是机动车辆的车架纵梁（1），所述车架纵梁包括具有U型横截面的两个型材（11，12），所述两个型材通过使对接并置并且与U型分支的端部基本上垂直延伸的纵向连接凸片（111，112）进行焊接而被固定，其中，每个型材具有在每个纵向连接凸片（111，112）与所述纵向连接凸片所延伸的U型分支之间的接合区域，所述接合区域形成两个不同的纵向塑性褶皱脊线，在纵梁（1）通过纵向压缩变形的情况下所述两个不同的纵向塑性褶皱脊线变形，以便保持纵向连接凸片的焊接固定的一体性。

Description

具有改进截面的车辆车架的纵梁

技术领域

本发明涉及机动车辆的结构。更确切地说，本发明涉及车辆的车架，其纵梁在车辆遭受正面冲击时变形。

背景技术

当机动车辆遭受大的正面冲击时，事实上，其车架的纵梁的前端部分变形，该前端部分沿车辆纵向方向延伸。优选的是，为了消散大部分的冲击能量，该变形以纵梁的纵向压缩或起摺（bottelage）的形式进行，其中褶皱的依次折痕形成在垂直于纵梁纵向方向的平面中。

然而已知，当冲击时，纵梁远离其纵轴线折叠，折痕在纵梁两部分之间形成竖直的转动轴。在此情况下，变形吸收的冲击能量数量很小。对车辆其余部分以及尤其是其中有乘客的座舱的保护因此被减小。

为了稳定冲击时纵梁的起摺，这些纵梁的形状和尺寸通常被选择以给予它们大的惯性，和提高它们横向刚度。但是，这些被强化惯性的纵梁通常具有更大的质量，并比未强化的纵梁占据更多空间。因此强化引起车架生产成本的增加，车辆的加重引起车辆燃料消耗的增加，更大的尺寸使得更难以围绕车架安置车辆的各种组件。

另外，当纵梁的横向刚度不够并且有围绕折叠线通过转动变形的危险时，这些纵梁对于消散正面冲击的能量是不够的，这使得需要加固车辆的座舱。车辆的重量，并且因此其燃料的消耗因而增加，同时其制造成本增加。

发明内容

本发明的目标是克服现有技术的这些不足。

特别地，本发明的目标是提出一种车辆、尤其是机动车辆的车架，其能够消散车辆正面冲击时的很多的能量。

本发明的特别的目标是提出一种车架，其具有的重量和体积在车辆中相对不大并且其制造成本不高。

这些目标以及通过下文更清楚地显示的其它，借助于一种用于车辆、尤其是机动车辆的车架纵梁实现，所述车架纵梁包括具有U形横截面的两个型材，所述两个型材通过使对接并置并且与U形分支的端部基本上垂直延伸的纵向连接凸片进行焊接而被固定，其中，每个型材具有在每个纵向连接凸片与所述纵向连接凸片所延伸的U形分支之间的接合区域，所述接合区域形成两个不同的纵向塑性褶皱脊线，在纵梁通过纵向压缩变形的情况下所述两个不同的纵向塑性褶皱脊线变形，以便保持纵向连接凸片的焊接固定的一体性。

有利地，每个接合区域由在形成U形分支的型材部分与延伸所述分支的纵向连接凸片之间的半径大于或等于12mm的弯曲部组成。

有利地，所述弯曲部具有的半径在15mm至19mm之间。

根据另一可能的实施方式，每个接合区域包括形成U形分支的型材部分与延伸所述分支的纵向连接凸片之间的斜面，在形成U形分支的型材部分与所述斜面之间形成的角构成塑性褶皱脊线的其中之一，在所述斜面与纵向连接凸片之间形成的角构成另一塑性褶皱脊线。

有利地，纵梁包括固定至用于车辆前部的纵梁端部的板材，同一型材的每个凸片的两个端部边缘在它们固定至板材材的位置处向彼此相反的方向变形，以利于纵梁在通过纵向压缩变形的情况下，通过在两个凸片处向相反方向形成褶皱式折痕而变形。

有利地，凸片的焊接固定包括一系列焊接点。

本发明还涉及一种车辆、尤其是机动车辆的车架，其包括两个纵梁，其中每个所述纵梁例如以上所述，并且所述纵梁沿纵向向前延伸。

本发明还涉及包括这种车架的机动车辆。

附图说明

通过阅读下文参照附图对非限制性的和图解的实施方式的描述，本发明的其它特点和优点更加清楚地显示，附图中：

－图1是根据本发明的实施方式的纵梁的透视图；

－图2是图1的纵梁在车辆正面冲击之后的透视图；

－图3图1的纵梁的横截面；

－图4是图1的纵梁在车辆正面冲击之前和之后的图解的横截面。

具体实施方式

在机动车辆的正面冲击时，特别重要的是，形成车架前部的纵梁被纵向压缩激发按照对称的方式变形，以便纵向褶皱压紧，而不远离其纵向轴线。这样的变形事实上能够有效吸收冲击能量。

为了得到按照这种对称方式的变形，通常必需的是纵梁的结构不通过变形破裂。例如，必需的是该变形的进行不引起纵梁零件之间的焊缝断裂。

图1示出形成车辆的车架前部的纵梁1，纵梁终止于板材2。如图3的横截面所示，该纵梁1由两个U形的型材形成，分别为11和12，所述两个型材通过在型材11和12的相应上部纵向连接凸片111和121之间形成的焊接点31以及在型材11和12的相应下部纵向连接凸片112和122之间形成的焊接点32彼此组装。纵向连接凸片是对接并置的，用以允许所述焊接。在每个型材上，这些纵向连接凸片与由型材形成的U形的分支的端部基本上垂直地延伸。

如图3所示，形成纵梁1的型材11和12每一个的U形部分与纵向连接凸片连接，所述纵向连接凸片允许两个型材通过由大半径的弯曲部组成的接合区域113、114、123和124焊接。

该半径大于或等于12mm并且可以是大约17mm（＋/－2mm），该半径使接合区域在纵梁变形时作为两个纵向塑性褶皱脊线的组合运行而不是作为一个唯一的褶皱脊线运行。应当理解，“塑性褶皱脊线”是指折叠线，在该折叠线上产生材料的塑性变形，因此是不可逆的变形。

图4用实线示出该横截面的简化模型。如在此图上可见的，在形成U形基部的型材部分与形成U形分支的部分之间的弯曲部每一个可以被形成为通过角图解示出的一个唯一褶皱脊线。这些弯曲部事实上具有小半径，例如大约6mm。

相反，在形成U形分支的型材部分与纵向连接凸片之间的大半径的弯曲部113、123、114和124每个形成为两个褶皱脊线，即被金属板材部分分开的两个角。事实上，这些弯曲部的大半径允许每个弯曲部中出现不同的和平行的两条折叠线。

接合区域113和123的每一个的两个塑性褶皱脊线的出现，能够在纵梁1变形时避免分别为111和121的上部纵向连接凸片通过在使所述上部纵向连接凸片组装的焊接点31上施加拉力而彼此远离。同样，接合区域114和124的每一个具有两个塑性褶皱脊线，能够在纵梁变形时避免分别为112和122的下部纵向连接凸片通过在使所述下部纵向连接凸片组装的焊接点32上施加拉力而彼此远离。

当车辆遭受正面冲击时，纵梁1如图2所示被压紧。在该压紧过程中，车架的截面变化，从图4上实线图解示出的截面变化到虚线图解示出的截面。

在冲击过程中，接合区域的塑性褶皱脊线允许纵梁的变形，该变形用于保持纵向连接凸片彼此抵靠，不在使纵向连接凸片连接的焊接点上施加拉力。焊接点的一体性被保留，这避免纵梁1的不对称变形。

在所示实施方式中，在型材的U形部分和纵向连接凸片之间的接合区域通过大半径的弯曲部实现。根据本发明其它可能实施方式，可以用褶皱脊线形式的连接区域替换这些大半径的弯曲部，褶皱脊线形式的连接区域具有两个角，每个角形成塑性褶皱脊线，或用型材的金属板材的纵向减弱区域替换这些大半径的弯曲部，型材的金属板材的纵向减弱区域每个形成塑性褶皱脊线。

为了纵梁1根据纵向压缩褶皱变形，重要的是，在给定的横截面上，上部和下部纵向连接凸片通过在不同方向上移动而变形，一些向右而另一些向左。如此，在图4的截面的虚线所示部分上，当下部纵向连接凸片112和122向右移动时，上部纵向连接凸片111和121向左移动。

为了触发该变形，并且由此保证纵梁合适的纵向压缩，在纵梁前部最后的几厘米上，上部和下部纵向连接凸片分别朝右和朝左倾斜。如此，在图1上，可以看到上部纵向连接凸片在这些凸片的端部与板材2的焊缝41处稍微朝右倾斜。同样，下部纵向连接凸片在这些凸片的端部与板材2的焊缝42处稍微朝左倾斜。

Claims (7)

1.一种用于车辆、尤其是机动车辆的车架纵梁，所述车架纵梁包括具有U形横截面的两个型材（11，12），所述两个型材通过使对接并置并且与U形分支的端部基本上垂直延伸的纵向连接凸片（111，121，112，122）进行焊接而被固定，

其特征在于，每个型材具有在每个纵向连接凸片（111，121，112，122）与所述纵向连接凸片所延伸的U形分支之间的接合区域（113，123，114，124），所述接合区域形成两个不同的纵向塑性褶皱脊线，在纵梁（1）通过纵向压缩变形的情况下所述两个不同的纵向塑性褶皱脊线变形，以便保持纵向连接凸片（111，121，112，122）的焊接固定的一体性；以及每个接合区域（113，123，114，124）由在形成U形分支的型材部分与延伸所述分支的纵向连接凸片之间的半径大于或等于12mm的弯曲部组成。

2.根据权利要求1所述的车架纵梁，其特征在于，所述弯曲部具有的半径在15mm至19mm之间。

3.根据权利要求2所述的车架纵梁，其特征在于，每个接合区域包括形成U形分支的型材部分与延伸所述分支的纵向连接凸片（111，121，112，122）之间的斜面，在形成U形分支的型材部分与所述斜面之间形成的角构成塑性褶皱脊线的其中之一，在所述斜面与纵向连接凸片（111，121，112，122）之间形成的角构成另一塑性褶皱脊线。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车架纵梁，其特征在于，其包括固定至用于车辆前部的纵梁端部的板材（2），同一型材的每个纵向连接凸片（111，121，112，122）的两个端部边缘在它们固定至板材（2）材的位置处（41，42）向彼此相反的方向变形，以利于纵梁（1）在通过纵向压缩变形的情况下，通过在两个纵向连接凸片（111，121，112，122）处向相反方向形成褶皱式折痕而变形。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车架纵梁，其特征在于，纵向连接凸片（111，121，112，122）的焊接固定包括一系列焊接点（31，32）。

6.一种车辆、尤其是机动车辆的车架，其特征在于，其包括两个纵梁（1），其中每个所述纵梁符合权利要求1至5中任一项所述的任一纵梁，并且所述纵梁沿纵向向前延伸。

7.一种包括根据权利要求6所述的车架的机动车辆。

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