CN108791493B - 具有管状型材主体的支撑型材 - Google Patents

具有管状型材主体的支撑型材 Download PDF

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Abstract

本发明公开具有管状型材主体的支撑型材，所述支撑型材(100)具有管状型材主体(101)，所述管状型材主体具有第一型材主体末端(103‑1)和第二型材主体末端(103‑2)以及从所述第一型材主体末端(103‑1)延伸至所述第二型材主体末端(103‑2)的纵轴(105)，所述管状型材主体(101)由成形金属板形成，所述成形金属板具有沿所述型材主体(101)的纵轴(105)延伸的翻折板缘(107‑1、107‑2)，所述翻折板缘(107‑1、107‑2)在所述型材主体末端(103‑1、103‑2)之间的沿所述纵轴(105)延伸的长度区域(106)中向内翻折，所述翻折板缘(107‑1、107‑2)的端面(111)在所述第一型材主体末端(103‑1)和所述第二型材主体末端(103‑2)上相对设置并且借助材料接合连接(109‑1、109‑2)彼此相连，且所述管状型材主体(101)的截面(121)沿着所述长度区域(106)变化。

Description

具有管状型材主体的支撑型材
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的、具有管状型材主体的支撑型材，特别是一种用于车辆底盘的、具有管状型材主体的支撑型材。
背景技术
为了稳定车辆底盘中的车轮悬架，会用到各种支撑型材，以便有效吸收所产生的力。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于车辆的高效支撑型材。
本发明基于以下认识：上述目的可以通过一种由成形金属板构成的管状型材主体而达成，其中金属板的向内翻折的板缘沿纵轴延伸，并且板缘的端面以材料接合的方式彼此相连。
以上述方式形成的管状型材主体的机械稳定性特别好，且其自重有所减轻。
根据第一方面，本发明涉及一种用于车辆的支撑型材，具有管状型材主体，管状型材主体具有第一型材主体末端和第二型材主体末端以及从第一型材主体末端延伸至第二型材主体末端的纵轴，其中，管状型材主体由成形金属板形成，成形金属板具有沿型材主体的纵轴延伸的翻折板缘，翻折板缘在第一和第二型材主体末端之间的沿纵轴延伸的长度区域中向内翻折，翻折板缘的端面在第一型材主体末端和第二型材主体末端上相对设置并且通过材料接合连接彼此相连，且管状型材主体的截面沿着长度区域变化。
借此取得以下优点：截面为非圆形的半开式管状型材主体有利地提供较高的截面惯性矩。由此可确保支撑型材具有特别高的机械稳定性，特别是较高的轨道和倾翻刚度(Spur-und Sturzsteifigkeit)。此外，通过管状型材主体的半开型式，还能提供重量有所减轻的支撑型材。
成形金属板的板缘沿型材主体的纵轴延伸，并且在沿纵轴延伸的长度区域中向内翻折。借此在长度区域中的相对设置的翻折板缘之间提供型材主体上的开口。
板缘的形状使得管状型材主体的截面沿着长度区域变化，以便提供管状型材主体的有利的机械特性。
在远离设有开口的长度区域的第一型材主体末端和第二型材主体末端上，翻折板缘的端面相对设置并且借助材料接合连接彼此相连。借此在第一和第二型材主体末端上将管状型材主体环周闭合。
支撑型材特别是被构建为抗弯的，如此一来，管状型材主体无法沿纵轴弯曲。具体而言，支撑型材沿扭转方向的变形能力有限，这使得管状型材主体可以通过围绕纵轴的有限扭转来吸收所产生的力。
在实施方式中，翻折板缘的高度朝各型材主体末端方向变大。
借此取得以下优点：通过使板缘的高度从管状型材主体的长度区域向各型材主体末端渐增，板缘的端面能够在各型材主体末端上以材料接合的方式彼此相连。通过使板缘的高度从管状型材主体的长度区域向各型材主体末端渐增，可确保支撑型材具有有利的机械稳定性。
在实施方式中，管状型材主体的截面朝各型材主体末端方向变大。
借此取得以下优点：通过使管状型材主体的截面从长度区域向各型材主体末端渐增，长度区域的开口朝各型材主体末端方向闭合，并且在第一型材主体末端和第二型材主体末端上，管状型材主体特别是被构建为通过翻折板缘的端面之间的材料接合连接而闭合。
在实施方式中，板缘在长度区域中形成凹部深度可变的纵向凹部。
借此取得以下优点：长度区域中的纵向凹部提供半开式管状型材主体上的开口。
在实施方式中，纵向凹部由上缘限定，其中纵向凹部的上缘由翻折板缘形成。
借此取得以下优点：翻折板缘能有效且稳定地限定纵向凹部，从而能有效吸收作用于管状型材主体的力。
在实施方式中，上缘向内卷起。
借此取得以下优点：向内卷的上缘有助于特别稳定地构建翻折板缘。
在实施方式中，在长度区域中翻折的板缘使管状型材主体的内壁裸露。
借此取得以下优点：半开式的管状型材主体在长度区域中具有开口，该开口使得管状型材主体的内壁具有外部可及性。
在实施方式中，第一型材主体末端和第二型材主体末端分别具有与长度区域衔接的衔接区域，其中各衔接区域的高度朝长度区域方向降低。
借此取得以下优点：各衔接区域将长度区域与相应的型材主体末端连接起来。其中，第一衔接区域将第一型材主体末端与长度区域连接起来，第二衔接区域将第二型材主体末端与长度区域连接起来。通过使各衔接区域的高度从相应的型材主体末端向长度区域渐减，半开式长度区域的开口以深度上有偏差的方式布置在管状型材主体中。
在实施方式中，各衔接区域沿着相应的材料接合连接以渐增的程度朝长度区域方向降低。
借此取得以下优点：各材料接合连接的下降走向确保长度区域与各型材主体末端之间存在机械上特别稳定的连接。
在实施方式中，第一型材主体末端和第二型材主体末端分别具有椭圆形端部开口。
借此取得以下优点：透过第一型材主体末端上的第一椭圆形端部开口和第二型材主体末端上的第二椭圆形端部开口，可以从支撑型材的外部区域触及管状型材主体的内部空间。借此可确保支撑型材重量的有效减轻。
在实施方式中，管状型材主体成形为挤压型材。
借此取得以下优点：挤压型材有助于以过程优化和有利的方式低成本制造支撑型材。
在实施方式中，管状型材主体具有壁部，其中在壁部上设有至少一个筋条、沟槽和/或隆起。
借此取得以下优点：管状型材主体的壁部上的一或数个沟槽、筋条和/或隆起能至少部分地提高管状型材主体的机械稳定性。
在实施方式中，至少一个筋条、沟槽和/或隆起设于壁部的壁部内侧和/或壁部外侧。
借此取得以下优点：沟槽、筋条和/或隆起可以分别部分地设于壁部内侧和/或壁部外侧，以便针对性地在机械负荷特别高的区段上提高管状型材主体的机械稳定性。
在实施方式中，金属板由轻金属、特别是铝形成。
借此取得以下优点：轻金属，特别是铝，能够特别有效地减轻支撑型材的重量，同时确保支撑型材具有足够的机械稳定性。
在实施方式中，翻折板缘在长度区域中心的高度介于10mm与25mm之间，并且翻折板缘在长度区域的靠近第一型材主体末端和第二型材主体末端的末端上的高度超过40mm，特别是为40mm至60mm。
在实施方式中，管状型材主体的长度介于550mm与650mm之间，特别是为600mm。
根据第二方面，本发明还涉及一种用于车辆的支撑型材的制造方法，包括：提供具有相对设置的板缘的U形金属板；对板缘进行成形处理，以便获得包含第一型材主体末端和第二型材主体末端以及从第一型材主体末端延伸至第二型材主体末端的纵轴的管状型材主体，其中在型材主体末端之间的沿纵轴延伸的长度区域中将板缘向内翻折，使得管状型材主体的截面沿着长度区域变化，且在第一型材主体末端和第二型材主体末端上翻折板缘，使得翻折板缘的端面在各型材主体末端上相对设置；在各型材主体末端上以材料接合的方式连接相对设置的板缘。
借此取得以下优点：所述方法确保以简单而高效的方式制造支撑型材。
在实施方式中，所述方法还包括以下方法步骤：对平面金属板进行成形处理以形成相对设置的板缘，以便提供具有相对设置的板缘的U形金属板。
在实施方式中，在模具中实施成形处理。
在实施方式中，以材料接合的方式连接包括焊接，特别是激光焊接。
根据第三方面，本发明还涉及一种可以通过根据第二方面的制造方法制成的支撑型材。
附图说明
下面参照附图对其他实施例进行说明。其中：
图1为根据第一实施方式的用于车辆的支撑型材的侧视图；
图2为根据第一实施方式的用于车辆的支撑型材的半透明视图；及
图3为用于车辆的支撑型材的制造方法示意图。
附图标记说明
100 支撑型材
101 管状型材主体
103-1 第一型材主体末端
103-2 第二型材主体末端
105 纵轴
106 长度区域
107-1 第一翻折板缘
107-2 第二翻折板缘
109-1 第一材料接合连接
109-2 第二材料接合连接
111 翻折板缘的端面
113 纵向凹部
115 管状型材主体的内壁
117-1 第一衔接区域
117-2 第二衔接区域
119-1 第一椭圆形端部开口
119-2 第二椭圆形端部开口
121 截面
121-1 第一截面
121-2 第二截面
121-3 第三截面
121-4 第四截面
121-5 第五截面
121-6 第六截面
121-7 第七截面
121-8 第八截面
121-9 第九截面
121-10 第十截面
123-1 第一高度
123-2 第二高度
200 支撑型材的制造方法
201对平面金属板进行成形处理
203提供具有相对设置的板缘的U形金属板
205对板缘进行成形处理
207以材料接合的方式连接相对设置的板缘
具体实施方式
图1以侧视图示出根据第一实施方式的用于车辆的支撑型材100。支撑型材100特别是被构建为车辆底盘的轴架。支撑型材100可被构建为沿着车辆纵轴或横向于车辆纵轴延伸的轴架。在此，支撑型材100有助于特别稳定地构建车辆底盘。
支撑型材100具有包含第一型材主体末端103-1和第二型材主体末端103-2的管状型材主体101。在此，纵轴105从第一型材主体末端103-1延伸至第二型材主体末端103-2。
支撑型材100由成形金属板构成，并且具有第一翻折板缘107-1和第二翻折板缘107-2，所述翻折板缘沿管状型材主体101的纵轴105延伸并且相对设置。翻折板缘107-1和107-2在型材主体末端103-1、103-2之间的管状型材主体101的长度区域106中向内翻折。
第一和第二翻折板缘107-1和107-2在第一型材主体末端103-1与第二型材主体末端103-2之间的区域内至少部分地以材料接合的方式彼此相连。
第一翻折板缘107-1与第二翻折板缘107-2之间的材料接合连接109-1、109-2特别是被构建为焊缝。
如图1所示，第一和第二翻折板缘107-1、107-2在第一型材主体末端103-1上通过第一材料接合连接109-1彼此相连，并且在第二型材主体末端103-2上通过第二材料接合连接109-2彼此相连。
在此，翻折板缘107-1、107-2各自的端面111在第一型材主体末端103-1和第二型材主体末端103-2上分别相对设置，并且分别通过材料接合连接109-1、109-2彼此相连。
在此，翻折板缘107-1、107-2在长度区域106中形成凹部深度可变的纵向凹部113，其中翻折板缘107-1、107-2形成纵向凹部113的上缘，且其中纵向凹部113的上缘向内卷曲。管状型材主体101的内壁115在长度区域106中露出。
在长度区域106与第一型材主体末端103-1之间形成第一衔接区域117-1，并且在长度区域106与第二型材主体末端103-2之间形成第二衔接区域117-2。衔接区域117-1、117-2在高度上分别从第一和第二型材主体末端103-1和103-2向长度区域106降低，使得衔接区域117-1、117-2以渐增的程度朝长度区域106方向逐渐下降。
第一型材主体末端103-1具有第一椭圆形端部开口119-1，并且第二型材主体末端103-2具有第二椭圆形端部开口119-2。
图2以半透明视图示出根据第一实施方式的用于车辆的支撑型材100。在图2所示的支撑型材100中，仅示出支撑型材100的靠近第二型材主体末端103-2的区段。第一型材主体末端103-1在图2中未示出。
成形金属板的第一和第二翻折板缘107-1和107-2沿管状型材主体101的纵轴105延伸，并且在第二型材主体末端103-2上至少部分地以材料接合的方式彼此相连，特别是通过第二材料接合连接109-2彼此相连。
图2中示出管状型材主体101的多个截面，特别是第一截面121-1、第二截面121-2、第三截面121-3、第四截面121-4、第五截面121-5、第六截面121-6、第七截面121-7、第八截面121-8、第九截面121-9和第十截面121-10。
如图2所示，翻折板缘107-1、107-2的高度123-1、123-2从第一截面121-1向第九截面121-9变大。翻折板缘107-1、107-2在管状型材主体101的长度区域106的中心处具有第一高度123-1，该第一高度设于第一截面121-1上。翻折板缘107-1、107-2在长度区域106的靠近第二型材主体末端103-2的末端上具有第二高度123-2，其中第二高度123-2大于第一高度123-1。
如图中借助第十截面121-10所示，第一翻折板缘107-1和第二翻折板缘107-2在第二型材主体末端103-2上以材料接合的方式彼此相连。
图3示出用于车辆的支撑型材100的制造方法200，特别是用于车辆底盘的支撑型材100的制造方法200。
方法200所包括的可选第一方法步骤201是对平面金属板进行成形处理以形成相对设置的板缘107-1、107-2，以便提供具有相对设置的板缘107-1、107-2的U形金属板。
方法200所包括的第二方法步骤203是提供具有相对设置的板缘107-1、107-2的U形金属板；
方法200所包括的第三方法步骤205是对板缘107-1、107-2进行成形处理，以便获得包含第一型材主体末端103-1和第二型材主体末端103-2以及从第一型材主体末端103-1延伸至第二型材主体末端103-2的纵轴105的管状型材主体101，其中在型材主体末端103-1、103-2之间的沿纵轴105延伸的长度区域106中将板缘107-1、107-2向内翻折，使得管状型材主体的截面121沿着长度区域106变化，且其中在第一型材主体末端103-1和第二型材主体末端103-2上翻折板缘107-1、107-2，使得翻折板缘107-1、107-2的端面111在各型材主体末端103-1、103-2上相对设置。
方法200所包括的第四方法步骤207是在各型材主体末端103-1、103-2上以材料接合的方式连接相对设置的板缘107-1、107-2。

Claims (18)

1.一种用于车辆的支撑型材(100)，其特征在于，具有管状型材主体(101)，所述管状型材主体具有第一型材主体末端(103-1)和第二型材主体末端(103-2)以及从所述第一型材主体末端(103-1)延伸至所述第二型材主体末端(103-2)的纵轴(105)，其中，所述管状型材主体(101)由成形金属板形成，所述成形金属板具有沿所述管状型材主体(101)的所述纵轴(105)延伸的翻折板缘(107-1、107-2)，所述翻折板缘(107-1、107-2)在所述第一和第二型材主体末端(103-1、103-2)之间的沿所述纵轴(105)延伸的长度区域(106)中向内翻折，所述翻折板缘(107-1、107-2)的端面(111)在所述第一型材主体末端(103-1)和所述第二型材主体末端(103-2)上相对设置并且通过材料接合连接(109-1、109-2)相连，且所述管状型材主体(101)的截面(121)沿着整个所述长度区域(106)逐渐变化，
其中，所述管状型材主体(101)为半开式管状型材主体(101)，所述半开式管状型材主体(101)的截面为非圆形，
所述第一型材主体末端(103-1)和所述第二型材主体末端(103-2)分别具有与所述长度区域(106)衔接的衔接区域(117-1、117-2)，其中，各所述衔接区域(117-1、117-2)的高度(123-1、123-2)朝所述长度区域(106)的方向降低，其中，各所述衔接区域(117-1、117-2)的所述高度沿着相应的所述材料接合连接(109-1、109-2)朝所述长度区域(106)的方向逐渐降低，
在所述长度区域(106)中的相对设置的所述翻折板缘(107-1、107-2)之间形成有所述管状型材主体(101)上的开口，
半开式的所述长度区域(106)的所述开口以深度上有偏差的方式布置在所述管状型材主体(101)中，
所述开口由上缘限定，所述开口的所述上缘对应于所述翻折板缘(107-1、107-2)，以及
所述上缘由向内卷曲的上缘形成。
2.根据权利要求1所述的支撑型材(100)，其特征在于，所述翻折板缘(107-1、107-2)的高度(123-1、123-2)朝所述第一和第二型材主体末端(103-1、103-2)中的每一个的方向变大。
3.根据权利要求1所述的支撑型材(100)，其特征在于，所述管状型材主体(101)的所述截面(121)朝所述第一和第二型材主体末端(103-1、103-2)中的每一个的方向变大。
4.根据权利要求1所述的支撑型材(100)，其特征在于，所述翻折板缘(107-1、107-2)在所述长度区域(106)中形成具有可变深度的纵向凹部(113)。
5.根据权利要求4所述的支撑型材(100)，其特征在于，所述纵向凹部(113)由所述上缘限定，且所述纵向凹部(113)的上缘由所述翻折板缘(107-1、107-2)形成。
6.根据权利要求1所述的支撑型材(100)，其特征在于，所述长度区域(106)中的所述翻折板缘(107-1、107-2)使所述管状型材主体(101)的内壁(115)露出。
7.根据权利要求1所述的支撑型材(100)，其特征在于，所述第一型材主体末端(103-1)和所述第二型材主体末端(103-2)分别具有椭圆形端部开口(119-1、119-2)。
8.根据权利要求1所述的支撑型材(100)，其特征在于，所述管状型材主体(101)被成形为挤压型材。
9.根据权利要求1所述的支撑型材(100)，其特征在于，所述管状型材主体(101)具有壁部，且在所述壁部上设置有至少一个筋条、沟槽和/或隆起。
10.根据权利要求9所述的支撑型材(100)，其特征在于，所述至少一个筋条、沟槽和/或隆起设置于所述壁部的壁部内侧和/或壁部外侧。
11.根据权利要求1所述的支撑型材(100)，其特征在于，所述成形金属板由轻金属形成。
12.根据权利要求11所述的支撑型材(100)，其特征在于，所述成形金属板由铝形成。
13.一种用于车辆的支撑型材(100)的制造方法(200)，其特征在于，包括：
提供具有相对设置的板缘的U形金属板；
对所述板缘进行成形处理，以便获得具有第一型材主体末端(103-1)和第二型材主体末端(103-2)以及从所述第一型材主体末端(103-1)延伸至所述第二型材主体末端(103-2)的纵轴(105)的管状型材主体(101)，其中，在所述第一和第二型材主体末端(103-1、103-2)之间的沿所述纵轴(105)延伸的长度区域(106)中将所述板缘向内翻折，使得所述管状型材主体(101)的截面(121)沿着整个所述长度区域(106)逐渐变化，且在所述第一型材主体末端(103-1)和所述第二型材主体末端(103-2)上翻折所述板缘，使得翻折板缘(107-1、107-2)的端面(111)在所述第一和第二型材主体末端(103-1、103-2)上相对设置；以及
在所述第一和第二型材主体末端(103-1、103-2)上以材料接合的方式连接相对设置的所述翻折板缘(107-1、107-2)，
其中，所述管状型材主体(101)为半开式管状型材主体(101)，所述半开式管状型材主体(101)的截面为非圆形，
所述第一型材主体末端(103-1)和所述第二型材主体末端(103-2)分别具有与所述长度区域(106)衔接的衔接区域(117-1、117-2)，其中，各所述衔接区域(117-1、117-2)的高度(123-1、123-2)朝所述长度区域(106)的方向降低，其中，各所述衔接区域(117-1、117-2)的所述高度沿着相应的材料接合连接(109-1、109-2)朝所述长度区域(106)的方向逐渐降低，
在所述长度区域(106)中的相对设置的所述翻折板缘(107-1、107-2)之间形成有所述管状型材主体(101)上的开口，
半开式的所述长度区域(106)的所述开口以深度上有偏差的方式布置在所述管状型材主体(101)中，
所述开口由上缘限定，所述开口的所述上缘对应于所述翻折板缘(107-1、107-2)，以及
所述上缘由向内卷曲的上缘形成。
14.根据权利要求13所述的制造方法(200)，其特征在于，所述方法(200)还包括以下步骤：
对平面金属板进行成形处理以形成相对设置的板缘，以便提供具有相对设置的所述板缘的所述U形金属板。
15.根据权利要求13所述的制造方法(200)，其特征在于，在模具中实施所述成形处理。
16.根据权利要求13所述的制造方法(200)，其特征在于，所述以材料接合的方式连接包括焊接。
17.根据权利要求16所述的制造方法(200)，其特征在于，所述焊接为激光焊接。
18.一种通过根据权利要求13至17中任一项所述的制造方法(200)制成的支撑型材(100)。
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