CN1135182C - 一种制备车辆底盘横梁的方法及其车辆底盘 - Google Patents
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Abstract
用于制备一车辆底盘(3)用横梁(9)的方法及一种带有这样一横向拉杆的车辆底盘，根据该方法，横梁(9)至少部分地由复合材料制成，其特征在于该横梁(9)被制成带有一大致呈圆柱形的中间部件(10)和连接在其两端的部件(11)，部件(11)朝向横梁(9)的端部扩展，从而上述部件(10和11)借助于长丝绕制工艺一体成形，并且所述中间部件(10)中的长丝相对于横梁(9)的纵向呈一大于45度的角度，并且在所述扩展部件(11)中转变成一小于45度的角度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制备一车辆底盘用横梁的方法及带有该横梁的车辆底盘，根据本方法，所述车辆的底盘至少部分地由复合材料制成。
此处所述的复合材料意思是指利用纤维增强的诸如聚酯这类塑料，尤其是指利用玻璃纤维、碳纤维、酰胺纤维及类似物增强的聚酯类塑料。
利用它们的远端，可以将横梁例如粘结到由复合材料制成的纵向滑架(runner)上，或者粘结到同样由复合材料制成的支架上，利用该支架可以将所述横梁承载到车轮上。
背量技术
利用复合材料制备横梁的一种公知方法在比利时专利申请No.1010366号中进行了描述。
横梁由一圆形管状本体制成，在该本体的两端带有圆形法兰盘。该本体借助于抽拉卷绕(pull winding)或者长丝绕制(filamentwinding)工艺而制成，而所述法兰盘借助于所谓的热压模制工艺制成，并且被粘结到所述本体上。
抽拉卷绕工艺是一种在以液态对塑料进行涂敷之前和/或之后，在一用塑料浸渍过的芯骨上卷绕一层或者多层增强纤维的工艺，在此工艺之后将其整体通过一挤压喷嘴进行拉制，并且随后使得塑料发生固化。
长丝绕制工艺是一种在一旋转着的芯骨或者圆柱体上绕制浸渍过塑料的增强纤维或者丝带，并在该工艺之后使得所述塑料发生固化。
在热压模制情况下，塑料和增强纤维，也许是以一预浸渍的纤维垫形状，被置于一经加热过的模具中，并且在一非常大的压力作用下，比如100吨/平方米的压力作用下，压制成所需形状，并且随后使得它们固化。
已经发现，尤其是当所述车辆包含一个位于底盘上的上部结构时，前述公知的横梁有时会无法承受在车辆发生弯曲时所经受的扭矩。
发明内容
本发明旨在提供一种用于制备横梁的方法，利用该方法所获得的横梁可以克服前述缺陷，不仅能够很好地承受弯曲力，而且尤其还能够很好地抵抗扭矩。
该目的可以利用本发明来实现，即，在本发明中横梁被制成带有一大致呈圆柱形的中间部件和连接在其两端的部件，连接在两端的部件朝向横梁的端部进行扩展，从而前述部件借助于长丝绕制工艺一体成形，并且所述中间部件中的长丝相对于该横梁的纵向呈一大于45度的角度，并且在所述扩展部件中转换成一小于45度的角度。
在所述中间部件中，长丝可以被设置成沿两个方向相互交叉，这两个方向分别沿顺时针和逆时针方向相对于所述横梁的纵向呈一大于45度但小于80度的角度。
最好，至少一个硬质构件，比如一法兰盘，被设置在所述扩展部件的最宽端部处，并被植入所述复合材料中。
在该构件中可以设置一个或者多个开口，并在该开口中形成螺纹。
在这些开口中可以螺接有螺钉，利用这些螺钉可以将横梁固定到这样一构件上，比如作为粘结硬件(glue hardens)的车辆底盘上的纵向滑架或者支架上，从而利用该螺钉将所述端部粘结到一纵向滑架或者支架上。
本发明还涉及一种带有至少一个根据前述任一实施例所制成的横梁的车辆底盘，从而该横梁的扩展部件的两端部被粘结到底盘中由复合材料制成的部件上，比如直接粘结到两个纵向滑架上或者粘结到连接在这些纵向滑架上的两个支架上。
附图说明
为了更好地阐明本发明的技术特征，下述参照所附附图对根据本发明的方法和车辆底盘的优选实施例举例说明，但本发明不局限于此，其中：
附图1示意性示出了一带有一根据本发明的底盘的车辆侧视图；
图2示出了沿附图1中线II-III的经放大剖面图，在此仅图示出了所述底盘和一横梁；
附图3分别示出了作用于附图2中横梁长度方向的最大扭矩和弯矩；
附图4示出了附图2中横梁的纵向剖面图，但放大了比例。
优选实施方式
附图1示出了一载重汽车1和一挂车2的组合体，其中该挂车2以传统方式包括一底盘3，该底盘3座放在位于后部的两个车轮组4上，比如通过支架，并且承载有一上部结构5。
该底盘3包括由复合材料制成的两个纵向滑架6，比如由利用玻璃纤维增强的聚酯所制成的滑架，正如在附图2中所示出的那样，该滑架6由带有一大致呈长方形截面的中间型材7和两个U形型材8制成，这两个U形型材8利用它们的中心部分粘靠在中间型材7上。
这些型材7和8借助于拉制工艺而制成，从而对用塑料浸渍的纤维进行挤压。
这些纵向滑架6借助于横梁9相互连接起来，为了简化起见在附图中仅示出了其中一个。
每一个横梁9均包括有一个管状或者圆柱形中间部件10和两个中空部件11，该中空部件11连接在中间部件10的远端并且呈喇叭形，或者如附图2中所示那样，朝向横梁9的远端呈圆锥形扩展。
部件10和11均由借助于长丝绕制工艺利用长丝或者纤维增强的塑料一体制成，其中在扩展部件11中长丝的方向差异度大于中间部件10中长丝的方向差异度。
在中间部件10中分别沿顺时针和逆时针相互交叉倾斜的长丝与该部件10的纵向一起形成一大于45度的角度，在所给定的例子中为一约52度的角度。
在扩展部件11中，该倾斜度转变成一小于45度的角度，并且在这些部件11的最宽端部处甚至转变成一约为10度或者更小的角度。
通过这种方式，中间部件10的抗扭作用可以非常大，尤其是在中间部位，当车辆行驶时该处的扭矩最大，并且在附图3中利用曲线12表示出了沿横梁9长度方向上的最大扭矩。
但是，在部件11中，又能够很好地抵抗弯曲。在附图3中利用曲线13表示出了沿横梁9长度方向上的最大弯矩。
由于齿顶线(addendum line)朝向部件11的端部增高，所以这些部件的弯曲阻力也将平稳地增大，此外，纤维角度的转变也将非常易于实现。
正如从附图3中将会明白的那样，在横梁9远端处，即当车辆行驶时最大弯矩发生处，抗弯性能最好并且相对较大。该横梁9应该看作被夹持在纵向滑架6之间，这样在底盘3发生扭曲的情况下，纵向滑架6与粘结其上的横梁9远端之间的剪切力增大。
借助于例如聚氨酯或者环氧树脂胶合剂来将横梁9的远端粘结到纵向滑架6的型材8的中心部分上，并且为了增大接触面积，横梁9包含有一边缘14，该边缘14位于指向该横梁9几何轴线的部件11上宽度最大的端部处，正如附图4中所详细示出的那样。
随后借助于长丝绕制工艺将这些边缘14与部件11制成一体。
另外，可以将一硬质构件15植入由复合材料制成的各个部件11的边缘14中，在所给定的例子中其为一法兰盘，在该法兰盘上与边缘14中的开口正对之处形成带有螺纹的开口16。
该法兰盘，比如位于所述边缘14内侧的法兰盘，可以由诸如钢或铝这样的金属制成，或者借助于热压模制工艺由复合材料制成。
开口16使得在对横梁9的远端涂胶后借助于螺栓17将其临时性地安装到位成为可能。这些螺栓17，正如附图2中所表示出的那样，穿经一纵向滑架6并螺接在开口16中，以便将横梁9的一端保持在该纵向滑架6型材8的中心部分上。
本发明决非局限于由所附附图所示出的前述实施例；相反，在不脱离由所附权利要求所陈述的本发明的范围的同时，可以对这样一方法和这样一车辆底盘进行各种变型。
Claims (11)
1.用于制备一车辆底盘(3)用横梁(9)的方法，根据该方法横梁(9)至少部分地由复合材料制成，其特征在于，该横梁(9)被制成带有一基本呈圆柱形的中间部件(10)和连接在该中间部件两端部上的部件(11)，后者朝向横梁(9)的端部扩展，其中前述部件(10和11)借助于长丝绕制工艺一体成形，并且所述中间部件(10)中的长丝相对于横梁(9)的纵向呈一大于45度的角度，并且在所述扩展部件(11)中转变成一小于45度的角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述中间部件(10)中，长丝被设置成沿两个相互交叉的方向，这两个方向分别沿顺时针和逆时针方向以与横梁(9)的纵向呈一大于45度但小于80度的角度。
3.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述扩展部件(11)可以被制成一带有边缘(14)的中空体，并且该边缘(14)位于指向所述横梁(9)的几何轴线的扩展部件(11)上宽度最大的端部处，该边缘(14)借助于长丝绕制工艺与部件(11)绕制成一体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述扩展部件(11)的最宽端部处将至少一个硬质构件(15)植入复合材料中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在将所述硬质构件(15)植入一远端之前或之后，在该硬质构件(15)上至少形成一个带有螺纹的开口(16)。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述硬质构件(15)由下述材料中之一制成：钢、铝及借助于热压模制工艺制成的复合材料。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所植入的硬质构件(15)呈法兰盘形。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该法兰盘被设置在边缘(14)的内侧。
9.至少带有一个横梁(9)的车辆底盘，其特征在于，该横梁(9)包括有一个基本呈圆柱形的中间部件(10)和连接在该中间部件两端上的部件(11)，该部件(11)朝向横梁(9)的端部扩展，其中这些部件(10和11)借助于长丝绕制工艺而成形，并且所述中间部件(10)中的长丝相对于横梁(9)的纵向呈一大于45度的角度，并且在所述扩展部件(11)中转变成一小于45度的角度，从而将该横梁(9)中的扩展部件(11)端部粘结到底盘(3)中由复合材料制成的部件上，比如直接粘结到两个纵向滑架(6)上或者粘结到连接在该纵向滑架(6)上的两个支架上。
10.根据权利要求9所述的车辆底盘，其特征在于，所述扩展部件(11)是中空的，并且所述横梁(9)带有一边缘(14)，该边缘(14)位于指向该横梁(9)几何轴线的部件(11)上宽度最大的端部处。
11.根据权利要求9或10所述的车辆底盘，其特征在于，在所述横梁(9)中扩展部件(11)的远端处已经植入至少一个金属板(15)，该金属板(15)中形成有至少一个带螺纹的开口(16)，在该开口(16)中螺接有一个穿经底盘(3)上的部件而突伸出来的螺栓(17)。
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