CN1564766A - 卡车驾驶室空间构架 - Google Patents

Abstract

一种用于卡车驾驶室的空间构架，该空间构架具有一对液压成形的、纵向伸展的内侧纵梁部件，一个横向延伸以及液压成型的连接部件，其在该内侧纵梁部件之间延伸，并横向超出每个所述内侧纵梁部件。该连接部件构成并布置为相互横向隔开的支撑该一对内侧纵梁部件。该空间构架还具有一个U形的并且液压成形的第一上部横向部件，其具有一对形成后部柱状结构的腿部分和一个横向弯曲部分。每个该后部柱状结构被连接到以及从该连接部件向上伸展，并且该一对内侧纵梁部件位于该一对腿部分之间并被其隔开。

Description

卡车驾驶室空间构架

本申请要求2001年10月2日提出的美国在先申请60/326,211的优先权，此处对其全文加以引用作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及一种机动车构架，具体来说，涉及一种使用液压成型件构成的机动车空间构架。

背景技术

卡车的驾驶室组件为一箱形结构，其在卡车的前部形成了一个封闭的驾驶员驾驶室。卡车驾驶室通常安装在卡车构架上。驾驶室组件可以包括一对带车窗的侧门、一个前挡风玻璃、驾驶员和乘客座椅、仪表板以及车辆操纵系统。

驾驶室组件前端枢转地安装在构架上，使得驾驶室组件可以在一个工作位置和一个打开位置之间相对构架移动。在其工作位置，驾驶室组件可脱开的闩锁在构架上。没有闩锁的驾驶室组件的后端可以大体上向上和向前转动脱离构架，以到达打开驾驶室组件的位置，进而允许接近发动机及其相关部件。卡车驾驶室最通常都是由焊接在一起的冲压和/或辊压形成的部件构成的。

现有技术中的卡车驾驶室的实例可以在如下美国专利中找到，Mondragon Sarmiento的6,260,912，Savio的4,978,163以及May的3,055,699，此处对其公开的全部内容加以引用作为参考。

发明内容

所描述的实施例提出了一种用于卡车驾驶室的空间构架，该空间构架包括：一对液压成型的、纵向延伸的内侧纵梁部件；一个横向延伸以及液压成型的连接部件，其在该内侧纵梁部件之间延伸，并横向超出每个该内侧纵梁部件，该连接部件构成并布置为相互横向隔开地支撑该一对内侧纵梁部件；以及，一个U形的并且液压成形的第一上部横向部件，其具有一对形成后部柱结构的腿部分和一个横向弯曲部分，每个该后部柱结构被连接到并从该连接部件向上伸展，以及一对位于该一对腿部分之间并被其隔开的内侧纵梁部件。

所示实施例进一步提供一种用于机动车的空间构架，其包括：一个主构架组件；一个枢转连接到该主构架组件上的驾驶室组件，该驾驶室组件具有一对液压成形的、纵向伸展的内侧纵梁部件；一个横向延伸以及液压成型的连接部件，其在内侧纵梁部件之间延伸，并横向超出每个该内侧纵梁部件，该连接部件构成并布置为相互横向隔开地支撑该一对内侧纵梁部件；以及，一个U形的并且液压成形的第一上部横向部件，其具有一对形成后部柱结构的腿部分和一个横向弯曲部分，每个该后部柱结构被连接到以及从该连接部件向上伸展，以及一对位于该一对腿部分之间并被其隔开的内侧纵梁部件。

所示实施例进一步提供一种用于驾驶室的空间构架的成形方法，其包括通过下述一种方法形成每对液压成形的、纵向伸展的内侧纵梁，形成液压成形连接部件，以及形成第一上部横向部件，该方法包括：提供一具有管状金属壁的管状金属坯料；将该管状金属坯料置于一个模具组件的模腔中，该模腔具有模面，并在该坯料的内部施加高压流体，以向外扩展该坯料的中央部分的金属壁，使之与该模腔的模面一致，以形成每个液压成形部件；将该连接部件安装在每个该内侧纵梁上；并将该第一上部横向部件安装在该连接部件上。

本发明的其它形式、特点以及优点通过对所示实施例、附图以及所附权利要求的详细说明将会变得更加清楚。

附图说明

图1是一种用于驾驶室组件的空间构架的透视图，其根据用于卡车的本发明的一个实施例的原理构造而来，并显示出了固定在该空间构架上的驾驶室组件上的多个车身面板；

图2是图1中的空间构架的一个下部框架组件的透视图；

图3是该下部框架组件的透视图，其中一个地板结构以及一对前柱组件的一部分安装在图1所示的空间构架上；

图4显示的是图3中的下部框架组件，带有一空间构架的上部，包括安装在其上的组装好的前柱组件，并显示出了一个安装在其上的上部支撑结构；

图5是沿图4中的5-5线的一对空间构架接头的横断面视图；

图6是沿图2中的6-6线的一个后部连接支架组件的横断面视图；

图7是沿图4中的7-7线的横断面视图；

图8显示的是图1中的驾驶室组件的空间构架的前柱组件的分解图，其中显示出了图1中的空间构架的一对液压成形部件的局部；

图9显示的是一辆包括图1中的驾驶室组件的卡车的侧面正视图，并显示出了安装在该卡车上的拖车的一部分；

图10类似于图9，除了显示该驾驶室组件处于打开位置之外；

图11是一个管状液压成形模具组件的示意图，其中显示出了一个安装在其内、用于形成图1-4的空间构架的外侧纵梁部件的坯料；

图12类似于图11，除了显示出了该液压成形外侧纵梁部件位于该模腔中之外；

图13类似于图12，除了显示出了另一个相较于图12中所示的液压成形部件具有较长的后部的液压成形外侧纵梁部件位于该模腔中之外；以及

图14是该驾驶室组件的另一个实施例。

具体实施方式

图1-4显示的是根据本发明的一个实施例所构成的一个驾驶室组件10(图1)实例的结构的各种形态。所示实施例最好是一种拖挂卡车。该驾驶室组件10通常包括一个空间构架12和多个安装在该空间构架12上的车身面板结构。该驾驶室组件10的结构显示在图1-8中。一个表示装配好的卡车14的示意图包括一个显示在图9和10中的装配好的驾驶室组件10。该驾驶室组件10具有一个卡车14的驾驶室部分。

示例驾驶室组件10的空间构架12主要是液压成型结构，但是在空间构架12上也可以应用一些非液压成型部件。如下所述，根据本发明的原理所构成的其它的空间构架实施例可以全部是液压成形结构。

在所示实施例中所使用的管状液压成形方法使得，例如，提高了控制构架的刚度，尺寸精度，疲劳寿命以及车辆的防撞性，同时降低了构架质量和成本(相对于使用传统非液压成形技术构成的构架)。

管状液压成形方法是一种金属成形方法，其可以使用，例如，利用一高压流体向外扩展管状金属坯料，使之与模具的模腔表面一致，形成一不规则形状的管状部件。因为模腔的形状决定了该部件的形状，因此管状液压成形件相较于其它的成型法所形成的部件可以具有更多样的几何形状。每个管状液压成形件可根据结构需要形成为具有一沿着其长度连续变化的断面形状，并且每个构架部件可以沿其长度形成曲线或″弯曲″，以在一个单独的管状液压成形部件上形成车辆构架的不同部分，诸如构架纵梁以及构架柱等。

通过液压成形方法形成的部件可用单个液压成形部件来替换一些现有冲压构架的冲压部件。如果这可以在一辆先前为冲压结构的车辆构架上得以实现，例如，现有车辆构架的设计可以做得更轻、更结识并且成本更低，因为例如，构造构架所需的部件将会更少、制造的时候所需的设备将会更少、所需的焊接更少、使用的材料也更少，等等。

该驾驶室组件10的示例空间构架12主要是液压成形结构，但是在空间构架12上也用到了一些非液压成形部件。如下所述，根据本发明的原理所构成的其它的空间构架实施例可以全部是液压成形的结构。

如图9所示，卡车14包括一卡车构架组件18，以及多个通过悬挂组件(未显示)安装在该构架组件18上的车轮20。车轮20滚动地支持该构架组件18并包括一组被驱动后轮22以及一组转向前轮24。一发动机组件26(如图10所示)安装在该构架组件18上，并可操纵地连接到后轮22上，用于为卡车14提供动力使其移动。一转向组件(未显示)安装在该驾驶室组件10的驾驶室部分，并且可操纵地连接到前轮24上以操纵卡车14转向。该驾驶室组件10安装在该构架组件18上，用于在一工作位置(如图9所示)以及一抬起位置(参见图10)之间移动，其中，在该工作位置，驾驶室组件10可释放地闩锁在该构架组件18上，在该抬起位置，该驾驶室组件10从该构架组件18脱开，并相对其向上移动，以便于接近发动机组件26。

用于任何尺寸的驾驶室组件的空间构架都可以利用该示例空间构架12所教导的空间构架结构的原理来构造。例如，可以根据本发明的教导构造一个空间构架，其具有足够的(纵向)长度，以包括一后部卧铺车厢，或者可以根据本发明的教导构造一个空间构架，其具有较短的纵向长度，以致该驾驶室组件不能包括一个卧铺车厢。

空间构架12使用了大量的管状液压成形部件，其允许车辆制造商利用管状液压成形技术(例如，相对于冲压以及焊接构架结构或卷压成形结构)获利，例如减少构架重量、改善车辆防撞性、减少构造构架所需的构架零件数目、减少彼此相互连接所需的焊接的数目(以及由此而来的组装空间构架12所需的焊接的总数)，减少制造单个构架部件所造成的浪费，等等。示例空间构架12可以利用非液压成形部件(具体来说就是一对冲压板金属前柱组件)来简化空间构架12的结构，如下所述。详细讨论空间构架12之后，空间构架12的管状液压成形结构的这些以及其它形式就可以变得清楚了。例如，液压成形空间构架大体上可以通过共同转让的jaekel等人的美国专利6,092,865来清楚理解，此处对其全文加以引用作为参考。

图2单独出示出了空间构架12的一下部构架组件30。该下部构架组件30包括管状液压成形结构的一对纵向伸展的、横向隔开的外侧纵梁部件32，34以及一对内侧纵梁部件42，44。因为该外侧纵梁部件32，34彼此具有镜象结构，并且因为该内侧纵梁部件42，44彼此也具有镜象结构，因此只有纵梁部件32和42将会进行详细讨论，但是本讨论可同样地分别适用于纵梁部件34和44。为便于讨论，纵梁部件32和34以及纵梁部件42和44相应的部分用同样的附图标记来表示，但是应理解，这些相应的部分具有镜象结构。

示出的纵梁部件32是整体的管状液压成形结构，并且包括一前部纵梁部分36，一向上倾斜的中间纵梁部分38以及一基本上笔直的后部部分40。该内侧纵梁部件42，44是整体的管状液压成形结构，并且大体上位于外侧纵梁部件32，34之间。每个内侧纵梁部件42，44包括一前方纵梁部分46、一向上倾斜的中间部分48以及一基本上笔直的后方纵梁部分50。

每个液压成形件32，34，42，44最好为一管状结构，其沿着它的长度具备闭合的横截面以及开放的管状端。每个部件32，34，42，44经液压成形以沿着它的长度具备一连续变化的横截面，以致该横截面的确切形状和每个部件的横截面积沿其长度变化，例如，如图2所示。每个外侧纵梁部件32，34顶壁的一部分被切开了(通过激光切割，例如，或通过其它适当的方法)，并在两个位置从每个部件去掉，以便在每个部件32，34上提供一对柱接收开口70，72。开口70，72分别接收B和C柱的下端部分，如下所述。

一个后部管状液压成形件52形式的、横向伸展的连接结构分别在接头54，55，56，57处连接到每个外侧纵梁部件32，34以及每个内侧纵梁部件42，44的后端部。部件46横向相互隔开地支撑着该一对外侧纵梁部件32，34，并彼此横向隔开的将内侧纵梁部件42，44保持在该外侧纵梁部件32，34上。

接头54的结构可以从图5理解。接头55具有镜象结构，并因此不再分别论述。垂直伸展的侧壁76的各部分(图5中只显示了其中之一)与后部部件52的顶壁部分78的一部分被切开并去掉了，以在部件52的端部形成一个凹槽80。该外侧纵梁部件32通过焊接(例如，气体保护金属电极电弧焊)或其它的适当的紧固方法被固定在凹槽80中。

接头56的结构可以从图5理解。垂直伸展的侧壁82的各部分(图6中仅仅显示了其中之一)与该内侧纵梁部件42的顶壁84的一部分被切开并去掉了，以在该内侧纵梁部件42中形成一个凹槽86。该后部部件52通过焊接或通过其它适当的方法被固定在该凹槽86中。该液压成形部件52的壁76，78与该液压成形部件42的壁82，84可以利用激光或通过任何其它适当的方法来切割。

一对安装结构58，60的形式的、前方横向伸展的连接件分别连接在每个外侧纵梁部件32，34的一个前端部分和相关的内侧纵梁部件42，44之间。示例安装结构58，60由金属材料构成，并分别通过焊接，例如，或通过其它的适当的连接方法，固定在部件32，42以及34，44相对的侧面。为支架(未显示)提供支撑结构的安装结构58，60被用于将该驾驶室组件10枢转地安装在该卡车构架组件18上，如图10所示。

如图2所示，一对地板支撑结构62，64被安装在每个内侧纵梁部件42，44的前方纵梁部分46上。每个支撑结构62，64可以是一个包括相对的垂直壁部分66，67以及一个连接壁69的冲压板金属结构。每个支撑结构62，64的垂直壁部分的下部通过焊接或其它适当的方法固定在相关的内侧纵梁部件42，44各自的侧面。每个壁部分66，67包括一个凸缘68，70。每个凸缘68，70提供一向上的倾斜支撑表面，用于支持驾驶室组件10的地板结构72(如图3所示，例如)的前端。

一对后连接支架组件74，75分别连接着该一对内侧纵梁部件42，44的后部。图6显示该后连接支架组件74的结构。该支架组件75结构可以根据对该支架组件74的描述来理解。该后连接支架组件74包括一个支架连接结构88、一个安装支架90、一个支撑结构92、以及一个闩锁咬合部件94。该支架连接结构88、该安装支架90以及该支撑结构92可由适当强度的金属材料构成，并且可以通过冲压成形。该内侧纵梁部件42的形状(通过切割或其它适当的方法)具有一个凹槽91。该支架连接结构88通过焊接或其它适当的方法固定在该内侧纵梁部件42的凹槽91中。该连接结构88提供一个相对宽的(相对于该内侧纵梁部件42的宽度)向下的表面98，其上连接着安装支架90。该安装支架90包括一个顶壁100以及一对向下伸展的前和后壁102，104。壁100的一向上的表面通过焊接或其它适当的方法固定在该连接结构88向下的表面98上。

该闩锁咬合部件94通过焊接或其它适当的方法固定在分别形成在安装支架90的壁部分102，104中的开口106，108内。该闩锁咬合部件94在该示例支架组件74中是一个构成的长条形的筒状结构。该支撑结构92具有一L形的横截面，其包括一个垂直伸展壁部分110以及一个水平伸展壁部分112。该支撑结构92通过焊接或其它适当的方法固定在该空间构架上。具体地说，该壁部分110固定在该管状的液压成形横向部件52的一个壁部分76上。该支撑结构92的壁部分112固定在该连接结构88上。一对凸缘(在图6中只有一个是可见的)固定在该内侧纵梁部件42的各自的垂直伸展侧面上。该支撑支架92帮助将该支架组件74固定在该空间构架部件52，42上，并同时还盖住了该内侧纵梁部件42敞开的管状端部。

如图1-6所示，多个驾驶室组件部件固定在该下部构架组件30上，其包括地板盘结构以及一对前柱组件。这些驾驶室组件部件每个都可以是非液压成形的。在示例驾驶室组件10中，这些部件的每个都是由冲压金属板构成的。

图3中可以清楚看出，该驾驶室组件10具有多块地板结构(虽然在驾驶室组件的一些实施例中该地板结构可以是整体结构)，其包括一个中心地板盘结构142，一对侧边地板盘结构144，146以及一个横向伸展的后地板盘结构148。该侧边地板盘结构144，146分别固定在该两对纵梁部件32，42以及34，44的各部分上。每个侧边地板盘结构144，146的前部通过安装在该纵梁部件42和44上的该一对支撑结构62，64所支撑。

该中心地板盘结构142的后部固定并支撑在该内侧纵梁部件42，44上。该中心地板盘结构142的前部固定在该支撑结构62，64上。该中心地板盘结构142的纵向伸展的侧边部分固定在邻近的、该侧边地板盘结构144，146的纵向伸展的侧边部分上。该后地板盘结构148横向伸展在该外侧纵梁部件32，34之间，并固定在该外侧纵梁部件32，34的后部、该后部部件52一个朝前的侧面以及该内侧纵梁部件42，44的各部分。

该前方纵梁部分36，46、该中间纵梁部分38，48以及该外侧和内侧纵梁部件32，34以及42，44的后部部分40，50的前部分别大体上形成了该驾驶室组件的驾驶室部分150。该外侧以及内侧纵梁部件的每个后部部分40，50的后部大体上形成了该驾驶室组件的后车厢部分152的纵向范围。如下所述，驾驶室组件10的后车厢部分152可以用作一个储藏车厢或可以构成为一个包括一张或多张床的卧铺车厢。

一对前柱结构154，156安装在一个下部构架组件30上。该示例空间构架的前柱状结构包括一对前柱结构组件154，156(例如，图3中显示了一部分，并且其中之一，154，分别以截面图以及分解视图的方式显示在图7以及图8中)。该前柱结构组件154，156在示例空间构架12中相互具有镜象结构，并且可以是金属冲压板金属结构。因为该镜象结构，只有组件154详细地加以考虑了。每个前柱结构组件154，156连接在一个各自的外侧纵梁部件32，34上，并从此向上伸展。正如下面所述，每个前柱结构组件154，156在空间构架12的每个侧面具有一个较低的最前端部分或A柱。

前柱结构组件154的结构以及该柱组件154以及外侧纵梁部件34的部件的相互连接方式可以从，例如图3，4，7以及8中明白。该前柱结构组件154包括外侧柱部件158以及一内侧柱部件160。图8以彼此分解的方式显示出了该外侧纵梁部件34的前方纵梁部分36、内侧和外侧柱部件158，160的局部，以及该空间构架12的上部纵向部件162(如下所述)的局部。该内侧和外侧柱部件158，160可以是冲压板金属结构，其通过焊接，或任何适当的方法相互固定在该管状液压成形的外侧纵梁部件32上。

该内侧柱部件160较低的部分164通过焊接或其它适当的方法固定在该外侧纵梁部件32上。该外侧柱部件158较低的部分固定在该外侧纵梁部件32上。该外侧和内侧柱部件158，160的上部相互固定在该装配好的空间构架12上。该上部纵向部件162的前端固定在装配好的空间构架12的该外侧和内侧柱部件158，160之间。

该上部纵向部件162可以在该外侧柱部件158固定在该内侧柱部件160之前，固定在该内侧柱部件160上，并且该上部纵向部件162，或者，该空间构架可以通过将该外侧和内侧柱部件158，160固定在一起，然后将该纵向部件162的自由端固定在二者之间来装配。

每个前柱结构组件154，156具有一个闭合的管状横截面(参见图7，例如)。该内侧和外侧柱部件160，158每个都分别包括一向外伸展的壁部169，171，其(通过焊接，例如)以重叠、邻接啮合的方式相互固定。该内侧和外侧柱部件160，158分别(通过焊接，例如)以重叠、邻接啮合的方式相互固定。前柱结构组件154，156的管状结构具有一个有较高强度的A柱。该外侧柱部件158包括一个凹口177，其形状用于接收车门(未显示)的周边部分。该凹口177包括一向外的表面179，其构成并布置为与一个门封条(未显示)接合，以对关上的车门进行密封。

该前柱结构组件154，156以及多个上部管状液压成形部件包含一个安装在下部构架组件30上的上部构架组件181，以形成该空间构架12的上部。该上部管状液压成形部件包括该一对上部纵向部件162，163、一个管状液压成形U形中间部件170以及一个管状液压成形U形后部部件172。该装配好的上部构架组件181形成了一个在该装配好的驾驶室组件10上支撑着多个车身面板的箱状结构。

如图4所示，该中间部件170是一个倒U形的液压成形横向部件，其具有一个中央弯曲部分174以及一对从该弯曲部分174相对的两端上的接缝178，179向下伸展腿部176，177。该后部横向部件172是另一个倒U形的液压成形横向部件，其具有一个中央弯曲部分180以及一个从该弯曲部分180相对的两端上的接缝184，185向下伸展的腿部176，177。

该中间横向部件170的每个腿部分176，177的自由端(在接头196，197)分别连接在一个外侧纵梁部件32，34上，以形成一对中间柱状结构(在该示例空间构架12中为B柱)之一。该中间横向部件170的弯曲部分174具有支撑装配好的驾驶室组件10的车顶(未显示)的附件和支撑结构。

该后部横向部件172的每个腿部分182，183的自由端(在接头198，199)分别连接在一个外侧纵梁部件32，34上，以形成一对后部柱状结构(在该示例空间构架12中为C柱)之一。该后部横向部件172的弯曲部分180具有支撑装配好的驾驶室组件10的车顶(未显示)的附件和支撑结构。

接头196，197，198，199具有类似的结构，并且可以通过对接头198的讨论来理解。接头198显示在图5的横截面中。外侧纵梁部件32的开口72的大小可以接收该横向部件172的腿182的一个自由端。当该腿182穿过开口72时，腿182的壁部分201，202相对的外表面与相对的该外侧纵梁部件32大体上垂直伸展的内表面相贴合。腿部182和该外侧纵梁部件32可以通过例如，焊接(气体保护金属电极电弧焊、单面点焊，等等)或通过任何其它适当的方法固定在一起。

如图4所示，在该示例空间构架12中，该上部纵向部件162，163具有镜象结构。所以，只有上部纵向部件162进行了详细讨论。为便于讨论，该两个上部纵向部件162，163相应的部分用同样的附图标记表示。

该上部纵向部件162包括一个纵向伸展的纵梁形成部分192和一个柱形成部分194。大体上，该上部纵向部件162的纵梁形成部分192在接头195，197位置以重叠方式被固定在该横向部件170，172，并且该柱形成部分194的自由端固定在该前柱结构组件154的上部。该上部纵向部件162的柱形成部分194和相关的前柱结构组件154形成了一个示例空间构架12的A柱。

在该示例空间构架中，该中间横向部件170的接缝178被焊接，或者以面对面方式连接在一个各自的上部纵向部件162的纵梁部分192的中部。同样地，该后部横向部件172的接缝184被焊接，或者以面对面方式连接在该上部纵向部件162的纵梁形成部分192的后部。该纵梁形成部分192由此而与一相关的后部柱状结构的上部相联结，并向前方伸展形成一个车顶支撑纵梁，以支撑该装配好的驾驶室组件10的车顶的一部分。

多个面板安装在该上部构架组件181上(例如参见图1和4)。一个上部支撑组件199安装在该上部纵向部件162，163之间，大体上是在该纵梁形成部分192和该柱形成部分194之间的接缝区域内。该上部支撑组件199可以是多块冲压板金属结构(如该示例空间构架12所示)，并且可通过焊接或其它适当的方法装配和固定在该上部纵向部件162，163之间。

如图1所示，一对下部前支撑结构200，202安装在该前柱组件154，156之间。该下部前支撑结构200，202可以是冲压板金属结构，并且可通过焊接或其它适当的方法固定在该空间构架12上。该下部前支撑结构200，202支撑该驾驶室组件10的前挡风玻璃(未显示)的下部边缘，并为装配好的驾驶室组件10的车辆仪表板(或控制板)(未显示)提供支撑结构。该下部前支撑结构200包括多个开口203，其可以用于安装诸如车辆前灯之类的零件。

一上部前支撑结构204安装在上部前支撑组件199上。该上部前支撑结构204可以是冲压金属板结构(如示例空间构架12中所示)，并且可以是单块或多块结构(在该示例空间构架12中是多块的)。该上部前支撑结构204可以通过焊接或其它适当的方法固定在该上部前支撑组件199上。该上部前支撑结构204以及该上部前支撑组件199为驾驶室组件10的车顶(未显示)前部以及车辆挡风玻璃上部提供支撑。

一对侧面结构206，208(在该示例空间构架12中相互为镜象结构)分别安装在一对B和C柱176，182以及177，183上，并安装在空间构架12的每个侧面上的纵梁部分40，192上。该侧面结构206，208可以是冲压板金属结构(如示例空间构架12所示)，并且可通过焊接或其它适当的方法固定在该空间构架12上。

一对上部后支撑结构210，212和一对下部后支撑结构214，216安装在该空间构架12的后方。结构210，212可以是冲压板金属结构，并且可通过焊接或其它适当的方法固定在该空间构架12上。该上部后部结构210，212固定在该腿部分182，183以及固定在后部U形部件172的交叉部分180。该下部后部结构214，216固定在该横向部件52以及在U形部件172的腿部较低的部分上。该上部以及下部的后部结构210，212，214，216沿接缝218固定在一起。

一对门密封接口结构217，219安装在该驾驶室组件10每个侧面上的门口221上。每个门密封接口结构217，219可以是冲压板金属结构，并且可以分别在接头196和195附近固定在该空间构架12上，以提供一拱形的过渡面与门密封件(未显示)结合在一起，当门关闭的时候将相连的车门密封起来。

                    液压成型方法

因为每个液压成形部件的许多结构特征是在制造它们的液压成形操作过程中形成的，下面将对该空间构架12的管状液压成形部件优选的液压成形方法进行说明。一种形成管状液压成形外侧纵梁部件32的液压成形操作可以从图11和12来理解。每个液压成形部件(例如液压成形U形部件170或172，液压成形上部纵向部件162，163或液压成形纵梁部件32，344，244)都可以由适当形状的管状坯料来形成。

一形成该外侧纵梁部件32的示例坯料220显示在图11中。该坯料220由一种适当的金属材料构成，并具有一闭合的横向横截面以及敞开的管状端部。该示例坯料220是一种适当钢号的材料构成。每个坯料220可以由任何适当方法形成。例如，一种连续的金属带材可通过滚压形成管状，然后缝焊形成一个闭合的横向横截面。或者，可通过挤出成型形成一种连续长度的金属管。该连续的管状结构可能按照形成坯料220的长度要求来切割。

该坯料220在放置在液压模具组件之前被弯曲成一有角的形状。该坯料220包括一前部部分222、一中间部分224以及一后部部分226。该坯料220可在置入模具组件前由电脑数字控制(″计算机数字控制″、″CNC″)的折弯机进行弯曲或者，可以通过拉弯形成有角的形状。如果形成的坯料具有相对″尖锐的″角(也就是说，大于30度的角)，每个锐角可以根据美国专利5,953,945的教导来形成，该专利的名称为METHOD AND APPARATUS FOR WRINKLE FREE HYDROFORMING OF ANGLEDTUBULAR PARTS，此处对其全文加以引用作为参考。该引用的5,953,945号专利的教导可在弯曲期间操作过程中避免皱纹的形成，特别是在每个弯曲的液压成型部分的凹进部分。在把它放在模具组件中之前，可以在坯料220外部涂覆一种合适的润滑剂。

弯曲以后，将该管状坯料220放置在一个模具组件232的半模228，230之间，而该组件232通过将两个半模228，230靠在一起而闭合。该管状坯料220最好浸于一液槽中，以使它充满液压成形流体(未显示在图11和12的示意图中)。一液压成型冲头组件234，236与该管状坯料220(参见图12，例如)的每个端部接合，以使每个组件234，236的冲头部件238，240密封管状坯料220各自的端部。该冲头部件238，240包括水力增压器，其可以对该液压成型流体加压，从而在该坯料220内增加流体压力，以不规则地向外扩展(或使变形)该管状坯料220的管状金属壁242，使之与模腔的模面244一致(例如，如′945号参考专利中所公开的那样)，从而形成一液压成形外侧纵梁部件32，其具有预先决定的不规则结构的外表面。

该管状坯料220可以在液压成型加工向外扩展之前沿其长度具有，例如基本上相等的直径、基本上为圆形的横截面。在液压成型以后，该液压成形部件具有一由模腔的形状决定的横截面。每个模腔的形状用于形成该外侧纵梁部件32，从而与部件32的外表面的形状对应。然而，在不脱离本发明的原理的情况下可以改变该管状液压成形部件32的截面结构。

该液压成型加工可以是电脑控制的。液压流体的流量是可以控制的，进而可以在液压成型加工过程中控制该坯料220的金属材料的扩展(在径向方向上)。该冲头部件314，316在液压成型过程中也可以控制在该坯料220相对的端部向内轴向推动，以在向外扩展的时候促使金属在坯料220内流动。

流体压力和轴向压力可以彼此独立地施加和控制。该管状坯料220的端部在向外扩展的时候可以轴向向内推动，用以在该初始管状坯料220预定的壁厚范围内，保持完全形成的液压成形部件的壁厚。该冲头部件238，240可以操作，例如，保持该坯料220向外扩展的壁部分的厚度，以使形成的液压成形部件的壁厚大约在该坯料220的原始壁厚的±10％范围内(即，用以补偿该管径向向外扩展被拉薄的壁)。

如果在部件32上形成有孔，孔可以在液压成型操作的过程中、部件32在模具组件232中的同时形成，或者可以在液压成形部件32从模具组件中移开以后随部件32其它的加工要求来形成。孔可以在液压成型加工过程中形成，该液压成形操作公开在，例如，美国专利5,460,026中，本申请对其全文加以引用作为参考。或者，各种尺寸和形状的孔(例如孔70和72)或者凹槽可以在液压成型操作完成并且液压成形部件从模具组件232移开之后在部件32上切割(例如，利用激光)出来。

正如所述，开口70，72是切入该外侧纵梁部件32，34中用以接收B和C柱的。该用于B柱的开口70位于该示例空间构架12中的每个外侧纵梁部件32，34的后部40的最前端。B柱的位置确定了该门口221后部的宽度。该用于C柱的开口72位于每个外侧纵梁部件32，34的后部40的最后端。从图1可知，例如，外侧和内侧纵梁部件32，34和42，44的后部40，50的长度分别决定了B和C柱之间的距离，并且大致决定了驾驶室组件10的后部车厢部分(或者卧铺车厢形成部分)的长度。因此，该后部车厢10的尺寸可以根据该外侧和内侧纵梁部件的后部40，50的长度以及该上部纵向部件162，163的纵梁形成部分192的后部的长度的变化来改变。正如所述，该驾驶室组件10的后车厢部分152可以制造得足够长，以使，例如，一个卧铺车厢可以包括在该驾驶室组件的后部中。此外，因为后部驾驶室部分152的长度可以在驾驶室组件之间变化，可以构造更多尺寸样式的特别的驾驶室组件的卧铺车厢。

管状液压成形方法特别适合构造具有更多样的卧铺车厢尺寸的驾驶室组件，因为单个模具组件就可以用以生产具有更多样式长度的液压成形部件。尤其特别地的是，应当理解，上述讨论的液压成形方法中，每个上部纵向部件162，163、每个内侧纵梁部件42，44以及每个外侧纵梁部件32，34都是在各自的模具组件中液压成形的。每个模具组件都可用于接收更多样长度的坯料，使得单独一套液压成形模具组件就可为具有更多样长度的驾驶室组件生产管状液压成形部件。从而，单独一套模具组件就可生产用于更多样的驾驶室组件的部件，一些没有卧铺车厢，另一些具有更多样尺寸的卧铺车厢。这种构思可以从，例如图11，13所示的试验来进行理解，其中使用了单个模具组件232生产了一个相对较短的外侧纵梁部件32(图11和12)，并生产了一个相对较长的外侧纵梁部件250(图13)。

图11显示该坯料220在拉伸之前位于模腔244中。图12显示该外侧纵梁部件32已经通过拉伸坯料220与该模腔244一致而形成了。大体上，该坯料220的前部部分222形成了该纵梁部件32的前部部分36，该中间部分224形成了该纵梁部件32的中间部分38并且该后部部分226形成了该纵梁部件32的后部40。图13显示该外侧纵梁部件250在该坯料拉伸之后形成了(用于部件250的坯料没有显示)。通过对图12和13的比较可以发现，前部36和252相互之间长度相等并且中间部分38和284相互之间长度相等，但是该外侧纵梁部件250的后部256的长度比该外侧纵梁部件32的后部更长。构成该外侧纵梁部件250的坯料(未显示，正如所述)具有前方和中间部分，其长度分别与坯料220的前方和中间部分36，38相同，但是其具有一个后部部分，其长度大于该坯料的220的后部40的长度。如此，用于形成外侧纵梁部件的特别的坯料的后部部分的长度相应于(大约)所要求的驾驶室组件的卧铺车厢形成部分的长度。

该模具组件232的模腔244的形状用于接收更多样长度的坯料，用以生产更多样相应长度的纵梁部件。应当理解，每个内侧纵梁部件和上部纵向部件包括一个具有相当于所构成的空间构架的卧铺车厢的长度的后部。此外，液压成形工具234，236可以插入到模腔244各自的端部足够深，用以紧靠和密封坯料各自敞开的管状端部。从而，无论该后部的长度有多长，该工具236都可以插入足够深，以与该坯料的后端相接合。

还应当理解，虽然该外侧纵梁部件32，34的后部部分40(以及该模具组件232的模腔244相应的部分)以及该液压成形工具的可插入部分34，236基本上是笔直的，但是这并非是规定所要求的。该外侧纵梁部件的后部部分(以及该内侧纵梁部件，可以参见该上部纵向部件的纵梁形成部分的后部)可以是拱形的，例如，或者其它非直线形的。类似地，与可变长度的、直线部分相应的该模具组件的模腔部分以及液压成形工具相关的可以插入部分也可以不是直线形的。

驾驶室组件10安装在该卡车构架组件18上，并以通常的方式在其抬起和工作位置之间移动。该抬起和下降操作可以是动力操作的或者手动的。一对闩锁组件282(示意地显示在图10中)安装在卡车构架组件18上，并且可脱开的啮合在驾驶室组件10的支架组件74，75的一对闩锁啮合部件94上，用以将驾驶室组件保持在其工作位置。该两对纵梁部件32，34和42，44、后部横向部件52、前方连接结构58，60以及后部U形部件172为驾驶室组件10提供了很高的结构强度，以允许驾驶室组件10转动到其抬起位置的时候不会变形。

当然，其它的空间构架实施例也是可行的。例如，一个用于驾驶室组件的空间构架可以构成为：每个上部纵向部件包括一个形成整个A柱以及整个纵梁形成部分的柱形成部分。可设想，例如，当整个A柱和车顶纵梁是由单个液压成形部件构成的时候，其通过单独一整个坯料形成上部纵向部件，或者从一个包括两个直径不同的管状金属结构所形成，其通过首尾相连焊接起来形成坯料，然后进行弯曲(可选择地)并液压成形。例如，由两个互相直径不同的管状结构构成坯料，并且直径较小的一端可以扩展，以使其直径等于大直径的坯料的直径。直径较小的管状结构扩展后的端部然后可以与大直径的端部对接焊在一起，以形成一个两部分组成的坯料，并通过弯曲(可选择地)以及液压成形形成一个上部。

同样还设想提供一种形成整个A柱的非液压成形结构(比如一冲压板金属零件的组件)。该非液压成形A柱可以连接到一个液压成形上部纵向部件上，用以在空间构架相关的侧面上提供一个车顶支承纵梁。

图14显示用于一个驾驶室组件262的空间构架260的另一个示例。除了其中间以及后部U形组件264，266的结构以外，驾驶室组件262与驾驶室组件10是相同的。与驾驶室组件10相应的部分相同的驾驶室组件262的部分用相同的附图标记来表示，并且不再分别论述了。

与图1所示的整体相反，驾驶室组件262的每个U形组件264，266都是多部件的结构。具体地说，尽管组件264可以使用任何适当数目的部件，但是组件264仅包括三个部件一一对管状液压成形腿部件268，270以及一个管状液压成形横向部件272。类似地，该U形部件266包括一对管状的液压成形腿部件274，276以及一个管状液压成形横向部件278。该腿部件268，270可以是相同的(以使他们可以在同一个液压成形模具组件中形成)，或者他们可以具有镜象结构。类似地，该U形的部件266的腿部件274，276可以是相同的，或者可以具有镜象结构。每个横向部件272，278是可伸缩地接合在相关的一对腿部件的一个腿部件的每个端部上的，并且通过分别焊接在接头279，281上而固定在其上。

应理解此处所示各种空间构架的每个液压成形部件可以形成为整个、单独的部件或者可以是具有多个部件的多部件液压成形部件，其相互通过焊接或通过其它适当的固紧机构装配在一起。

该组件264，266的三部件结构允许空间构架的液压成形部分容易地、经济地构造，以提供具有各种宽度的驾驶室组件。更具体来说，空间构架可以通过使横向部件272，278相对长一些而做得相对宽一些，而通过使横向部件272，278相对短一些而做得相对窄一些。从图14可知，每个组件264，266的横向部件272，278分别组成了U形组件的弯曲部分。每个横向部件可以基本上是直线的或稍微为拱形的。横向部件272，278的长度分别确定了B柱和C柱之间的横向距离，并因此决定驾驶室的组件的宽度。该横向部件52可以构成为具有跨越外侧纵梁部件32，34的后部之间的距离所需的长度。

应当理解，通过使用模具组件232形成不同长度的外侧纵梁部件的讨论可知，单个模具组件可用于分别形成具有各种长度的横向部件272或278。应当还可以理解，当腿部件274，276或268，270相互具有相同的结构的时候，可以在同一个模具组件中形成一对腿部件274，276或268，270。

应理解，所述实施例涉及用焊接将部件连接在一起，这只是一种将部件连接在一起的一种可能的方式，并且可以用其它的紧固机构或紧固件代替或与焊接一起使用。另外，此处论述的非液压成形部件可以由包括冲压和其它形式的加工方法的非液压成形方法来形成。虽然在所示实施例中，涉及用″冲压″以及″冲压的″金属板结构作为优选的制造非液压成形部件的方法，但是，还是可以在所示实施例中引入其它形式的非液压成形方法。

应当理解，虽然本发明所示实施例是参照有限数量的实施例来公开和描述的，显然的，在不脱离本发明的实质和范围的前提下可以做出各种变化和修改。因此，下述权利要求是用来覆盖此类修改、变化的，并且与此处记录的原理和优点是相同的。

Claims (18)

1、一种用于卡车驾驶室的空间构架，该空间构架包括：

一对液压成形的、纵向伸展的内侧纵梁部件；

一个横向延伸以及液压成型的连接部件，其在所述内侧纵梁部件之间延伸，并横向延伸超出每个所述内侧纵梁部件，所述连接部件构成并布置为以相互横向隔开的关系支撑所述一对内侧纵梁部件；

一个U形的并且液压成形的第一上部横向部件，其具有一对形成后部柱状结构的腿部分和一个横向的弯曲部分，每个所述后部柱状结构被连接到以及从所述连接部件向上伸展，并且所述一对内侧纵梁部件位于所述一对腿部分之间并被与其隔开；

一对液压成形上部纵向部件，所述一对上部纵向部件中的每个连接到所述第一上部横向部件上；以及

一对液压成形A柱部件，所述一对液压成形A柱部件中的每个连接到所述一对上部纵向部件之一上，以及

其特征在于，所述一对内侧纵梁部件中的每个、所述连接部件、所述第一上部横向部件、所述一对上部纵向部件中的每个以及所述一对A柱部件中的每个都是连续的管状部件。

2、根据权利要求1所述的一种空间构架，其特征在于，每个所述内侧纵梁部件、所述连接部件、以及所述第一上部横向部件都是整体管状部件。

3、根据权利要求1所述的一种空间构架，其进一步包括：

一对液压成形的、纵向伸展的外侧纵梁部件；

所述连接结构构成并布置为以相互横向隔开的关系支撑所述一对外侧纵梁结构；

一对液压成形上部纵向部件，其每个包括一纵梁形成部分，每个所述纵梁形成部分连接到一所述后部柱状结构之一的上部上，并且从所述各自的后部柱状结构向前伸展；以及

一对前柱状结构，所述一对前柱状结构中的每个的下端连接到一相关的外侧纵梁部件上，并且其上端连接到一相关的上部纵向部件上，所述前柱状结构具有一对A柱。

4、根据权利要求1所述的一种空间构架，其特征在于，

每个所述外侧纵梁部件包括一前部部分，其至少一部分构成并布置为形成了驾驶室部分门口的一部分。

5、根据权利要求3所述的一种空间构架，其进一步包括：

一对冲压板金属结构的前柱组件，所述一对前柱组件中的每个连接到一各自的外侧纵梁部件上，并且从所述各自的外侧纵梁部件向上伸展，并且每个所述前柱组件连接到所述一对前柱结构之一各自的上端。

6、根据权利要求3所述的一种空间构架，其特征在于，由每个前柱组件形成的所述A柱具有一闭合横截面。

7、根据权利要求3所述的一种空间构架，其特征在于，

所述一对腿部分中的每个在所述弯曲部分的各自相对端部的接缝位置从所述弯曲部分向下伸展，每个所述接缝连接到一各自的上部纵向部件的后部，以使每个所述各自腿部分从所述各自上部纵向部件向下伸展，并使所述一对腿部分中的每个连接到所述外侧纵梁部件相应之一上，以形成所述一对后部柱状结构，并使所述弯曲部分在所述上部纵向部件之间横向伸展。

8、根据权利要求3所述的一种空间构架，其进一步包括：

一个U形的、并且液压成形的第二上部横向部件，其具有一个中间弯曲部分，以及一对在所述弯曲部分相应的相对端部从接缝向下伸展的腿部分，每个接缝的连接到所述各个自上部纵向部件的一个中间部分上，使得每个所述腿部分从所述上部纵向部件之一向下伸展，并且每个所述腿部分连接到所述外侧纵梁部件之一上，以形成一对中间柱状结构之一，并且使得所述第二横向部件的所述弯曲部分在所述上部纵向部件的所述中间部分之间横向伸展。

9、根据权利要求书8所述的一种空间构架，其特征在于，

所述中间柱状结构包括所述驾驶室的B柱。

10、根据权利要求书8所述的一种驾驶室组件，其特征在于，

每个所述第一和第二横向部件为三个部件的结构。

11、根据权利要求3所述的一种空间构架，其进一步包括：

向前横向伸展的连接结构把每个所述外侧纵梁部件的前端与所述内侧纵梁部件的相应一个相连接。

12、根据权利要求书1所述的一种空间构架，其特征在于，

所述内侧纵梁、所述第一横向部件以及所述横向伸展连接结构是管状的。

13、根据权利要求书1所述的一种空间构架，其特征在于，

每个所述内侧纵梁、所述第一横向部件以及所述横向伸展连接结构为液压成形管状部件，其由一个向外形成、固定在与形成所述液压成形管形部件的相应模面相对应的预定外表面结构中的管状金属壁所形成。

14、一种用于机动车的空间构架，其包括：

一个主构架组件；以及

一个枢转连接到所述主构架组件上的驾驶室组件，所述驾驶室组件具有：一对液压成形的、纵向伸展的内侧纵梁部件；

一个横向延伸以及液压成型的连接部件，其在所述内侧纵梁部件之间延伸，并横向超出每个所述内侧纵梁部件延伸，所述连接部件构成并布置为相互横向隔开地支撑所述一对内侧纵梁部件；以及

一个U形的并且液压成形的第一上部横向部件，其具有一对形成后部柱状结构的腿部分和一个横向的弯曲部分，每个所述的后部柱状结构被连接到所述连接部件上并从其向上伸展，并且所述一对内侧纵梁部件位于所述一对腿部分之间并被与其隔开，

其特征在于，所述一对内侧纵梁部件中的每个、所述连接部件、以及所述第一上部横向部件是连续的管状部件。

15、根据权利要求书14所述的一种空间构架，其特征在于，

每个所述内侧纵梁部件包括一个安装在所述相应的纵梁部件的下部的枢轴部件，其在打开位置和关闭位置之间枢转地将所述驾驶室组件连接在所述主构架组件上，其中在打开位置，位于该驾驶室组件下方的部件可以被接近，而且所述纵梁部件和所述连接部件从与所述主框架组件隔开，而在关闭位置，所述纵梁部件和所述连接部件基本上邻近所述主框架组件。

16、根据权利要求书14所述的一种空间构架，其特征在于，

所述内侧纵梁、所述第一横向部件以及所述横向伸展连接结构是整体管状部件。

17、一种形成用于驾驶室的空间构架的方法，其包括：

通过下述一种方法形成每一对液压成形的、纵向伸展的内侧纵梁的每一个，形成一个液压成形连接部件，形成一个液压成形第一上部横向部件，形成一对液压成形上部纵向部件中的每个以及形成一对液压成形A柱部件中的每个，该方法包括：

提供一具有管状金属壁的管状金属坯料；

将该管状金属坯料置于一个模具组件的模腔中，该模腔具有模面，以及

在该坯料的内部施加高压流体，以向外扩展该坯料的中央部分的金属壁，使之与该模腔的模面一致，以形成各个液压成形部件；

将该连接部件安装在每个内侧纵梁上；

将第一上部横向部件安装在所述连接部件上；

将每个上部纵向部件安装在该第一上部横向部件上；以及

将每个A柱部件安装在该上部纵向部件之一上。

18、根据权利要求17所述的一种方法，其进一步包括：

通过一种方法形成外侧纵梁部件，该方法其包括：

提供一具有管状金属壁的管状金属坯料；

将该管状金属坯料置于一个模具组件的模腔中，该模腔具有模面，以及

在该坯料的内部施加高压流体，以向外扩展该坯料的中央部分的金属壁，使之与该模腔的模面一致，以形成各个液压成形部件；以及

其特征在于，将该第一上部横向部件安装在该连接部件上的步骤包括将该外侧纵梁安装在该连接部件上。

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