CN204279633U - 一种用于汽车空气悬架的冲压焊接成型c形梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于汽车空气悬架的冲压焊接成型C形梁，其包括均为中空件的第一本体和第二本体，且第一本体和第二本体在接合处焊接固定在一起而形成C形梁本体。C形梁本体具有沿垂直对称轴左右对称的C形结构，并包括中间部、过渡部和端部。过渡部包括半径为R1的第一弧段和半径为R2的第二弧段，第一弧段分别与端部的第一侧边和中间部的上表面相切，第二弧段分别与端部的第二侧边和中间部的下表面相切。本实用新型结构简单，通过合理设置第一弧段和第二弧段的尺寸和形状，使整个C形梁受力均匀，并且减少了C形梁总重量，从而有效地提高了汽车的整体性能，保证了车辆的运行安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种汽车的承载构件，具体的涉及一种用于汽车空气悬架的冲压焊接成型C形梁。
背景技术
随着汽车及零部件技术的发展，采用空气悬架的汽车尤其是一些客车中日益普及。C形梁或者称作U形梁、车梁等作为整个悬架最主要的承载构件，其通常是一个具有弯曲部分的焊接件。具体来说，汽车的C形梁在汽车底盘中起到重要的支撑作用，汽车的C形梁安装在汽车底梁上，并通过减震系统间接与车轴两端的轮胎连接，其用于支撑整个车厢之外，还可以吸收当汽车发生碰撞或者交通事故之外的能量，进而保证车辆所载人员的安全。
由于C形梁尺寸比较大，单个C形梁的整体铸造件重量不轻于200kg，高重量对车辆的动力性能必然产生影响，而且大尺寸铸造件生产时存在工艺要求高、成本高的缺点，并且现有的悬架的C形梁的结构还存在着以下不足：
由于C形梁的两端受力较大，容易造成C形梁断裂；
现有的C形梁一般是由上半体与下半体焊接形成的，但是由于上半体与下半体的结构问题，在焊接后端部会产生错位，这样，在汽车高速行驶时，容易对C形梁产生极大破坏，造成C形梁折断，并且容易产生安全问题。
发明内容
本实用新型为解决上述提到的现有的C形梁存在的重量重、生产加工工艺要求高且存在安全隐患的缺点，提供一种结构合理、重量轻且成本低的用于汽车空气悬架的冲压焊接成型C形梁。此外，本实用新型还提供一种具有不对称结构的冲压焊接成型C形梁，以便满足不同类型汽车的需要。
具体的，本实用新型提供一种用于汽车空气悬架的冲压焊接成型C形梁，其包括均为中空件的第一本体和第二本体，所述第一本体和所述第二本体在接合处焊接固定在一起而形成C形梁本体；
所述C形梁本体具有沿垂直轴左右对称的C形结构，所述C形梁本体包括中间部、过渡部和端部，所述中间部具有水平的上表面和水平的下表面，所述过渡部以圆弧连接段将所述中间部和所述端部连接在一起，所述端部具有朝向端口方向逐渐缩小的截面；以及
所述中间部的横剖面为具有水平平行的所述上表面和所述下表面以及两个外凸侧壁的鼓形截面，所述过渡部包括半径R1的第一弧段和半径R2的第二弧段，所述第一弧段分别与所述端部的第一侧边和所述中间部的上表面相切，所述第二弧段分别与所述端部的第二侧边和所述中间部的下表面相切。
可优选的，所述上表面和所述第一弧段相交于点A,所述下表面和所述第二弧段相交于点C，所述第一弧段的圆心O1与所述第二弧段的圆心O2均位于AC的连线上。
可优选的，所述第一弧段的半径R1为420mm-440mm，并且所述第二弧段的半径R2为470mm-490mm。
可优选的，所述第一弧段的半径R1为420mm、425mm、430mm或者440mm；所述第二弧段的半径R2为470mm、475mm、478mm、480mm或者488mm。
可优选的，所述第一本体的形状与所述第二本体的形状相匹配。
可优选的，所述中间部的中轴线与所述端部的中轴线的夹角α为42-46度，第一本体的过渡部的锥角β1与第二本体的过渡部的锥角β2均为4-9度，第一本体的端部与中间部的高度差ΔH1以及第二本体的端部与中间部的高度差ΔH2均为32mm-37mm。
可优选的，所述中间部的中轴线与所述端部的中轴线的夹角α为45度，第一本体的过渡部的锥角β1与第二本体的过渡部的锥角β2均为6度，第一本体的端部与中间部的高度差ΔH1以及第二本体的端部与中间部的高度差ΔH2均为35mm。
可优选的，所述第一本体的宽度与所述第二本体的宽度相等，所述第一本体的长度与所述第二本体的长度相等，所述第一本体的高度大于所述第二本体的高度。
可优选的，所述中间部的中轴线与所述端部的中轴线的夹角α为42-46度，所述第一本体的过渡部的锥角β1为0度，所述第一本体的端部与所述第一本体的中间部的高度差ΔH1为0mm；所述第二本体的过渡部的锥角β2为10-14度，所述第二本体的端部与所述第二本体的中间部的高度差ΔH2为90mm-98mm。
可优选的，所述中间部的中轴线与所述端部的中轴线的夹角α为45度，所述第一本体的过渡部的锥角β1为0度，所述第一本体的端部与所述第一本体的中间部的高度差ΔH1为0mm；所述第二本体的过渡部的锥角β2为12度，所述第二本体的端部与所述第二本体的中间部的高度差ΔH2为94mm。
本实用新型本实用新型结构简单，通过合理设置第一弧段和第二弧段的尺寸和形状，使整个C形梁受力均匀，并且减少了C形梁总重量，从而有效地提高了汽车的整体性能，保证了车辆的运行安全。此外，本实用新型还提出一种具有不对称结构C形梁，由于第一本体与第二本体的高度不相同，增加了C形梁的安装空间，满足不同类型汽车的需要。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的结构做进一步解释：
图1-1为本实用新型的具体实施例1的C形梁的立体结构示意图；
图1-2为本实用新型的具体实施例2的C形梁的立体结构示意图；
图2为本实用新型C形梁的正面结构示意图；
图3-1为本实用新型具体实施例1的C形梁的M-M剖面结构示意图；
图3-2为本实用新型具体实施例2的C形梁的M-M剖面结构示意图；
图4-1为本实用新型具体实施例1的带有加强筋的C形梁剖面结构示意图；
图4-2为本实用新型具体实施例2的带有加强筋的C形梁剖面结构示意图；
图5为本实用新型的具体实施例1的俯视结构示意图；以及
图6为本实用新型的具体实施例2的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构及工作原理做进一步解释：
具体的，如图1-1或图1-2所示，本实用新型提供一种汽车，尤其是客车空气悬架用的冲压焊接成型C形梁，其包括第一本体100和第二本体200，第一本体100与第二本体200均为中空件；第一本体100和第二本体200在接合处11焊接固定在一起而形成C形梁本体1。
C形梁本体1的壁厚为6-9mm，车梁的承载力较大，不易弯折，并且由于整个C形梁本体1为中空结构，整体重量较轻，并且能够吸收当汽车发生碰撞或者交通事故之外的能量，进而保证车辆所载人员的安全。
如图2所示，C形梁本体1呈沿垂直对称轴Y1左右对称的C形结构，包括一个水平的中间部2、两个过渡部3以及两个端部4，第一本体100和第二本体101均为沿垂直对称轴Y1左右对称的C形结构，并且两个过渡部3和两个端部4从中间部2开始分别向上翘。下面以左右对称部分的一侧为例进行说明，中间部2具有水平的上表面21和水平的下表面22，过渡部3以圆弧连接段方式将中间部2和端部4连接在一起，而端部4具有朝向端口44方向逐渐缩小的截面。
过渡部3包括半径为R1的第一弧段31和半径为R2的第二弧段32。过渡部3的第一弧段31分别与端部4的第一侧边41和中间部2的上表面21相切，过渡部3的第二弧段32分别与端部4的第二侧边42和中间部2的下表面22相切。
上表面21和第一弧段31相交于点A,下表面22和第二弧段32相交于点C，第一弧段31的圆心O1与第二弧段32的圆心O2均位于连线AC上。第一弧段31的半径R1为420mm--440mm，优选半径R1可以为420mm,425mm,430mm或者440mm。第二弧段32的半径R2为470mm---490mm，优选半径R2可以为470mm,475mm,478mm或者480mm或者488mm。
优选的，如图3-1或图3-2所示，中间部2沿M-M向的剖面为水平平行的上表面21和下表面22以及两个侧壁外凸的鼓形截面。鼓形截面的外凸侧壁可以增加C形梁受力的均匀性。C形梁本体1的壁厚d沿整个梁是相同的，均为6-9mm，优选为8mm。由于减小了壁厚，在确保安全的前提下降低了整个C形梁的重量。C形梁本体1的高度h大于宽度w,从而C形梁抗弯截面模量大并使具有更可靠的承载能力。
如图4-1或图4-2所示，C形梁本体1内部设置有与其形状相匹配的加强筋200。
第一本体100与第二本体101具有对称结构与非对称结构两种结构，如图5所示，在对称结构中，第一本体100与第二本体101的各个部分的宽度、高度以及长度均相等，中间部2的中轴线X1与端部4的中轴线P1之间夹角α为40-46度，可优选的是夹角α约为45度。如果夹角α角度过大或者过小，均容易使过渡部3的受力过于集中，不利于受力分散，容易使C形梁在使用时出现断裂，造成安全隐患。此外，第一本体100的过渡部300的锥角β1与第二本体的过渡部301的锥角β2均为4-8度，第一本体100的端部400与中间部200的高度差ΔH1以及第二本体101的端部401与中间部201的高度差ΔH2均为32mm-37mm。
如图6所示，在非对称结构中，第一本体100与第二本体101的宽度以及长度均相等，但是高度不相等，中间部2的中轴线X1与端部4的中轴线P1之间夹角α为40-46度，可优选的是夹角α约为45度。如果夹角α角度过大或者过小，均容易使过渡部3的受力过于集中，不利于受力分散，容易使C形梁在使用时出现断裂，造成安全隐患。此外，第一本体100的过渡部3的锥角β1(图中未显示)为0度，第一本体100的端部400与第一本体100的中间部200的高度差ΔH1(图中未显示)为0mm；第二本体101的过渡部301的锥角β2为10-14度，第二本体101的端部401与所述第二本体101的中间部201的高度差ΔH2为90mm-98mm。
具体实施例1
本实施例以具有对称结构的C形梁本体的托梁为例，如图1-1所示，C形梁本体1包括均为中空件的第一本体100和第二本体101，第一本体100和第二本体101在接合处11焊接固定在一起而形成C形梁本体1。
C形梁本体1的壁厚为8mm，车梁的承载力较大，不易弯折，并且由于整个C形梁本体1为中空结构，整体重量较轻，并且能够吸收当汽车发生碰撞或者交通事故之外的能量，进而保证车辆所载人员的安全。
如图2所示，C形梁本体1呈沿垂直对称轴Y1左右对称的C形结构，包括一个水平的中间部2、两个过渡部3以及两个端部4，第一本体100和第二本体101均为沿垂直对称轴Y1左右对称的C形结构，并且两个过渡部3和两个端部4从中间部2开始分别向上翘。下面以左右对称部分的一侧为例进行说明，中间部2具有水平的上表面21和水平的下表面22，过渡部3以圆弧连接段方式将中间部2和端部4连接在一起，而端部4具有朝向端口44方向逐渐缩小的截面。
过渡部3包括半径为R1的第一弧段31和半径为R2的第二弧段32。过渡部3的第一弧段31分别与端部4的第一侧边41和中间部2的上表面21相切，过渡部3的第二弧段32分别与端部4的第二侧边42和中间部2的下表面22相切。
上表面21和第一弧段31相交于点A,下表面22和第二弧段32相交于点C，第一弧段31的圆心O1与第二弧段32的圆心O2均位于连线AC上。第一弧段31的半径R1为430mm，第二弧段32的半径R2为478mm。
如图3-1所示，中间部2沿M-M向的剖面为水平平行的上表面21和下表面22以及两个侧壁外凸的鼓形截面。鼓形截面的外凸侧壁可以增加C形梁受力的均匀性。C形梁本体1的壁厚d沿整个梁是相同的，均为8mm，由于减小了壁厚，在确保安全的前提下降低了整个C形梁的重量。C形梁本体1的高度h大于宽度w,从而C形梁抗弯截面模量大并使具有更可靠的承载能力。
如图4-1所示，C形梁本体1内部设置有与其形状相匹配的加强筋200。
如图5所示，第一本体100与第二本体101各个部分的宽度、高度以及长度均相等，中间部2的中轴线X1与端部4的中轴线P1之间夹角α为45度。如果夹角α角度过大或者过小，均容易使过渡部3的受力过于集中，不利于受力分散，容易使C形梁在使用时出现断裂，造成安全隐患。此外，第一本体100的过渡部300的锥角β1与第二本体的过渡部301的锥角β2均为6度，第一本体100的端部400与中间部200的高度差ΔH1以及第二本体101的端部401与中间部201的高度差ΔH2均为35mm。
具体实施例2
本实施例以具有非对称结构的C形梁本体的托梁为例，对托梁的结构做进一步解释：
如图1-2所示，C形梁本体1包括均为中空件的第一本体100和第二本体101，第一本体100和第二本体101在接合处11焊接固定在一起而形成C形梁本体1。
C形梁本体1的壁厚为8mm，车梁的承载力较大，不易弯折，并且由于整个C形梁本体1为中空结构，整体重量较轻，并且能够吸收当汽车发生碰撞或者交通事故之外的能量，进而保证车辆所载人员的安全。
如图2所示，C形梁本体1呈沿垂直对称轴Y1左右对称的C形结构，包括一个水平的中间部2、两个过渡部3以及两个端部4，第一本体100和第二本体101均为沿垂直对称轴Y1左右对称的C形结构，并且两个过渡部3和两个端部4从中间部2开始分别向上翘。下面以左右对称部分的一侧为例进行说明，中间部2具有水平的上表面21和水平的下表面22，过渡部3以圆弧连接段方式将中间部2和端部4连接在一起，而端部4具有朝向端口44方向逐渐缩小的截面。
过渡部3包括半径为R1的第一弧段31和半径为R2的第二弧段32。过渡部3的第一弧段31分别与端部4的第一侧边41和中间部2的上表面21相切，过渡部3的第二弧段32分别与端部4的第二侧边42和中间部2的下表面22相切。
上表面21和第一弧段31相交于点A,下表面22和第二弧段32相交于点C，第一弧段31的圆心O1与第二弧段32的圆心O2均位于连线AC上。第一弧段31的半径R1为430mm，第二弧段32的半径R2为478mm。
优选的，如图3-2所示，中间部2沿M-M向的剖面为水平平行的上表面21和下表面22以及两个侧壁外凸的鼓形截面。鼓形截面的外凸侧壁可以增加C形梁受力的均匀性。C形梁本体1的壁厚d沿整个梁是相同的，均为9mm。由于减小了壁厚，在确保安全的前提下降低了整个C形梁的重量。C形梁本体1的高度h大于宽度w,从而C形梁抗弯截面模量大并使具有更可靠的承载能力。
如图4-2所示，C形梁本体1内部设置有与其形状相匹配的加强筋200。
如图6所示，在非对称结构中，第一本体100与第二本体101的宽度以及长度均相等，但是高度不相等，中间部2的中轴线X1与端部4的中轴线P1之间夹角α为45度。如果夹角α角度过大或者过小，均容易使过渡部3的受力过于集中，不利于受力分散，容易使C形梁在使用时出现断裂，造成安全隐患。此外，第一本体100的过渡部3的锥角β1(图中未显示)为0度，第一本体100的端部400与第一本体100的中间部200的高度差ΔH1(图中未显示)为0mm；第二本体101的过渡部301的锥角β2为12度，第二本体101的端部401与所述第二本体101的中间部201的高度差ΔH2为94mm。
本实用新型结构简单，设置有两个中空的第一本体以及第二本体，第一本体以及第二本体的宽度相同，通过焊接形成一个整体的C形梁，在焊接后不会产生错位，焊缝平稳，在汽车高速行驶时，不易发生车梁折断，保证了车辆的运行安全。因此总重量较轻，制造方便，极大的提高了汽车的整体性能。并且由于整个C形梁本体为中空结构，整体重量较轻，并且能够吸收当汽车发生碰撞或者交通事故之外的能量，进而保证车辆所载人员的安全。并且，在不对称结构中，由于第一本体与第二本体的高度不相同，增加了车梁的安装空间，增大了气囊座的安装空间，更加方便生产，降低了生产成本。
本实用新型结构简单，设置有两个中空的第一本体100和第二本体101，第一本体100和第二本体101的宽度相同，通过焊接形成一个整体的C形梁，在焊接后不会产生错位，焊缝平稳，在汽车高速行驶时，不易发生C形梁折断，保证了车辆的运行安全。因此总重量较轻，制造方便，极大的提高了汽车的整体性能。并且由于整个C形梁本体1为中空结构，整体重量较轻，并且能够吸收当汽车发生碰撞或者交通事故之外的能量，进而保证车辆所载人员的安全。在不对称结构中，由于第一本体100与第二本体101的高度不相同，增加了C形梁的安装空间，增大了气囊座的安装空间，更加方便生产，降低了生产成本。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种用于汽车空气悬架的冲压焊接成型C形梁，其特征在于：其包括均为中空件的第一本体和第二本体，所述第一本体和所述第二本体在接合处焊接固定在一起而形成C形梁本体；
所述C形梁本体具有沿垂直轴左右对称的C形结构，所述C形梁本体包括中间部、过渡部和端部，所述中间部具有水平的上表面和水平的下表面，所述过渡部以圆弧连接段将所述中间部和所述端部连接在一起，所述端部具有朝向端口方向逐渐缩小的截面；以及
所述中间部的横剖面为具有水平平行的所述上表面和所述下表面以及两个外凸侧壁的鼓形截面，所述过渡部包括半径R1的第一弧段和半径R2的第二弧段，所述第一弧段分别与所述端部的第一侧边和所述中间部的上表面相切，所述第二弧段分别与所述端部的第二侧边和所述中间部的下表面相切。
2.根据权利要求1所述的用于汽车空气悬架的冲压焊接成型C形梁，其特征在于：所述上表面和所述第一弧段相交于点A,所述下表面和所述第二弧段相交于点C，所述第一弧段的圆心O1与所述第二弧段的圆心O2均位于AC的连线上。
3.根据权利要求2所述的用于汽车空气悬架的冲压焊接成型C形梁，其特征在于：所述第一弧段的半径R1为420mm-440mm，并且所述第二弧段的半径R2为470mm-490mm。
4.根据权利要求3所述的用于汽车空气悬架的冲压焊接成型C形梁，其特征在于：所述第一弧段的半径R1为420mm、425mm、430mm或者440mm；所述第二弧段的半径R2为470mm、475mm、478mm、480mm或者488mm。
5.根据权利要求1所述的用于汽车空气悬架的冲压焊接成型托梁，其特征在于：所述第一本体的形状与所述第二本体的形状相匹配。
6.根据权利要求5所述的用于汽车空气悬架的冲压焊接成型托梁，其特征在于：所述中间部的中轴线与所述端部的中轴线的夹角α为42-46度，第一本体的过渡部的锥角β1与第二本体的过渡部的锥角β2均为4-9度，第一本体的端部与中间部的高度差ΔH1以及第二本体的端部与中间部的高度差ΔH2均为32mm-37mm。
7.根据权利要求6所述的用于汽车空气悬架的冲压焊接成型托梁，其特征在于：所述中间部的中轴线与所述端部的中轴线的夹角α为45度，第一本体的过渡部的锥角β1与第二本体的过渡部的锥角β2均为6度，第一本体的端部与中间部的高度差ΔH1以及第二本体的端部与中间部的高度差ΔH2均为35mm。
8.根据权利要求1所述的用于汽车空气悬架的冲压焊接成型托梁，其特征在于：所述第一本体的宽度与所述第二本体的宽度相等，所述第一本体的长度与所述第二本体的长度相等，所述第一本体的高度大于所述第二本体的高度。
9.根据权利要求8所述的用于汽车空气悬架的冲压焊接成型托梁，其特征在于：所述中间部的中轴线与所述端部的中轴线的夹角α为42-46度，所述第一本体的过渡部的锥角β1为0度，所述第一本体的端部与所述第一本体的中间部的高度差ΔH1为0mm；所述第二本体的过渡部的锥角β2为10-14度，所述第二本体的端部与所述第二本体的中间部的高度差ΔH2为90mm-98mm。
10.根据权利要求9所述的用于汽车空气悬架的冲压焊接成型托梁，其特征在于：所述中间部的中轴线与所述端部的中轴线的夹角α为45度，所述第一本体的过渡部的锥角β1为0度，所述第一本体的端部与所述第一本体的中间部的高度差ΔH1为0mm；所述第二本体的过渡部的锥角β2为12度，所述第二本体的端部与所述第二本体的中间部的高度差ΔH2为94mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150422 Termination date: 20181219 |