CN204383588U - 车辆子组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一方面涉及了一种车辆组件，其包括：中空构件，具有长轴、短轴及平行于长轴的外表面，其中，外表面包括用于降低沿短轴的方向弯曲构件产生的应变的多个凹口部分。由此，通过在中空构件的外表面上设置凹口部分，来降低沿短轴的方向弯曲构件产生的应变。本实用新型的另一方面涉及了一种车辆组件，其包括：中空构件，具有长轴、短轴及沿短轴的方向弯曲的外表面，其中，外表面因拉伸弯曲工艺而处于拉伸状态并被弯曲，外表面包括用于降低拉伸弯曲工艺产生的应变的多个凹口部分。由此，通过在中空构件的外表面上设置凹口部分，来降低拉伸弯曲工艺产生的应变。
Description
相关申请交叉引用
本申请是2013年10月24日提交的、标题为“HEADER BEAM OF AVEHICLE FRAME AND METHOD OF FORMING THE SAME”的美国专利申请号14/062,510及2013年10月24日提交的、标题为“HEADER BEAM OFA VEHICLE FRAME AND METHOD OF FORMING THE SAME”的美国专利申请号14/062,568的部分连续申请。上述相关申请因此结合用作参考。
技术领域
本实用新型总的来说涉及适用于弯曲工艺的车辆子组件和车身部件，尤其是适合于弯曲制造工艺的中空顶盖前梁构件。
背景技术
弯曲、冲压、拉伸弯曲及其它金属成形工艺在汽车工业中使用以将前身部件成形为最终或接近最终部件形状。通常，这些工艺在由金属和金属合金制造的前身部件(例如，中空车身构件)中产生显著的应变。由此，前身部件应当被设计成适应与最终制造工艺相关的应变及与特定最终部件在使用中的相关的工程考量。因此，考虑到这些应变-诱导制造技术，尤其是车辆中空构件使用的技术，需要开发设计部件和工艺。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种减小自身在弯曲工艺中产生的应变的车辆组件。
根据本实用新型的一方面，提供了一种车辆子组件。该车辆组件包括大致中空构件，其具有长轴、短轴及大致平行于长轴的外表面。该外表面包括配置成降低沿短轴的方向弯曲该构件产生的应变的多个凹口部分。
根据本实用新型的一方面，提供了一种车辆子组件，包括：中空构件，具有长轴、短轴及平行于长轴的外表面，其中，外表面包括配置成降低沿短轴的方向弯曲构件产生的应变的多个凹口部分。
根据本实用新型的一方面，提供了一种车辆子组件，包括：中空构件，具有长轴、短轴及平行于长轴的外表面，其中，外表面包括用于降低沿短轴的方向弯曲构件产生的应变的多个凹口部分。
根据本实用新型，中空构件还包括四边形横截面。
根据本实用新型，中空构件还包括大致椭圆形横截面。
根据本实用新型，中空构件为车身部件。
根据本实用新型，车身部件为顶盖前梁。
根据本实用新型，外表面包括舌状部分且多个凹口部分配置在舌状部分上。
根据本实用新型，顶盖前梁包括铝合金。
根据本实用新型，顶盖前梁包括铝合金件。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种车辆子组件。该车辆组件包括大致中空构件，其具有长轴、短轴及大致在短轴的方向上弯曲的外表面。该外表面因拉伸弯曲工艺而大致处于拉伸状态并被弯曲。此外，该外表面包括配置成降低拉伸弯曲工艺产生的应变的多个凹口部分。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种车辆子组件，包括：中空构件，具有长轴、短轴及沿短轴的方向弯曲的外表面，其中，外表面因拉伸弯曲工艺而处于拉伸状态并被弯曲，并且进一步地，其中，外表面包括配置成降低拉伸弯曲工艺产生的应变的多个凹口部分。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种车辆子组件，包括：中空构件，具有长轴、短轴及沿短轴的方向弯曲的外表面，其中，外表面因拉伸弯曲工艺而处于拉伸状态并被弯曲，并且进一步地，其中，外表面包括用于降低拉伸弯曲工艺产生的应变的多个凹口部分。
根据本实用新型，中空构件还包括四边形横截面。
根据本实用新型，中空构件还包括大致椭圆形横截面。
根据本实用新型，中空构件为车身部件。
根据本实用新型，车身部件为顶盖前梁。
根据本实用新型，外表面包括舌状部分且多个凹口部分配置在舌状部分上。
根据本实用新型，顶盖前梁包括铝合金。
根据本实用新型，顶盖前梁包括铝合金件。
根据本实用新型的又一方面，提供了一种制造车辆组件的方法。该方法包括步骤：提供大致中空构件，该大致中空构件具有长轴、短轴以及大致平行于长轴的外表面；在外表面切出多个凹口部分；以及弯曲该构件使得外表面邻近凹口部分的部分处于拉伸状态并沿短轴的方向弯曲。
根据本实用新型的又一方面，提供了一种制造车辆子组件的方法，包括步骤：提供中空构件，中空构件具有长轴、短轴及平行于长轴的外表面；在外表面切出多个凹口部分；以及弯曲构件使得外表面邻近凹口部分的部分处于拉伸状态并沿短轴的方向弯曲。
根据本实用新型，中空构件还包括四边形横截面。
根据本实用新型，中空构件为车辆顶盖前梁。
根据本实用新型，在外表面切出多个凹口部分的步骤包括冲压工艺。
根据本实用新型，提供大致中空构件的步骤包括挤压工艺。
根据本实用新型，弯曲构件的步骤包括拉伸弯曲工艺。
相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的一方面的车辆子组件，通过在中空构件的外表面上设置凹口部分，来降低沿短轴的方向弯曲构件产生的应变。
本实用新型的另一方面的车辆子组件，通过在中空构件的外表面上设置凹口部分，来降低拉伸弯曲工艺产生的应变。
本领域的技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图之后，将理解本实用新型的这些和其它方面、目标和特征。
附图说明
在附图中：
图1是根据一个实施例的包括具有配置成减少弯曲应变的凹口部分的顶盖前梁组件的车辆的立体图；
图2是图1中所述的具有凹口部分的顶盖前梁组件的立体图；
图2A是位于图1中所述顶盖零件的下方的具有凹口部分的顶盖前梁组件的截面放大图；
图3A是图1中所述的具有凹口部分的顶盖前梁组件的横截面图；
图3B是根据另一实施例的具有凹口部分和大致椭圆形横截面的顶盖前梁组件的横截面图；以及
图4是根据又一实施例示出形成顶盖前梁组件的方法的流程图。
具体实施方式
本实用新型的具体实施例按要求在此公开，然而，应当理解，在此公开的实施例仅为本实用新型的示例，其能够以各种替代方式实施。附图不一定是具体设计；可对一些简图放大或缩小以显示功能概况。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应视为限定，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式应用本发明的代表性基础。
出于说明的目的，词语“上”“下”“右”“左”“后”“前”“垂直”“水平”及其派生词语应当涉及图1中所示的车辆和部件。然而，应理解的是除非明确作出相反说明，本实用新型可呈现各种替代的定向。还应理解的是在附图中示出和在下列说明书中说明的具体设备和工艺仅仅为所附权利要求所设定的创造性概念的示例性实施例。因此，涉及这里所公开的实施例的具体尺寸和其它物理特征不应视为限定，除非权利要求中作了其他明示。
参照图1，参考标号100通常表示用于车辆10的顶盖零件50的顶盖前梁(roof header)。顶盖前梁100通常为大致中空构件，其配置成支撑顶盖零件50的前部。顶盖前梁100可由能够通过弯曲、弯折和拉伸弯曲工艺制造的任意材料进行制作。优选地，顶盖前梁100由诸如6000系列挤压铝合金的铝合金制作。例如，前梁100能够由6082-T4挤压合金制作，其在制作后回火至T6状态。
如图2、图2A中所示，顶盖前梁100包括长轴80、短轴90及大致平行于长轴80的外表面120。外表面120可包括凹口部分110(还可在图1中看到)，每个凹口部分110配置成降低与沿长轴90的方向施压于前梁100的弯曲力95相关的应变。应当理解，还可沿其它方向对前梁100施加另外的弯曲力(未示出)。例如，能够沿厚度方向对前梁100施加另外的弯曲力，在前梁100的最上表面122上产生曲率。这种曲率可能被采用以与在最上表面122上方的相似曲率顶盖零件50相适应。
外表面120还可包括凸缘136，其配置成具有如图2、图2A中所示的凹口部分110。凸缘136可为舌状部件，该部件沿短轴90的方向从顶盖前梁100的主体向外发散。凸缘136能够用以为顶盖零件50的前缘提供额外的支撑(参见图1、图2A)，尤其用于拥有具有延伸到遮阳板区域中的部件的顶盖零件50的车辆10的设计顶盖零件。
图2、图2A中所述的凹口部分110可具有多种形状，条件是所选形状在前梁100经受施加通常沿着短轴90的方向的弯曲力95的过程时减小顶盖前梁100中的应变。凹口部分110具有减小前梁100在凹口的位置处沿短轴90的方向的宽度的效果。与弯曲力95相关的(尤其是前梁100的外表面120上的)弯曲应变根据前梁100的宽度的减小而减小。
同样如图2、图2A中所示，凹口部分110能够沿着顶盖前梁100的长轴80在中心线60的两侧对称布置。具体地，等间距间隔开的两个凹口部分110位于中心线60的一侧上且两个凹口部分110位于中心线60的另一侧上。其它结构可具有位于中心线60的任一侧上的一个至任意数目的凹口部分110。凹口部分110的数目、位置和形状会受到长轴80的长度以及与预期的拉伸弯曲、弯折或其它零件制作工艺相关的应变消除的特定需求的限制。优选地，凹口部分110具有光滑表面和大半径以降低与任意局部应力集中相关的疲劳效应的可能性。
现参照图3A，描述了顶盖前梁100的横截面102，其显示出前梁100是大致中空的。在图3A中所述的特定形状中，横截面102为大致四边形，或者，更优选地，为大致矩形形状。两个肋106配置在前梁100的中空腔室内并支撑前梁100的最上表面122和最下表面124。如图3A中所示的肋106的存在，在前梁100内形成了三个主要腔室。优选地，肋106如所示是倾斜的以在用以形成前梁100的拉伸弯曲、弯折或其它零件制作工艺期间为最上表面122提供额外的支撑。肋106的倾斜属性用以最大化中央部分126上的能够用于将车辆10中的其它部件(参见图1)附接至前梁100(例如，A柱、B柱等)的可用区域。再次参见图3A，考虑到前梁100的最终设计形状、对顶盖零件50的支撑需求和零件成形工艺期间对前梁100的支撑需求以及其它工程考量，可将一个或多个肋106配置在前梁100内。
在图3B中，示出顶盖前梁100a的横截面102a为大致椭圆形。顶盖前梁100a类似于顶盖前梁100，两者差别仅在于横截面形状。椭圆形横截面102a拥有包含凹口部分110(未示出)的外表面120。甚至更为优选地，凸缘136将配置成以舌状形状从外表面120向外发散，同时凸缘136包含凹口部分110。
图1至图3B中所述的顶盖前梁100是其它类型的车辆子组件的实例，其能够根据本实用新型的其它方法进行制作。由此，能够基于前述教导采用其它车辆子组件，其中，子组件具有大致中空构件、长轴(例如，长轴80)、短轴(例如，短轴90)及大致平行于长轴的外表面(例如，外表面120)。这些其它车辆子组件被进一步限定，使得它们的外表面特征(例如，外表面120)包括多个凹口部分(例如，凹口部分110)，该凹口部分配置成降低与沿短轴(例如，短轴90)的方向弯曲该组件相关的应变。例如，这些子组件可包括但不限于车辆保险杠零件、天窗前梁零件、A柱、B柱、C柱等。具体地，这些子组件可被拉伸成型、弯折、冲压、压挤或者其他能够在它们的一些部件上提供显著的应变的方式制造。考虑到这些子组件经受与它们制造成最终零件形式相关的显著应变，集成到它们的表面(尤其是由于这种零件成形工艺而被置于拉伸状态的表面)中的凹口部分(例如，凹口部分110)在降低应变方面提供显著的优势。
现参照图4，示出了形成顶盖前梁100的方法200的一个实施例，其包括步骤210至232。在步骤210中，连续性横梁212被从挤压模214中挤出。连续性横梁212在切割工位216中被切割以形成梁段218，梁段218具有通常垂直于梁段218的长轴80的端部。梁段218随后累积成堆用于运输。连续性横梁212和因此所示实施例的顶盖前梁100主要由铝或铝合金挤压形成，然而应当理解，可采用另外的和替代的材料来形成顶盖前梁100。还可想到，顶盖前梁100或其部分可由替代性金属形成，并替代地可辊轧成型、液压成形，或者可选地诸如通过激光或电弧焊的方式接合。
如图4的步骤220处所示，梁段218已经出栈(unstacked)、有规则的并居中位于传送带上，每个梁段218均变成最终顶盖前梁100部件的前身(参见步骤230和232)。如步骤221中所述，该传送带将梁段218供料至修边工位，其中，对顶盖前梁100的沿着梁段218的长轴80连续延伸的后凸缘158进行修边。更具体地，后凸缘158被切割、冲压或以其它方式加工以形成纵长的切口159，切口159在邻近梁段218(最终为前梁100)的端部132(参见步骤222)处形成了后凸缘158的朝后突出部。
同样如图4中所示，在步骤222处，梁段218的端部132由稳固地附接至梁段218的端部132的弯曲设备224夹紧。所示实施例中的弯曲设备224具有两个夹持单元226，夹持单元226均等地夹紧端部132以将梁段218中心定位在两个夹持单元226之间。
在步骤228处，弯曲设备224以大致相反的旋转方向移动夹持单元226以产生弯曲力95(例如，旋转力)，弯曲力95拉伸弯曲梁段218的中央部分126以在前梁100的表面(包括外表面120)中产生曲率128。例如，梁段218(即，前梁100的前身)能够经受沿着基本沿其短轴90定向的方向的拉伸弯曲过程(参见步骤221)。
在一些实施例中，弯曲设备224可配置成沿三个方向拉伸弯曲梁段218，使得后凸缘158经历一些压缩，且中央部分126和外表面120在该过程置于拉伸状态。然而，后凸缘158中的纵长的切口159显著减少后凸缘158中的压缩以在拉伸弯曲过程中防止变形或不期望的曲率。应当理解，在另外的实施例中，弯曲设备224可具有一个相对于静止的夹持单元226移动的夹持单元226，以拉伸并弯曲梁段218至前梁100的外表面上的期望曲率。夹持单元226在步骤230中从梁段218释放，且梁段218的端部132如前所述保持大致直线状态。
仍参照图4，在步骤232处，具有冲裁模233的压力机以在多个梁段218的生产过程中提供大致相同于前凸缘136的前缘166的图案撞击梁段218的前凸缘136。更具体地，前凸缘136被撞击以在邻近梁的端部132处形成平行于曲率128的前缘166用于接合遮阳板(未示出)。
仍参照图4，冲裁模233还在包括前凸缘136的外表面120上形成一系列凹口部分110以降低由拉伸弯曲工艺在前凸缘136中引起的张力(及相对应变)并为顶盖零件50提供连接点(未示出)。如前面所指出的，凹口部分110与顶盖零件50配合(参见图1)以提供缓解前凸缘136与顶盖零件50之间的流体积聚的区域，例如在车辆10(参见图1和图2A)的涂饰过程中或源于同天气相关的降水的流体积聚。此外，在前凸缘136中切割出凹口部分110还节省了前梁100的重量，而同时不会对由前梁100的前凸缘136提供的额外负载承载能力产生不利影响。应当理解，除模具切割之外的其它工序可被用以形成凹口部分110，这包括冲压、激光切割、水切割及本领域普通技术人员很容易理解的其它加工工艺。
在另一替代实施例中，与从前凸缘136切割出凹口部分110相关的图4中所示步骤232的各方面在步骤221中执行。在根据方法200的该替代工序中，删除了步骤232。除此以外，用于形成顶盖前梁100的方法200以相同方式进行。当在步骤221中从前凸缘136切割出凹口部分110时，随后会更易于实施步骤228的拉伸弯曲工艺。与凹口部分110相关材料的移除趋向于减少梁段218的整体厚度，因此降低与步骤228的拉伸弯曲工艺相关的整体应变。
前面描述的顶盖前梁100及其它车辆子组件具有若干有利的特征。显著地，顶盖前梁100的凹口部分110及前述车辆子组件显著降低了与前梁100自身的制造工艺相关的应变。凹口部分110还节省了一些重量，其能够转化成车辆10的一些燃料效率提升。仍旧，在一些实施例中，凹口部分110能够被精确地配置在顶盖零件50的下方以促进源自雨和其它降水的水分排泄。此外，凹口部分110能够在用以将涂料和其它涂覆特征配置在顶盖零件50、前梁100及邻近顶盖零件50和前梁100的其它车辆组件上的涂覆和其它喷涂工艺期间及之后提供一种涂料排泄的方式。
应当理解，所述过程中的任何所述工艺或步骤可与其它公开的工艺或步骤结合以形成位于本实用新型的范围内的结构。本文所公开的示例性结构和过程出于示意性目的而非从限制意义上理解。
应当理解，可对前述结构进行变型和修改而不偏离本实用新型的概念，且进一步应当理解，这些概念意在由所附权利要求覆盖，除非这些权利要求明确作出相反说明。
Claims (14)
1.一种车辆子组件，其特征在于，包括：
中空构件，具有长轴、短轴及平行于所述长轴的外表面，
其中，所述外表面包括用于降低沿所述短轴的方向弯曲所述中空构件产生的应变的多个凹口部分。
2.根据权利要求1所述的车辆子组件，其特征在于，所述中空构件还包括四边形横截面。
3.根据权利要求1所述的车辆子组件，其特征在于，所述中空构件还包括椭圆形横截面。
4.根据权利要求1所述的车辆子组件，其特征在于，所述中空构件为车身部件。
5.根据权利要求4所述的车辆子组件，其特征在于，所述车身部件为顶盖前梁。
6.根据权利要求5所述的车辆子组件，其特征在于，所述外表面包括舌状部分且所述多个凹口部分配置在所述舌状部分上。
7.根据权利要求5所述的车辆子组件，其特征在于，所述顶盖前梁包括铝合金件。
8.一种车辆子组件，其特征在于，包括：
中空构件，具有长轴、短轴及沿所述短轴的方向弯曲的外表面，
其中，所述外表面因拉伸弯曲工艺而处于拉伸状态并被弯曲，并且
进一步地，其中，所述外表面包括用于降低所述拉伸弯曲工艺产生的应变的多个凹口部分。
9.根据权利要求8所述的车辆子组件，其特征在于，所述中空构件还包括四边形横截面。
10.根据权利要求8所述的车辆子组件，其特征在于，所述中空构件还包括椭圆形横截面。
11.根据权利要求9所述的车辆子组件，其特征在于，所述中空构件为车身部件。
12.根据权利要求11所述的车辆子组件，其特征在于，所述车身部件为顶盖前梁。
13.根据权利要求11所述的车辆子组件，其特征在于，所述外表面包括舌状部分且所述多个凹口部分配置在所述舌状部分上。
14.根据权利要求12所述的车辆子组件，其特征在于，所述顶盖前梁包括铝合金件。
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