CZ298811B6 - Konstrukční díl podvozku nebo karosérie - Google Patents

Abstract

Konstrukční díl je sestaven z alespoň dvou složek (A, B, C, D) z oceli. Složky (A, B, C, D) mají různou pevnost a první složka (A) je zatepla zušlechtěna.

Description

Konstrukční díly podvozku a karosérie, jako jsou nosník přední nebo zadní nápravy, jakož i nosník dveří k ochraně proti nárazu, tlumič, podélný nosník nebo sloupky karosérie, podléhají v provozu vysokým statickým a dynamickým zatížením. Převážně se nyní při výrobě takových konst15 rukčních dílů používají nelegované nebo nízko legované oceli. Ty představují kompromis mezi tvárností a mezí průtažnosti materiálu, protože se stoupající mezí průtažnosti obecně klesá tvárnost materiálu a snižuje se protažení při statickém lomu, zůstávající po tváření zastudena. Pevnější oceli se často mohou zpracovávat na konstrukční díly podvozku nebo karosérie pouze tvářením zatepla.

Různé konstrukční díly podvozku, popř. karosérie, jsou částečně předimenzovány, protože se tloušťka stěny konstrukčních dílů dimenzuje podle nejvyššího zatížení, ačkoli by v méně zatížených oblastech tyto maximální tloušťky stěny nebyly vůbec třeba. Z těchto důvodů se vestavují takzvané „Tailored Blanks“. Přitom se jedná o svařené plechové ploštiny různých mechanických vlastností a/nebo různých tlouštěk plechu. Z nich zhotovené konstrukční díly karosérie nebo podvozku jsou pak v různých oblastech konstrukčního dílu vzhledem kjejich tloušťce přizpůsobeny zatížením, resp. pnutím, vznikajícím v jízdním provozu, při zachování potřebných bezpečnostních faktorů.

Výroba „Tailored Blanks“ je však nákladná. Také jejich další tváření není z důvodů nejednotnosti tloušťky plechu bezproblémové. Zásadně se ale musí zdůraznit, že tato technika je inovací.

Podstata vynálezu

Základem vynálezu je vycházejíc ze stavu techniky úkol, vylepšit konstrukční díly podvozku nebo karosérie pro jejich provozní použití a vytvořit hospodárněji přizpůsobení zatížením, vznikajícím v různých oblastech konstrukčních dílů.

Tento úkol se řeší konstrukčním dílem podvozku nebo karosérie, především nosníkem nápravy, který je sestaven z alespoň dvou složek z oceli, přičemž podle vynálezu mají tyto složky různou pevnost a první složka je zatepla zušlechtěna.

Výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že jiná, druhá složka konstrukčního dílu je nezušlechtěna.

Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že zatepla zušlechtěná první složka konstrukčního dílu má mez kluzu o_k, mezi 850 MPa a 950 MPa.

Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že první složka je složena ze dvou nebo více dílčích součástí.

Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že složky jsou navzájem spojeny, především technikou svařování.

-1 CZ 298811 B6

Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že první složka konstrukčního dílu a druhá složka konstrukčního dílu jsou ve spojovací oblasti do sebe zastrčeny a spojeny.

Jinými slovy je podle vynálezu konstrukční díl karosérie, popř. podvozku, sestaven z většího množství složek konstrukčního dílu, které mají různou pevnost konstrukčního dílu, přizpůsobenou zatížením, vznikajícím, popř. očekávaným v provozu, přičemž jsou složky konstrukčních dílů, umístěné ve vysoce zatížených oblastech, zatepla zušlechtěny.

Složky konstrukčních dílů se zhotovují separátně nezávisle na sobě a nastavují se na vyžadované pevnosti konstrukčních dílů. K tomu se první složky konstrukčních dílů zatepla zušlechťují. Účelně se uskutečňuje zahřívání v kontinuální peci s následným procesem kalení. Navzájem kombinované složky konstrukčních dílů mohou být různě vysoce zušlechtěny. Pro praxi se nabízí kombinace zatepla zušlechtěných složek konstrukčního dílu a nezušlechtěných složek konstrukč15 ního dílu.

Výhodně mají první zatepla zušlechtěné složky konstrukčního dílu mez Re průtažnosti mezi 850 MPa a 950 MPa. V kritických oblastech zatížení se tedy používají nejpevnější složky konstrukčního dílu, které se s ostatními složkami konstrukčního dílu sestavují a spojují na kompletní konstrukční celek. Složky konstrukčního dílu pro méně zatížené oblasti konstrukčního dílu mohou sestávat z normální jakostní, popř. stavební oceli. Celkově působí vynález pozitivně na celkovou hmotnost konstrukčního dílu, stejně tak na cenu konstrukčního dílu, pokud se týká použití materiálu, tak i výrobních nákladů.

První zatepla zušlechtěná složka konstrukčního dílu může být složena ze dvou nebo více jednotlivých konstrukčních dílů, které se pak zušlechťují jako jednotka. Zušlechťují se tedy menší jednotky. Není třeba, aby se zušlechťovaly kompletní konstrukční díly podvozku, popř. karosérie. To šetří investiční a provozní náklady velkých zušlechťovacích zařízení. Kromě toho se zamezuje tepelnému protažení na hotovém konstrukčním dílu podvozku, popř. karosérie.

Konstrukční díly podvozku/karosérie podle vynálezu se kromě toho vyznačují dobrým dynamoelastickým chováním, protože jsou zušlechtěny pouze složky konstrukčního dílu v silně zatížených, tedy kritických oblastech, a mají vyžadovanou pevnost. Ostatní složky konstrukčního dílu jsou tedy měkčí a tedy elastičtější v chování při kmitání.

Jednotlivé složky konstrukčního dílu jsou navzájem spojeny technikou spojování. Protože se jedná o ocelové konstrukční díly, nabízí se spojování technikou svařování. V zásadě se mohou v rámci vynálezu použít také jiné techniky spojování silovým a/nebo tvarovým stykem, jako je lepení nebo smršťování.

Výhodná forma provedení navrhuje, že jsou první složka konstrukčního dílu a druhá složka konstrukčního dílu ve své spojovací oblasti zastrčeny překrývajíc se do sebe a spojeny. Také toto spojení se uskutečňuje účelně pomocí svařování.

V rámci vynálezu se provádí cílené zvýšení pevnosti ve vysoce zatížených oblastech na konstrukčním dílu podvozku nebo karosérie. Tím se zvyšuje pružnost při dimenzování konstrukčního dílu, například nosníku nápravy. Kromě toho se může vylepšit chování při nárazu. Jako důsledek možné kompaktnější konstrukce se může lépe využít stavební objem, který je k dispozici. Redukce hmotnosti a nákladů se dociluje možným snížením tloušťky stěny v méně zatížených oblas50 těch konstrukčního dílu. K redukci nákladů také přispívá, že mohou jednotlivé složky konstrukčního dílu sestávat z levných nezušlechtěných ocelí. Z výrobně technického hlediska se používají osvědčené standardní technologie (zušlechťování, kalení, tváření atd.), takže je zaručena také vysoká spolehlivost procesu.

-2CZ 298811 B6

Příklady pro konstrukční díly podvozku nebo karosérie, vytvořené podle vynálezu, jsou nosník přední nebo zadní nápravy, víceramenné, popř. spřažené nápravy, nosník dveří k ochraně proti nárazu a nosník k ochraně proti bočnímu nárazu, tlumič, podélný nosník karosérie, jakož i sloupky A, B, C nebo D karosérie.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 v perspektivním zobrazení přední nápravu a obr. 2 výřez uzlového bodu přední nápravy ve zvětšeném zobrazení.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje nosník I nápravy, zde konkrétně přední nápravy. Nosník i nápravy je trubková rámová konstrukce a sestává v podstatě z levého a pravého bočního nosníku 2, 3, které jsou sestaveny z dílčí součásti 4, konkrétně z přední boční trubky, a zadní boční trubky 5, jakož i z předního příčného nosníku 6 a zadního příčného nosníku 7. Přední příčný nosník 6 sestává ze střední příčné trubky 8, na kterou je bočně nasazena další dílčí součást 9, konkrétně vnější příčná trubka.

Na nosníku I nápravy jsou upevněny různé nástavbové části. Je uspořádáno napojení J_0 karosérie vzadu a konzola 11 k uložení motoru. Dále je uspořádán držák 12 převodovky řízení a multifunkční plech 13 na středním úseku zadního příčného nosníku 7. Dále je uspořádán zadní držák 14 příčného ramene nápravy.

Nosník i nápravy je sestaven z většího množství prefabrikovaných složek A, B, C, D konstrukčního dílu. Přední uzlový bod, tzn. složka A konstrukčního dílu, nosníku 1 nápravy, který je znázorněn na obr. 2 zvětšeně, zahrnuje dílčí součásti 4, 9,15, konkrétně v dané pořadí přední boční trubku, vnější příčnou trubku vpředu a přední držák příčného ramene nápravy. Držák příčného ramene nápravy je plechová konstrukce. Jednotlivé konstrukční díly, tedy všechny dílčí součásti

4, 9 a 15 jsou zhotoveny ze zušlechtěné oceli a byly navzájem svařeny. Následně se tyto první složky A konstrukčního dílu zatepla zušlechťují. K tomu se uskutečňuje zahřívání v kontinuální peci, načež se složka A konstrukčního dílu ochlazuje a kalí. Zahřívání se může uskutečňovat samozřejmě také induktivně s následným ochlazením například pomocí vodní sprchy.

Takto zatepla zušlechtěné složky A konstrukčního dílu se pak spojují s druhými nezušlechtěnými složkami B, popř. C, konstrukčního dílu. Složka B konstrukčního dílu zahrnuje střední příčnou trubku 8 vpředu. Složky C konstrukčního dílu se shodují se zadními bočními trubkami 5. Složka D konstrukčního dílu zahrnuje zadní příčný nosník 7 se začleněnými jednotlivými konstrukčními díly. Spojované úseky první složky A konstrukčního dílu a druhé složky B, popř. C, konstrukční45 ho dílu, jsou co se týká jejich uspořádání navzájem sladěny, takže mohou být konstrukční díly ve spojovací oblasti 16 přesahujíc se do sebe zastrčeny a svařeny. V zásadě je také možné svařování složek A, B, C konstrukčního dílu natupo.

V nosníku i nápravy jsou vysoce pevné složky A konstrukčního dílu, které mají mez průtažnosti v oblasti okolo 900 MPa, kombinovány s ostatními složkami B, C, D konstrukčního dílu, přičemž tyto mohou sestávat z normální jakostní, popř. stavební oceli.

Claims (6)

1. 5 1. Konstrukční díl podvozku nebo karosérie, především nosník (1) nápravy, který je sestaven z alespoň dvou složek (A, B, C, D) z oceli, vyznačující se tím, že složky (A, B, C, D) mají různou pevnost a první složka (A) je zatepla zušlechtěna.
2. 2. Konstrukční díl podvozku nebo karosérie podle nároku 1, vyznačující se tím, že ío jiná, druhá složka (B, C, D) konstrukčního dílu je nezušlechtěna.
3. 3. Konstrukční díl podvozku nebo karosérie podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zatepla zušlechtěná první složka (A) konstrukčního dílu má mez kluzu o_kt mezi 850 MPa a 950 MPa.
4. 4. Konstrukční díl podvozku nebo karosérie podle některého z nároků laž3, vyznačující se t í m , že první složka (A) je složena ze dvou nebo více dílčích součástí (4, 9, 15).
5. 5. Konstrukční díl podvozku nebo karosérie podle některého z nároků laž4, vyznačují20 cí se t í m , že složky (A, B, C, D) jsou navzájem spojeny, především technikou svařování.
6. 6. Konstrukční díl podvozku nebo karosérie podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že první složka (A) konstrukčního dílu a druhá složka (B, C) konstrukčního dílu jsou ve spojovací oblasti (16) do sebe zastrčeny a spojeny.