FR2757090A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A HOLLOW COMPONENT COMPONENT OF A VEHICLE HAVING A WELL-DEFINED ELBOW - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un composant de châssis creux de véhicule. Selon l'invention, on prévoit un organe généralement creux, on retire une section de l'organe creux afin de former une structure en charnière qui s'étend entre les bords de l'organe creux, on cintre l'organe creux à l'endroit de la structure en forme de charnière et on fixe les bords de l'organe creux. L'invention s'applique notamment à la fabrication de châssis creux pour véhicules terrestres.A method of manufacturing a hollow vehicle frame component is disclosed. According to the invention, a generally hollow member is provided, a section of the hollow member is removed in order to form a hinged structure which extends between the edges of the hollow member, the hollow member is bent to the place the hinge-shaped structure and fix the edges of the hollow member. The invention applies in particular to the manufacture of hollow frames for land vehicles.
Description
La présente invention se rapporte en général à des composants de châssisThe present invention generally relates to chassis components
de véhicule et, plus particulièrement à un procédé de fabrication d'un composant de châssis creux de véhicule ayant un ou plusieurs coudes relativement bien définis. Virtuellement, tous les véhicules terrestres en usage courant comme les automobiles et les camions, comprennent un châssis qui sert de plate-forme o est incorporé le restant du véhicule. De nombreuses structures de châssis de véhicule sont connues. La plupart de ces structures connues de châssis de véhicule sont formées d'un certain nombre de composants métalliques individuels qui sont joints en permanence les uns aux autres. Un type de structure de châssis de véhicule est connu comme assemblage de châssis périmètre total. Un assemblage de châssis périmètre total typique se compose d'une paire de rails latéraux s'étendant longitudinalement qui sont joints à l'avant par un organe transversal avant, à l'arrière par un organe transversal arrière et en des emplacements intermédiaires par un ou plusieurs organes transversaux intermédiaires ou auxiliaires. Les organes transversaux, non seulement, connectent les deux rails latéraux mais donnent la rigidité souhaitable latérale et à la torsion à l'assemblage du châssis du véhicule. L'assemblage du châssis périmètre total fonctionne comme une plate-forme sur laquelle la carrosserie et les composants restants du véhicule sont supportés. Un second type de structure de châssis de véhicule est connu comme assemblage de châssis réuni. Dans un assemblage de châssis réuni typique, les rails latéraux de l'assemblage du châssis vehicle, and more particularly to a method of manufacturing a vehicle hollow frame component having one or more relatively well defined bends. Virtually, all land vehicles in common use such as cars and trucks, include a chassis that serves as a platform where is incorporated the rest of the vehicle. Many vehicle chassis structures are known. Most of these known vehicle chassis structures are formed of a number of individual metal components that are permanently joined to each other. One type of vehicle chassis structure is known as full perimeter chassis assembly. A typical total perimeter frame assembly consists of a pair of longitudinally extending side rails that are joined at the front by a front transverse member, rearward by a rear transverse member, and at intermediate locations by one or several intermediate or auxiliary transverse members. The transverse members not only connect the two side rails but give the desirable side and torsional rigidity to the vehicle chassis assembly. The total perimeter frame assembly functions as a platform on which the body and the remaining components of the vehicle are supported. A second type of vehicle chassis structure is known as a joined chassis assembly. In a typical assembled chassis assembly, the side rails of the chassis assembly
font également partie de la carrosserie du véhicule. are also part of the vehicle body.
Ainsi, la carrosserie du véhicule prend la place des organes transversaux pour donner la rigidité souhaitée latérale et à la torsion à l'assemblage du châssis. Un troisième type de structure de châssis de véhicule est connu comme assemblage de châssis en berceau. Un assemblage de châssis en berceau typique comporte typiquement une paire de rails latéraux qui s'étendent uniquement sur une relativement courte portion de la longueur du véhicule et un ou plusieurs berceaux transversaux pour supporter les composants du véhicule Thus, the vehicle body takes the place of the transverse members to give the desired lateral rigidity and torsion to the assembly of the chassis. A third type of vehicle frame structure is known as a cradle frame assembly. A typical cradle frame assembly typically includes a pair of side rails that extend only over a relatively short portion of the length of the vehicle and one or more transverse cradles to support the vehicle components.
par dessus.Above.
Dans ces types et d'autres d'assemblage de châssis de véhicule, les composants du châssis peuvent être formés d'organes de structure en gorge ouverte ou fermée. Les organes de structure en gorge ouverte peuvent être caractérisés comme ayant une forme en section transversale non continue comme des organes en In these and other types of vehicle chassis assembly, the chassis components may be formed of open or closed groove structure members. Open-groove structure members may be characterized as having a non-continuous cross-sectional shape such as
gorge en forme de C ou en forme de chapeau, par exemple. C-shaped or hat-shaped throat, for example.
Dans le passé, la plupart des composants de châssis de véhicule étaient formés d'organes de structure en gorge ouverte qui étaient configurés et fixes ensemble pour former l'assemblage du châssis du véhicule. De tels organes de structure en gorge ouverte étaient relativement faciles et peu coûteux à mettre aux In the past, most of the vehicle chassis components were formed of open-groove structural members that were configured and fixed together to form the vehicle chassis assembly. Such open-groove structure members were relatively easy and inexpensive to
configurations souhaitées et à fixer ensemble. desired configurations and to fix together.
Cependant, plus récemment, on a trouvé qu'il était souhaitable de former un grand nombre des composants de châssis de véhicule à partir d'organes de structure en gorge fermee. Les organes de structure en gorge fermée peuvent être caractérisés comme ayant une forme en section transversale continue comme des organes en gorge tubulaires ou en forme de boîte, par exemple. Les organes de structure en gorge fermée sont souhaitables parce qu'ils sont généralement plus résistants et plus rigides que les organes de structure en gorge ouverte However, more recently, it has been found desirable to form a large number of vehicle chassis components from closed-body structure members. The closed-groove structure members may be characterized as having a continuous cross-sectional shape such as tubular or box-like groove members, for example. Closed-groove structural members are desirable because they are generally stronger and stiffer than open-groove structural members
d'un poids comparable.of a comparable weight.
Malheureusement, on a trouvé qu'il était relativement difficile de configurer les organes de structure en gorge fermée à des configurations souhaitées, en particulier quand la configuration souhaitée contient un ou plusieurs coudes relativement bien définis. Dans le passé, une machine conventionnelle de cintrage mécanique comme une cintreuse de tubes a été utilisée pour appliquer des forces suffisantes à l'organe de structure en gorge fermée pour le déformer à un angle souhaité. Cependant, la quantité dont un organe de structure en gorge fermée peut être déformé par une cintreuse à tubes conventionnelle ou machine de cintrage mécanique similaire est limitée. Un cintrage excessif peut avoir pour résultat une fracture ou autre Unfortunately, it has been found that it is relatively difficult to configure closed-groove structural members to desired configurations, particularly when the desired configuration contains one or more relatively well-defined bends. In the past, a conventional mechanical bending machine such as a tube bender has been used to apply sufficient forces to the closed groove structure member to deform it to a desired angle. However, the amount of which a closed groove structure member can be deformed by a conventional tube bender or similar mechanical bending machine is limited. Excessive bending can result in fracture or other
dégradation de l'organe de structure en gorge fermée. degradation of the structure member in a closed groove.
Cela est particulièrement vrai quand la grandeur de l'organe de structure en gorge fermée est relativement importante, comme on en trouve typiquement dans des composants de châssis de véhicule. Quand on tente de former un coude relativement bien défini dans un organe de structure en gorge fermée relativement grand, il se produit une compression excessive au rayon interne de cintrage alors qu'une extension excessive se produit au rayon externe de cintrage du tube. Cela a généralement pour résultat un gauchissement non souhaitable de l'organe de structure en gorge fermée à la surface interne de cintrage et un étirage ou une fracture non souhaitable de l'organe de structure en gorge fermée au rayon externe de cintrage. Ainsi, il serait souhaitable de procurer une méthode de fabrication d'un composant de châssis creux de véhicule qui facilite la formation d'un This is particularly true when the size of the closed groove structure member is relatively large, as is typically found in vehicle chassis components. When attempting to form a relatively well defined elbow in a relatively large closed groove structure member, excessive compression occurs at the inner bending radius while excessive extension occurs at the outer bending radius of the tube. This generally results in undesirable warpage of the closed groove structure member at the inner bending surface and undesirable draw or fracture of the closed groove structure member at the outer bending radius. Thus, it would be desirable to provide a method of manufacturing a vehicle hollow frame component which facilitates the formation of a
coude relativement bien défini.relatively well defined elbow.
Cette invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un composant de châssis creux de véhicule ayant au moins un coude relativement bien défini. Le procédé peut comprendre l'étape initiale de préformer un organe creux généralement linéaire à une configuration souhaitée. L'organe creux peut être formé par expansion par un procédé d'hydroformage. Ensuite, une section de l'organe creux préformé est retirée en un emplacement o This invention relates to a method of manufacturing a vehicle chassis hollow component having at least a relatively well defined bend. The method may include the initial step of preforming a generally linear hollow member to a desired configuration. The hollow member may be formed by expansion by a hydroforming process. Then, a section of the preformed hollow organ is removed at a location where
l'on souhaite prévoir un coude relativement bien défini. it is desired to provide a relatively well defined elbow.
La section est retirée le long d'une portion de l'organe préformé afin de le diviser en deux sections pour ainsi former une structure en charnière entre elles. Les deux sections sont alors courbées l'une vers l'autre de manière que les bords adjacents à la section enlevée soit rapprochés l'un de l'autre. Enfin, les bords adjacents sont fixés ensemble pour former le composant de châssis de véhicule. Des portions des bords peuvent venir en aboutement ou se recouvrir pour la fixation. Un certain nombre de ces coudes peut être formé dans l'organe creux. Les extrémités de l'organe creux peuvent s'étendre dans un seul plan ou dans des plans différents. La grandeur de l'angle formé dans l'organe The section is removed along a portion of the preformed member to divide it into two sections to thereby form a hinge structure therebetween. The two sections are then bent toward each other so that the edges adjacent to the removed section are brought closer to each other. Finally, the adjacent edges are secured together to form the vehicle frame component. Portions of the edges may abut or overlap for attachment. A number of these elbows may be formed in the hollow organ. The ends of the hollow organ may extend in a single plane or in different planes. The size of the angle formed in the organ
dépend de la grandeur de la section qui en est retirée. depends on the size of the section that is removed.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci The invention will be better understood and other purposes, features, details and advantages thereof
apparaîtront plus clairement au cours de la description will become clearer during the description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'un organe creux adapté à être configuré en un composant de châssis de véhicule selon le procédé de l'invention; La figure 2 est une vue en perspective de l'organe creux illustré à la figure 1 après avoir été initialement préformé à une forme souhaitée comme par hydroformage; La figure 3 est une vue en perspective de l'organe creux préformé illustré à la figure 2 montrant l'enlèvement de deux sections en forme de coin; La figure 4 est une vue en perspective de l'organe creux préformé illustré à la figure 3 montrant une première extrémité de celui-ci qui est cintrée pour former un premier coude relativement bien défini, et La figure 5 est une vue en perspective de l'organe creux préformé illustré à la figure 4 montrant une seconde extrémité de celui-ci qui est cintrée pour explanatory text which will follow with reference to the accompanying schematic drawings given solely by way of example, illustrating several embodiments of the invention and in which: FIG. 1 is a perspective view of a hollow organ adapted to be configured in a single embodiment; vehicle chassis component according to the method of the invention; Figure 2 is a perspective view of the hollow member shown in Figure 1 after being initially preformed to a desired shape as by hydroforming; Figure 3 is a perspective view of the preformed hollow member shown in Figure 2 showing the removal of two wedge-shaped sections; FIG. 4 is a perspective view of the preformed hollow member illustrated in FIG. 3 showing a first end thereof which is bent to form a relatively well defined first bend, and FIG. 5 is a perspective view of the preformed hollow member shown in Figure 4 showing a second end thereof which is bent for
former un second coude relativement bien défini. form a second, relatively well defined elbow.
En se référant maintenant aux dessins, les figures 1 à 5 illustrent un procédé de fabrication d'un Referring now to the drawings, Figures 1 to 5 illustrate a method of manufacturing a
composant de châssis de véhicule selon cette invention. vehicle chassis component according to this invention.
Initialement, une pièce en gorge fermée comme l'organe tubulaire creux généralement indiqué en 10 sur la figure 1 est prévue. L'organe tubulaire creux illustré 10 est généralement droit, a une épaisseur de paroi sensiblement uniforme et définit, un diamètre externe sensiblement uniforme, bien que cela ne soit pas nécessaire. Bien qu'un organe tubulaire creux 10 soit montré dans le mode de réalisation illustré, on notera que la pièce peut avoir d'autres configurations en section transversale fermée comme un carré ou un rectangle. De même, la pièce peut être formée d'un seul morceau de matériau comme cela est montré ou bien peut être fabriquée de deux morceaux ou plus de matériaux qui sont fixés ensemble comme en soudant. Pour illustrer les étapes du procédé de cette invention, l'organe tubulaire creux 10 peut être vu comme en étant divisé en une première extrémité 11, une section centrale 12 et une seconde extrémité 13 comme cela est montré par les lignes en pointillé des figures 1 à 5. L'organe tubulaire creux 10 est de préférence formé en un matériau relativement rigide, mais déformable, comme de l'acier ou d'autres matériaux métalliques. Alors que l'on préfère l'acier, d'autres matériaux appropriés peuvent être utilisés comme l'aluminium et des alliages à base d'aluminium, des alliages à base d'acier, des composites de matricefibres et des combinaisons de Initially, a closed groove member such as the hollow tubular member generally indicated at 10 in Figure 1 is provided. The illustrated hollow tubular member 10 is generally straight, has a substantially uniform wall thickness, and defines a substantially uniform outer diameter, although this is not necessary. Although a hollow tubular member 10 is shown in the illustrated embodiment, it will be appreciated that the part may have other closed cross-sectional configurations such as a square or rectangle. Likewise, the workpiece may be formed of a single piece of material as shown or may be made of two or more pieces of material that are secured together as by welding. To illustrate the process steps of this invention, the hollow tubular member 10 can be seen as being divided into a first end 11, a central section 12 and a second end 13 as shown by the dotted lines of Figs. The hollow tubular member 10 is preferably formed of a relatively rigid but deformable material, such as steel or other metallic materials. While steel is preferred, other suitable materials may be used such as aluminum and aluminum-based alloys, steel-based alloys, fiber matrix composites, and combinations of
ceux-ci.them.
La deuxième étape du procédé de cette invention consiste à déformer l'organe tubulaire creux 10 en un organe creux préformé, indiqué généralement en 15 sur la figure 2, ayant une forme en section transversale et en longueur souhaitée. Par exemple, il est souvent souhaitable de former une partie ou la totalité de l'organe creux préformé 15 pour qu'il ait une forme en section transversale généralement rectangulaire ou en forme de boite afin de donner la résistance et la rigidité à tout l'assemblage du châssis du véhicule ainsi que de faciliter l'attachement des autres composants du véhicule. Etant donné ces diverses raisons, comprenant les configurations d'assemblage du véhicule et les spécifications concernant les jeux, il peut être nécessaire que la forme en section transversale de l'organe creux préformé varie sur sa longueur. En conséquence, cette deuxième étape du procédé (qui est facultative) est accomplie pour obtenir la forme souhaitée en section transversale et en longueur du composant final du châssis du véhicule à former. L'organe creux préformé 15 illustré à la figure 2 The second step of the process of this invention is to deform the hollow tubular member 10 into a preformed hollow member, generally indicated at 15 in FIG. 2, having a desired cross-sectional shape and length. For example, it is often desirable to form a portion or all of the preformed hollow member 15 to have a generally rectangular or box-shaped cross-sectional shape to provide strength and rigidity to the entire body. assembly of the chassis of the vehicle as well as to facilitate the attachment of the other components of the vehicle. Given these various reasons, including vehicle assembly configurations and game specifications, it may be necessary for the cross-sectional shape of the preformed hollow member to vary along its length. Accordingly, this second process step (which is optional) is accomplished to achieve the desired cross-sectional and lengthwise shape of the final component of the vehicle frame to be formed. The preformed hollow member 15 illustrated in FIG.
peut être formé en utilisant un procédé d'hydroformage. can be formed using a hydroforming process.
L'hydroformage est un procédé bien connu qui emploie un fluide sous pression pour déformer l'organe tubulaire 10 à une forme souhaitée. Pour accomplir cela, l'organe tubulaire 10 est initialement disposé entre deux sections de filière d'un appareil d'hydroformage qui, quand elles sont rassemblées, définissent une cavité de filière ayant une forme finale souhaitée pour l'organe creux préformé. Bien que la cavité de filière soit usuellement un peu plus grande que l'organe tubulaire 10 lui-même, la fermeture des deux sections de filière peut, dans certains cas, provoquer une certaine déformation mécanique de l'organe tubulaire 10. Ensuite, l'organe tubulaire 10 est rempli d'un fluide sous pression, typiquement un liquide relativement incompressible tel que l'eau. La pression du fluide est augmentée à une grandeur o l'organe tubulaire 10 est dilaté vers l'extérieur en conformité avec la cavité de la filière. Par suite, l'organe tubulaire 10 est déformé Hydroforming is a well known method that employs a pressurized fluid to deform the tubular member 10 to a desired shape. To accomplish this, the tubular member 10 is initially disposed between two die sections of a hydroforming apparatus which, when assembled, define a die cavity having a desired final shape for the preformed hollow member. Although the die cavity is usually a little larger than the tubular member itself, closing the two die sections may, in some cases, cause some mechanical deformation of the tubular member 10. Next, tubular member 10 is filled with a fluid under pressure, typically a relatively incompressible liquid such as water. The fluid pressure is increased to a magnitude where the tubular member 10 is expanded outward in accordance with the die cavity. As a result, the tubular member 10 is deformed
en l'organe préformé souhaité 15 illustré à la figure 2. in the desired preformed member 15 illustrated in FIG.
Alternativement, l'organe creux préformé 15 peut être formé en utilisant d'autres techniques, comme un estampage, un coulage en coquille, un soudage, un Alternatively, the preformed hollow member 15 can be formed using other techniques, such as stamping, shell casting, welding,
forgeage et leurs combinaisons.forging and their combinations.
Pendant le procédé d'hydroformage, un ou plusieurs trous 16 peuvent être formés à travers l'organe creux préformé 15. Ces trous 16 sont prévus pour faciliter l'attachement d'autres composants à l'organe creux préformé 15. Alternativement, les trous 16 peuvent être formés après le procédé d'hydroformage de toute manière conventionnelle, comme en perforant ou en perçant. De même, une ou plusieurs oreilles de montage 17 peuvent être intégralement formées sur l'organe creux préformé pendant le procédé d'hydroformage. Ces oreilles de montage 17 peuvent alternativement être formées en tant qu'organes séparés qui sont attachés à l'organe creux préformé 15 d'une manière conventionnelle comme en soudant. Quand l'organe creux préformé 15 est formé, la troisième étape du procédé de cette invention consiste à retirer une ou plusieurs sections de l'organe creux préformé 15 comme le montre la figure 3. Dans le mode de réalisation illustré, deux sections en forme de coin 20 et 21 peuvent être découpées autrement retirées de l'organe creux préformé 15. L'organe creux préformé illustré 15 est rectangulaire en forme en section transversale. Ainsi, chacune des sections illustrées en forme de coin 20, 21 est définie par une surface supérieure horizontale de forme triangulaire, une surface latérale verticale de forme triangulaire et une During the hydroforming process, one or more holes 16 may be formed through the preformed hollow member 15. These holes 16 are provided to facilitate the attachment of other components to the preformed hollow member 15. Alternatively, the holes 16 may be formed after the hydroforming process in any conventional manner, such as by perforating or piercing. Similarly, one or more mounting lugs 17 may be integrally formed on the preformed hollow member during the hydroforming process. These mounting lugs 17 may alternatively be formed as separate members which are attached to the preformed hollow member in a conventional manner such as by welding. When the preformed hollow member 15 is formed, the third step of the method of this invention is to remove one or more sections of the preformed hollow member 15 as shown in FIG. 3. In the illustrated embodiment, two shaped sections Wedge 20 and 21 may be cut otherwise removed from the preformed hollow member 15. The illustrated preformed hollow member 15 is rectangular in cross-sectional shape. Thus, each of the wedge-shaped sections 20, 21 is defined by a horizontal top surface of triangular shape, a triangular vertical side surface and a
surface inférieure horizontale de forme triangulaire. lower horizontal surface of triangular shape.
Comme le montre la figure 3, la première section en forme de coin 20 est retirée des panneaux supérieur, avant et inférieur de l'organe creux préformé 15, à la jonction entre la première extrémité 11 et la section centrale 12, sans affecter le restant du panneau arrière. De cette manière, une première structure en charnière s'étendant verticalement 22 est prévue sur l'organe creux préformé 15. L'enlèvement de la première section 20 en forme de coin a pour résultat la formation d'un premier bord 20a en forme de U autour de la première extrémité 11 de l'organe creux préformé 15, à proximité de la section centrale 12 et d'un second bord 20b en forme de U autour de la section centrale 12 de l'organe creux préformé 15 adjacente à la première extrémité 11. De même, la seconde section en forme de coin 21 est retirée des panneaux supérieur, avant et inférieur de l'organe creux préformé 15, à la jonction entre la section centrale 12 et la seconde extrémité 13 sans affecter le panneau arrière qui reste. De cette manière, une seconde structure de charnière s'étendant verticalement 23 est prévue sur l'organe creux préformé 15. L'enlèvement de la seconde section en forme de coin 21 a pour résultat la formation d'un troisième bord 21a en forme de U autour de la section centrale 12 de l'organe creux préformé 15 à proximité de la seconde extrémité 13 et un quatrième bord 2lb en forme de U autour de la seconde extrémité 13 de l'organe creux As shown in FIG. 3, the first wedge-shaped section 20 is removed from the upper, front and bottom panels of the preformed hollow member 15 at the junction between the first end 11 and the central section 12, without affecting the remainder. from the back panel. In this manner, a first vertically extending hinge structure 22 is provided on the preformed hollow member 15. Removal of the first wedge-shaped section 20 results in the formation of a first wedge-shaped edge 20a. U around the first end 11 of the preformed hollow member 15, near the central section 12 and a second U-shaped edge 20b around the central section 12 of the preformed hollow member 15 adjacent to the first end 11. Similarly, the second wedge-shaped section 21 is removed from the upper, front and bottom panels of the preformed hollow member 15, at the junction between the central section 12 and the second end 13 without affecting the back panel which rest. In this manner, a second vertically extending hinge structure 23 is provided on the preformed hollow member 15. The removal of the second wedge-shaped section 21 results in the formation of a third wedge-shaped edge 21a. U around the central section 12 of the preformed hollow member 15 near the second end 13 and a fourth U-shaped edge 21b around the second end 13 of the hollow member
préformé 15 à proximité de la section centrale 12. preformed 15 near the central section 12.
Les sections 20 et 21 en forme de coin sont retirées des emplacements de l'organe creux préformé 15 o l'on souhaite prévoir un coude relativement bien défini. Toute technique conventionnelle de coupe et équipement peuvent être utilisés pour retirer les sections en forme de coin 20 et 21 comme une scie, un The wedge-shaped sections 20 and 21 are removed from the locations of the preformed hollow member 15 where it is desired to provide a relatively well-defined elbow. Any conventional cutting technique and equipment may be used to remove the wedge-shaped sections 20 and 21 as a saw, a
poinçon mécanique ou une torche à l'acétylène. mechanical punch or an acetylene torch.
Alternativement, les sections en forme de coin 20 et 21 peuvent être partiellement ou complètement retirées pendant le procédé d'hydroformage. Pour accomplir cela, la cavité de la filière de l'appareil d'hydroformage peut inclure des bords de coupe en des emplacements auxquels on souhaite retirer les sections en forme de coin 20 et 21. Tandis que l'organe tubulaire creux 10 est dilaté sous l'influence du fluide d'hydroformage sous pression comme décrit ci- dessus, la surface externe de l'organe 10 est déplacée en engagement avec les bords de coupe. Cela a pour résultat que les sections 20 et 21 en forme de coin sont partiellement ou complètement découpées en ces emplacements de l'organe creux préformé 15. Bien que les sections illustrées 20 et 21 soient en forme de coin, on notera que la forme des sections Alternatively, the wedge-shaped sections 20 and 21 may be partially or completely removed during the hydroforming process. To accomplish this, the die cavity of the hydroforming apparatus may include cutting edges at locations from which it is desired to remove the wedge-shaped sections 20 and 21. While the hollow tubular member 10 is expanded under the influence of the hydroforming fluid under pressure as described above, the outer surface of the member 10 is moved in engagement with the cutting edges. As a result, the wedge-shaped sections 20 and 21 are partially or completely cut in these locations of the preformed hollow member 15. Although the illustrated sections 20 and 21 are wedge-shaped, it will be appreciated that the shape of the sections
enlevées 20 et 21 peut varier comme on le souhaite. removed 20 and 21 may vary as desired.
On remarquera que les grandeurs et les formes des sections 20 et 21 peuvent varier avec la forme en It will be noted that the sizes and shapes of sections 20 and 21 may vary with the shape in
section transversale de l'organe creux préformé 15. cross section of the preformed hollow member 15.
Alors que de nombreux composants de châssis de véhicule ont la forme en section transversale rectangulaire illustrée, il peut être souhaitable d'avoir un organe de châssis ayant une forme en section transversale différente. Par exemple, l'organe de châssis peut être formé ayant une forme en section transversale tubulaire, pentagonale, hexagonale ou octogonale. Pour ces autres formes en section transversale, le procédé de l'invention peut être mis en pratique en retirant une section de l'organe creux préformé 15 ayant une forme qui est différente des sections en forme de coin 20 et 21. En général, il sera souhaitable que la forme de la section qui est retirée de l'organe creux préformé 15 forme une portion relativement droite qui fonctionne comme les structures formant charnières illustrées 22 et 23. De même, la forme de la section à retirer peut être irrégulière. Par exemple, comme le montrent les figures 3, 4 et 5, la forme de la section à retirer peut être configurée pour laisser une ou plusieurs pattes 25 sur la portion restante de l'organe creux préformé 15. Les pattes 25 peuvent être utilisées pour faciliter la fixation des bords adjacents 20a, 21a et 20b, 21b, des While many vehicle chassis components have the rectangular cross-sectional shape illustrated, it may be desirable to have a chassis member having a different cross-sectional shape. For example, the frame member may be formed having a tubular, pentagonal, hexagonal or octagonal cross-sectional shape. For these other cross-sectional shapes, the method of the invention can be practiced by removing a section of the preformed hollow member 15 having a shape which is different from the wedge-shaped sections 20 and 21. In general, It will be desirable that the shape of the section that is removed from the preformed hollow member 15 forms a relatively straight portion that functions as the illustrated hinge structures 22 and 23. Similarly, the shape of the section to be removed may be irregular. For example, as shown in Figures 3, 4 and 5, the shape of the section to be removed can be configured to leave one or more lugs 25 on the remaining portion of the preformed hollow member 15. The lugs 25 can be used to facilitate the attachment of the adjacent edges 20a, 21a and 20b, 21b,
sections d'extrémité 11 et 13 à la section centrale 12. end sections 11 and 13 at the central section 12.
La quatrième étape dans le procédé de cette invention consiste à cintrer les première et seconde extrémités 11 et 13 relativement à la section centrale 12 pour obtenir les coudes souhaités dans le composant de châssis de véhicule à fabriquer. Comme le montre la figure 4, la première extrémité 11 est cintrée autour de la première structure en charnière 22 jusqu'à ce que le premier bord en forme de U 20a (formé à la première extrémité 11 par l'enlèvement de la première section 20 en forme de coin) soit en aboutement contre le deuxième bord 20b en forme de U (formé sur la section centrale 12 par l'enlèvement de la première section 20 en forme de coin). De même, comme le montre la figure 5, la seconde extrémité 13 est cintrée autour de la seconde structure en charnière 23 jusqu'à ce que le troisième bord 21a en forme de U (formé à la seconde extrémité 13 par l'enlèvement de la seconde section en forme de coin 21) vienne en aboutement contre le quatrième bord 2lb en forme de U (formé sur la section centrale 12 par The fourth step in the method of this invention is to bend the first and second ends 11 and 13 relative to the center section 12 to achieve the desired bends in the vehicle frame component to be manufactured. As shown in Fig. 4, the first end 11 is bent around the first hinge structure 22 until the first U-shaped edge 20a (formed at the first end 11 by the removal of the first section 20 wedge-shaped) abutting against the second U-shaped edge 20b (formed on the central section 12 by the removal of the first wedge-shaped section). Likewise, as shown in FIG. 5, the second end 13 is bent around the second hinge structure 23 until the third U-shaped edge 21a (formed at the second end 13 by removal of the second wedge-shaped section 21) comes into abutment against the U-shaped fourth edge 21b (formed on the central section 12 by
l'enlèvement de la seconde section 21 en forme de coin). removal of the second wedge-shaped section 21).
Alternativement, les bords 20a, 20b et 21a, 21b peuvent se recouvrir partiellement ou complètement. Il peut être souhaitable d'enfermer au moins partiellement les bords adjacents 20a, 20b et 21a, 21b d'un manchon ou d'une patte (non représentée) qui a une configuration Alternatively, the edges 20a, 20b and 21a, 21b may overlap partially or completely. It may be desirable to at least partially enclose the adjacent edges 20a, 20b and 21a, 21b of a sleeve or tab (not shown) which has a configuration
similaire au coude nettement défini souhaité. similar to the clearly defined elbow desired.
L'étape finale du procédé consiste à fixer les bords adjacents 20a, 20b et 21a, 21b ensemble pour former le composant de châssis de véhicule. Cela peut être accompli par tout moyen conventionnel comme en soudant, par des rivets, des boulons, un matériau de liaison adhésif, et analogues. De plus, une patte (non représentée) comme une patte d'attache peut être soudée ou autrement attachée au joint articulé pour donner une The final step of the process is to secure the adjacent edges 20a, 20b and 21a, 21b together to form the vehicle frame component. This can be accomplished by any conventional means such as welding, by rivets, bolts, adhesive bonding material, and the like. In addition, a tab (not shown) such as a bracket may be welded or otherwise attached to the hinged joint to provide a
résistance supplémentaire.additional resistance.
Un résultat du procédé décrit ci-dessus est le composant de châssis de véhicule 30 illustré à la figure 5. Comme on peut l'y voir, le composant de châssis de véhicule 30 est un châssis en berceau dans lequel les deux extrémités 11 et 13 fonctionnent comme des rails latéraux et la section centrale 12 fonctionne comme un organe transversal. Les deux rails latéraux 11 et 13 s'étendent transversalement à partir de l'organe One result of the method described above is the vehicle chassis component 30 illustrated in FIG. 5. As can be seen therein, the vehicle chassis component 30 is a cradle frame in which both ends 11 and 13 operate as side rails and the central section 12 functions as a transverse member. The two lateral rails 11 and 13 extend transversely from the body
transversal 12 à un angle de cintrage à environ 90 . transverse 12 at a bending angle of about 90.
Typiquement, un châssis de véhicule en berceau 30 peut être utilisé pour supporter un composant important ou lourd du véhicule, comme un moteur ou une transmission (non représentés). En conséquence, le châssis en berceau peut inclure des portions de patte de montage 31 faisant corps avec lui ou autrement fixées à lui. Comme mentionné ci-dessus, les diverses ouvertures 16 et oreilles de montage 17 prévues sur le châssis en berceau facilitent le montage du moteur ou autres composants du véhicule. On notera que le châssis en berceau illustré 30 ne représente qu'un exemple d'un composant de châssis de véhicule ou autre article que l'on peut Typically, a cradle vehicle frame 30 may be used to support a large or heavy component of the vehicle, such as a motor or transmission (not shown). Accordingly, the cradle frame may include mounting leg portions 31 integral therewith or otherwise attached thereto. As mentioned above, the various openings 16 and mounting lugs 17 provided on the cradle frame facilitate the mounting of the engine or other components of the vehicle. Note that the illustrated cradle frame 30 is only one example of a vehicle chassis component or other article that can be
fabriquer selon le procédé de l'invention. to manufacture according to the method of the invention.
Dans le mode de réalisation illustré, les deux coudes qui sont formés dans l'organe creux préformé 15 sont orientés de manière que la première extrémité 11, la section centrale 12, et la seconde extrémité 13 se trouvent dans un seul plan. On notera cependant que le procédé de cette invention peut être accompli de manière qu'une ou plusieurs portions de l'organe creux préformé soit courbée afin de s'étendre dans des plans différents. De même, les angles définis entre les sections courbées peuvent varier. En général, le composant de châssis de véhicule fini fabriqué selon cette invention peut avoir toute forme en section transversale souhaitée et peut varier en grandeur et en In the illustrated embodiment, the two elbows that are formed in the preformed hollow member 15 are oriented so that the first end 11, the central section 12, and the second end 13 are in a single plane. It will be appreciated, however, that the method of this invention can be accomplished so that one or more portions of the preformed hollow member is bent to extend into different planes. Similarly, the angles defined between the curved sections may vary. In general, the finished vehicle chassis component manufactured according to this invention can have any desired cross-sectional shape and can vary in size and shape.
forme sur toute sa longueur.shape over its entire length.
Enfin, dans certains cas, il peut être souhaitable de cintrer l'organe creux préformé 15 afin de ne fermer que partiellement l'espace défini entre les bords adjacents 20a, 20b et 21a, 21b, en opposition à une fermeture complète de l'espace entre eux, comme cela est illustré. Par exemple, il peut être souhaitable de cintrer la première extrémité 11 partiellement relativement à la section centrale 12 de manière qu'il reste un espace entre les bords 20a et 20b. Les bords a et 20b peuvent être connectés ensemble par une ou plusieurs plaques séparées (non représentées) qui sont soudées ou autrement fixées. Pour cette invention, la5 fixation du bord 20a du premier élément 11 au bord 20b de la section centrale 12 comporte non seulement une Finally, in some cases, it may be desirable to bend the preformed hollow member 15 to only partially close the space defined between the adjacent edges 20a, 20b and 21a, 21b, in opposition to a complete closure of the space between them, as illustrated. For example, it may be desirable to bend the first end 11 partially relative to the central section 12 so that there remains a space between the edges 20a and 20b. Edges a and 20b may be connected together by one or more separate plates (not shown) which are welded or otherwise attached. For this invention, the attachment of the edge 20a of the first member 11 to the edge 20b of the central section 12 includes not only a
fixation directe mais également, on peut prévoir une plaque intermédiaire ou autre structure de connexion entre de tels bords 20a et 20b. direct attachment but also, one can provide an intermediate plate or other connection structure between such edges 20a and 20b.
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