專利名稱：機動車的車架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機動車的車架，該車架設(shè)計成具有兩個縱梁的多橫梁車架，所述縱梁通過橫梁連接。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代汽車構(gòu)造中，多橫梁狀的框架結(jié)構(gòu)、所謂的多橫梁車架不僅對于輕型和重型商用車而且對于越野汽車或最小栽重汽車形成用于車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)。
多橫梁車架通常具有通過橫梁相互連接的縱向延伸方向的縱梁。多橫梁車架形成用于安裝不同車輛部件如車身、發(fā)動機、懸掛系統(tǒng)、軸連接結(jié)構(gòu)等的平臺。
在縱梁的結(jié)構(gòu)方式中，基本上可以有三種不同的變型方案?？v梁設(shè)
計成朝向車架內(nèi)部開放的c形型材、以殼式結(jié)構(gòu)方式制造或者設(shè)計成液
壓成形的空心型材。
由DE 100 42 618 Al已知一種現(xiàn)有技術(shù)的多橫梁車架，該多橫梁車架包括一對縱梁，該縱梁分別由三個分開的部件形成，即一個帶有封閉空心橫截面的前部件、 一個帶有開放橫截面的中間部件和一個帶有封閉空心橫截面的后部件。這些帶有封閉空心橫截面的部件應(yīng)具有矩形的橫截面形狀，而帶有開放橫截面的構(gòu)件具有C形橫截面。
由EP 0 783 425 Bl也已知一種模塊結(jié)構(gòu)方式的多橫梁車架，其縱梁在前部區(qū)域內(nèi)具有矩形橫截面，而縱梁在中間的縱向段內(nèi)具有C形外形。
現(xiàn)有技術(shù)還包括由WO02/094638A1或US6769178BI已知的多橫梁車架。
特別是在越野車輛和最小載重車輛(皮卡車)中傾向于封閉的型材，因為由此能得到車身的改善的抗扭剛度和垂直剛度。純開放的型材主要應(yīng)用在載重車輛構(gòu)造中，因為由此可以實現(xiàn)大的變型多樣性。

發(fā)明內(nèi)容
由現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，在應(yīng)用技術(shù)上改進一種設(shè)計成多橫梁車架的車架并在優(yōu)化載荷地設(shè)計抗扭剛度的情況下盡可能輕型
且經(jīng)濟地形成所述車架。
為實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明展示兩種獨立的解決方案，其技術(shù)關(guān)聯(lián)性在于使用縱縫焊接的、在橫截面內(nèi)為圓形或者^皮倒圓的空心型材作為縱梁?？v梁的圓形造型的扭轉(zhuǎn)和彎曲結(jié)構(gòu)略微超過外尺寸地具有較大的面轉(zhuǎn)動慣量。由于這個原因，人們可以減小縱梁的壁厚。由此可以實現(xiàn)減輕重量以及降低成本。同時最佳地利用所提供的結(jié)構(gòu)空間。
根據(jù)權(quán)利要求l，縱梁至少在一前橫梁和一后橫梁之間的縱向段內(nèi)包括縱縫焊接的空心型材，該空心型材具有圓形橫截面。
根據(jù)權(quán)利要求2，每個縱梁包括至少一個縱縫焊接的空心型材，其中該空心型材具有一種帶有在橫截面內(nèi)彎曲地延伸的壁段和倒圓的縱向棱邊的矩形的橫截面外形。這種設(shè)計方案使得可以在盡可能最好地利用所提供的結(jié)構(gòu)空間的情況下依據(jù)載荷設(shè)計縱梁。特別是可以增大面轉(zhuǎn)動慣量，由此能減小壁厚并因而能減輕重量。
本發(fā)明的有利的設(shè)計方案和改進方案是從屬權(quán)利要求3至8的主題?？招男筒奶貏e是冷彎成型。這相對于殼式解決方案和液壓成形解決
方案帶來了制造技術(shù)優(yōu)點和成本優(yōu)勢。用于制造空心型材的原材料是金屬板或者軋制板材。它根據(jù)空心型材的展開進行裁減、預(yù)變形并且接著滾壓。之后焊接接合縱向棱邊。也可以為縱梁或者空心型材沿其縱向延伸方向配設(shè)改變的壁厚。
優(yōu)選地，縱梁橫截面沿其縱向延伸方向改變。這使得可以通過調(diào)節(jié)面轉(zhuǎn)動慣量來依據(jù)載荷設(shè)計縱梁。按照本發(fā)明的車輛多橫梁車架在其抗扭剛度方面被優(yōu)化。
實踐的考慮出發(fā)于，縱梁橫截面沿其縱向延伸方向以1: 1.5至l:2.5的比例(關(guān)于最小橫截面積相對于最大橫截面積的關(guān)系)改變。在此，縱梁的橫截面沿其縱向延伸方向從一前部區(qū)域開始增大到最大值并朝一后部區(qū)域減小。
縱梁或空心型材的倒圓的縱向棱邊以大于或等于20mm的半徑彎曲。在此至少兩個縱向棱邊可以具有彼此不同的半徑。這種措施也有利于優(yōu)化縱梁和車架的抗扭剛度。


下面根據(jù)在附圖中示出的實施例詳細說明本發(fā)明。圖中圖1以透視圖示出按照本發(fā)明的車架；圖2以俯視圖示出車架；圖3以側(cè)視圖示出車架；圖4以俯視圖示出車架的前模塊；圖5以俯視圖示出車架的中間模塊；圖6以俯視圖示出車架的后模塊；圖7示出圖2的視圖沿著線A-A的剖視圖；圖8示出圖2的視圖沿著線B-B的剖視圖；圖9示出圖2的視圖沿著線C-C的剖視圖；圖IO示出圖2的視圖沿著線D-D的剖視圖；圖11示出圖2的視圖沿著線E-E的剖視圖；圖12示出圖2的視圖沿著線F-F的剖碎見圖；圖13示出圖2的視圖沿著線G-G的剖視圖；以及圖14在橫截面內(nèi)示出縱梁的按照本發(fā)明的橫截面外形和目前常見的橫截面外形的疊加視圖。
具體實施例方式
圖1示出按照本發(fā)明的機動車用車架。這種結(jié)構(gòu)類型在技術(shù)術(shù)語上也稱為多橫梁車架。
多橫梁車架l具有兩個通過橫梁4-9相互連接的縱梁2、 3。多橫梁車架1用作用于安裝不同車輛部件如車身、發(fā)動機以及軸連接結(jié)構(gòu)的平構(gòu)用IO標出。發(fā)動機支承結(jié)構(gòu)用附圖標記ll標出。駕駛室或載重面連接結(jié)構(gòu)具有附圖標記12，后軸連接結(jié)構(gòu)具有附圖標記13。
縱梁2、 3包括一前空心型材14、 一中間空心型材15和一后空心型材16。左右各一個空心型材14、 15、 16分別通過橫梁4、 5; 6、 7; 8、9連接并形成一前模塊17、 一中間模塊18和一后模塊19，如圖4、 5和6所示。模塊17、 18、 19插在一起并構(gòu)成多橫梁車架1。為此，空心型材14、 15、 16分別在端側(cè)插入并接合在彼此之中。在前模塊17之前還連接一用于連接前保險杠的正面模塊28。
空心型材14、 15、 16由金屬板冷彎成型并且縱縫焊接。每個空心型材14、 15、 16具有倒圓的橫截面或者總體為矩形的、帶有在橫截面內(nèi)彎曲地延伸的壁段20-23和倒圓的縱向棱邊24-27的神黃截面外形(見圖14 )。
這種橫截面外形使面轉(zhuǎn)動慣量相對于具有直的壁段的矩形橫截面外形增大。具有直的壁段的矩形橫截面在圖14中用A標出。矩形的、倒圓的橫截面外形用B標出。
縱梁2、 3的橫截面沿其縱向延伸方向改變。這在以不同的剖視圖示出縱梁2、 3的橫截面的圖7-13中可見。該基本的橫截面外形是矩形的，具有彎曲地延伸的壁段20-23和倒圓的縱向棱邊24-27，其中縱梁2、 3的高度h大于寬度b (見圖14)。
縱梁2、 3的橫截面沿其縱向延伸方向從一前部區(qū)域V開始(見圖1和7 )增大至最大值M (見圖1和8 )。在橫截面B-B (圖8 )內(nèi)，該最大值在空心型材14的端側(cè)位于到空心型材15的過渡部上。橫截面又朝向后部區(qū)域H減小(見圖1和12)。在縱向延伸的走勢中，縱梁2、 3的橫截面特別是以1: 1.5至l: 2.5的比例改變。因此，縱梁2、 3具有根據(jù)機動車中的預(yù)期載荷設(shè)計的橫截面外形。由于該橫截面外形和沿縱向改變的橫截面走勢，在運行載荷下出現(xiàn)的應(yīng)力降低或者被導(dǎo)出?？v梁2、 3的設(shè)計允許減小壁厚以及節(jié)省材料和減輕重量。
縱向棱邊24-27的半徑Rl-R4、 R4a-R4d大于或等于20mm。半徑Rl-R4、 R4a-R4d特別是在21mm和25mm之間。沿著縱向棱邊24-27的半徑Rl-R4也可在縱梁2、 3的縱向延伸方向上改變。這一點根據(jù)半徑R4、 R4a-R4d顯而易見。在剖面A-A和剖面C-C之間的部段上，半徑從R4向R4b減小。在剖面C-C和剖面D-D之間的部段上，半徑R4b或R4c保持相等。在剖面D-D和剖面E-E之間的部段上，半徑便又減小到R4d，而后它又略樣t減小。
特別是根據(jù)圖7還可看出，在縱向棱邊24-27上的半徑R1、 R2、 R3以及R4不相同。半徑R1和R2相等，而半徑R3大于半徑R1和R2。半徑R4又大于R3。這也是依據(jù)載荷設(shè)計縱梁2、 3的結(jié)果，其目的在于優(yōu)化按照本發(fā)明的多橫梁車架的抗扭剛度。
附圖標記
1多橫梁車架
2縱梁
3縱梁
4橫梁
橫梁
6橫梁
7橫梁
8橫梁
9橫梁
10前軸連接結(jié)構(gòu)
11發(fā)動機支承結(jié)構(gòu)
12駕駛室或載重面連接結(jié)構(gòu)
13后軸連接結(jié)構(gòu)
14前空心型材
15中間空心型材
16后空心型材
17前模塊
18中間模塊19后模塊
20壁段
21壁段
22壁段
23壁段
24縱向棱邊
25縱向棱邊
26縱向棱邊
27縱向棱邊
28正面模塊
V前部區(qū)域
M最大值
H后部區(qū)域
A常規(guī)橫截面(矩形的)
B新的橫截面(矩形的倒圓的)
h高度
b寬度
Rl半徑
R2半徑
R3半徑
R4半徑
R4a半徑
R4b半徑
R4c半徑
R4d半徑。
權(quán)利要求
1.用于機動車的車架，設(shè)計成具有兩個縱梁(2、3)的多橫梁車架(1)，所述縱梁通過橫梁(4-9)連接，其特征在于，每個縱梁(2、3)至少在前橫梁(4)和后橫梁(9)之間的縱向段內(nèi)包括縱縫焊接的空心型材(14、15、16)，所述空心型材具有圓形橫截面。
2. 用于機動車的車架，設(shè)計成具有兩個縱梁(2、 3)的多橫梁車架(1)，所述縱梁通過橫梁(4-9)連接，其特征在于，每個縱梁(2、 3)包括至少一個縱縫焊接的空心型材(14、 15、 16)，其中所述空心型材(14、 15、 16)具有矩形的橫截面外形，所述橫截面外形帶有在橫截面中彎曲延伸的壁段(20-23)和倒圓的縱向棱邊(24-27)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車架，其特征在于，所述空心型材(14、15、 16)冷彎成型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l至3中至少一項所述的車架，其特征在于，所述縱梁(2、 3)的橫截面沿其縱向延伸方向改變。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車架，其特征在于，所述縱梁(2、 3)的橫截面沿其縱向延伸方向以1: 1.5至1:2.5的比例改變。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中至少一項所述的車架，其特征在于，所述縱梁(2、 3)的橫截面沿其縱向延伸方向從前部區(qū)域(V)開始增大至最大值(M)并朝后部區(qū)域(H)減小。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2至6中至少一項所述的車架，其特征在于，所述縱向棱邊(24-27)以大于或等于20mm的半徑(Rl-R4， R4a-R4d )彎曲。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2至7中至少一項所述的車架，其特征在于，至少兩個縱向棱邊(24-27)具有彼此不同的半徑(Rl-R4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機動車的車架，該車架設(shè)計成具有兩個縱梁(2、3)的多橫梁車架(1)，所述縱梁通過橫梁(4-9)連接。每個縱梁(2、3)包括至少一個縱縫焊接的空心型材(14、15、16)，其中所述空心型材(14、15、16)具有帶有一種在橫截面中彎曲延伸的壁段和倒圓的縱向棱邊的矩形的橫截面外形。所述空心型材(14、15、16)特別是冷彎成型。所述縱梁(2、3)的橫截面沿其縱向延伸方向改變并從一前部區(qū)域(V)開始增大至最大值(M)，之后朝一后部區(qū)域(H)減小。通過縱梁(2、3)的倒圓的、略微超過外部尺寸的橫截面外形得到了較大的面轉(zhuǎn)動慣量。由于此原因，能減小壁厚，從而減輕重量和節(jié)省成本。
文檔編號B62D21/02GK101565057SQ200910134589
公開日2009年10月28日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者K·科伊特, R·西考普, W·林尼希 申請人:本特勒爾汽車技術(shù)有限公司