專利名稱：用于車輛的封閉截面結(jié)構(gòu)化構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車輛的封閉截面結(jié)構(gòu)化支承構(gòu)件。
背景技術(shù)：
通常，車輛包括用于包圍并支承各種車輛系統(tǒng)以及車輛乘員的結(jié)構(gòu)。諸如貨車和廂式貨車的重型車輛通常采用車架來支撐車身和車輛動力系。在另一方面，諸如大多數(shù)乘用車輛的輕型車輛往往采用避免分離車身和車架的單體結(jié)構(gòu)或單體構(gòu)造，以得到更輕的整體式結(jié)構(gòu)。此外，一些較輕型車輛采用具有子車架的組合單體結(jié)構(gòu)，子車架用于裝運車輛動力系。常見的是，附加結(jié)構(gòu)化構(gòu)件用于支承車輛結(jié)構(gòu)以及用于支承各種底盤和動力系子系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
構(gòu)件以如下來表征外部形狀；長度；方形截面，所述方形截面沿著構(gòu)件長度具有大致一致形狀。構(gòu)件包括沿著構(gòu)件長度設(shè)置的單個結(jié)合部分，以保持外部形狀和方形截面中的每個。構(gòu)件附加地包括兩個緊固部分，每個緊固部分設(shè)置在該長度的每端附近并且每個緊固部分配置用于附連到以一定距離間隔開的兩個大致平行導軌中的一個。構(gòu)件配置成使得該長度足以跨越所述距離。此外，構(gòu)件由高等級鋼通過工藝成型，所述工藝能夠使用寬范圍的材料規(guī)格和較高等級鋼而不需要或采用再敲擊操作以減輕材料回彈。可能需要軋制成型和隨后彎曲操作，以實現(xiàn)構(gòu)件的期望外部形狀。構(gòu)件的外部形狀沿著該長度可變，同時結(jié)合部分可以是焊道。每個緊固部分可包括延伸通過所述截面的孔，所述孔配置成接收用于附連到導軌的裝置，例如套筒和螺栓。構(gòu)件可由高等級鋼配置成橫向構(gòu)件，以支承在車輛中的變速器組件。在這種情形中，構(gòu)件還可包括設(shè)置在兩個緊固部分之間的孔，其中所述孔配置成接收用于附連到變速器的緊固件。還公開了一種成型構(gòu)件的方法。所述方法包括軋制成型單件大致扁平的高等級鋼片材，以限定具有長度和方形截面的外部形狀，所述方形截面沿著構(gòu)件長度具有大致一致形狀。所述方法附加地包括彎曲所述軋制成型外部形狀，以便實現(xiàn)構(gòu)件在其終端使用環(huán)境中的合適配合和安裝。所述方法不需要并且也未包括再敲擊操作以減輕材料回彈。所述方法附加地包括通過結(jié)合部分保持外部形狀和方形截面。本發(fā)明涉及下述技術(shù)方案。1. 一種構(gòu)件，包括 外部形狀；
長度；
方形截面，所述方形截面沿著構(gòu)件長度具有大致一致形狀；
單個結(jié)合部分，所述單個結(jié)合部分沿著構(gòu)件的長度設(shè)置，以便保持外部形狀和方形截面的形狀中的每個；和兩個緊固部分，每個所述緊固部分靠近所述長度的每端設(shè)置，并且每個緊固部分配置用于附連到以一定距離間隔開的兩個大致平行導軌中的一個； 其中
所述長度足以跨越所述距離；以及
所述構(gòu)件通過工藝來成型，所述工藝使得能夠使用高等級鋼而不需要采用再敲擊操作以減輕材料回彈。2.根據(jù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述工藝是軋制成型以及彎曲的工藝。3.根據(jù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述構(gòu)件的外部形狀沿著長度是可變的。4.根據(jù)方案1所述的構(gòu)件，其中，結(jié)合部分是焊道。5.根據(jù)方案1所述的構(gòu)件，其中，兩個緊固部分中的每個包括延伸通過所述截面的孔，且配置成接收用于附連到導軌的緊固件。6.根據(jù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述構(gòu)件配置成由高等級鋼制成橫向構(gòu)件，以支承在車輛中的變速器組件。7.根據(jù)方案6所述的構(gòu)件，還包括設(shè)置在兩個緊固部分之間的孔，所述緊固部分配置成接收用于附連到變速器組件的緊固件。8. 一種車輛結(jié)構(gòu)，包括
車架，所述車架包括以一定距離間隔開的兩個大致平行導軌； 構(gòu)件，所述構(gòu)件包括 外部形狀；
足以跨越所述距離的長度；
方形截面，所述方形截面沿著構(gòu)件長度具有大致一致形狀；
單個結(jié)合部分，所述單個結(jié)合部分沿著構(gòu)件的長度設(shè)置，以保持外部形狀和方形截面的每個；以及
兩個緊固部分，每個所述緊固部分靠近所述長度的每端設(shè)置，并且每個緊固部分配置用于附連到兩個導軌中的一個；
其中，所述構(gòu)件通過軋制成型以及彎曲來成型，軋制成型以及彎曲使得能夠使用高等級鋼而不需要再敲擊操作以減輕材料回彈。9.根據(jù)方案8所述的車輛結(jié)構(gòu)，其中，所述構(gòu)件由高等級鋼成型。10.根據(jù)方案8所述的車輛結(jié)構(gòu)，其中，所述構(gòu)件的外部形狀沿著長度是可變的。11.根據(jù)方案8所述的車輛結(jié)構(gòu)，其中，結(jié)合部分是焊道。12.根據(jù)方案8所述的車輛結(jié)構(gòu)，其中，每個緊固部分包括延伸通過所述截面的孔，且配置成接收用于附連到導軌的緊固件。13.根據(jù)方案8所述的車輛結(jié)構(gòu)，其中，所述構(gòu)件是配置成支承變速器組件的橫向構(gòu)件。14.根據(jù)方案13所述的車輛結(jié)構(gòu)，其中，所述構(gòu)件包括設(shè)置在兩個緊固部分之間的孔，所述緊固部分配置成接收用于附連到變速器組件的緊固件。15. 一種成型構(gòu)件的方法，包括
軋制成型單件大致扁平的高等級鋼片材以限定具有長度和方形截面的外部形狀而不需要再敲擊操作以減輕材料回彈，所述方形截面沿著構(gòu)件長度具有大致一致形狀；彎曲所述軋制成型外部形狀；以及通過結(jié)合部分保持外部形狀和方形截面。16.根據(jù)方案15所述的方法，其中，所述接合部分是焊道。17.根據(jù)方案15所述的方法，其中，扁平材料片材具有邊緣，當軋制成型所述片材時，所述邊緣在結(jié)合部分處會合。18.根據(jù)方案15所述的方法，還包括配置兩個緊固部分，使得每個緊固部分靠近所述長度的每端。19.根據(jù)方案18所述的方法，還包括在每個緊固部分處產(chǎn)生延伸通過所述截面的孔，使得每個緊固部分配置成接收用于附連到車架導軌的裝置。20.根據(jù)方案19所述的方法，其中，所述構(gòu)件配置成橫向構(gòu)件，用于支承在車輛中的變速器組件。本發(fā)明的前述特征和優(yōu)勢以及其它特征和優(yōu)勢從用于實施本發(fā)明的最佳模式的下述詳細說明結(jié)合附圖顯而易見。


圖1是車輛結(jié)構(gòu)的示意性透視圖，所述車輛結(jié)構(gòu)包括車架、包括發(fā)動機和變速器的動力系、以及附連到車架并且支承變速器的軋制成型橫向構(gòu)件；
圖2是圖1中所示的橫向構(gòu)件的示意性透視圖；以及圖3是圖1和2中所示的橫向構(gòu)件的截面的示意圖。 圖4示出成型橫向構(gòu)件的方法。
具體實施例方式參考附圖，其中相同的附圖標記指代相同的部件，圖1示出了車輛結(jié)構(gòu)12的示意性透視圖。車輛結(jié)構(gòu)12由車身(未示出)和車架14構(gòu)成，所述車身通過本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的大量部件和子結(jié)構(gòu)構(gòu)造而成。如所示的，車輛結(jié)構(gòu)12適于用于后輪驅(qū)動配置中， 但是也可能用于四輪驅(qū)動配置中，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的那樣。車架14包括兩個大致平行的車架導軌14A和14B，其在車輛結(jié)構(gòu)12中以距離D分離。車架導軌14A和14B通常由鋼制成并且通過任何合適方法形成，例如液壓成型、軋制成型、沖壓成型和焊接。與單體式結(jié)構(gòu)不同，車架14通常用于較重型工作車輛中，例如通常用于裝運負載的小貨車和廂式貨車。車架14使得工作車輛在裝運各種附加負載時能夠處理可觀的應(yīng)力同時支承車架、車輛動力系16和車輛乘員而不會經(jīng)歷結(jié)構(gòu)化損壞。動力系16包括發(fā)動機18和聯(lián)接到發(fā)動機的變速器組件20，并且配置成將發(fā)動機扭矩經(jīng)由傳動軸(未示出)傳輸給驅(qū)動車輪。除了發(fā)動機18和變速器組件20之外，動力系 16還可包括用于混合動力地推進所述車輛的電動馬達/發(fā)電機(未示出)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣。變速器組件20包括連接到發(fā)動機18的輸入構(gòu)件(未示出)以及連接到驅(qū)動車輪的輸出構(gòu)件(未示出)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣。變速器組件20還包括用于可操作地連接輸入和輸出構(gòu)件的齒輪系(未示出)和扭矩傳遞構(gòu)件(未示出)，其配置成能夠選擇合適傳動比，用于最有效地推進所述車輛。發(fā)動機18經(jīng)由一對發(fā)動機安裝件22安裝到車架14上，其中一個安裝件設(shè)置在發(fā)動機的任一側(cè)(由于圖1中的透視圖，示出僅一個安裝件)。安裝件22尤其設(shè)計用于支承發(fā)動機18質(zhì)量、以及吸收運行的發(fā)動機的振動、并且耐受在推進所述車輛期間發(fā)動機所產(chǎn)生的扭矩耦合(torque couple)。變速器組件20在變速器鐘形殼體20A處經(jīng)由合適緊固件 (未示出)聯(lián)接到發(fā)動機18，并且在變速器后端20B通過結(jié)構(gòu)化橫向構(gòu)件M支承。變速器安裝件沈設(shè)置在橫向構(gòu)件M與后端20B之間，以便支承變速器組件20質(zhì)量、以及吸收從運行的發(fā)動機和傳動軸傳輸?shù)恼駝?、并且耐受在推進期間發(fā)動機18所產(chǎn)生的扭矩耦合。橫向構(gòu)件M可通過鋼軋制成型并隨后彎曲，所述鋼包括從典型低等級的碳素鋼至高等級的碳素鋼范圍，例如使用寬泛范圍材料規(guī)格的GMW3032M-ST-S熱軋HR550或冷軋 CR560，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣?？尚枰捎秒S后的彎曲操作，以實現(xiàn)變速器組件 20在車輛結(jié)構(gòu)12中的合適配合和安裝。橫向構(gòu)件對以長度L表征，所述長度足以跨越導軌14A和14B之間的距離D。構(gòu)件M具有沿著長度L可變的形狀(在圖1和2中示出為倒轉(zhuǎn)的海鷗形狀)，這通常是通過彎曲操作實現(xiàn)的。橫向構(gòu)件對由一對支架觀附連到車架14 上，其中一個支架設(shè)置在任一車架導軌14A或14B上(由于圖1中所示的透視圖，示出僅一個支架)。每個支架觀包括一對孔30。橫向構(gòu)件M具有一對緊固部分，示出為包括靠近長度L的每端設(shè)置的一對剛性套筒32。每對套筒32配置成附連到導軌14A和14B中的一個上。當橫向構(gòu)件M布置成用于連接到車架導軌14A和14B時，剛性套筒32的開口與孔32匹配。一對合適的緊固件34被插入通過孔30和32。隨后，緊固件34被緊固以確保將橫向構(gòu)件可靠地附連到車架14。因此，動力系16由車架14支承，使得發(fā)動機18和變速器組件20的組合質(zhì)量在車架14上的四個位置上分配，即該一對發(fā)動機安裝件22和該一對支架觀。此外，動力系16的振動在三個位置(該一對發(fā)動機安裝件22和該變速器安裝件 26)被吸收。在圖2中，橫向構(gòu)件M示出為從車輛結(jié)構(gòu)12分離。橫向構(gòu)件M包括孔36，用于接收將變速器安裝件26附連到橫向構(gòu)件M所采用的緊固件(未示出)。橫向構(gòu)件M具有在圖2中示出的方形或多邊形截面A-A，其在圖3中以真實視圖示出。截面A-A是方形的， 即，具有完全封閉的形狀以在其整個周邊壁上傳送負載，用于有效的負載支承和剛度。方形截面A-A可以是基本上四邊形，以及甚至是大致正方形的形狀。雖然橫向構(gòu)件M的外形或形狀沿著其長度L可變，但是方形截面A-A沿著其整個長度L具有大致一致的形狀。這種一致形狀對于能夠通過軋制成型來制造橫向構(gòu)件M來說是重要的。橫向構(gòu)件M的其它截面參數(shù)(例如，寬度、高度、角度和半徑)不受限制，只要它們沿著長度L是恒定的并且遵循軋制成型工藝的常規(guī)實踐即可，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣。構(gòu)件M的上述材料等級選擇和外部形狀通常根據(jù)預(yù)期車輛負載、耐用性和封裝需求而定。大體而言，軋制成型部件具有優(yōu)于擠壓和/或沖壓成型得到類似形狀的優(yōu)勢，在于軋制成型部件由于已經(jīng)冷作硬化而通常顯著更輕且更強韌。此外，軋制成型省除了成本昂貴的再敲擊操作，所述再敲擊操作往往需要用來減輕由高等級鋼通過其它方法(例如，壓印成型)所形成的部件所固有的回彈。結(jié)果是，使用橫向構(gòu)件M的高等級鋼允許選擇較小規(guī)格材料，因而附加地減少車輛結(jié)構(gòu)12的重量而不會損害車輛性能和耐用性。在橫向構(gòu)件 24被軋制成型并且方形截面A-A制成具有未連接橫向邊緣之后，示出為焊道38的結(jié)合部分沿著橫向邊緣24A和24B產(chǎn)生，以永久地封閉并保持方形截面(如圖3所示)。結(jié)果得到相對輕質(zhì)、強韌和成本有效的橫向構(gòu)件M，其能夠耐受在操作所述車輛期間的高應(yīng)力水平。成型橫向構(gòu)件M的方法40在圖4中示出，并且在下文參考圖1-3進行描述。該方法在框42開始，并推進到框44。在框44，單件大致扁平的高等級鋼片材被軋制成型，以限定具有長度L、截面A-A、和沿著長度L的大致一致形狀的外部形狀。在框44之后，該方法繼續(xù)至框46，其中軋制成型外部形狀被彎曲成橫向構(gòu)件M的形狀。在框46之后，在框48， 彎曲外部形狀和方形截面A-A通過結(jié)合部分(焊道38)保持。焊道38沿著橫向邊緣24A和 24B產(chǎn)生，所述橫向邊緣已經(jīng)成型以在結(jié)合部分處會合，以便永久地封閉并保持方形截面。 方法40在框50結(jié)束，其中已經(jīng)完成完全成型的橫向構(gòu)件M?？稍诠に噧?nèi)或者在框48之后添加附加特征，例如將緊固部分配置有用于接收套筒32的孔30，以及成型孔36。由此，方法40可用于從高等級鋼成型橫向構(gòu)件M，而不需要采用再敲擊操作以減輕材料回彈。雖然已經(jīng)詳細地描述用于實施本發(fā)明的最佳模式，但是本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的用于實踐本發(fā)明的各種替代性設(shè)計和實施例。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)件，包括 外部形狀；長度；方形截面，所述方形截面沿著構(gòu)件長度具有大致一致形狀；單個結(jié)合部分，所述單個結(jié)合部分沿著構(gòu)件的長度設(shè)置，以便保持外部形狀和方形截面的形狀中的每個；和兩個緊固部分，每個所述緊固部分靠近所述長度的每端設(shè)置，并且每個緊固部分配置用于附連到以一定距離間隔開的兩個大致平行導軌中的一個； 其中所述長度足以跨越所述距離；以及所述構(gòu)件通過工藝來成型，所述工藝使得能夠使用高等級鋼而不需要采用再敲擊操作以減輕材料回彈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其中，所述工藝是軋制成型以及彎曲的工藝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其中，所述構(gòu)件的外部形狀沿著長度是可變的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其中，結(jié)合部分是焊道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其中，兩個緊固部分中的每個包括延伸通過所述截面的孔，且配置成接收用于附連到導軌的緊固件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其中，所述構(gòu)件配置成由高等級鋼制成橫向構(gòu)件，以支承在車輛中的變速器組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的構(gòu)件，還包括設(shè)置在兩個緊固部分之間的孔，所述緊固部分配置成接收用于附連到變速器組件的緊固件。
8.—種車輛結(jié)構(gòu)，包括車架，所述車架包括以一定距離間隔開的兩個大致平行導軌； 構(gòu)件，所述構(gòu)件包括 外部形狀；足以跨越所述距離的長度；方形截面，所述方形截面沿著構(gòu)件長度具有大致一致形狀；單個結(jié)合部分，所述單個結(jié)合部分沿著構(gòu)件的長度設(shè)置，以保持外部形狀和方形截面的每個；以及兩個緊固部分，每個所述緊固部分靠近所述長度的每端設(shè)置，并且每個緊固部分配置用于附連到兩個導軌中的一個；其中，所述構(gòu)件通過軋制成型以及彎曲來成型，軋制成型以及彎曲使得能夠使用高等級鋼而不需要再敲擊操作以減輕材料回彈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛結(jié)構(gòu)，其中，所述構(gòu)件由高等級鋼成型。
10.一種成型構(gòu)件的方法，包括軋制成型單件大致扁平的高等級鋼片材以限定具有長度和方形截面的外部形狀而不需要再敲擊操作以減輕材料回彈，所述方形截面沿著構(gòu)件長度具有大致一致形狀； 彎曲所述軋制成型外部形狀；以及通過結(jié)合部分保持外部形狀和方形截面。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于車輛的封閉截面結(jié)構(gòu)化構(gòu)件。構(gòu)件以如下來表征外部形狀；長度；方形截面，所述方形截面沿著構(gòu)件長度具有大致一致形狀。構(gòu)件包括沿著構(gòu)件長度設(shè)置的單個結(jié)合部分，以保持外部形狀和方形截面中的每個。構(gòu)件附加地包括兩個緊固部分，每個緊固部分設(shè)置在長度的每端附近并且配置用于附連到以一定距離間隔開的兩個大致平行導軌中的一個。構(gòu)件配置成使得該長度足以跨越所述距離。此外，構(gòu)件由高等級鋼通過工藝成型，所述工藝能夠使用高等級鋼而不需要采用再敲擊操作以減輕材料回彈。
文檔編號B62D21/09GK102161350SQ201110039710
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者V. 佩尚斯基 L. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司