后桥横梁和车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆领域，更具体地，涉及一种后桥横梁和车辆。

背景技术：

汽车车桥通过悬架与车架相连接，根据驱动方式的不同，车桥可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种。充当支持桥的后桥的横梁的传统设计采用钣金焊接的方式，以使后桥横梁能够提供足够的刚度和装配特性，然而，由钣金焊接工艺制成的后桥横梁存在质量大、耐盐雾性能差的缺点，会影响车辆的外观质量和使用性能。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种在满足结构强度和刚度的前提下，具有良好的耐盐雾性能且具有较轻质量的后桥横梁。

本实用新型的一个方面，提供了一种后桥横梁，包括：主板，其包括中间平板部，和位于中间平板部两端的呈收缩型的两个折板部；各折板部分别自中间平板部向外倾斜地延伸，各折板部的端部分别设置有柱形部，各柱形部分别具有用于安装车架紧固件的中心孔；主板具有朝向车架的上表面和与上表面相对的下表面；配置于下表面两侧边沿处的一对边辅筋，各边辅筋的端部分别与柱形部连接；配置于下表面上并位于一对边辅筋之间的至少一对横向主筋，各横向主筋的端部分别与柱形部连接；配置于下表面上的多个斜筋；后桥横梁由碳纤维增强尼龙材料以注塑成型的方式制成。

进一步地，横向主筋为一对，分置于主板的横向中心线的两侧；该后桥横梁还包括：配置于下表面上并连接在一对横向主筋之间的一对纵向筋，一对纵向筋分置于主板的纵向中心线的两侧；多个斜筋包括：连接于相邻的横向主筋和边辅筋之间的第一斜交叉筋组，第一斜交叉筋组布置于下表面的中间；连接于一对横向主筋之间且布置于纵向筋外侧的第二斜交叉筋组。

进一步地，多个斜筋还包括：与一对横向主筋连接且位于一对纵向筋之间的菱形筋组；该后桥横梁还包括：连接于一对横向主筋之间且与菱形筋组相交的多个纵向辅筋，纵向辅筋的高度低于横向主筋的高度。

进一步地，主板对应菱形筋组的中心位置设置有减重孔，并且/或者，各纵向辅筋与横向主筋的连接处设置有弧形过渡段。

进一步地，横向主筋的高度高于边辅筋的高度，并且/或者，上表面的对应折板部的位置配置有多个横向辅筋。

进一步地，至少一个横向主筋和至少一个边辅筋上分别配置有筒形部；各筒形部内分别嵌设有用于安装连杆紧固件的第一金属套筒；第一金属套筒上设置有用于轴向限位的第一凸缘。

进一步地，一对边辅筋包括第一边辅筋和第二边辅筋；一对横向主筋包括第一横向主筋和第二横向主筋；第一边辅筋与第一横向主筋相邻，第二边辅筋与第二横向主筋相邻；筒形部包括：配置于第一边辅筋上的第一筒和配置于第一横向主筋上的第二筒；配置于第二边辅筋上的第三筒和配置于第二横向主筋上的第四筒；其中，第一筒内的第一金属套筒的中心孔为圆孔，第二筒内的第一金属套筒的中心孔为螺纹孔；第三筒内的第一金属套筒的中心孔为第一腰型孔，第四筒内的第一金属套筒的中心孔为第二腰型孔；连杆紧固件包括：穿过圆孔后与螺纹孔连接的第一连杆紧固件；以及，穿过第一腰型孔和第二腰型孔与螺母连接的第二连杆紧固件。

进一步地，中间平板部的上表面对应筒形部的位置设置有减料槽，减料槽的周边设置有过水孔。

进一步地，各柱形部的中心孔内嵌设有第二金属套筒，第二金属套筒的上端设置有第二凸缘。

进一步地，至少一个横向主筋上设置有供连杆紧固件穿过的拱形孔，拱形孔自下表面向横向主筋的高度方向延伸，且拱形孔的高度小于横向主筋的高度。

本实用新型提供的后桥横梁，通过设计带折板部的主板、以及在主板上设置边辅筋、横向主筋、斜筋等结构来满足结构强度和刚度的要求，使得后桥横梁可以采用碳纤维增强尼龙材料以注塑成型的方式制成，使得后桥横梁既能满足结构强度和刚度的要求又具有良好的耐盐雾性能，并具有较轻的质量。

本实用新型的另一个方面，还提供了一种车辆，该车辆设置有上述的后桥横梁。因本实用新型提供的后桥横梁可以达到上述技术效果，因此设置有该后桥横梁的车辆也应具备相应的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

下文将参考附图进一步描述本实用新型的实施例，在附图中：

图1示出了本实用新型实施例提供的后桥横梁的俯视结构；

图2示出了本实用新型实施例提供的后桥横梁的俯视立体结构；

图3示出了本实用新型实施例提供的后桥横梁的仰视结构；

图4示出了本实用新型实施例提供的后桥横梁沿第一方向的仰视立体结构；

图5示出了本实用新型实施例提供的后桥横梁沿第二方向的仰视立体结构；

图6示出了本实用新型实施例提供的后桥横梁的筒形部处的剖视结构；

图7示出了本实用新型实施例提供的后桥横梁的柱形部处的剖视结构。

具体实施方式

参见图1至图7，示出了本实用新型实施例提供的后桥横梁的结构。如图所示，该后桥横梁包括：主板1、横向主筋21(包括横向主筋21a和21b)、边辅筋22和斜筋等结构。需要说明的是，除特殊说明外，本实用新型实施例中涉及到的“纵向”方向大体与车辆的前后方向一致，“横向”方向大体与车辆的左右方向一致。

具体地，主板1包括中间平板部11和两个折板部12。中间平板部11的结构可以整体为一平板状结构，但是也不限于整体平板状结构，例如在一些实施方式中，中间平板部11的中间大部分区域为平板状结构，局部区域(例如两侧边缘地区)可以有轻微的倾斜度或者弧度。或者，在某些实施例中，中间平板部11可以整体呈较小的弧度。两个折板部12分别配置于中间平板部11的两端，各折板部12的结构大体呈自中间平板部11向外倾斜地延伸的收缩型。可以理解，各折板部12与中间平板部11之间为圆滑过渡，各折板部12基本上相对于主板1的纵向中心面对称布置。各折板部12的端部分别设置有柱形部13，柱形部13的个数可以根据需要在各折板部12的端部分别设置一个、两个或三个等。各柱形部13分别具有中心孔130，后桥横梁通过安装在中心孔130内的车架紧固件61与车辆的车架6固定在一起(参见图7)，从而使主板1具有朝向车架6的上表面1a和与上表面1a相对的下表面1b。

参见图3和图4可以看出，在主板1下表面1b的两侧边沿处配置有一对边辅筋22，各边辅筋22的端部分别与柱形部13连接。下表面1b上还配置有位于该一对边辅筋22之间的至少一对横向主筋21，各横向主筋21的端部分别与柱形部13连接。主板1、贯穿主板1的横向长度的边辅筋22和横向主筋21起到了主要支撑整个零件结构强度的作用，在下表面1b上还配置有多个斜筋。这样，本实用新型实施例提供的后桥横梁，通过设计带折板部的主板、以及在主板上设置边辅筋、横向主筋、斜筋等结构来保证后桥横梁的结构强度和刚度，使得后桥横梁可以采用碳纤维增强尼龙材料以注塑成型的方式制成，使得后桥横梁既能满足结构强度和刚度的要求又具有良好的耐盐雾性能，并具有较轻的质量。另外，由碳纤维增强尼龙材料以注塑成型的方式制作后桥横梁，可以提高后桥横梁制造的自动化水平并带来高的生产效率。

本实施例中还示出了后桥横梁的一种优选结构，如图3所示，横向主筋21为一对，两个横向主筋21分置于主板1的横向中心线的两侧,横向主筋21的延伸方向可以大体与横向中心线平行，或者横向主筋21可以具有少许弯曲弧度。主板1的下表面1b上还配置有分别连接在一对横向主筋21之间的一对纵向筋31，该一对纵向筋31分置于主板1的纵向中心线的两侧，优选地，该一对纵向筋31相对于该纵向中心线对称设置且大体与该纵向中心线平行。多个斜筋至少包括有：第一斜交叉筋组41和第二斜交叉筋组42。第一斜交叉筋组41连接于相邻的横向主筋21和边辅筋22之间，且布置于下表面1b的中间位置。第二斜交叉筋组42连接于一对横向主筋21之间，且布置于纵向筋31的外侧位置。可以理解，为保证后桥横梁的应力均匀分布，在每个纵向筋31的外侧位置均设置有第二斜交叉筋组42。优选地，第二斜交叉筋组42还可以与相邻的各柱形部13连接。通过在主板1的下表面1b上设置纵向筋31和多个斜交叉筋组，使得后桥横梁的结构刚性更好，应力更均匀。

优选地，多个斜筋还包括大体构成菱形的菱形筋组43，菱形筋组43位于一对横向主筋21之间并与各横向主筋21分别连接，且菱形筋组43位于一对纵向筋31之间，与各纵向筋31不相连。在一对横向主筋21之间还连接有多个纵向辅筋32，各纵向辅筋32大体与上述的纵向中心线平行，且各纵向辅筋32可以与菱形筋组43的筋板相交。本实施例中，纵向辅筋32有六个，且三个一组地靠近菱形筋组43的端部设置，每一组纵向辅筋与相邻的纵向筋31相隔预定的距离。优选地，主板1的对应菱形筋组43的中心位置设置有菱形减重孔10，以进一步地减轻重量。

优选地，横向主筋21的高度高于边辅筋22的高度，这样有利于巩固后桥横梁的结构刚性。另外，纵向辅筋32的高度优选地低于横向主筋21的高度，在各纵向辅筋32与横向主筋21的连接处设置弧形过渡段33以局部增高纵向辅筋32。另外，可以将两组纵向辅筋分别配置于横向主筋21的三等分处，这样设计均可以增加各横向主筋21的刚度。优选地，在上表面1a的对应折板部12的位置还可以配置有多个横向辅筋121，各横向辅筋121可以分别与相邻的柱形部13连接，以进一步增加折板部12的结构刚度，改善折板部的受力情况。

汽车的连杆7的一端通过连杆紧固件(例如螺栓，参见图6)与后桥横梁连接，连杆7的另一端与车轮连接。在至少一个横向主筋和/或者至少一个边辅筋上配置有筒形部5，筒形部5内用于安装连接连杆7的螺栓。因为螺栓连接会产生较大的预紧力，为了有效防止材料压溃，本实施例中各筒形部5内分别嵌设有第一金属套筒51，与连杆7连接的螺栓被套设在第一金属套筒51的中心孔内，也即，本实施例通过将后桥横梁与螺栓接触的地方采用金属嵌件的方式来有效防止压溃。另外，在各第一金属套筒51上可以设置第一凸缘52，各第一凸缘52可以对各第一金属套筒51进行轴向定位，以防止各第一金属套筒51从筒形部5中脱落。可以理解，各第一金属套筒51可以通过包覆成型的方式与碳纤维增强尼龙材质结合成一体。

本实施例中提供的后桥横梁优选地与四个连杆连接，用于安装各连杆紧固件的筒形部5优选地可以采用如下方式设置：结合参考图4和图5，将一对边辅筋22区分为第一边辅筋22a和第二边辅筋22b，将一对横向主筋21区分为第一横向主筋21a和第二横向主筋21b，其中第一边辅筋22a与第一横向主筋21a相邻，第二边辅筋22b与第二横向主筋21b相邻。筒形部5包括：配置于第一边辅筋22a上的两个第一筒5a和配置于第一横向主筋21a上的两个第二筒5b；配置于第二边辅筋22b上的两个第三筒5c和配置于第二横向主筋21b上的两个第四筒5d。其中，第一筒5a内的第一金属套筒的中心孔为圆孔，第二筒5b内的第一金属套筒的中心孔为螺纹孔；第三筒5c内的第一金属套筒的中心孔为第一腰型孔，第四筒5d内的第一金属套筒的中心孔为第二腰型孔。连杆紧固件包括：穿过各圆孔后与中心对齐的螺纹孔相连接的两个第一连杆紧固件，以及，穿设在各中心对齐的第一腰型孔和第二腰型孔中并分别与螺母连接的两个第二连杆紧固件。两个第一连杆紧固件用于安装两个位置固定的连杆，两个第二连杆紧固件用于安装两个位置可调的连杆。

优选地，第一筒5a内的第一金属套筒、第三筒5c内的第一金属套筒和第四筒5d内的第一金属套筒均可以采用铝合金材料制作，且外轮廓呈工字型。第二筒5b内的第一金属套筒可以采用合金钢材料制作，以加工出满足强度等级的内螺纹，并且外轮廓优选地呈王字型且通过对外轮廓进行滚花加工来防止转动。

再来参见图7，柱形部13的中心孔内嵌设有第二金属套筒131，车架紧固件61穿过该第二金属套筒131的中心孔以与车架6连接。该第二金属套筒131可以采用冷镦钢材料制成，第二金属套筒131的上端设置有第二凸缘，这样可以增加第二金属套筒131与车架钣金的接触面积。

结合参考图1和图2，各筒形部5通常与中间平板部11相连接以增强筒形部的结构强度，这样，设置有筒形部的区域在注塑过程容易因局部材料过多而在该块区域引起大的收缩，造成注塑缺陷。为避免注塑缺陷的发生，在中间平板部11的上表面1a对应各筒形部5的位置设置有减料槽，以使得碳纤维增强尼龙材料可以以均匀的壁厚包裹在各筒形部内的金属嵌件的外周。优选地，为了避免减料槽内因积水而影响碳纤维增强尼龙的材料性能，在减料槽的周边合适位置可以开设小的过水孔，使得流入减料槽内的水可以顺利下落至地面。

另外，因在某些应用场合下，螺栓需要穿过一个横向主筋21a后才能进入到另一个横向主筋21b上的筒形部5内(参见图5)，此时需要在横向主筋21a上开设孔。优选地，为避免在横向主筋21a上开孔影响横向主筋21a的结构强度，横向主筋21a上设置的供连杆紧固件穿过的孔可以为拱形孔210，拱形孔210自下表面1b向横向主筋21a的高度方向延伸，且拱形孔210的高度小于横向主筋21a的高度，这样，螺栓(连杆紧固件)可以直接从侧面进入横向主筋21b上的筒形部5内，横向主筋21a的结构刚度也不会下降很多。

综上所述，本实用新型实施例提供的后桥横梁结构，采用数量虽少但是长度长的横向主筋和边辅筋结构，以及可以均匀排列的主板上的斜交叉筋等结构来有效地增加主板强度和刚性，通过计算机软件(例如CAE软件)对该后桥横梁进行结构强度、刚度分析后证明，由碳纤维增强尼龙制成的后桥横梁完全可以满足后桥横梁的质量-刚度要求。通过与具有大体相同的结构强度、刚性的钣金焊接制成的后桥横梁相比，本实施例提供的后桥横梁大约能减轻20％的重量以及具有良好的耐盐雾性能。

本实用新型实施例还提供了一种车辆，该车辆设置有上述的后桥横梁。因本实用新型实施例提供的后桥横梁可以达到上述技术效果，因此设置有该后桥横梁的车辆也应具备相应的技术效果，在此不再赘述。

可以理解的是，本实用新型的以上各实施例仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施例，本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为处于本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书的语言表述的含义及其等同含义所限定。