专利名称：载重汽车支承架最好是u形的型钢梁尤其是车架纵梁及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于载重汽车支承架的最好是U形的型钢梁尤其是车架纵梁，它有一块沿纵向延伸的中间腹板，中间腹板至少在一侧有至少一个折角的成型弯边，此型钢梁制有至少一个弯折，以及本发明还涉及一种制造此型钢梁的方法。
这样一种在形式上为用于载重汽车支承架的车架纵梁的型钢梁是众所周知的。车架纵梁有一块在装配状态垂直的中间腹板，以及有一个设计为成型弯边的上侧凸缘和一个同样设计为成型弯边的底侧凸缘。车架纵梁由一整块钢板通过各种压制和弯曲工序成型。尤其在支承架的轴所在区内，为了提供足够的轴和车轮的自由行程，可能有必要在车架纵梁上沿汽车高度方向或横向制有相应的弯折。通过将钢板变形为带弯折的型钢梁，在弯折区形成大的材料变形和内应力。这种材料变形和内应力在长期连续不断的交变荷载下可能成为裂纹的起因，从而缩短了支承架的使用寿命。
本发明的目的是创造前言所述类型的型钢梁及其制造方法，为的是可靠地避免在弯折区内的内应力和材料变形，并为延长型钢梁的使用寿命提供有利的前提条件。
对于型钢梁为达到此目的采取的措施是，中间腹板和至少一个成型弯边设计为单独加工和互相刚性连接的构件，其中，中间腹板设计成板状并在至少一个弯折的高度处相应地弯曲；以及，至少一个的成型弯边设计为沿型钢梁全长连续的整体坯料，它有一个依随至少一个弯折延伸的连续的横挡以及有多块互相邻接并在中间腹板弯折区彼此分开的连接板；连接板折弯成垂直于横挡并与中间腹板相关的纵侧刚性连接。通过将型钢梁分为中间腹板和成型弯边，可以获得弯折并且它们不会导致型钢梁的内应力和材料变形。按本发明，分开的构件分别只通过简单的直线形折边成形，折边位于不同的和互相协调一致的水平面或垂直面上，接着将分开的构件组合在一起。此外，将中间腹板与成型弯边分开，有可能使这些构件采用不同的材料或/和材料厚度，其中尤其是中间腹板可以使用轻质结构材料。按本发明的方案尤其适用于车架纵梁。然而此型钢梁在该车架纵梁的弯折区也可以设计为角形插入件的形式。采用按本发明的方案延长了型钢梁的寿命。此外，由于仅仅使用简单的工具所以显著简化了制造。具体而言只需要材料切割设备和弯边设备。因此提高了当型钢梁尤其车架纵梁有各种改型时的适应性。
按本发明的设计，中间腹板至少在一个纵侧制有至少一个缩入；有关的成型弯边的横挡在缩入所在区相应地弯曲；以及，有关的连接板与缩入的长度相匹配。因此进一步改善了型钢梁的成形，无须为此支付更多的费用。
在本发明的另一项设计中，中间腹板和至少一个的成型弯边用不同的材料制造。在这种情况下，尤其是在工作中主要受剪切荷载的中间腹板可尤其是采用铝或镁。至少一个的成型弯边最好用薄钢板制造。
在本发明的另一项设计中，至少一个的成型弯边通过许多沿型钢梁长度分布的紧固件尤其是铆接或螺钉连接装置与中间腹板刚性地连接。这是一种非常可靠的连接型式，与熔焊或钎焊连接不同，这种连接方式避免产生内应力。在采用螺钉连接时，成型弯边和中间腹板构成一种可拆式的结构。
为达到有关方法方面的目的采取的措施是，平的中间腹板在弯折的区域内从中间腹板的平面出发根据弯折的走向弯曲；以及，在中间腹板的至少一个纵侧装上一个沿型钢梁的全长连续的弯边，弯边事先从一块整的板坯根据构成一个连续的并依随弯折延伸的横挡和多块连接板下料，其中连接板通过在至少一个弯折的折边的高度处所制的切口沿成型弯边的纵向彼此分开；以及，连接板折弯成垂直于横挡并与中间腹板相应的纵侧刚性连接。按本发明的这种方法可以极经济地生产型钢梁，因为只须为中间腹板和成型弯边提供简单的金属板材，它们通过简单和便宜的加工步骤如切割和弯曲工序相应地下料和成形。在这种情况下，按本发明仅形成简单的和直线状弯边，因此避免了在有关构件内的内应力。
由权利要求和由下面对借助于附图所表示的本发明最佳实施例的说明给出本发明其他优点和特征。
图1在透视图中表示按本发明形式上为车架纵梁的型钢梁实施例，它制有一个弯折和一个缩入；图2构成按图1的车架纵梁段上翼缘的成型弯边坯料；图3类似于图2的另一个坯料，表示构成按图1的型钢梁下翼缘的成型弯边；以及图4按图1的型钢梁侧视图。
按图1至4的车架纵梁段规定用于商用车尤其载重汽车的支承架中。车架纵梁段1设在支承架的一个纵侧。支承架的位于相对位置的车架纵梁镜象对称于一个垂直的汽车中面，但通常其结构与车架纵梁段1一致。车架纵梁1由一块在装配状态垂直定向的中间腹板3和两个装在中间腹板3对置纵侧上的成型弯边2、4组成，在这里成型弯边2构成了车架纵梁段1的上翼缘以及成型弯边4构成其下翼缘。中间腹板3和成型弯边2和4均用金属板材制成。在图示的实施例中，中间腹板3用轻质金属制造，两个成型弯边2和4则与之不同用钢板制成。在装配状态，车架纵梁段1沿汽车纵向延伸，并在图1至4的视图中有一个弯折5，它沿汽车横向延伸。车架纵梁也可以按图中没有表示的方式有两个弯折，尤其设在支承架的轴所在区，它们沿汽车横向或沿汽车高度方向延伸。
在弯折5的区域内，中间腹板3弯曲成两个互相平行地沿汽车高度方向延伸的折边7和8，在折边7和8区域内的弯折设计为，使中间腹板3毗连的腹板段按具有不同符号的相同角度互相连接。在图示的实施例中，中间腹板3用一整块金属板材制成，并在折边7和8所在区相应地折角。在图中没有表示的本发明的实施例中，中间腹板由多个沿汽车纵向互相连接的分段组成。
无论是构成上翼缘的成型弯边2还是构成下翼缘的成型弯边4，按图2和3均设计成形式上为一整块金属板材的平的坯料，成型弯边2以及成型弯边4在弯折5的高度处通过相应的切口依随其折角延伸。因此，两个成型弯边2、4有两个沿汽车纵向延伸沿轴向互相错开的弯边段和有一个将这两个弯边段互相连接起来的另一个倾斜延伸的弯边段，它们总是整体式地互相过渡并布置在一个公共平面内。
两个成型弯边2、4沿其纵向在一个纵侧有一个连续的在弯折区相应地随之折角的横挡9、10，它在车架纵梁段1完成装配的状态下总是垂直于中间腹板伸出。车架纵梁段1上翼缘和下翼缘的成型弯边2和4设计成基本一致，其中两个横挡9和10完全一致。在每个成型弯边2、4相对的纵侧区内构成了多个沿成型弯边2、4的纵向互相邻接的连接板11至18，它们分别通过沿每个成型弯边2、4的横向一直延伸到该成型弯边2、4中心线的图中没有进一步标注符号的切口彼此分开。在两个成型弯边2和4中这些连接板11至18总是朝一侧方向弯折成与各自的横挡9、10成直角，其中，在图示的实施例中相应的折边20至22位于各成型弯边2、4的中心线区域内。因此，总是直线状延伸的折边20、21、22允许连接板11、12、13成直角下放，使连接板11至18平行地扣在中间腹板3相关的纵侧上。
在车架纵梁1通过成型弯边4构成的下翼缘区域内，车架纵梁有一个附加的缩入6。为了造成此缩入6，按简单的方式使中间腹板3的板坯在此区域内相应地倾斜剪裁。对于成为缩入6侧边的成型弯边4，在缩入区通过两个设在缩入6角部的附加切口形成一块连接板17，它通过楔形的切口与向前和向后相邻的连接板16、18分开。此外，在楔形切口区内，横挡10通过在切口所在高度处沿汽车横向延伸的折边23区域内的两个弯折依随着缩入6延伸。因此，缩入6也能借助于简单的切割和弯曲工序制成。
在图示的实施例中，构成上翼缘的成型弯边2和构成下翼缘的成型弯边4，通过许多沿车架纵梁段1纵向延伸的铆接装置19在连接板11至18区域内与有关的中间腹板3纵侧刚性连接。在本发明的另一种实施例中，也可以规定螺钉连接或点焊连接。
权利要求
1．载重汽车支承架的型钢梁尤其是车架纵梁，有一纵向延伸的中间腹板，它至少在一侧有一折角的成型弯边，此型钢梁至少制有一个弯折，其特征为中间腹板(3)和至少一个成型弯边(2、4)设计为单独加工和互相刚性连接的构件，其中，中间腹板(3)设计成板状并在至少一个弯折(5)的高度处相应地弯曲；以及，至少一个的成型弯边(2、4)设计为沿型钢梁(1)全长连续的整体式坯料，它有一个依随至少一个弯折(5)延伸的连续的横挡(9、10)以及有多块互相邻接并在中间腹板(3)弯折(7、8)区彼此分开的连接板(11至18)；连接板(11至18)折弯成垂直于横挡(9、10)并与中间腹板(3)相关的纵侧刚性连接。
2．按照权利要求1所述的型钢梁，其特征为中间腹板(3)设计为整体式的。
3．按照权利要求1所述的型钢梁，其特征为中间腹板(3)由多个分段组成。
4．按照前列诸权利要求之一所述的型钢梁，其特征为中间腹板(3)至少在一个纵侧制有至少一个缩入(6)；有关的成型弯边(4)的横挡(10)在缩入(6)所在区相应地弯曲；以及，有关的连接板(17)与缩入(6)的长度相匹配。
5．按照前列诸权利要求中至少一项所述的型钢梁，其特征为中间腹板(3)和至少一个的成型弯边(2、4)用不同的材料制造。
6．按照前列诸权利要求中至少一项所述的型钢梁，其特征为至少一个的成型弯边(2、4)通过许多沿型钢梁(1)长度分布的紧固件(19)尤其是铆接或螺钉连接装置与中间腹板(3)刚性地连接。
7．制造载重汽车支承架的型钢梁尤其构架梁的方法，此型钢梁至少制有一个弯折，其特征为平的中间腹板(3)在弯折(5)的区域内从中间腹板的平面出发根据弯折(5)的走向弯曲；以及，在中间腹板(3)的至少一个纵侧装上一个沿型钢梁(1)的全长连续的弯边(2、4)，弯边事先从一块整的板坯根据构成一个连续的并依随弯折(5)延伸的横挡(9、10)和多块连接板(11至18)下料，其中连接板(11至18)通过在至少一个弯折(5)的折边(7、8)的高度处所制的切口沿成型弯边(2、4)的纵向彼此分开；以及，连接板(11至18)折弯成垂直于横挡(9、10)并与中间腹板(3)相应的纵侧刚性连接。
8．按照权利要求7所述的方法，其特征为在中间腹板(3)的至少一个纵侧上至少制有一个缩入(6)；以及，连接板(17)在缩入(6)的高度处通过选择构成边界的切口将尺寸设计为，使连接板(17)与缩入(6)的长度相匹配。
全文摘要
本发明涉及型钢梁尤其是车架纵梁及其制造方法。由先有技术已知一种整体式型钢梁,它有一中间腹板,中间腹板至少在一侧由至少一个弯折的凸缘构成侧边,以及型钢梁制有至少一个弯折处。按本发明中间腹板和至少一个成型弯边设计为单独加工和互相刚性连接的构件,其中,中间腹板设计成板状并在至少一个弯折的高度处相应地弯曲;以及,至少一个的成型弯边设计为沿型钢梁全长连续的整体式坯料,它有一个依随至少一个弯折的连续的横档以及有多块互相邻接并在中间腹板的折边区彼此分离的连接板;连接板折弯成垂直于横挡并与中间腹板相关的纵侧刚性连接。此型钢梁用于载重汽车的支承架。
文档编号B62D21/02GK1207353SQ9811676
公开日1999年2月10日 申请日期1998年7月31日 优先权日1997年8月2日
发明者格尔德·马丁, 迈克尔·普里维茨特 申请人:戴姆勒－奔驰公司