专利名称：机动车的车架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车的车架，该车架设计成具有两个纵梁的多横梁车架，所述纵梁通过横梁连接。
背景技术：
在现代汽车构造中，多横梁状的框架结构、所谓的多横梁车架不仅对于轻型和重型商用车而且对于越野汽车或最小栽重汽车形成用于车身结构设计的基础。
多横梁车架通常具有通过横梁相互连接的纵向延伸方向的纵梁。多横梁车架形成用于安装不同车辆部件如车身、发动机、悬挂系统、轴连接结构等的平台。
在纵梁的结构方式中，基本上可以有三种不同的变型方案。纵梁设
计成朝向车架内部开放的c形型材、以壳式结构方式制造或者设计成液
压成形的空心型材。
由DE 100 42 618 Al已知一种现有技术的多横梁车架，该多横梁车架包括一对纵梁，该纵梁分别由三个分开的部件形成，即一个带有封闭空心横截面的前部件、 一个带有开放横截面的中间部件和一个带有封闭空心横截面的后部件。这些带有封闭空心横截面的部件应具有矩形的横截面形状，而带有开放横截面的构件具有C形横截面。
由EP 0 783 425 Bl也已知一种模块结构方式的多横梁车架，其纵梁在前部区域内具有矩形横截面，而纵梁在中间的纵向段内具有C形外形。
现有技术还包括由WO02/094638A1或US6769178BI已知的多横梁车架。
特别是在越野车辆和最小载重车辆(皮卡车)中倾向于封闭的型材，因为由此能得到车身的改善的抗扭刚度和垂直刚度。纯开放的型材主要应用在载重车辆构造中，因为由此可以实现大的变型多样性。
发明内容
由现有技术出发，本发明的目的在于，在应用技术上改进一种设计成多横梁车架的车架并在优化载荷地设计抗扭刚度的情况下尽可能轻型
且经济地形成所述车架。
为实现所述目的，本发明展示两种独立的解决方案，其技术关联性在于使用纵缝焊接的、在横截面内为圆形或者^皮倒圆的空心型材作为纵梁。纵梁的圆形造型的扭转和弯曲结构略微超过外尺寸地具有较大的面转动惯量。由于这个原因，人们可以减小纵梁的壁厚。由此可以实现减轻重量以及降低成本。同时最佳地利用所提供的结构空间。
根据权利要求l，纵梁至少在一前横梁和一后横梁之间的纵向段内包括纵缝焊接的空心型材，该空心型材具有圆形横截面。
根据权利要求2，每个纵梁包括至少一个纵缝焊接的空心型材，其中该空心型材具有一种带有在横截面内弯曲地延伸的壁段和倒圆的纵向棱边的矩形的横截面外形。这种设计方案使得可以在尽可能最好地利用所提供的结构空间的情况下依据载荷设计纵梁。特别是可以增大面转动惯量，由此能减小壁厚并因而能减轻重量。
本发明的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求3至8的主题。空心型材特别是冷弯成型。这相对于壳式解决方案和液压成形解决
方案带来了制造技术优点和成本优势。用于制造空心型材的原材料是金属板或者轧制板材。它根据空心型材的展开进行裁减、预变形并且接着滚压。之后焊接接合纵向棱边。也可以为纵梁或者空心型材沿其纵向延伸方向配设改变的壁厚。
优选地，纵梁横截面沿其纵向延伸方向改变。这使得可以通过调节面转动惯量来依据载荷设计纵梁。按照本发明的车辆多横梁车架在其抗扭刚度方面被优化。
实践的考虑出发于，纵梁横截面沿其纵向延伸方向以1: 1.5至l:2.5的比例(关于最小横截面积相对于最大横截面积的关系)改变。在此，纵梁的横截面沿其纵向延伸方向从一前部区域开始增大到最大值并朝一后部区域减小。
纵梁或空心型材的倒圆的纵向棱边以大于或等于20mm的半径弯曲。在此至少两个纵向棱边可以具有彼此不同的半径。这种措施也有利于优化纵梁和车架的抗扭刚度。
下面根据在附图中示出的实施例详细说明本发明。图中图1以透视图示出按照本发明的车架；图2以俯视图示出车架；图3以侧视图示出车架；图4以俯视图示出车架的前模块；图5以俯视图示出车架的中间模块；图6以俯视图示出车架的后模块；图7示出图2的视图沿着线A-A的剖视图；图8示出图2的视图沿着线B-B的剖视图；图9示出图2的视图沿着线C-C的剖视图；图IO示出图2的视图沿着线D-D的剖视图；图11示出图2的视图沿着线E-E的剖视图；图12示出图2的视图沿着线F-F的剖碎见图；图13示出图2的视图沿着线G-G的剖视图；以及图14在横截面内示出纵梁的按照本发明的横截面外形和目前常见的橫截面外形的叠加视图。
具体实施例方式
图1示出按照本发明的机动车用车架。这种结构类型在技术术语上也称为多横梁车架。
多横梁车架l具有两个通过横梁4-9相互连接的纵梁2、 3。多横梁车架1用作用于安装不同车辆部件如车身、发动机以及轴连接结构的平构用IO标出。发动机支承结构用附图标记ll标出。驾驶室或载重面连接结构具有附图标记12，后轴连接结构具有附图标记13。
纵梁2、 3包括一前空心型材14、 一中间空心型材15和一后空心型材16。左右各一个空心型材14、 15、 16分别通过横梁4、 5; 6、 7; 8、9连接并形成一前模块17、 一中间模块18和一后模块19，如图4、 5和6所示。模块17、 18、 19插在一起并构成多横梁车架1。为此，空心型材14、 15、 16分别在端側插入并接合在彼此之中。在前模块17之前还连接一用于连接前保险杠的正面模块28。
空心型材14、 15、 16由金属板冷弯成型并且纵缝焊接。每个空心型材14、 15、 16具有倒圆的横截面或者总体为矩形的、带有在横截面内弯曲地延伸的壁段20-23和倒圆的纵向棱边24-27的神黄截面外形(见图14 )。
这种横截面外形使面转动惯量相对于具有直的壁段的矩形横截面外形增大。具有直的壁段的矩形横截面在图14中用A标出。矩形的、倒圆的横截面外形用B标出。
纵梁2、 3的横截面沿其纵向延伸方向改变。这在以不同的剖视图示出纵梁2、 3的横截面的图7-13中可见。该基本的横截面外形是矩形的，具有弯曲地延伸的壁段20-23和倒圆的纵向棱边24-27，其中纵梁2、 3的高度h大于宽度b (见图14)。
纵梁2、 3的横截面沿其纵向延伸方向从一前部区域V开始(见图1和7 )增大至最大值M (见图1和8 )。在横截面B-B (图8 )内，该最大值在空心型材14的端侧位于到空心型材15的过渡部上。横截面又朝向后部区域H减小(见图1和12)。在纵向延伸的走势中，纵梁2、 3的横截面特别是以1: 1.5至l: 2.5的比例改变。因此，纵梁2、 3具有根据机动车中的预期载荷设计的横截面外形。由于该横截面外形和沿纵向改变的横截面走势，在运行载荷下出现的应力降低或者被导出。纵梁2、 3的设计允许减小壁厚以及节省材料和减轻重量。
纵向棱边24-27的半径Rl-R4、 R4a-R4d大于或等于20mm。半径Rl-R4、 R4a-R4d特别是在21mm和25mm之间。沿着纵向棱边24-27的半径Rl-R4也可在纵梁2、 3的纵向延伸方向上改变。这一点根据半径R4、 R4a-R4d显而易见。在剖面A-A和剖面C-C之间的部段上，半径从R4向R4b减小。在剖面C-C和剖面D-D之间的部段上，半径R4b或R4c保持相等。在剖面D-D和剖面E-E之间的部段上，半径便又减小到R4d，而后它又略樣t减小。
特别是根据图7还可看出，在纵向棱边24-27上的半径R1、 R2、 R3以及R4不相同。半径R1和R2相等，而半径R3大于半径R1和R2。半径R4又大于R3。这也是依据载荷设计纵梁2、 3的结果，其目的在于优化按照本发明的多横梁车架的抗扭刚度。
附图标记
1多横梁车架
2纵梁
3纵梁
4横梁
横梁
6横梁
7横梁
8横梁
9横梁
10前轴连接结构
11发动机支承结构
12驾驶室或载重面连接结构
13后轴连接结构
14前空心型材
15中间空心型材
16后空心型材
17前模块
18中间模块19后模块
20壁段
21壁段
22壁段
23壁段
24纵向棱边
25纵向棱边
26纵向棱边
27纵向棱边
28正面模块
V前部区域
M最大值
H后部区域
A常规横截面(矩形的)
B新的横截面(矩形的倒圆的)
h高度
b宽度
Rl半径
R2半径
R3半径
R4半径
R4a半径
R4b半径
R4c半径
R4d半径。
权利要求
1.用于机动车的车架，设计成具有两个纵梁(2、3)的多横梁车架(1)，所述纵梁通过横梁(4-9)连接，其特征在于，每个纵梁(2、3)至少在前横梁(4)和后横梁(9)之间的纵向段内包括纵缝焊接的空心型材(14、15、16)，所述空心型材具有圆形横截面。
2. 用于机动车的车架，设计成具有两个纵梁(2、 3)的多横梁车架(1)，所述纵梁通过橫梁(4-9)连接，其特征在于，每个纵梁(2、 3)包括至少一个纵缝焊接的空心型材(14、 15、 16)，其中所述空心型材(14、 15、 16)具有矩形的横截面外形，所述横截面外形带有在横截面中弯曲延伸的壁段(20-23)和倒圆的纵向棱边(24-27)。
3. 根据权利要求1或2所述的车架，其特征在于，所述空心型材(14、15、 16)冷弯成型。
4. 根据权利要求l至3中至少一项所述的车架，其特征在于，所述纵梁(2、 3)的横截面沿其纵向延伸方向改变。
5. 根据权利要求4所述的车架，其特征在于，所述纵梁(2、 3)的横截面沿其纵向延伸方向以1: 1.5至1:2.5的比例改变。
6. 根据权利要求1至5中至少一项所述的车架，其特征在于，所述纵梁(2、 3)的横截面沿其纵向延伸方向从前部区域(V)开始增大至最大值(M)并朝后部区域(H)减小。
7. 根据权利要求2至6中至少一项所述的车架，其特征在于，所述纵向棱边(24-27)以大于或等于20mm的半径(Rl-R4， R4a-R4d )弯曲。
8. 根据权利要求2至7中至少一项所述的车架，其特征在于，至少两个纵向棱边(24-27)具有彼此不同的半径(Rl-R4)。
全文摘要
本发明涉及一种用于机动车的车架，该车架设计成具有两个纵梁(2、3)的多横梁车架(1)，所述纵梁通过横梁(4-9)连接。每个纵梁(2、3)包括至少一个纵缝焊接的空心型材(14、15、16)，其中所述空心型材(14、15、16)具有带有一种在横截面中弯曲延伸的壁段和倒圆的纵向棱边的矩形的横截面外形。所述空心型材(14、15、16)特别是冷弯成型。所述纵梁(2、3)的横截面沿其纵向延伸方向改变并从一前部区域(V)开始增大至最大值(M)，之后朝一后部区域(H)减小。通过纵梁(2、3)的倒圆的、略微超过外部尺寸的横截面外形得到了较大的面转动惯量。由于此原因，能减小壁厚，从而减轻重量和节省成本。
文档编号B62D21/02GK101565057SQ200910134589
公开日2009年10月28日 申请日期2009年4月23日 优先权日2008年4月24日
发明者K·科伊特, R·西考普, W·林尼希 申请人:本特勒尔汽车技术有限公司