專利名稱：用于車架組合的縱梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛的車體和車架組合。更具體地說，本發(fā)明涉及車架、車體用的敞口槽型縱梁截面的改進結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
普通使用的陸地車輛如汽車、貨車和卡車，均有車體和車架組合，它們借助彈性懸掛系統(tǒng)支承在一組接地輪上。已知的車體和車架組合結(jié)構(gòu)可以分為兩大類，即，分離式和整體式。在一個典型分離式車體和車架組合中，車體部分和車架部分的構(gòu)件是彼此分開獨立的。在組裝時，組合的車體部分借助懸掛系統(tǒng)彈性地支承在車輪上，并成為組合的車體部分和車輛的其它構(gòu)件安裝用的平臺。這種普通類型的分離式車體和車架組合可在最古老的車輛中找到，但在今天仍然被廣泛地使用于許多相對較大或?qū)ｉT用途的現(xiàn)代車輛如大貨車、體育用車輛及卡車中。在一種典型的整體式車體和車架組合中，車體和車架部分的構(gòu)件組合成一個整體部件，然后此部件用懸掛系統(tǒng)彈性地支承在車輪上，這種典型的整體式車體和車架組合可以在許多相對較小的現(xiàn)代車輛例如汽車和小型貨車中看到。
一個公知的車體和車架組合分離式的實例被通常稱作梯形車架組合。一個梯形車架組合有一對縱長延伸的縱梁(側(cè)梁)，縱梁由多個沿橫向延伸的橫件連接在一起。橫接件將兩縱梁連接在一起，并給梯形車架組合提供所期望的側(cè)向，垂直方向和扭轉(zhuǎn)剛性。橫件還為車輛的各種構(gòu)件提供支承。根據(jù)車輛的總長及其它因素，傳統(tǒng)梯形車架組合的縱梁既可以用一根相當長的構(gòu)件構(gòu)成，也可由多個單獨的、相對短的被相互緊固在一起的部分構(gòu)成。例如，在總長相對較短的車輛中，大家都知道，各縱梁是用一根沿車體和車架全長延伸的整體構(gòu)件制作的。而在相對較長的全長的車輛中，大家都知道，每根縱梁是兩根或更多根單獨結(jié)構(gòu)部分構(gòu)成的，這些結(jié)構(gòu)部分例如用焊接連接在一起，從而提供延伸到車體和車架組合全長的一個組合的結(jié)構(gòu)件。
通常，公知的車架和車體組合的縱梁是用一種敞口槽形構(gòu)件來制作的，即具有非連續(xù)截面形狀。在一種公知的開口槽形結(jié)構(gòu)中，縱梁有垂直延伸的腹板，腹板具有從其本身水平地延伸出的上、下突邊部分。此種結(jié)構(gòu)被稱為敞口C形構(gòu)件。將橫件緊固于由敞口C形構(gòu)件制作的縱梁上相當容易，這是因為橫件的突邊部分可以平放貼靠在上、下突邊部分的相應(yīng)部位上。因此，橫件的突邊部分可以容易地用任何傳統(tǒng)的方式，如焊接、鉚接等緊固于縱梁的突邊部分。
在另一種公知的敞口槽形結(jié)構(gòu)中，縱梁有垂直延伸的腹板部分，腹板如上所述的沿水平方向延伸出的上、下突邊部分，但還具有從上、下突邊部分邊緣垂直地向內(nèi)延伸出的上、下突緣。此結(jié)構(gòu)被稱作封閉C形構(gòu)件。封閉C形構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)剛度合乎希望地高于敞口C形構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)剛度。但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與敞口C形構(gòu)件相比則更難以將橫件緊固于封閉C形構(gòu)件上。其原因是封閉C形構(gòu)件的向內(nèi)延伸突緣部分阻礙橫件的突邊部分平放靠貼于上、下突邊部分的相應(yīng)部位上。為了做到這一連接，公知的措施是在突緣部分上制出一個或多個切口，以便允許橫件的突邊部分延伸穿過突緣到達縱梁的突邊部分。但是，形成切口會削弱縱梁，減少其扭轉(zhuǎn)剛度。因此，期望提供一種用于車體和車架組合的敞口槽形縱梁截面改進結(jié)構(gòu)，以便在維持所期望的扭轉(zhuǎn)剛度的情況下，便于將橫件連接于此縱梁的上、下突邊上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于車體和車架組合的敞口槽形縱梁截面的改進結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)便于將橫件直接連接于縱梁的上、下突邊上而仍然能維持所期望的扭轉(zhuǎn)剛度。縱梁有總的說來具有敞口C形的橫截面，此截面由一垂直延伸的腹板，從腹板邊緣延伸出的上、下突邊，以及分別從上、下突邊邊緣延伸出的上、下突緣組成。上突緣從上突邊的邊緣延伸出來并被折疊，從而使上突緣的一部分平行于并貼靠在上突邊的朝內(nèi)表面上。與此相似，下突緣從下突邊邊緣延伸出來并被折疊，從而使下突緣的一部分平行于并貼靠在下突邊的朝內(nèi)表面上。上、下突緣的水平置位使縱梁的結(jié)構(gòu)強度增大，同時允許將橫件安置在上、下突緣兩者之間并與之鄰接。然后該橫件就可以通過將其鉚接在上、下突邊上而連接于縱梁上。上、下突緣在用于形成縱梁的鋼板上連接橫梁的鉚接部位處提供雙倍規(guī)格的厚度。縱梁可以制成有沿縱梁全長延伸的上、下突緣，也可以被制成有多個配合作用的上、下突緣部分。在另一個實施例中，突緣有垂直延伸的部分，此垂直部分貼靠在腹板的朝內(nèi)表面上。垂直延伸部分的自由端可制成相互靠近，并用例如用焊接連接在一起。
對于本領(lǐng)域的那些熟練人員來說，經(jīng)過下面結(jié)合附圖詳細地介紹了最佳實施例后，將會清楚地了解本發(fā)明的優(yōu)點及各種目的。對各附圖簡要地介紹如下附圖簡介

圖1是包括一對用許多橫件連接在一起的縱梁的現(xiàn)有技術(shù)車架立體圖；圖2是圖1所示現(xiàn)有技術(shù)車架的一縱梁與一橫件間連接點放大立體圖；圖3是本發(fā)明第一實施例縱梁的立體圖；圖4是沿圖3之4-4線的第一實施例縱梁的放大剖視圖；圖5是圖3-4所示縱梁和一橫件間連接點的放大立體圖；圖6是本發(fā)明第二實施例縱梁的立體圖；圖7是沿圖6之7-7線的第二實施例縱梁放大的剖視圖；圖8是一圖5-6所示縱梁與一橫件之間連接點的放大立體圖；圖9是本發(fā)明第三實施例縱梁的立體圖；圖10是沿圖9之10-10線的第三實施例縱梁的放大剖視圖；圖11是圖9-10所示縱梁與一橫件間連接點的放大立體圖；圖12是利用圖9-11所示縱梁的另一種連接點的放大剖視圖。
最佳實施例現(xiàn)在參看附圖，在圖1中的是用數(shù)碼10標示的現(xiàn)有技術(shù)車架。在整個討論過程中應(yīng)該注意到，方向性術(shù)語如水平、垂直、向內(nèi)、朝外以及類似用語的使用只是為了便于解釋本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，而不是用來對該結(jié)構(gòu)限制。車架10有兩個縱梁12，它們彼此分隔開又相互平行地延伸。每個縱梁12總的來說有細長梁的形狀。多個橫件14在縱梁12間延伸，并將其連接在一起。每個橫件14一般有橫梁的形狀，比縱梁12短。橫件14彼此平行地分隔開且沿大體上垂直于縱梁12的方向延伸。每個橫件14有一中央部分16及一對端部18。橫件14的每個端部18在以數(shù)碼20標示的車架連接點處連接于一縱梁12上。
圖2展示一圖1所示車架10一橫件14與一現(xiàn)有技術(shù)縱梁12之間的連接點20的詳細結(jié)構(gòu)。如圖所示，縱梁12被制成有敞口的C形橫截面，該截面包括一垂直延伸的腹板22及上、下水平方向延伸的突邊24。所示橫件14的端部18分開成兩支腿，其中的每一條支腿均連接于連接點20處的縱梁12上。橫件14端部18的支腿也有突邊，這些突邊鄰近縱梁12的上、下沿水平方向延伸的突邊24延伸，且被平放貼靠兩上、下突邊24。這樣就可以用鉚釘26將橫件14連接于兩突邊24上(在圖中僅展示在上突邊24上的鉚釘)。
圖2也展示連接點20的另一結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)中，縱梁12被制成有封閉的C形截面，此截面有一個沿垂直方向延伸的腹板22，如上所述的沿水平方向延伸的上、下突邊24，以及用虛線表示的上、下垂直延伸的突緣28。突緣28分別沿各自縱梁的突邊邊緣向內(nèi)延伸。每個突緣28上在其連接點20區(qū)域內(nèi)有切口29。切口29允許橫件14穿過它，從而使橫件14的突邊部分平放貼靠著縱梁12的上、下水平方向延伸的突邊24以如上所述地將橫件24固接于縱梁12上。
參看圖3,4,5，圖中展示出本發(fā)明第一實施例縱梁30?？v梁30可以用來構(gòu)成圖1所示車架10的縱梁12。從圖3,4中最清楚地看到的，縱梁30有大體上為敞口C形的截面形狀，具有垂直延伸的腹板32。它限定上、下沿縱向延伸的邊緣34、36。從腹板32上邊緣34沿水平方向延伸出一縱向延伸的上突邊38。與此相似地從腹板32下邊緣36沿水平方向延伸出縱向延伸下突邊40。上、下突邊38、40大體上彼此平行地沿基本上垂直于腹板32的方向延伸。上突邊38在縱向延伸上邊緣42處終止，下突邊40則終止于縱向延伸下邊緣44處。腹板32及上、下突邊38,40均有各自朝內(nèi)的表面46、48及50，并有各自朝外的表面52、54及56。
縱梁30還有縱向延伸上突緣58，突緣58從上突邊38之上邊緣42處延伸并折疊，從而使突緣58向外的表面59貼靠在上突邊38的朝內(nèi)的表面48上。上突緣58沿大體上平行于上突邊38的方向延伸并終止于縱向延伸邊緣60。在所示實施例中，上突緣58的大部分貼靠在上突邊38的朝內(nèi)表面48上。上突緣52的其余部分形成彎曲的折疊部分62。如圖4所示，折疊部分62有一輕微的徑向突起64，突起64沿垂直方向延伸出上突邊38之朝外表面54。徑向突起64通常是在用于制作側(cè)軌道30的滾壓成形工藝的必然結(jié)果。如果想要的話，縱梁30可以制成使徑向突起64沿垂直方向延伸到上突緣58之朝內(nèi)表面66之下。折疊部分62也可以制成不具有徑向突起64，從而使此折疊部分與上突邊38之朝外表面及上突緣58的朝內(nèi)表面垂直地平齊。
縱梁30還包括在結(jié)構(gòu)上與上突緣58相似的縱向延伸下突緣68。下突緣68從下突邊40之下邊緣44外延伸并折疊，從而使朝外的表面70與下突邊40的朝內(nèi)表面50靠貼。下突緣68大體上平行地沿下突邊40延伸，并在邊緣72處終止。與上突緣58相似，下突緣68也有朝內(nèi)的表面74及具有徑向突起78的折疊部分76。當然，折疊部分也可以被制成不具有徑向突起78。
縱梁可以用任何合適的制造方法例如滾軋成型工藝來制造。為了制造縱梁30，首先要提供一個如鋼一類材料的單個細長坯件或板料。然后將板料沿縱向送入一系列輥子中。輥子將板料彎折形成如上所述的腹板32，上、下突邊38、40及上、下突緣58、68。
如圖5所示，縱梁30可以與一橫件80連接而形成以數(shù)碼82標引的連接點，所示橫件80具有帽狀截面，此截面由水平上腹板部分84，一對從上腹板部分84邊緣垂直地向下延伸的側(cè)邊部分85，及一對從側(cè)邊85沿水平方向向外延伸出的下突邊部分86構(gòu)成。如果想要的話，橫件80的端部可分叉出兩個支腿。無論如何，上腹板部分84的一部分延伸靠近并水平地放置在上突緣58的向內(nèi)表面66上。任何一種傳統(tǒng)的緊固結(jié)構(gòu)，例如鉚釘88，均可用來將上腹板84緊固于上突緣58及上突邊38上。鉚釘88分別穿過在上突緣58及上突邊38上制作的(未示出)孔?？梢圆捎萌魏魏线m的鉚釘數(shù)目。下突邊部分86也相似地延伸到與下突緣68的朝內(nèi)表面74鄰近并平放貼靠在表面74上。任何傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，例如鉚釘89、均可用來將下突緣部分86固緊于下突緣68及下突邊40。雖然所示橫件80具有帽形截面，但可以想到橫件80可被制成包括(但決不僅限于)敞口C形、封閉C形、I形等各種相似形狀在內(nèi)的任何形狀。
與具有開口C形截面但無突緣58、68的縱梁相比，上、下突緣58、68的取向配置增加了縱梁30的結(jié)構(gòu)強度。而且，上、下突緣58、68與貼接的上、下突邊38、48協(xié)同作用，在縱梁30上配置鉚釘88或別的緊固結(jié)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)提供了厚度加倍的材料。加倍的材料厚度使此區(qū)域的剪切強度提高，在該區(qū)域內(nèi)在運作期間可能會經(jīng)受大的剪切應(yīng)力。
現(xiàn)在參看圖6-8，圖中展示了本發(fā)明第二實施例縱梁100。縱梁100與圖3-5所示縱梁30相似，具有腹板102，上、下突邊104、106。但是縱梁100并沒有沿其全長縱向延伸的連續(xù)上、下突緣。相反縱梁100只具有相對應(yīng)的多個上、下突緣區(qū)段部分108、110。突緣區(qū)段部分108、110沿縱梁100的縱長方向不連續(xù)，且最好以成對形式配置?？v梁100可以制成具有任何合適數(shù)目的上、下突緣部分108、110。最好配合作用的上、下突緣區(qū)段部分108、110配置在縱梁100需要加強的部位處，例如在連接點112處，在此處連接有與如上所述的橫件80相似的橫件80。
如圖8所示，橫件80被用鉚釘88、89(或其它連接結(jié)構(gòu))連接于縱梁100，鉚釘88、89延伸穿過上、下部分突緣108、110及相應(yīng)的上、下突邊104、106。上、下突緣部分108、110增加了連接點112處的強度。但是由于突緣部分108、110不是連續(xù)地沿縱梁100連接的，縱梁100的總重要比上述的縱梁30小。
參看圖9-11，它們展示了本發(fā)明的第三實施例縱梁130。如圖10最清楚地展示的那樣，縱梁130為敞口C橫截面，此截面由具有沿縱向延伸的上、下邊緣134、136的垂直延伸腹板132確定。沿縱向延伸的上突邊138從腹板132上邊緣134水平地延伸。沿縱向延伸下突邊140也水平地從腹板132之下邊緣136延伸。上、下突邊138、140相互大體上平行且大體上垂直于腹板132。上突邊138終止于上邊緣142，下突邊140則終止于下邊緣144，腹板132，及上、下突邊138、140分別具有朝內(nèi)表面146、148、150及朝外表面152,154、156。
縱梁130還具有縱向延伸上突緣158，上突緣158有水平部分160及垂直部分162。水平部分160從上突邊138之上邊緣142水平地延伸和折疊，從而使水平部分160的朝外表面164貼靠在上突邊138的朝內(nèi)表面148上。水平部分大體上平行于上突邊138，并終止于上邊緣166。在本實施例中，上突緣158之水平部分160的大部分貼靠在上突邊138的表面148上。上突緣158水平部分160之其余部分形成彎曲折疊部分168。如圖10所示，折疊部分168有略微鼓突的徑向突起170，突起170沿垂直方向延伸超出上突邊138向外表面154。徑向突起170通常是滾軋成形工藝的一種自然結(jié)果。如果想要的話，縱梁130可以制成使徑向突起170沿垂直方向延伸到水平部分160的朝內(nèi)表面172之下。當然折疊部分168也可以制成沒有徑向突起170，從而使折疊部分168與上突邊的朝外表面154及水平部分160之朝內(nèi)表面172在垂直方向平齊。
上突緣158的垂直部分162由水平部分160的上邊緣166垂直向下延伸并終止于邊緣174。垂直部分162大體上平行于腹板132延伸，并具有貼靠腹板132后內(nèi)表面146上的向外表面176。垂直部分162可為任何高度，以便使邊緣174沿腹板132隨意定位。在如圖9～11所示垂直部分162的實施例中，邊緣174通常位于腹板132高度的中間點。邊緣174也可和縱梁130的另一結(jié)構(gòu)部件相連。下面將詳細描述。
縱梁130還有結(jié)構(gòu)上與上突緣158相似的下突緣178。下突緣178具有水平部分180及垂直部分182。水平部分180從下突邊140的下邊緣144延伸并折疊，從而使水平部分180之朝外表面184貼靠下突邊140的朝內(nèi)表面150。水平部分180平行于下突邊140延伸并終止于下邊緣186。與上突緣158的水平部分160相似，下突緣178之水平部分180有一向內(nèi)表面188及一有徑向突起192的折疊部分190。當然，折疊部分190也可以制成無徑向突起192。下突緣178之垂直部分從水平部分180之下邊緣186沿垂直方向向上延伸、并終止于邊緣194。垂直部分182大體上沿平行于腹板132的方向延伸并有貼靠腹板132朝內(nèi)表面146的朝外表面196。
垂直部分182可以有任何高度，從而使邊緣194可以安置在腹板132上的任何位置處。在圖9～11所示的垂直部分182的實施例中，邊緣194大體上在腹板132高度的一半處，并鄰近上突緣158的垂直部分162的邊緣174。如果想要，邊緣174和194可以通過如焊接198連接在一起。如果希望，也可以用焊接198或其它固接方法來將邊緣174和194固接在腹板132上。
如圖11所示，橫件80可以連接于縱梁130上以構(gòu)成連接點199。橫件80可以用與如圖3-5及6-8的各縱梁30、100相似的方法用鉚釘88固定于縱梁130。上、下突緣158、178基本上在縱梁130的全長上提供了加倍的厚度。雖然，縱梁130也可以制作得具有類似于縱梁100的上、下部分突緣，以便圍繞橫件連接點199提供一加固區(qū)域。
現(xiàn)在參看圖12，圖中示出利用圖9-11所示縱梁130的另一種連接結(jié)構(gòu)200。為了簡化起見，帽形橫件80被簡單敞口C形橫件202所代替，件202有帶上、下水平延伸突邊206、208的垂直延伸腹板204。如前所述，鉚釘88穿過縱梁130的縱向延伸上突邊138及上突緣158，并穿過橫件202的上突邊206；同時鉚釘89穿過縱梁130的沿縱向延伸的下突邊140及下突緣178，并穿過橫件202的沿縱向延伸下突邊208。此外，還配置支架210用來將構(gòu)件緊固于縱梁130的外面，例如，支架210可以是有一對懸垂支臂212及214的彈簧支架，用于將板彈簧(未示)的一個端部緊固于縱梁130上。
用一對鉚釘214或別的傳統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)將支架210固緊于縱梁130上。為此使鉚釘214穿過形成在支架210的支臂212及縱梁130的腹板132、下突緣178的垂直部分182上的各孔。因此，鉚釘214穿過縱梁130上配置鉚釘或別的緊固結(jié)構(gòu)以將支架210緊固于縱梁130的有雙倍厚度材料的區(qū)域。
本發(fā)明的運作模式及基本實質(zhì)已經(jīng)根據(jù)專利法規(guī)的條款，在最佳實施例中予以展示和介紹。但應(yīng)該明白，本發(fā)明亦可以用不同于上面專門介紹或展示的方式來實施而不會背離本發(fā)明的基本實質(zhì)。
權(quán)利要求
1．一種用于車架的縱梁，其特征在于，它具有腹板；從所述腹板延伸出的第一突邊；從所述腹板延伸出的第二突邊，所述第一、二突邊均具有朝內(nèi)表面；以及至少從所述第一、二突邊之一延伸出的突緣，所述突緣貼靠在所述的第一、二突邊之一的朝內(nèi)表面上。
2．如權(quán)利要求1所述縱梁，其特征在于，所述突緣平行于所述第一、二突邊之一的所述朝內(nèi)表面延伸。
3．如權(quán)利要求1所述縱梁，其特征在于，該突緣延伸長度小于所述第一、二突邊之一的長度。
4．如權(quán)利要求1所述縱梁，其特征在于，所述第一、二突緣分別從所述第一、二突邊延伸出，所述第一突緣貼靠在所述第一突邊的朝內(nèi)表面上，所述第二突緣貼靠在所述第二突邊的所述朝內(nèi)表面上。
5．如權(quán)利要求4所述的縱梁，其特征在于，每個所述第一、二突緣均分別平行于各自的所述第一、二突邊的所述朝內(nèi)表面延伸。
6．如權(quán)利要求4所述的縱梁，其特征在于，每個所述第一、二突緣延伸的長度分別小于各自的所述第一、二突邊的長度。
7．如權(quán)利要求1所述縱梁，其特征在于，該突緣有貼靠所述朝內(nèi)表面的第一部分，及從貼靠腹板的第一部分延伸出的第二部分。
8．如權(quán)利要求7所述縱梁，其特征在于，所述第一、二突緣分別從所述第一、二突邊延伸出，所述第一突緣具有貼靠該朝內(nèi)表面的第一部分及從貼靠腹板的第一部分延伸出的第二部分，所述第二突緣包括與該朝內(nèi)表面貼靠的第一部分及從與腹板貼靠的第一部分延伸出的第二部分。
9．如權(quán)利要求8所述縱梁，其特征在于，所述第一、二突緣的所述第二部分終止端相互鄰接。
10．如權(quán)利要求8所述縱梁，其特征在于，所述第一、二突緣的所述第二部分被固緊在一起。
全文摘要
車架用縱梁有敞口C形截面,由垂直腹板、從腹板邊緣延伸出的上、下突邊及分別從各自的上、下突邊邊緣延伸出的上、下突緣確定。上下突緣從上突邊邊緣伸出并折回,使結(jié)構(gòu)強度增大。橫件鉚接于上、下突邊上?？v梁也可以制成有沿其全長延伸的上、下突緣,或具有多個相互配合作用的上、下突緣部分。
文檔編號E04C3/07GK1218751SQ9811870
公開日1999年6月9日 申請日期1998年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月10日
發(fā)明者羅納德·A·萊因哈特 申請人:達納公司