專利名稱：帶有面安裝的加強(qiáng)件的緩沖器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛緩沖器。
背景技術(shù)：
緩沖器需要在重量與性能之間平衡。一種理想的系統(tǒng)既能提供所需的性能，又使得重量優(yōu)化。不同的設(shè)計(jì)、制造過程和材料可能產(chǎn)生類似性能的緩沖器，但是成本和重量將決定哪一種緩沖器能用于大規(guī)模生產(chǎn)。輥軋成形鋼管狀緩沖器由于可以滿足性能要求而已得到廣泛應(yīng)用，輥軋成形鋼管狀緩沖器與有競爭力的制造過程和材料成本相比價(jià)格便宜，并且基于重量與性能比產(chǎn)生極具吸引力的最終設(shè)計(jì)系統(tǒng)。然而，汽車工業(yè)中的現(xiàn)有式樣和競爭力繼續(xù)需要能節(jié)約成本并且/或者減輕重量的每種可能的邊際變化。這些因素已經(jīng)推動(dòng)輥軋成形鋼管狀緩沖器的設(shè)計(jì)范圍。
特別是，為了滿足式樣和批量生產(chǎn)的要求，有時(shí)已將另外的加強(qiáng)件加到簡單的輥軋成形鋼管狀緩沖器，例如跨過緩沖梁的中心加入帽形槽。這些加強(qiáng)件設(shè)置成用于增加特定位置處的梁剛度以防緩沖器上遇到和測試的各種沖擊。然而，這些加強(qiáng)件增加了重量和成本，并且可能使制造過程變得復(fù)雜。開發(fā)帶有成型、定位及連接成用于產(chǎn)生重量、成本與性能優(yōu)化的最終設(shè)計(jì)的加強(qiáng)件的緩沖梁仍然是一種挑戰(zhàn)。
因此，需要一種具有前述優(yōu)點(diǎn)并能解決前述問題的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，緩沖器包括緩沖梁，該緩沖梁具有長度和其中形成有至少一個(gè)縱向槽的第一沖擊面。管狀加強(qiáng)件至少部分地設(shè)置于槽中并被固定至緩沖梁。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，緩沖器包括具有長度和外壁的管狀梁。外壁具有形成有至少一個(gè)縱向槽的第一沖擊面。細(xì)長加強(qiáng)件至少部分地設(shè)置于該槽中并被固定至梁。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，緩沖器包括具有限定第一曲率的外壁的梁。在無應(yīng)變的狀態(tài)下，至少一個(gè)加強(qiáng)件具有不同于第一曲率的第二曲率，但是所述加強(qiáng)件彈性地?fù)锨翍?yīng)變狀態(tài)以便與第一曲率相配并且其連接至外壁以便增強(qiáng)梁。
本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在研究以下說明書、權(quán)利要求書及附圖的情況下，將會(huì)理解并領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的這些及其它方案、目的和特征。


圖1-3示出了緩沖器的正視圖、俯視圖及端視圖；圖4和圖4A示出了圖1-3的正視圖和截面；以及圖5-6示出了圖1-3的透視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為一種緩沖器，其包括一種優(yōu)化重量、成本及性能的設(shè)計(jì)的加強(qiáng)件(以及固定加強(qiáng)件的過程)。所示的緩沖器10(圖1)包括輥軋成形的D形管狀梁11，其面壁(face wall)帶有縱向槽12、13，使一對(duì)管狀加強(qiáng)件14和15置于其中。然而，可以預(yù)期，本發(fā)明構(gòu)思并不僅限于管狀梁11，也不僅限于管狀加強(qiáng)件14、15。
兩個(gè)低碳鋼薄壁管狀段14、15(也稱為“管”或“加強(qiáng)件”或“增強(qiáng)件”)連接至鋼制管狀緩沖梁的正面。管14、15為按照直的長度輥軋成形或購買的，然后被彈性地?fù)锨⒀b配于梁系統(tǒng)的掃掠的(彎曲的)正面。這種組裝過程將所述管置于壓縮/張緊狀態(tài)下，當(dāng)在自由狀態(tài)下，這種壓縮/張緊狀態(tài)用于由梁系統(tǒng)拉出所制造的曲線(sweep)(曲率)(curvature)。在自由狀態(tài)下，曲率并不發(fā)生變化，這是因?yàn)楣茉谘刂旱拈L度的位置處被策略地焊接。所需的焊接位置至少包括梁的兩端和梁的中心。由于管由低碳鋼制成且緩沖梁由強(qiáng)度等級(jí)非常高的鋼(HSLA、UHSS或AUHSS)制成，所以曲線曲率也并未發(fā)生變化。這些管還在焊接位置16、17處被策略地焊接在已在緩沖梁的正面中輥制成形的凹入的凹穴(即作為槽12、13示出)處。這些凹穴12、13提供用于管14、15的嵌套區(qū)域，并且提供位于可設(shè)置焊縫16、17的所述管與梁材料之間的優(yōu)良切點(diǎn)。
在沖擊時(shí)，管14、15均為與撞擊表面接觸的第一硬接觸表面。緩沖器10可具有能量吸收器和位于所述管前方的面板(fascia)，但是它們?cè)谖漳芰窟^程中的貢獻(xiàn)不同并且能量吸收的量較少。當(dāng)沖擊緩沖器10時(shí)，管被加載并開始變形。這種變形吸收某些沖擊能量。隨著沖擊載荷的增加，管將會(huì)繼續(xù)變形，從而使輥軋成形的梁和管的曲率降低。隨著沖擊沖程的繼續(xù)，管將會(huì)開始向內(nèi)推動(dòng)梁的正面。由于管14、15的端部被焊接在輥軋成形的緩沖梁的正面的方式，所以緩沖器10的曲率更強(qiáng)以便從系統(tǒng)除去。這種構(gòu)造實(shí)質(zhì)上加強(qiáng)了輥軋成形的緩沖梁并幫助其在加載期間保持其曲率。除去系統(tǒng)的曲率所需的增加負(fù)載轉(zhuǎn)化成負(fù)載對(duì)偏轉(zhuǎn)曲線的較高起始斜率。負(fù)載對(duì)偏轉(zhuǎn)曲線的增加的斜度轉(zhuǎn)化為較高效率的系統(tǒng)。(即吸收更多沖擊能量且吸收更迅速)。由于管的端部焊接在輥軋成形的緩沖梁的正面，所以這些管有助于在一旦解除負(fù)載時(shí)降低梁中的永久變形量并且所有能量均被吸收。
使用適度的直線長度的薄壁的管道的優(yōu)點(diǎn)在于不需要二次加工來將管彎曲至與輥軋成形的緩沖梁相配的半徑。直管或者可以購買(可作為商品)，或者可使用輥軋成形制造。預(yù)期的是，購買或制造管道的決定基于成本合理與重量的考慮(即如果增加管狀加強(qiáng)件14、15，就可以通過使用較薄片材而使梁11的重量可能地減少)。最終部件將必須按一定長度被切用于具體應(yīng)用。用于將管連接至輥軋成形的緩沖梁的正面的第二過程將需要焊接與夾具，其將繞著輥軋成形的緩沖梁的正面設(shè)置并彎曲管。以下為制造增強(qiáng)型緩沖器所需要的逐步過程。
帶有前管增強(qiáng)件的D形段的加工與成型。
梁11由HSLA、UHSS或AUHSS材料制成，并輥軋成帶有兩個(gè)沿梁的全長延伸的徑向凹部12、13。
梁11設(shè)置于第二焊接夾具中，如果必要的話第二焊接夾具將會(huì)焊接在托架附件上，并將會(huì)焊接在管14、15上。
購買按一定長度切割的標(biāo)準(zhǔn)EW管(14、15)，該管被形成梁并焊接在輥軋成形的凹穴中。所示的EW管14、15以處于汽車橫向位置中的被定中心于梁11上。
在使管彎曲之后，管14、15的半徑略小于(曲率更小(tightercurvature))緩沖梁11的曲率。這樣就允許管安放于輥軋成形的緩沖梁的正面中形成的半徑的切線上。焊縫被隔開，以便在接觸抵靠著扁平隔板時(shí)(即在模擬沖擊時(shí))從梁的外側(cè)端得到負(fù)載。典型的焊接部位將會(huì)包括管的端部和管的中心。
隨著梁在中心處與扁平隔板接觸，負(fù)載就被吸收于管中并且會(huì)對(duì)形成梁時(shí)的半徑造成影響。
應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，可以對(duì)前述結(jié)構(gòu)做出變化與改型，并且還應(yīng)當(dāng)理解，此類構(gòu)思旨在由以下權(quán)利要求書覆蓋，除非這些權(quán)利要求的語言特別指出并非如此。
權(quán)利要求
1.一種緩沖器，包括緩沖梁，其具有長度和帶有至少一個(gè)縱向槽的第一沖擊面；以及管狀加強(qiáng)件，其至少部分地定位于所述槽中并被固定至所述緩沖梁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖器，其中，所述緩沖梁由第一金屬制成，所述管狀加強(qiáng)件由第二金屬制成，所述第二金屬的拉伸強(qiáng)度低于所述第一金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緩沖器，其中，所述緩沖梁為管狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖器，其中，所述第一沖擊面沿縱向彎曲，所述管狀加強(qiáng)件具有類似的縱向曲率。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖器，其中，所述管狀加強(qiáng)件延伸的一距離小于所述第一沖擊面的長度的一半。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖器，其中，所述槽具有包括弓形段的截面，并且所述管狀加強(qiáng)件的截面具有配合的弓形形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖器，其中，所述第一沖擊面包括平行于所述第一槽延伸的第二槽，并且包括至少部分地位于所述第二槽中且平行于所述第一管狀加強(qiáng)件延伸的第二管狀加強(qiáng)件。
8.一種緩沖器，包括管狀梁，其具有長度和外壁，所述外壁具有帶有至少一個(gè)形成于其中的縱向槽的第一沖擊面；以及細(xì)長加強(qiáng)件，其至少部分地定位于所述槽中并被固定至所述梁。
9.一種緩沖器，包括梁，其具有限定第一曲率的外壁；以及至少一個(gè)加強(qiáng)件，其在無應(yīng)變的狀態(tài)下具有不同于第一曲率的第二曲率，但是所述加強(qiáng)件彈性地?fù)锨翍?yīng)力狀態(tài)以便與第一曲率相配并且其連接至外壁以便加強(qiáng)所述梁。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的緩沖器，其中，所述梁為管狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的緩沖器，其中，所述加強(qiáng)件為管狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種緩沖器，其包括由高強(qiáng)度鋼制成的管狀第一梁，如輥軋成形的D型梁，其帶有至少一個(gè)形成于其工作面中的縱向槽。一個(gè)或多個(gè)低碳鋼薄壁管段位于所述槽中，并被焊接于適當(dāng)位置中，以便增加選定區(qū)域的強(qiáng)度，同時(shí)允許節(jié)省緩沖器的總重量。
文檔編號(hào)B60R19/02GK101022976SQ200580031198
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2005年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月17日
發(fā)明者G·M·伊格納福爾 申請(qǐng)人:沙普公司