專利名稱：用于機動車輛的扭轉梁軸后懸架的橫梁的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的扭轉梁軸后懸架的橫梁，如獨立權利要求1的前 序中所規(guī)定。
背景技術：
已知用于機動車輛的扭轉梁軸后懸架基本上包括中央橫梁(cross member)和 一對拖臂，這對拖臂剛性地連接到橫梁的相對側端、并攜載著用于支承后輪軸的元件和用 于連接到車身的元件。雖然可認為拖臂是無限剛性構件，因為它們在正常負載狀態(tài)下經受 可忽略的變形，但是橫梁必須具有一定的變形能力，尤其在扭轉的情況下，從而使得拖臂有 可能相對于彼此彈性地旋轉。由于橫梁的長度基本上受制于具體應用，在其連結到車輛胎面(vehicle tread) 時，僅可通過其截面的適當成形來改變橫梁的扭轉剛度以采用給定值。就此而言，目前在機 動車輛的扭轉梁后懸架中使用的橫梁可分成兩種不同類型。一方面，存在下面這樣的橫梁 其具有開口截面，且要點在于其是金屬板梁；金屬板梁大體上通過沖壓或者其它塑性變形 方法而獲得，并且具有一種帶有不同形狀(大體上為C形、U形、V形或Ω狀的形狀)輪廓 的開口截面。另一方面，還存在下面這樣的橫梁其具有閉合截面、并且要點在于其是金屬 管狀梁，金屬管狀梁例如通過液壓成形而塑性變形、以呈現預定形狀的截面，從而向梁提供 在扭轉剛度方面的期望特征。上文所提到的第一種類型橫梁具有易于生產且因此成本較低的優(yōu)點；但是在另一 方面它卻有不能實現通常所需的扭轉剛度值的缺點。為了補償開口截面梁的低扭轉剛度， 經常添加扭桿，其通常由金屬管狀元件形成，該金屬管狀元件無論是實心的或者是空心的 都同樣適宜，并且在其相對著的端部處固定地連接到這兩個拖臂。通過使用與開口截面梁 并行作用的扭桿，實現下面這樣的橫梁其總扭轉剛度是開口截面梁的扭轉剛度與扭桿的 扭轉剛度之和。通過適當地設計該扭桿，因此可能實現橫梁所需的扭轉剛度。但是，扭桿是 一種較貴的構件，且因此使用扭桿會很大程度地影響到橫梁的總成本。另一方面，上文所提到的第二種類型橫梁具有以下優(yōu)點可以無需添加扭桿的情 況下，實現高剛度值。但顯然這個方案的成本也高于簡單的開口截面梁。國際專利申請W02006/096980披露了一種用于機動車輛的扭轉梁軸后懸架的橫 梁，其包括第一金屬板梁元件，其具有呈倒轉U形的開口截面；及，第二梁元件，其也具有 開口截面，并且剛性地連接到第一梁元件，以與第一梁元件一起形成閉合截面腔室，閉合截 面腔室適當地成形以向橫梁提供所需扭轉剛度。由于具有閉合截面的橫梁的一部分是通過 接合兩個開口截面梁元件而獲得，相對于僅以具有倒轉U形開口截面的第一梁元件存在的 橫梁，橫梁的總扭轉剛度可有所增加，這是以一種與可通過添加扭桿而獲得該效果相類似 的方式、但卻在顯著較低的成本的情況下實現的。從歐洲專利申請ΕΡ1454776獲知一種相似的用于機動車輛扭轉梁軸后懸架的橫
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TTC。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于機動車輛的扭轉梁軸后懸架的橫梁，其使得有可 能以受控制的方式來設置扭轉剛度、以及橫梁的旋轉軸線的位置，但其成本低于上文所討 論的已知方案。根據本發(fā)明，由具有權利要求1的特征部分中所限定特點的橫梁來完全實現這個 目的和其它目的。簡而言之，本發(fā)明是基于以下構思提供一種橫梁，其要點在于是一對開口截面金 屬板梁元件，這對金屬板梁元件被適當地成形并且固定到彼此，以便封閉具有特定形狀和 尺寸的閉合截面腔室從而向橫梁提供所期望的扭轉剛度，其中第一梁元件的自由邊緣焊接 到第二梁元件的中間部分的內表面上，且第二梁元件的自由邊緣焊接到第一梁元件中間部 分的外表面上。兩個梁元件的幾何形狀、以及接合該兩個梁元件的方式，可適當地有所變動以獲 得一種具有特定形狀和大小的閉合腔室從而向橫梁提供期望的扭轉剛度。由于橫梁被分成 兩個開口截面梁元件，因此可簡單且廉價地生產出甚至具有復雜輪廓的橫梁，并且可精確 地限定其剪切中心。這使得有可能將扭轉梁軸的橫向旋轉軸線布置在利用常規(guī)橫梁原本不 會容易地獲得的位置，需要兩個來產生具有底切部分的輪廓。當然兩個梁元件可以具有不同的厚度，以便在具備相同性能的情況下獲得橫梁的 成本及重量的降低。此外，橫梁的截面在車輛的豎直縱向平面中可根據需要取向，以便實現 剪切中心的期望位置。


參看附圖，通過僅作為非限制性實例給出的下文的詳細說明，本發(fā)明另外的特點 和優(yōu)點將會變得更加顯而易見，在附圖中圖1是具有根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的橫梁的、用于機動車輛后懸架的扭轉梁軸的 側端部分的透視圖；圖2是圖1的扭轉梁軸的橫梁的截面；圖3A至圖3G示出根據本發(fā)明的橫梁的截面的幾個可能實例；以及圖4A至圖4D示出在車輛的縱向平面中，根據圖3C的橫梁的截面的幾種可能取向。
具體實施例方式在下面的說明書和權利要求書中，諸如“縱向”和“橫向”、“內”和“外”、“前”和
“后”、“上”和“下”等術語，預期將要指代橫梁在機動車輛上的安裝狀態(tài)。但是應該明白，根據本發(fā)明的橫梁的用途并不限于如本文下文所描述和圖示的機 動車輛，還可以應用于一些其它的領域，尤其是在必需要具有一種能以較少和簡單修改獲 得大范圍扭轉剛度值的低成本梁的所有情況下。首先參看圖1，機動車輛的后懸架的扭轉梁軸大體上表示為10，并且包括可以用 受控方式在扭轉下發(fā)生變形的中央橫梁12、和各自剛性地連接到橫梁12的相應側端的一對拖臂14 (其中的僅一個在圖1中示出)。該拖臂14攜載著支承元件16和附連元件18 (在 圖示實例中，為一種簡單的襯套座)，支承元件16用于車輛后輪軸(未圖示)，附連元件18 用于將扭轉梁軸10鉸接連接到車身(也未圖示)。特別地參看圖2，橫梁12基本上要點在于第一梁元件20和第二梁元件22，這兩個 元件都制成為通過沖壓或其它塑性變形方法獲得的開口截面金屬板片。這兩個梁元件20 和22借助于一對焊接接頭24和26而剛性地連接到彼此。更具體地說，第一梁元件20的 自由邊緣20a焊接(通過接頭24)到第二梁元件22的中間部分的外表面上，而第二梁元件 22的自由邊緣22a焊接(通過接頭26)到第一梁元件20的中間部分的內表面上。在圖2的實施例中，橫梁12包括第一腿28和第二腿30，它們分別由第一梁元件 20的平壁部分20b和由第二梁元件22的平壁部分22b形成；閉合截面腔室32，該閉合截面 腔室32在其上端處由第一梁元件20的彎曲壁部分20c以及由平壁部分20b加以限定，并 且在其下端處由與平壁部分22b相鄰的第二梁元件22的平壁部分22c、和與平壁部分22c 相鄰的第二梁元件22的彎曲壁部分22d加以限定。在這種情況下，在第二梁元件22的彎 曲壁部分22d的自由端與限定著第一腿28的第一梁元件20的平壁部分20b的內表面上的 中間點之間做出焊接接頭24，而在第一梁元件20的彎曲壁部分20c的自由端與第二梁元件 22的平壁部分22c的外表面上的一點之間做出焊接接頭26。圖3A至圖3G示出橫梁12的截面形狀的一系列可能實例。所有提出的實例具有共 同的構思借助于設置在第一梁元件的自由邊緣與第二梁元件中間部分的外表面之間的第 一接頭和設置在第二梁元件的自由邊緣與第一梁元件中間部分的內表面之間的第二接頭， 剛性地連接起兩個梁元件。這個共同構思保持不變，所提出的實例具有不同形狀，設計這些 形狀以獲得在扭轉剛度值方面和在橫梁剪切中心的位置方面(換言之，在通過該橫梁所連 接的扭轉梁軸后懸架的兩個拖臂發(fā)生旋轉時所繞著的橫向旋轉軸線位置方面)的預定剛 度特征。圖5A至圖5D指出在一旦已確立了橫梁截面形狀(在這種情況下，與圖3C所示形 狀相對應的形狀)后，橫梁截面在車輛的縱向平面中可如何進行不同取向來作為證據。圖 示實例示出彼此旋轉90度的四種不同取向。也可通過適當地選擇兩個梁元件的材料和厚度來調整橫梁的扭轉剛度。第二梁元 件可例如由與第一梁元件的材料不同的材料制成。此外，梁元件中的一個或兩個可由諸如 碳纖維這樣的非金屬材料制成。就兩個梁元件之間的接合而言，可使用除焊接以外的方法，例如膠粘或鉚接。自然，本發(fā)明的原理保持不變，就僅作為非限制性實例描述和例解的內容而言，構 造的細節(jié)和實施例可大幅不同。
權利要求
一種用于機動車輛的扭轉梁軸后懸架(10)的橫梁(12)，其包括第一梁元件(20)和第二梁元件(22)，所述梁元件(20，22)具有開口截面并且牢固地固定到彼此，以便封閉具有特定形狀和尺寸的閉合截面腔室(32)從而向橫梁(12)提供期望的扭轉剛度；其中所述第一梁元件(20)的自由邊緣(20a)牢固地固定到所述第二梁元件(22)的中間部分(22c)的外表面上，且所述第二梁元件(22)的自由邊緣(22a)牢固地固定到所述第一梁元件(20)的中間部分(20b)的內表面上。
2.根據權利要求1所述的橫梁，其中所述第一梁元件(20)和第二梁元件(22)之一是 由金屬板制成。
3.根據權利要求1所述的橫梁，其中所述梁元件(20，22)都是由金屬板制成。
4.根據權利要求3所述的橫梁，其中所述第一梁元件(20)和第二梁元件(22)是通過 沖壓而獲得。
5.根據權利要求2所述的橫梁，其中所述第一梁元件(20)和第二梁元件(22)中的另 一個是由碳纖維制成。
6.根據前述權利要求中任一項所述的橫梁，其中通過焊接、膠粘或鉚接將所述第一梁 元件(20)和第二梁元件(22)固定到彼此。
7.一種用于機動車輛的扭轉梁軸后懸架，其包括根據前述權利要求中任一項所述的橫 梁(12)和安裝在所述橫梁(12)的相對著的端部上的一對拖臂(14)。
全文摘要
橫梁(12)包括第一梁元件(20)和第二梁元件(22)，它們有開口截面并且牢固地固定到彼此以便封閉具有特定形狀和尺寸的閉合截面腔室(32)從而向橫梁(12)提供期望的扭轉剛度。第一梁元件(20)的自由邊緣(20a)牢固地固定到第二梁元件(22)的中間部分(22c)的外表面上，且第二梁元件(22)的自由邊緣(22a)牢固地固定到第一梁元件(20)的中間部分(20b)的內表面上。兩個梁元件(20、22)有利地制成沖壓金屬板片。
文檔編號B60G21/05GK101909910SQ200880122754
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月18日 優(yōu)先權日2007年12月27日
發(fā)明者A·圣蒂尼, A·達龐特, G·博爾尼亞, P·蒙基耶羅 申請人:懸掛系統股份有限公司