專利名稱：底盤車架的梁型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1的前序部分特征的特別是載貨車的底盤車架的 梁型材。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)類型的客車中，無論客車用作市用客車、長途客車，還是用作長途旅行 車，在至少一個后橋的區(qū)域中都設(shè)有電動機(jī)和相關(guān)的驅(qū)動系。在客車的后橋之后，主要還有 用于冷卻驅(qū)動電機(jī)的冷卻機(jī)組。在現(xiàn)有技術(shù)的很多車輛中，用于客車內(nèi)部空間的空氣冷卻 和空調(diào)設(shè)備還位于客車的至少一個后橋的上方?？蛙嚨膶\(yùn)行重要的前述機(jī)組設(shè)置在車輛 后部區(qū)域中，以及在前橋和至少一個后橋之間的可裝載的行李箱，這些都要求盡可能地減 小客車凈重。由DE 102005015423A1已知一種用于帶有汽車車架的載貨車的后部橫梁 (Schlussquertrager),汽車車架具有兩個縱梁。后部橫梁作為一體的基本為U形結(jié)構(gòu) 的型材部分設(shè)有中間接邊和在兩側(cè)與中間接邊連接的連接邊條(Flanschleiste)。在后部 橫梁的端側(cè)設(shè)有固定凸起(Befestigimgsfahne)，其中上面的和下面的固定凸起分別突出 于兩個連接邊條，且在兩側(cè)各有一個至少幾乎在橫向于上面的和下面的固定凸起的方向上 延伸的豎直的固定凸起突出于U形型材的中間接邊。在這些固定凸起上開設(shè)有孔，其中位 于上面的和下面的固定凸起中的孔分別設(shè)置在上面的和下面的固定平面上。設(shè)置在中間接 邊的兩側(cè)的豎直的固定凸起基本上沿著中間接邊的整個高度延伸，且具有兩個孔。這些孔 分別在上面的和下面的固定平面中設(shè)置在上面的和下面的固定凸起上。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提出一種客車底盤支架，其具有盡可能小的自重，以便 按照允許的總重量盡可能良好地利用車輛的凈載重。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過權(quán)利要求1的特征得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的底盤車架包括至少一個梁型材。該梁型材可以是橫梁或縱梁，其中多個 橫梁和/或縱梁沿著縱向或者橫向地相互連接。本發(fā)明還規(guī)定，一個或多個橫梁與一個或 多個縱梁垂直地連接。這些橫梁和/或縱梁具有水平地或豎直地延伸的接邊，且具有垂直 于該接邊的至少一個凸肩。接邊和至少一個凸肩形狀配合地、材料配合地或力配合地相互 連接。這些縱梁和/或橫梁也可以采用如下方式相互連接，即使得兩個梁型材的接邊平面 地相互貼靠。也可以考慮使得一個梁型材的凸肩與另一個梁型材的凸肩連接，或者使得一 個梁型材的凸肩與另一個梁型材的接邊連接。沿著縱向觀察，梁型材的兩個對置的端部上 各有一個對接區(qū)域。梁型材可以利用該對接區(qū)域垂直地固定在另一梁型材上。但也可以考 慮使得一個梁型材的對接區(qū)域沿著軸向與另一個梁型材的對接區(qū)域連接，進(jìn)而可在兩個梁 型材之間產(chǎn)生連接。也可以備選地在縱梁和/或橫梁上使得兩個平行的接邊通過凸肩彼此 連接，并形成內(nèi)部中空的梁型材。為了連接兩個對接的梁型材，可以設(shè)有連接靴。此外，考
3慮將橫梁垂直地設(shè)置在縱梁上。橫梁通過其對接區(qū)域固定地與縱梁的接邊連接。通常，梁 型材可以是承載的和非承載的部件，例如汽車制造業(yè)中的橫梁、縱梁、車架(Spante)等常 用部件。通過彎曲的和/或交叉的結(jié)構(gòu)軌道，在可相互連接的梁型材之間的對接區(qū)域中進(jìn) 行力傳遞。這些結(jié)構(gòu)軌道形成所謂的拉軌跡和壓軌跡。利用這些軌跡，以很小的材料耗費(fèi) 就使得力分布到相互對接的梁型材上。彎曲的拉軌跡和壓軌跡的起始點(diǎn)分別位于梁型材的 相應(yīng)的對接區(qū)域中，而力就要傳遞到所述梁型材上。由此得到接近自然的拉軌跡和壓軌跡， 這些軌跡能實(shí)現(xiàn)梁型材內(nèi)的最佳的材料利用和均勻的應(yīng)力分布。拉軌跡和壓軌跡是虛擬的 線，這些虛擬的線在接邊或凸肩的平面上伸展，且反映了力線的走勢，如果兩個梁型材相互 連接。根據(jù)本發(fā)明，拉軌跡和壓軌跡以拋物線的形狀伸展。在一個型材中，可以有任意多個 拉軌跡和壓軌跡伸展。這些拉軌跡和壓軌跡可以分別具有一個共同的起始點(diǎn)，但也可以具 有不同的起始點(diǎn)。每個拉軌跡和壓軌跡都可以具有與至少一個拉軌跡和壓軌跡相交的至少 一個相交點(diǎn)。在拉軌跡與壓軌跡的相交點(diǎn)區(qū)域中，在接邊的平面內(nèi)設(shè)有貫穿部分。在接邊 的平面內(nèi)，至少一個貫穿部分的至少兩個側(cè)邊被每個拉軌跡或壓軌跡限定。拉軌跡和/或 壓軌跡之間的相交點(diǎn)可以在接邊的平面內(nèi)伸展，但也可以布置在梁型材的接邊之外。這些 貫穿部分在每個拉軌跡和/或壓軌跡的相交點(diǎn)區(qū)域中被構(gòu)造成拋物線形缺口，由此正確地 進(jìn)行力的換向。由于在拉軌跡和/或壓軌跡的相交點(diǎn)區(qū)域中使用拋物線形缺口，在梁型材 的平面區(qū)域中的應(yīng)力水平得到明顯減小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增大梁型材的疲勞強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明，可 以實(shí)現(xiàn)梁型材的明顯的重量減小，附加地可以減小在梁型材的貫穿部分中的缺口作用。根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，拉軌跡和/或壓軌跡在對數(shù)的螺旋軌道中伸展。 為了減小結(jié)構(gòu)的重量，梁型材中的貫穿部分也可以呈橢圓形狀，或者近似呈其它彎曲的幾 何形狀(例如圓形)。在兩個梁型材之間的對接區(qū)域中作用的力在彎曲的軌道上以理想的 方式被轉(zhuǎn)換為向心作用的力。因此根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，可以考慮使得拉軌跡和/或壓軌跡呈橢圓形或 拋物線形地伸展。本發(fā)明的一個附加的實(shí)施方式規(guī)定，拉軌跡和/或壓軌跡對稱或非對稱地分布。 在拉軌跡和/或壓軌跡對稱地分布時，拉軌跡和/或壓軌跡的相交點(diǎn)位于虛擬的直線上。但 如果非對稱地分布，則拉軌跡或壓軌跡的相交點(diǎn)位于曲線上。該曲線與傳遞的力相逆地彎 曲。在彎曲力矩作用到梁型材上時，拉軌跡和/或壓軌跡的相交點(diǎn)經(jīng)過適當(dāng)布置，使得分別 形成相向的曲線。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，貫穿部分具有銳角。該角度可以是小于90°的任何 角度。在梁型材的材料中的例如<90°角度的嚴(yán)重的應(yīng)力尖峰通過拋物線形的過渡部分得 到成功的避免，由此明顯提高梁型材的疲勞強(qiáng)度。


本發(fā)明的梁型材的其它有利的設(shè)計(jì)和有益的改進(jìn)可由下面對照附圖對實(shí)施例的 說明而詳細(xì)地得到。圖中示出圖1示出由多個本發(fā)明的橫梁與兩個平行的縱梁構(gòu)成的復(fù)合機(jī)構(gòu)(Verbimd)；圖2示出相應(yīng)于圖1的本發(fā)明的梁型材，其中繪制出拉和壓軌跡；
圖3為兩個相互平行的縱梁與本發(fā)明的橫梁的立體圖；圖4簡化地示出拉和壓軌跡之間的相交點(diǎn)區(qū)域；和圖5對比地示出借助拋物線形缺口和圓形缺口實(shí)現(xiàn)的缺口作用。
具體實(shí)施例方式圖1為多個梁型材1的正視圖，其中設(shè)有三個橫梁2，這些橫梁的對接區(qū)域 (Stoiibereichen) 3與車架縱梁7的接邊6的內(nèi)面4或外面5對接。這些梁型材具有與凸肩 8垂直連接的接邊(Steg) 6。在圖1中，橫梁2大致垂直地與縱梁7連接。圖1示范性地示出 客車的梁型材結(jié)構(gòu)，其中在縱梁7的外面5之外，于左邊和右邊設(shè)有橫梁2，客車的(未示出 的)側(cè)壁在外部與所述橫梁連接。拉軌跡(Zugtrajektor) 10和壓軌跡(Drucktrajektor) 11 在梁型材1的平面9上伸展。這些拉軌跡10和壓軌跡11在圖1中各有一個共同的起始點(diǎn) 12 ；13。這些拉軌跡10和壓軌跡11也可以各有不同的起始點(diǎn)12 ；13。起始點(diǎn)12 ；13最初 位于梁型材1的對接區(qū)域3中。這些拉軌跡10和壓軌跡11彎曲地延伸，其中在這些橫梁 2上各有一個拉軌跡10與三個壓軌跡11在相交點(diǎn)14相交，且各有一個壓軌跡11與三個 拉軌跡10在相交點(diǎn)14相交。在拉軌跡10和壓軌跡11之間，在梁型材1中設(shè)有貫穿部分 15。拉軌跡10和壓軌跡11的邊腿16在相交點(diǎn)14的區(qū)域17中分別具有拋物線形缺口 18 的形式。拉軌跡10和壓軌跡11在圖1中反映了各個梁型材1之間的力線走勢。圖2與圖1對比地示出由多個梁型材1構(gòu)成的復(fù)合機(jī)構(gòu)，其中在圖2中示出三個 橫梁2以及兩個相互平行的縱梁7。在橫梁2的平面9中示出了拉軌跡10和壓軌跡11。 拉軌跡10和壓軌跡11在圖2中彼此非對稱地伸展，可看到，相交點(diǎn)14位于彎曲的軌道19 上。在梁型材1的平面9上可設(shè)有多個貫穿部分15，這些貫穿部分15可分別由拉軌跡10 和/或壓軌跡11限定而成，和/或由梁型材1的凸肩8和/或?qū)訁^(qū)域3限定而成。圖3示出由不同的梁型材1構(gòu)成的復(fù)合機(jī)構(gòu)，其中示出每兩個平行的縱梁7和三 個橫梁2。這些橫梁2軸向彼此錯開地伸展。橫梁2和縱梁7在圖3中通過連接靴20相互 連接。連接靴20與相應(yīng)的梁型材1螺栓連接。在連接靴20和梁型材1上設(shè)有本發(fā)明的貫 穿部分15。這些貫穿部分15被相應(yīng)的梁型材1的拉軌跡10、壓軌跡11和對接區(qū)域3以及 凸肩8彼此限定。兩個縱梁7與兩個橫梁21的連接部分適當(dāng)?shù)厣煺梗沟脵M梁21的對接 區(qū)域3與縱梁7的接邊6的外面5對接。力按照拉軌跡10和壓軌跡11從縱梁7傳遞到橫 梁21 ；22。在圖3中，橫梁21和22的拉軌跡10和壓軌跡11的起始點(diǎn)位于橫梁21和22的 對接區(qū)域3中。貫穿部分15被包夾地設(shè)置在橫梁21 ；22的拉軌跡10和壓軌跡11以及凸 肩8和對接區(qū)域3之間。在拉軌跡10和/或壓軌跡11的邊腿16之間，相交點(diǎn)14位于區(qū) 域17中，拉軌跡10與壓軌跡11就在所述區(qū)域17中相交。在拉軌跡10和壓軌跡11的邊 腿16的區(qū)域17中，相交點(diǎn)14被構(gòu)造成拋物線形缺口 18。在圖3中，在拉軌跡10和壓軌跡 11以及對接區(qū)域3或凸肩8之間的區(qū)域內(nèi)，貫穿部分15大致呈三角形或四邊形。但在梁型 材1的平面9中的貫穿部分15也可以呈任何其它幾何形狀。在縱梁7與橫梁21的連接部 分中，力按照在橫梁21的平面9中伸展的拉軌跡10和壓軌跡11，傳遞到橫梁21上。按照 在橫梁22的平面9中的拉軌跡10和壓軌跡11，力例如通過連接靴20或以類似方式，從兩 個縱梁7傳遞到橫梁22上。圖4示出在拉軌跡10和壓軌跡11之間的區(qū)域17中的相交點(diǎn)14。拉軌跡10或壓軌跡11的兩個邊腿16形成拋物線形缺口 18。與拋物線形缺口 18相對比，在圖4中于區(qū)域 17內(nèi)用虛線繪制出在拉軌跡10和壓軌跡11之間的相交點(diǎn)14的圓形半徑23。拋物線形缺 口 18例如受到燕趙箭頭f的力的負(fù)荷作用。在拉軌跡10和壓軌跡11之間的相交點(diǎn)14的 另一側(cè)，上述兩個軌跡10、11匯集成一個唯一的拉-壓軌跡24。在拋物線形缺口 18的情況 下，在梁型材1的平面9中的拉軌跡10和壓軌跡11之間的應(yīng)力位于區(qū)域25(參見yyyyy) 中。在圓形缺口 28的情況下，應(yīng)力在相交點(diǎn)14分布到兩個區(qū)域26 ；27 (參見xxxxx)上。
圖5在坐標(biāo)系中示出拋物線形缺口 18和圓形缺口 28內(nèi)的應(yīng)力。在Y軸上繪制出 應(yīng)力變化曲線29，單位為N/mm*2，在X軸上繪制出拉軌跡10或壓軌跡11的邊腿16的長度。 與前面的圖4相仿，在圖5中示出，圓形缺口 28的應(yīng)力變化曲線相比于拋物線形缺口 18具 有兩個明顯的應(yīng)力尖峰30 (相應(yīng)于圖4中的區(qū)域26 ；27)，這些應(yīng)力尖峰分別位于拉軌跡10 或壓軌跡11的兩個邊腿16的相交點(diǎn)14的左側(cè)和右側(cè)附近(參見圖4)。拋物線形缺口 18 的應(yīng)力變化曲線29相比于圓形缺口 28具有明顯較小的應(yīng)力尖峰31。附圖標(biāo)記列表
1梁型材
2橫梁
3對接區(qū)域
4接邊的內(nèi)面
5接邊的外面
6接邊
7縱梁
8凸肩
9梁型材的平面
10拉軌跡
11壓軌跡
12起始點(diǎn)
13起始點(diǎn)
14相交點(diǎn)
15貫穿部分
16邊腿
17相交點(diǎn)14的區(qū)域
18拋物線形缺口
19彎曲的軌道/曲線
20連接靴
21橫梁
22橫梁
23半徑
24拉軌跡或壓軌跡
25區(qū)域(yyyyy)
26區(qū)域(XXXXX)
6
27區(qū)域(xxxxx)28圓形缺口29應(yīng)力變化曲線30圓形缺口的應(yīng)力尖峰31拋物線形缺口的應(yīng)力尖峰f箭頭
權(quán)利要求
一種特別是載貨車的底盤車架的梁型材(1)，具有接邊(6)，該接邊具有至少一個貫穿部分(15)，為了與另一梁型材(1)連接，該接邊具有對接區(qū)域(3)，在該對接區(qū)域上設(shè)有虛擬的拉軌跡和/或壓軌跡(10；11)，這些軌跡在接邊(6)的平面(9)中伸展，且反映了力線的走勢，其特征在于，設(shè)置在接邊(6)中的貫穿部分(15)被至少兩個相交的拉軌跡和/或壓軌跡(10；11)限定，且拉軌跡和/或壓軌跡(10；11)的邊腿(16)在相交點(diǎn)(14)的區(qū)域(17)中具有拋物線形缺口(18)的形式。
2.如權(quán)利要求1所述的梁型材，其特征在于，拉軌跡和/或壓軌跡(10；11)在對數(shù)的 螺旋軌道中伸展。
3.如權(quán)利要求1所述的梁型材，其特征在于，拉軌跡和/或壓軌跡(10;11)以橢圓形伸展。
4.如權(quán)利要求1所述的梁型材，其特征在于，拉軌跡和/或壓軌跡(10；11)是對稱的。
5.如權(quán)利要求1所述的梁型材，其特征在于，拉軌跡和/或壓軌跡(10;11)是非對稱的。
6.如權(quán)利要求1所述的梁型材，其特征在于，貫穿部分(15)具有銳角。
7.一種底盤車架的梁型材，其特征在于，拉軌跡和/或壓軌跡(10;11)在接邊之外相、-父。
全文摘要
一種特別是載貨車的底盤車架的梁型材(1)，具有接邊(6)，該接邊具有至少一個貫穿部分(15)，為了與另一梁型材(1)連接，該接邊具有對接區(qū)域(3)。在該對接區(qū)域(3)上設(shè)有虛擬的拉軌跡和/或壓軌跡(10；11)，這些軌跡在接邊(6)的平面(9)中伸展。拉軌跡和/或壓軌跡(10；11)反映了力線的走勢。設(shè)置在接邊(6)中的貫穿部分(15)被至少兩個相交的拉軌跡和/或壓軌跡(10；11)限定。拉軌跡和/或壓軌跡(10；11)的邊腿(16)在相交點(diǎn)(14)的區(qū)域(17)中具有拋物線形缺口(18)的形式。
文檔編號B62D21/02GK101954930SQ20101023237
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月18日
發(fā)明者A·埃伯爾, A·夫雷科, J·齊爾克, S·阿瑟 申請人:德國曼商用車輛股份公司