[发明专利]车辆的缓冲梁

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆缓冲梁，更具体地说，涉及这样一种缓冲梁，该缓冲梁具有连续形状的前部分和连接到前部分以形成改变横截面尺寸的管形梁的后部分。

背景技术

在现代车辆上常用的缓冲梁的两种基本类型是管形部分(也称为封闭部分，比如“B”或者“D”形)和敞开部分(比如“C”形部分或者“帽形”部分)。管形部分和敞开部分各具有它们自己的优点和缺点。例如，从工程的观点来看，由管形部分形成的缓冲梁固有地更加刚性并且在撞击时能够吸收和/或传递更多能量(尤其是根据强度与重量比)，这是由于撞击应力环绕和沿着该管形形状分布的结果。相反，在撞击时敞开部分往往会过早弯曲，因为敞开部分的“支架”在撞击时展开、扭结并快速失形。但是，敞开部分则趋于使能具有更多造型使产品改变。一致强烈的愿望是缓冲器采用高强度材料，因为它减轻了重量，同时达到更高的撞击强度(与低强度材料相比)。但是，当采用越来越高的强度材料时，将片状原材料制成所需的梁形变得越发困难，因为它们在工具和压力机上通过时高强度材料越来越硬。特别对于冲压机和冲模，确实如此，在这里，这些冲模相对于片材垂直运动，以形成薄片。滚轧成形工艺相对于冲压加工具有形成更高强度材料的能力，但是滚轧成形工艺局限于沿着滚轧成形部分的长度制成恒定横截面形状。

滚轧成形是特别有吸引力的制造方法，因为可以相当高的生产速度使用最少的人工劳力和采用高强度的材料来大批量地制造尺寸精确的缓冲梁，但是在用来成形超高强度钢和高强度低合金钢时，与冲模相比，还可以使工具更持久耐用。例如Sturrus5,092,512和Sturrus5,454,504公开了有意义的滚轧成形设备。但是，如上所述，滚轧成形的缺点在于，滚轧成形工艺在零件的整个长度上只能制成恒定横截面。此外，卷形原材料的材料厚度和材料强度在给定的横截面周围不能改变，因为材料作为整体材料卷开始。考虑到由滚轧成形制成的恒定横截面，这常常不能满足目前这种造型趋势，即该造型趋势由于在车架纵梁上的包装空间(相对于在车辆中心线上可得到的包装空间)而需要改变沿着梁的长度上的横截面尺寸，或者需要在车辆的拐角(例如在翼子板上)处具有增大曲率的纵向弯曲。这些造型条件需要滚轧成形的管形零件通过二次加工在其端部进行端部成形或者锥形切割。但是这些二次加工花钱多，因为端部成形和/或锥形切割这些零件费力(特别这种零件由高强度材料制成时)。此外，端部成形和/或锥形切割工艺需要一种以上的二次加工。例如，锥形切割需要某种盖来盖住切割过程产生的锐边，这些锐边必须精确固定，然后焊接在适当的位置上。另一方面，管形部分的端部可重新成形，以便更好地符合功能和美观造型事务(参见Sturrus5,306,058)，但是难以精确一致地使端部变形，因此潜在地导致不能接受的尺寸变形和工具的高度磨损。

由C形敞开部分构成的梁可以成形为所需的三维形状，包括沿着其长度的不均匀横截面，但是在撞击期间，其敞开部分固有地没有象管形那样坚固。特别是，敞开部分包括向后延伸的支架，这些支架在撞击时往往会过早展开或者压扁。这大大降低了梁的总体截面撞击强度并且减小了其一贯可预知地吸收能量的能力。通过稳定前部分的支架，可使前部分更加牢固和更多地吸收能量。这在现有技术中通过在支架之间加入加强件，比如隔板、平板和/或桥接件防止在撞击期间这些支架过早展开，有时可以实现。(参见附图中的图1)，通过稳定敞开部分的支架，可以做到更加靠拢与管形部分的性能相匹配。但是，这些附加的加强件需要昂贵的二次加工，因为它们使用很大的固定和焊接机器，而且还常常需要若干附加零件和很多的装配时间以及生产过程中的资源。此外，将多个加强件焊接到敞开梁上的过程可能难以控制。因为多个零件必须仔细地单独固定，并且每一和各个零件都要非常一致地焊接在适当位置上。此外，每个稳定带的位置也会极大地影响沿着梁的撞击强度。