專利名稱：車輛底架及制造車輛底架的縱梁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛底架，該車輛底架為鵝頸狀類型，且包括至少兩條縱梁，縱梁最前部的高度被減小，所述鵝頸狀是通過改變縱梁的高度而形成的；至少一條橫梁及至少一條輪軸，由此至少縱梁由包含具有加強(qiáng)纖維的合成材料的復(fù)合材料制成。
關(guān)于車輛，可采用被牽引車輛和機(jī)動(dòng)車輛，即在兩末端都具有至少一根軸和僅在后端具有至少一根軸。
具體地但不是排他地，本發(fā)明涉及一種半掛車，在后端具有一根或多根軸。
縱梁，最好還有橫梁以及輪軸可能通過其被連接到縱梁的支架應(yīng)用由玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維及類似材料加強(qiáng)的熱固性樹脂，即聚酯制成。
然而，這種復(fù)合材料顯示出對(duì)于老化的敏感性，在經(jīng)歷一段時(shí)間之后，包含這種復(fù)合材料的梁和其它部件會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的裂縫。
此外，這種復(fù)合材料難于重復(fù)利用。
橫梁和支架在縱梁處的固定通過膠合來實(shí)現(xiàn)，從而難以檢查連接。
在多數(shù)情況下通過拉擠而成型且包括具有熱固性合成材料的復(fù)合材料的縱梁的變形是困難的。結(jié)果是，不能以經(jīng)濟(jì)的方法制造具有所謂鵝頸狀部件的半掛車。
根據(jù)本發(fā)明，所述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即至少用于制造縱梁的復(fù)合材料的合成材料是一種熱塑性合成材料，通過塑性變形，縱梁最前部的高度被減小。
由于復(fù)合材料包括熱塑性合成材料，因此事實(shí)上通過加熱可易于產(chǎn)生變形。
優(yōu)選的是，縱梁具有兩個(gè)橫向側(cè)面(lateral flanks)，在這些梁的最前部，由于熱塑性變形，直立的橫向側(cè)面彎曲或凸出，這種彎曲或凸出最好是向外的。
在梁的最前部，直立的橫向側(cè)面最好向外彎曲，因此每個(gè)側(cè)面的兩個(gè)相鄰的縱向部彼此接觸。這些部分被膠合或焊接在一起。
適合的合成材料為聚丙烯和聚酰胺。
優(yōu)選的是，橫梁也由具有熱塑性合成材料的復(fù)合材料制成，在輪軸通過作為中間連接物的支架連接到縱梁的情況下，根據(jù)具體化的實(shí)施形式，支架也包含具有熱塑性合成材料的復(fù)合材料。
橫梁或支架可以被膠合到縱梁上，然而最好是被焊接到縱梁上。
本發(fā)明還涉及一種方法，該方法特別適合于制造前述的具有鵝頸狀部分的底架的縱梁。
因此，本發(fā)明涉及一種制造具有鵝頸狀部分的車輛底架的縱梁的方法，該縱梁包括具有橫向側(cè)面的空心部，根據(jù)本方法，縱梁由合成材料和加強(qiáng)纖維制成，在其長(zhǎng)度方向上具有恒定的橫截面，其特征在于，所述縱梁由具有加強(qiáng)纖維的熱塑性合成材料制成，該縱梁首先具有恒定的橫截面，隨后其被局部加熱，直到使其變形，最后其在壓力的影響下變形，從而其橫向側(cè)面向外彎曲或凸出，因此其高度被減小。
圖3為一透視圖，表示按照?qǐng)D2中線III-III的截面圖；圖4為一較大尺寸的視圖，表示按照

圖1中線IV-IV的截面圖；圖5為一側(cè)面圖，示出前述附圖中的用于制造底架的縱梁；圖6為按照?qǐng)D5中的線IV-IV的截面圖；圖7為類似圖5的側(cè)面圖，然而，示出了縱梁已經(jīng)被制成例如存在于圖1至4的底架中的形狀；圖8表示按照?qǐng)D7中的線VIII-VIII的截面圖；圖9表示按照?qǐng)D7中的線IX-IX的截面圖；圖10表示按照?qǐng)D9中線X-X的截面圖；圖11表示類似于圖10中的一個(gè)的截面圖，但是關(guān)于本發(fā)明的另一種形式的實(shí)施例；圖12為一較大尺寸視圖，表示按照?qǐng)D11中線XII-XII的截面圖；圖13為一透視圖，示出了類似于圖3中的一個(gè)的橫截面，但是關(guān)于圖11和12的實(shí)施例。
底盤3主要由兩個(gè)中空縱梁6和安裝在它們之間的橫梁7構(gòu)成。
該縱梁6和橫梁7由復(fù)合材料制成，所述復(fù)合材料包括由纖維加強(qiáng)的熱塑性合成材料。
適合的熱塑性合成材料如聚丙烯或聚酰胺，而適合的加強(qiáng)纖維為玻璃纖維，碳纖維，凱夫拉爾纖維或芳族聚酰胺纖維。
縱梁6具有空心的I-剖面，且包括一上凸緣8，一下凸緣9和位于它們之間的橫向側(cè)面10。它們可以由彼此固定在一起的幾個(gè)基本成型部件組成，還可以由一個(gè)單獨(dú)部件構(gòu)成，例如在示例中表示出的那樣。
這些縱梁6由例如“連續(xù)壓力成型”(continuous compressingmoulding)工藝制造而成。
在圖2中詳細(xì)示出，輪副4主要由輪軸11和輪13構(gòu)成，輪軸11由以彈性方式連接到底盤3的軸承12支承，輪13安裝在輪軸11的末端。
如圖2中詳細(xì)示出，每個(gè)軸承12相對(duì)于縱梁6的彈性安裝是通過它們之間中間部件實(shí)現(xiàn)的，所述中間部件包括一固定部件，一其上部位于縱梁6的兩個(gè)橫向側(cè)面10之間的所謂支架14，該支架14位于縱梁6的下凸緣9中的中斷部位15并可能位于縱梁6上凸緣8中的中斷部位16。
所述支架14為管狀元件，其向上達(dá)到縱梁6的上邊緣，且在縱梁6下面，在其后側(cè)斜切。
該支架14可以由鋼或鋁制成，然而，最好通過例如所謂的“手工制造增強(qiáng)塑料模(hand lag-up)”方法，或在加熱和加壓條件下，即所謂的“壓力成型”，由具有熱塑性合成材料的復(fù)合材料制成。后述工藝包括將合成材料，加強(qiáng)纖維或預(yù)浸漬的纖維墊放入加熱的塑模中，隨后利用高壓，例如約100噸每m2的壓力將聚合物和加強(qiáng)材料的混合物壓成所期望的形狀。
位于橫向側(cè)面10之間的支架14的末端被固定到這些具有兩個(gè)平坦側(cè)壁的橫向側(cè)面10上，例如通過膠合進(jìn)行固定，但最好是通過焊接固定。而且還可以通過螺栓進(jìn)一步加固。
在縱梁6下面，支架14可以稍微加寬。
在支架14的最低末端，可以以鉸接方式固定有片簧17。在與支架14相距一定距離處，利用固定裝置18將軸承12固定到片簧17上。
在軸承12和位于縱梁6下方的支架14的位置處，設(shè)置一減震器19，而空氣彈簧氣囊20位于片簧17的自由端和縱梁6之間，該空氣彈簧氣囊以未在圖中示出的方式被連接到壓縮空氣源。
每條橫梁7包括圓管體21和位于兩端的圓法蘭22。圓管體21也由前述的復(fù)合材料制成，可以通過拉繞(pulwinding)或長(zhǎng)絲纏繞(filamentwinding)制成。
拉繞是拉擠成型的一種變化，借助這種方法一層或多層加強(qiáng)纖維被纏繞在心軸上，所述纖維層在被供給之前和/或之后被浸漬了合成材料，之后整體被拉動(dòng)通過擠出元件，之后合成材料被硬化。
長(zhǎng)絲纏繞是這樣一種方法，通過該方法浸滯了合成材料的加強(qiáng)纖維或加強(qiáng)帶被卷繞在一根旋轉(zhuǎn)的心軸或滾筒上，此后合成材料硬化。
最好是利用前述的“壓力成型”方法，凸緣22分別由相同復(fù)合材料制造而成，并被焊接或膠合到本體21的末端，且最好是使用雙組分膠粘劑，例如環(huán)氧膠。
與分別形成的凸緣22不同，本體21可在其兩末端形成擴(kuò)大部分，從而橫梁7可以被制造成整體式的。
通過撓性膠例如雙組分膠膠合，且最好是焊接，將橫梁7的凸緣22或擴(kuò)大部分固定到縱梁6的橫向側(cè)面10，從而橫梁7被固定。這種連接還可以借助螺栓進(jìn)行加固。
橫梁7也可以通過上述方式被設(shè)置在兩個(gè)相對(duì)的支架14之間，且在下側(cè)伸出。
所獲得的縱梁6的管狀結(jié)構(gòu)提供了重量更輕的梁，且具有抗扭轉(zhuǎn)特性。橫梁7不僅將兩條縱梁保持到位，而且沿縱向吸收底盤3的扭轉(zhuǎn)力。
支架14的上部在縱梁6的橫向側(cè)面10之間凸出，使該支架14被焊接或膠合到兩垂直橫向壁，這樣就形成了非常大的接觸表面，并在縱梁6上消除了集中負(fù)載。
如果需要，在輪軸11的附近，縱梁6可以通過輔助縱梁在其下側(cè)被加強(qiáng)。
由于半掛車2為所謂鵝頸狀類型，縱梁6的下側(cè)在其最前部或前部處沿向上方向被偏移設(shè)置，以便被設(shè)置在半掛車牽引車1的后部上方。這是通過在所述最前部減小縱梁6的高度而獲得的。
如圖4所示，上文所述的半掛車2可在其前部包括一連結(jié)板23，其由與縱梁6相同的復(fù)合材料形成，該板被固定到縱梁6的下側(cè)，例如通過焊接固定，在該連結(jié)板下面設(shè)置連結(jié)銷24，通過該連結(jié)銷半掛車2可以被連接到半掛車牽引車1的中心板25。
由于縱梁6由具有熱塑性合成材料的復(fù)合材料制成，因此它們可以以一種簡(jiǎn)單方式制成前述形狀，以便形成鵝頸狀。
在附圖5和6中，被制成整體輪廓結(jié)構(gòu)的縱梁6被詳細(xì)示出，例如其被首先制成這樣。
隨后，其最前部分被加熱直到復(fù)合材料能夠變形為止，其后在最前部上，縱梁6的下側(cè)變形形成上述形狀，其在圖7和10中詳細(xì)示出。
這種變形是在壓力條件下實(shí)現(xiàn)的，該壓力可以是通過例如液壓機(jī)施加的一外部壓力。該壓力將例如沖頭推向下凸緣9，而上凸緣8被支承。
在中空縱梁6中產(chǎn)生部分真空或真空的情況下，該外部壓力也可以是大氣壓力。
如圖8和9詳細(xì)示出，在這兩種情況下，縱梁6的空心部的兩橫向側(cè)面10可由于加熱而變形，并將彎曲，最好是向外彎曲。
所述變形是這樣的，即側(cè)壁橫向彎曲，直到橫向側(cè)面10的兩相鄰縱向部分26彼此相向移動(dòng)。一旦彼此相靠則這些部分彼此被焊接或膠合在一起。
為了彼此焊接這些部分26，電熱絲27，例如碳絲，被插入這些部分26的一個(gè)或每個(gè)中。為了焊接部分26，電流被發(fā)送并穿過電熱絲27。
很明顯，縱梁6的形狀并不僅限于所示形狀，且這些縱梁6不一定為I-輪廓。
圖11至13示出了具有不同形狀的縱梁6，特別是具有不同的橫截面，即矩形橫截面。
如圖12所示，為了形成鵝頸形狀，縱梁6的最前部處高度的降低是通過與上述相同的方法而獲得的。
與這種縱梁6相應(yīng)，支架14不是管狀的，而是包括兩塊熱塑性材料的平行板28，如圖13所示，其上端被膠合或焊接到縱梁6的橫向側(cè)面10。
上文的實(shí)施例所說明和附圖所示出的形式并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限定，正相反，在不背離本發(fā)明的范疇的情況下，本發(fā)明的底架可以通過不同變形而實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種車輛底架，該車輛底架為鵝頸狀類型，且包括至少兩條縱梁(6)，縱梁(6)最前部分的高度被減小，所述鵝頸形狀是通過改變縱梁(6)的高度而形成的；還包括至少一條橫梁(7)以及至少一根輪軸(11)，由此，至少縱梁(6)由包含具有加強(qiáng)纖維的合成材料的復(fù)合材料制成，其特征在于，至少用于制造縱梁(6)的復(fù)合材料的合成材料為熱塑性合成材料，由此，利用塑性變形，縱梁(6)的最前部分的高度被減小。
2.如權(quán)利要求1所述的底架，其特征在于，縱梁(6)具有兩個(gè)橫向側(cè)面(10)，在這些縱梁(6)的最前部分處，由于熱塑性變形，直立的橫向側(cè)面(10)彎曲或凸起。
3.如權(quán)利要求1或2所述的底架，其特征在于，在縱梁(6)的最前部分處，直立的橫向側(cè)面(10)向外彎曲。
4.如權(quán)利要求1或2所述的底架，其特征在于，在縱梁(6)的最前部分處，直立的橫向側(cè)面(10)彎曲，從而每個(gè)側(cè)面(10)的兩相鄰縱向部分(26)彼此接觸，且最好被膠合或焊接在一起。
5.如前述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的底架，其特征在于，所述合成材料為聚丙烯或聚酰胺。
6.如前述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的底架，其特征在于，橫梁(7)也由具有熱塑性合成材料的復(fù)合材料制成。
7.如權(quán)利要求6所述的底架，其特征在于，橫梁(7)的末端被焊接或膠合到縱梁(6)。
8.如權(quán)利要求7所述的底架，其特征在于，橫梁(7)在其末端被設(shè)置一凸緣(22)或一增厚部分，且被焊接或膠合到兩縱梁(6)的橫向側(cè)面(10)。
9.如前述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的底架，其特征在于，輪軸(11)通過中間部件支架(14)被連接到縱梁，該支架也由具有熱塑性合成材料的復(fù)合材料制成，該支架(14)被焊接或膠合到縱梁(6)。
10.如權(quán)利要求9所述的底架，其特征在于，縱梁(6)具有兩個(gè)橫向側(cè)面(10)，從而支架(14)的上端伸入縱梁(6)中，且位于這兩個(gè)橫向側(cè)面(10)之間，所述支架上端具有兩個(gè)平側(cè)壁，所述側(cè)壁被焊接或膠合到這些橫向側(cè)面(10)。
11.如權(quán)利要求9所述的底架，其特征在于，縱梁(6)具有兩個(gè)橫向側(cè)面(10)，支架(14)包括兩塊熱塑性材料板(28)，這兩塊板被焊接或膠合到縱梁(6)的橫向側(cè)面(10)。
12.制造鵝頸狀車輛底架縱梁的方法，所述縱梁(6)包括具有橫向側(cè)面(10)的空心部，按照該方法，縱梁(6)由合成材料和加強(qiáng)纖維制成，其特征在于，縱梁(6)由具有加強(qiáng)纖維的熱塑性合成材料制成，首先是具有不變的截面，隨后其為了形成最前部的一部分被加熱，直到該部分可變形為止，最后，該部分最后在壓力的作用下產(chǎn)生變形，其橫向側(cè)面(10)彎曲，從而其高度被減小。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在縱梁(6)的所述部分中，橫向側(cè)面(10)被向外彎曲。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在縱梁(6)的所述部分中，橫向側(cè)面(10)產(chǎn)生彎曲，直到側(cè)面(10)的兩相鄰縱向部分(26)彼此相接觸。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，橫向側(cè)面(10)的縱向部分(26)被焊接或膠合在一起。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，利用穿過至少一條被插入至少一個(gè)部分(26)中的電熱絲(27)如碳絲的電流，橫向側(cè)面(10)的縱向部分(26)被焊接在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛底架，該底架為鵝頸狀類型，且包括至少兩條縱梁(6)，所述縱梁的最前部的高度被減小，所述鵝頸形狀是通過改變縱梁的高度而形成的；還包括至少一條橫梁(7)和至少一根輪軸(11)，從而，至少縱梁(6)由包含具有加強(qiáng)纖維的熱塑性合成材料的復(fù)合材料制成。利用塑性變形縱梁(6)的最前部的高度被減小。
文檔編號(hào)B62D29/04GK1395531SQ01803669
公開日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2001年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月13日
發(fā)明者簡(jiǎn)·J·維爾哈格 申請(qǐng)人:格勒普·史蒂文斯國(guó)際股份公司