用于汽车前端的管状结构节点制造技术

在上车架梁和总体上纵向延伸的下车架梁之间形成结构节点，其中该上车架梁向下弯曲形成总体上垂直延伸的部分，该结构节点可以调整，以在冲击情况下管理撞击能量的流动。上车架梁制成传统的四面管件，但在与下车架梁交叉处变成多面构造，形成用于连接下车架梁的交接面。交接面的大小为２０至４０毫米之间的纵向宽度尺寸，并且可以调整，以选择性控制冲击过程中遇到的撞击力的管理。形成这种结构节点的上、下车架梁之间的焊接连接为车架功能提供充足的硬度和刚性，而在纵向上表现出减小的剪切强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及机动车辆的车架结构，更具体地说，涉及一种用于 将两个横梁构件连接起来形成汽车前端结构的一部分的车架构造。
技术介绍
机动车辆的前端结构被设计用来向车主提供视觉吸引力，同时在前方 和侧面撞击中发挥吸能结构的作用。前端结构的尺寸、形状和构造对前端 结构减弱撞击冲击力和限制对车辆驾驶舱的侵害有贡献。设计前端结构来 通过车架组件吸收撞击能量十分重要。为此，车辆工程师做出了极大的努 力致力于设计以受控的方式撞击时吸收最大量的能量的车架。车架结构设计的一个目标是在碰撞中提供更好的接合和吸能。在前方 和后方撞击中吸能的主要组件是梁。此外，在侧面碰撞中，如果车辆具有 更软的前端，那么就有助于减轻对双方车辆乘员的伤害。如果有一个吸收 更多能量并延长撞到梁的时间的装置，撞击冲击力和侵害就会明显减轻。车架典型地包括上梁和总体上垂直间隔的下梁。较佳地，上梁例如在 车架的最前端部分与下梁连接，形成完整连接的车辆框架结构。车辆上、 下梁之间的结构节点传统地被设计成坚固连接，其在所有方向上提供很好 的结构整体性。管理撞击能量的一个途径是，在前后方向上减少上、下梁构件之间连接的结构效能，以使在经受安全负载条件时"断开(break away)"。通过适当地设计上、下梁之间的结构节点，下方加载路径相对 于上方加载路径受到的撞击能量的量可以适当地调整，而且也可以调整各 加载路径抵达乘客厢的相对时机。尽管上、下梁构件的形成最好通过液压 成型技术完成，其使上、下梁形成管状构件，但是上、下梁也可以用任何 材料或任何加工技术制成，包括冲压和辊轧成型车架结构。在1995年10月3日授予詹姆斯迈尔(James Meyer)，并转让给福特汽 车公司的专利号为5，454,456的美国专利中，将断开支架的概念用于连接横 向构件和车架梁，以使该支架在受到冲击时发生变形，防止对横向构件的 损坏。在2001年9月25授予阿基洛'苏克加瓦(AkihiroSukegawa)的专利号 为6，293，618的美国专利中，公开了一种使中柱梁和侧栏形成连接的焊接 法，其通过将中柱的下缘和侧栏相应的交接部位焊接起来，在该连接点提 供足够的强度，以抵抗侧面冲击过程中的侵害，而不用使用T形构件。尽 管苏克加瓦的专利公开可中柱和侧栏之间的焊接距离可以变化，以提供不 同的强度，但是其并未显示该连接可以在冲击下断开的任何启示。在2002年12月31日授予竹元由(Yorito Takemoto)的专利号为 6,499,798的美国专利中，公开了一种车体结构，其中前侧构件和弯曲部分 以一种可以在冲击下变形的方式相互焊接。2004年3月11日公布的 2004/0046381号美国专利申请公开了一种通过边框式车架底座安装在车体 上的边框式车架。某些边框式车架底座制成断裂应力低于其它边框式车架 底座的断裂应力，以使得边框式车架从车身断开，防止边框式车架侵入乘 客厢。因此，需要提供一种机动车辆中两个主车架组件之间的结构节点，以 使在受到冲击的情况下，可使该连接在前后方向上断离，以调整下方加载 路径相对于上方加载路径受到的撞击能量的量，而且也可以调整各加载路 径抵达乘客厢的相对时机。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是，通过在车架的上、下车架梁之间提供结构节点， 克服上述公知技术的缺点，其中该结构节点可以调整下方加载路径相对于 上方加载路径受到的撞击能量的量。本专利技术的另一个目的是，在车架的上、下车架梁之间提供结构节点， 该结构节点可以调整上、下加载路径抵达乘客厢的相对时机。 本专利技术的另一个目的是，在机动车辆的两主车架构件之间提供结构节 点，以在经受安全负载条件时，在两主车架构件之间的前后方向上提供"断开(breakaway)"本专利技术的另一个特征是，上梁构件的形状从传统的四面横截面构造改 进成多面横截面构造，该多面横截面构造具有与下车架梁抵靠的预定大小 的表面，在其间提供可调的焊接表面。本专利技术的一个优点是，结构节点可以用由不同制造工艺制成的构件形成。本专利技术的另一个优点是，结构节点的形成可以与标准制造工艺兼容。本专利技术的另一个优点是，上车架梁制成多面构造，其具有用于连接下 车架梁构件的交接面，其具有20至40毫米之间的纵向宽度尺寸。本专利技术的另一个优点是，上梁构件结构的交接面提供足够的整体性以 支承汽车，同时充分减小剪切强度，以在受到撞击负载时容许上、下梁断 开。本专利技术的另一个优点是，上车架梁交接面的横截面积和焊缝的水平至 垂直线的长度可以用于调整结构节点所需的安全性能。本专利技术的另一个优点是，可以利用传统的焊接技术将上车架梁的交接 面连接至下车架梁。本专利技术的另一个优点是，下车架梁的前角部的撞击性能不受应用本发 明原理的结构节点形成的影响。本专利技术的另一个特征是，连接到下车架梁的下车架梁交接面的尺寸可 以选择，以调整相对于下方加载路径指向上方加载路径的撞击能量的量。本专利技术的另一个目的是，提供一种机动车辆两主车架构件之间的结构 节点，通过车架组件调整撞击能量的管理，其构造耐用、制造低廉、维护 轻松、组装简便，并且使用简单有效。这些以及其它目的、特征和优点，根据本专利技术、通过在上车架梁和总 体上纵向延伸的下车架梁之间提供结构节点而实现，其中该上车架梁向下 弯曲形成总体上垂直延伸的部分，该结构节点可以调整，以在冲击情况下 管理撞击能量的流动。上车架梁制成传统的四面管件，但在与下车架梁交叉处变成多面构造，形成用于连接下车架梁的交接面。交接面的大小为20 至40毫米之间的纵向宽度尺寸，并且可以调整，以选择性控制冲击过程 中遇到的撞击力的管理。形成这种结构节点的上、下车架梁之间的焊接连 接为车架功能提供充足的硬度和刚性，而在纵向上表现出减小的剪切强度。附图说明考虑到以下对本专利技术的详细公开，特别是结合附图时，本专利技术的优点 将变得显而易见。其中图l为结合了本专利技术原理的车架前部的透视图；图2为结合了本专利技术原理的上车架梁垂直延伸部分和纵向延伸的下车 架梁之间的结构节点的放大仰视图，其对应于图l中2-2线；图3为对应于图2中3-3线的上车架梁水平延伸部分的横截面图；以及图4为上车架梁与下车架梁形成结构节点的垂直延伸部分的横截面图。具体实施方式参照图1-4,可以最好地看到结合了本专利技术原理的车架的两主组件之 间的结构节点。车架10的该两主组件为上车架梁12和下车架梁22。上车架 梁12包括位于汽车两侧上方外部的总体上水平延伸的部分13。上车架梁12 然后最好通过弯曲部分14向内及向下弯曲，形成总体上垂直延伸的部分 15，在下车架梁22内侧通过。散热器支承件19连接上车架梁横向相对、垂 直延伸的部分15，橫向延伸穿过车架10的前部。下车架梁22向上车架梁12 垂直延伸的部分15延伸，形成传统上安装保险杠(图中未表示)的角部18。下车架梁22的角部18典型与"触发器(trigger)"(图中未表示) 一起 形成，以在冲击力负载到其上时引导其崩塌。因此，车架10的角部18在冲 击情况下提供撞击力的首次处理。角部18崩塌之后，冲击力遭遇上车架梁 12和下车架梁22之间的结构节点30。上、下车架梁12、 22的传统焊接将会 抵抗冲击力，并使撞击能量沿上、下车架梁12、 22路径向后方朝车辆乘客厢传导。上车架梁12典型地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车架中的结构节点，包含：　　　　具有垂直延伸部分的第一车架构件；　　　　具有纵向延伸部分的第二车架构件，其具有位于第一主车架构件垂直延伸部分邻接位置的纵向延伸部分；　　　　第一车架构件设置成多面横截面形状，形成用于与第二车架构件焊接的交接面，该交接面具有２０至４０毫米之间的纵向延伸宽度尺寸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔阿祖兹，穆萨阿祖兹，蒂姆缪奇，利达巴库什，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]