конструкционный элемент для легкового автомобиля и способ его изготовления (варианты)

Формула изобретения

1. Конструкционный элемент для легкового автомобиля, содержащий балку, выполненную из профиля замкнутого поперечного сечения с внутренней полостью по всей его длине, причем размеры площадей поперечных сечений балки неодинаковы по ее длине, отличающийся тем, что профиль изготовлен посредством вытяжки и каждая боковая сторона его поперечного сечения имеет два участка, по крайней мере один из которых выполнен изогнутым и с меньшей толщиной стенки, чем у другого участка, причем выпуклость изогнутого участка направлена внутрь полости, а балка выполнена изогнутой и изменение размеров площадей поперечных сечений балки вызвано изменением высот изогнутых участков боковых сторон профиля, при этом деформация боковых стенок профиля производится на заранее определенной части длины конструкционного элемента.

2. Конструкционный элемент для легкового автомобиля, содержащий балку, выполненную из профиля замкнутого поперечного сечения с внутренней полостью по всей его длине, причем размеры площадей поперечных сечений балки неодинаковы и по ее длине из-за разницы высот боковых сторон, отличающийся тем, что профиль изготовлен посредством вытяжки и каждая боковая сторона его поперечного сечения на заранее определенной части длины конструкционного элемента выполнена изогнутой с толщиной стенки, меньшей толщины других стенок, а балка изогнута в одной из плоскостей.

3. Элемент по пп.1 и 2, отличающийся тем, что образует дверную стойку, содержащую верхнюю и нижнюю части, верхняя из которых выполнена изогнутой и с уменьшающимися по длине данной части поперечными сечениями.

4. Элемент по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он образует бампер, содержащий центральную и две концевые части, центральная из которых выполнена прямолинейной, а концевые части изогнутыми в противоположных направлениях.

5. Способ изготовления конструкционного элемента для легкового автомобиля, включающий силовое воздействие на профиль замкнутого поперечного сечения с внутренней полостью по всей его длине, отличающийся тем, что силовое воздействие на заранее определенную часть длины профиля осуществляется одновременно в горизонтальной плоскости для изменения высот его боковых стенок, приводящее к уменьшению размеров площадей поперечных сечений по длине профиля, а также в одной из плоскостей для изгиба профиля.

Описание изобретения к патенту

Hастоящее изобретение относится к конструкционным элементам рамы легкового автомобиля и более конкретно к удлиненным конструкционным поперечинам и способу изготовления таких элементов.

Пространственная рама легкового автомобиля включает множество удлиненных конструкционных элементов, соединенных вместе непосредственно или с помощью соединяющих деталей с целью обеспечения каркаса, образующего общую комбинированную опору кузова и нижнюю раму (шасси) автомобиля.

В целях удовлетворения различных требований относительно прочности и очертания (внешней конфигурации) конструкционных элементов, например, дверных стоек или вертикальных опор рамы стойки традиционно выполняются в виде глубоко расположенных стальных пластин, закрепленных точечным сварным швом, состоящих из двух или более компонентов для образования желаемой конструкции. При изготовлении дверных стоек площадь окна традиционно имеет более широкую нижнюю часть и узкую верхнюю часть.

Следовательно, предметом настоящего изобретения является конструкционный элемент, у которого поперечные сечения меняются вдоль продольной оси.

Другим предметом изобретения является недорогостоящий способ изготовления элементов, устраняющих применение сварки, требующей много времени или рабочих операций.

Это достигается благодаря предложенным конструкционному элементу и способу для его изготовления.

Hа фиг. 1 представлен схематичный вид в перспективе конструктивного элемента согласно изобретению; на фиг. 2 поперечный разрез элемента по линии 1 1 на фиг. 1; на фиг. 3 уменьшенное поперечное сечение элемента по линии 11 11 на фиг. 1; на фиг. 4 другой вариант исполнения элемента с изменениями в поперечном сечении вдоль продольной оси; на фиг. 5 - альтернативная конфигурация поперечного сечения элемента, изображенного на фиг. 4.

Hа фиг. 1 представлен в качестве примера конструктивный элемент 1 как средняя дверная стойка или, так называемая, опора в пространственной раме автомобиля, включающая нижнюю часть 11, проходящую фактически прямолинейно, и верхнюю узкую часть 18, слегка наклоненную согласно контуру двери автомобиля (не показано на фигуре). Дверная стойка представляет собой интегрированный целостный профиль, который используется со всеми элементами, обеспечивающими конечную и функциональную конфигурацию стойки, а также облегчающими последующий этап изготовления, который заключается в обеспечении стойки переменной площадью поперечного сечения по ее продольной оси. Пригодным материалом для стойки является, например, алюминий или его сплавы, или другие материалы на основе легкого металла, например, композиционные материалы с матрицей легкого металла.

Фиг. 2 представляет конструкционный элемент 1 в разрезе по линии 1 1 на фиг. 1, включающий закрытую конфигурацию 11 (коробчатое сечение) с полостью, ограничения параллельными стенками 12, 13, соединенными посредством поперечных боковых стенок 14, 15. Поперечные боковые стенки 14, 15 имеют пазы 2, 2, 3, 3, определяющими слегка изогнутые (вогнутые) и фактически параллельные участки 4, 5 стенки, желательно имеющие уменьшенную толщину по сравнению с остальной частью боковых стенок 14, 15.

Применяя горизонтально силу F сжатия посредством любого соответствующего средства (аппарата давления или проката) (не показано на фигуре) вдоль заранее определенной части конструкционного элемента, можно, контролируя, добиться изгиба ослабленных участков 4, 5 стенки, в результате чего получается необходимая площадь поперечного сечения (полость), как показано на фиг. 3.

Фиг. 3, представляющая узкую часть 18 элемента 1, показывает, что расстояние между параллельными стенками 12, 13 уменьшено до заранее определенного значения. Оно определяется высотой согнутых частей 4, 5 стенки, не изменяя конфигурации оставшейся части и размера профиля, например, продольно проходящей углубленной полости 6 в нижней части 12.

В зависимости от применяемых в настоящее время средств деформации и заранее выполненных согнутых линий возможно чередовать профиль структурного элемента как по размеру, так и по направлению вдоль его продольной оси.

Преимущество описанного выше способа изготовления заключается в том, что конструктивный элемент может быть легко, за одну операцию, адаптирован к имеющемуся пространству и/или к различным требованиям относительно функциональных и дополнительных признаков.

Другой пример конструкционной поперечины, выполненной согласно настоящему изобретению, представлен на фиг. 4 в качестве бампера для автомобилей.

Бампер 1 показан в виде продольного целостного элемента, включающего центральную часть 11 фактически прямоугольной формы, и в виде замкнутого поперечного сечения (см. поперечный разрез А-А), определенного парой идущих параллельно стенок 12, 13, соединенных поперечными боковыми стенками 14, 15, имеющими уменьшенную толщину. Выступающие с каждой стороны центральной части уменьшенной площади поперечного сечения концы (см. фиг. В-В) образованы постепенным сгибанием поперечных боковых стенок 14, 15 и одновременным их изгибанием с целью образования внешней конфигурации бампера, приспособленного к контуру автомобиля. В целях увеличения прочности бампера согнутые боковые стенки 14, 15 могут быть в дальнейшем укреплены, например, с помощью сварки или нанесения клея (не показано на фигуре).

На фиг. 5 представлен поперечный разрез альтернативной конфигурации штампованного элемента 1, например, в центральной части 11, изображенной на фиг. 4. Поперечные боковые стенки 14, 15, соединяя параллельно идущие стенки 12, 13, в таком случае имеют слегка выпуклые очертания, тем самым облегчая сгибание элемента наружу до необходимой уменьшенной площади поперечного сечения.

Область применения настоящего изобретения не ограничена проиллюстрированными и описанными выше вариантами исполнения. Изобретение может иметь модификации не отступая от основного его принципа. Так, например, могут быть использованы другие материалы, кроме упомянутого выше алюминия (его сплавов), а также внесены некоторые модификации в представленные конфигурации коробчатого профиля элемента, которые могут быть использованы в различных типах автомобилей.