多条条状物的梁的成形器材和方法，以及梁技术

一种多块片式梁包括块片，其被预成型以致具有一体的结构特征，并导致最后的梁形状具有无圆边的角，以获得最优的抗撞击属性。所述梁具有不变或具变化的截面形状。所述块片被选定以具有理想的(不同的)厚度和物料属性，以获得最优的抗撞击结果和轻的梁。要组装，便将所述块片固定在一起并焊接以形成箱形梁，例如两管的单脚梁，其中优选采用的焊接工序于焊点周围具有小的热影响区。该多块片可包括比可挤出等级的铝的抗拉强度高很多的铝级别。替代地，该多块片可为任何级别的钢，例如高强度和超高强度的钢。该固定技术和组装的技术将用于挤出机器和/或辊轧成形机器的资本成本减至最低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景本专利技术涉及成形梁的器材和方法，以及以该些器材和方法生产的长梁，更具体地涉及多条条状物的梁以及用于从多条条状物形成车辆保险杠的加固梁的相关器材和方法。然而本专利技术的范围并不只限于保险杠的加固梁，也不只限于对车辆的应用。现今的车辆包括具有加固梁的保险杠系统，其必须通过严格的性能测试(例如测量扭转和弯曲性撞击的抵抗力、各种障碍物撞击、车对车和车对人撞击的测试标准)，但亦需满足业界标准对轻量化的重视(例如每哩耗油量(mpg)的标准)。此外，业内的竟争性还要求将生产成本减至最低，同时提供高度的维度一致性、生产可靠性，以及设计和生产上的弹性。保险杠加固梁是用于为保险杠系统提供横车结构，并常常是以辊轧成形和/或挤出的工序制成。当用于大量生产时，辊轧成形可提供具竟争力的加工成本及良好的部件品质。但是，大部分高产量的商业化辊轧成形加工皆限于不变的截面形状、限于将单片物料成形、用于开发辊轧用卷料的前期工序需时甚久，并要求对重型辊轧设备投入大量资金。有采用二次加工将已辊轧成形的梁作部分重塑，但二次加工是昂贵、缓慢、很多时并不能达成维度一致、对加工途中的部件要求多重处理，并可能要求大量人工劳动。原设备生产商(其称为OEM)有些时候会指定挤出式的铝制梁，因其轻量、具高的强度重量比、并可具有在不同位置具有不同的壁厚，以提供最佳性能。但是，铝为昂贵物料，而可挤出的铝料级别还在抗拉强度方面受限制，且一般价格偏高。而且，由于挤出工序所限，铝制梁的全长截面是不变的。而且，需要对以挤出工序制成的梁作二次操作，例如将梁弯曲(即“制弧”)、打孔(例如用于附接框架、或附接孔或通孔)，以及将物料陈化或热处理(以提升强度和稳定性)。期待的改进可既为部件提供设计上的弹性(包括可采用设于最佳位置的壁物料、可变的壁厚和形状)，又提供低成本、较低资本投资、高生产效率、良好可靠性、高度的维度一致性以及低的半成品库存量这些方面的工序减省/改良。优选为采用已知且一般化的成形和接合工序。
技术实现思路
在本专利技术的一方面，用于车辆撞击而构建的加固梁件包含至少三块分别的长形金属块片，其中至少其一于其上包括预成型结构，而所述块片被定位和互相连接以限定长形的管状梁，管状梁具有一非线性的长度和限定前壁和后壁的横向截面，以及至少两块连接前壁和后壁的剪力壁，其中至少两块该些块片具有边缘与相邻的其它块片的侧表面抵接以形成无圆边的垂直焊接角；而管状梁的端部部分被构造以使其易于被附接至车辆。在本专利技术的另一方面，梁件，其包括长形的金属块片，其各具有长形的主体和对置的边缘，该些主体被设置和固定在一起以形成长形的封闭的管状梁，管状梁具有一长度，沿该长度具有非不具变化的横向截面，其中所述边缘中的某些边缘与所述主体中的某些主体相邻抵接以形成无圆边的角，而所述块片之至少其一的主体是平面的。在本专利技术的另一方面，加固梁件包含多个至少三块分别的预成型块片，其被定位在一起然后焊接以形成管状箱形梁，其具有前垂直壁和后垂直壁以及限定上管和下管的多块横向壁，所述块片的一些块片的边缘与所述块片中的一相邻块片的一侧表面抵接，以于梁的长度横向地截面时限定无圆边的前角和无圆边的后角。在本专利技术的另一方面，梁件包含至少两件块片，其被设置以形成管状梁，管状梁具有非线性的长度、具有前壁和后壁，并具有至少一个无圆边的角与前壁相邻，所述角以热影响区小的焊接工序焊接以致在该区域的横向截面中，该热影响区域从该至少一个无圆边的角横向延伸少于3mm。在本专利技术的另一方面，建造用于车辆的加固梁件的一方法包含提供至少三块分别的长形金属片；将该至少三块分别的长形金属片之至少其一预成型；将所述块片定位和互相连接以限定长形的管状梁，管状梁具有一非线性的长度，和横向截面，其中至少两块所述块片具有边缘抵接相邻的其它块片的侧表面以形成无圆边的垂直焊接角；并形成在管状梁的端部部分形成安装结构，其被构造以便梁附接至车辆框架。在本专利技术的另一方面，形成梁件的一方法包含将各具有长形主体和对置边缘的长形金属块片定位在一起，其中所述主体被设置以形成长形的封闭的管状梁，沿管状梁的长度具有非不具变化的横向截面，其中所述边缘中的某些边缘与所述主体中的某些主体相邻抵接以形成无圆边的角，而所述块片之至少其一是平面的；以及将所述块片焊接在一起，包括在所述无圆边的角焊接。在本专利技术的另一方面，加固梁件的建造方法包含将多块，至少三块，的多块分别的片预成型；将该至少三块片定位在一起然后将所述块片焊接在一起以形成管状箱形梁，其具有前垂直壁和后垂直壁以及限定上管和下管的多块横向壁，某些所述块片的某块片的一边缘与所述块片中的一相邻块片的一侧表面抵接以在横向于梁的长度被截面时限定无圆边的角，以及焊接的步骤，其包括将所述无圆边的角焊接。在本专利技术的另一方面，梁件的建造方法包含将至少两块片设置以形成管状梁，管状梁具有一非线性的长度并具有至少一个无圆边的角；以及采用热影响区小的焊接工序焊接该至少一个无圆边的角，以得出一热影响区域，在该热影响区域的横向截面中，该区域从该至少一个无圆边的角横向延伸少于3mm。在参考本文的说明书、权利要求和附图后，本领域的技术人员将了解和领会本专利技术的这些和其它方面、目的和特征。附图说明图1-3是梁的分解透视图、组装透视图以及截面视图，该梁由五块铝片形成，两块形成前壁和后壁而三块形成横向剪力壁，前壁和后壁具有框架附接孔并具有延伸至剪力壁上和下的上凸缘和下凸缘，而梁的所有角皆为无圆边的垂直角。图4-5是梁的透视和截面视图，该梁与图2的相似，但于其前壁具有通道肋条。图6-8是梁的透视和截面视图，该梁与图4的相似，但具有通道肋条，另外沿其长度的截面形状是具变化的。图9是梁的分解透视图，该梁与图2的类似，是由五块预成型片形成的多片式梁，但该梁具有的后壁于中央区域具有较厚/不同的物料而在端部区域具有较薄/不同的物料。图10是多片式梁的分解透视图，该梁类似图9，但由七块预成型块片形成，并包括短的中央块片和形成梁的后壁的两块更短的端片(中央块片和该两更短的端片之间有空隙)，而该中间的横向剪力壁长度上和该中央块片相似但具有向外成角度的终面。图11是多片式梁的分解透视图，该梁类似图2并由五块片形成，并包括预成型的前壁，其具有向后变形的终端段(并可选地包括通道肋条)，该变形于中央区域的外边缘以明显的弯位开始，以及中间的横向剪力壁，其缩短了并具有凹形的端部。图12是多片式梁的截面视图，其中该中间的横向剪力壁具有延伸至梁的前表面和后表面的边缘，且其中上部前块片和下部前块片与该中间的横向剪力壁的前尖端组合以形成该梁的前壁，其中上部后块片和下部后块片与该中间的横向剪力壁的后尖端组合以形成该梁的后壁，且其中顶部横向剪力壁和底部横向剪力壁抵接该组合前壁和组合后壁的内表面。图13是图12中一圈下来的范围(一T角)的放大视图。图14是与图13相似的放大视图，但其中所述形成该T角的各块片具有三个不同的厚度。图15-17是深度具变化的多片式铝制梁的分解、透视和中央截面视图，其中该梁横跨其中央区域具有不变的截面形状并具有向后地收窄的端部截面，而所有截面具有比图1-8中的梁浅的深度并于其前壁中具有较浅的通道肋条。图18是多块式梁的前正视图，其中梁的前壁具有不变的高度，而顶部横向剪力壁和底部的横向剪力本文档来自技高网...

【技术保护点】
针对车辆撞击而构建的加固梁件，其包含：至少三块分别的长形金属块片，于其中至少一块片上包括预成型结构，而所述块片被定位和互相连接以限定长形的管状梁，管状梁具有一非线性的长度和限定前壁和后壁的横向截面以及至少两块连接前壁和后壁的剪力壁，其中至少两块所述块片具有边缘与相邻的其它块片的侧表面抵接以形成无圆边的垂直焊接角；而管状梁的端部部分被构造以便附接至车辆。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.28 US 61/985,029;2014.07.15 US 62/024,751;1.针对车辆撞击而构建的加固梁件，其包含：至少三块分别的长形金属块片，于其中至少一块片上包括预成型结构，而所述块片被定位和互相连接以限定长形的管状梁，管状梁具有一非线性的长度和限定前壁和后壁的横向截面以及至少两块连接前壁和后壁的剪力壁，其中至少两块所述块片具有边缘与相邻的其它块片的侧表面抵接以形成无圆边的垂直焊接角；而管状梁的端部部分被构造以便附接至车辆。2.如权利要求1所述的加固梁件，其中所述端部部分上包括安装结构，其用于附接至车辆保险杆安装结构。3.如权利要求1或2所述的加固梁件，其中至少一块所述金属块片是属于不可挤出的铝级别。4.如权利要求3所述的加固梁件，其中该至少一块金属块片具有至少120ksi的抗拉强度。5.如权利要求1-4之任一所述的加固梁件，其中至少一块所述金属块片是具有至少190ksi的高抗拉强度级别的钢。6.如权利要求1-5之任一所述的加固梁件，其中该前壁是非平面的。7.如权利要求6所述的加固梁件，其中该前壁包括至少一条沿前壁纵向延伸的通道肋条。8.如权利要求1-7之任一所述的加固梁件，其中至少两块所述剪力壁是平面的。9.如权利要求1-8之任一所述的加固梁件，其中该前壁包括限定第一曲率的中央部分以及限定与第一曲率不同的第二曲率的端部区域。10.如权利要求1-9之任一所述的加固梁件，其中所述前壁、后壁和剪力壁的至少其一与所述其它的前壁、后壁和剪力壁在厚度、物料、抗拉强度或长度方面是不同的。11.如权利要求10所述的加固梁件，其中该前壁延伸至梁的全长而后壁和剪力壁的至少其一比前...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·马特克，丹尼尔·加蒂，布莱恩·马尔科夫斯基，
申请(专利权)人：形状集团，
类型：发明
国别省市：美国;US