[发明专利]用于机动车辆的扭转梁轴后悬架的横梁

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的扭转梁轴后悬架的横梁，如独立权利要求1的前序中所规定。

背景技术

已知用于机动车辆的扭转梁轴后悬架基本上包括：中央横梁(cross member)和一对拖臂，这对拖臂刚性地连接到横梁的相对侧端、并携载着用于支承后轮轴的元件和用于连接到车身的元件。虽然可认为拖臂是无限刚性构件，因为它们在正常负载状态下经受可忽略的变形，但是横梁必须具有一定的变形能力，尤其在扭转的情况下，从而使得拖臂有可能相对于彼此弹性地旋转。

由于横梁的长度基本上受制于具体应用，在其连结到车辆胎面(vehicle tread)时，仅可通过其截面的适当成形来改变横梁的扭转刚度以采用给定值。就此而言，目前在机动车辆的扭转梁后悬架中使用的横梁可分成两种不同类型。一方面，存在下面这样的横梁：其具有开口截面，且要点在于其是金属板梁；金属板梁大体上通过冲压或者其它塑性变形方法而获得，并且具有一种带有不同形状(大体上为C形、U形、V形或Ω状的形状)轮廓的开口截面。另一方面，还存在下面这样的横梁：其具有闭合截面、并且要点在于其是金属管状梁，金属管状梁例如通过液压成形而塑性变形、以呈现预定形状的截面，从而向梁提供在扭转刚度方面的期望特征。

上文所提到的第一种类型横梁具有易于生产且因此成本较低的优点；但是在另一方面它却有不能实现通常所需的扭转刚度值的缺点。为了补偿开口截面梁的低扭转刚度，经常添加扭杆，其通常由金属管状元件形成，该金属管状元件无论是实心的或者是空心的都同样适宜，并且在其相对着的端部处固定地连接到这两个拖臂。通过使用与开口截面梁并行作用的扭杆，实现下面这样的横梁：其总扭转刚度是开口截面梁的扭转刚度与扭杆的扭转刚度之和。通过适当地设计该扭杆，因此可能实现横梁所需的扭转刚度。但是，扭杆是一种较贵的构件，且因此使用扭杆会很大程度地影响到横梁的总成本。

另一方面，上文所提到的第二种类型横梁具有以下优点：可以无需添加扭杆的情况下，实现高刚度值。但显然这个方案的成本也高于简单的开口截面梁。

国际专利申请WO2006/096980披露了一种用于机动车辆的扭转梁轴后悬架的横梁，其包括：第一金属板梁元件，其具有呈倒转U形的开口截面；及，第二梁元件，其也具有开口截面，并且刚性地连接到第一梁元件，以与第一梁元件一起形成闭合截面腔室，闭合截面腔室适当地成形以向横梁提供所需扭转刚度。由于具有闭合截面的横梁的一部分是通过接合两个开口截面梁元件而获得，相对于仅以具有倒转U形开口截面的第一梁元件存在的横梁，横梁的总扭转刚度可有所增加，这是以一种与可通过添加扭杆而获得该效果相类似的方式、但却在显著较低的成本的情况下实现的。

从欧洲专利申请EP1454776获知一种相似的用于机动车辆扭转梁轴后悬架的横梁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于机动车辆的扭转梁轴后悬架的横梁，其使得有可能以受控制的方式来设置扭转刚度、以及横梁的旋转轴线的位置，但其成本低于上文所讨论的已知方案。

根据本发明，由具有权利要求1的特征部分中所限定特点的横梁来完全实现这个目的和其它目的。

简而言之，本发明是基于以下构思：提供一种横梁，其要点在于是一对开口截面金属板梁元件，这对金属板梁元件被适当地成形并且固定到彼此，以便封闭具有特定形状和尺寸的闭合截面腔室从而向横梁提供所期望的扭转刚度，其中第一梁元件的自由边缘焊接到第二梁元件的中间部分的内表面上，且第二梁元件的自由边缘焊接到第一梁元件中间部分的外表面上。

两个梁元件的几何形状、以及接合该两个梁元件的方式，可适当地有所变动以获得一种具有特定形状和大小的闭合腔室从而向横梁提供期望的扭转刚度。由于横梁被分成两个开口截面梁元件，因此可简单且廉价地生产出甚至具有复杂轮廓的横梁，并且可精确地限定其剪切中心。这使得有可能将扭转梁轴的横向旋转轴线布置在利用常规横梁原本不会容易地获得的位置，需要两个来产生具有底切部分的轮廓。

当然两个梁元件可以具有不同的厚度，以便在具备相同性能的情况下获得横梁的成本及重量的降低。此外，横梁的截面在车辆的竖直纵向平面中可根据需要取向，以便实现剪切中心的期望位置。

附图说明

参看附图，通过仅作为非限制性实例给出的下文的详细说明，本发明另外的特点和优点将会变得更加显而易见，在附图中：

图1是具有根据本发明优选实施例的横梁的、用于机动车辆后悬架的扭转梁轴的侧端部分的透视图；

图2是图1的扭转梁轴的横梁的截面；

图3A至图3G示出根据本发明的横梁的截面的几个可能实例；以及