Узел поперечины приборного щитка (варианты) и способ его изготовления

 

Изобретение относится к автомобильному приборному щитку, к узлу поперечины приборного щитка. Узел поперечины приборного щитка содержит удлиненный термопластичный передний элемент поперечины, имеющий множество каналов и множество амортизаторов энергии. Узел поперечины также содержит удлиненный термопластичный задний элемент поперечины, имеющий множество каналов, соответствующих каналам переднего элемента поперечины. Передний элемент поперечины соединен с задним элементом поперечины, тем самым формируя конструкцию поперечины с множеством каналов, соответствующих переднему и заднему элементам, образуя канал кондиционирования воздуха и по меньшей мере один канал обогрева стекла в конструкции поперечины. Задний элемент поперечины также содержит множество противодействующих поверхностей, совмещенных с множеством амортизаторов энергии и имеющих размеры, соответствующие соединению с этим множеством. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 5 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к автомобильному приборному щитку, в частности к узлу поперечины приборного щитка.

Уровень техники

Известные узлы приборного щитка включают в себя конструкцию поперечины и по меньшей мере один декоративный приборный щиток, прикрепленный к конструкции поперечины. Некоторые декоративные приборные щитки выполняют функцию валиков для коленей, чтобы защитить колени пассажиров в случае столкновения автомобиля с препятствием. Узел приборного щитка установлен в кабине автомобиля; при этом конструкция поперечины прикреплена к кузову, обычно к передней стойке кузова. Известные конструкции поперечины приборного щитка изготавливают из стали или пластмассы.

В приборном щитке установлены некоторые автомобильные системы, например система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (СОВКВ). Система СОВКВ включает в себя несколько каналов распределения воздуха, расположенных в приборном щитке. В известных приборных щитках каналы СОВКВ являются отдельными компонентами, прикрепленными к конструкции поперечины приборного щитка. Многочисленность компонентов усложняет узел, в результате чего увеличивается время изготовления и возрастают затраты на рабочую силу.

Патент США №5,312,133 описывает узел приборного щитка, который включает в себя стальную поперечину и систему каналов, прикрепленную к стальной поперечине. Система каналов включает в себя передний канальный элемент и задний канальный элемент, склеенные друг с другом с образованием системы каналов.

Патент США №5,549,344 описывает узел приборного щитка, который содержит металлическую опорную поперечину, пластмассовую основу и несколько каналов. Каналы сформированы отдельно и затем приварены к основе термокомпрессионной сваркой с получением выполненного заодно изделия. Затем основу и каналы прикрепляют к металлической опорной поперечине.

Патент США №5,676,216 описывает узел приборного щитка, который включает в себя узел валика для колен, приборный щиток, узел усиления, узел каналов поперечины и узел крепления. Узел поперечины имеет две конструкции поперечины, которые включают в себя выполненную в них заодно систему распределения воздуха. Каждая из конструкций поперечины выполнена из соединения листового формования, и они склеены вместе. Узел усиления включает в себя отдельные металлические усиливающие элементы, на которых установлены валики для колен, выполненные на этом приборном щитке.

Сущность изобретения

Поэтому в основу изобретения положена задача решения указанных выше проблем и усовершенствования конструкции соединения разделителя катушки и передней крышки в отклоняющей системе.

В соответствии с данным изобретением обеспечивают узел поперечины приборного щитка, который содержит удлиненный термопластичный передний элемент поперечины, имеющий множество каналов и множество амортизаторов энергии. Узел поперечины также содержит удлиненный термопластичный задний элемент поперечины, имеющий множество каналов, соответствующих элементу поперечины переднего элемента поперечины. Передний элемент поперечины прикреплен к заднему элементу поперечины, который формирует множество каналов, и к конструкциям поперечины, соответствующим переднему и заднему элементам поперечины, которые образуют канал кондиционирования воздуха и по меньшей мере один канал для обогрева стекла в конструкции поперечины. Задний элемент поперечины также содержит несколько противодействующих поверхностей, совмещенных с указанным множеством амортизаторов энергии и имеющих соответствующие с ним размеры.

В соответствии с данным изобретением способ изготовления узла поперечины приборного щитка предусматривает формование удлиненного переднего элемента поперечины из термопластичного материала. Передний элемент поперечины включает в себя по существу U-образную часть и L-образную часть, и также содержит множество каналов и множество амортизаторов энергии. Способ также предусматривает формование удлиненного заднего элемента поперечины из термопласта. Задний элемент поперечины располагают с совмещением с множеством каналов и с амортизаторами энергии, соответствующими каналам переднего элемента поперечины, и содержит множество противодействующих поверхностей, размеры которых соответствуют соединению с множеством амортизаторов энергии. Задний элемент поперечины также содержит по существу L-образную часть, контур которой выполнен с возможностью соединения с U-образной частью и L-образной частью переднего элемента поперечины. Согласно этому способу также соединяют передний элемент поперечины с задним элементом поперечины, образуя конструкцию поперечины таким образом, что множество каналов, соответствующих переднему и заднему элементам поперечины, образует множество каналов в конструкции поперечины.

Согласно данному изобретению обеспечивают узел поперечины приборного щитка, который содержит термопластичный передний элемент поперечины, имеющий множество сформованных в нем каналов и множество гофрированных амортизаторов энергии. Узел поперечины также содержит термопластичный задний элемент поперечины, имеющий множество сформованных в нем каналов, соответствующих каналам переднего элемента поперечины. Передний элемент поперечины соединяют с задним элементом поперечины, образуя конструкцию поперечины, в которой множество каналов, соответствующих переднему и заднему элементам поперечины, может образовать канал кондиционирования воздуха и по меньшей мере канал обогрева стекла в конструкции поперечины. Задний элемент поперечины также содержит множество противодействующих поверхностей, совмещенных с множеством гофрированных амортизаторов энергии и имеющих размер, соответствующий соединению с ними.

Краткое описание чертежей

Указанные выше решаемые задачи, признаки и преимущества изобретения станут более очевидными из приводимого ниже подробного описания в совокупности с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг.1 - изображение в перспективе узла поперечины приборного щитка согласно осуществлению данного изобретения;

фиг.2 - объемное изображение с пространственным разнесением деталей узла поперечины приборного щитка, изображаемого на фиг.1;

фиг.3 - поперечное сечение узла поперечины приборного щитка, иллюстрируемого по линии А-А, указанной на фиг.1;

фиг.4 - поперечное сечение узла поперечины приборного щитка по линии В-В, указываемой на фиг.1;

фиг.5 - сечение узла поперечины приборного щитка по линии С-С, указываемой на фиг.1.

Подробное описание предпочтительного осуществления изобретения

Предпочтительное осуществление изобретения ниже излагается со ссылкой на прилагаемые чертежи. В приводимом ниже описании одинаковые ссылочные обозначения на чертежах используют для одинаковых элементов даже на разных чертежах. Такие характеризуемые в описании моменты, как подробная конструкция и элементы схемы, представлены только для пояснения изобретения. Поэтому очевидно, что изобретение можно осуществить без этих подробностей. При этом хорошо известные функции или конструкции подробно не описываются, т.к. они перегрузили бы описание изобретения ненужными подробностями.

Ниже приводится подробное описание узла поперечины приборного щитка, содержащего термопластичную конструкцию поперечины, которая имеет сформованные заодно с ней каналы СОВКВ и амортизаторы энергии. На конструкции поперечины из термопласта расположена декоративная панель приборного щитка. За счет сформованных заодно каналов СОВКВ и амортизаторов энергии эта конструкция имеет меньшее число деталей, чем известные конструкции приборного щитка, в результате чего упрощается изготовление приборного щитка и снижаются затраты на рабочую силу при изготовлении.

Конструкцию поперечины из термопласта можно сформовать из одного из многих термопластичных материалов. Соответствующие термопластичные материалы включают в себя следующие материалы, но не ограничиваются только ими: сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС), смесь поликарбоната/АБС, апополикарбонатполиэфир, термопластичный сополимер акрила, стирола и акрилонитрила, термопластичный сополимер акрилонитрила, (модифицированного этилен-полипропилендиамина) и стирола, смолы фениленового эфира, наполненные газом смеси оксида полифенилена и полистирола, смеси полифениленового эфира/полиамида (под торговым названием NORYL GTX, выпускаемые компанией General Electric Company), смеси поликарбоната/полиэтилентерефталата/поли-1-бутена, полибутилентерефталат и ударопрочный модификатор (cмола XENOY, выпускаемая компанией General Electric Company), полиамиды, фениленсульфидные смолы, поливинилхлорид, ударопрочный полистирол, низко/высокоплотный полиэтилен, полипропилен и термопластичные олефины.

На фиг.1 изображен вид в перспективе узла 10 поперечины приборного щитка согласно осуществлению данного изобретения; фиг.2 представляет объемное изображение с пространственным разнесением деталей узла 10 поперечины приборного щитка. Узел 10 поперечины приборного щитка содержит формованную из термопласта конструкцию 12 поперечины с опорой 14 рулевой колонки и концевыми кронштейнами 18 и 20, прикрепленными к конструкции 12 поперечины.

Конструкция 12 поперечины состоит из переднего элемента 22 поперечины и заднего элемента 24 поперечины. Передний элемент 22 поперечины включает в себя сформованные в нем каналы СОВКВ и центральный выводной канал 16, в частности передний канал 26 обогрева стекла, боковые каналы 28 и 30 обогрева стекла, основной канал 32 кондиционирования воздуха и центральный выводной канал 16. Задний элемент 24 поперечины содержит сформованные в нем каналы СОВКВ, в частности передний канал 34 обогрева стекла и основные каналы 40 кондиционирования воздуха. Передний элемент 22 поперечины также содержит совокупность каналов 49 кондиционирования воздуха.

Расширяющийся вверх боковой канал обогрева стекла (не изображен) вставлен в передний канал 26 обогрева стекла и прикреплен к нему.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения передний элемент 22 поперечины и задний элемент 24 поперечины соединены вибросваркой; согласно другим модифицированным вариантам осуществления они соединены по меньшей мере термокомпрессионной сваркой, клеем и крепежными деталями.

Множество гофрированных амортизаторов 50 энергии проходит от бокового края 52 внизу переднего элемента 22 поперечины. Амортизаторы 50 энергии и основную часть 54 корпуса переднего элемента 22 поперечины формуют заодно. Опорный стержень 56 канала проходит между амортизаторами 50 энергии. Опорный стержень 56 канала может включать в себя шарнир 58 перчаточного ящика.

Множество противодействующих поверхностей 60 проходит от края 62 внизу основной части 64 корпуса заднего элемента 24 поперечины. Противодействующие поверхности 60 совмещены с амортизаторами 50 энергии, проходящими от переднего элемента 22 поперечины, и имеют размеры, соответствующие вмещению в них соответствующих амортизаторов 50 энергии. Комбинация амортизаторов 50 энергии и противодействующих поверхностей 60 защищает колени пассажира в случае столкновения автомобиля с препятствием. Валики для колен (не изображены) являются частью приборного щитка, и они установлены на амортизаторах 50 энергии. В случае столкновения автомобиля с препятствием энергия от колен пассажира передается валикам для колен и на амортизаторы 50 энергии. Столкновение амортизаторов энергии 50 с противодействующими поверхностями 60 рассеивает энергию и предотвращает травму колен пассажира.

Множество ребер 66 жесткости проходит от наружных поверхностей переднего элемента 22 поперечины. Ребра 66 жесткости расположены между боковым каналом 28 обогрева стекла и основным каналом 32 кондиционирования воздуха.

Опора 14 рулевой колонки состоит из нижнего опорного элемента 70 рулевой колонки и верхнего опорного элемента 70-1 рулевой колонки и включает в себя детали, выполненные из термопласта или стали. Например, верхний и нижний опорные элементы 70-1 и 70 рулевой колонки соединены крепежными деталями. Опора 14 рулевой колонки, например, соединена с конструкцией 12 поперечины с помощью крепежных деталей. Нижний опорный элемент 70 рулевой колонки может содержать кронштейн педали с полостью для крепления дроссельной заслонки, тормоза и педали сцепления (не изображены) из автомобиля.

Концевые кронштейны 18 и 20 прикреплены к концам 74 и 76 напротив конструкции 12 поперечины. Задний элемент 24 поперечины может включать в себя удлиненные защелкивающиеся основания, размеры которых достаточны для блокировки концевых кронштейнов 18 и 20, чтобы осуществлять прикрепление конструкции 12 поперечины. Каждый из концевых кронштейнов 18 и 20 содержит детали 82 и 84 канала. Эти концевые кронштейны 18 и 20 также имеют отверстия 18-1 и 20-1, в которые вставляют зажимное приспособление, которое может перемещать приборный щиток после сборки. Помимо этого они также повышают жесткость по бортам автомобиля и снижают шумы вибрации за счет того, что они приварены к верхней стороне 90-1 опоры рулевой колонки.

Задний элемент 24 поперечины может содержать несколько установочных штифтов для совмещения переднего и заднего элементов 22 и 24 поперечины до крепления переднего элемента 22 поперечины к заднему элементу 24 поперечины.

Позиция 90 обозначает опору коробки плавких предохранителей для установки на ней коробки плавких предохранителей; заодно с задним элементом 24 поперечины выполнен выступ поперечного соединения.

Что касается концов переднего и заднего элементов 22 и 24 поперечины, то защелкивающиеся основания могут быть выполнены с возможностью эластичного изменения формы, с возможностью соединения зацеплением и прикрепления к концевым кронштейнам 18 и 20 за счет того, что концевые кронштейны 18 и 20 действуют как средство усиления их соединения.

Соответственно, воздушный мешок на стороне пассажиров, электропроводка приборного щитка на стороне водителя, перчаточный ящик на стороне пассажира, коробка плавких предохранителей и крышка приборного щитка установлены на узле поперечины приборного щитка; и в случае столкновения автомобиля с препятствием этот узел имеет достаточную жесткость, чтобы поддерживать узел приборного щитка также на стороне водителя.

Фиг.3 изображает поперечное сечение узла приборного щитка, иллюстрируемого по линии А-А на фиг.1. Фиг.3 иллюстрирует основной канал 48 кондиционирования воздуха и передний канал 42 обогрева стекла, ограничиваемый передним элементом 22 поперечины и задним элементом 24 поперечины. Передний элемент 22 поперечины включает в себя по существу U-образную секцию 92 и L-образную секцию 94. Задний элемент поперечины содержит по существу L-образную секцию 98 и U-образную секцию 96, контур которой выполнен с возможностью соединения с L-образной секцией 94 переднего элемента 22 поперечины. Фиксатор 100 приборного щитка прикреплен к конструкции 12 поперечины. Фиксатор 100 приборного щитка содержит дверцу 102 воздушного мешка, которая примыкает к модулю 104 воздушного мешка, который непосредственно прикреплен к конструкции 12 поперечины.

Фиг.4 иллюстрирует поперечное сечение узла 10 поперечины по линии В-В на фиг.1. Фиг.4 иллюстрирует передний канал 42 обогрева стекла, основной канал 48 кондиционирования воздуха и фиксатор 100 приборного щитка, прикрепленный к конструкции 12 поперечины.

Фиг.5 иллюстрирует поперечное сечение узла 10 поперечины по линии С-С. Фиг.5 иллюстрирует опору 14 рулевой колонки, сформированную верхним опорным элементом 68 рулевой колонки и нижней опорой 70 рулевой колонки, прикрепленной к конструкции 12 поперечины и к рулевой колонке 106.

Хотя данное изобретение иллюстрировано и охарактеризовано со ссылкой на его определенные предпочтительные осуществления, специалистам данной области техники будут очевидными возможные различные изменения по форме и частностям в рамках концепции и объема изобретения, определяемых прилагаемой его формулой.

Формула изобретения

1. Узел поперечины приборного щитка, содержащий удлиненный термопластичный передний элемент поперечины, сформованный заодно способом полностью закрытого формования и имеющий множество каналов и множество амортизаторов энергии; удлиненный термопластичный задний элемент поперечины, содержащий множество каналов, соответствующих каналам переднего элемента поперечины; причем передний элемент поперечины, соединенный с задним элементом поперечины, образует конструкцию поперечины таким образом, что множеством каналов в переднем и заднем элементах поперечины образовывается по меньшей мере передний канал обогрева стекла в конструкции поперечины и канал кондиционирования воздуха для обеспечения потока воздуха для пассажиров в автомобиле; и также содержащий множество противодействующих поверхностей, совмещенных с множеством амортизаторов энергии и имеющих размеры, соответствующие соединению с ним; узел, в котором передний элемент поперечины также содержит, по существу, U-образную часть и L-образную часть, проходящие продольно; при этом задний элемент поперечины также содержит, по существу, U-образную часть и L-образную часть; L-образную часть переднего элемента поперечины, которая состоит из узла, форма которого соответствует соединению с L-образной частью заднего элемента поперечины.

2. Узел по п.1, который также содержит верхнюю опору рулевой колонки, соединенную с конструкцией поперечины.

3. Узел по п.2, который также содержит нижнюю опору рулевой колонки, соединенную с верхней опорой рулевой колонки и с конструкцией поперечины, и также содержит педальный кронштейн с полостью для прикрепления дроссельной заслонки, тормоза и педали сцепления из автомобиля.

4. Узел по п.1, в котором множество амортизаторов энергии содержит множество гофрированных амортизаторов энергии.

5. Узел по п.1, в котором передний элемент поперечины также содержит стержень опоры канала, проходящий по меньшей мере между двумя амортизаторами энергии.

6. Узел по п.5, в котором стержень опоры канала содержит шарнир перчаточного отделения.

7. Узел по п.1, который также содержит центральный выводной канал, соединенный с конструкцией поперечины, при этом центральный выводной канал имеет размеры, соответствующие вмещению в нем средств управления системами автомобиля.

8. Узел по п.1, который также содержит первый концевой кронштейн, прикрепленный к первому концу конструкции поперечины, и второй концевой кронштейн, прикрепленный ко второму концу конструкции поперечины.

9. Узел по п.1, в котором передний элемент поперечины также содержит по меньшей мере один выход канала кондиционирования воздуха.

10. Узел по п.8, в котором задний элемент поперечины имеет размеры, обеспечивающие блокировку с концевыми кронштейнами.

11. Узел по п.8, в котором каждый концевой кронштейн содержит канальную часть, размеры которой соответствуют вмещению в ней съемного нагрузочного кронштейна.

12. Способ изготовления узла поперечины приборного щитка, согласно которому формуют удлиненный, выполненный из термопластичного материала передний элемент поперечины, причем передний элемент поперечины содержит множество каналов и множество амортизаторов энергии и также содержит, по существу, U-образную часть и L-образную часть; формуют удлиненный, выполненный из термопластичного материала задний элемент поперечины, причем задний элемент поперечины содержит множество каналов, соответствующих каналам переднего элемента поперечины, и множество противодействующих поверхностей, расположенных в совмещении с множеством амортизаторов энергии и имеющих размеры, соответствующие соединению с множеством амортизаторов энергии; при этом задний элемент поперечины также содержит, по существу, L-образную часть, форма которой соответствует соединению с L-образной частью переднего элемента поперечины, и, по существу, U-образную часть; формируют конструкцию поперечины таким образом, что множество каналов в переднем и заднем элементах поперечины образует множество каналов в конструкции поперечины при соединении переднего элемента поперечины с задним элементом поперечины.

13. Способ по п.12, согласно которому формируют из металла верхнюю опору рулевой колонки, формуют из термопластичного материала нижнюю опору рулевой колонки, соединяют верхний опорный элемент рулевой колонки с нижним опорным элементом рулевой колонки, чтобы сформировать опору рулевой колонки, и соединяют опору рулевой колонки с конструкцией поперечины.

14. Способ по п.12, при котором множество амортизаторов энергии содержит множество гофрированных амортизаторов энергии.

15. Способ по п.12, при котором передний элемент поперечины также содержит опорный стержень канала, проходящий между по меньшей мере двух амортизаторов энергии.

16. Способ по п.12, при котором также формуют центральный выводной канал из термопластичного материала и соединяют центральный выводной канал с конструкцией поперечины.

17. Способ по п.12, при котором также формируют первый концевой кронштейн и второй концевой кронштейн, прикрепляют первый концевой кронштейн к первому концу конструкции поперечины и прикрепляют второй концевой кронштейн ко второму концу конструкции поперечины.

18. Способ по п.12, при котором также соединяют передний элемент поперечины с задним элементом поперечины, при этом осуществляют соединение переднего элемента поперечины с задним элементом поперечины с помощью вибросварки, термокомпрессионной сварки, клеем и крепежными деталями и повышают жесткость по бортам автомобиля и снижают шумы вибрации путем сварки верхней стороны опоры рулевой колонки.

19. Узел поперечины приборного щитка, содержащий термопластичный передний элемент поперечины, содержащий множество сформованных в нем каналов и множество гофрированных амортизаторов энергии; термопластичный задний элемент поперечины, содержащий множество сформованных в нем каналов, соответствующих каналам переднего элемента поперечины, причем передний элемент поперечины, соединенный с задним элементом поперечины, образует конструкцию поперечины таким образом, что множеством каналов в переднем и заднем элементах поперечины образовывается канал кондиционирования воздуха и по меньшей мере один канал обогрева стекла в конструкции поперечины; задний элемент поперечины также содержит множество противодействующих поверхностей, совмещенных с множеством амортизаторов энергии и имеющих размер, соответствующий соединению с ним; узел поперечины приборного щитка, в котором передний элемент поперечины также содержит, по существу, U-образную часть и L-образную часть, при этом задний элемент поперечины также содержит, по существу, U-образную часть и L-образную часть, но L-образная часть переднего элемента поперечины имеет форму, выполненную с возможностью соединения с L-образной частью заднего элемента поперечины.

20. Узел поперечины приборного щитка по п.19, который также содержит верхний и нижний опорные элементы рулевой колонки, соединенные с конструкцией поперечины и верхним опорным элементом рулевой колонки.

21. Узел поперечины приборного щитка по п.19, в котором передний элемент поперечины также содержит опорный стержень канала, который проходит между по меньшей мере двумя амортизаторами энергии и содержит шарнир перчаточного отделения.

22. Узел поперечины приборного щитка по п.19, который также содержит центральный выводной канал, соединенный с конструкцией поперечины и имеющий размеры, соответствующие для вмещения в нем средств управления автомобильными системами.

23. Узел поперечины приборного щитка по п.19, который также содержит первый концевой кронштейн, прикрепленный к первому концу конструкции поперечины, и второй концевой кронштейн, прикрепленный ко второму концу конструкции поперечины.

24. Узел приборного щитка, установленный в передней части автомобиля по ширине кузова автомобиля и содержащий передний элемент поперечины, в котором половина множества каналов подразделена на ячейку, которая выполнена из смолы полузакрытого формования, и предназначена для вмещения множества амортизаторов энергии в ячейку; задний элемент поперечины, в котором половина каналов, соответствующих половине каналов переднего элемента поперечины, подразделена на ячейку; каждый из каналов переднего и заднего элементов поперечины взаимно прикреплен и соединен в виде согнутого конца с образованием по меньшей мере одного канала обогрева стекла и канала кондиционирования воздуха, проходящего продольно, при этом один элемент из числа переднего и заднего элементов поперечины образует выполненный за одно целое конусный выступ консольной формы для амортизации энергии.

25. Узел поперечины приборного щитка по п.24, в котором также передний и задний элементы поперечины скреплены и соединены вибросваркой, термокомпрессионной сваркой, клеем и крепежными деталями.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5