Каркасное соединение для кузова транспортного средства (варианты) и способ установки верхней балки на продольной балке в таком соединении

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. По первому варианту каркасное соединение для кузова транспортного средства содержит полученную гидроформованием балку, кронштейн и экструдированную поперечную конструктивную опору. Кронштейн прикреплен к внутренней поверхности балки и продолжается внутрь от балки. Экструдированная поперечная конструктивная опора установлена на кронштейне и дистанцирована от балки с образованием зазора между балкой и опорой. Опора расположена в вертикальном выравнивании с балкой. По второму варианту каркасное соединение для кузова транспортного средства содержит полученную гидроформованием продольную балку кузова и экструдированную поперечную верхнюю балку ветрового стекла. Способ установки верхней балки на продольной балке в каркасном соединении кузова транспортного средства включает этапы, на которых устанавливают кронштейн на продольной балке кузова; устанавливают боковую наружную панель кузова снаружи от наружной стороны продольной балки кузова; устанавливают верхнюю балку на кронштейн. Достигается упрощение процесса сборки кузова транспортного средства. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к конструкциям кузова транспортного средства и, в частности, к соединениям между продольными балками кузова и поперечными верхними балками крыши.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Транспортные средства испытываются на ударостойкость при испытаниях на удар с боковой нагрузкой. Транспортные средства, произведенные в качестве штампованных стальных узлов, требуют многочисленных штампованных панелей, которые собираются с перекрывающими фланцами, которые могут складываться вдвое, чтобы удовлетворять требованиям испытания на боковой удар. Многочисленные узлы деталей требуют одностороннего доступа и больших отверстий для доступа при сварке. Эти типы стальных узлов являются относительно тяжелыми конструкциями по сравнению с полученными гидроформованием алюминиевыми балками и экструдированными алюминиевыми компонентами.

В условиях мелкосерийного производства, полученные гидроформованием элементы и экструдированные компоненты могут подгоняться вручную посредством механической обработки, косой отрезки и дуговой сварки плавящимся электродом в среде инертного газа (MIG) деталей друг с другом для обеспечения приемлемой посадки. Однако, в крупносерийном производстве, отклонения деталей и наложения допусков могут усложнять сборочные операции для каркасных соединений, которые влекут за собой соединение полученных гидроформованием элементов и полученных выдавливанием компонентов. Компоненты завышенного размера могут сталкиваться с помехами, когда собираются друг с другом, а компоненты заниженного размера или с неправильным выравниванием могут не удовлетворять испытаниям на удар с боковой нагрузкой единообразно.

Использование алюминиевых штамповок из многочисленных средств в каркасных соединениях требует более толстых штамповок или многочисленных слоев деталей. Штампованные детали более трудны для соединения и сборки, требуя дополнительных сборочных операций.

Настоящее изобретение направлено на решение вышеприведенных проблем и других проблем, как обобщено ниже.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описаны каркасные соединения на транспортных средствах между полученными гидроформованием деталями и экструдированными деталями, которые предусматривают зазоры, которые облегчают сборочные операции и, к тому же, при условии непротиворечивых результатов испытаний на боковой удар. Нагрузки боковых ударов, приложенные к экструдированным профилям и полученным гидроформованием деталям, более эффективны (на единицу массы) в обращении с нагрузками, чем штампованные конструкции.

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, описано каркасное соединение для кузова транспортного средства, содержащее:

полученную гидроформованием балку;

кронштейн, прикрепленный к внутренней поверхности балки и продолжающийся внутрь от балки; и

экструдированную, поперечную конструктивную опору, установленную на кронштейн в дистанцированном расположении относительно балки с образованием зазора между балкой и опорой, при этом опора расположена в вертикальном выравнивании с балкой.

В одном из вариантов предложено соединение, дополнительно содержащее боковую наружную панель кузова, присоединенную к наружной поверхности балки и продолжающуюся поверх балки к опоре, при этом боковая наружная панель кузова расположена на расстоянии от опоры.

В одном из вариантов предложено соединение, в котором наружная поверхность полученной гидроформованием балки содержит обращенную наружу часть, обращенную вверх часть и обращенную внутрь часть, при этом обращенная вверх часть выступает над обращенной внутрь частью.

В одном из вариантов предложено соединение, в котором обращенная внутрь часть ориентирована верхним углом обращенной внутрь части внутрь нижней области обращенной внутрь части для содействия захвату опоры между кронштейном и балкой.

В одном из дополнительных аспектов предложено каркасное соединение для кузова транспортного средства, содержащее:

полученную гидроформованием продольную балку кузова;

кронштейн, прикрепленный к внутренней поверхности продольной балки кузова, которая продолжается внутрь от продольной балки кузова; и

экструдированную, поперечную верхнюю балку ветрового стекла, установленную на кронштейн в дистанцированном расположении относительно продольной балки кузова с образованием зазора между балкой и верхней балкой, при этом верхняя балка расположена в вертикальном выравнивании с продольной балкой кузова.

В одном из вариантов предложено соединение, в котором продольная балка кузова является трубчатой и имеет внутренний/верхний угол, который выступает внутрь относительно транспортного средства в большей степени, чем другие части продольной балки кузова.

В одном из вариантов предложено соединение, в котором верхняя балка ветрового стекла является экструдированной деталью замкнутого сечения, которая имеет верхнюю стенку и нижнюю стенку, которые расположены на расстоянии, при этом нижняя стенка прикреплена к кронштейну, а отверстия для доступа предусмотрены в верхней стенке для обеспечения доступа для введения крепежных средств для прикрепления нижней стенки к кронштейну.

В одном из вариантов предложено соединение, в котором нагрузки, прикладываемые при боковом ударе к продольной балке кузова, передаются сначала на кронштейн и передаются после того, как сомкнут зазор, на верхнюю балку.

В одном из вариантов предложено соединение, в котором продольная балка кузова блокирует нижнюю стенку верхней балки ветрового стекла относительно кронштейна.

В одном из вариантов предложено соединение, дополнительно содержащее боковую наружную панель кузова, которая продолжается по наружной стороне и верхней стороне продольной балки кузова, при этом внутренний край боковой наружной панели кузова расположен на расстоянии от верхней стенки верхней балки ветрового стекла.

В одном из еще дополнительных аспектов предложен способ установки верхней балки на продольной балке в каркасном соединении кузова транспортного средства, включающий в себя этапы, на которых:

устанавливают кронштейн на продольной балке кузова;

устанавливают боковую наружную панель кузова снаружи от наружной стороны продольной балки кузова и с продолжением поверх продольной балки кузова; и

устанавливают верхнюю балку на кронштейн в дистанцированном расположении относительно продольного балки кузова и боковой наружной панели кузова, тем самым, образуя зазор между верхней балкой и продольной балкой кузова, который перекрыт кронштейном.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором:

осуществляют гидроформование продольной балки кузова для образования трубы замкнутого сечения.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором экструдируют верхнюю балку для образования экструдированной детали замкнутого сечения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором экструдированная деталь замкнутого сечения содержит нижнюю стенку и верхнюю стенку, которая расположена на расстоянии от нижней стенки, чтобы частично образовывать экструдированную деталь замкнутого сечения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором нижняя стенка расположена на расстоянии от продольной балки кузова, а верхняя стенка расположена на расстоянии от боковой наружной панели кузова.

В одном из вариантов предложен способ, в котором верхнюю балку устанавливают в вертикальном направлении сверху продольной балки кузова и на кронштейн.

Вышеприведенные аспекты настоящего изобретения и другие аспекты будут подробнее описаны ниже со ссылкой на чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - местный общий вид подготовленного к окраске кузова (BIW) транспортного средства;

фиг.2 - увеличенный местный вид части по фиг.1, показанной в окружности 2;

фиг.3 - местный общий вид сверху каркасного соединения, образованного между полученной гидроформованием продольной балкой кузова и поперечной опорой; и

фиг.4 - вид в поперечном разрезе, взятый по линии 4-4 на фиг.3.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Проиллюстрированные варианты осуществления описаны со ссылкой на чертежи. Однако, следует понимать, что описанные варианты осуществления подразумеваются только примерами, которые могут быть воплощены в различных и альтернативных формах. Фигуры не обязательно должны определять масштаб, и некоторые признаки могут быть преувеличены или сведены к минимуму, чтобы показать подробности конкретных компонентов. Описанные специфичные конструктивные и функциональные детали должны интерпретироваться не в качестве ограничивающих, а в качестве представляющих основу для обучения специалиста в данной области техники, каким образом осуществить описанные концепции на практике.

Со ссылкой на фиг.1, показано транспортное средство 10 частично включающее в себя боковой узел 12 кузова. Боковой узел 12 кузова включает в себя продольную балка крыши кузова и часть передней стойки кузова, которая формирует комбинированную конструкцию, которая отформована на операции гидроформования. Часть продольной балки крыши кузова бокового узла 12 кузова поддерживает крышу 16 транспортного средства 10. Проем 18 ветрового стекла определен на своем верхнем крае передней верхней балкой 20. Передняя верхняя балка 20 в проиллюстрированном варианте осуществления является экструдированной деталью (компонентом) замкнутого сечения. Передняя верхняя балка 20 также указывается ссылкой как экструдированная, поперечная автомобиля конструктивная опора. Однако следует понимать, что настоящее изобретение также потенциально применимо к экструдированным, поперечным конструктивным опорам, которые расположены между средними стойками кузова, задними стойками кузова и задними стойками кузова-универсала транспортного средства, и тому подобному. Каркасное соединение 22 формируется посредством установки передней верхней балки 20 на боковой узел 12 кузова и будет подробнее описано ниже.

Со ссылкой на фиг.2 и 3, поперечный конец 24 передней верхней балки 20, как проиллюстрировано, является правой стороной передней верхней балки 20. Также предусмотрено каркасное соединение 22, в котором поперечный конец 24 выровнен вертикально с боковым узлом 12 кузова. Боковая наружная панель 26 кузова присоединена к наружной стороне бокового узла 12 кузова. Боковая наружная панель 26 кузова включает в себя внутренний фланец 28, который продолжается от бокового узла 12 кузова в направлении передней верхней балки 20. Внутренний фланец 28 образует вырез 30, который обеспечивает зазор для установки передней верхней балки 20 на кронштейн 32. Кронштейн 32 присоединен к боковому узлу 12 кузова и поддерживает переднюю верхнюю балку 20.

Передняя верхняя балка 20 включает в себя верхнюю стенку 36, которая образует множество отверстий 38 для доступа. Передняя верхняя балка 20 также включает в себя нижнюю стенку 40, которая расположена на расстоянии от верхней стенки 36. Верхняя стенка 36 и нижняя стенка 40 образуют экструдированную деталь замкнутого сечения, составляющую переднюю верхнюю балку 20. Отверстия 38 для доступа обеспечивают доступ, чтобы односторонние крепежные средства вставлялись в нижнюю стенку 40 для присоединения нижней стенки 40 к кронштейну 32.

Со ссылкой на фиг.4, показано, что боковой узел 12 кузова должен включать в себя полученную гидроформованием продольную балка 42 кузова. Продольная балка 42 кузова включает в себя обращенную наружу часть 44, обращенную вверх часть 46 и обращенную внутрь часть 48. Обращенная внутрь часть 48 также может указываться ссылкой как внутренняя поверхность полученной гидроформованием продольной балки 42 кузова.

Зазор 50 показан точечными линиями на фиг.4. Зазор 50 образован между полученной гидроформованием боковой балкой 42 кузова и передней верхней балкой 20. Кронштейн 32 перекрывает зазор 50. Часть зазора проходит между нижней стенкой 40 передней верхней балки 20, обеспечивает зазор для узла передней верхней балки 20 или экструдированной, поперечной опоры, который должен устанавливаться на кронштейн 32 с зазором между передней верхней балкой и полученной гидроформованием продольной балкой 42 кузова. Зазор 50 также разделяет верхнюю стенку 36 экструдированной, поперечной конструктивной опоры и боковую наружную панель 26 кузова и, к тому же, обеспечивает зазор для установки экструдированной, поперечной конструктивной опоры 20 на кронштейн 32.

В случае столкновения или испытания на боковой удар, удар сначала прикладывается к боковому узлу 12 кузова. Полученная гидроформованием продольная балка 42 кузова сначала поглощает удар и смещается во внутреннем направлении и в направлении передней верхней балки 20. Кронштейн 32 сжимается до тех пор, пока полученная гидроформованием продольная балка 42 кузова не контактирует с передней верхней балкой 20. Передняя верхняя балка 20 является экструдированной поперечной конструктивной опорой, которая принимает указанную нагрузку удара непосредственно с продольной балки 42 кузова.

Верхний угол 52 предусмотрен между обращенной вверх частью 46 и обращенной внутрь частью 48 продольного балки 42 кузова. Верхний угол 52 полученной гидроформованием продольной балки 42 кузова загоняется в пространство между верхней стенкой 36 и нижней стенкой 40. Верхний угол 52 при некоторых испытаниях на боковой удар зажимает нижнюю стенку 40 по отношению к кронштейну 32.

Варианты осуществления, описанные выше, являются специфичными примерами, которые не описывают все возможные формы изобретения. Признаки проиллюстрированных вариантов осуществления могут комбинироваться для получения дополнительных вариантов осуществления описанного изобретения. Слова, использованные в описании изобретения, являются скорее словами описания, нежели ограничения. Объем следующей формулы изобретения является более широким, чем конкретно описанные варианты осуществления, и также включают в себя модификации проиллюстрированных вариантов осуществления.

1. Каркасное соединение для кузова транспортного средства, содержащее:

полученную гидроформованием балку;

кронштейн, прикрепленный к внутренней поверхности балки и продолжающийся внутрь от балки; и

экструдированную поперечную конструктивную опору, установленную на кронштейн в дистанцированном расположении относительно балки с образованием зазора между балкой и опорой, при этом опора расположена в вертикальном выравнивании с балкой.

2. Каркасное соединение по п.1, дополнительно содержащее боковую наружную панель кузова, присоединенную к наружной поверхности балки и продолжающуюся поверх балки к опоре, при этом боковая наружная панель кузова расположена на расстоянии от опоры.

3. Каркасное соединение по п.1, в котором наружная поверхность полученной гидроформованием балки содержит обращенную наружу часть, обращенную вверх часть и обращенную внутрь часть, при этом обращенная вверх часть выступает над обращенной внутрь частью.

4. Каркасное соединение по п.3, в котором обращенная внутрь часть ориентирована верхним углом обращенной внутрь части внутрь нижней области обращенной внутрь части для содействия захвату опоры между кронштейном и балкой.

5. Каркасное соединение для кузова транспортного средства, содержащее:

полученную гидроформованием продольную балку кузова;

кронштейн, прикрепленный к внутренней поверхности продольной балки кузова, которая продолжается внутрь от продольной балки кузова; и

экструдированную поперечную верхнюю балку ветрового стекла, установленную на кронштейн в дистанцированном расположении относительно продольной балки кузова с образованием зазора между балкой и верхней балкой, при этом верхняя балка расположена в вертикальном выравнивании с продольной балкой кузова.

6. Соединение по п.5, в котором продольная балка кузова является трубчатой и имеет внутренний/верхний угол, который выступает внутрь относительно транспортного средства в большей степени, чем другие части продольной балки кузова.

7. Соединение по п.5, в котором верхняя балка ветрового стекла является экструдированной деталью замкнутого сечения, которая имеет верхнюю стенку и нижнюю стенку, которые расположены на расстоянии, при этом нижняя стенка прикреплена к кронштейну, а отверстия для доступа предусмотрены в верхней стенке для обеспечения доступа для введения крепежных средств для прикрепления нижней стенки к кронштейну.

8. Соединение по п.5, в котором нагрузки, прикладываемые при боковом ударе к продольной балке кузова, передаются сначала на кронштейн и передаются после того, как сомкнут зазор, на верхнюю балку.

9. Соединение по п.8, в котором продольная балка кузова блокирует нижнюю стенку верхней балки ветрового стекла относительно кронштейна.

10. Соединение по п.5, дополнительно содержащее боковую наружную панель кузова, которая продолжается по наружной стороне и верхней стороне продольной балки кузова, при этом внутренний край боковой наружной панели кузова расположен на расстоянии от верхней стенки верхней балки ветрового стекла.

11. Способ установки верхней балки на продольной балке в каркасном соединении кузова транспортного средства, включающий в себя этапы, на которых:

устанавливают кронштейн на продольной балке кузова;

устанавливают боковую наружную панель кузова снаружи от наружной стороны продольной балки кузова и с продолжением поверх продольной балки кузова; и

устанавливают верхнюю балку на кронштейн в дистанцированном расположении относительно продольной балки кузова и боковой наружной панели кузова, тем самым образуя зазор между верхней балкой и продольной балкой кузова, который перекрыт кронштейном.

12. Способ по п.11, дополнительно включающий в себя этап, на котором:

осуществляют гидроформование продольной балки кузова для образования трубы замкнутого сечения.

13. Способ по п.11, дополнительно включающий в себя этап, на котором экструдируют верхнюю балку для образования экструдированной детали замкнутого сечения.

14. Способ по п.13, в котором экструдированная деталь замкнутого сечения содержит нижнюю стенку и верхнюю стенку, которая расположена на расстоянии от нижней стенки, чтобы частично образовывать экструдированную деталь замкнутого сечения.

15. Способ по п.14, в котором нижняя стенка расположена на расстоянии от продольной балки кузова, а верхняя стенка расположена на расстоянии от боковой наружной панели кузова.

16. Способ по п.11, в котором верхнюю балку устанавливают в вертикальном направлении сверху продольной балки кузова и на кронштейн.