CN100491180C - 汽车侧梁 - Google Patents

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Abstract

一种位于车身每侧的一对互补侧梁(1)，其沿车身的纵向方向延伸，通过位于车厢内部的前部以横过车身的前隔板(50)的下面。侧梁(1)包括前侧梁(2)和后侧梁(3)，该前侧梁(2)从车身前部向后延伸超过沿该前隔板的垂直壁(51)延伸的虚线平面(D)。该后侧梁(3)从车身后部向前延伸超过虚线平面(D)并接合于该前侧梁(2)。

Description

汽车侧梁
分案申请说明
本专利申请是申请号是200410039779.4、申请日是2004年3月17日且发明名称是“汽车侧梁”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及位于汽车车身任一侧、以便在汽车纵向延伸的侧梁。
背景技术
汽车包括一对以汽车车身加强件形式的侧梁，其单个地位于车身的左右两侧，该侧梁从车身前面向后延伸，经过车厢内部的下面。在车厢内部的前部，左右侧梁接合于横梁和前隔板，它们沿横向方向越过车身(例如，见日本实用新型登记公开第2522690号)。
侧梁每个包括上板和下板。上板为平板形式并且从与横梁的接合部向前延伸。下板具有向上伸展的帽形截面。它从与横梁接合部向前延伸并向后延伸，沿前隔板在车身内部的下面通过。
横梁具有向后伸展的帽形截面并接合在前隔板的位于车身内部外面的那个部位。横梁与侧梁的接合处向前或向着侧梁伸出。而且，横梁的相对端部分相对于车身的宽度方向被向后弯曲。侧梁和横梁被点焊相互焊接在两个面上，即相对于车辆宽度方向的外壁表面和内壁表面。
车辆前部的刚度通过将侧梁上的载荷经过接合处传到横梁上被增强。
但是，侧梁和横梁在外壁和内壁的接合处被接合在一起，并且既没有顶壁也没有底壁(下板的下壁)。因此，向前的冲击载荷和横向冲击载荷集中在外壁和内壁的接合点而不从顶壁和底壁传递给横梁。因此，侧梁在与横梁接合部的附近容易弯曲。
每个侧梁的上板(顶壁)在前隔板的前部是不连续的。侧梁的下板的内外壁通过突缘方式接合于横梁和前隔板。在车辆行进时侧梁被从前轮传递来的载荷所扭曲。如果侧梁不够刚性，在这种情况下，载荷集中在接合于横梁和前隔板的突缘部分，并且力的作用是将它们撕开。因此，焊接接合处容易变形。
被插入侧梁中的横梁的接合部用模压伸出横梁而形成。如果接合部的伸出太多，则需要深度压延，这是艰苦的工作。因此，接合部伸出的高度不能大于某个值。因此，很难通过增加侧梁和横梁之间的强度来增加车辆前部的刚性。
发明内容
因此，本发明提供一种侧梁，其具有足够高的强度以增强车身前部的刚性，而不依赖于与横梁接合的强度。
根据本发明的侧梁是位于车身每侧互补的一对，以便沿车身纵向延伸通过位于车厢内部的前部的前隔板的下面。该侧梁包括前侧梁和后侧梁。该前侧梁从车身前部向后延伸超过沿前隔板的垂直壁延伸的虚线平面。该后侧梁从车身后部向前延伸超过虚线平面并与前侧梁接合。
优选地，下述结构将进一步增强前侧梁和后侧梁之间的接合强度。该侧梁包括撑臂。撑臂的一端接合于前侧梁，另一端接合于前隔板的垂直壁。
此外，为了将作用在前侧梁的载荷有效地传递给后侧梁。前侧梁在前隔板的前部形成以封闭部分，并且在撑臂和前侧梁之间在前隔板附近也形成以封闭部分。
可选择地，前侧梁由具有前部上壁、前部下壁、和前部内侧壁的内部件和具有前部外侧壁的外部件构成，并且撑臂接合于前部内侧壁和设置在上部外侧壁的上边缘的上边缘突缘上，该突缘从前侧梁的外部件上的上突缘向上延伸。
可选择地，为了使前侧梁和后侧梁的各自封闭部分相互连续，该前侧梁由具有前部上壁、前部下壁和前部内侧壁的内部件和具有前部外侧壁的外部件构成，并且后侧梁的前端插入在前侧梁的内部件和外部件之间。在这种情况下，后侧梁的前端由底壁、后部内侧壁、后部外侧壁构成。该底壁接合于前部下壁，后部内侧壁接合于前部内侧壁，并且后部外侧壁接合于前部外侧壁。
后侧梁包括具有底壁、后部内侧壁和后部外侧壁并且与前隔板一起共同形成一封闭部分的上部件和从下面覆盖该上部件的下部件。还有，该上部件穿过前侧梁到下部件前部的位置。此外，为了增强侧梁的扭转刚性，该下部件在其外边缘具有下部上突缘。在这种情况下，下部上突缘的前端设置在该内部件的前部上壁的外边缘的内部上突缘和该外部件的前部外侧壁的上边缘的外部上突缘之间。还有，该下部件从该上部件的后部外侧壁向外延伸，并接合于前隔板的外端。此外，该上部件在后部外侧壁的上边缘具有上部向外突缘。该上部向外突缘的前端接合于设置在下部上突缘和搭接于后部外侧壁的下部外侧壁的上端之间的导轨部分。
根据本发明的另一种形式的侧梁包括前侧梁和后侧梁。该前侧梁通过沿前隔板的垂直壁延伸的虚线平面下面。该后侧梁从车身后部通过虚线平面的下面并向前延伸。该前侧梁和后侧梁接合在一起以便在车辆的纵向相互搭接。
总之，本发明提供了一种位于车辆每—侧的一对互补侧梁，其沿车辆的纵向方向延伸，并适于在位于车厢内部前部的前隔板的下面延伸，该侧梁的特征在于包括：
适于从车辆前部向后延伸的前侧梁，其超过沿该前隔板的垂直壁延伸的虚线平面；
适于从车辆后部向前延伸、超过该虚线平面的后侧梁，该后侧梁具有沿车辆纵向方向延伸的表面并搭接和接合于前侧梁，
其中该前侧梁包括具有前部上壁、前部下壁和前部内侧壁的内部件以及具有前部外侧壁的外部件，
其中该后侧梁的前端包括底壁、后部内侧壁和后部外侧壁，该底壁接合于该前部下壁，该后部内侧壁接合于该前部内侧壁，以及该后部外侧壁接合于该前部外侧壁，以及
其中该后侧梁包括上部件和下部件，该上部件具有所述底壁、所述后部内侧壁和所述后部外侧壁，用于与该前隔板一起形成封闭部分，该下部件从下面覆盖该上部件。
附图说明
图1是根据本发明的侧梁从车厢内部内上方看的左侧梁的透视图；
图2是图1所示的侧梁分解透视图；
图3是图1所示的侧梁去掉其外部后从车厢内部的外上方从前面看的透视图；
图4是图1所示的侧梁去掉其外部后从车厢内部的外上方从背侧看的透视图；
图5是图1所示的侧梁去掉其外部后从车厢内部的外面侧向看的侧视图，并用双点划线示出下部；
图6是沿图5的F6-F6线截取的侧梁的剖视图；
图7是沿图5的F7-F7线截取的侧梁的剖视图；
图8是沿图5的F8-F8线截取的侧梁的剖视图；
图9是沿图5的F9-F9线截取的侧梁的剖视图。
具体实施方式
下面将参考图1至图9描述根据本发明实施例的汽车侧梁1。在描述之前先作如下定义：前面(前侧)和后面(后侧)是相对于汽车的行进方向定义的，左侧和右侧是相对于横向定义的，而且假设，朝着汽车中心的方向是向内的方向(内侧)，离开汽车中心的横向方向是向外的方向(外侧)。同时还假设，重力作用的方向是向下的方向(下侧)，抵抗(对着)重力的方向是向上的方向(上侧)。
图1所示的侧梁1是分别位于汽车车身左右两侧以便纵向延伸的一对侧梁中的左侧梁。由于右侧梁和左侧梁1设置成双对称，右侧梁的描述从略。侧梁1从位于车厢内部的前部并横过车身的前隔板50向后延伸通过车厢内部的下面。如图1所示，前隔板50具有垂直壁51，并且虚线平面沿垂直壁51设置，如图5所示。
如图1所示，侧梁1包括前侧梁2、后侧梁3和撑臂4。如图5所示，当虚线平面D从前面逼近时前侧梁2的后部向下弯曲。前侧梁2的后端21向后延伸超过虚线平面D。当虚线平面D从后面逼近时后侧梁3的前部向上弯曲。后侧梁3的前端31向前延伸超过虚线平面D。还有，后侧梁3的前端31以搭接的方式接合于前侧梁2的后端21。在本实施例中，接合由点焊实现。若干个典型的焊点在图中用X表示。
如图2所示，前侧梁具有内部22和外部23。内部22具有前部上壁24、前部下壁25和前部内侧壁26，外部23具有前部外侧壁27。前部上壁24形成有从其外边缘向上延伸的内部上突缘24a。前部下壁25形成有从其外边缘向下延伸的内部下突缘25a。前部外侧壁27在上侧形成有外部上突缘27a在下侧有外部下突缘27b。此外，外部23具有外部上突缘27a向上延伸的上部外侧壁28。上部外侧壁28在其上边缘具有上边缘突缘28a。内部上突缘24a接合于外部上突缘27a，同时内部下突缘25a接合于外部下突缘27b。
后侧梁3具有上部32和下部33。上部32具有底壁34，后部内侧壁35和后部外侧壁36。下部33接合呈，以便从下面覆盖上部32的、位于在上部32的向上弯曲部分(弯曲32a)的后面的位置前方的那部分，作为后侧梁3的弯曲。如图3和图4所示，上部32和下部33在其各自的搭接部分接合在一起。后侧梁3设置在内部22和外部33之间。上部32穿过前侧梁2到下部33的前部的位置。
如图3和图4所示，上部32的底壁34接合于内部22的前部下壁25。上部32的后部内侧壁35接合于内部22的前部内侧壁26。上部32的后部外侧壁36接合于外部23的前部外侧壁27。下部上突缘33a设置在下部33的外边缘。如图8所示，下部上突缘33a的前端33b设置在内部上突缘24a的后端24b和外部上突缘27a之间并与其接合。
上部32的后部内侧壁35具有从其上边缘向内延伸的上部向内突缘35a。上部32的后部外侧壁36具有从其上边缘向外延伸的上部向外突缘36a。上部向内突缘35a和上部向外突缘36a位于穿过前侧梁2的那部分的后面的范围内。上部向外突缘36a的前端36b接合于设置在下部33的下部上突缘33a和搭接于后部外侧壁36的下部外侧壁33c的上端之间的支架部分33d。还有，上部向内突缘35a和上部向外突缘36a从车厢内部外面接合于前隔板50。上部32在它自己和前隔板50之间形成一封闭部分。
撑臂4具有撑臂上壁41和撑臂内壁42，其分别沿前部上壁24和前部内侧壁26向后延伸，在内部22的弯曲部分的前面形成前侧梁2的弯曲部分。撑臂4的后端4a邻靠前隔板50的垂直壁51。撑臂4具有从撑臂上壁41的外边缘向上延伸的撑臂向上突缘41a。撑臂向上突缘41a在其前端41b接合于内部上突缘24a，并且也接合于延伸超过内部上突缘24a的外部23的上边缘突缘28a，如图6所示。还有，撑臂上壁41的前端41c接合于内部22的前部上壁24，同时撑臂内壁42接合于内部22的前部内侧壁26。如图7所示，撑臂4的后端4a接合于沿前隔板50的垂直壁51在车身的横向方向延伸的横梁52的上壁53。撑臂4、内部22和外部23在车厢内部的外面的前隔板50的那部分形成两级封闭部分。因此，这部分被加强。
下面描述侧梁1组装顺序的一个例子。首先，位于内部22的弯曲部分22a的前面的前部上壁24和前部内侧壁26的那些零件被接合于撑臂4的前端4b，同时，位于弯曲部分22a和撑臂内壁42的下边缘42a的范围内的前部内侧壁26的那些零件被接合在一起。还有，上部32和下部33的各自的搭接部分(见图3)。上部向外突缘36a的前端36b和支架部分33d可以在这个阶段接合，或当侧梁1接合于前隔板50时接合。组装在后侧梁3中的上部32和下部33沿车辆的横向方向从外面接合于内部22。
在这个阶段，前部下壁25和底壁34的前端34a接合在一起，如图3所示，同时，前部内侧壁26和撑臂内壁42下边缘42a接合于后部内侧壁35的前端35b。如图9所示，前部下壁25的后端25b接合于下部33的前端下部33e和上部32的底壁34，同时，前部内侧壁26的后端26a接合于下部33的前端内侧33f和上部32的后部内侧壁35。下部上突缘33b和内部上突缘24a的后端24b在这个阶段接合或当侧梁1接合于前隔板50时接合。
最后，外部23沿车身的横向从外面接合。在这个阶段，内部上突缘24a和外部上突缘27a接合在一起，如图6至图8所示。如图6和图7所示，外部33的上边缘突缘28a和撑臂向上的前部41a接合在一起。如图6至图9所示，内部下突缘25a和外部下突缘27b接合在一起。如图8和图9所示，下部上突缘33a(33b)和外部上突缘27a接合在一起。如图7所示，前部外侧壁27和后部外侧壁36的前端36b接合在一起。如图8和图9所示，前部外侧壁27接合于下部33的下部外侧壁33c和上部32的后部外侧壁36。
基于这种组装，接合仅仅用点焊实现。点焊可以用MIG焊、TIG焊或YAG焊替代。
在以这种方式构造的侧梁1中，前侧梁2向后延伸超过虚线平面D，同时后侧梁3向墙延伸超过虚线平面D并接合于前侧梁2。还有，其封闭部分由前部上壁24、前部下壁25、前部内侧壁26和前部外侧壁27构成的前侧梁2与其封闭部分由底壁34、后部内侧壁35、后部外侧壁36和前隔板50构成的后侧梁3平滑地延续。因此，前面的载荷，例如向前的碰撞，可以精确地向后传递。
当它们接合在一起时单个的部件一个重叠在另一个上。如果有诸如弯曲、拉伸、扭转等的任何载荷作用在侧梁上，作用在每个接合点的该载荷时一种剪切载荷。在前侧梁和后侧梁之间的每个接合点X，特别是，两侧梁接合在一起以相互覆盖至少两个相邻的面。弯曲部分22a和32a与多个叠放在一起的部件接合在一起。因此，侧梁1具有简单的结构并很有很高的刚性或很刚硬。
根据本发明的侧梁，作为单体的侧梁具有抵抗弯曲、拉伸和扭转的高强度或高刚度。侧梁具有的强度足以增强车身前部的刚性而不需依赖于具有横梁的组件的强度。
由于后侧梁设置在内部件和外部件之间，同时，前侧梁和后侧梁各自的封闭部分相互连续。因此，作用在前侧梁上载荷能够很容易精确地传递给后侧梁。
还有，由于每个具有多个在接合和弯曲处叠放的多个部件，前侧梁和后侧梁在硬度或刚度上被增强。

Claims (5)

1.一种位于车辆每一侧的一对互补侧梁，其沿车辆的纵向方向延伸，并适于在位于车厢内部前部的前隔板的下面延伸，该侧梁的特征在于包括：
适于从车辆前部向后延伸的前侧梁，其超过沿该前隔板的垂直壁延伸的虚线平面；
适于从车辆后部向前延伸、超过该虚线平面的后侧梁，该后侧梁具有沿车辆纵向方向延伸的表面并搭接和接合于前侧梁，
其中该前侧梁包括具有前部上壁、前部下壁和前部内侧壁的内部件以及具有前部外侧壁的外部件，
其中该后侧梁的前端包括底壁、后部内侧壁和后部外侧壁，该底壁接合于该前部下壁，该后部内侧壁接合于该前部内侧壁，以及该后部外侧壁接合于该前部外侧壁，以及
其中该后侧梁包括上部件和下部件，该上部件具有所述底壁、所述后部内侧壁和所述后部外侧壁，用于与该前隔板一起形成封闭部分，该下部件从下面覆盖该上部件。
2.根据权利要求1的侧梁，其特征在于，该上部件穿进该前侧梁到该下部件前部的位置。
3.根据权利要求1的侧梁，其特征在于，该下部件在其外边缘具有下部上突缘，该下部上突缘的前端被设置在内部件的前部上壁的外边缘上内部上突缘的后端和外部件的前部外侧壁的上侧上的外部上突缘之间。
4.根据权利要求1的侧梁，其特征在于，该下部件从上部件的后部外侧壁向外延伸，用于接合在前隔板的外端。
5.根据权利要求3的侧梁，其特征在于，该上部件在后部外侧壁的上边缘上具有上部向外突缘，该上部向外突缘的前端用于接合设置在下部上突缘和搭接后部外侧壁的下部外侧壁的上端之间的支架部分。
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