CN104742972A - 包括铸造节点的车辆顶部结构 - Google Patents

Abstract

本发明以一个或多个实施例提供了一种车辆顶部结构，其包括带有用于承接立柱的立柱部分和用于承接车顶纵梁的车顶纵梁部分的铸造节点，所述车顶纵梁部分具有第一和第二端部，两个端部可以分别具有封闭的第一截面和封闭的第二截面。所述封闭的第一截面可以与所述封闭的第二截面不同，使得所述第一和第二端部承接不同尺寸的两个单独的车顶纵梁。当所述第一端部设置为比所述第二端部更靠近所述车辆的前部时，所述封闭的第一截面在开口部尺寸上可以大于所述封闭的第二截面。

Description

包括铸造节点的车辆顶部结构

技术领域

本公开的发明构思总体上涉及用于车辆顶部结构的铸造节点，并尤其涉及用于连接车辆B柱、车顶纵梁的两个部件以及车顶横梁的铸造节点。

背景技术

车辆的顶部总体上由众所周知为A柱、B柱、C柱以及有时D柱这样的立柱以及车顶纵梁和车顶横梁支承。该立柱位于车辆的车窗和车门之间。该B柱是决定车辆顶部强度和侧面碰撞侵入的程度的重要元件。

某些现有的B柱顶部结构包括B柱外部上支座以及分开的B柱内部上支座，其共同被连接到车顶纵梁和车顶横梁。在这个装配中，该内部和外部支座需要被焊接。此外，该车顶横梁仅仅被连接到B柱内部上支座。这些导致在产生的顶部结构中的相对较低的刚度。

如果可以提供车辆顶部结构来解决这些所指出的问题中的一个或多个，则其因此将是有利的。

发明内容

本公开的发明构思被认为已经克服了与B柱顶部结构相关联的一个或多个问题。

本发明以一个或多个实施例提供了一种车辆顶部结构，其包括带有用于承接立柱的立柱部分以及用于承接车顶纵梁的车顶纵梁部分的铸造节点，该车顶纵梁部分具有可以分别包括封闭的第一截面和封闭的第二截面的第一和第二端部。该封闭的第一截面可以与封闭的第二截面不同，使得该第一和第二端部承接不同规格和/或尺寸的车顶纵梁的两个分开的部件。

该立柱部分可以具有第一纵轴并且该车顶纵梁部分具有相对于该第一纵轴成一角度的第二纵轴。

该车顶纵梁部分可以具有位于第一和第二端部之间的中间部件，该中间部件具有封闭的截面。

该顶部结构可以进一步包括与用于连接车顶横梁的与车顶纵梁部分相邻的扩展钢板(leaf)。该扩展钢板可以制成集成到铸造节点。

该车顶纵梁部分可以部分地与该车顶纵梁无接触。

根据本发明，提供一种车辆的顶部结构，包含：

带有用于承接立柱的立柱部分和用于承接车顶纵梁的车顶纵梁部分的铸造节点，所述车顶纵梁部分具有第一和第二端部，所述第一端部具有封闭的第一截面。

根据本发明的一个实施例，其中所述第二端部具有封闭的第二截面。

根据本发明的一个实施例，其中所述封闭的第一截面在尺寸上与所述封闭的第二截面不同。

根据本发明的一个实施例，其中当所述第一端部设置为比所述第二端部更靠近车辆的前部时，所述封闭的第一截面在开口部的尺寸上大于所述封闭的第二截面。

根据本发明的一个实施例，其中所述立柱部分具有封闭的第三截面。

根据本发明的一个实施例，其中立柱部分具有第一纵轴以及所述车顶纵梁部分具有相对于所述第一纵轴成角度的第二纵轴。

根据本发明的一个实施例，其中所述角度在75度到105度之间。

根据本发明的一个实施例，其中所述车顶纵梁部分具有设置在所述第一和第二端部之间的中间部件，所述中间部件具有封闭的中间截面。

根据本发明的一个实施例，进一步包含与所述车顶纵梁部分相邻的用于连接到车顶横梁的扩展钢板。

根据本发明的一个实施例，其中所述扩展钢板被集成到所述铸造节点。

根据本发明的一个实施例，其中所述车顶纵梁部分部分地与所述车顶纵梁无接触。

根据本发明，还提供一种车辆的顶部结构，包含：

具有立柱部分和车顶纵梁部分的铸造节点，所述车顶纵梁部分具有分别带有第一和第二截面的第一和第二端部，以及所述立柱部分具有带有第三截面的第三端部；

通过所述第一端部承接的前车顶纵梁和通过所述第二端部承接的后车顶纵梁；以及

通过所述第三端部承接的立柱。

根据本发明的一个实施例，其中当所述第一端部设置为比所述第二端部更靠近车辆的前部时，所述封闭的第一截面在开口部尺寸上大于所述封闭的第二截面。

根据本发明的一个实施例，其中立柱部分具有第一纵轴以及所述车顶纵梁部分具有相对于所述第一纵轴成角度的第二纵轴，所述角度在75度到105度之间。

根据本发明的一个实施例，其中所述车顶纵梁部分具有设置在所述第一和第二端部之间的中间部件，所述中间部件具有封闭的中间截面。

根据本发明的一个实施例，进一步包含与所述车顶纵梁部分相邻的用于连接到车顶横梁的扩展钢板。

根据本发明的一个实施例，其中所述扩展钢板被集成到所述铸造节点。

根据本发明的一个实施例，其中所述车顶纵梁部分与所述车顶纵梁部分地无接触。

根据本发明，提供一种形成车辆的顶部结构的方法，包含：

将车顶纵梁和立柱连接到铸造节点，所述铸造节点包括立柱部分和车顶纵梁部分，所述车顶纵梁部分具有分别带有封闭的第一和第二截面的第一和第二端部，以及所述立柱部分具有带有封闭的第三截面的第三端部，所述车顶纵梁通过所述第一端部承接，并且所述立柱通过所述第三端部承接。

根据本发明的一个实施例，其中连接的步骤包括将前车顶纵梁连接到所述第一端部以及将后车顶纵梁连接到所述第二端部，所述前车顶纵梁在尺寸上与所述后车顶纵梁不同。

以上的优点以及其他的优点和特征在以下连同附图对实施例的详细说明中将是显而易见的。

附图说明

为了对本发明的实施例更完整的理解，应当参考附图中更详细地阐释的和下列通过示例的方式描述的实施例，其中：

图1示例性地描述了按照本发明的一个或多个实施例设置在车辆中的顶部结构；

图2示例性地描述了图1中引用的顶部结构的放大的局部视图；

图3A示例性地描述了图1中引用的顶部结构的可选择的放大的局部视图；

图3B示例性地描述了图3A中引用的顶部结构的剖视图；

图3C示例性地描述了图3A中引用的顶部结构的另一剖视图；以及

图3D示例性地描述了图3A中引用的顶部结构的再一剖视图。

具体实施方式

参照附图，相同的附图标记用于指代相同的组件。在以下说明中，各种操作参数和组件被描述用于不同构造的实施例。这些具体参数和组件作为示例被包含并且并非意在限定。

如以下将要详细说明的，本发明在一个或多个实施例中至少在立柱构造——诸如B柱构造——可以具有相对增强的刚度以使其可以坚固地连接到车顶纵梁和车顶横梁方面来说是有利的。

图1为总体上由100示出的按照本发明在一个或多个实施例中设置在车辆110中的顶部结构的正面透视图。该顶部结构100包括与B柱104和车顶纵梁106连接的铸造节点102。该铸造节点102还可以用来连接到A柱108和/或C柱114。为阐释目的，该铸造节点102使用B柱104作为可连接到该铸造节点102的立柱的代表进行更详细描述。

该顶部结构100在图2中被更详细地说明性地描述。该铸造节点102包括用于承接该立柱104的立柱部分204和用于承接该车顶纵梁106的车顶纵梁部分206。在某些情况下以及如图2中的说明性描述的，该车顶纵梁106包括两个分开的车顶纵梁部件，即前车顶纵梁106a和后车顶纵梁106b，二者分别通过车顶纵梁部分206的第一端部206a和第二端部206b承接。

由于该铸造节点102可以通过诸如铸造这样的方法制成一个整体件，所以该第一和第二端部206a、206b可以由任何适当的形状、任何适当的规格，以及任何适当的尺寸构成。在某些情况下，该第一端部206a由不同于该第二端部206b的尺寸制成。当设置在该车辆110中时，该前车顶纵梁106a可以为较大规格的和/或可以由与该后段车顶纵梁106b不同的以及相比之下更具强度的材料构成。在这个构造中，所需要的支承通过前车顶纵梁106a提供，同时多余的材料和构造成本可以通过在车辆110的后部区域提供后车顶纵梁106b来避免，此处的支承并非车辆110的内部区域强烈需要的。

通过材料的整体一件式，该铸造节点102提供了另一个益处，即该前和后车顶纵梁106a、106b不需要满足相互间的接触。这种结构参考图2被详细地示出。该车顶纵梁部分206具有由第一和第二端部206a、206b限定的纵向尺寸L1，其中Ra代表由在车顶纵梁部分206中承接的前车顶纵梁106a截取的L1的部分，Rb代表由在车顶纵梁部分206中承接的后车顶纵梁106b截取的L1的部分，以及R1代表或在前部车顶纵梁106a外部或在后部车顶纵梁106b外部的L1的剩余部分。R1的大小可以按照前车顶纵梁106a、后车顶纵梁106b、立柱104以及该铸造节点102的材料和/或大小改变。R1可以为任何适当的非零值。在某些情况下，R1为大于0.5厘米的值。

同样地，该立柱104并非必须与铸造节点102的顶端部212接触。通过图示，该立柱部分204具有由顶端部212和第三端部214限定的L2的纵向尺寸，其中Rc代表由在立柱部分204中承接的立柱104截取的L2的部分，以及R2代表在该立柱104外部的L2的剩余部分。R2的大小可以按照前车顶纵梁106a、后车顶纵梁106b、立柱104、以及铸造节点102的材料和/或大小改变。R2可以为任何适当的非零值。在某些情况下，R2为大于0.5厘米的值。

回到图2，扩展钢板208可以集成到铸造节点102来建造并被配置为承接任何适当形状和材料的车顶横梁210。通过集成，该扩展钢板208可以在铸造流程中与铸造节点102一起形成。因此，带有扩展钢板208的该铸造节点102可以通过材料的连续制成一个整体件。

图3A说明性地描述了铸造节点102的可选择的透视图。图3A中引用的铸造节点102的多个剖视图在图3B到图3D中被进一步说明性地描述。图3B说明性地描述了沿线3B’-3B截取的立柱部分204的截面。图3C说明性地描述了沿线3C’-3C截取的第一端部206a的截面。图3D说明性地描述了沿线3D’-3D截取的第二端部206b的截面。

在图3B到图3D中描述的截面可以为任何适当的几何形状。然而，该截面优选为全封闭的截面。作为一种选择被陈述的，该截面的每一个具有封闭回路的外周长而不带有有意在其间制造的开口部或间隙。

铸造节点102可以被铸造为带有连续的中空内部的结构。该中空内部可以通过图3B到图3D中引用的截面的结构示出。

参考图3B回到图3A，该立柱部分204可以被配置为包括限定了包括在其中的空腔314的壁部件304。该壁部件304可以为任何适当的厚度，其按照所需要的特定支承强度可以相应地变化。

参考图3C和图3D回到图3A，车顶纵梁部分206可以以与以上描述的立柱部分204相似的方式被配置为中空的结构。特别地，该车顶纵梁部分206可以被看到具有在第一端部206a上限定空腔316a的壁部件306a，以及具有在第二端部206b上限定空腔316b的壁部件306b。车顶纵梁部分206可以被配置为具有持续地沿着其纵轴L1自第一端部206a到第二端部206b的空腔302。由于该铸造节点102可以通过铸造形成带有核心，以制造空腔302，所以该壁厚度和沿着纵轴L1的空腔尺寸可以按需要连续地改变。

该车顶纵梁104可以使用任何已知的方法生产，这些已知的方法的非限制示例为液压成型。对于液压成型，该车顶纵梁的尺寸可以仅仅被改变到某种程度。这带来的转变是某种现有的顶部结构可以仅仅适用横跨车辆的整个前部到后部区域的单一车顶纵梁。沿着这样的车顶纵梁的整个长度，规格改变的程度通过是液压成型的成型方法被限制。因此，为适应车辆的前部件的强度需要，该车顶纵梁以对于该部件相对厚的规格形成；然而，对于车顶纵梁的后部分，这样的厚度的程度不需要是连续，其导致材料的不必要的浪费并使产生的车辆过重。

如此处所述，以及通过铸造节点102的使用，该顶部结构100不需要焊接以连接立柱104与车顶纵梁106a、106b。相应地，以及通过避免焊接，这些组件的结构强度并没有或很少弱化。这确保了在顶部112被加载了压缩力的情况下顶部结构100的强度。施加到该顶部112的载荷从该车顶纵梁106a、106b转移到最大化顶部结构100的负载能力的立柱104。

该铸造节点102可以通过半永久式模铸砂芯铸造(semi-permanentmold sand core casting)形成。在这样的方法中，铸芯为塑型体，通常由砂组成，其形成了铸造的内部部分，如同在桃肉中形成凹陷的空腔。铸芯可以具有各种角度和形状，并超过一个可以用于每次铸造。有时，铸芯的集合被构建以制造内部通道和腔室的网。

大部分的铸芯由砂形成，虽然它们还可以由陶瓷或金属构成。随着熔融金属被倒入到铸模中，该铸芯起到阴模的作用置换熔融金属。随后该金属凝固，抖开该砂芯，显露出该实体。

在一个或多个实施例中，在此提出的公开的发明克服了公知的车辆的顶部结构并且尤其是B柱顶部结构的生产所面临的挑战。然而，技术领域的技术人员将从这样的讨论中以及从附图和权利要求中容易认识到各种改变、修改和变形可以在不背离以下权利要求中所限定的本发明的真实意图和合理范围的情况下做出。

Claims (9)

1.一种车辆的顶部结构，包含：

带有用于承接立柱的立柱部分和用于承接车顶纵梁的车顶纵梁部分的铸造节点，所述车顶纵梁部分具有第一和第二端部，所述第一端部具有封闭的第一截面。

2.如权利要求1所述的顶部结构，其中所述第二端部具有封闭的第二截面。

3.如权利要求2所述的顶部结构，其中所述封闭的第一截面在尺寸上与所述封闭的第二截面不同。

4.如权利要求3所述的顶部结构，其中当所述第一端部设置为比所述第二端部更靠近车辆的前部时，所述封闭的第一截面在开口部的尺寸上大于所述封闭的第二截面。

5.如权利要求1所述的顶部结构，其中所述立柱部分具有封闭的第三截面。

6.如权利要求1所述的顶部结构，其中立柱部分具有第一纵轴以及所述车顶纵梁部分具有相对于所述第一纵轴成角度的第二纵轴。

7.如权利要求6所述的顶部结构，其中所述角度在75度到105度之间。

8.如权利要求1所述的顶部结构，其中所述车顶纵梁部分具有设置在所述第一和第二端部之间的中间部件，所述中间部件具有封闭的中间截面。

9.如权利要求1所述的顶部结构，进一步包含与所述车顶纵梁部分相邻的用于连接到车顶横梁的扩展钢板。