CN105857406B - 一种汽车转向支撑横梁总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车转向支撑横梁总成，包括转向支撑主横梁，集成在主横梁左右两端的转向支撑左、右安装总成及集成在主横梁中部的中央支撑总成、DVD左右支架等，集成在主横梁右段的PAB安装支架和手套箱支架，所述转向支撑主横梁为凹槽结构，由开口向外的第一凹槽结构和向内开口的第二凹槽结构依次相邻分段布置而成，在第一、第二凹槽内均设置有纵横交错的加强筋。本发明能够在保证转向支撑横梁总成的刚度和强度的前提下，实现转向支撑横梁总成的集成化和轻量化。

Description

一种汽车转向支撑横梁总成

技术领域

本发明涉及汽车的部件，更具体地说涉及一种汽车转向支撑横梁总成。

背景技术

转向支撑横梁位于驾驶舱前部，具有以下功能：为仪表板支架、转向柱安装支架、电器固定支架等提供承载固定点，形成仪表板骨架。安装固定仪表板并保证其强度；为线束通过提供卡扣安装点；为电气元件，如CD机、TCU、ECU、PAB等提供安装定位点，保证安装刚度；对转向柱起固定、支撑作用，保证转向支撑的刚度和强度。由于仪表板横梁上承载部件较多，这对其刚度、强度要求较高，以确保承载件的安装强度及避开共振频率。

目前市场的转向支撑横梁多为钢制管梁，如CN 104386137 A公开的“一种汽车转向支撑总成”，各种支架通过焊接与转向支撑横梁连接，存在如下缺陷：

（1）由10多个件焊接而成，包括：多个仪表板固定支架、DVD左右支架、PAB支架等，焊接部件多，工序繁琐，需要专门的焊接工装，生产周期较长，需要专门的生产空间；

（2）焊接部件较多，难以控制总成的精度；

（3）总成通过焊接而成，成型自由度小，总成重量较大，难以提升性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车转向支撑横梁总成，其能够在保证转向支撑横梁总成的刚度和强度的前提下，实现转向支撑横梁总成的集成化和轻量化。

本发明所述汽车转向支撑横梁总成，包括转向支撑主横梁，集成在主横梁左右两端的转向支撑左、右安装总成及集成在主横梁中部的中央支撑总成、DVD左右支架等，集成在主横梁右段的PAB安装支架和手套箱支架，所述转向支撑主横梁为凹槽结构，由开口向外的第一凹槽结构和向内开口的第二凹槽结构依次相邻分段布置而成，在第一、第二凹槽内均设置有纵横交错的加强筋。

进一步，所述转向支撑主横梁的两端均为开口向外的第一凹槽结构，所述转向支撑左、右安装总成分别集成在转向支撑主横梁的左右两端；所述转向支撑左安装总成包括转向支撑左安装支架、保险盒安装左支架、仪表板左下安装支架和仪表板第一安装支架；所述转向支撑右安装总成包括转向支撑右安装支架、仪表板右下安装支架、空调安装右支架、仪表板第三安装支架。

进一步，所述转向支撑左安装支架为转向支撑主横梁左端向左延伸形成的两个矩形台；仪表板第一安装支架设置在转向支撑主横梁左端内侧，并向右弯曲，所述保险盒安装左支架设置在转向支撑主横梁左端下侧，其横截面呈L型，其上端与转向支撑主横梁左端下表面连接，所述仪表板左下安装支架为向内侧伸出的凸台结构，设置在保险盒安装左支架下端部；所述转向支撑右安装支架为转向支撑主横梁右端向右延伸形成的两个矩形台；仪表板第三安装支架设置在转向支撑主横梁右端内侧，其端部向左弯折，所述仪表板右下安装支架设置在转向支撑主横梁右端下侧，为向内侧伸出的凸台结构，所述空调安装右支架为向内侧伸出的凸台结构，设置在仪表板右下安装支架与转向支撑主横梁的连接处。

进一步，所述仪表板第一安装支架和仪表板第三安装支架的外边缘均设置有翻边结构，并在仪表板第一、第三安装支架与转向支撑主横梁的连接处均设置有加强筋。

进一步，所述中央支撑总成包括呈“＞”型左竖梁及呈“＜”型的右竖梁，左竖梁和右竖梁的上端均与转向支撑主横梁连接，在左竖梁上部与右竖梁上部之间连接有空调安装横梁，使转向支撑主横梁、左竖梁上部、右竖梁上部与空调安装横梁之间形成第一框架结构，在左竖梁中部拐角处与右竖梁中部拐角处之间连接有下横梁，使空调安装横梁、左竖梁中部、右竖梁中部与下横梁之间形成第二框架结构；转向支撑右安装支架与右竖梁上部之间连接有手套箱下支架，使转向支撑主横梁、转向支撑右安装支架、手套箱下支架与右竖梁之间形成第三框架结构，第一、第二及第三框架结构相互连接。

进一步，在空调安装横梁上设置有DVD下安装支架，仪表板第二安装支架设置在空调安装横梁与下横梁之间的左竖梁上，仪表板下安装支架总成集成在左竖梁的左侧，仪表板下安装支架总成上设置有翻边，该翻边与转向支撑主横梁通过大的圆角过渡。

进一步，所述手套箱下支架也为凹槽结构，由开口向外的第一凹槽结构和向内开口的第二凹槽结构相邻分段布置而成，在第一、第二凹槽内均设置有纵横交错的加强筋。

进一步，该转向支撑横梁总成应用长碳纤或长碳纤/玻纤混杂增强尼龙复合材料整体注塑成型。

本发明具有以下优点：

（1）采用碳纤维或碳纤/玻纤混合增强复合材料，一体注塑转向支撑横梁总成，集成了转向支撑左、右安装支架，仪表板第一、第二安装支架，DVD左右支架等10余个部件，仪表板固定支架、仪表板固定台、转向支撑安装结构集成在一个横梁端凹槽结构上，出模简易，保证精度，设计结构简单。

（2）转向支撑主横梁采用开口向外的第一凹槽结构和向内开口的第二凹槽结构相邻分段布置而成，有利于控制横梁的变形，在凹槽结构中设计纵横交错加强筋结构，既有利于进一步控制变形，也保证了主横梁的强度。主横梁的左、右端为凹槽结构，可在主横梁上集成转向支撑左、右安装总成。

（3）保险盒安装左支架与仪表板左下安装支架集成的结构，有利于提升强度及控制变形，保险盒安装左支架截面呈L型，有利于提升与主横梁连接的强度及刚度。

（4）中央支撑总成包括左、右竖梁，有利于提高转向支撑横梁总成刚度，左、右竖梁的下端开口向外的凹槽结构，能够增加竖梁的强度，凹槽结构设计有利于控制变形，在左竖梁内的加强筋结构对变形控制有明显的作用；仪表板第二安装支架的凹槽连接结构上的翻边及圆角结构，既有利于提升强度，又能控制变形；仪表板下安装结构左侧翻边与主横梁连接的大圆角，有利于消除此处的应力集中：右侧的手套箱左安装结构的四个曲折面及与右横梁形成凹凸面结构，既有利于提升强度，又有利于控制变形。

（5）仪表板右下安装支架的开口向下的凹槽结构，可以保证结构强度；空调安装右支架在横梁右端凹面形成的凹槽结构，有利于提升凹面的强度。

（6）仪表板第一安装支架和仪表板第三安装支架的折面结构及两个纵向加强筋非常有利于控制变形。

（7）手套箱下支架的分段式内外开口的凹槽结构，有利于提升强度，三个相互连接的“口形”框体可以提升转向支撑右侧的强度及刚度。

（8）通过应用注塑工艺及主横梁的优化设计实现了尽可能多的集成，通过集成及结构设计，控制总成的变形，提升精度，减少装配流程。且纤维增强尼龙密度低，轻量化效果非常明显。另外，纤维增强尼龙复合材料不易腐蚀，不需要进行额外的耐腐蚀处理，只需进行简单的后续处理，可以明显降低工艺成本。

综上所述，本发明通过应用注塑类纤维增强复合材料，采用新结构，实现了转向支撑横梁总成的集成化，轻量化，同时保证了转向支撑横梁总成的刚度、强度。应用注塑工艺，简化了生产工艺，去除了金属类转向支撑的的后处理工序，明显的提高了生产效率，利用注塑工艺成型自由度大的优势，通过设计不同结构，实现总成的变形控制，保证总成变形率控制在允许范围内。

附图说明

图1为本发明的轴测图；

图2为本发明中转向支撑主横梁的主视图；

图3为本发明中转向支撑主横梁的后视图；

图4为本发明中转向支撑左安装总成的轴测图；

图5为本发明中转向支撑左安装总成另一角度的轴测图；

图6为本发明中中央支撑总成的主视图；

图7为本发明中转向支撑右安装总成的轴测图；

图8为本发明中转向支撑右安装总成另一角度的轴测图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明进行详细阐述。

参见图1，该汽车转向支撑横梁总成，包括转向支撑主横梁1，集成在主横梁左右两端的转向支撑左、右安装总成2、7，集成在主横梁中部的中央支撑总成3、DVD左、右支架4、5及空调安装左支架6，集成在主横梁左段的保险盒安装右支架9，集成在主横梁右段的PAB安装支架10和手套箱支架。该转向支撑总成应用长碳纤或长碳纤/玻纤混杂增强尼龙复合材料整体注塑成型。DVD左支架4、 DVD右支架5设计为空腔的梯形体结构，空调安装左支架6设计为空腔圆柱体结构。

参见图2和图3所示，所述转向支撑主横梁1横为凹槽结构，由开口向外的第一凹槽结构101和开口向内的第二凹槽102结构相邻分段布置而成，本实施例中，该转向支撑主横梁1由两段开口向内的第二凹槽102和三段开口向外的第一凹槽101组成，在第一、第二凹槽内均设置有纵横交错的加强筋。采用前后间隔开口方向的凹槽结构，开口方向不同的凹槽结构，其变形方向相反，相邻的相反开口的两段开口结构，变形可以相互抵消，分段越多，凹槽结构梁相反方向的变形抵消越明显，凹槽结构的变形越小，所以采用分段式前后间隔开口的U型梁结构能够有效地控制主横梁在成型过程中的变形，在凹槽内设计横向和纵向加强筋结构，既有利于进一步控制横梁在成型过程中的变形，又有利于提升强度。

参见图1、图4和图5所示，转向支撑主横梁1的两端均为开口向外的第一凹槽结构，所述转向支撑左、右安装总成分别集成在转向支撑主横梁的左右两端。所述转向支撑左安装总成包括转向支撑左安装支架201、保险盒安装左支架202、仪表板左下安装支架203和仪表板第一安装支架204。所述转向支撑左安装支架201为转向支撑主横梁左端向左延伸形成的两个矩形台。仪表板第一安装支架204设置在转向支撑主横梁左端内侧，其端部向右弯折，仪表板第一安装支架的外边缘设置有翻边结构，并在仪表板第一安装支架与转向支撑主横梁的连接处设置有两个加强筋。所述保险盒安装左支架202设置在转向支撑主横梁左端下侧，其横截面呈L型，其上端与转向支撑主横梁左端下表面连接。所述仪表板左下安装支架203为向内侧伸出的凸台结构，设置在保险盒安装左支架202下端部。

参见图7和图8所示，所述转向支撑右安装总成包括转向支撑右安装支架701、仪表板右下安装支架702、空调安装右支架703、仪表板第三安装支架704。所述转向支撑右安装支架701为转向支撑主横梁右端向右延伸形成的两个矩形台。仪表板第三安装支架704设置在转向支撑主横梁右端内侧，其端部向左弯折，仪表板第三安装支架的外边缘均设置有翻边结构，并在仪表板第三安装支架与转向支撑主横梁的连接处设置有两条加强筋。所述仪表板右下安装支架702设置在转向支撑主横梁左端下侧，为向内侧伸出的凸台结构，所述空调安装右支架703为向内侧伸出的凸台结构，设置在仪表板右下安装支架与转向支撑主横梁的连接处。

参见图1和图6所示，所述中央支撑总成包括呈“＞”型左竖梁301及呈“＜”型的右竖梁302，左竖梁301和右竖梁302的上端均与转向支撑主横梁1连接，在左竖梁上部与右竖梁上部之间连接有空调安装横梁305，使转向支撑主横梁1、左竖梁上部、右竖梁上部与空调安装横梁之间形成第一框架结构。在左竖梁中部拐角处与右竖梁中部拐角处之间连接有下横梁306，使空调安装横梁305、左竖梁中部、右竖梁中部与下横梁306之间形成第二框架结构。仪表板右下安装支架702与右竖梁302上部之间连接有手套箱下支架8，所述手套箱下支架也为凹槽结构，由开口向外的第一凹槽结构和向内开口的第二凹槽结构相邻分段布置而成，在第一、第二凹槽内均设置有纵横交错的加强筋。转向支撑主横梁1、转向支撑右安装支架、手套箱下支架8与右竖梁302之间形成第三框架结构，第一、第二及第三框架结构相互连接。

左、右竖梁设计为弯折梁结构，有利于其他部件的装配，左、右竖梁的下端设计为凹槽结构，在右竖梁下端的凹槽内设计槽形的筋状结构303，有利于强度的提升及变形的控制，为了满足装配需要，左竖梁301下端凹槽宽度较窄，此结构不利于变形的控制，为了确保左竖梁下端变形控制在允许范围内，在左竖梁下端设计加强筋结构304。

在左竖梁中部集成仪表板第二安装支架308，设计为弯折结构，固定台面通过一个凹槽结构与左竖梁连接，在凹槽结构上设计翻边及圆角，以提升强度和控制变形。在空调安装横梁305上设置有DVD下安装支架307，DVD下安装支架307左右两侧设计翻边结构，以控制变形和提升强度。仪表板下安装支架总成309集成在左竖梁301的左侧，仪表板下安装支架总成上设置有翻边，该翻边与转向支撑主横梁通过大的圆角310过渡，以消除此处的应力集中。手套箱左支架311集成在左竖梁302的右侧，因装配需要设计为凸台结构，在支架的下端因装配仪表板的需要，利用注塑工艺成型自由度大的优点，仪表板固定凹面312也进行了集成，相比金属部件，仪表板上此处固定位置可以取消一个金属支架。

Claims (7)

1.一种汽车转向支撑横梁总成，包括转向支撑主横梁（1），集成在主横梁左右两端的转向支撑左、右安装总成（2、7）及集成在主横梁中部的中央支撑总成（3）、DVD左、右支架（4、5），集成在主横梁右段的PAB安装支架（10）和手套箱支架，其特征在于：所述转向支撑主横梁（1）为凹槽结构，由开口向外的第一凹槽结构（101）和向内开口的第二凹槽结构（102）依次相邻分段布置而成，在第一、第二凹槽内均设置有纵横交错的加强筋；

所述转向支撑主横梁（1）的两端均为开口向外的第一凹槽结构，所述转向支撑左、右安装总成分别集成在转向支撑主横梁的左右两端；所述转向支撑左安装总成包括转向支撑左安装支架（201）、保险盒安装左支架（202）、仪表板左下安装支架（203）和仪表板第一安装支架（204）；所述转向支撑右安装总成包括转向支撑右安装支架（701）、仪表板右下安装支架（702）、空调安装右支架（703）、仪表板第三安装支架（704）。

2.根据权利要求1所述汽车转向支撑横梁总成，其特征在于：所述转向支撑左安装支架（201）为转向支撑主横梁左端向左延伸形成的两个矩形台；仪表板第一安装支架（204）设置在转向支撑主横梁左端内侧，其端部向右弯折；所述保险盒安装左支架（202）设置在转向支撑主横梁左端下侧，其横截面呈L型，其上端与转向支撑主横梁左端下表面连接，所述仪表板左下安装支架（203）为向内侧伸出的凸台结构，设置在保险盒安装左支架下端部。

3.根据权利要求1或2所述汽车转向支撑横梁总成，其特征在于：所述转向支撑右安装支架（701）为转向支撑主横梁右端向右延伸形成的两个矩形台；仪表板第三安装支架（704）设置在转向支撑主横梁右端内侧，并向左弯曲，所述仪表板右下安装支架（702）设置在转向支撑主横梁右端下侧，为向内侧伸出的凸台结构，所述空调安装右支架（703）为向内侧伸出的凸台结构，设置在仪表板右下安装支架与转向支撑主横梁的连接处。

4.根据权利要求3所述汽车转向支撑横梁总成，其特征在于：所述仪表板第一安装支架（204）和仪表板第三安装支架（704）的外边缘均设置有翻边结构，并在仪表板第一、第三安装支架与转向支撑主横梁的连接处均设置有加强筋。

5.根据权利要求1所述汽车转向支撑横梁总成，其特征在于：所述中央支撑总成（3）包括呈“＞”型左竖梁（301）及呈“＜”型的右竖梁（302），左竖梁和右竖梁的上端均与转向支撑主横梁（1）连接，在左竖梁上部与右竖梁上部之间连接有空调安装横梁（305），使转向支撑主横梁、左竖梁上部、右竖梁上部与空调安装横梁之间形成第一框架结构，在左竖梁中部拐角处与右竖梁中部拐角处之间连接有下横梁（306），使空调安装横梁、左竖梁中部、右竖梁中部与下横梁之间形成第二框架结构；转向支撑右安装支架与右竖梁上部之间连接有手套箱下支架（8），使转向支撑主横梁、转向支撑右安装支架、手套箱下支架与右竖梁之间形成第三框架结构，第一、第二及第三框架结构相互连接。

6.根据权利要求5所述汽车转向支撑横梁总成，其特征在于：在空调安装横梁（305）上设置有DVD下安装支架（307），仪表板第二安装支架（308）设置在空调安装横梁与下横梁之间的左竖梁上，仪表板下安装支架总成（309）集成在左竖梁（301）的左侧，仪表板下安装支架总成上设置有翻边，该翻边与转向支撑主横梁通过圆角（310）过渡。

7.根据权利要求5或6所述汽车转向支撑横梁总成，其特征在于：所述手套箱下支架（8）也为凹槽结构，由开口向外的第一凹槽结构和向内开口的第二凹槽结构相邻分段布置而成，在第一、第二凹槽内均设置有纵横交错的加强筋。