CN106114648A - 门槛结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的门槛结构。门槛结构包括：外部构件，如沿车辆的横向所见侧向定位在外部构件内侧的内部构件，以及侧向定位在外部构件与内部构件之间的加强构件。内部构件的上端部在第一连接部内附接于加强构件。外部构件的上端部在第二连接部内附接于加强构件，第二连接部竖直定位在第一连接部下方且与第一连接部分离。内部构件的下端部在第三连接部内附接于加强构件并附接于外部构件的下端部，第三连接部竖直定位在第一连接部和第二连接部下方且与第一连接部和第二连接部分离。加强构件以直的方式或实质上直的方式在第二连接部与第三连接部之间延伸。本发明还涉及包括这种门槛结构的车辆。

Description

门槛结构
技术领域
本发明涉及用于车辆的门槛结构。本发明还涉及包括这种门槛结构的车辆。
背景技术
根据法律，所有新车型在不同国家或地区在其销售之前必须通过某种安全试验和认证过程，例如侧向碰撞试验如柱侧碰撞试验。
现有技术已经公开了具有改进的侧向碰撞表现的若干用于车辆的加强结构。例如，美国专利5443297公开了车身具有侧外部面板的侧部结构，其中侧门槛外部构件和柱状外部构件一体地形成。通过侧门槛内部构件和侧门槛加强构件形成第一封装横截面构件。通过连接侧门槛外部构件与侧门槛加强构件来形成第二封装横截面构件。
发明内容
本发明的目的是克服或改善现有技术中的至少一个缺点或提供有用的可选方案。
通过权利要求1的主题可实现上述目的。在所附从属权利要求、下面的说明书和附图中阐述实施例。
因此，在本发明的第一方面中，提供了一种用于车辆的门槛结构。所述门槛结构包括：外部构件，如沿所述车辆的横向所见侧向定位在所述外部构件内侧的内部构件，以及侧向定位在所述外部构件与所述内部构件之间的加强构件。所述内部构件的上端部在第一连接部内附接于所述加强构件。所述外部构件的上端部在第二连接部内附接于所述加强构件，所述第二连接部竖直定位在所述第一连接部下方且与所述第一连接部分离。所述内部构件的下端部在第三连接部内附接于所述加强构件并附接于所述外部构件的下端部，所述第三连接部竖直定位在所述第一连接部和所述第二连接部下方且与所述第一连接部和所述第二连接部分离。
门槛结构形成车身的一部分。门槛结构沿车辆的纵向在前门开口和后门开口下方延伸。所述纵向与车辆的常规行驶方向重合。还具有在车辆内侧向延伸的横向。横向垂直于纵向。竖直方向垂直于横向和纵向。
门槛结构可作为独立单元被制造和销售。此处使用的方向与门槛结构安装在车辆内时有关。然而，例如在门槛结构的制造、储存和运输期间，它可能呈现另一种定向。
沿竖直方向可见，第一连接部位于第二连接部的竖直上方，即处于更高的竖直水平处。第二连接部随后竖直定位在第三连接部上方。第一、第二和第三连接部彼此分离。
外部构件、内部构件和加强构件沿车辆的纵向延伸长达门槛结构的一部分、主要部分或全长。藉此，第一、第二和第三连接部也沿车辆的纵向延伸长达门槛结构的一部分、主要部分或全长。
加强构件以直的方式或实质上直的方式在第二连接部与第三连接部之间延伸。加强构件优选也以直的方式或实质上直的方式在第一连接部与第二连接部之间延伸。更优选地，加强构件以直的方式或实质上直的方式在第一连接部与第三连接部之间延伸。以直的方式或实质上直的方式延伸被诠释为加强构件延伸而无使得加强构件的延伸方向改变超过20度的任何弯曲度或曲率。优选地，没有使得加强构件的延伸方向改变超过10度的弯曲度或曲率。加强构件例如可在第二连接部与第三连接部之间延伸最短距离或实质上最短距离。这在观察门槛结构的横向横截面轮廓时是最容易看到的。
第一、第二和/或第三连接部可被点焊或激光焊接。作为可选方案，可使用粘合剂或任何已知的紧固机构例如铆钉。第一连接部可形成风索凸缘。第三连接部可形成门槛底部凸缘。
对于外部构件使用独立第二连接部的优点是大部分侧面冲击载荷将被第二连接部所吸收，因此第一连接部受到比外部构件和内部构件在相同连接部内附接的情况下更少的荷载。
如上所述，包括外部构件的第二连接部竖直定位在第一连接部下方。特别地，外部构件的上缘可竖直定位在第一连接部下方且与其分离，使得外部构件不在第一连接部内。这在观察门槛结构的横向横截面轮廓时是最容易看到的。
加强构件可以在第一连接部与第三连接部之间以与竖直方向成小角α延伸。角度α在与竖直方向成+/-15度的范围内，优选在+/-10度的范围内，更优选在+/-5度的范围内。该角度α是第二连接部定位在第三连接部侧向外部或侧向内部的结果。在第二连接部竖直定位在第三连接部上方而无任何侧向差异的情形下，加强构件可在第一连接部与第三连接部之间实质上竖直或竖直地延伸，即沿竖直方向延伸。
内部构件的横向横截面轮廓可包括实质上竖直延伸且与加强构件间隔开的侧壁部分，例如与竖直方向成+/-15度的范围内，优选在+/-10度的范围内，更优选在+/-5度的范围内。内部构件向内即沿从加强构件以及第一和第三连接部进入车辆客舱的方向凸出。内部构件的一部分和加强构件的一部分可形成竖直定位在第一连接部与第三连接部之间的内部腔室。
外部构件的横向横截面轮廓可包括实质上竖直延伸且与加强构件间隔开的侧壁部分，例如与竖直方向成+/-15度的范围内，优选在+/-10度的范围内，更优选在+/-5度的范围内。外部构件向外即沿从加强构件以及第二和第三连接部背离车辆客舱的方向凸出。外部构件的一部分和加强构件的一部分可形成竖直定位在第二连接部与第三连接部之间的外部腔室。
外部构件的横向横截面轮廓可包括凹口，其优选在横向横截面轮廓内形成台阶。凹口改善了外部构件的强度性能。此外，凹口使得其它构件可被包含在形成于外部构件与外部面板之间的空间内，该外部面板进一步描述如下。
外部构件可包括或由比内部构件更坚固的材料组成。外部构件可具有至少1300MPa的抗拉强度。
内部构件和/或加强构件可包括或由比外部构件更易延展的材料组成。内部构件和/或加强构件的断裂伸长率可被选择为高于10％。
外部构件和内部构件的材料可被特意地选择，使得外部构件的材料被选择为比内部构件的材料更坚固，同时内部构件的材料被选择为比外部构件的材料更易延展。加强构件还可包括比外部构件的材料更易延展的材料。不同种类的材料可用于外部构件和内部构件，例如两个不同种类的钢。由于可使用两种不同的材料，可彼此独立地选择相应的外部构件和内部构件的材料性质。
如果车辆在门槛结构处受到柱侧碰撞的状况，柱杆可能侧向向内压迫门槛结构进入车辆客舱。门槛结构的外部将受到压力荷载，同时门槛结构的内部将受到拉伸荷载。因此，如上所述，外部构件更坚固并且内部构件更易延展是有利的。因此，由于内部构件的高延展性，门槛结构将弯曲而非破裂，或它至少实质上不太可能破裂。因此，门槛结构将提高车辆幸免于侧面碰撞而免遭客舱侵入的能力。
门槛结构可进一步包括如沿车辆横向所见侧向定位在外部构件外侧的外部面板构件，该外部面板构件在第一连接部处附接于加强构件。
作为选项，加强体可定位在由内部构件和加强构件形成的内部腔室内。加强体沿车辆的纵向延伸长达门槛结构长度的一部分、门槛结构的主要部分或全长。
加强体可为挤压型材，优选挤压铝型材。铝是适宜的材料，因为它擅长吸收能量，这在碰撞情况下是有利的，而且具有相对较低的重量。
加强体可竖直延伸至少至第二连接部的下端。因此，可通过外部构件的实质上横向延伸部分和加强体形成横向荷载路径。
加强体可包括至少一个实质上沿横向延伸的壁。加强体可包括例如一个或两个沿横向延伸的外壁和/或至少一个沿横向延伸的内壁。
在本发明的第二方面中，提供了包括此处描述的门槛结构的车辆。
附图说明
下面通过非限制性示例参照附图进一步说明本发明，其中：
图1是根据本发明包括根据本发明的门槛结构的车辆的侧视图。
图2是根据本发明的门槛结构的横向横截面图。
图3是根据本发明的另一门槛结构的横向横截面图。
应该注意附图不一定是按比例描绘的并且本发明的某些特征的尺寸为了清楚起见可能被放大。
具体实施方式
下面将通过实施例例示本发明。然而应当认识到包括的实施例仅为阐述本发明的原理而非对本发明由所附权利要求所限定的范围的限制。来自两个或更多实施例的细节可彼此合并。
图1示出根据本发明的车辆10的侧视图。车辆10包括根据本发明形成车辆10的一部分车体的门槛结构12。虽然图1中仅可见一个侧向侧面，但在车辆10的两个侧向侧面处通常都具有门槛结构12。
门槛结构12在前门开口14和后门开口16下方沿车辆10的纵向L延伸。纵向L与车辆10的常规驾驶方向重合。还具有在车辆10内侧向延伸的横向T。横向T垂直于纵向L。竖直方向V垂直于横向T和纵向L。
图2示出图1的门槛结构12的横向横截面。门槛结构12包括外部构件18、内部构件20和加强构件22。外部构件18、内部构件20和加强构件22沿车辆10的纵向L延伸长达门槛结构12的一部分、主要部分或全长。内部构件20如沿车辆10的横向T所见侧向定位在外部构件18内侧。加强构件22如沿横向T所见侧向定位在外部构件18与内部构件20之间。门槛结构12还包括侧向定位在外部构件18外侧的外部面板构件24，该外部面板构件24也沿车辆10的纵向L延伸。
内部构件20形成上凸缘26的上端部在第一连接部30内例如通过点焊或激光焊接附接于加强构件22的内向表面28。外部构件24形成上凸缘32的上端部例如通过点焊或激光焊接附接于加强构件22的外向表面34。内部构件20的上凸缘26和外部面板构件24的上凸缘32连同附接于其的加强构件22的一部分形成风索凸缘36。
外部构件18形成上凸缘38的上端部在第二连接部40内例如通过点焊或激光焊接附接于加强构件22的外向表面34。第二连接部40竖直定位在第一连接部30下方且与其分离。特别地，外部构件18的上缘41竖直定位在第一连接部30下方且与其分离，使得外部构件18不在风索凸缘36内。
内部构件20形成下凸缘42的下端部在第三连接部46内附接于加强构件22和外部构件18形成下凸缘44的下端部，所述第三连接部竖直定位在第一连接部30和第二连接部40下方且与其分离。第三连接部46形成门槛结构12的门槛底部凸缘。
内部构件20的一部分和加强构件22的一部分形成竖直定位在第一连接部30与第三连接部46之间的内部腔室48。外部构件18的一部分和加强构件22的一部分形成竖直定位在第二连接部40与第三连接部46之间的外部腔室50。
加强构件22以直的方式或实质上直的方式在第一连接部30与第三连接部46之间延伸，在所示实施例中与竖直方向V成小角α。角度α在与竖直方向成+/-15度的范围内，优选成+/-10度的范围内，更优选成+/-5度的范围内。该角度α在所示实施例中是第二连接部38侧向定位在第三连接部46外部的结果。然而，第二连接部38侧向定位在第三连接部46内部也是可行的。在第二连接部38竖直定位在第三连接部46上方而无任何侧向差异的情形下，加强构件22也可实质上竖直或竖直地延伸。加强构件22以直的方式或实质上直的方式延伸而无任何曲率或弯曲度。特别地，没有使加强构件22的延伸方向改变超过20度的锐弯。
内部面板构件20包括实质上竖直延伸且与加强构件22间隔开的侧壁部分52。因此内部腔室48具有实质上梯形的横向横截面形状，其中侧壁部分52是两个实质上平行的侧边中更短的那个。如果其它壁部分接近横向，如所示示例，则内部腔室48甚至可以具有实质上矩形的横向横截面形状。
外部构件18包括实质上竖直延伸并且与加强构件22间隔开的侧壁部分54。外部构件18的侧壁部分54包括在外部构件18的横截面轮廓内提供台阶的凹口56，这有利于外部构件18的强度性能。此外，凹口56使得其它构件可包含在形成于外部构件18与外部面板24之间的空间内。
除了凹口56外，外部腔室50具有实质上梯形的形状，其中侧壁部分54是两个实质上平行的侧边中更短的那个。由于第二连接部40竖直定位在第一连接部30下方，外部腔室50的横截面积通常小于内部腔室48的横截面积。
外部构件18和内部构件20的材料可被特意地选定，使得外部构件18的材料被选择为比内部构件20的材料更坚固，同时内部构件20的材料被选定为比外部构件18的材料更易延展。加强构件22也可以包括比外部构件18的材料更易延展的材料。不同种类的材料可用于外部构件18和内部构件20，例如两种不同的钢。由于可使用两种不同的材料，可彼此独立地选择相应的外部构件18和内部构件20的材料性质。
如果车辆10在门槛结构12处受到柱侧碰撞的状况，柱杆可能侧向向内压迫门槛结构12进入车辆客舱。门槛结构12的外部将受到压力荷载，同时门槛结构12的内部将受到拉伸荷载。因此，如上所述，外部构件18更坚固并且内部构件20更易延展是有利的。因此，由于内部构件20的高延展性，此处描述的门槛结构12将弯曲而非破裂，或它至少实质上不太可能破裂。因此门槛结构12将提高车辆10幸免于侧面碰撞而免遭客舱侵入的能力。
可选地，加强体58可定位在内部腔室48内，如图3所示。加强体58沿车辆10的纵向L延伸长达门槛结构12长度的一部分、门槛结构12长度的主要部分或全长。在所示实施例中，加强体58是挤压铝型材。铝是适宜的材料，因为它擅长吸收能量，这在碰撞的情形下是有利的，而且它具有相对较低的重量。
加强体58包括实质上沿横向T延伸的至少一个壁。在所示实施例中，具有两个横向延伸的外壁60、62和两个也横向延伸的内壁64、66。加强体58竖直延伸至少至第二连接部40的下端67。在所示示例中，它稍微竖直地延伸至下端上方。
外部构件18定位在第二连接部40附近的部分68实质上横向延伸，与水平线成角度β，角度β优选在0-15度之间。该部分68实质上与加强体58的上外壁60对齐。如果车辆10受到侧面碰撞的情况，该部分68可与加强体58的横向延伸壁60、62、64、66——在该实施例中特别是上外壁60——共同形成荷载路径，该荷载路径适合于吸收至少部分沿横向T的力。
由于外部构件18以其自身的单独连接部即第二连接部40附接于加强构件22，所以能够使用小角β，因此提供了实质上横向的荷载路径。这种小角β对于根据本发明的其它门槛结构12也是有利的，也包括不具有任选的加强体58的门槛结构，例如图2示出的门槛结构12。所述部分68将提供用于吸收至少部分沿横向T的力的荷载路径。
作为在内部腔室48内提供加强体58的可选或补充方案，加强体例如挤压铝型材可设置在外部腔室50内。
对于外部构件18使用独立第二连接部40的优点是大部分侧面冲击载荷将被第二连接部40所吸收，因此第一连接部30受到比外部构件18和内部构件20在相同连接部内附接的情况下更少的荷载。那么第一连接部30可能更易延展并且第二连接部40更坚固。
在所附权利要求范围对内本发明的进一步改进是可行的。同样地，本发明不应当被认为是受到此处所述实施例和附图的限制。相反地，本发明的全部范围应当参照说明书和附图由所附权利要求确定。

Claims (14)

1.一种用于车辆(10)的门槛结构(12)，所述门槛结构(12)包括：
-外部构件(18)，
-如沿所述车辆(10)的横向(T)所见侧向定位在所述外部构件(18)内侧的内部构件(20)，
-如沿所述车辆(10)的所述横向(T)所见侧向定位在所述外部构件(18)与所述内部构件(20)之间的加强构件(22)，
其中所述内部构件(20)的上端部(26)在第一连接部(30)内附接于所述加强构件(22)，
所述外部构件(18)的上端部(32)在第二连接部(40)内附接于所述加强构件(22)，所述第二连接部竖直定位在所述第一连接部(30)下方且与所述第一连接部分离，
所述内部构件(20)的下端部(42)在第三连接部(46)内附接于所述加强构件(22)并附接于所述外部构件(18)的下端部(44)，所述第三连接部竖直定位在所述第一连接部(30)和所述第二连接部(40)下方且与所述第一连接部和所述第二连接部分离，
所述加强构件(22)以直的方式或实质上直的方式在所述第二连接部(40)与所述第三连接部(46)之间延伸。
2.根据权利要求1所述的门槛结构(12)，其中所述外部构件(18)的上缘(41)竖直定位在所述第一连接部(30)下方。
3.根据前述权利要求任意一项所述的门槛结构(12)，其中所述加强构件(22)在所述第一连接部(40)与所述第三连接部(46)之间以与竖直方向成角度α延伸，该角度α在+/-15度范围内，优选在+/-10度范围内，更优选在+/-5度范围内。
4.根据前述权利要求任意一项所述的门槛结构(12)，其中所述内部构件(20)的横向横截面轮廓包括实质上竖直延伸且与所述加强构件(22)间隔开的侧壁部分(52)。
5.根据前述权利要求任意一项所述的门槛结构(12)，其中所述外部构件(18)的横向横截面轮廓包括实质上竖直延伸且与所述加强构件(22)间隔开的侧壁部分(54)。
6.根据前述权利要求任意一项所述的门槛结构(12)，其中所述外部构件(18)的横向横截面轮廓包括凹口(56)，优选所述凹口(56)在所述横向横截面轮廓内形成台阶。
7.根据前述权利要求任意一项所述的门槛结构(12)，其中所述外部构件(18)包括比所述内部构件(20)更坚固的材料或由比所述内部构件(20)更坚固的材料组成。
8.根据前述权利要求任意一项所述的门槛结构(12)，其中所述内部构件(20)和/或所述加强构件(22)包括比所述外部构件(18)更易延展的材料或由比所述外部构件(18)更易延展的材料组成。
9.根据前述权利要求任意一项所述的门槛结构(12)，其中所述门槛结构(12)进一步包括如沿所述车辆(10)的所述横向(T)所见侧向定位在所述外部构件(18)外侧的外部面板构件(24)，该外部面板构件(24)在所述第一连接部(30)处附接于所述加强构件(22)。
10.根据前述权利要求任意一项所述的门槛结构(12)，其中加强体(58)定位在由所述内部构件(20)和所述加强构件(22)形成的内部腔室(48)内。
11.根据权利要求10所述的门槛结构(12)，其中所述加强体(58)是挤压型材，优选挤压铝型材。
12.根据权利要求9或10所述的门槛结构(12)，其中所述加强体(58)竖直延伸至少至所述第二连接部(40)的下端(67)。
13.根据权利要求10-12任意一项所述的门槛结构(12)，其中所述加强体(58)包括至少一个实质上沿所述横向(T)延伸的壁(60、62、64、66)。
14.一种包括根据前述权利要求任意一项所述的门槛结构(12)的车辆(10)。
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