CN109677486A - 车身结构 - Google Patents

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Abstract

一种车辆底盘导轨包括沿着中心线共同延伸的管状结构和插入件。插入件至少部分地设置在所述管状结构中，并包括第一壁、与所述第一壁相对的第二壁以及横跨于所述第一壁和所述第二壁之间并附接到所述第一壁和所述第二壁的波纹状中间壁。

Description

车身结构
引言
本发明涉及一种车身结构，更具体地说，涉及一种包括能量吸收插入件的管状车身结构。
传统的车辆底盘导轨和/或管状车身结构通常由金属结构制成。在一个示例中，底盘导轨可以是相对于车辆向后延伸以接合后保险杠的侧导轨。已知的结构几乎没有减重的空间，并且可能限制调节能量吸收曲线的能力。
发明内容
根据本公开的一个非限制性实施例的车辆底盘导轨包括管状结构和插入件。管状结构沿着中心线延伸。插入件至少部分地设置在管状结构中。插入件包括第一壁、与第一壁相对的第二壁以及横跨于第一壁和第二壁之间并附接到第一壁和第二壁的波纹状中间壁。
此外，在前述实施例中，第一壁和第二壁是阶梯状的。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，第一壁和第二壁与管状结构接触。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，第一壁和第二壁各自包括与管状结构接触的多个接触段和相对于中心线从管状结构径向向内间隔开的多个凹陷段。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，多个接触段与多个凹陷段轴向交替。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，第一壁和第二壁的多个接触段中的每一个都粘附到管状结构上。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，第一壁、第二壁和中间壁形成为一个整体件。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，第一壁、第二壁和中间壁由纤维增强复合材料制成。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，中间壁的第一表面以及第一壁和第二壁限定了在第一径向方向上开口的多个第一杯部，并且中间壁的相对的第二表面以及第一壁和第二壁限定了在与第一径向方向径向相反的第二径向方向上开口的多个第二杯部。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，多个第一杯部和多个第二杯部轴向交替。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，插入件包括附接到第一壁、第二壁和中间壁并从管状结构的端部轴向向外突出以接合保险杠的能量吸收尾部。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，能量吸收尾部包括附接到第一壁、第二壁和中间壁的第一延伸部，以及形成为独立件并接合到第一延伸部的第二延伸部。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，第一延伸部和第二延伸部通常具有U形横截面，能量吸收尾部具有管状横截面。
根据另一个非限制性实施例，能量吸收插入件适于在车辆底盘导轨的管状结构和保险杠之间延伸并附接到车辆底盘导轨的管状结构和保险杠。能量吸收插入件包括褶状部和尾部。褶状部设置在车辆底盘导轨内，并沿着中心线延伸。尾部附接到褶状部，并从车辆底盘导轨轴向向外突出，以附接到保险杠。
此外，在前述实施例中，尾部包括直接附接到褶状部的第一延伸部和直接附接到第一延伸部的第二延伸部。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，褶状部和第一延伸部由复合材料制成并形成为一个整体件。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，褶状部包括第一壁、第二壁和在第一壁和第二壁之间延伸并附接到第一壁和第二壁的波纹状中间壁。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，第一壁和第二壁各自包括适于与管状结构接触的多个接触段和相对于中心线从接触段径向向内间隔开的多个凹陷段。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，多个接触段与多个凹陷段轴向交替。
在替代或附加的实施例中，在前述实施例中，中间壁的第一表面以及第一壁和第二壁限定了在第一径向方向上开口的多个第一杯部，并且中间壁的相对的第二表面以及第一壁和第二壁限定了在与第一径向方向径向相反的第二径向方向上开口的多个第二杯部。
结合附图，从下面的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。
附图说明
其它特征、优点和细节仅作为示例出现在以下实施例的详细描述中，详细描述参考附图，其中：
图1是根据本公开的作为一个非限制性示例性实施例的车辆底盘导轨的未组装透视图；
图2是车辆底盘导轨的能量吸收插入件的俯视图；
图3是沿图2中箭头3-3的方向观察到的能量吸收插入件的纵向横截面，其中增加了车辆底盘导轨的管状结构；
图4是沿图2中箭头4-4的方向观察到的能量吸收插入件的纵向横截面；
图5是沿图2中箭头5-5的方向观察到的能量吸收插入件的轴向横截面，其中增加了管状结构；
图6是穿过能量吸收插入件相对壁的接触段并沿图2中箭头6-6的方向观察到的能量吸收插入件的轴向横截面；
图7是穿过能量吸收插入件相对壁的凹陷段并沿图2中箭头7-7的方向观察到的能量吸收插入件的轴向横截面；
图8是穿过能量吸收插入件的中间壁中的排水孔并沿图2中箭头8-8的方向观察到的能量吸收插入件的轴向横截面；以及
图9是穿过尾部并沿图2中箭头9-9的方向观察到的能量吸收插入件的轴向横截面。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开以及其应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
参照图1并根据示例性实施例，车辆底盘导轨20(例如，侧导轨)可以包括管状结构22和可以附接到保险杠(未示出)的能量吸收插入件24。管状结构22和能量吸收插入件24都可以是细长的，并且通常可以沿着公共中心线C共同延伸。能量吸收插入件24可以包括设置在管状结构22中的插入部26，用于提供结构刚性，以及附接到插入件部26并从管状结构22轴向向外突出以接合例如车辆保险杠的能量吸收尾部28。插入部26通常可以是褶状的，并且当完全组装时，尾部28通常可以是管状的。可以设想和理解，能量吸收插入件24可以只是一个结构插入件，可以不包括尾部28。作为结构插入件，插入部26可以位于通常是车辆底盘的一部分的任何管状结构(例如横粱)中，所述管状结构可以受益于插入部26的结构特征。应当理解，术语“车辆底盘导轨”意味着包括任何可以包括导轨和/或管状部的车身结构。
参照图2-7，插入部26可以包括相对的第一壁和第二壁30、32(即侧壁)以及中间壁34。壁30、32和中间壁34可以是细长的，沿着中心线C纵向延伸。中间壁34可以是轴向波纹状的，横跨于第一壁30和第二壁32之间，并附接到第一壁30和第二壁32。第一壁和第二壁30、32通常可以是阶梯状的，使得每个壁30、32包括多个接触段36和多个凹陷段38。接触段36和凹陷段38可以彼此轴向交替。也就是说，每个接触段36可以通过相应的凹陷段38与下一个相邻的接触段36轴向间隔开。
当车辆底盘导轨20被完全组装时，第一壁和第二壁30、32的接触段36可以与管状结构22的相应相对的内表面40、42接触(见图5)。在一个实施例中，接触段36可以通过结构粘合剂44(例如环氧树脂)粘附到管状结构22，并且可以取决于底盘导轨20的期望能量吸收特性和结构刚度要求。壁30、32的凹陷段38与管状结构22的相应内表面40、42相对，并径向向内间隔开(见图6)。可以理解和设想，壁30、32和中间壁34的任何数量或组合的顶点可以接触管状结构22的内表面，以提供期望的能量吸收曲线和结构刚度要求。
再次参照图2和图3，能量吸收插入件24的插入部26(即褶状部)可以限定在第一径向方向(见箭头48)上开口的多个第一杯部46和在第二径向方向(见箭头52)上开口的多个第二杯部50的边界，该第二径向方向相对于中心线C与第一径向方向48径向相反。即，第二杯部50相对于第一杯部46倒置。此外，第一杯部46相对于第二杯部50轴向交替，从而使每个第一杯部46轴向邻近相应的第二杯部50。
褶状插入部26的第一杯部46具有由第一壁和第二壁30、32以及中间壁34的第一侧54(见图3)限定的边界，其位于第一壁和第二壁30、32与中间壁34的第一侧54之间。类似地，第二杯部50具有由第一壁和第二壁30、32以及中间壁34的相对的第二侧56限定的边界，其位于第一壁和第二壁30、32与中间壁34的第二侧56之间。
再次参照图2和图8，中间壁34可以包括限定用于排出液体的排水口57(即孔)的边界。这种液体可以包括雨水和/或在车辆制造过程中使用的材料处理涂层或清洗液。
再次参照图1、图3和图9，尾部28可以包括第一延伸部和第二延伸部58、60。每个延伸部58、60(即挤压罐)可以具有基本上呈U形的横截面，其中一个延伸部相对于另一个延伸部倒置。每个延伸部58、60可以包括轴向延伸的相应凸缘62、64。当组装尾部28时，凸缘62、64彼此接合，并且延伸部58、60共同大体形成管状尾部28。
管状结构22可以由金属材料(例如钢)或其他非金属材料制成。褶状插入部26可以与尾部28的第一延伸部58结合为一个整体的均质件，其可以由聚合物制成。聚合物的示例可以包括模制热塑性塑料、热固性塑料等。模制技术的示例可以包括注射模制、树脂注入、树脂转移模制、树脂注射模制、真空辅助树脂转移模制、树脂膜注入、压缩模制、注射-压缩模制和其它技术。
可选地，插入部26和第一延伸部58可以由能够注射到压缩模具中的纤维增强复合材料制成。在一个实施例中，纤维可以是碳纤维。在另一个实施例中，复合材料可以是纤维增强的纯聚合物可注射模制材料。可以预期和理解，不同的增强纤维可以用于能量吸收插入件24内的不同位置，以优化成本和性能。还可以设想和理解，在模制过程完成后，第二延伸部60附接到第一延伸部58。此外，第二延伸部60可以由与插入部26和第一延伸部58相同的材料制成。
插入部26可以由可注射模制材料通过一步成型工艺制成，而能量吸收尾部28可以由可压缩模制材料通过一步成型工艺制成。在这种情况下，插入部26和尾部28的树脂材料可以是相同的。然而，增强纤维可以不同。例如，插入部26可以是玻璃增强的可注射模制材料(例如，玻璃纤维增强尼龙)，尾部28可以是碳纤维增强的可压缩模制材料(例如，碳纤维增强尼龙)。增强纤维的其它示例可以包括碳纤维、玻璃纤维、聚芳酰胺纤维、聚乙烯纤维、有机纤维、金属纤维及其组合。
在另一个实施例中，插入部26和能量吸收尾部28可以由纤维增强热固性材料通过一步成型工艺制成。在这种情况下，插入部26和尾部28的树脂材料可以是相同的。然而，增强纤维可以不同。例如，插入部26可以是玻璃增强树脂灌注材料(例如，玻璃纤维增强环氧树脂)，尾部28可以是碳纤维增强树脂灌注材料(例如，碳纤维增强环氧树脂)。增强纤维的其它示例可以包括碳纤维、玻璃纤维、聚芳酰胺纤维、聚乙烯纤维、有机纤维、金属纤维及其组合，有可能在插入部26和能量吸收尾部28中利用纤维混合物。
能量吸收尾部28的横截面可以大于管状结构22的横截面。这样，在底盘导轨20的组装过程中，褶状插入部26可以轻易地反复轴向插入管状结构22。在操作中，在能量吸收尾部28的端部(可以是远端)附接到后保险杠66(见图1)的应用中，后冲击可以导致能量吸收尾部28轴向塌陷和/或吸收冲击能量。褶状插入部26为管状结构22提供了额外的结构强度，并且通常可以替代用于现有管状结构22的传统钢筋。能量吸收尾部28的设计和/或几何形状可以改变(即，微调)以获得期望的能量吸收曲线。可以设想和理解，在冲击下，复合尾部28可以被设计用于任何一种或多种可能包括或不包括轴向塌陷的故障模式。例如，故障模式可包括撕裂、异物、层间故障、层内故障、纤维/基体脱粘、局部屈曲、碎裂等。所述故障模式还可能取决于冲击是在基本轴向还是向前的方向上，或者以某个其他角度，以及结构内使用的材料。
本公开的优点和益处包括质量减轻和微调车辆底盘能量吸收曲线的能力。其他优点可能包括稳健的设计和与生产、检测和组装零件相关的制造成本的降低。
虽然已经参考示例性实施例描述了上述公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离其范围的情况下，可以进行各种改变，并且可以用等同物替换其元件。此外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此，本公开并不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种车辆底盘导轨，包括：
沿着中心线延伸的管状结构；以及
至少部分地设置在所述管状结构中的插入件，所述插入件包括第一壁、与所述第一壁相对的第二壁以及横跨于所述第一壁和所述第二壁之间并附接到所述第一壁和所述第二壁的波纹状中间壁。
2.根据权利要求1所述的车辆底盘导轨，其中所述第一壁和所述第二壁与所述管状结构接触。
3.根据权利要求2所述的车辆底盘导轨，其中所述第一壁和所述第二壁各自包括与所述管状结构接触的多个接触段和相对于所述中心线从所述管状结构径向向内间隔开的多个凹陷段，并且其中所述多个接触段与所述多个凹陷段轴向交替。
4.根据权利要求3所述的车辆底盘导轨，其中所述第一壁和所述第二壁的所述多个接触段中的每一个都粘附到所述管状结构上。
5.一种能量吸收插入件，其适于在车辆底盘导轨的管状结构和保险杠之间延伸并附接到所述车辆底盘导轨的所述管状结构和所述保险杠，所述能量吸收插入件包括：
设置在所述车辆底盘导轨内并沿着中心线延伸的褶状部；以及
附接到所述褶状部并从所述车辆底盘导轨轴向向外突出以附接到所述保险杠的尾部。
6.根据权利要求5所述的能量吸收插入件，其中所述尾部包括直接附接到所述褶状部的第一延伸部和直接附接到所述第一延伸部的第二延伸部。
7.根据权利要求6所述的能量吸收插入件，其中所述褶状部和所述第一延伸部由复合材料制成并形成为一个整体件。
8.根据权利要求5所述的能量吸收插入件，其中所述褶状部包括第一壁、第二壁和在所述第一壁和所述第二壁之间延伸并附接到所述第一壁和所述第二壁的波纹状中间壁。
9.根据权利要求8所述的能量吸收插入件，其中所述第一壁和所述第二壁各自包括适于与所述管状结构接触的多个接触段和相对于所述中心线从所述接触段径向向内间隔开的多个凹陷段。
10.根据权利要求9所述的能量吸收插入件，其中所述多个接触段与所述多个凹陷段轴向交替，并且其中所述中间壁的第一表面以及所述第一壁和所述第二壁限定了在第一径向方向上开口的多个第一杯部，并且所述中间壁的相对的第二表面以及所述第一壁和所述第二壁限定了在与所述第一径向方向径向相反的第二径向方向上开口的多个第二杯部。
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