CN206288085U - 车辆车身组件、b柱组件和用于b柱的碳纤维加强件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种车辆车身组件，包括：外部件，包括配合以限定U形腔的外面板和一对侧壁、以及一对第一凸缘；内部件，包括横跨U形腔的内面板以及一对第二凸缘；碳纤维部件，包括配合以限定敞开腔的花盘和一对腹板、以及一对第三凸缘，其中，碳纤维部件接收在U形腔中并且夹在内部件和外部件之间；至少一个连接花盘和外面板的第一铆钉；以及至少一个将第三凸缘中的一个连接至内面板的第二铆钉。本实用新型还提供一种B柱组件和一种用于B柱的碳纤维加强件。本实用新型的目的在于提供一种车辆车身组件，该车辆车身组件通过将所选择的部件的材料由钢变为复合材料而降低了车辆重量，从而实现在保持并提升功能性和耐久性同时使车辆更加燃料高效。
Description
技术领域
本公开涉及一种包括碳纤维部件的车辆车身组件。
背景技术
目前的监管机构和经济环境增加了在保持并提升功能性和耐久性同时使车辆更加燃料高效的重要性。降低车辆燃料消耗的一种方法是降低车辆的重量。车辆重量可以通过将所选择的部件的材料由钢变为复合材料而降低。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种车辆车身组件，该车辆车身组件通过将所选择的部件的材料由钢变为复合材料而降低了车辆重量，从而实现在保持并提升功能性和耐久性同时使车辆更加燃料高效。
根据本实用新型的一个方面，提供一种车辆车身组件，包括：外部件，外部件包括配合以限定U形腔的外面板和一对侧壁、以及一对第一凸缘，每个第一凸缘从侧壁中的一个延伸；内部件，内部件包括横跨U形腔的内面板以及一对第二凸缘，每个第二凸缘从内面板延伸并且连接至第一凸缘中的一个；碳纤维部件，碳纤维部件包括配合以限定敞开腔的花盘和一对腹板、以及一对第三凸缘，每个第三凸缘从腹板中的一个延伸，其中，碳纤维部件接收在U形腔中并且夹在内部件和外部件之间，使得花盘抵靠外面板设置，并且第三凸缘抵靠内面板设置；至少一个连接花盘和外面板的第一铆钉；以及至少一个将第三凸缘中的一个连接至内面板的第二铆钉。
根据本实用新型的一个实施例，碳纤维部件具有帽形通道截面。
根据本实用新型的一个实施例，至少一个第三凸缘限定孔，并且第二铆钉延伸穿过孔。
根据本实用新型的一个实施例，碳纤维部件进一步包括压缩成型为单体结构的多个层片。
根据本实用新型的一个实施例，车辆车身组件进一步包括设置在外面板和花盘之间并且粘合外面板和花盘的粘合剂、以及设置在每个第三凸缘和内面板之间并且将每个第三凸缘粘合至内面板的附加粘合剂。
根据本实用新型的另一方面，提供一种B柱组件，包括：外部件，外部件限定腔并且包括一对第一凸缘；内部件，内部件包括一对第二凸缘，每个第二凸缘连接至第一凸缘中的一个；以及由碳纤维形成的帽形通道加强件，帽形通道加强件设置在外部件和内部件之间的腔中，并且包括通过铆钉连接至外部件的花盘以及第三凸缘，每个第三凸缘通过铆钉连接至内部件。
根据本实用新型的一个实施例，内部件横跨腔。
根据本实用新型的一个实施例，帽形通道加强件进一步包括一对腹板，每个腹板在花盘和第三凸缘中的一个之间延伸。
根据本实用新型的一个实施例，花盘和腹板配合以限定U形腔。
根据本实用新型的一个实施例，外部件进一步包括配合以限定腔的外面板和一对侧壁，并且其中，每个第一凸缘连接至侧壁中的一个。
根据本实用新型的一个实施例，花盘连接至外面板。
根据本实用新型的一个实施例，花盘和外面板使用粘合剂连接。
根据本实用新型的一个实施例，每个第三凸缘使用粘合剂粘合至内部件。
根据本实用新型的一个实施例，第一凸缘和第二凸缘通过焊接连接。
根据本实用新型的一个实施例，帽形通道加强件进一步包括压缩成型为单体结构的多个层片。
根据本实用新型的另一方面，提供一种用于B柱的碳纤维加强件，B柱具有内部件和外部件，碳纤维加强件包括：花盘；一对腹板，腹板从花盘延伸并且与花盘配合以限定U形通道；以及一对凸缘，每个凸缘从腹板中的一个延伸，其中，碳纤维加强件被配置为夹在内部件和外部件之间，其中，花盘抵靠外部件设置，并且凸缘抵靠内部件设置。
根据本实用新型的一个实施例，每个凸缘从腹板并且远离U形通道向外延伸。
根据本实用新型的一个实施例，用于B柱的碳纤维加强件进一步包括压缩成型为单体结构的多个层片。
根据本实用新型的一个实施例，花盘限定至少一个被配置为接收用于连接花盘和外部件的铆钉的孔。
根据本实用新型的一个实施例，每个凸缘限定至少一个被配置为接收用于连接凸缘和内部件的铆钉的孔。
根据一个实施例，车辆车身组件包括外部件，外部件具有配合以限定U形腔的外面板和一对侧壁、以及一对第一凸缘，每个第一凸缘从侧壁中的一个延伸。内部件具有横跨腔的内面板、以及一对第二凸缘，每个第二凸缘从内面板延伸并且连接至第一凸缘中的一个。碳纤维部件具有配合以限定敞开腔的花盘和一对腹板、以及一对第三凸缘，每个第三凸缘从腹板中的一个延伸。碳纤维部件接收在U形腔中并且被夹在内部件和外部件之间，使得花盘抵靠外面板设置，并且第三凸缘抵靠内面板设置。至少一个第一铆钉连接花盘和外面板，并且至少一个第二铆钉将第三凸缘中的一个连接至内面板。
在一些实施例中，碳纤维部件包括压缩成型为单体结构的多个层片。碳纤维部件可具有帽形通道截面。碳纤维部件还可包括在花盘和外面板之间以及在第三凸缘和内面板之间的粘合剂。
根据另一个实施例，B柱组件包括限定腔的外部件。外部件具有一对第一凸缘。内部件具有一对第二凸缘，每个第二凸缘连接至第一凸缘中的一个。由碳纤维形成的帽形通道加强件设置在部件之间的腔中。加强件包括通过铆钉连接至外部件的花盘、以及第三凸缘，每个第三凸缘通过铆钉连接至内面板。
在一些实施例中，帽形通道加强件包括压缩成型为单体结构的多个层片。帽形通道加强件还可包括在花盘和外面板之间、以及在第三凸缘和内面板之间的粘合剂。
根据另一个实施例，用于具有内部件和外部件的B柱的碳纤维加强件包括花盘。加强件还包括一对从花盘延伸并且与花盘配合以限定U形通道的腹板。一对凸缘中的每一个从腹板中的一个延伸。加强件被配置为夹在内部件和外部件之间，其中花盘抵靠外部件设置，并且凸缘抵靠内部件设置。
在一些实施例中，碳纤维加强件包括压缩成型为单体结构的多个层片。碳纤维加强件可具有帽形通道截面。碳纤维部件还可包括在花盘和外面板之间、以及在第三凸缘和内面板之间的粘合剂。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的车辆车身组件通过将所选择的部件的材料由钢变为复合材料而降低了车辆重量，从而实现在保持并提升功能性和耐久性同时使车辆更加燃料高效。
附图说明
图1是从车辆外侧向内看的B柱组件的透视图。
图2是从车辆里面向外看的B柱组件的透视图。
图3是B柱的分解透视图。
图4是B柱的加强部件的透视图。
图5是B柱沿剖切线5-5截取的截面图。
图6是B柱沿剖切线6-6截取的截面图。
图7A是压缩限制件的侧视图。
图7B是图7A的压缩限制件的俯视图。
图8是加强部件的分解透视图。
具体实施方式
本公开的实施例在此被描述。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是实例并且其他的实施例能够采取各种可替代的形式。附图不一定按照比例；一些特征能够被放大或缩小以展示特定部件的细节。因此，本文描述的具体的结构性和功能性细节不应被解释为具有限制性，但是仅仅作为用于教导本领域中的技术人员多方面地实施本实用新型的代表性基础。如本领域中的普通技术人员将理解，参照任意附图示出和描述的各种特征能够与在一个或更多个其他附图中示出的特征进行组合以产生未明确示出和描述的实施例。所示出的特征的组合为典型的应用提供代表性的实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于特定的应用和实施方式而言是期望的。
参照图1和2，车辆20包括具有车顶纵梁组件24、下边梁组件26以及B柱组件28的车身结构22。B柱28的上端部连接至车顶纵梁24并且B柱28的下端部连接至下边梁26。B柱28包括内部件30、外部件32以及设置在内部件30和外部件32之间的加强构件(未示出)。加强构件可以是包括碳纤维或玻璃纤维的复合材料部件。例如，碳纤维具有比钢更高的强度重量比并且可以在满足或超过车辆强度要求的同时还降低车辆的重量。在一些实施例中，内部件30包括上连接支架34和下部件36。内部件30可包括一对凸缘38，并且外部件32可包括一对凸缘40。内部件30和外部件32经成型和装配使得当b柱被装配时凸缘38与凸缘40接合。凸缘38通过本领域技术人员已知的任何方式连接至凸缘40。例如，凸缘可沿一对焊接线点焊在一起。一个或多个门铰链44可连接至B柱28，使得门铰链44抵靠外部件32设置。
参照图3至图5，内部件30包括在凸缘38之间延伸的内面板46。内面板46相对于凸缘38偏置，并且每个凸缘通过台阶48连接至内面板。内面板46和台阶48配合以限定凹陷区域53。内面板46包括限定B柱28的内侧的第一表面50以及面向外部件32的第二表面52。
外部件32包括在凸缘40之间的外面板54。外面板54包括一对侧壁56，每个侧壁56在外面板54和其中一个凸缘40之间延伸。外面板54和侧壁56配合以限定U型腔58。外面板54包括形成腔58的边界的第一表面60以及限定B柱28的外侧的第二表面62。
加强部件66设置在内部件30和外部件32之间。加强件66可由碳纤维加强聚合物(或简`称碳纤维)制成。碳纤维部件66可以形成包括花盘(faceplate)68、基本垂直于花盘68延伸的腹板70以及分别从腹板70中的一个向外延伸的一对凸缘72的帽形区段。花盘68和腹板70配合以限定U形腔74。每个凸缘72限定至少一个孔口76，并且花盘68限定至少一个孔口78。
当装配时，加强部件66夹在内部件30和外部件32之间，使得加强件嵌套在U形腔58内，其中花盘68抵靠外面板54的第一表面60设置。凸缘72抵靠内部件30的第二表面52设置。加强件66的尺寸可被设置成完全适合位于由内部件30和外部件32限定的B柱内部80内。
碳纤维加强件66通过粘合剂和诸如铆钉的机械紧固件固定至内部件30和外部件32。例如，一个或多个粘合剂珠可设置在花盘68和外部件32的第一表面60之间。一个或多个粘合剂珠也可设置在每个凸缘72上，以将凸缘72粘合至内部件30的第二表面52。加强件66包括与内部件和外部件的选择孔口对准的孔口76和78。一个或多个铆钉接收在花盘68和外部件32的对准孔口中，以将加强件66机械紧固至外部件32。一个或多个铆钉86接收在凸缘72和内部件30的对准孔口中，以将加强件66机械紧固至内部件30。当被加热时，粘合剂可固化(诸如在封装或上漆过程中)。因此，铆钉固定加强件66直至粘合剂固化。这优于仅使用粘合剂的设计，因为这可加速和简化B柱28的制造。
碳纤维加强件66增加B柱的刚度和强度以符合车辆性能指标。相比于仅与内部件或外部件中的一个连接的加强件，通过将加强件66连接至内部件30和外部件32可以得到更硬的区段。
参照图6，外部件32和加强件66还可通过门铰链螺栓90连接。门铰链44可通过一对螺栓90和一对螺母92连接至第二表面62。螺栓90延伸穿过铰链44、外部件32以及加强件66。螺母92位于U形腔74内。内部件30可包括用于为螺母92提供通道的开口。为了防止碳纤维加强件66中的蠕变，压缩限制件94可设置在限定在花盘68中的孔口中。压缩限制件94通过转移直接作用在螺栓头部和螺母之间的压缩力的一部分来减小作用在加强件66上的力，以减小作用在碳纤维部件66上的应力，从而防止蠕变。
参照图7A和图7B，每个压缩限制件94包括可为环状的头部96和从头部延伸的套筒98。套筒98可为圆柱形筒。头部96和套筒98配合以限定用于接收螺栓90的孔100。通常，压缩限制件由金属(诸如钢)制成。当紧固件被安装时，螺栓头部接合头部96并且套筒98接合螺母92。
参照图8，碳纤维加强件66可多个非卷曲织物或编织的碳纤维层(织物层)制成。织物层也被称为层片。每层的碳纤维丝可相对于B柱28的纵向轴线以0°/60°/-60°定向放置。在0°方向上可以有最大的丝含量。例如，50％的丝可在0°方向(即，纵向方向)上，25％的丝在60°方向上，并且25％的丝在-60°方向上。
碳纤维加强件66可由压缩成型以形成成品部分的六层预浸渍层片102形成。在示例性的过程中，碳纤维加强件66可通过将每个层片第一次切割成适当形状并且将层片堆叠在彼此的顶部来制造。然后层片的堆叠件装载到烤箱中并且加热至大约60–90℃以软化预浸渍树脂。然后堆叠件被装载到预制工具中，其粗略地使堆叠件成型为预制零件。在预制件在工具中冷却后，将预制零件放置在成型工具中，其中加热并施加压力以使层片成型为单体式碳纤维加强件66。敞开通道区段(例如，帽形区段)允许碳纤维部件66被压缩成型并大批量生产。具有不能压缩成型的闭合箱体区段的加强件不适合大批量生产。
压缩成型工艺适合大批量生产碳纤维部件。这使得其相比于诸如树脂传递模塑成型(其更加耗时并且昂贵，而且仅适用于较低容量的产品)的其他解决方案更加经济可行。
尽管以上描述了示例性的实施例，但是并不意味着这些实施例描述由权利要求所包含的所有可能形式。在说明书中使用的文字为描述性的而非限制性的，并且应当理解，在不背离本公开的精神和范围的情况下可进行多种改变。如前所述，不同实施例的特征可进行组合以形成未明确描述或说明的进一步的实施例。尽管多个实施例被提供是由于其可提供优势或关于一个或更多个期望特性优于其他的实施例或现有技术，但是本领域中的普通技术人员会意识到，可将一个或多个特征或特性折衷以实现整体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可包括但不限制于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、工艺性、易于装配性等。因此，关于一个或更多个特性相比于其他的实施例或现有技术实施方式不太合意的实施例并不在本公开的范围之外并且对于特定的应用能够是被期望的。
Claims (20)
1.一种车辆车身组件，其特征在于，包括：
外部件，所述外部件包括配合以限定U形腔的外面板和一对侧壁、以及一对第一凸缘，每个所述第一凸缘从所述侧壁中的一个延伸；
内部件，所述内部件包括横跨所述U形腔的内面板以及一对第二凸缘，每个所述第二凸缘从所述内面板延伸并且连接至所述第一凸缘中的一个；
碳纤维部件，所述碳纤维部件包括配合以限定敞开腔的花盘和一对腹板、以及一对第三凸缘，每个所述第三凸缘从所述腹板中的一个延伸，其中，所述碳纤维部件接收在所述U形腔中并且夹在所述内部件和所述外部件之间，使得所述花盘抵靠所述外面板设置，并且所述第三凸缘抵靠所述内面板设置；
至少一个连接所述花盘和所述外面板的第一铆钉；以及
至少一个将所述第三凸缘中的一个连接至所述内面板的第二铆钉。
2.根据权利要求1所述的车辆车身组件，其特征在于，所述碳纤维部件具有帽形通道截面。
3.根据权利要求1所述的车辆车身组件，其特征在于，至少一个所述第三凸缘限定孔，并且所述第二铆钉延伸穿过所述孔。
4.根据权利要求1所述的车辆车身组件，其特征在于，所述碳纤维部件进一步包括压缩成型为单体结构的多个层片。
5.根据权利要求1所述的车辆车身组件，其特征在于，进一步包括设置在所述外面板和所述花盘之间并且粘合所述外面板和所述花盘的粘合剂、以及设置在每个所述第三凸缘和所述内面板之间并且将每个所述第三凸缘粘合至所述内面板的附加粘合剂。
6.一种B柱组件，其特征在于，包括：
外部件，所述外部件限定腔并且包括一对第一凸缘；
内部件，所述内部件包括一对第二凸缘，每个所述第二凸缘连接至所述第一凸缘中的一个；以及
由碳纤维形成的帽形通道加强件，所述帽形通道加强件设置在所述外部件和所述内部件之间的所述腔中，并且包括通过铆钉连接至所述外部件的花盘以及第三凸缘，每个所述第三凸缘通过铆钉连接至所述内部件。
7.根据权利要求6所述的B柱组件，其特征在于，所述内部件横跨所述腔。
8.根据权利要求6所述的B柱组件，其特征在于，所述帽形通道加强件进一步包括一对腹板，每个所述腹板在所述花盘和所述第三凸缘中的一个之间延伸。
9.根据权利要求8所述的B柱组件，其特征在于，所述花盘和所述腹板配合以限定U形腔。
10.根据权利要求6所述的B柱组件，其特征在于，所述外部件进一步包括配合以限定所述腔的外面板和一对侧壁，并且其中，每个所述第一凸缘连接至所述侧壁中的一个。
11.根据权利要求10所述的B柱组件，其特征在于，所述花盘连接至所述外面板。
12.根据权利要求11所述的B柱组件，其特征在于，所述花盘和所述外面板使用粘合剂连接。
13.根据权利要求6所述的B柱组件，其特征在于，每个所述第三凸缘使用粘合剂粘合至所述内部件。
14.根据权利要求6所述的B柱组件，其特征在于，所述第一凸缘和所述第二凸缘通过焊接连接。
15.根据权利要求6所述的B柱组件，其特征在于，所述帽形通道加强件进一步包括压缩成型为单体结构的多个层片。
16.一种用于B柱的碳纤维加强件，其特征在于，所述B柱具有内部件和外部件，所述碳纤维加强件包括：
花盘；
一对腹板，所述腹板从所述花盘延伸并且与所述花盘配合以限定U形通道；以及
一对凸缘，每个所述凸缘从所述腹板中的一个延伸，其中，所述碳纤维加强件被配置为夹在所述内部件和所述外部件之间，其中，所述花盘抵靠所述外部件设置，并且所述凸缘抵靠所述内部件设置。
17.根据权利要求16所述的用于B柱的碳纤维加强件，其特征在于，每个所述凸缘从所述腹板并且远离所述U形通道向外延伸。
18.根据权利要求16所述的用于B柱的碳纤维加强件，其特征在于，进一步包括压缩成型为单体结构的多个层片。
19.根据权利要求16所述的用于B柱的碳纤维加强件，其特征在于，所述花盘限定至少一个被配置为接收用于连接所述花盘和所述外部件的铆钉的孔。
20.根据权利要求19所述的用于B柱的碳纤维加强件，其特征在于，每个所述凸缘限定至少一个被配置为接收用于连接所述凸缘和所述内部件的铆钉的孔。
Applications Claiming Priority (2)
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