CN217048212U - 一种包含碳纤维的轻量化车门结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种包含碳纤维的轻量化车门结构，所述包含碳纤维的轻量化车门结构包括车门内板、车门外板、车门柱、车门骨架、防撞梁、以及塑料安装板。所述车门内板和所述车门外板由碳纤维材料制成，所述车门内板和所述车门外板材料密度不大于1800kg/m3,所述车门内板厚度为2mm。所述防撞梁和所述车门骨架由铝合金材料制成，材料密度不大于2700kg/m3。所述塑料安装板由玻纤增强的聚丙烯塑料制成，材料密度不大于2700kg/m3。本实用新型中使用的碳纤维等新型材料密度小，因而使得本实用新型提供的包含碳纤维的轻量化车门结构可塑性强、设计自由度高，即使制作结构复杂的零件，也不存在冲压成型困难的限制。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种包含碳纤维的轻量化车门结构。
背景技术
现如今，汽车制造业蓬勃发展，人们对汽车重量轻量化的要求已经称为全球汽车制造产品最为关注的焦点之一。传统车门结构一般会包含如下组件和零件：钢制窗框加强板（厚约1mm）、钢制外板加强板（厚约1mm）、钢制侧翼加强板（厚约1.5mm）、钢制门锁加强板（厚约1.2mm）、钢制门内外板（厚约0.7mm），钢制热成型防撞梁（厚约1.4mm），所述钢制材料的密度为7800kg/m3，这些零件组合结构复杂以及钢制材料的高密度，必然导致车门总重量的增加。与此同时，传统工艺中，各组件零件通过焊接和包边实现连接，但因为钢制材料密度大，导致零件组件的成型性有限，并且各大主机厂经过长时间的研究，已无太大的减重空间，目前亟需提出一种对于减重而言，更加有效的可行的轻量化方案。
实用新型内容
本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的。本实用新型通过提供一种包含碳纤维的轻量化车门结构，旨在解决传统车门结构复杂以及传统钢制材料密度高，导致车门总重量增加等技术问题。
本实用新型提供一种包含碳纤维的轻量化车门结构，所述包含碳纤维的轻量化车门结构包括车门内板、车门外板、车门立柱、车门骨架、防撞梁、以及塑料安装板：
所述车门立柱包括第一立柱和第二立柱；
所述车门骨架包括第一安装支架和第二安装支架；
所述防撞梁包括防撞横梁和防撞斜梁；
所述塑料安装板固定在所述车门内板上。
具体地，所述第一安装支架为长方形长板，所述第一安装支架的长板也可为其他形状。
具体地，所述车门立柱的所述第一立柱安装在远离车门铰链一侧，所述车门立柱的所述第二立柱安装在靠近车门铰链一侧，所述第一立柱的一端和所述第二立柱的一端分别垂直安装连接在所述第一安装支架的两端，所述第一立柱的另一端和所述第二立柱的另一端分别安装连接在所述防撞横梁的两端，连接方式为焊接或胶粘连接。
具体地，所述防撞斜梁的一端连接在第一立柱上，另一端连接在第一安装支架上，连接方式为焊接或胶粘连接。
进一步具体地，所述第二安装支架由支撑部和延伸部组成，所述支撑部为具有中空部分的五边形长板，根据实际实施方式所需，所述中空部分可为椭圆形、长方形、五边形或其他任意形状，所述第二安装支架的五边形长板板面上安置有方形孔、椭圆形孔以及加强筋，所述方形孔为一个或一个以上，所述椭圆形孔为一个或一个以上，所述加强筋为一个或一个以上，所述延伸部为四边形长板，根据实际实施方式所需，所述延伸部也可为三角形、五边形或其他形状，所述延伸部上也安置有加强筋。
进一步具体地，所述第二安装支架的支撑部一侧边固定连接在所述防撞横梁上，连接方式为焊接或胶粘连接，与所述一侧边垂直的所述支撑部的另一侧边固定连接在所述第二立柱上，连接方式为焊接或胶粘连接；所述延伸部与所述第一安装支架和所述防撞斜梁的一端连接，连接方式为焊接或胶粘连接。
进一步具体地，所述车门内板由碳纤维材料制成、材料密度不大于1800kg/m3，所述车门内板厚度为2mm，所述车门外板由碳纤维材料制成、材料密度不大于1800kg/m3。
进一步具体地，所述防撞横梁由铝合金材料制成、材料密度不大于2700kg/m3，所述防撞斜梁由铝合金材料制成、材料密度不大于2700kg/m3，所述第一安装支架由铝合金材料制成、材料密度不大于2700kg/m3，所述第二安装支架由铝合金材料制成、材料密度不大于2700kg/m3。
进一步优选地，所述塑料安装板由玻纤增强的聚丙烯塑料制成、材料密度不大于1500kg/m3。
本实用新型通过该车门结构采用包含碳纤维等低密度高性能的新型材料复合铝制材料，提供的轻量化车门结构骨架通过焊接骨架、胶粘实现连接。本实用新型使用的碳纤维等新型材料密度小，因而使得本实用新型提供的包含碳纤维的轻量化车门结构可塑性强、设计自由度高，即使制作结构复杂的零件，也不存在冲压成型困难的限制。本实用新型提供的包含碳纤维的轻量化车门结构能够将车门骨架做得更轻更紧凑，与相同尺寸的传统车门相比传统材料车门能减重约40%。
综上所述，本实用新型提供的一种包含碳纤维的轻量化车门结构技术方案能够有效地解决了传统车门结构复杂以及传统钢制材料密度高，导致车门总重量增加等技术问题。
附图说明
图1为传统车门结构示意图；
图2为本实用新型中一种包含碳纤维的轻量化车门结构示意图。
其中，11、钢制窗框加强板；22、钢制外板加强板；33、钢制侧翼加强板；44、钢制门锁加强板；55、钢制门内外板；66、钢制热成型防撞梁；
1、包含碳纤维的轻量化车门结构；2、车门内板；3、车门外板；4、车门立柱；5、车门骨架；6、防撞梁；7、塑料安装板；4a、第一立柱；4b、第二立柱；5a、第一安装支架；5b、第二安装支架；6a、防撞横梁；6b、防撞斜梁；8、支撑部；9、延伸部。
具体实施方式
下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅示范性地说明实施和使用本实用新型的特定方式，而非限制本实用新型的保护范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
注意到，附图不仅用于本实用新型的解释和说明，必要时还有助于本实用新型的限定。通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。
下面将结合附图和实施方式对本实用新型的一种包含碳纤维的轻量化车门结构作进一步详细说明。
如图1所示，传统车门结构一般会包含如下组件和零件：钢制窗框加强板11（厚约1mm）、钢制外板加强板22（厚约1mm）、钢制侧翼加强板33（厚约1.5mm）、钢制门锁加强板44（厚约1.2mm）、钢制门内外板55（厚约0.7mm），钢制热成型防撞梁66（厚约1.4mm），所述钢制材料的密度为7800kg/m3，这些零件组合结构复杂以及钢制材料的高密度，必然导致车门总重量的增加。
如图2所示，本实用新型提供一种包含碳纤维的轻量化车门结构1，所述包含碳纤维的轻量化车门结构1包括车门内板2、车门外板3、车门立柱4、车门骨架5、防撞梁6、塑料安装板7。
车门内板2是包含碳纤维的轻量化车门结构1的主体部件，其位于车门框架的下方，车门内板2和车门框架共同构成了车窗升降的区域。
车门外板3覆盖在车门内板2的外侧，车门内板2朝向车厢内侧，即乘员所在区域，而车门外板3朝向车辆的外侧。车门内板2、车门外板3都大致呈矩形，以适配车辆框架的形状为准。
车门立柱4设置于车门内板2的侧边位置，且位于车门内板2靠近车门铰链的一侧侧边。车门立柱4为长条形柱状结构部件，其平行于车门内板2的宽度方向延伸。作为本实用新型的一种实施方式，所述车门立柱4包括第一立柱4a和第二立柱4b。
车门骨架5设置于车门内板2的中部和下部区域。作为本实用新型的一种实施方式，所述车门骨架5包括第一安装支架5a和第二安装支架5b。第一安装支架5a位于车门内板2的下部区域，第二安装支架5b位于车门内板2的中部区域。
防撞梁6固定在车门内板2的整个中部区域，起到对车门内板2进行整体固定、加强的作用。
所述塑料安装板7固定在所述车门内板2上，且位于防撞梁6后方，其覆盖车门内板2的上部和中部区域。
作为本实用新型的一种实施方式，所述防撞梁6包括防撞横梁6a和防撞斜梁6b。防撞横梁6a为长条形部件，其沿车门内板2的长度方向延伸并横贯整个车门内板2的长度方向。
作为本实用新型的一种具体的实施方式，所述第一安装支架5a为长方形长板，其横向覆盖了车门内板2下部沿长度方向的整个区域，所述第一安装支架5a的长板也可为其他形状。如图2所示，所述第二安装支架5b位于车门内板2的中部靠右的区域，即车门内板2靠近车辆B柱的位置。
作为本实用新型的一种具体的实施方式，所述车门立柱4的所述第一立柱4a安装在远离车门铰链一侧，所述车门立柱4的所述第二立柱4b安装在靠近车门铰链一侧，所述第一立柱4a的一端和所述第二立柱4b的一端分别垂直安装连接在所述第一安装支架5a的两端，所述第一立柱4a的另一端和所述第二立柱4b的另一端分别安装连接在所述防撞横梁6a的两端，连接方式为焊接或胶粘连接。
作为本实用新型的一种具体的实施方式，所述防撞斜梁6b的一端连接在第一立柱4a上，另一端连接在第一安装支架5a上，连接方式为焊接或胶粘连接。
作为本实用新型的一种具体的实施方式，所述第二安装支架5b由支撑部8和延伸部9组成，所述支撑部8为中空的五边形长板，根据实际实施方式所需，所述中空部分可为椭圆形、长方形、五边形或其他任意形状，所述第二安装支架5b的五边形长板板面上安置有方形孔、椭圆形孔以及加强筋，所述方形孔为一个或一个以上，所述椭圆形孔为一个或一个以上，所述加强筋为一个或一个以上，所述延伸部9为四边形长板，根据实际实施方式所需，所述延伸部9也可为三角形、五边形或其他形状，所述延伸部9上也安置有加强筋。
作为本实用新型的一种具体的实施方式，所述第二安装支架5b的支撑部8一侧边固定连接在所述防撞横梁6a上，连接方式为焊接或胶粘连接，与所述一侧边垂直的所述支撑部8的另一侧边固定连接在所述第二立柱4b上，连接方式为焊接或胶粘连接；所述延伸部9与所述第一安装支架5a和所述防撞斜梁6b的一端连接，连接方式为焊接或胶粘连接。
作为本实用新型的一种具体的实施方式，所述车门内板2由碳纤维材料制成、材料密度不大于1800kg/m3，所述车门内板厚度为2mm，所述车门外板3由碳纤维材料制成、材料密度不大于1800kg/m3。
作为本实用新型的一种具体的实施方式，所述防撞横梁6a由铝合金材料制成、材料密度不大于2700kg/m3，所述防撞斜梁6b由铝合金材料制成、材料密度不大于2700kg/m3，所述第一安装支架5a由铝合金材料制成、材料密度不大于2700kg/m3，所述第二安装支架5b由铝合金材料制成、材料密度不大于2700kg/m3。
作为本实用新型的一种具体的实施方式，所述塑料安装板7由玻纤增强的聚丙烯塑料制成、材料密度不大于1500kg/m3。
本实用新型的技术优点在于该车门结构采用包含碳纤维等低密度高性能的新型材料复合铝制材料，提供的轻量化车门结构骨架通过焊接骨架、胶粘实现连接。
本实用新型实现的有益技术效果为：使用的碳纤维等新型材料密度小，因而使得本实用新型提供的包含碳纤维的轻量化车门结构可塑性强、设计自由度高，即使制作结构复杂的零件，也不存在冲压成型困难的限制。本实用新型提供的包含碳纤维的轻量化车门结构能够将车门骨架做得更轻更紧凑，与相同尺寸的传统车门相比传统材料车门能减重约40%。
在本说明书中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等方向性表述不是绝对的。当各个部件如图所示布置时，这些方向性表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向性表述也相应改变，但上述方位词并不用于限制本实用新型。
以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施方式技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种包含碳纤维的轻量化车门结构，其特征在于，所述包含碳纤维的轻量化车门结构包括车门内板、车门外板、车门立柱、车门骨架、防撞梁、以及塑料安装板：
所述车门立柱包括第一立柱和第二立柱；
所述车门骨架包括第一安装支架和第二安装支架；
所述防撞梁包括防撞横梁和防撞斜梁；
所述塑料安装板固定在所述车门内板上。
2.根据权利要求1所述的包含碳纤维的轻量化车门结构，其特征在于，所述第一安装支架为长方形长板。
3.根据权利要求1所述的包含碳纤维的轻量化车门结构，其特征在于，所述车门立柱的所述第一立柱安装在远离车门铰链一侧，所述车门立柱的所述第二立柱安装在靠近车门铰链一侧，所述第一立柱的一端和所述第二立柱的一端分别垂直安装连接在所述第一安装支架的两端，所述第一立柱的另一端和所述第二立柱的另一端分别安装连接在所述防撞横梁的两端，连接方式为焊接或胶粘连接。
4.根据权利要求1所述的包含碳纤维的轻量化车门结构，其特征在于，所述防撞斜梁的一段连接在第一立柱上，另一端连接在第一安装支架上，连接方式为焊接或胶粘连接。
5.根据权利要求1所述的包含碳纤维的轻量化车门结构，其特征在于，所述第二安装支架由支撑部和延伸部组成，所述支撑部为具有中空部分的五边形长板，根据实际实施方式所需，所述中空部分可为椭圆形、长方形、五边形，所述第二安装支架的五边形长板板面上安置有方形孔、椭圆形孔以及加强筋，所述延伸部为四边形长板，根据实际实施方式所需，所述延伸部也可为三角形、五边形，所述延伸部上也安置有加强筋。
6.根据权利要求5所述的包含碳纤维的轻量化车门结构，其特征在于，所述第二安装支架的支撑部一侧边固定连接在所述防撞横梁上，连接方式为焊接或胶粘连接，与所述一侧边垂直的所述支撑部的另一侧边固定连接在所述第二立柱上，连接方式为焊接或胶粘连接；所述延伸部与所述第一安装支架和所述防撞斜梁的一端连接，连接方式为焊接或胶粘连接。
7.根据权利要求1所述的包含碳纤维的轻量化车门结构，其特征在于，所述车门内板由碳纤维材料制成，材料密度不大于1800kg/m3，所述车门内板厚度为2mm，所述车门外板为碳纤维材料制成，材料密度不大于1800kg/m3。
8.根据权利要求1所述的包含碳纤维的轻量化车门结构，其特征在于，所述防撞横梁、所述防撞斜梁、所述第一安装支架和所述第二安装支架均由铝合金材料制成，材料密度不大于2700kg/m3。
9.根据权利要求1所述的包含碳纤维的轻量化车门结构，其特征在于，所述塑料安装板由玻纤增强的聚丙烯塑料制成，材料密度不大于1500kg/m3。
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