DE102020213012A1

DE102020213012A1 - Karosserieverstärkungsvorrichtung für Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020213012A1
Application number: DE102020213012.4A
Authority: DE
Inventors: Won Ki SONG
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2021-10-07
Also published as: US11345408B2; CN113492925A; US20210309298A1; KR20210123876A; JP2021165117A

Abstract

Eine Karosserieverstärkungsvorrichtung für ein Fahrzeug ist an einem Verbindungspunkt bereitgestellt, an dem zahlreiche Karosserieelemente versammelt und miteinander verbunden sind, um die Karosserieelemente zu koppeln. Insbesondere weist die Karosserieverstärkungsvorrichtung auf: einen Verstärkungskörper, welcher durch einen 3D-Druckprozess in einer 3D-Gitterwerkstruktur ausgebildet ist, und mit einer Vielzahl von verlängerten Abschnitten, welche sich in Richtung der Karosserieelemente erstrecken; und ein Befestigungselement, welches durch Einsetzen des Befestigungselements in dem 3D-Druckprozess mit einem Ende jedes der verlängerten Abschnitte integral ausgebildet ist, und mit einem ersten Ende, welches in den verlängerten Abschnitt eingesetzt ist und mit dem verlängerten Abschnitt integriert ist, und einem zweiten Ende, welches an jedem der Karosserieelemente befestigt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Karosserieverstärkungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
HINTERGRUND
Die Angaben in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung bereit und stellen möglicherweise nicht den Stand der Technik dar.
Im Allgemeinen ist ein Fahrzeug generell in eine Karosserie und ein Fahrgestell aufgeteilt. Die Karosserie bildet die äußere Gestalt des Fahrzeugs und das Fahrgestell weist die wichtigsten mechanischen Vorrichtungen auf, welche zum Antrieb des Fahrzeugs erwünscht sind.
Säulen sind an den Rändern von Vordertüren und Hintertüren verbaut, welche auf gegenüberliegenden Seiten der Karosserie angeordnet sind, um die Vordertüren und die Hintertüren zu stützen. Die Säulen bilden die Gesamtform der Karosserie und erhalten eine Steifigkeit der Seiten der Karosserie aufrecht.
Die Säulen sind meist aufgeteilt in eine Vordersäule, welche in der Vorne-Hinten-Richtung eines Fahrzeugs in einem vorbestimmten Winkel so angeordnet ist, dass sie die Vordertür in Kontakt mit dem hinteren Ende eines Motorraums auf der Vorderseite der Karosserie stützt, eine Mittelsäule, welche vertikal zwischen der Vordertür und der Hintertür angeordnet ist und die Vordertür und die Hintertür und die Seite der Karosserie, welche durch die Tür offen ist, stützt, und eine Hecksäule, welche mit dem hinteren Ende der Hintertür gekoppelt ist und die Hintertür und die Hinterseite der Karosserie stützt.
Die Säulen des Fahrzeugs sind mit einer Verstärkungsvorrichtung ausgestattet, welche in Verbindung mit der Unterseite der Karosserie eine Steifigkeit der Karosserie erhöht.
Herkömmlicherweise ist eine Verstärkungsvorrichtung aus einem Material wie etwa Stahl oder Aluminium hergestellt.
Das Vorangehende ist lediglich dazu vorgesehen, das Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern, und ist nicht dazu vorgesehen, zu bedeuten, dass die vorliegende Offenbarung in den Geltungsbereich des Stands der Technik fällt, welcher dem Fachmann bereits bekannt ist.
KURZDARSTELLUNG
Die vorliegende Offenbarung steigert eine Steifigkeit einer Karosserie eines Fahrzeugs durch Herstellen eines Verstärkungskörpers in einer 3D-Gitterwerkstruktur mit einem 3D-Drucker. Außerdem steigert der Verstärkungskörper die Steifigkeit der Karosserie durch Verbinden einer Vielzahl von Karosserieelementen, welche sich von der Karosserie erstrecken.
In einer Form bzw. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Karosserieverstärkungsvorrichtung für ein Fahrzeug an einem Verbindungspunkt bereitgestellt, an dem eine Vielzahl von Karosserieelementen versammelt und miteinander verbunden sind, und eingerichtet, um eine Kopplung zwischen den Karosserieelementen durchzuführen, wobei die Karosserieverstärkungsvorrichtung aufweist: einen Verstärkungskörper, welcher mittels 3D-Drucken in einer 3D-Gitterwerkstruktur ausgebildet wird, und mit einer Vielzahl von verlängerten Abschnitten, welche sich in Richtung der Karosserieelemente erstrecken; und ein Befestigungselement, welches durch Einsetzen des Befestigungselements in einem 3D-Druckprozess mit einem Ende jedes der verlängerten Abschnitte integral ausgebildet wird, und mit einem ersten Ende, welches in den verlängerten Abschnitt eingesetzt wird und mit dem verlängerten Abschnitt integriert ist, und einem zweiten Ende, welches an jedem der Karosserieelemente befestigt wird.
Das Befestigungselement kann eine hohle Säulenform aufweisen und kann derart eingerichtet sein, dass das erste Ende mittels 3D-Drucken in den verlängerten Abschnitt des Verstärkungskörpers eingesetzt und damit integriert ist und das zweite Ende in einer Einsetzweise an dem Karosserieelement befestigt ist.
Das erste Ende des Befestigungselements kann in den verlängerten Abschnitt eingesetzt sein und der verlängerte Abschnitt kann mit dem ersten Ende des Befestigungselements integriert sein und gleichzeitig eine Außenumfangsfläche des ersten Endes des Befestigungselements umgeben.
Die Karosserieverstärkungsvorrichtung kann ferner aufweisen: einen Kopplungsteil, welcher durch Einsetzen des Kopplungsteils in dem 3D-Druckprozess mit dem Verstärkungskörper integral ausgebildet wird und mit einer inneren Platte auf einer zur Tür passenden Flanschseite der Karosserie in Flächenkontakt mit der inneren Platte gekoppelt wird.
Der Kopplungsteil kann einen ersten abgestuften Abschnitt aufweisen, welcher derart ausgebildet ist, dass ein Ende des Kopplungsteils in einem vorbestimmten Bereich abgestuft ist, und mit welchem die innere Platte in Flächenkontakt steht, und ein Ende der inneren Platte kann einen zweiten abgestuften Abschnitt aufweisen, welcher ausgebildet ist, um dem ersten abgestuften Abschnitt zu entsprechen, sodass eine Montageposition der inneren Platte und des Kopplungsteils durch Flächenkontakt zwischen dem ersten abgestuften Abschnitt und den zweiten abgestuften Abschnitt beschränkt sein kann.
Die Karosserieverstärkungsvorrichtung kann ferner aufweisen: eine Dichtungsleiste, welche die zur Tür passende Flanschseite der Karosserie abdichtet, wobei die Dichtungsleiste mit der inneren Platte und dem Kopplungsteil verbunden sein kann.
Der Verstärkungskörper kann als Vielzahl von Verstärkungskörpern bereitgestellt sein, sodass die jeweiligen Verstärkungskörper mit gegenüberliegenden Seiten der Karosserie gekoppelt sein können, und die Karosserieelemente können einen Querträger aufweisen, welcher die Verstärkungskörper auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs miteinander verbindet.
Die Karosserieverstärkungsvorrichtung kann ferner aufweisen: einen Befestigungsteil, welcher durch Einsetzen des Befestigungsteils in dem 3D-Druckprozess mit dem Verstärkungskörper integral ausgebildet wird und in welchen der Querträger eingesetzt wird, sodass der Querträger mit den Verstärkungskörpern auf den gegenüberliegenden Seiten der Karosserie gekoppelt werden kann.
Die Karosserieelemente können ein Verlängerungselement aufweisen, welches abgezweigt ist und sich erstreckt in Richtung des Verstärkungskörpers, und das Verlängerungselement kann ein verlängertes Ende aufweisen, welches an dem Befestigungselement befestigt ist und mit dem Verstärkungskörper gekoppelt ist.
Die Karosserieelemente können aus einem oberen Element, welches sich von einer Oberseite der Karosserie in Richtung des Verstärkungskörpers erstreckt, und einem unteren Element gebildet sein, welches sich von einer Unterseite der Karosserie in Richtung des Verstärkungskörpers erstreckt.
Das Befestigungselement kann aufweisen: ein oberes Befestigungselement, welches an einem oberen Element befestigt ist; und ein unteres Befestigungselement, welches an einem unteren Element befestigt ist.
Die 3D-Gitterwerkstruktur kann eine Struktur sein, in welcher eine Vielzahl von Punkten durch eine Vielzahl von Segmenten miteinander verbunden sind.
Die 3D-Gitterwerkstruktur kann derart eingerichtet sein, dass eine Länge jedes der Segmente, welche die Vielzahl von Punkten verbinden, gleich oder kleiner als 10 mm ist und ein Durchmesser des Segments gleich oder kleiner als 3 mm ist.
Der Verstärkungskörper kann derart eingerichtet sein, dass eine Oberfläche und ein Inneres davon in der 3D-Gitterwerkstruktur ausgebildet sind, welche die Vielzahl von Punkten mit der Vielzahl von Segmenten verbindet.
Der Verstärkungskörper kann auf eine Hecksäule der Karosserie angewendet werden.
Die Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung ist mit dem Verstärkungskörper versehen, welcher eine Vielzahl Elementen verbindet, welche sich von der Karosserie erstrecken, und dadurch eine Wirkung des Erreichens einer gesteigerten Steifigkeit der Karosserie aufweist.
Ferner wird der Verstärkungskörper in einer 3D-Gitterwerkstruktur mit einem 3D-Drucker hergestellt und weist dadurch eine Wirkung des Erreichens eines verringerten Gewichts und einer gesteigerten Steifigkeit auf.
Ferner ist die 3D-Gitterwerkstruktur eine Struktur, in welcher die Vielzahl von Punkten durch die Vielzahl von Segmenten miteinander verbunden sind, und stellt dadurch eine Wirkung bereit, welche darin besteht, dass der Verstärkungskörper auf die Position der Karosserie angewendet werden kann.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und konkreten Beispiele lediglich zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen sind und nicht dazu vorgesehen sind, den Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
Figurenliste
Zum richtigen Verständnis der Offenbarung werden nun verschiedene Formen davon beispielhaft beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen:

1 eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung einer Karosserieverstärkungsvorrichtung für ein Fahrzeug bei Betrachtung von außerhalb einer Karosserie ist;
2 eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Karosserieverstärkungsvorrichtung bei Betrachtung von innerhalb der Karosserie ist;
3 eine perspektivische Außenansicht zur Veranschaulichung eines Verstärkungskörpers der Karosserieverstärkungsvorrichtung ist;
4 eine perspektivische Innenansicht zur Veranschaulichung des Verstärkungskörpers der Karosserieverstärkungsvorrichtung ist;
5 eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Kopplungsteils der Karosserieverstärkungsvorrichtung ist;
6 eine Ansicht zur Veranschaulichung dessen ist, dass eine Dichtungsleiste mit einer inneren Platte und dem Kopplungsteil der Karosserieverstärkungsvorrichtung gekoppelt wird;
7 eine Ansicht zur Veranschaulichung eines Zustands, nachdem die Dichtungsleiste mit der inneren Platte und dem Kopplungsteil der Karosserieverstärkungsvorrichtung gekoppelt ist, ist;
8 eine Schnittansicht bei Betrachtung entlang der Linie A-A in 7 ist; und
9 eine vergrößerte Ansicht zur Veranschaulichung einer 3D-Gitterwerkstruktur des Verstärkungskörpers der Karosserieverstärkungsvorrichtung ist.

Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Veranschaulichungszwecken und sind keineswegs dazu vorgesehen, den Rahmen der der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und ist nicht dazu vorgesehen, die vorliegende Offenbarung, Anwendung, oder Verwendungszwecke zu beschränken. Es versteht sich, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen durchweg gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale kennzeichnen.
Die vorliegende Offenbarung kann in vielen unterschiedlichen Formen verwirklicht werden, ohne vom Geist und den wesentlichen Eigenschaften der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher sind die Formen der vorliegenden Offenbarung lediglich zu Veranschaulichungszwecken offenbart und sollten nicht insofern ausgelegt werden, als dass sie die vorliegende Offenbarung beschränken.
Nun wird auf verschiedene Formen der vorliegenden Offenbarung ausführlich Bezug genommen, deren konkrete Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und nachstehend beschrieben sind, da die Formen der vorliegenden Offenbarung in vielen unterschiedlichen Formen auf verschiedenste Art und Weise modifiziert werden können. Andererseits ist die vorliegende Offenbarung dazu vorgesehen, nicht nur die beispielhaften Formen, sondern ebenso verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Formen zu umfassen, welche im Geist und Rahmen der vorliegenden Offenbarung enthalten sein können.
Es versteht sich, dass obwohl die Begriffe „erste(-r, -s)“, „zweite(-r, -s)“ usw. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente zu beschreiben, diese Elemente nicht durch diese Begriffe beschränkt sein sollten. Diese Begriffe werden lediglich verwendet, um ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden. Ein nachstehend erläutertes erstes Element könnte beispielsweise als zweites Element bezeichnet werden, ohne von den Ausführungen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Analog dazu könnte das zweite Element ebenso als das erste Element bezeichnet werden.
Es versteht sich, dass wenn ein Element als mit einem anderen Element „gekoppelt“ oder „verbunden“ bezeichnet wird, es mit dem anderen Element direkt gekoppelt oder verbunden sein kann oder zwischenliegende Elemente dazwischen vorhanden sein können. Es versteht sich hingegen, dass wenn ein Element als mit einem anderen Element „direkt gekoppelt“ oder „direkt verbunden“ bezeichnet wird, keine zwischenliegenden Elemente vorhanden sind. Weitere Ausdrücke, welche das Verhältnis zwischen Elementen erklären, wie etwa „zwischen“, „direkt zwischen“, „benachbart zu“ oder „direkt benachbart zu“ sollten auf dieselbe Weise ausgelegt werden.
Die hier verwendeten Begrifflichkeiten dienen lediglich dem Zweck der Beschreibung konkreter Formen und sind nicht dazu vorgesehen, beschränkend zu sein. Die hier verwendeten Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ sind dazu vorgesehen, ebenso die Pluralformen zu umfassen, es sei denn, der Zusammenhang lässt eindeutig auf etwas anderes schließen. Ferner versteht sich, dass die Begriffe „aufweisen“, „umfassen“, „mit“ usw. bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein genannter Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Kombinationen derselben angeben, das Vorhandensein oder Hinzufügen eines/einer oder mehrerer weiterer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Kombinationen davon jedoch nicht ausschließen.
Sofern nicht anders definiert tragen sämtliche hier verwendeten Begriffe, einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe, dieselbe Bedeutung wie diejenige, welche von dem Fachmann, an welchen die vorliegende Offenbarung gerichtet ist, gemeinhin verstanden wird. Ferner versteht sich, dass die hier verwendeten Begriffe insofern ausgelegt werden sollten, als dass sie eine Bedeutung tragen, welche sich mit deren Bedeutung in dem Zusammenhang dieser Beschreibung und der betreffenden Technik deckt, und nicht in einem ideellen oder übermäßig förmlichen Sinne ausgelegt werden, sofern dies hier nicht ausdrücklich so definiert ist.
1 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung einer Karosserieverstärkungsvorrichtung für ein Fahrzeug bei Betrachtung von außerhalb der Karosserie 100 in einer Form der vorliegenden Offenbarung, 2 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug bei Betrachtung von innerhalb der Karosserie 100 in einer Form der vorliegenden Offenbarung, 3 ist eine perspektivische Außenansicht zur Veranschaulichung eines Verstärkungskörpers 200 der Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung, 4 ist eine perspektivische Innenansicht zur Veranschaulichung der Verstärkungskörpers 200 der Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung, 5 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Kopplungsteils 400 der Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung, 6 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung dessen, dass eine Dichtungsleiste 500 mit einer inneren Platte 130 und dem Kopplungsteil 400 der Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug in einer Form der vorliegenden Offenbarung gekoppelt wird, 7 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung eines Zustands, nachdem die Dichtungsleiste 500 mit der inneren Platte 130 und dem Kopplungsteil 400 der Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung gekoppelt ist, 8 ist eine Schnittansicht bei Betrachtung entlang der Linie A-A in 7 und 9 ist eine vergrößerte Ansicht zur Veranschaulichung einer 3D-Gitterwerkstruktur des Verstärkungskörpers 200 der Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug in einigen Formen der vorliegenden Offenbarung.
Im Folgenden wird die Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Form der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten 1 bis 9 beschrieben.
Die Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Vorrichtung zur Steigerung einer Steifigkeit der Karosserie 100 durch Koppeln einer Vielzahl von Karosserieelementen 110, welche sich von einem Rahmen der Karosserie 100 erstreckend ausgebildet sind, um die Karosserie 100 zu verstärken.
Die Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung ist eine Vorrichtung, welche montiert ist, um eine Hecksäule des Fahrzeugs zu verstärken, und kann an dem Fahrzeug montiert sein, um eher eine Vordersäule als die Hecksäule oder eher die Karosserieverstärkungsvorrichtung als das Vorangehende zu verstärken.
In einer Form ist die Karosserieverstärkungsvorrichtung an einem Verbindungspunkt bereitgestellt, an dem zahlreiche Karosserieelemente 110 versammelt und miteinander verbunden sind, um die Karosserieelemente 110 zu koppeln. Insbesondere ist die Karosserieverstärkungsvorrichtung mittels eines 3D-Druckprozesses in einer 3D-Gitterwerkstruktur ausgebildet. Die Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug weist auf: mindestens einen Verstärkungskörper 200 mit einer Vielzahl von verlängerten Abschnitten 210, welche sich in Richtung der Karosserieelemente 110 erstrecken; und ein Befestigungselement 300, welches durch Einsetzen des Befestigungselements 300 bei einem 3D-Druckprozess mit dem Ende jedes der verlängerten Abschnitte 210 integral ausgebildet ist, und mit einem ersten Ende, welches in den verlängerten Abschnitt 210 eingesetzt und damit integriert ist, und einem zweiten Ende, welches an jedem der Karosserieelemente 110 befestigt ist.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 sind, um eine Steifigkeit der Karosserie 100 zu steigern, die sich von der Karosserie 100 erstreckenden Karosserieelemente 110 ausgebildet und der Verstärkungskörper 200 zur Kopplung der Karosserieelemente 110 ist ausgebildet. Der Verstärkungskörper 200 kann mit einem 3D-Drucker hergestellt werden und die Form des Verstärkungskörpers 200 kann in einer 3D-Gitterwerkstruktur ausgebildet sein, um eine Steifigkeit im Vergleich zu einem herkömmlichen Verstärkungskörper weiter zu steigern. Ferner weist der Verstärkungskörper 200 eine Wirkung des Ermöglichens eines verringerten Gewichts im Vergleich zu dem herkömmlichen Verstärkungskörper auf, da der herkömmliche Verstärkungskörper aus einem Material wie etwa Stahl oder Aluminium ist. Ferner besteht eine Wirkung der Senkung von Herstellungskosten, wenn der Verstärkungskörper 200 bei einem Drucken zu dem Zeitpunkt des Herstellens mit einem 3D-Drucker gleichzeitig mit Teilen außer dem Verstärkungskörper 200 hergestellt wird.
Des Weiteren besteht, da der Verstärkungskörper 200 in einer 3D-Gitterwerkstruktur hergestellt ist, eine Wirkung darin, dass der Verstärkungskörper 200 zusätzlich zu einer Verstärkung der Hecksäule, welche in einer Form der vorliegenden Offenbarung angewendet wird, auf andere Position der Karosserie 100 anwendbar ist, um die Karosserie 100 zu verstärken.
Um den Verstärkungskörper 200 und die Karosserieelemente 110 zu koppeln, sind die verlängerten Abschnitte 210 bereitgestellt, welche sich von dem Verstärkungskörper 200 erstreckend ausgebildet sind, und jeder der verlängerten Abschnitte 210 ist bereitgestellt mit dem Befestigungselement 300 mit dem ersten Ende, welches in den verlängerten Abschnitt 210 eingesetzt und damit integriert ist.
Das Befestigungselement 300 kann sich in der Richtung erstrecken, in welcher sich jedes der Karosserieelemente 110 erstreckt, und mit dem Karosserieelement 110 gekoppelt sein. In einer Form der vorliegenden Offenbarung kann das Befestigungselement 300 durch Einsetzen in das Karosserieelement 110 gekoppelt sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Karosserieelement 110 in das Befestigungselement 300 eingesetzt sein oder das Karosserieelement 110 und das Befestigungselement 300 können durch Schweißen oder durch andere Verfahren miteinander gekoppelt sein.
Das Karosserieelement 110 kann in einer Form eines Hohlschafts hergestellt sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann, um eine Steifigkeit zu steigern, das Karosserieelement 110 in einer Struktur hergestellt sein, in welcher eine Rippe mit einer Gitterform im Querschnitt ausgebildet ist.
Das Befestigungselement 300 weist eine hohle Säulenform auf und ist derart eingerichtet, dass das erste Ende mittels 3D-Drucken in den verlängerten Abschnitt 210 des Verstärkungskörpers 200 eingesetzt und damit integriert ist und das zweite Ende in einer Einsetzweise an dem Karosserieelement 110 befestigt ist.
Unter Bezugnahme auf die 3 bis 4 kann das Befestigungselement 300 vor einem 3D-Drucken des Verstärkungskörpers 200 mit einem 3D-Drucker in den 3D-Drucker eingesetzt werden und dann kann der Verstärkungskörper 200 3D-gedruckt werden, wodurch der Verstärkungskörper 200 mit dem in den Verstärkungskörper 200 eingesetzten Befestigungselement 300 hergestellt wird.
Dies macht es möglich, dass der Verstärkungskörper 200 und das Befestigungselement 300 integral hergestellt werden können, sodass eine sehr feste Verbindung gebildet werden kann. Ferner ist kein separater Prozess zur Kopplung des Verstärkungskörpers 200 und des Befestigungselements 300 zusätzlich erforderlich und somit besteht eine Wirkung einer verringerten Anzahl an Herstellungsprozessen.
Das erste Ende des Befestigungselements 300 ist in den verlängerten Abschnitt 210 eingesetzt und der verlängerte Abschnitt 210 ist mit dem ersten Ende des Befestigungselements 300 integriert und umgibt gleichzeitig die Außenumfangsfläche des ersten Endes des Befestigungselements 300.
Wenn der Verstärkungskörper 200 hergestellt wird, wird das erste Ende des Befestigungselements 300 positioniert, um in den verlängerten Abschnitt 210 des Verstärkungskörpers 200 eingesetzt zu werden, und der verlängerte Abschnitt 210 wird gebildet und umgibt gleichzeitig das Befestigungselement 300. Somit besteht eine Wirkung darin, dass eine sehr feste Verbindung zwischen dem Befestigungselement 300 und dem verlängerten Abschnitt 210 gebildet werden kann.
Die vorliegende Offenbarung weist ferner den Kopplungsteil 400 auf, welcher durch Einsetzen des Kopplungsteils 400 in dem 3D-Druckprozess mit dem Verstärkungskörper 200 integral ausgebildet ist und mit der inneren Platte 130 auf der zur Tür passenden Flanschseite der Karosserie 100 in Flächenkontakt mit der inneren Platte 130 gekoppelt ist.
Unter Bezugnahme auf die 5 bis 6 kann, wenn der Verstärkungskörper 200 hergestellt wird, der Kopplungsteil 400, welcher eine Komponente außer dem Befestigungselement 300 ist, in den 3D-Drucker eingesetzt werden und dann kann der Verstärkungskörper 200 3D-gedruckt werden, wodurch der Kopplungsteil 400 mit dem Verstärkungskörper 200 integral gebildet werden kann, wobei ein Abschnitt davon darin eingesetzt ist.
Dies macht es möglich, dass der Verstärkungskörper 200 und der Kopplungsteil 400 als einheitlicher Körper integral hergestellt sein können, sodass eine sehr feste Verbindung gebildet werden kann. Ferner ist kein separater Prozess zur Kopplung des Verstärkungskörpers 200 und des Kopplungsteils 400 zusätzlich erforderlich und somit besteht eine Wirkung einer verringerten Anzahl an Herstellungsprozessen.
Der Kopplungsteil 400 kann mit der inneren Platte 130 auf der zur Tür passenden Flanschseite der Karosserie 100 in Flächenkontakt mit der inneren Platte 130 gekoppelt sein. Die innere Platte 130 kann als obere innere Platte 131 und untere innere Platte 132 hergestellt werden und die Enden des Kopplungsteils 400 können mit der oberen inneren Platte 131 und der unteren inneren Platte 132 gekoppelt sein, um die obere innere Platte 131 und die untere innere Platte 132 miteinander zu verbinden.
Dies macht es möglich, eine Wirkung des Steigerns einer Steifigkeit der inneren Platte 130 auf der zur Tür passenden Flanschseite der Karosserie 100 bereitzustellen.
Der Kopplungsteil 400 weist einen ersten abgestuften Abschnitt 410 auf, welcher derart ausgebildet ist, dass ein Ende des Kopplungsteils 400 in einem vorbestimmten Bereich abgestuft ist, und mit welchem die innere Platte 130 in Flächenkontakt steht, und die innere Platte 130 weist ein Ende auf, welches mit einem zweiten abgestuften Abschnitt 133 versehen ist, welcher ausgebildet ist, um dem ersten abgestuften Abschnitt 410 zu entsprechen, sodass die Montageposition der inneren Platte 130 und des Kopplungsteils 400 durch Flächenkontakt zwischen dem ersten abgestuften Abschnitt 410 und dem zweiten abgestuften Abschnitt 133 beschränkt ist.
Der Kopplungsteil 400 kann das Ende aufweisen, welches mit der inneren Platte 130 gekoppelt ist, und kann mit dem ersten abgestuften Abschnitt 410 versehen sein, welcher an dem Ende davon abgestuft ausgebildet ist. Das Ende der inneren Platte 130 kann mit dem zweiten abgestuften Abschnitt 133 versehen sein, welcher ausgebildet ist, um dem ersten abgestuften Abschnitt 410 zu entsprechen, sodass der zweite abgestufte Abschnitt 133 montiert sein kann, um dem ersten abgestuften Abschnitt 410 zu entsprechen, wodurch eine Präzision beim Montieren gesteigert wird. Der erste abgestufte Abschnitt 410 und der zweite abgestufte Abschnitt 133 können durch ein Kopplungsverfahren wie etwa Schweißen des Punkts, an dem der erste abgestufte Abschnitt 410 und der zweite abgestufte Abschnitt 133 in Flächenkontakt miteinander montiert sind, integriert werden.
Die vorliegende Offenbarung weist ferner eine Dichtungsleiste 500 zum Abdichten der zur Tür passenden Flanschseite der Karosserie 100 auf, wobei die Dichtungsleiste 500 mit der inneren Platte 130 und dem Kopplungsteil 400 gekoppelt ist.
Der erste abgestufte Abschnitt 410 kann auf einer jeden gegenüberliegenden Seite des Endes des Kopplungsteils 400 ausgebildet sein und der zweite abgestufte Abschnitt 133 der inneren Platte 130 kann an dem ersten abgestuften Abschnitt 410 montiert und damit gekoppelt werden, wodurch die innere Platte 130 und der Kopplungsteil 400 integral miteinander gekoppelt werden können. Die Dichtungsleiste 500 zum Abdichten der zur Tür passenden Flanschseite des Fahrzeugs kann dann bereitgestellt werden und die Dichtungsleiste 500 kann mit der inneren Platte 130 und dem Kopplungsteil 400 verbunden werden, welche integral miteinander gekoppelt sind, sodass eine Wirkung darin besteht, dass die Dichtungsleiste 500 an der Karosserie 100 montiert sein kann.
Der Verstärkungskörper 200 ist als Vielzahl von Verstärkungskörpern 200 bereitgestellt, sodass die Verstärkungskörper 200 mit gegenüberliegenden Seiten der Karosserie 100 gekoppelt sind, und die Karosserieelemente 110 weisen einen Querträger 120 zur Verbindung der Verstärkungskörper 200 auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs auf.
Die jeweiligen Verstärkungskörper 200 können auf gegenüberliegenden Säulen der Karosserie 100 so montiert sein, dass sie einander gegenüberliegen, und der Querträger 120 kann ausgebildet sein, um sich in den Richtungen der gegenüberliegenden Verstärkungskörper 200 zu erstrecken und die gegenüberliegenden Verstärkungskörper 200 miteinander zu verbinden und gleichzeitig die Mitte des Fahrzeugs zu kreuzen. Der Querträger 120 weist eine Wirkung des Steigerns einer Steifigkeit der Verstärkungskörper 200 durch Verbinden der Verstärkungskörper 200 auf den gegenüberliegenden Seiten der Karosserie 100 auf.
In einer Form ist ein Befestigungsteil 600 durch Einsetzen des Befestigungsteils in dem 3D-Druckprozess mit dem Verstärkungskörper 200 integral ausgebildet und der Querträger 120 ist in den Befestigungsteil eingesetzt, sodass der Querträger 120 mit den Verstärkungskörpern 200 auf den gegenüberliegenden Seiten der Karosserie 100 gekoppelt ist.
Unter Bezugnahme ferner auf die 2 und 4 kann der Befestigungsteil 600, um den Querträger 120, welcher die auf den gegenüberliegenden Seiten der Karosserie 100 liegenden Verstärkungskörper 200 verbindet, mit den Verstärkungskörpern 200 zu koppeln, zusammen mit dem Befestigungselement 300 vor einem 3D-Drucken des Verstärkungskörpers 200 in den 3D-Drucker eingesetzt werden und dann kann der Verstärkungskörper 200 3D-gedruckt werden, wodurch der Befestigungsteil 600 mit dem Verstärkungskörper 200 integral ausgebildet sein kann. Der Befestigungsteil 600 kann an einer Position auf der Fahrzeuginnenseite des Verstärkungskörpers 200 mit dem Querträger 120 gekoppelt sein.
Obwohl der Befestigungsteil 600 in einer Weise beschrieben ist, in welcher der Querträger 120 in den Befestigungsteil 600 eingesetzt und damit gekoppelt ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Befestigungsteil 600 ausgebildet sein, um von dem Verstärkungskörper 200 her vorzustehen, und der Befestigungsteil 600 und der Querträger 120 können durch verschiedene Verfahren wie etwa ein Verfahren, bei welchem der Befestigungsteil 600 in den Querträger 120 eingesetzt und daran befestigt wird, gekoppelt werden.
Die Karosserieelemente 110 weisen ein Verlängerungselement 140 auf, welches abgezweigt ist und sich erstreckt in Richtung des Verstärkungskörpers 200, und das Verlängerungselement 140 weist ein verlängertes Ende auf, welches an dem Befestigungselement 300 befestigt ist und mit dem Verstärkungskörper 200 gekoppelt ist.
Das Verlängerungselement 140 kann von dem Karosserieelement 110 abgezweigt sein und sich erstrecken in Richtung des Verstärkungskörpers 200 und das Ende davon kann mit dem Befestigungselement 300 des Verstärkungskörpers 200 gekoppelt sein. Dies macht es möglich, eine Kopplungskraft zwischen dem Karosserieelement 110 und dem Verstärkungskörper 200 zu steigern, und somit besteht eine Wirkung des Steigerns einer Steifigkeit des Verstärkungskörpers 200, des Karosserieelements 110 und der Karosserie 100.
Die Karosserieelemente 110 weisen auf ein oberes Element 111, welches sich von der Oberseite der Karosserie 100 in Richtung des Verstärkungskörpers 200 erstreckt, und ein unteres Element 112, welches sich von der Unterseite der Karosserie 100 in Richtung des Verstärkungskörpers 200 erstreckt.
Das Karosserieelement 110 weist auf eine Vielzahl von oberen Elementen 111, welche sich von einer oberen Säule der Karosserie 100 in Richtung des Verstärkungskörpers 200 erstreckend ausgebildet sind, und eine Vielzahl von unteren Elementen 112, welche sich von der zum Kotflügel passenden Flanschseite der Unterseite der Karosserie 100 erstreckend ausgebildet sind, sodass die oberen Elemente 111 und die unteren Elemente 112 vermittels des Verstärkungskörpers 200 miteinander verbunden sind. Dies macht es möglich, die Ober- und die Unterseite des Fahrzeugs miteinander zu verbinden und dadurch eine Wirkung des Steigerns einer Steifigkeit bereitzustellen.
Das Befestigungselement 300 weist auf: ein oberes Befestigungselement 310, welches an jedem der oberen Elemente 111 befestigt ist; und ein unteres Befestigungselement 320, welches an jedem der unteren Elemente 112 befestigt ist.
Das Befestigungselement 300 weist auf: das obere Befestigungselement 310, welches in ein Ende eines verlängerten Abschnitts 210 eingesetzt ist, welcher sich in Richtung des oberen Elements 111 erstreckt, und mit einem ersten Ende, welches mit dem Verstärkungskörper 200 integriert ist, und einem zweiten Ende, welches mit dem oberen Element 111 gekoppelt ist; und das untere Befestigungselement 320, welches in ein Ende eines verlängerten Abschnitts 210 eingesetzt ist, welcher sich in Richtung des unteren Elements 112 erstreckt, und mit einem ersten Ende, welches mit dem Verstärkungskörper 200 integriert ist, und einem zweiten Ende, welches mit dem unteren Element 112 gekoppelt ist.
Dies macht es möglich, dass das obere Element 111 und das untere Element 112 mit dem Verstärkungskörper 200 gekoppelt sind, und somit besteht eine Wirkung des Steigerns der Gesamtsteifigkeit der Karosserie 100.
Die 3D-Gitterwerkstruktur ist eine Struktur, in welcher eine Vielzahl von Punkten durch eine Vielzahl von Segmenten miteinander verbunden sind.
Unter Bezugnahme auf die 3 bis 4 ist die 3D-Gitterwerkstruktur, welche den Verstärkungskörper 200 darstellt, eine Struktur, in welcher die Vielzahl von Punkten mit der Vielzahl von Segmenten verbunden sind. Dies macht es möglich, den Verstärkungskörper 200 mittels 3D-Drucken herzustellen, den Verstärkungskörper 200 in verschiedenen Formen in einer 3D-Gitterwerkstruktur herzustellen und die Karosserie 100 an verschiedenen Fahrzeugpositionen außer der Position als eine Form der vorliegenden Offenbarung zu verstärken.
Die 3D-Gitterwerkstruktur ist derart eingerichtet, dass die Länge jedes des Segmente, welche die Vielzahl von Punkten verbinden, gleich oder kleiner als 10 mm ist und der Durchmesser des Segments gleich oder kleiner als 3 mm ist.
Unter Bezugnahme auf 9 benötigt eine 3D-Drucktechnologie eine Stütze, wenn der Winkel zu der Stapelrichtung gleich oder größer als 45° ist. In der 3D-Gitterwerkstruktur gemäß der vorliegenden Offenbarung wird jedoch eine Druckformtechnik, welche keine Bereitstellung einer Stütze erfordert, durch Konzipieren der Länge des Segments, um gleich oder kleiner als 10 mm zu sein, und des Durchmessers des Segments, um gleich oder kleiner als 3 mm zu sein, angewendet.
In einer Form der vorliegenden Offenbarung beträgt die Länge des Segments 6 mm und der Durchmesser des Segments beträgt 1 bis 2 mm.
Der Verstärkungskörper 200 ist derart eingerichtet, dass die Oberfläche und das Innere davon in einer 3D-Gitterwerkstruktur ausgebildet sind, welche die Vielzahl von Punkten mit der Vielzahl von Segmenten verbindet.
Aufgrund der 3D-Gitterwerkstruktur der Oberfläche und des Inneren des Verstärkungskörpers 200 weist der Verstärkungskörper 200 im Vergleich zu dem herkömmlichen Verstärkungskörper eine gesteigerte Steifigkeit auf und weist dadurch eine Wirkung des Widerstehens der von dem Karosserieelement 110 übertragenen kombinierten Last auf.
Der Verstärkungskörper 200 wird auf die Hecksäule der Karosserie 100 angewendet.
Die Karosserieverstärkungsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung ist hergestellt, um die Hecksäulenseite der Karosserie 100 zu verstärken, und verschiedene Formen der vorliegenden Offenbarung werden auf verschiedene Positionen der Karosserie 100 sowie die Hecksäulenseite der Karosserie 100 angewendet und stellen dadurch eine Wirkung des Verstärkens der Karosserie 100 bereit.
Obwohl die vorliegende Offenbarung im Zusammenhang mit einer konkreten Form davon beschrieben wurde, ist für den Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen, Zusätze und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Rahmen und Geist der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims

Karosserieverstärkungsvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Karosserieverstärkungsvorrichtung eingerichtet ist, um Karosserieelemente zu koppeln, und an einem Verbindungspunkt bereitgestellt ist, an dem die Karosserieelemente miteinander verbunden sind, wobei die Karosserieverstärkungsvorrichtung aufweist: mindestens einen Verstärkungskörper, welcher vermittels eines 3D-Druckprozesses in einer dreidimensionalen (3D-)Gitterwerkstruktur ausgebildet ist, und mit einer Vielzahl von verlängerten Abschnitten, welche sich in Richtung der Karosserieelemente erstrecken; und ein Befestigungselement, welches durch Einsetzen des Befestigungselements in dem 3D-Druckprozess mit einem Ende eines jeden verlängerten Abschnitts der Vielzahl von verlängerten Abschnitten integral ausgebildet ist, wobei das Befestigungselement ein erstes Ende, welches in einen entsprechenden verlängerten Abschnitt von den verlängerten Abschnitten eingesetzt ist und mit dem entsprechenden verlängerten Abschnitt integriert ist, und ein zweites Ende aufweist, welches an einem entsprechenden Karosserieelement von den Karosserieelementen befestigt ist.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Befestigungselement derart eine hohle Säulenform aufweist, dass das erste Ende in dem 3D-Druckprozess in den entsprechenden verlängerten Abschnitt eingesetzt und damit integriert ist und das zweite Ende in einer Einsetzweise an dem entsprechenden Karosserieelement befestigt ist.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Ende des Befestigungselements in den entsprechenden verlängerten Abschnitt eingesetzt ist und der entsprechende verlängerte Abschnitt mit dem ersten Ende des Befestigungselements integriert ist und gleichzeitig eine Außenumfangsfläche des ersten Endes des Befestigungselements umgibt.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: einen Kopplungsteil, welcher durch Einsetzen des Kopplungsteils in dem 3D-Druckprozess mit dem mindestens einen Verstärkungskörper integral ausgebildet ist, wobei der Kopplungsteil einen Flächenkontakt mit einer inneren Platte auf einer zur Tür passenden Flanschseite der Karosserie bildet.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei: der Kopplungsteil einen ersten abgestuften Abschnitt aufweist, welcher derart ausgebildet ist, dass ein Ende des Kopplungsteils in einem vorbestimmten Bereich abgestuft ist, die innere Platte einen Flächenkontakt mit dem ersten abgestuften Abschnitt bildet, und ein Ende der inneren Platte einen zweiten abgestuften Abschnitt aufweist, welcher ausgebildet ist, um dem ersten abgestuften Abschnitt zu entsprechen, sodass eine Montageposition der inneren Platte und des Kopplungsteils durch einen Flächenkontakt zwischen dem ersten abgestuften Abschnitt und dem zweiten abgestuften Abschnitt beschränkt ist.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, ferner aufweisend: eine Dichtungsleiste, welche eingerichtet ist, um die zur Tür passende Flanschseite der Karosserie abzudichten, wobei die Dichtungsleiste mit der inneren Platte und dem Kopplungsteil verbunden ist.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Verstärkungskörper eine Vielzahl von Verstärkungskörpern aufweist, sodass die jeweiligen Verstärkungskörper mit gegenüberliegenden Seiten der Karosserie gekoppelt sind, und die Karosserieelemente Querträger aufweisen, welche Verstärkungskörper der Vielzahl von Verstärkungskörpern auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs miteinander verbinden.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach Anspruch 7, ferner aufweisend: einen Befestigungsteil, welcher durch Einsetzen des Befestigungsteils in dem 3D-Druckprozess mit einem entsprechenden Verstärkungskörper von den Verstärkungskörpern integral ausgebildet ist, wobei ein Querträger von den Querträgern in den Befestigungsteil eingesetzt ist, sodass der Querträger mit den Verstärkungskörpern auf den gegenüberliegenden Seiten der Karosserie gekoppelt ist.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Karosserieelemente ein Verlängerungselement aufweisen, welches abgezweigt ist und sich erstreckt in Richtung des mindestens einen Verstärkungskörpers, und das Verlängerungselement ein verlängertes Ende aufweist, welches an dem Befestigungselement befestigt ist und mit dem mindestens einen Verstärkungskörper gekoppelt ist.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Befestigungselement aufweist: ein oberes Befestigungselement, welches an einem oberen Element befestigt ist; und ein unteres Befestigungselement, welches an einem unteren Element befestigt ist.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Karosserieelemente aufweisen: ein oberes Element, welches sich von einer Oberseite der Karosserie in Richtung des mindestens einen Verstärkungskörpers erstreckt, und ein unteres Element, welches sich von einer Unterseite der Karosserie in Richtung des mindestens einen Verstärkungskörpers erstreckt.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die 3D-Gitterwerkstruktur eine Struktur ist, in welcher eine Vielzahl von Punkten durch eine Vielzahl von Segmenten miteinander verbunden sind.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die 3D-Gitterwerkstruktur derart eingerichtet ist, dass eine Länge jedes der Vielzahl von Segmenten, welche die Vielzahl von Punkten verbinden, gleich oder kleiner als 10 mm ist und ein Durchmesser der Vielzahl von Segmenten gleich oder kleiner als 3 mm ist.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei der mindestens eine Verstärkungskörper derart eingerichtet ist, dass eine Oberfläche und ein Inneres davon in der 3D-Gitterwerkstruktur ausgebildet sind, welche die Vielzahl von Punkten mit der Vielzahl von Segmenten verbindet.
Karosserieverstärkungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Verstärkungskörper auf eine Hecksäule der Karosserie angewendet ist.