RU2685954C2

RU2685954C2 - Каркас кузова транспортного средства (варианты) и транспортное средство

Info

Publication number: RU2685954C2
Application number: RU2015120246A
Authority: RU
Inventors: Герхард Г. Г. ЛЮШЕН; Драган Б. СТОЙКОВИЧ; Эрнест ДИКС; Дэвид Эдвард ПОЛ; Кристофер Джон МЕЙ; Даррин Нейл ВАГНЕР
Original assignee: Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2019-04-23
Also published as: RU2015120246A; RU2015120246A3; DE202015102664U1; US9079617B1; CN204750307U

Abstract

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. По первому варианту, каркас кузова транспортного средства содержит боковую панель капота, дверную стойку, занижение и балку передка. Дверная стойка имеет вертикальную поверхность, прикрепленную к боковой панели капота в первой вертикальной/продольной плоскости, и внешнюю боковую сторону. Занижение выполнено во внешней боковой стороне дверной стойки и образует ступенчатую поверхность, которая обращена наружу от дверной стойки. Балка передка включает в себя внутреннюю боковую стенку, прикрепленную к боковой панели капота, и внешнюю боковую стенку, имеющую внутреннюю поверхность. Внутренняя поверхность расположена напротив ступенчатой поверхности и прикреплена к ней. По второму варианту, каркас кузова транспортного средства содержит дверную стойку, имеющую внешнюю и внутреннюю боковые стороны, отогнутую кромку и ступенчатую поверхность. Транспортное средство содержит упомянутый каркас кузова. Достигается повышение надежности соединения элементов каркаса кузова транспортного средства. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к каркасу передка транспортного средства для присоединения балки передка к пассажирскому салону транспортного средства.

Уровень техники

Каркасные конструкции передка транспортного средства обеспечивают элементы крепления для различных компонентов транспортного средства, в том числе панелей кузова, капотов и компонентов двигателя. Каркас передка может быть также использован для управления нагрузками, возникающими по причине ударов, действующих на транспортное средство, и других источников. В частности, при использовании современных легких материалов способ присоединения каркаса передка к салону транспортного средства может иметь непосредственное отношение к эксплуатационным качествам транспортного средства.

Раскрытие изобретения

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения соединительный узел включает в себя боковую панель капота (cowl side panel), дверную стойку и балку передка. Дверная стойка имеет вертикальную поверхность, прикрепленную к боковой панели капота в первой вертикальной/продольной плоскости. Балка передка включает в себя внутреннюю боковую стенку, прикрепленную к боковой панели капота, и внешнюю боковую стенку, прикрепленную к дверной стойке во второй вертикальной/продольной плоскости. Продольные нагрузки, прилагаемые к балке передка, переносятся при сдвиге на дверную стойку и боковую панель капота.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения каркас кузова для транспортного средства включает в себя боковую панель капота (cowl side panel), образующую первую вертикальную и продольную плоскость. Дверная стойка включает в себя выступ, прикрепленный к боковой панели капота в первой плоскости. Дверная стойка включает в себя ступенчатую поверхность, образующую вторую вертикальную и продольную плоскость, которая смещена наружу от первой плоскости и параллельна ей. Балка передка включает в себя внутреннюю боковую стенку, прикрепленную к боковой панели капота, и внешнюю боковую стенку, прикрепленную к ступенчатой поверхности. Продольные нагрузки, прилагаемые к балке передка, переносятся при сдвиге на дверную стойку и боковую панель капота.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения транспортное средство включает в себя боковую панель капота, дверную стойку и балку передка. Дверная стойка имеет вертикальную поверхность, прикрепленную к боковой панели капота в первой вертикальной/продольной плоскости. Балка передка включает в себя внутреннюю боковую стенку, прикрепленную к боковой панели капота, и внешнюю боковую стенку, прикрепленную к дверной стойке во второй вертикальной/продольной плоскости. Продольные нагрузки, прилагаемые к балке передка, переносятся при сдвиге на дверную стойку и боковую панель капота.

В соответствии с дополнительными аспектами настоящего изобретения, соединительный узел может включать в себя верхнюю деталь капота (cowl top), прикрепленную к верхней боковой стенке балки передка. Поперечные нагрузки, прилагаемые к балке, переносятся при сдвиге на верхнюю деталь капота. Соединительный узел может также включать в себя поперечный уступ, образованный на дверной стойке. Поперечный уступ обеспечивает непрерывный переход поверхности между первой и второй плоскостями. Балка, дверная стойка, боковая панель капота и другие компоненты могут быть изготовлены из алюминиевого сплава. Выполнение компонентов из алюминиевого сплава облегчает конструкцию и уменьшает расход топлива.

Вышеуказанные и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидны среднему специалисту в данной области техники при ознакомлении с сопроводительными чертежами и нижеследующим подробным описанием представленных вариантов осуществления.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен общий вид спереди справа сбоку фрагмента передка транспортного средства.

На фиг. 2 представлен общий вид спереди справа сбоку конструктивной опоры транспортного средства, представленного на фиг. 1.

На фиг. 3 представлен общий вид спереди и справа сбоку внешней части пассажирского салона при извлеченных балке передка и панелях кузова.

На фиг. 4 представлен частичный общий вид конструктивного соединения.

На фиг. 5 представлено конструктивное соединение в разобранном виде.

Осуществление изобретения

Варианты осуществления изобретения описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи. Тем не менее, следует понимать, что описанные варианты осуществления данного изобретения приведены исключительно в качестве примеров, которые могут быть осуществлены в различных формах. Фигуры необязательно приведены в масштабе, и некоторые признаки могут быть увеличены или уменьшены с целью изображения деталей конкретных элементов. Конкретные конструкционные и функциональные особенности, изложенные в настоящем описании изобретения, не могут быть истолкованы как ограничивающие, и приведены лишь в качестве наглядного примера для ознакомления специалистов в данной области техники с вариантами применения раскрытой сущности изобретения.

На каждой из фигур применена общая многоосевая система с целью обозначения относительных направлений применительно к транспортному средству. Ось X обозначает продольное направление, ось Y обозначает поперечное направление, и ось Z обозначает вертикальное направление.

На фиг. 1 показан передок транспортного средства 10, который обеспечивает опору для нескольких внешних панелей. Крышка 12 капота является откидной и в закрытом положении закрывает собой отсек двигателя. Доступ к отсеку двигателя возможен, когда крышка 12 капота повернута в открытое положение капота. Каждое из пары крыльев 14 прилегает к крышке 12 капота с каждой стороны. Крылья 14 зафиксированы и создают зазор 16 до крышки капота 12. В нижней части крылья 14 также состыкованы с передней нишей 18 колеса. В задней части крылья 14 создают промежуток 20 до боковой двери 22. Для обоих крыльев 14 и крышки капота 12 необходима соответствующая нижележащий каркас передка для того, чтобы сохранить правильную сборку относительно друг друга, а также годность к эксплуатации.

Как на фиг. 2 показано, каркас 24 передка проходит вперед от пассажирской кабины 26. Каркас 24 передка обеспечивает опору крышке капота 12, крыльям 14 и другим компонентам передка. Каркас 24 передка включает в себя две балки 28 передка, которые проходят в продольном направлении от пассажирской кабины 26. Каждая балка 28 передка является полой конструкцией, имеющей задний конец 30, которые соприкасаются с дверной стойкой 36 и боковой панелью 38 капота пассажирской кабины 26. Верхняя деталь 40 капота расположена над камерой и закреплена к верхней боковой стенке балке 28. Верхняя деталь 40 капота проходит между балками 28 и обеспечивает дополнительную поперечную опору для каркаса 24 передка. Балки 28 передка могут быть изготовлены из полученных гидравлической вытяжкой труб из алюминиевого сплава. Передний поперечный элемент 32 проходит поперек транспортного средства и соединяет балки 28 передка между собой на переднем конце 34 каждого балки 28.

Балки 28 передка могут быть по существу прямыми в области заднего конца 30, который закреплен к пассажирской кабине 26. По существу прямые части увеличивают несущую способность балок 28 передка. Балки 28 могут быть изготовлены из алюминиевого сплава 6011-Т4. Толщина стенки балки может составлять от 2 до 5 мм. В качестве варианта толщина стенки может составлять приблизительно 3,1 мм. Балка 28 может быть изготовлена из различных конструктивных материалов, таких как сталь, магний, титан, полимеры, композитные материалы и т.п.

На фиг. 3 показан передок транспортного средства 10, с которого сняты панели кузова и балки 28 передка. Кабина 26 включает в себя боковую панель 38 капота. Боковая панель 38 капота образует первую вертикальную продольную плоскость, которая находится в плоскости X-Z. Дверная стойка 36 соединена с задней частью боковой панели 38 капота у отогнутой кромки 44. Отогнутая кромка 44 также находится в плоскости X-Z. Дверная стойка 36 и боковая панель 38 капота могут быть соединены заклепками, болтами, винтами, клеящим веществом или с помощью сварки. В одном варианте осуществления изобретения дверная стойка 36 и боковая панель 38 капота изготовлены из алюминиевого сплава и прикреплены друг к другу заклепками. Дверная стойка 36 включает в себя ступенчатую поверхность 42, образующую вторую вертикальную и продольную плоскость, которая находится в плоскости X-Z. Вторая плоскость смещена назад наружу относительно первой плоскости. Ступенчатая поверхность 42 поперечно смещена наружу от отогнутой кромки 44 в направлении Y. Поперечно проходящий уступ 46 соединяет ступенчатую поверхность 42 с отогнутой кромкой 44, обеспечивая непрерывный переход поверхности. Ширина поперечно проходящего уступа 46 соответствует ширине балки 28. Дверная стойка и боковая панель капота взаимодействуют с балкой 28 и позволяет вставить балку в дверную стойку 36 и боковую панель 38 капота. Камера 48 прикреплена к внутренней поверхности дверной стойки 36 и внутренней поверхности боковой панели 38 капота.

На фиг. 4 и 5 показано конструктивное соединение передка. Балка 28 передка прикреплена к пассажирской кабине 26. Балка 28 передка включает в себя внутреннюю боковую стенку 50 и внешнюю боковую стенку 52, противоположную внутренней боковой стенке. Балка 28 также включает в себя верхнюю боковую стенку 54 и нижнюю боковую стенку 56, проходящие вдоль частей балки 28. Верхняя и нижняя боковые стенки расположены напротив друг друга. Боковые стенки взаимодействуют друг с другом, образуя трубчатую конструкцию, которая задает внутреннюю полость. На своем заднем конце 30 балка 28 включает в себя только противоположные внутреннюю и внешнюю боковые стенки 50, 52. Внутренняя и внешняя боковые стенки проходят от трубчатой части балки 28 так, чтобы совпадать по форме с дверной стойкой 36, что позволяет вставить заднюю часть 30 в дверную стойку 36. Балка 28 включает в себя по существу прямую часть, проходящую от задней части 30 перед боковой панелью 38 капота. Прямая часть имеет одинаковую форму в поперечном сечении, что сокращает объем механической обработки, необходимый для придания более сложных форм и изгибов на балке 28. Прямая часть балки 28 также обеспечивает более прямой перенос нагрузки и увеличивает жесткость детали. Каждая балка 28 также включает в себя несколько отверстий 58 для доступа, вырезанных во внешней боковой стенке 52. Отверстия для доступа обеспечивают доступ к внутренней боковой стенке 50 для крепежных элементов и инструментов с целью крепления внутренней боковой стенки к боковой панели 38 капота и дверной стойке 36.

Каждая балка 28 прикреплена к дверной стойке 36 и боковой панели 38 капота. Внешняя боковая стенка 52 прикреплена к ступенчатой поверхности 42 в задней части 30 или у балки 28. Несколько задних крепежных элементов 60 крепят внешнюю боковую стенку 52 к ступенчатой поверхности 42. Задние крепежные элементы 60 расположены под прямым углом относительно ступенчатой поверхности 42 и лежат в плоскости Y-Z. Крепежные элементы могут являться винтами для термического сверления. Винты для термического сверления являются саморезами и сокращают необходимость в точном выравнивании отверстий перед соединением компонентов. Внутренняя боковая стенка 50 прикреплена к боковой панели 38 капота. Несколько передних крепежных элементов 62 крепят внутреннюю боковую стенку 50 к боковой панели 38 капота. Передние крепежные элементы 62 расположены под прямым углом относительно боковой панели 38 капота и лежат в плоскости Y-Z. Передние крепежные элементы и задние крепежные элементы параллельны друг к другу. Передние крепежные элементы 62 установлены через отверстия 58 для обслуживания. Это позволяет установить передние крепежные элементы 62 снаружи транспортного средства. Передние крепежные элементы 62 могут быть самопроникающими заклепками. Клеящее вещество нанесено вдоль поверхности внутренней боковой стенки, соединяющейся с боковой панелью капота, для приклеивания внутренней боковой стенки 50 к боковой панели 38 капота. Клеящее вещество обеспечивает дополнительную прочность соединению.

Задние и передние крепежные элементы установлены в транспортное средство снаружи транспортного средства. Это позволяет устанавливать и извлекать балки 28 снаружи транспортного средства. Известные из уровня техники конструкции соединений требовали для обслуживания соединения наличие доступа как к внутренней, так и к внешней сторонам соединения. Для доступа к внутренней части соединения необходимо снять внутренние компоненты транспортного средства, что увеличивает время и стоимость обслуживания соединения. Каркас предоставляет соединение, обслуживание которого может быть полностью выполнено снаружи транспортного средства. Специалист по техническому обслуживанию должен лишь извлечь внешние панели кузова для того, чтобы получить доступ к балке и крепежным элементам.

Верхняя деталь 40 капота расположена сверху балок 28 и камеры 48. Верхняя деталь 40 капота прикреплена к верхней боковой стенке 54 каждой балки 28. Узлы крепления капота (не показаны) расположены сверху верхней детали 40 капота и прикреплены к верхней боковой стенке 54. Несколько верхних крепежных элементов 64 крепят верхнюю деталь 40 капота и узлы крепления капота к верхней боковой стенке 54. Верхние крепежные элементы 64 могут являться заклепками, болтами или винтами. Установка верхних крепежных элементов 64 на транспортное средство осуществляется снаружи транспортного средства, что позволяет выполнять их полное обслуживание снаружи транспортного средства.

Соединение выполнено для переноса нагрузок от балки 28 к пассажирской кабине 26 преимущественно при сдвиге. Это реализовано за счет крепления балки 28 к пассажирскому салону в двух параллельных плоскостях. Расположение крепежных элементов способствует переносу нагрузок при сдвиге. Задние крепежные элементы 60 и передние крепежные элементы 62 параллельны друг другу и расположены под прямым углом относительно их соответствующих поверхностей крепления. Задние и передние крепежные элементы также перпендикулярны продольной и вертикальной осям балки 28. Таким образом, продольная и вертикальная силы, действующие на балку 28, переносятся при сдвиге в зону соединения дверной стойки и в зону соединения боковой панели капота. Верхний крепежный элемент 64 перпендикулярен как задним, так и передним крепежным элементам 60, 62. Верхний крепежный элемент 64 перпендикулярен поперечной и продольной осям балки 28. Таким образом, перенос поперечных и продольных сил при сдвиге осуществляется в области присоединения верхней детали капота.

Варианты осуществления, описанные выше, являются конкретными примерами, которые не описывают все возможные формы изобретения. Признаки различных вариантов осуществления изобретения могут быть объединены друг с другом для того, чтобы образовать дополнительные варианты осуществления раскрытой сущности изобретения. Слова, использованные в данном описании изобретения, имеют скорее описательный характер, нежели ограничивающий. Объем нижеследующей формулы шире, чем конкретные раскрытые варианты осуществления, и также включает в себя модификации представленных вариантов осуществления изобретения.

Claims

1. Каркас кузова транспортного средства, содержащий:

боковую панель капота;

дверную стойку, имеющую вертикальную поверхность, прикрепленную к боковой панели капота в первой вертикальной/продольной плоскости, и внешнюю боковую сторону;

занижение, выполненное во внешней боковой стороне дверной стойки и образующее ступенчатую поверхность, которая обращена наружу от дверной стойки, причем ступенчатая поверхность расположена во второй вертикальной/продольной плоскости, которая смещена в боковом направлении наружу от первой плоскости и параллельно первой плоскости;

балку передка, включающую в себя внутреннюю боковую стенку, прикрепленную к боковой панели капота, и внешнюю боковую стенку, имеющую внутреннюю поверхность, расположенную напротив ступенчатой поверхности и прикрепленную к ней, причем продольные нагрузки переносятся при сдвиге на дверную стойку и боковую панель капота.

2. Каркас кузова по п.1, в котором балка передка выполнена в виде одной единственной трубы из алюминиевого сплава, полученной гидравлической вытяжкой.

3. Каркас кузова по п.1, дополнительно включающий в себя верхнюю деталь капота, прикрепленную к верхней боковой стенке балки передка.

4. Каркас кузова по п.1, в котором дверная стойка дополнительно включает в себя проходящий в боковом направлении уступ для обеспечения непрерывного перехода поверхности между первой и второй плоскостями.

5. Каркас кузова по п.1, в котором первая и вторая плоскости параллельны друг другу.

6. Каркас кузова по п.3, в котором поперечные нагрузки, прилагаемые к балке, переносятся при сдвиге на верхнюю деталь капота.

7. Каркас кузова по п.3, дополнительно включающий в себя первый комплект крепежных элементов, установленных в дверную стойку и внешнюю боковую стенку; второй комплект крепежных элементов, установленных в боковую панель капота и внутреннюю боковую стенку; третий комплект крепежных элементов, установленных в верхнюю деталь капота и верхнюю боковую стенку; и четвертый комплект крепежных элементов, установленных в дверную стойку и боковую панель капота.

8. Каркас кузова по п.7, в котором первый и второй комплекты крепежных элементов расположены под прямым углом к первой и второй вертикальным/продольным плоскостям.

9. Каркас кузова транспортного средства, содержащий:

боковую панель капота, образующую первую вертикальную продольную плоскость;

дверную стойку, имеющую внешнюю боковую сторону и внутреннюю боковую сторону, причем дверная стойка включает в себя отогнутую кромку, прикрепленную к боковой панели капота в первой плоскости, и ступенчатую поверхность, углубленную во внешнюю боковую сторону и образующую вторую вертикальную продольную плоскость, которая смещена в боковом направлении наружу от первой плоскости и параллельна ей; и

балку передка, включающую в себя внутреннюю боковую стенку, прикрепленную к боковой панели капота, и внешнюю боковую стенку, прикрепленную к ступенчатой поверхности, причем продольные нагрузки переносятся при сдвиге на дверную стойку и боковую панель капота.

10. Каркас кузова по п.9, дополнительно включающий в себя клеящее вещество, расположенное между боковой панелью капота и внутренней боковой стенкой, для приклеивания внутренней боковой стенки к боковой панели капота.

11. Каркас кузова по п.9, дополнительно включающий в себя верхнюю деталь капота, прикрепленную к верхней боковой стенке балки передка.

12. Каркас кузова по п.9, в котором внешняя боковая стенка имеет отверстие для доступа.

13. Каркас кузова по п.11, в котором поперечные нагрузки, прилагаемые к балке, переносятся при сдвиге на верхнюю деталь капота.

14. Каркас кузова по п.11, дополнительно включающий в себя первый комплект крепежных элементов, установленных в дверную стойку и внешнюю боковую стенку; второй комплект крепежных элементов, установленных в боковую панель капота и внутреннюю боковую стенку; третий комплект крепежных элементов, установленных в верхнюю деталь капота и верхнюю боковую стенку; и четвертый комплект крепежных элементов, установленных в дверную стойку и боковую панель капота.

15. Каркас кузова по п.14, в котором первый и второй комплекты крепежных элементов расположены под прямым углом к первой и второй плоскостям.

16. Каркас кузова по п.9, в котором дверная стойка дополнительно включает в себя проходящий в боковом направлении уступ, соединяющий отогнутую кромку и ступенчатую поверхность, для обеспечения непрерывного перехода поверхности между отогнутой кромкой и ступенчатой поверхностью.

17. Каркас кузова по п.9, в котором балка передка выполнена из алюминиевого сплава, причем дверная стойка и боковая панель капота выполнены из алюминиевого сплава.

18. Каркас кузова по п.9, в котором дверная стойка и боковая панель капота выполнены из алюминиевого сплава.

19. Транспортное средство, содержащее:

боковую панель капота;

дверную стойку, имеющую вертикальную поверхность, прикрепленную к боковой панели капота в первой вертикальной/продольной плоскости, и внешнюю поверхность во второй вертикальной/продольной плоскости; и

балку передка, включающую в себя внутреннюю боковую стенку, прикрепленную к боковой панели капота, и внешнюю боковую стенку, имеющую внутреннюю поверхность, расположенную напротив внешней поверхности дверной стойки и прикрепленную к ней.

20. Транспортное средство по п.19, в котором дверная стойка, балка передка и боковая панель капота выполнены из алюминиевого сплава.