RU2673320C2

RU2673320C2 - Каркас передка транспортного средства

Info

Publication number: RU2673320C2
Application number: RU2015120446A
Authority: RU
Inventors: Драган Б. СТОЙКОВИЧ; Герхард Г. Г. ЛЮШЕН; Даррин Нейл ВАГНЕР; Кристофер Джон МЕЙ
Original assignee: Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2018-11-23
Also published as: RU2015120446A; RU2015120446A3; CN204750306U; DE202015102663U1; US9114835B1

Abstract

Группа изобретений относится к вариантам выполнения каркаса передка транспортного средства и транспортному средству. Каркас включает в себя дверную стойку, имеющую удаленные друг от друга в поперечном направлении первую и вторую вертикальные монтажные поверхности, которые проходят в продольном направлении. Транспортное средство также включает в себя трубчатый опорный элемент, имеющий первую стенку, закрепленную к первой вертикальной монтажной поверхности, и вторую стенку, закрепленную ко второй вертикальной монтажной поверхности. Вторая стенка проходит по направлению назад от первой стенки и закреплена к дверной стойке сбоку снаружи от первой стенки. Вырезная часть в по крайней мере одной горизонтальной стенке, соединяющая первую и вторую стенки трубчатого опорного элемента, может выступать в качестве места его деформации. Обеспечивается повышение жесткости. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к конфигурации присоединения трубчатого каркаса передка (передка) транспортного средства к пассажирской кабине транспортного средства.

Уровень техники

Каркасы передка транспортного средства обеспечивают средства для установки различных компонентов транспортного средства, в том числе, например, панелей кузова, крышки капота и компонентов двигателя. Каркас передка может быть также использован для управления нагрузками, возникающими по причине ударов, действующих на транспортное средство, и из других источников. В частности, при использовании современных легких материалов способ присоединения переднего каркаса к кабине транспортного средства может иметь непосредственную зависимость от эксплуатационных характеристик транспортного средства.

Раскрытие изобретения

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения каркас передка транспортного средства включает в себя дверную стойку, имеющую удаленные друг от друга в поперечном направлении первую и вторую вертикальные монтажные поверхности, которые проходят в продольном направлении. Транспортное средство также включает в себя трубчатый опорный элемент, имеющий первую стенку, закрепленную к первой вертикальной монтажной поверхности, и вторую стенку, закрепленную ко второй вертикальной монтажной поверхности. Вторая стенка проходит по направлению назад от первой стенки и закреплена к дверной стойке в поперечном направлении снаружи от первой стенки.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения каркас передка транспортного средства включает в себя продольно проходящую трубчатую опору. Опора имеет первую и вторую вертикальные трубчатые стенки с, по существу, прямыми частями вблизи заднего конца. Транспортное средство также включает в себя стойку, имеющую обращенные вбок первую и вторую вертикальные поверхности. Первая вертикальная поверхность расположена спереди и внутри относительно местоположения второй вертикальной поверхности. Первая трубчатая стенка трубчатой опоры закреплена к первой вертикальной поверхности, а вторая трубчатая стенка закреплена ко второй вертикальной поверхности.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения транспортное средство включает в себя трубчатую опору, имеющую вертикальную стенку, обращенную внутрь транспортного средства, и соединенную с помощью верхней и нижней горизонтальных стенок с вертикальной стенкой, обращенной наружу транспортного средства. Каждая горизонтальная стенка имеет вырез, который отделяет стенку, обращенную внутрь, от стенки, обращенной наружу, на заднем конце трубчатой опоры. Транспортное средство также включает в себя стойку, образующую первую и вторую обращенные вбок вертикальные монтажные поверхности. Первый крепежный элемент закрепляет стенку, обращенную внутрь, к первой обращенной вбок монтажной поверхности, а второй крепежный элемент закрепляет стенку, обращенную наружу, ко второй обращенной вбок монтажной поверхности. Стенка, обращенная внутрь, и стенка, обращенная наружу, трубчатой опоры могут быть смещены в поперечном направлении относительно друг друга на заднем конце.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения трубчатая опора может включать в себя вырез, проходящий через по крайней мере одну горизонтальную стенку, которая соединяет стенку, обращенную внутрь, со стенкой, обращенной наружу, трубчатой опоры. Вырез может выступать в качестве места деформации трубчатой опоры.

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 частичный общий вид конструктивного опорного соединения с передней стойкой.

На фиг. 4 представлен вид сверху конструктивного опорного соединения, показанного на фиг. 3.

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 направление вверх.

На фиг. 1 показан передок транспортного средства 10, который обеспечивает опору для нескольких внешних панелей. Крышка капота 12 является откидной и в закрытом положении закрывает отсек двигателя. Доступ к отсеку двигателя возможен при открытой крышке капота 12. С каждой стороны к крышке капота 12 прилегает крыло 14. Крылья 14 закреплены и образуют зазор 16 до крышки капота 12. В нижней части крылья 14 также состыкованы с передней нишей 18 колеса. В задней части крылья 14 образуют зазор 20 до боковой двери 22. Для обоих крыльев 14 и крышки капота 12 необходима соответствующая нижележащая конструкция 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 монтажную опору крышке капота 12, крыльям 14 и другим компонентам передка. Каркас 24 передка включает в себя пару трубчатых опор 28 передка, которые проходят в продольном направлении от пассажирской кабины 26. Каждая трубчатая опора 28 является полой конструкцией, имеющей задний конец 30, который состыкован со стойкой пассажирской кабины 26. Трубы трубчатой опоры могут быть изготовлены, например, методом гидроформинга (гидравлической вытяжки) трубы-заготовки. Передний поперечный элемент 32 проходит поперек транспортного средства и соединяет трубчатые опоры 28 между собой у переднего конца 34 каждой соответствующей трубы.

Трубчатые опоры 28 могут быть, по существу, прямыми в зоне вблизи заднего конца 30, который закреплен к пассажирской кабине 26. По существу, прямые части увеличивают несущую способность трубчатых опор 28.

По крайней мере в одном варианте осуществления трубчатая опора получена путем гидравлической вытяжки бесшовной алюминиевой трубы. Например, материал, такой как алюминиевый сплав 6011-Т4, может быть особенно подходящим. Кроме того, толщина стенки трубчатой опоры может составлять от приблизительно 2 мм до 5 мм. В частности, толщина стенки может составлять приблизительно 3,1 мм. Трубчатые опоры 28 могут быть также изготовлены из различных конструкционных материалов, например, алюминия, магния, титана, полимеров, композитных материалов и т.д.

Как на фа фиг. 3 и 4 показано, трубчатая опора 28 включает в себя две удаленные друг от друга в поперечном направлении вертикальные стенки. Внешняя стенка 36 (стенка, обращенная наружу транспортного средства) и внутренняя стенка 38 (стенка, обращенная внутрь транспортного средства) обычно параллельны друг другу и частично образуют внутреннюю полость трубчатой опоры 28. Внешняя стенка 36 выступает дальше назад относительно внутренней стенки 38 на заднем конце 30 трубчатой опоры 28. Ступенчатое расположение задних краев двух вертикальных стенок обеспечивает двойной стык с каркасом пассажирской кабины 26.

Пассажирская кабина 26 включает в себя вертикальную дверную стойку 40, расположенную в его передка. Форма дверной стойки 40 соответствует ступенчатому заднему концу 30 трубчатой опоры 28. Дверная стойка 40 также имеет несколько обращенных вбок монтажных поверхностей в различных положениях, что позволяет вставить трубчатую опору 28 в соответствующую форму. Дверная стойка 40 включает в себя первую обращенную вбок монтажную поверхность 42 и вторую обращенную вбок монтажную поверхность 44. Монтажные поверхности 42, 44 проходят в продольном направлении. Поперечно проходящий уступ 45 соединяет первую и вторую монтажные поверхности 42, 44 и обеспечивает непрерывный переход поверхности. Первая монтажная поверхность 42 расположена спереди внутри относительно второй монтажной поверхности 44.

Смещение между первой и второй монтажными поверхностями 42, 44 приблизительно соответствует расстоянию между внутренней стенкой 38 и внешней стенкой 36 трубчатой опоры 28. Внешняя стенка 36 и внутренняя стенка 38 соединены с соответствующими монтажными поверхностями 42, 44 дверной стойки 40. По крайней мере в одном варианте осуществления смещение между первой боковой монтажной поверхностью 42 и второй боковой монтажной поверхностью 44 составляет приблизительно 52 мм. Кроме того, продольное расстояние между местами стыка первой боковой монтажной поверхности 42 и второй боковой монтажной поверхности 44 составляет 56 мм.

По крайней мере один крепежный элемент 46 закрепляет трубчатую опору 28 к дверной стойке 40 вблизи заднего края каждой из двух вертикальных стенок. Для закрепления трубчатой опоры 28 к дверной стойке 40 могут подойти различные крепежные элементы. Например, сочетание резьбовых крепежных элементов, заклепок, сварных соединений и (или) клеевого соединения может быть использовано для соединения элементов каркаса 24 передка. По крайней мере в одном варианте осуществления изобретения несколько винтов для термического сверления вставлены через вертикальные стенки трубчатой опоры 28 в монтажные поверхности дверной стойки 40. Винты для термического сверления создают отверстия с резьбой и крепят трубчатую опору 28 к дверной стойке 40. Применение винтов для термического сверления уменьшает необходимость в точном выравнивании отверстий перед соединением компонентов. Первая боковая монтажная поверхность 42 и вторая боковая монтажная поверхность 44 обычно параллельны другу другу для обеспечения относительного смещения между соответствующими стыкующимися поверхностями трубчатой опоры 28 и дверной стойки 40. Крепежные отверстия могут быть выполнены, когда трубчатая опора 28 установлена на ее окончательное место размещения на дверной стойке 40. Данная последовательность сборки может лучшим образом применять производственные допуски.

Крепежные элементы 46 в переднем положении крепят внутреннюю вертикальную стенку 38 к дверной стойке 40. По крайней мере один из крепежных элементов 46 вставлен таким образом, чтобы находиться на одной прямой с гладким отверстием 48 (с зазором) во внешней вертикальной стенке 36. Оба крепежных элемента 46 в переднем положении и крепежные элементы 46 в заднем положении могут быть вставлены в дверную стойку 40 с внешней стороны транспортного средства. Сборочный инструмент может быть введен через отверстие 48 для доступа вдоль оси 50, которая проходит через внутреннюю полость трубчатой опоры 28. В качестве альтернативы для крепления трубчатой опоры 28 может быть использовано сочетание крепежных элементов различных типов. В представленном варианте осуществления изобретения винты для термического сверления применены в заднем положении, и болты зафиксированы с резьбовыми гайками для того, чтобы закрепить трубчатую опору к стойке спереди.

Трубчатая опора 28 также включает в себя две горизонтальные стенки. Верхняя горизонтальная стенка 52 и нижняя горизонтальная стенка 54 соединяют внешнюю стенку 36 и внутреннюю стенку 38. Значительная часть длины трубчатой опоры 28 имеет замкнутое сечение, включающее в себя четыре соединенных друг с другом стенки. Трубчатая опора 28 также включает в себя, по существу, прямую часть, имеющую одинаковое поперечное сечение и проходящую вперед от заднего конца 30. Простая форма трубчатой опоры 28 может позволить сократить объем механической обработки, необходимый для придания сложных форм и изгибов. Прямая конструкция трубчатого элемента 28 также обеспечивает более прямой перенос нагрузки и увеличивает жесткость детали.

Для определения направления рассеяния энергии в ответ на приложение нагрузок на каркас 24 передка может быть использована стратегия управления нагрузками. Трубчатая опора 28 обычно выполняет функцию балки, на которую приложена осевая нагрузка в результате осевых сил, действующих в продольном направлении. Энергия может быть передана от трубчатой опоры 28 к дверной стойке 40.

Конструктивные элементы могут быть использованы для воздействия как на скорость, так и на место поглощения энергии каркасом 24 передка. По крайней мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения трубчатая опора 28 имеет верхний вырез 58 в верхней горизонтальной стенке 52 и нижний вырез 58 в нижней горизонтальной стенке 54. Вырезы 56, 58 отделяют внешнюю стенку 36 от внутренней стенки 38 в местах крепления. Место расположения и разработанная форма верхнего выреза 56 и нижнего выреза 58 обеспечивают контролируемое разрушение трубчатой опоры 28 в вырезных частях 56, 58 в условиях действия значительных нагрузок. Вырезные части 56, 58 позволяют создать целевое место деформации в трубчатой опоре 28. По крайней мере в одном варианте осуществления изобретения форма выреза обеспечивает свободное свисание (консольное положение) внешней стенки и внутренней стенки относительно верхней и нижней горизонтальных стенок.

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 передка транспортного средства, содержащий:

дверную стойку, имеющую удаленные друг от друга в поперечном направлении первую и вторую вертикальные монтажные поверхности, которые проходят в продольном направлении, и

трубчатый опорный элемент, имеющий первую стенку, закрепленную к первой вертикальной монтажной поверхности, и вторую стенку, закрепленную ко второй вертикальной монтажной поверхности, причем вторая стенка проходит по направлению назад от первой стенки и закреплена к дверной стойке в поперечном направлении снаружи относительно первой стенки.

2. Каркас передка по п.1, в котором трубчатый опорный элемент включает в себя верхнюю и нижнюю горизонтальные стенки, которые соединяют первую и вторую стенки, каждая горизонтальная стенка имеет вырез на заднем конце трубчатого опорного элемента, причем первая и вторая стенки закреплены к дверной стойке в консольном положении к верхней и нижней горизонтальным стенкам.

3. Каркас передка по п.2, в котором вырез в каждой горизонтальной стенке трубчатого опорного элемента выступает в качестве предварительно заданного места деформации под действием осевой нагрузки на трубчатый опорный элемент.

4. Каркас передка по п.1, который дополнительно включает в себя множество крепежных элементов, причем каждый крепежный элемент выступает внутрь дверной стойки через первую стенку или вторую стенку, и первый крепежный элемент закрепляет первую стенку к дверной стойке в переднем положении относительно второго крепежного элемента, который закрепляет вторую стенку в заднем положении.

5. Каркас передка по п.1, в котором дверная стойка имеет поперечно проходящий уступ, расположенный между первой и второй вертикальными монтажными поверхностями, причем уступ обеспечивает непрерывный переход поверхности из места переднего крепления к месту заднего крепления трубчатого опорного элемента.

6. Каркас передка по п.1, в котором трубчатый опорный элемент имеет отверстие для доступа во второй стенке, которое расположено на одной прямой с местом крепления в первой стенке.

7. Каркас передка по п.1, в котором трубчатый опорный элемент изготовлен гидроформингом алюминиевой трубы.

8. Каркас передка транспортного средства, содержащий:

продольно проходящую трубчатую опору, имеющую первую и вторую трубчатые вертикальные стенки с, по существу, прямыми частями на заднем конце, и

стойку, имеющую обращенные вбок первую и вторую вертикальные поверхности, причем первая вертикальная поверхность расположена спереди и внутри относительно второй вертикальной поверхности, причем первая трубчатая стенка закреплена к первой вертикальной поверхности, а вторая трубчатая стенка закреплена ко второй вертикальной поверхности.

9. Каркас передка по п.8, в котором трубчатая опора включает в себя две горизонтальные стенки, каждая из которых соединяет первую и вторую трубчатые стенки между собой, причем каждая горизонтальная стенка имеет вырез на заднем конце такой, что первая и вторая трубчатые стенки не соединены горизонтальными стенками на заднем конце.

10. Каркас передка по п.9, в котором каждый вырез горизонтальных стенок адаптирован, чтобы выступать в качестве предварительно заданного места деформации под действием осевой нагрузки на, по существу, прямую часть трубчатой опоры.

11. Каркас передка по п.8, который дополнительно включает в себя по меньшей мере один резьбовой крепежный элемент, который выступает внутрь через первую трубчатую стенку и/или вторую трубчатую стенку для крепления трубчатой опоры к стойке.

12. Каркас передка по п.8, в котором вторая трубчатая стенка трубчатой опоры имеет отверстие для доступа, расположенное на одной прямой с местом крепления на первой вертикальной поверхности стойки.

13. Транспортное средство, содержащее:

трубчатую опору, имеющую вертикальную стенку, обращенную внутрь транспортного средства и соединенную с помощью верхней и нижней горизонтальных стенок с вертикальной стенкой, обращенной наружу транспортного средства, причем каждая горизонтальная стенка имеет вырез, который отделяет стенку, обращенную внутрь, от стенки, обращенной наружу, на заднем конце трубчатой опоры;

стойку, имеющую первую и вторую обращенные вбок монтажные поверхности;

первый крепежный элемент, крепящий стенку, обращенную внутрь, к первой обращенной вбок монтажной поверхности, и

второй крепежный элемент, крепящий стенку, обращенную наружу, ко второй обращенной вбок монтажной поверхности, причем стенка, обращенная внутрь, и стенка, обращенная наружу, трубчатой опоры смещены в поперечном направлении относительно друг друга на заднем конце.

14. Транспортное средство по п.13, в котором каждый вырез трубчатой опоры адаптирован, чтобы выступать в качестве места деформации под действием осевой нагрузки на трубчатую опору.

15. Транспортное средство по п.13, в котором задний край стенки, обращенной внутрь, расположен впереди относительно заднего края стенки, обращенной наружу, причем первый крепежный элемент закреплен в переднем положении, а второй крепежный элемент закреплен в заднем положении.

16. Транспортное средство по п.13, в котором трубчатая опора имеет отверстие для доступа в стенке, обращенной наружу, расположенное на одной прямой с первым крепежным элементом на стенке, обращенной внутрь.

17. Транспортное средство по п.13, в котором трубчатая опора изготовлена гидроформингом алюминиевой трубы.