Модуль усиления для кузова автомобиля

Модуль усиления для кузова автомобиля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к модулю усиления для кузова автомобиля, который может использоваться в том числе для вертикальных стоек кузова легкового автомобиля, которые обозначаются, как правило, как A-, B- и C-стойки.

Наряду с гарантией высоких удобств при поездке, при разработке новых транспортных средств является важным обеспечение оптимальной защиты пассажиров транспортного средства. В то время как при лобовом столкновении номинально существует более обширная зона повреждений или зона деформации, более трудно выполнять требования хорошей пассажирской защиты при боковом столкновении.

Для предохранения пассажиров транспортного средства транспортное средство перед разрешением на эксплуатацию в различных странах должно выдерживать тесты или испытания на столкновение. К ним принадлежат в том числе тест бокового столкновения согласно стандарту EuroNCAP (European New Car Assessment Programme) с деформируемым барьером для верхней области кузова и тест бокового столкновения согласно EuroNCAP с неподвижным столбом для нижней области кузова. Эти тесты совершенствуются, и исполняемые критерии становятся все строже.

Для соблюдения вышеупомянутых тестов столкновения известно, что для укрепления вертикальных стоек их оборудуют локальными усилениями. Это имеет значение, в частности, для B-стойки (средней стойки), которая особенно важна для гарантии хорошей боковой защиты при столкновении. На производстве все локальные усиления располагаются и свариваются с кузовом при соблюдении требуемых допусков. Дальше проводят многочисленные состыковки и закрепляют их.

Далее известно, что с целью улучшенной защиты от бокового столкновения вертикальные стойки выполняют либо цельными, либо более усиленными локально.

Задачей данного изобретения является получение модуля усиления для кузова транспортного средства, с которым достигают улучшенной пассажирской защиты.

Эта задача решается согласно варианту выполнения с признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения представлены зависимыми пунктами формулы изобретения.

В первом аспекте изобретения задача решается модулем усиления для кузова автомобиля, выполненным с возможностью приведения в контакт с частью кузова и прикрепления к ней или, соответственно, на ней. Часть кузова при этом содержит несколько мест крепления для монтируемых компонентов автомобиля. Каждому месту крепления соответствует по меньшей мере одно прикрепленное на модуле усиления или по меньшей мере частично в нем средство крепления модуля усиления на части кузова.

С одной стороны, модуль усиления служит для усиления части кузова в целом и, с другой стороны, для усиления большого количества локальных мест крепления. Для второй функции он оснащен на местах крепления части кузова соответственно средством крепления, которым укрепляемый компонент автомобиля и модуль усиления прикрепляются к части кузова.

Моделируемые на компьютере тесты столкновения показали, что снабженное вышеупомянутым модулем усиления транспортное средство гарантирует улучшенную боковую защиту от столкновения согласно EuroNCAP с неподвижным столбом по сравнению со случаем большого числа мест крепления с соответственно только локальным усилением. Основой этого является укрепляющее воздействие модуля усиления в боковой области кузова. Сверх того, с целью улучшенной боковой защиты от столкновения на упомянутой части кузова нужно прикреплять только один единственный модуль усиления, например только единственный модуль усиления на B-стойке, что снижает время производства транспортного средства и вместе с тем экономит издержки. К этому добавляется то, что при неизменной боковой защите от столкновения, несмотря на модуль усиления в виде дополнительной части, вес кузова оказывается в целом меньше. Основанием этому является то, что отсутствуют вышеназванные утолщения материала на части кузова и, как позже еще разъяснится, в модуле усиления возможна гибкая смесь материалов при применении легких материалов.

Далее, отдельные места крепления с модулем усиления будут более прочными против действующих на местах крепления крутящих моментов, вследствие чего в случае нагрузки там менее вероятны деформации или изломы лака.

Предусмотрены варианты выполнения, которые в качестве средства крепления имеют болт, гайку, сквозное отверстие, стопорный элемент, пружинный зажим или тому подобное. Если средства крепления служат для получения болтового соединения, то задаваемым интервалом между головкой болта и гайкой может устанавливаться соответствующее моменту сил плечо рычага. Вследствие этого место крепления, выполненное согласно последнему абзацу выше, станет более прочным против действующих крутящих моментов.

Еще один вариант выполнения модуля усиления предусматривает в качестве средства крепления болт, и кроме того, что модуль усиления в его позиции прикрепления на части кузова одним из своих болтов проникает сквозь находящееся в месте крепления отверстие в части кузова. При монтаже модуль усиления накладывается на части кузова и его болты проводятся сквозь соответствующие отверстия. Затем прикладывают укрепляемый компонент автомобиля и болтовое соединение комплектуется винтовой гайкой.

Другой вариант выполнения модуля усиления может быть далее выполнен так, что в качестве средства крепления предусмотрена винтовая гайка и у модуля усиления в его позиции прикрепления к части кузова одна из его винтовых гаек расположена с обеспечением возможности вворачивания болта, выполненного с возможностью проведения через находящееся в месте крепления отверстие в части кузова, в упомянутую винтовую гайку. При монтаже болт сначала проводится сквозь отверстие прикрепляемого компонента автомобиля, затем сквозь часть кузова и, наконец, через модуль усиления.

Другой вариант выполнения предусматривает, что модуль усиления имеет втулку в его сквозном отверстии в месте крепления. Через втулку может проводиться болт, чтобы осуществлять болтовое соединение.

Следующий вариант выполнения модуля усиления имеет фланцы для размещения заподлицо и прикрепления к части вертикальной стойки. Фланцы служат при этом для получения клеевого соединения между модулем усиления и частью кузова. Альтернативно клеевому соединению также может выбираться пружинное зажимное или стопорное соединение.

Кроме того, другая форма выполнения модуля усиления выполнена по меньшей мере частично из пластмассы и/или имеет несколько сквозных отверстий. Места крепления усиливаются при этом не тяжелыми, способными к свариванию металлическими частями, а с помощью более легких материалов, подобных пластмассам, к которым принадлежат также композиционные материалы. В зависимости от локальных требований при боковой защите от столкновения может в целом выбираться одна оптимальная относительно ее веса смесь материалов. Одновременно можно снижать толщину стенки для части кузова, так что можно сокращать в целом вес транспортного средства.

Далее, другой аспект изобретения относится к автомобилю с кузовом, в котором к части кузова прикреплен модуль усиления согласно одному из предыдущих вариантов. Часть кузова может быть вертикальной стойкой, например B-стойкой, вследствие чего с частью усиления получается в итоге улучшенная боковая защита от столкновения для транспортного средства.

Следующие признаки и преимущества обсуждаемого изобретения можно получить из следующего подробного описания со ссылками на приложенные чертежи, которые даны в последующем как неограничивающие примеры. При этом использование обозначений на чертежах не должно пониматься в том отношении, что обозначения должны ограничивать объем защиты обсуждаемого изобретения. Показано:

на фиг.1a вид сбоку части кузова;

на фиг.1b вид сверху части кузова;

на фиг.1c разрезы части кузова на фиг.1b;

на фиг.2a вид сбоку одной части усиления, введенной в часть кузова на фиг.1a;

на фиг.2b вид сверху конструкции на фиг.2a;

на фиг.2c разрезы конструкции на фиг.2a;

на фиг.3 разрез согласно фиг.2c в детальном виде согласно первой форме выполнения,

на фиг.4 еще один разрез согласно фиг.2c в детальном виде согласно другой форме выполнения,

на фиг.5 разрез согласно фиг.2c в детальном виде согласно еще одной форме выполнения.

На фиг.1a показана часть 1 кузова на виде сбоку и на фиг.1b на виде сверху. Частью 1 кузова является часть B-стойки (средней стойки) с местом 2 крепления в виде двух отверстий 3, 4 для верхнего крепления шарнира двери, местом 5 крепления в виде выемки 6 материала, а также еще одним местом 7 крепления в виде отверстий 8, 9 для нижнего крепления шарнира двери. Выемка 6 материала служит в качестве кабельного ввода и крепления штекерной колодки для электро- и управляющих кабелей задней двери транспортного средства. Другие места крепления для фиксации других компонентов транспортного средства, как например, для крепления упора замка двери или тормоза двери, не показаны из соображений упрощения.

На фиг.1c показаны 4 разреза части усиления на фиг.1b по линиям A-A, B-B, C-C, а также D-D. Можно видеть, что часть 1 кузова имеет поперечное сечение по существу в виде шляпообразного профиля и упомянутые выше места крепления находятся соответственно в основании поперечного сечения наконечника.

Фиг.2a-c соответствуют фиг.1a-c, однако часть 1 кузова дополнена здесь модулем 10 усиления.

При этом на фиг.2a показано, что он расположен в поперечном сечении части 1 кузова в виде шляпообразного профиля и скрыт на виде сбоку. Модуль 10 усиления может быть приклеен фланцем 11 к части 1 кузова или быть связанным с ней посредством соединения типа пружинного зажима (не показано).

На фиг.2b показано, что модуль 10 усиления может быть выполнен массивным, однако это необязательно. Он содержит в варианте выполнения согласно фиг.2b несколько перемычек 12, которые образуют в совокупности решетчатый модуль 10 усиления. Между перемычками 12 имеются также сквозные отверстия 18, благодаря которым можно ограничивать вес модуля 10 усиления. Отдельные элементы модуля 10 усиления, например, выбранные в области мест 2, 5, 7 крепления, могут быть выполнены массивными. При этом может выбираться также смесь материалов с более легкими и более тяжелыми материалами, вид которых и расположение выбираются таким образом, что при боковом столкновении защита пассажиров оптимальна.

На фиг.2c показаны разрезы A-A, B-B, C-C и D-D, соответствующие разрезам на фиг.1c.

На разрезе A-A показано первое место 7 крепления, которое служит для нижнего крепления шарнира двери. Здесь модуль 10 усиления выполнен массивным и в него врезаны или заделаны две винтовые гайки 13, 14. Это можно осуществлять таким образом, что на месте 4 крепления модуль 10 усиления является блоком из пластмассы с заделанными при отливке винтовыми гайками 13, 14. При монтаже в цилиндрические выемки 20 через отверстия 8, 9 вводится болт и завинчивается в винтовые гайки 13, 14.

На разрезе B-B показана область второго места 5 крепления, где может прикрепляться штекерная колодка 21 для электрических и управляющих кабелей задней двери транспортного средства. Здесь модуль усиления 10 выполнен не массивным, а позволяет проводить дальше через выемку 6 материала кабель со штекерной колодкой 21. На стороне модуля 10 усиления кабели могут быть тогда заделаны при отливке в модуле 10 усиления. При этом штекерная колодка 21 удерживается модулем усиления подходящим образом, например с помощью (не показанного) соединения типа пружинного зажима (замка). Часть 1 кузова усиливается здесь справа и слева от выемки 6 материала модулем 10 усиления. Проходящие по горизонтали перемычки 12 придают устойчивость модулю 12 усиления в целом.

На разрезе C-C показана область третьего места 2 крепления, где наверху на части кузова 1 прикреплен шарнир двери. Модуль 10 усиления имеет здесь также врезанные или, соответственно, встроенные винтовые гайки 13, 14 как на месте 7 крепления.

Далее, на разрезе D-D показана область без модуля 10 усиления.

На фиг.3 показан в детальном виде разрез C-C места 7 крепления для фиксации шарнира 15 на части 1 кузова с помощью двух завинченных в винтовые гайки 13, 14 болтов 16, 17. Винтовые гайки 13, 14 находятся на фиг.3 в модуле 10 усиления. Тем не менее, они могут также быть расположены на противоположной шарниру 15 стороне модуля 10 усиления, на его поверхности 19, и тем самым расположены на модуле 10 усиления и, соответственно, около него.

На фиг.4 показан перекликающийся с фиг.3 случай, при котором в модуль 10 усиления врезаны болты 16, 17. Посредством встраивания болта 16, 17 в модуль 10 усиления, или аналогично гайкам 13, 14 в часть 10 усиления согласно фиг.3, может целенаправленно устанавливаться интервал между головкой болта и винтовой гайкой. Если на конструкцию воздействует крутящий момент М, то на болты 16, 17 при большем плече a рычага (это интервал от головки болта до гайки) действует более меньшая сила F=M/a. Таким образом, посредством увеличения плеча a рычага место крепления в случае бокового столкновения может сильнее нагружаться механически без того, чтобы там доходило до локальных деформаций или изломов лака.

На фиг.5 показан разрез C-C со сквозным отверстием 18, например, в виде цилиндрической выемки 20 на месте 7 крепления, в которую вставлена втулка 22, 23. При монтаже болты 16 и 17 проталкиваются снизу через втулки 22, 23 и завинчиваются сверху поверх или ниже закрывающей пластины 24 в винтовые гайки 13 и, соответственно, 14.

Вышеупомянутые варианты выполнения показывают, что модуль 10 усиления служит для того, чтобы локально усиливать три места 2, 5 и 7 крепления. При этом указывается на то, что модулем 10 усиления могут усиливаться еще и другие места крепления, и, например, также все места крепления части 1 кузова. Усиление происходит с помощью единственного модуля 10 усиления, который при монтаже быстро соединяется с частью кузова 1 с помощью клеевого, пружинного зажимного, сварочного или прочего соединения. Усиление всех мест крепления происходит при этом просто, быстро и недорого по сравнению с образом действий, при котором усиливаются места крепления 2, 5, 7 и т.д. в отдельности. Приданием формы и выбором материала для модуля 10 усиления можно достигать в случае бокового столкновения улучшенной защиты от проникновений. В целом одновременно вес кузова, вопреки дополнительному модулю 10 усиления, может уменьшаться. Это происходит потому, что можно избегать локального утолщения материала на части 1 кузова и так как для усиления могут использоваться также легкие материалы, например волокнистые композитные материалы.

Перечень основных обозначений

01 часть кузова

02 место крепления

03 отверстие

04 отверстие

05 место крепления

06 выемка материала

07 место крепления

08 отверстие

09 отверстие

10 модуль усиления

11 фланец

12 перемычка

13 винтовая гайка

14 винтовая гайка

15 шарнир

16 болт

17 болт

18 сквозное отверстие

19 поверхность

20 цилиндрическая выемка

21 штекерная колодка

22 втулка

23 втулка

24 закрывающая пластина

М крутящий момент

F сила

a плечо рычага

1. Модуль (10) усиления для кузова автомобиля, выполненный с возможностью приведения в контакт с частью (1) кузова и прикрепления к ней, причем часть (1) кузова имеет несколько мест (2, 5, 7) крепления для монтируемых компонентов (15) автомобиля, и для каждого места (2, 5, 7) крепления части (1) кузова предназначено по меньшей мере одно средство (13, 16) крепления модуля усиления на части (1) кузова, отличающийся тем, что средство крепления выполнено в виде болта (16), винтовой гайки (13), стопорного элемента или пружинного зажима и закреплено на модуле усиления, для чего модуль (10) усиления имеет в сквозном отверстии (18) в месте (7) крепления втулку (22) для проведения болта, или закреплено по меньшей мере частично внутри модуля (10) усиления.

2. Модуль усиления по п.1, отличающийся тем, что в качестве средства крепления предусмотрен болт, причем модуль усиления в своей позиции прикрепления на части кузова одним из своих болтов проходит сквозь находящееся в месте крепления отверстие части кузова.

3. Модуль усиления по п.1, отличающийся тем, что в качестве средства крепления предусмотрен болт, причем в позиции прикрепления модуля на части кузова одна из его винтовых гаек (13, 14) расположена таким образом, что обеспечивается возможность вворачивания болта (16, 17), выполненного с возможностью прохождения сквозь находящееся в месте крепления отверстие (8, 9) части кузова, в упомянутую винтовую гайку.

4. Модуль усиления по п.1, отличающийся тем, что в нем предусмотрены фланцы (11) для размещения заподлицо и прикрепления к части вертикальной стойки кузова.

5. Модуль усиления по п.1, отличающийся тем, что модуль усиления прикреплен к части кузова соединением типа пружинного зажима, сварным соединением или клеевым соединением.

6. Модуль усиления по п.1, отличающийся тем, что он выполнен по меньшей мере частично из пластмассы и/или имеет несколько сквозных отверстий (18).

7. Автомобиль с кузовом, в котором к части (1) кузова прикреплен модуль (10) усиления согласно одному из пп.1-6.

8. Автомобиль по п.7, в котором частью кузова является вертикальная стойка.

9. Автомобиль по п.8, в котором вертикальной стойкой кузова является В-стойка.