Каркас кузова транспортного средства (варианты)

В настоящем документе представлен каркас кузова транспортного средства с улучшенной прочностью крыши и уменьшенной массой. Каркас кузова транспортного средства включает в себя первый продольный брус крыши, второй продольный брус крыши, первый порог и второй порог. Поперечная изогнутая балка крыши кузова замкнутого профиля располагается по существу перпендикулярно первому и второму продольным брусьям крыши. Каждая средняя стойка содержит шарнирное соединение средней стойки, а каждая передняя стойка между концом, ближайшим к крыше, и концом, ближайшим к капоту, содержит шарнирное соединение передней стойки. Также может быть предусмотрен капот, который расположен по существу перпендикулярно первому и второму продольным брусьям крыши. Капот может соединяться с первым и вторым продольными брусьями крыши через переднюю стойку первого продольного бруса крыши и переднюю стойку второго продольного бруса крыши.

Область техники, к которой относится полезная модель

Настоящая полезная модель относится к конструкциям каркаса транспортного средства, а более конкретно, к облегченной конструкции крыши, имеющей повышенную прочность.

Уровень техники

В настоящее время производители автомобилей стремятся не повышать или сокращать производственные расходы в рамках глобальной конкуренции. Для этого производители транспортных средств изучили различные подходы. Такие решения включают в себя снижение массы и, следовательно, веса транспортных средств. Там, где это возможно или целесообразно, решения могут также включать в себя: снижение числа новых технологий производства; замена различных материалов на облегченные материалы; изменение конструкции деталей с целью снижения их веса, уменьшение размера транспортного средства за счет его отдельных компонентов; и применение методов проектирования, предполагающих использование более эффективных конструкций и материалов. Такие методы проектирования также включают в себя улучшение аэродинамики транспортного средства и, следовательно, уменьшение его сопротивления. Различные усовершенствования были также внесены в автомобильные двигатели и технологии трансмиссии, направленные на соблюдение стандартов экономии топлива.

Большая часть деталей для большинства автомобилей изготавливается из стальных материалов. Сталь обладает рядом доказанных преимуществ, таких как низкая стоимость, отличная технологичность, пригодность к переработке для вторичного использования, а также возможность регулирования распределения энергии при ударе. Повторная проработка стальных деталей и возможность изготовления деталей из стальных материалов различных типов, размеров и прочности помогают в создании транспортных средств.

Корпус автомобильного кузова (также называемый «неокрашенный кузов») представляет собой каркасную структуру, к которой впоследствии прикрепляют различные подсистемы. Эти подсистемы включают в себя двигатель и трансмиссию, подвеску и колеса, элементы салона и внешние детали конструкции, такие как двери, стекло, капот и крышка багажника. Так как неокрашенный кузов (BIW) обычно составляет около 20-25% от общей массы транспортного средства, были предприняты меры для того, чтобы уменьшить вес BIW. Любое снижение веса или использование различных конструкций и материалов, однако, должно быть осущетсвлено при соблюдении различных конструкционных, жесткостных и размерных параметров для изготовления удовлетворяющего всем требованиям транспортного средства.

В особенности производители транспортных средств стремятся улучшить прочность конструкции крыши транспортного средства при одновременном снижении массы. Например, в заявке на патент Японии 7132854 представлена улучшенная конструкция каркаса, содержащего два продольных бруса крыши, поперечную балку крыши, первый порог и второй порог, а также боковые и передние стойки кузова. Данный документ может быть выбран в качестве ближайшего аналога. Также производители могут заменять материалы каркаса, что позволяет уменьшить массу транспортного средства, но не позволяет достичь необходимой прочности крыши при ударе.

Раскрытие полезной модели

Техническим результатом полезной модели является повышение прочности каркаса кузова автомобиля с уменьшенной массой.

Каркас кузова транспортного средства включает в себя первый продольный брус крыши, второй продольный брус крыши, первый порог и второй порог. Замкнутый профиль изогнутой поперечной балки крыши соединяет первый продольный брус крыши и второй продольный брус крыши. Замкнутая изогнутая балка крыши может располагаться по существу перпендикулярно первому и второму продольному брусьям крыши кузова. Для первого продольного бруса крыши и второго продольного бруса крыши может быть предусмотрена средняя стойка кузова. Каждая средняя стойка имеет шарнирное соединение средней стойки, а каждая передняя стойка кузова имеет шарнирное соединение передней стойки. Также может быть предусмотрен капот, расположенный по существу перпендикулярно первому и второму продольному брусьям крыши. Капот может быть соединен с первым и вторым продольным брусьями крыши через переднюю стойку, которая соответствует первому продольному брусу крыши кузова, и переднюю стойку второго продольного бруса крыши.

Каждая из средних стоек может содержать внутренний элемент и внешний элемент, вместе задающие шарнирное соединение средней стойки. Шарнирное соединение передних и/или средних стоек может представлять собой активатор разрушения.

Поперечная изогнутая балка крыши замкнутого профиля имеет первый конец и второй конец, причем первый конец соединен со второй средней стойкой через второй продольный брус крыши. Также поперечная балка крыши может дополнительно содержать элемент обшивки и элемент гнутого профиля, прикрепленный к элементу обшивки.

Первый продольный брус крыши может быть образован внутренним продольным брусом крыши, прикрепленным к внешнему продольному брусу крыши. Второй продольный брус крыши может быть образован внутренним продольным брусом крыши, прикрепленным к внешнему продольному брусу крыши.

В другом варианте каркас кузова транспортного средства содержит первый продольный брус крыши и второй продольный брус крыши; поперечную изогнутую балку крыши замкнутого профиля, соединяющую первый продольный брус крыши и второй продольный брус крыши, причем указанная поперечная балка крыши расположена по существу перпендикулярно первому и второму продольным брусьям крыши; первый порог и второй порог, расположенный по существу параллельно первому порогу; среднюю стойку крыши для каждого первого продольного бруса крыши кузова и второго продольного бруса крыши кузова, причем средняя стойка крыши кузова, имеет верхний и нижний конец. Средняя стойка, содержит шарнирное соединение средней стойки между верхним концом и нижним концом; одна средняя стойка соединяет первый продольный брус крыши с первым порогом, а другая средняя стойка, соединяет второй продольный брус крыши со вторым порогом. Каркас также содержит переднюю стойку для первого и второго продольного бруса крыши, причем передняя стойка имеет конец, ближайший к крыше, и конец, ближайший к капоту. В передней стойке имеется шарнирное соединение передней стойки между концом, ближайшим к крыше и концом, ближайшим к капоту. Также в каркасе кузова может быть предусмотрен капот, имеющий первый конец и второй конец. Капот соединяет переднюю стойку первого продольного бруса с передней стойкой второго продольного бруса крыши кузова. При этом шарнирное соединение средней и/или передней стойки может представлять собой активатор разрушения.

Краткое описание чертежей

Далее приведено описание настоящей полезной модели с помощью примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи:

На ФИГ.1 изображен вид в перспективе каркаса кузова транспортного средства, согласно первому варианту.

На ФИГ.2 изображен частичный вид в перспективе варианта соединения между верхней средней стойкой и продольным брусом крыши кузова транспортного средства.

На ФИГ.3 изображен перспективный вид средней стойки кузова транспортного средства.

На ФИГ.4 изображен частичный вид в перспективе одного из вариантов соединения между верхней средней стойкой и нижней средней стойкой.

На ФИГ.5 изображен частичный вид сбоку варианта соединения между верхней средней стойкой и продольным брусом крыши кузова транспортного средства.

На ФИГ.6 изображен частичный вид в перспективе варианта соединения между верхней средней стойкой и замкнутым профилем продольного бруса крыши кузова транспортного средства.

На ФИГ.7 изображен частичный вид спереди передней стойки кузова транспортного средства.

Осуществление полезной модели

На ФИГ.1 показан каркас 10 кузова транспортного средства для пассажирского салона транспортного средства. Настоящая полезная модель включает в себя каркас 10 кузова транспортного средства с уменьшенной массой и увеличенной прочностью крыши, достигаемых за счет регулирования процесса поглощения энергии в том случае, когда к крыше применяются нагрузки, причем крыша включает в себя поперечную балку 12 и первый и второй продольный брус 14, 16.

Согласно ФИГ.1, 5 и 6, представленное решение включает в себя первый продольный брус 14 крыши и второй продольный брус 16 крыши и по меньшей мере один поперечной балки 12 крыши с замкнутым профилем, соединяющий первый продольный брус 14 и второй продольный брус 16. Замкнутый профиль поперечной балки 12 может быть штампованным или гнутым профилем, который может быть прикреплен к обшивочному элементу 22, как это показано на ФИГ.6. Замкнутый профиль поперечной балки 12 крыши может быть по существу перпендикулярным первому и второму продольным брусьям 14, 16 крыши.

Представленный каркас 10 кузова транспортного средства может дополнительно включать в себя первый порог 18 и второй порог 20, причем второй порог 20 может быть расположен по существу параллельно первому порогу 18. Для первого продольного бруса 14 крыши может быть предусмотрена первая средняя стойка 24, а также может быть предусмотрена вторая средняя стойка 26, которая соответствует второму продольному брусу 16 крыши. И первая, и вторая средние стойки 24, 26 имеют верхний конец 28 и нижний конец 30. И первая, и вторая средние стойки 24, 26 между верхним концом 28 и нижним концов 30 содержат шарнирное соединение 52 средней стойки. Шарнирное соединение 52 средней стойки может представлять собой активатор разрушения в форме изгиба листового металла, как это показано в не ограничивающем примере на ФИГ.3 и 4.

Также необходимо понимать, что активатор разрушения в шарнирном соединении 52 средней стойки может иметь другие формы, например отверстия или тому подобные.

Верхний конец 28 каждой средней стойки может быть соединен с соответствующим продольным брусом крыши, который может представлять собой либо первый продольный брус 14 крыши, либо второй продольный брус 16 крыши. Таким образом, верхний конец 28 первой средней стойки 24 может быть соединен с первым продольным брусом 14 крыши, как это показано на ФИГ.1. Аналогичным образом верхний конец 28 второй средней стойки 26 может быть соединен со вторым продольным брусом 16 крыши, как это показано на ФИГ.1.

Ссылаясь на ФИГ.1, 3 и 4, и первая средняя стойка 24, и вторая средняя стойка кузова 26 могут быть сформированы от верхнего конца 28 и нижнего конца 30. Ссылаясь на ФИГ.1, 3 и 4, нижний конец 30 первой средней стойки 24 может быть выполнен за одно целое с первым порогом 18. Аналогичны образом нижний конец 30 второй средней стойки 26 может быть выполнен за одно целое со вторым порогом 20. Как показано на ФИГ.3 и 4, каждый из нижних концов 30 функционально выполнен с возможностью сцепления с верхними концами 28 первой средней стойки 24 и второй средней стойки 26. Соответственно, нижний конец 30 первой средней стойки 24 сцеплен с верхним концом 28, как это показано в неограничивающем примере, изображенном на ФИГ.3 и 4.

Как показано на ФИГ.1, и первая и вторая средние стойки 24, 26 включают в себя нижний конец 30, который может быть сформирован из штампованного листового металла. Нижний конец 30 может быть также сформирован с использованием фасонной прокатки листового металла или другим подобным способом. Ссылаясь на не ограничивающий пример, изображенный на ФИГ.3 и 4, первая и вторая средние стойки 24, 26 могут быть сформированы нижним концом 30, вставленным или посаженным на верхний конец 28. Нижний конец 30 и верхний конец 28 могут быть прикреплены друг к другу с помощью сварки или другим подобным способом.

Ссылаясь на ФИГ.1 и 7, для первого продольного бруса 14 крыши может быть предусмотрена первая передняя стойка, а для второго продольного бруса 16 крыши может быть предусмотрена вторая передняя стойка 32. Первая передняя стойка 32 и вторая передняя стойка 34 имеют ближний к крыше конец 36 и ближний к капоту конец 38. Как показано на ФИГ.7, ближний к крыше конец 36 для каждой передней стойки (первая передняя стойка 32 и вторая передняя стойка 34) может быть прикреплен к соответствующему продольному брусу крыши кузова (первый продольный брус 14 крыши и второй продольный брус 16 крыши). Соответственно, ближний к крыше конец 36 первой передней стойки может быть прикреплен к первому продольному брусу 14 крыши.

Кроме того, ближний к крыше конец 36 второй передней стойки 34 может быть соединен со вторым продольным брусом 16 крыши. Первая и вторая передние стойки 32, 34 содержат шарнирное соединение передней стойки между ближним к крыше концом 36 и ближним к капоту концом 38. Шарнирное соединение 50 передней стойки, имеющееся в каждой первой и второй передней стойке 32, 34, может служить активатором разрушения в форме, не ограничиваясь данным примером, изгиба на конструкции первой передней стойки, как это показано на ФИГ. 7. В качестве других не ограничивающих примеров, шарнирное соединение 50 первой передней стойки может представлять собой отверстие или углубление, сформированные в конструкции передней стойки.

Как показано на ФИГ.1, в каркасе кузова также предусмотрен капот 40, который имеет первый конец 42 и второй конец 44. Капот 40 может быть расположен поперек транспортного средства и может быть по существу перпендикулярным первому продольному брусу 14 крыши и второму продольному брусу 16 крыши. Как показано на рисунке, капот 40 соединяется с первой передней стойкой на первом конце 42 капота 40. Кроме того, капот 40 соединяется со второй передней стойкой на втором конце 44 капота 40.

Ссылаясь на ФИГ.1 и 6, замкнутый профиль поперечной изогнутой балки 12 крыши имеет первый конец 46 балки и второй конец 48 балки. Первый конец 46 балки 12 крыши может быть соединен с первой средней стойкой 24 через первый продольный брус 14 крыши. Второй конец 48 балки 12 может быть соединен со второй средней стойкой 26 через второй продольный брус 16 крыши, как это показано на ФИГ.1. В не ограничивающем примере, показанном на ФИГ. 1, замкнутый профиль поперечной изогнутой балки 12 крыши может содержать элемент обшивки и элемент гнутого профиля, прикрепленный к элементу обшивки при помощи механического крепежа, точечной сварки или тому подобного. Также необходимо понимать, что, тем не менее, в другом не ограничивающем примере замкнутый профиль поперечной изогнутой балки 12 крыши может представлять собой отдельный цельный элемент, который можно изготовить фасонной прокаткой, гидроформингом, экструзией или подобными способами.

Первый продольный брус 14 крыши и второй продольный брус 16 крыши могут быть сформированы из цельного компонента. Альтернативно, первый продольный брус 14 крыши и второй продольный брус 16 крыши быть сформированы из нескольких компонентов. На ФИГ.1, 5 и 6 изображен не ограничивающий пример, где первый продольный брус 14 крыши и второй продольный брус 16 крыши изготовлены из внешнего продольного бруса 62 крыши и внутреннего продольного бруса 60 крыши. Как показано, внутренний продольный брус 60 крыши может быть прикреплен к внешнему продольному брусу 62 крыши. Также необходимо понимать, что второй продольный брус 16 крыши может быть сформирован из внутреннего продольного бруса 60 крыши, закрепленного на внешнем продольном брусе 62 крыши.

На ФИГ.6 изображен частичный вид не ограничиващего примера варианта замкнутого профиля поперечной изогнутой балки 12 крыши. Замкнутый профиль поперечной изогнутой балки 12 крыши может быть изготовлен из штампованного нижнего элемента 21 и элемента 22 обшивки. Поперечная изогнутая балка 12 может быть закреплена на первом продольном брусе 14 крыши или втором продольном брусе 16 крыши сваркой или механическими крепежами 58 или подобным способом. Как показано в не ограничивающем примере на ФИГ.6, первая средняя стойка 24 может быть соединена с первым продольным брусом 14 крыши, где поперечная изогнутая балка 12 крыши соединяется с первым продольным брусом 14 крыши.

Специалистам в данной области техники понятно, что, несмотря на то, что данная полезная модель описана со ссылкой на один или несколько наиболее предпочтительных вариантов воплощения, представленная конструкция не ограничивается раскрытыми в вариантами воплощения, а также то, что допустимы альтернативные варианты воплощения, и в раскрытые варианты воплощения могут быть внесены изменения без отклонения от сущности представленного решения.

1. Каркас кузова транспортного средства, содержащий:

первый продольный брус крыши и второй продольный брус крыши;

поперечную изогнутую балку крыши замкнутого профиля, соединяющую первый продольный брус крыши и второй продольный брус крыши, причем указанная поперечная балка крыши, по существу, перпендикулярна первому и второму продольным брусьям крыши;

первый порог и второй порог, расположенный, по существу, параллельно первому порогу;

первую среднюю стойку, прикрепленную к первому продольному брусу крыши, и вторую среднюю стойку, прикрепленную ко второму продольному брусу крыши; первая и вторая средние стойки содержат шарнирное соединение средней стойки, и каждая имеет верхний и нижний конец; верхний конец первой средней стойки прикреплен к первому продольному брусу крыши, а верхний конец второй средней стойки прикреплен ко второму продольному брусу крыши; нижний конец первой средней стойки прикреплен к первому порогу, а нижний конец второй средней стойки прикреплен ко второму порогу;

первая передняя стойка прикреплена к первому продольному брусу крыши, а вторая передняя стойка прикреплена ко второму продольному брусу крыши; первая и вторая передние стойки имеют конец, ближайший к крыше кузова, и конец, ближайший к капоту, а также содержат шарнирное соединение передней стойки между указанными двумя концами стойки; и капот, соединяющий переднюю стойку первого продольного бруса крыши с передней стойкой второго продольного бруса крыши.

2. Каркас кузова по п.1, в котором указанная средняя стойка содержит внутренний элемент и внешний элемент.

3. Каркас кузова по п.2, в котором внутренний элемент и внешний элемент вместе задают шарнирное соединение средней стойки.

4. Каркас кузова по п.1, в котором шарнирное соединение средней стойки представляет собой активатор разрушения.

5. Каркас кузова по п.1, в котором шарнирное соединение передней стойки представляет собой активатор разрушения.

6. Каркас кузова по п.1, в котором поперечная балка крыши замкнутого профиля имеет первый конец и второй конец, причем первый конец поперечной балки крыши соединен со второй средней стойкой через второй продольный брус крыши.

7. Каркас кузова по п.1, в котором первый конец капота прикреплен к передней стойке, соединенной с первым продольным брусом крыши.

8. Каркас кузова по п.1, в котором второй конец капота прикреплен к передней стойке, соединенной со вторым продольным брусом крыши.

9. Каркас кузова по п.1, в котором поперечная балка крыши замкнутого профиля дополнительно содержит элемент обшивки и элемент гнутого профиля, прикрепленный к элементу обшивки.

10. Каркас кузова по п.1, в котором первый продольный брус крыши может быть образован внутренним продольным брусом крыши, прикрепленным к внешнему продольному брусу крыши.

11. Каркас кузова по п.1, в котором второй продольный брус крыши может быть образован внутренним продольным брусом крыши, прикрепленным к внешнему продольному брусу крыши.

12. Каркас кузова транспортного средства, содержащий:

первый продольный брус крыши и второй продольный брус крыши;

поперечную изогнутую балку крыши замкнутого профиля, соединяющую первый продольный брус крыши и второй продольный брус крыши, причем указанная поперечная балка расположена, по существу, перпендикулярно первому и второму продольным брусьям крыши;

первый порог и второй порог, расположенный, по существу, параллельно первому порогу;

среднюю стойку для первого продольного бруса крыши и для второго продольного бруса крыши, имеющую верхний и нижний конец; причем средняя стойка содержит шарнирное соединение средней стойки между верхним концом и нижним концом; при этом одна средняя стойка соединяет первый продольный брус крыши с первым порогом, а другая средняя стойка соединяет второй продольный брус крыши со вторым порогом;

переднюю стойку для первого продольного бруса крыши и для второго продольного бруса крыши, имеющую ближайший к крыше конец и ближайший к капоту конец; причем передняя стойка содержит шарнирное соединение передней стойки между ближайшим к крыше концом и ближайшим к капоту концом; и

капот, имеющий первый конец и второй конец; причем капот соединяет переднюю стойку первого продольного бруса крыши с передней стойкой второго продольного бруса крыши.

13. Каркас кузова по п.12, в котором шарнирное соединение средней стойки представляет собой активатор разрушения.

14. Каркас кузова по п.12, в котором шарнирное соединение передней стойки представляет собой активатор разрушения.