Конструкция транспортного средства с повышенной прочностью крыши кузова

Представлена конструкция транспортного средства 10, которая обеспечивает повышенную прочность крыши кузова и регулируемое поглощение энергии, когда конструкция крыши 60 кузова испытывает нагрузку. Конструкция транспортного средства включает в себя внутреннюю панель 12, внешнюю панель 12 и, по меньшей мере, один элемент поперечной балки 15 с первым участком 32, вторым участком 14 и средним участком 36. Средний участок 36 можно расположить между первым участком 32 и вторым участком 34, а также объединить с этими участками. Первый участок 32 средней части примыкает к внутренней панели, а второй участок 34 средней части примыкает к внешней панели.

Область техники, к которой относится полезная модель

Настоящая полезная модель в целом относится к конструкции крыши кузова транспортного средства и защиты пассажиров транспортного средства. В частности, настоящая полезная модель относится к конструкции поперечной балки с целью укрепления средней стойки кузова транспортного средства и последующего повышения прочности крыши кузова.

Уровень техники

Из уровня техники известны конструкции транспортного средства, обеспечивающие повышенную прочность крыши кузова. Например, из заявки на патент США 20090309387 известна упрочняющая конструкция для использования в транспортном средстве.

Обычное транспортное средство, как показано на ФИГ.1, содержит множество стоек 1, которые расположены с левой и правой стороны кузова транспортного средства вдоль продольного направления кузова, предназначенных для поддержки крыши 2 на заданной высоте от пола и для поддержки передней 3 и задней 4 дверей, каждая из которой установлена между двумя стойками 1.

На ФИГ.2 среди множества стоек 1 изображен пример средней стойки, которая соединяет крышу 2 и пол вместе с передней 3 и задней 4 дверями.

Как показано на ФИГ.2, средняя стойка, известная из уровня техники, содержит внешнюю 6 и внутреннюю 11 панели, которые соединены друг с другом таким образом, чтобы разграничить замкнутое пространство между ними и соединить крышу 2 и пол друг с другом, и упрочняющая панель 8, которая расположена в замкнутом пространстве, находящемся между внешней 6 и внутренней 11 панелями таким образом, чтобы укрепить жесткость средней стойки.

Внешняя панель 6 имеет часть 7 верхнего края и часть нижнего края, которые объединены вместе с боковой рамой кузова транспортного средства. Часть 7 верхнего края внешней панели 6 выполнена таким образом, что она выступает наружу и вверх для соответствия контуру верхней части боковой рамы. Фланцевая часть, которая выполнена на верхнем крае внешней панели 6, соединена с фланцевой частью панели 15 крыши.

Внутренняя панель 11 соединена ниже панели 15 крыши с поверхностью элемента 17 бруса крыши кузова, который находится на противоположной стороне от верхней части боковой рамы для разграничения замкнутого пространства, и расширяется вниз по направлению к полу. Внутренняя панель 11 соединена с внешней панелью 6 для определения замкнутого пространства.

Как описано выше, упрочняющая панель 8 расположена в замкнутом пространстве, которое разграничено при помощи внешней 6 и внутренней 11 панелей таким образом, чтобы укрепить прочность средней стойки по отношению к прилагаемому усилию.

Также пластина 13 с анкерной гайкой для закрепления крепежной гайки ремня безопасности расположена между упрочняющей панелью 8 и внутренней панелью 11, расположенной рядом с верхним краем средней стойки.

В средней стойке, выполненной, как описано выше, внешнее усилие, которое применено к средней стойке, поглощается при помощи упрочняющей панели 8, которая расположена в замкнутом пространстве, находящемся между внешней 6 и внутренней 11 панелями.

Из патента США 7510234, который может быть рассмотрен в качестве ближайшего аналога, известна конструкция транспортного средства, содержащая внутреннюю панель стойки и внешнюю панель стойки.

Производители транспортных средств применяют алюминий в качестве материала, используемого для конструкции транспортного средства с целью уменьшения общей массы транспортного средства. Алюминий обладает рабочими характеристиками, отличающимися от обычной двухфазной коррозионностойкой стали, которая используется в конструкциях транспортных средства. Однако, для повышения прочности крыши кузова конструкции транспортного средства при одновременном уменьшении массы транспортного средства, внутренняя панель 11 требует значительной опоры для выдерживания нагрузок (таких как нагрузки на крышу кузова), прикладываемых к конструкции транспортного средства.

Соответственно, существует необходимость в предоставлении достаточной опоры для внутренней панели 11, так как она испытывает нагрузки, которым подвергается крыша кузова транспортного средства при одновременном сохранении низкой массы транспортного средства или снижении общей массы транспортного средства.

Раскрытие полезной модели

Конструкция транспортного средства представлена в соответствии с вариантами осуществления настоящей полезной модели, раскрытого в данном документе. Конструкция транспортного средства в настоящем раскрытии обеспечивает достижение технического результата, который заключается в улучшении прочности крыши кузова и управляемое поглощение энергии при приложении нагрузки к конструкции крыши кузова транспортного средства. Конструкция транспортного средства включает в себя внутреннюю панель, внешнюю панель и, по меньшей мере, один элемент поперечной балки. Элемент поперечной балки включает в себя первую часть, вторую часть и среднюю часть. Средняя часть элемента поперечной балки может быть расположена между первой частью и второй частью. Средняя часть элемента поперечной балки может быть также объединена с первой частью и второй частью. Кроме того, средняя часть может быть объединена со средним участком первой части или со средним участком второй части. Первый участок средней части примыкает к внутренней панели, а второй участок средней части примыкает к внешней панели. Первый конец средней части может быть объединен с концом первой части, а второй конец средней части может быть объединен с концом второй части.

Средняя часть элемента поперечной балки может быть перпендикулярна первой части и второй части. Элемент поперечной балки может быть закреплен на внутренней панели сверху или снизу от шарнирного соединения стойки, а внутренняя панель и внешняя панель могут быть функционально выполнены с возможностью предотвращения разрушения внутренней панели на нескольких заранее определенных участках и с возможностью регулирования поглощения энергии на шарнирном соединении стойки.

Внутренняя, панель, внешняя панель и элемент поперечной балки преимущественно изготовлены из алюминия. Элемент поперечной балки может иметь Т-образное поперечное сечение.

Краткое описание чертежей

На ФИГ.1 показан вид в перспективе, демонстрирующий внешний вид автотранспортного средства;

На ФИГ.2 показан вид в поперечном разрезе вдоль линии Н-Н на ФИГ.1, демонстрирующий верхнюю часть обычной средней стойки;

На ФИГ.3 показан частичный вид в перспективе варианта осуществления конструкции транспортного средства с двумя средними стойками кузова транспортного средства, каждая из которых имеет внешнюю панель и внутреннюю панель;

На ФИГ.4 показан развернутый вид внутренней панели средней стойки кузова транспортного средства и внешней панели средней стойки кузова транспортного средства, при этом внутренняя и внешняя панели средней стойки кузова транспортного средства отделены друг от друга;

На ФИГ.5 показан вид сбоку расширенной внутренней панели средней стойки кузова транспортного средства и внешней панели средней стойки кузова транспортного средства, при этом внутренняя и внешняя панель средней стойки кузова транспортного средства отделены друг от друга, а поперечная балка конструкции расположена между внутренней панелью и внешней панелью;

На ФИГ.6 показан вид сверху расширенной внутренней панели средней стойки кузова транспортного средства и внешней панели средней стойки кузова транспортного средства, при этом внутренняя и внешняя панель средней стойки кузова легкового автомобиля отделены друг от друга, а поперечная балка конструкции расположена между внутренней панелью и внешней панелью;

На ФИГ.7 показан вид в поперечном разрезе вдоль линий 7-7 на ФИГ.3, показывающий вариант осуществления конструкции транспортного средства в соответствии с настоящим раскрытием, в котором другой вариант поперечной балки конструкции расположен в пределах средней стойки кузова транспортного средства;

На ФИГ.8 показан вид в поперечном разрезе вдоль линий 8-8 на ФИГ.3, показывающий вариант осуществления конструкции транспортного средства в соответствии с настоящим раскрытием, в котором другой вариант поперечной балки конструкции расположен в пределах средней стойки кузова транспортного средства;

На ФИГ.9 показан вид в поперечном разрезе вдоль линий 9-9 на ФИГ.3, показывающий один вариант осуществления конструкции транспортного средства в соответствии с настоящим раскрытием, в котором еще один вариант поперечной балки конструкции расположен в пределах средней стойки кузова транспортного средства.

Осуществление полезной модели

На Фиг.3-9 представлена конструкция 10 транспортного средства, которая обеспечивает повышенную прочность крыши кузова и регулируемое поглощение энергии, когда к конструкции крыши кузова приложена нагрузка. Конструкция 10 транспортного средства включает в себя внутреннюю панель 12, внешнюю панель 14 и, по меньшей мере, один элемент 16 поперечной балки, имеющей первый участок 32, второй участок 34 и средний участок 36. Внутренняя панель 12 может быть прикреплена к внешней панели 14 на фланцах 18, расположенных на боковых сторонах каждой внутренней панели 12 и внешней панели 14 с помощью сварки (то есть точечной сварки), механического крепежа (то есть самопроникающей заклепки) или с помощью похожих технологий. Внутренняя полость сформирована внутренней панелью 12 и внешней панелью 14, в которой, по меньшей мере, один элемент 16 поперечной балки может быть расположен внутри стойки 20 транспортного средства. Также необходимо понимать, что стойка 20 транспортного средства может представлять собой переднюю стойку 26 кузова транспортного средства, среднюю стойку 28 кузова транспортного средства или заднюю стойку 30 кузова транспортного средства.

Как показано на ФИГ.6-9, отношение толщины к ширине конструкции увеличивается путем добавления элемента поперечной балки, тем самым увеличивая коэффициент жесткости конструкции. Однако преимуществом конструкции 10 транспортного средства (показана на ФИГ.6-9) настоящего раскрытия является то, что конструкция 10 транспортного средства обеспечивает уменьшенный вес, тем самым обеспечивая сокращение затрат и улучшение топливной эффективности транспортного средства. В отличие от обычных наплывных конструкций, где упрочняющая панель (не показана) может проходить практически по полной площади поверхности внутренней панели 12, конструкция 10 транспортного средства использует меньшее количество материала и тем самым обеспечивает преимущество сокращения веса.

Как указано выше, элемент 16 поперечной балки включает в себя первый участок 32, средний участок 36 и второй участок 34. Средний участок 36 может быть расположен между первым участком 32 и вторым участком 34, как это показано на ФИГ.6-9. Кроме этого, как показано в не ограничивающих примерах, средний участок 36 может быть объединен с первым участком 32 и вторым участком 34. Как показано в не ограничивающих примерах на ФИГ.6-9, первый участок 32 элемента 16 поперченной балки примыкает к внутренней панели 12, а второй участок 34 элемента 16 поперечной балки примыкает к внешней панели 14.

Необходимо понимать, что первый 32 и второй 34 участки могут быть закреплены (или нет) на внутренней панели 12 и/или внешней панели 14 при помощи сварки, механического крепежа или похожей технологии. Также, как это показано в не ограничивающих примерах на ФИГ.6-9, необходимо понимать, что средний участок 36, по меньшей мере, одного элемента 16 поперечной балки может быть по существу расположен перпендикулярно первому участку 32 и второму участку 34.

На ФИГ.7, элемент 16 поперечной балки показан в не ограничивающем примере в качестве элемента, имеющего I-образную форму. Первый участок 32 примыкает к внутренней панели 12, а второй участок 34 примыкает к внешней панели 14. В этом не ограничивающем примере средний участок 36 объединен с первым участком 32 и вторым участком 34 в средней части каждого первого участка 32 и второго участка 34.

Относительно ФИГ.6 и 8, необходимо понимать, что ФИГ.8 представляет собой схематическое изображение ФИГ.6. Как показано на ФИГ.6 и 8, элемент 16 поперечной балки может быть выполнен таким образом, чтобы первый конец 42 среднего участка 36 был объединен с первым концом 44 первого участка 32, а второй конец 46 среднего участка 36 был объединен со вторым концом 48 второго участка 34. И снова, как это показано на чертеже, средний участок 36 по существу перпендикулярен первому 32 и второму 34 участкам.

Как показано в не ограничивающем примере на ФИГ.9, элемент 16 поперечной балки может иметь Т-образное поперечное сечение. Первый участок 32 может быть расположен перпендикулярно среднему участку 36, а второй участок 34 в этом не ограничивающем примере может состоять из конца среднего участка 36, который находится рядом с внешней панелью 14. Как это показано на чертеже, в настоящем варианте осуществления настоящей полезной модели, средний участок 36 не перпендикулярен второму участку 34. Второй участок 34, однако, может примыкать к внешней панели 14, как это показано на ФИГ.9.

Шарнирное соединение 50 стойки, по меньшей мере, один элемент 15 поперечной балки, прикрепленный как сверху, так и снизу от шарнирного соединения 50 стойки, внутренняя панель 12 и внешняя панель 14 функционально выполнены с возможностью предотвращения разрушения внутренней панели 12 на множестве заранее определенных участков при одновременном обеспечении регулируемого поглощения энергии в шарнирном соединении 50 стойки. Внутренняя панель 12, внешняя панель 14 и, по меньшей мере, один элемент 16 поперечной балки изготовлены из алюминия.

Необходимо понимать, что вдоль стойки 20 могут быть установлены более одного элемента 16 поперечной балки. Для того чтобы контролировать участки, на которых конструкция кузова 54 транспортного средства будет поглощать энергию, элементы 16 поперечной балки могут быть установлены вокруг шарнирного соединения 50 стойки (показано на ФИГ.4 и 5) для поглощения энергии шарнирным соединением 50 стойки. В одном не ограничивающем примере шарнирное соединение 50 стойки может состоять из прогиба продольного сжатия внутренней панели 12 и/или внешней панели 14. Другой не ограничивающий пример шарнирного соединения 50 стойки может представлять собой некое отверстие, как это показано на ФИГ.4 и 5. Вне зависимости от формы шарнирного соединения 50 стойки шарнирное соединение 50 стойки функционально выполнено для функционирования в качестве варианта запускающего механизма удара.

Путем установки элемента 16 поперечной балки вокруг шарнирного соединения 50 стойки поглощение энергии регулируется таким образом, что стойка 20 поглощает энергию на шарнирном соединении 50 стойки. Элементы 16 поперечной балки функционально выполнены для укрепления участков, расположенных вокруг шарнирного соединения 50 стойки таким образом, что энергия только перемещается к нужному участку стойки 20 для последующего поглощения (в этом случае, шарнирное соединение 50 стойки).

Таким образом, несколько элементов 16 поперечной балки могут быть закреплены на стойке 20. Например, элемент 16 поперечной балки (показан на ФИГ.6 в полуразрезе) может быть закреплен на внутренней панели 12 под шарнирным соединением 50 стойки, в то время как другой элемент 16 поперечной балки может быть закреплен на внутренней панели 12 над шарнирным соединением 50 стойки. Элементы 16 поперечной балки могут быть расположены в нескольких точках вокруг шарнирного соединения 50 стойки и/или по линии ремня таким образом, чтобы элемент 16 поперечной балки увеличивался как снизу, так и сверху шарнирного соединения 50 стойки и/или по линии ремня, перегибая место шарнирного соединения. Эта конструкция показана на ФИГ.5. Вариант осуществления конструкции транспортного средства 10, изображенный на ФИГ.5, обеспечивает устойчивость стойки 20 при помощи многократного соединения поперечного сечения, как с внутренней панелью, так и с внешней панелью стойки 20. Крепление к изогнутой внутренней панели 12 обеспечивает большее отношение толщины к ширине внутренней панели. Это отношение толщины к относительной ширине допускает использование более высоких опасных напряжения, тем самым улучшая прочность конструкции крыши кузова транспортного средства.

Конструкция транспортного средства также обеспечивает стабильность внутренней панели 12 стойки 20 (которая в большей степени деформируется при применении нагрузки на крышу кузова). Улучшенная устойчивость обеспечивается для внутренней панели путем предоставления части коэффициента жесткости внешней панели 14 вертикальной опоры 20 для внутренней панели 12 вертикальной опоры в и вокруг зоны прогиба вертикальной опоры 20.

На чертежах и в описании раскрыт наиболее предпочтительный вариант осуществления настоящей полезной модели, и, несмотря на использование особых условий, они используются для демонстрации в общем виде, а не с целью ограничения области применения настоящей полезной модели, определенного в следующей формуле полезной модели.

1. Конструкция транспортного средства, содержащая внутреннюю панель стойки, внешнюю панель стойки, по меньшей мере, один элемент поперечной балки, имеющий первую часть, вторую часть и среднюю часть, распложенную между первой частью и второй частью, в котором первая часть примыкает к внутренней панели стойки, а вторая часть примыкает к внешней панели стойки.

2. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой средняя часть, по меньшей мере, одного элемента поперечной балки объединена с первой частью и второй частью.

3. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой средняя часть, по меньшей мере, одного элемента поперечной балки, по существу, перпендикулярна первой части и второй части.

4. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой, по меньшей мере, один элемент поперечной балки закреплен на внутренней панели стойки снизу от шарнирного соединения стойки.

5. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой, по меньшей мере, один элемент поперечной балки закреплен на внутренней панели сверху от шарнирного соединения стойки.

6. Конструкция транспортного средства по п.4, в которой, по меньшей мере, один элемент поперечной балки закреплен на внутренней панели сверху от шарнирного соединения стойки.

7. Конструкция транспортного средства по п.6, в которой шарнирное соединение стойки и, по меньшей мере, один элемент поперечной балки закреплены сверху и снизу от шарнирного соединения стойки, при этом внутренняя панель стойки и внешняя панель стойки функционально выполнены с возможностью предотвращения разрушения внутренней панели стойки на нескольких заранее определенных участках при одновременном регулировании поглощения энергии на шарнирном соединении стойки.

8. Конструкция транспортного средства по п.7, в которой внутренняя панель стойки, внешняя панель стойки и, по меньшей мере, один элемент поперечной балки изготовлены из алюминия.

9. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой, по меньшей мере, один элемент поперечной балки имеет Т-образное поперечное сечение.

10. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой средняя часть объединена со средним участком первой части, и средняя часть объединена со средним участком второй части.

11. Конструкция транспортного средства по п.1, в которой первый конец средней части объединен с концом первой части, а второй конец средней части объединен с концом второй части.