КОНСТРУКЦИЯ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ Российский патент 2012 года по МПК B62D21/15 B62D25/24 

Изобретение относится к конструкции кузова автомобиля согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

ЕР 1702833 B1 раскрывает конструкцию кузова легкового автомобиля с боковыми рамами крыши, задними боковыми частями и приемными элементами пружин, где боковые рамы крыши соединяются с поперечно проходящими балками. Для усиления боковой рамы крыши в некоторых областях предусматривается центральное усиление, где длинная полка усиления проходит в продольном направлении автомобиля, а короткая, отогнутая полка проходит в поперечном направлении автомобиля.

Целью настоящего изобретения является усиление монтажной конструкции в задней области конструкции кузова автомобиля, где усиление создает опору и поглощает усилия в области С-стойкости в случае «испытания автомобиля падением на передний угол крыши».

Согласно изобретению, цель достигается посредством признаков п.1 формулы изобретения. Дальнейшие признаки раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Преимущества, которые, в первую очередь, достигаются посредством изобретения, состоят в создании усиленной конструкции кузова автомобиля в области заднего бокового окна в задней области автомобиля, которая служит для достаточного восприятия усилий в случае «испытания автомобиля падением на передний угол крыши» и для придания жесткости верхней конструкции крыши. Согласно изобретению, это достигается тем, что усиливающая балка проходит в непосредственном примыкании к верхнему краю выреза заднего бокового окна и закреплена изогнутым вниз задним концом в установленном на кузове опорном кронштейне, а с усиливающей балкой соединен усиливающий элемент, который расположен в примыкании к задней краевой области выреза заднего бокового окна и соединен с внутренней боковой частью автомобиля, и образует вертикально ориентированную С-стойку с отводом силового потока в конструкцию остова. Эффект, достигаемый таким расположением опорного кронштейна и усиливающего элемента на усиливающей балке, в частности в не содержащих непрерывной В-стойки автомобилях, заключается в том, что достигается укороченное эффективное плечо силы, образованное длиной усиливающей балки, которая укорачивается усиливающим элементом, и таким образом уменьшается проникновение крыши во внутреннее пространство автомобиля, что может подвергать риску пассажиров.

Кроме того, согласно изобретению, усиливающий элемент, образующий С-стойку, состоит из профилированной формованной детали, оснащенной фланцами, при этом передний фланец соединен с ограничивающим фланцем заднего бокового окна, а остальные фланцы соединены с внутренней боковой частью и усиливающей балкой. Это стабильно соединяет усиливающий элемент с корпусом кузова автомобиля.

Кроме того, согласно изобретению, усиливающий элемент, с целью поглощения и рассеяния усилий, оснащен треугольным отверстием, которое выполнено сужающимся снизу вверх под острым углом, а на обеих сторонах отверстия сформированы пути усилия для передачи усилия в конструкцию остова. Указанное треугольное отверстие в усиливающем элементе может целенаправленно влиять на поглощение и, таким образом, рассеяние усилий. Отверстие в усиливающем элементе также может иметь форму, отличную от треугольной. В качестве альтернативы усиливающий элемент также может не содержать отверстия.

Усиливающий элемент образует С-стойку автомобиля и закреплен в приблизительно центральной области, усиливающей балку так, чтобы образовывалось укороченное эффективное плечо силы для ввода усилия от крыши в конструкцию остова. В частности, усиливающий элемент расположен непосредственно за вырезом заднего бокового окна. Это позволяет получить короткое плечо силы усиливающей балки, поскольку передний фланцевый участок усиливающего элемента опирается непосредственно на фланец заднего бокового окна и соединен с указанным фланцем.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, усиливающая балка профилирована в форме единого слоя и состоит из двух впоследствии соединяемых друг с другом частей с различной прочностью материала, при этом части соединяются с внутренней боковой частью и с боковой рамой крыши, соединенная с рамой крыши передняя часть усиливающей балки состоит из высокопрочного, горячедеформированного материала, а примыкающая задняя часть усиливающей балки сформирована из материала, допускающего деформацию. Достигаемый таким образом эффект заключается в том, что, благодаря специфическим установкам, негативное ограничение поперечного сечения передней части усиливающей балки компенсируется за счет использования высокопрочного, горячедеформированного материала. Напротив, деформация сознательно допускается в задней части усиливающей балки при помощи целенаправленного выбора материала и толщины материала. Таким образом, благодаря разделению усиливающей балки на две части, можно выбирать поперечное сечение и качество материала для отдельных компонентов, таких как усиливающая балка, опорный кронштейн и усиливающий элемент, так, чтобы они соответствовали возникающим усилиям.

Кроме того, согласно изобретению, задний изогнутый вниз конец усиливающей балки относительно центральной части усиливающей балки имеет большую ширину для плоскостного введения усилий в расположенный ниже него опорный кронштейн. Таким образом, гарантируется, что усилия будут вводиться в конструкцию остова не точечным образом, а скорее так, чтобы усилия могли быть введены распределенным по большой площади образом.

В области с увеличенным поперечным сечением в области изогнутого конца расположено продольное отверстие, причем указанное продольное отверстие в варианте осуществления изобретения имеет прямоугольную форму. В частности, это допускает целенаправленную деформацию усиливающей балки в изогнутой области так, чтобы усилия могли поглощаться. Продольное отверстие также может иметь любую другую форму.

Установленный на кузове опорный кронштейн состоит из листовой металлической части, предпочтительно имеющей U-образный профиль поперечного сечения, и соединен фланцевыми отгибами с внутренней боковой частью и посредством одного фланцевого отгиба - с фланцем приемного элемента пружины, и, в положении соединения, фланцевые отгибы опорного кронштейна расположены напротив фланцев заднего нижнего конца усиливающей балки. Посредством такого опирания усиливающей балки на заднем конце посредством установленного на кузове опорного кронштейна усилия поглощаются и вводятся в конструкцию остова.

Примерный вариант осуществления изобретения иллюстрируется на чертежах и более подробно описывается ниже. На чертежах показано:

Фиг.1 - схематическое представление автомобиля с усиливающей балкой, усиливающим элементом и опорным кронштейном, которые показаны штриховыми линиями,

Фиг.2 - увеличенное представление усиливающей балки с усиливающим элементом за задним боковым окном,

Фиг.3 - разрез вдоль линии III-III через усиливающую балку и усиливающий элемент,

Фиг.4 - вид сбоку усиливающей балки, состоящей из двух частей,

Фиг.5 - разрез вдоль линии V-V на Фиг.4,

Фиг.6 - разрез вдоль линии VI-VI на Фиг.4,

Фиг.7 - вид сбоку усиливающего элемента с усиливающей балкой,

Фиг.8 - разрез вдоль линии VIII-VIII на Фиг.7,

Фиг.9 - разрез вдоль линии IX-IX на Фиг.7,

Фиг.10 - вид изнутри усиливающей балки с опорным кронштейном, демонстрирующий введение усилия от крыши автомобиля в усиливающий элемент и опорный кронштейн, и

Фиг.11 - введение усилия от крыши в так называемую С-стойку и в опорный элемент.

Автомобиль 1 содержит конструкцию 2 кузова с крышей 3, боковыми дверями 4 и боковыми частями 5, и заднюю часть 6. На каждой продольной стороне автомобиля 1 вдоль крыши 3 проходит продольно протяженная боковая рама 7 крыши в форме полой опоры, указанные рамы соединяются посредством поперечно проходящих балок 8 и 9. Усиливающая балка 12, которая проходит назад за вырез 14 для бокового заднего окна 15 автомобиля 1, расположена в отдельных областях в раме крыши 7 и между внутренней боковой частью 10 и наружной боковой частью 11 конструкции 2 кузова. Автомобиль 1 не содержит непрерывной В-стойки кузова, как показано на Фиг.11 точечно-штриховыми линиями, и поэтому усилие вводится в основном только через С-стойку кузова.

Усиливающая балка 12 расположена так, что одним участком проходит в непосредственном примыкании к верхнему краю 16 выреза для заднего бокового окна 15. Усиливающая балка 12 на торце закреплена задним концом 17, изогнутым вниз, в опорном кронштейне 18 и соединена с внутренней боковой частью 10.

Вертикально ориентированная С-стойка, состоящая из усиливающего элемента 21, расположена в задней краевой области 19 выреза 14 заднего бокового окна 15. Указанный усиливающий элемент 21 образует отвод силового потока от крыши 3 через усиливающую балку 12 усиливающего элемента 21 в конструкцию остова автомобиля 1.

Усиливающий элемент 21 С-стойки кузова, предпочтительно, состоит из профилированной формованной детали, оснащенной фланцами 22, 22a, 22b, 22c, где передний фланец 22b соединен с ограничивающим фланцем 23 выреза 14 окна, фланцы 22, 22а соединены с внутренней боковой частью 10, а фланец 22с соединен с усиливающей балкой 12. Усиливающий элемент 12, с целью поглощения и рассеяния усилий, содержит отверстие 25, которое в этом варианте осуществления изобретения является треугольным и выполнено сходящимся снизу вверх под острым углом α, и, таким образом, на обеих сторонах отверстия 25 формируются силовые пути 26, 27 для передачи усилия в конструкцию остова. Отверстие 25 также может иметь любую другую форму.

Усиливающий элемент 21, в качестве С-стойки конструкции остова на торце выреза 14, расположен в центральной области усиливающей балки 12 так, чтобы для ввода усилия от крыши 3 в конструкцию остова было образовано укороченное эффективное плечо силы, имеющее размер а. Это более подробно изображено на Фиг.10 и 11. При вводе усилия в процессе испытания автомобиля падением на передний угол крыши, как, например, по стрелке Р, усилие распределяется главным образом через С-стойку, т.е. через усиливающий элемент 21 в остов, как подробно показано стрелками Р1 и Р2 усилий. Дополнительные небольшие усилия вводятся в конструкцию остова через изогнутый конец 17 усиливающей балки 12, как более подробно показано стрелками Р3 усилий.

Усиливающая балка 12 предпочтительно состоит из двух частей 28, 29, которые профилированы в форме единого слоя и соединяются в области 36 (Фиг.4). Части 28 и 29 содержат материалы с различной прочностью. Передняя часть 28, которая соединена с каркасом крыши, состоит из высокопрочного, горячедеформированного материала, а примыкающая задняя часть 29 состоит из материала, допускающего деформацию, на которую влияет толщина материала и тип самого материала.

Задний, изогнутый вниз конец 17 усиливающей балки 12 имеет большую ширину поперечного сечения, чем центральная часть усиливающей балки 12, и имеет размер b, при этом указанная ширина служит для плоскостного введения усилий в опорный кронштейн 18, расположенный ниже нее. Продольное отверстие 30, предпочтительно имеющее прямоугольную форму, расположено в указанной области с увеличенным поперечным сечением.

Установленный на кузове опорный кронштейн 18 в поперечном сечении состоит из профилированной листовой металлической части и соединен фланцевыми отгибами 31, 32 с внутренней боковой частью 10 и фланцевым отгибом 33 с фланцем 34 приемного элемента 35 пружины.

Усиление С-стойки представляет собой монтажную конструкцию, которая, в случае испытания автомобиля падением на передний угол крыши, служит для восприятия усилий в задней области автомобиля с целью придания жесткости конструкции остова. В случае автомобилей, не имеющих непрерывной В-стойки, таких как, например, автомобиль 1, указанная конструкция служит для сокращения эффективного плеча рычага и, таким образом, уменьшает проникновение крыши во внутреннее пространство автомобиля. Для того, чтобы имелась возможность выполнить максимально короткое плечо рычага, передний фланец усиления С-стойки, соответственно, усиливающий элемент 21, опирается фланцем 22b на фланец 23 заднего бокового окна 15. На поглощение и, соответственно, рассеяние усилий можно целенаправленно влиять посредством изменения параметров материала, толщины материала и, прежде всего, положения и формы изображенного отверстия 25.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Конструкция кузова автомобиля выполнена с боковыми рамами крыши и наружной и внутренней боковыми частями, между которыми расположена усиливающая балка. Усиливающая балка проходит назад за вырез заднего бокового окна автомобиля. Усиливающая балка проходит в непосредственном примыкании к верхнему краю выреза заднего бокового окна и закреплена задним изогнутым вниз концом в установленном на кузове опорном кронштейне. С усиливающей балкой соединен усиливающий элемент, который расположен в примыкании к задней краевой области заднего бокового окна и соединен с внутренней боковой частью. Усиливающий элемент образует вертикально ориентированную С-стойку с отводом силового потока в конструкцию остова. Достигается повышение прочности кузова автомобиля. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Конструкция кузова автомобиля с боковыми рамами крыши и наружной и внутренней боковыми частями, между которыми в раме крыши расположена усиливающая балка, которая проходит назад за вырез заднего бокового окна автомобиля, отличающаяся тем, что усиливающая балка (12) проходит в непосредственном примыкании к верхнему краю (16) выреза заднего бокового окна (15) и закреплена задним изогнутым вниз концом (17) в установленном на кузове опорном кронштейне (18) и с усиливающей балкой (12) соединен усиливающий элемент (21), который расположен в примыкании к задней краевой области (19) заднего бокового окна (15), соединен с внутренней боковой частью (10) и образует вертикально ориентированную С-стойку с отводом силового потока в конструкцию остова.

2. Конструкция кузова по п.1, отличающаяся тем, что образующий С-стойку усиливающий элемент (21) состоит из профилированной формованной детали, оснащенной фланцами (22, 22а, 22b и 22с), при этом передний фланец (22b) соединен с ограничивающим фланцем (23) заднего бокового окна (15), и фланцы (22, 22а) соединены с внутренней боковой частью (10), и фланец (22с) соединен с усиливающей балкой (12).

3. Конструкция кузова по п.1 или 2, отличающаяся тем, что усиливающий элемент (21), в целях поглощения и рассеяния усилий, оснащен треугольным отверстием (25), которое выполнено сходящимся снизу вверх под острым углом α, а на обеих сторонах отверстия (25) образованы пути (26, 27) усилия для передачи усилия в конструкцию остова.

4. Конструкция кузова по п.1 или 2, отличающаяся тем, что усиливающий элемент (21), в качестве С-стойки конструкции остова, закреплен в центральном расположении относительно усиливающей балки (12) таким образом, чтобы образовывалось эффективное плечо силы с размером «а» для введения усилия (стрелка Р) от крыши (3) в конструкцию остова (стрелки Р1 и Р2).

5. Конструкция кузова по п.1, отличающаяся тем, что усиливающая балка (12), которая профилирована в форме единого слоя, состоит из двух впоследствии соединяемых друг с другом частей (28, 29) с различной прочностью материала, при этом эти части соединены с внутренней боковой частью (10) и с боковой рамой (7) крыши, и соединенная с рамой (7) крыши передняя часть (28) усиливающей балки (12) состоит из высокопрочного горячедеформированного материала, а примыкающая задняя часть (29) усиливающей балки (12) состоит из материала, допускающего деформацию.

6. Конструкция кузова по п.1, отличающаяся тем, что задний изогнутый вниз конец (17) усиливающей балки (12) относительно центральной части усиливающей балки (12) имеет в поперечном сечении большую ширину с размером «b» для плоскостного введения сил в расположенный под ним опорный кронштейн (18).

7. Конструкция кузова по п.6, отличающаяся тем, что продольное отверстие (30) расположено в области с большим поперечным сечением в участке изогнутого конца (17) усиливающей балки (12).

8. Конструкция кузова по п.1, отличающаяся тем, что установленный на кузове опорный кронштейн (18) состоит из листовой металлической части, имеющей в поперечном сечении U-образный профиль, и через фланцевые отгибы (31, 32) соединен с внутренней задней боковой частью (10), и посредством дополнительного фланцевого отгиба (33) - с фланцем (34) приемного элемента (35) пружины, и в положении соединения фланцевые отгибы (31, 32) опорного кронштейна (18) расположены напротив фланцев (36, 37) заднего нижнего конца усиливающей балки (12).