封閉截面幾何結(jié)構(gòu)、中空形狀的車輛部件的制作方法
【專利說明】封閉截面幾何結(jié)構(gòu)、中空形狀的車輛部件
[0001 ] 背景
[0002]本公開涉及一種諸如舉升門的車輛的結(jié)構(gòu)部件，并且具體地，涉及一種聚合物車輛部件。
[0003]用于車輛的結(jié)構(gòu)部件，諸如前端模塊和舉升門，能由于作用在不同位置的力而加載有扭矩。為了適應(yīng)這種情況，需要高彎曲剛度。對(duì)于一些應(yīng)用，諸如注塑成型和/或注塑壓縮成型(諸如具有給定的拉拔方向和滑塊)的技術(shù)，不能提供所需的和/或足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。
[0004]舉升門設(shè)置成打開或關(guān)閉在車輛中(例如，在掀背式客車等的后部)形成的開口。前端模塊設(shè)置成允許接近諸如卡車的車輛前部的部件。例如，包括冷卻系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)以及雨刮液系統(tǒng)的部件、以及可能的其他部件(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、供暖系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、以及空調(diào)系統(tǒng))可通過卡車或公共汽車的前端模塊接近。因?yàn)檐嚿淼闹亓繉?duì)車輛的耗油量有影響，已做嘗試由諸如聚合物材料的較輕重量材料生產(chǎn)舉升門和前端模塊，企圖降低車輛的總重量。聚合物材料的使用降低了總重量，但是在一些應(yīng)用中會(huì)不適應(yīng)設(shè)置于舉升門或前端模塊的應(yīng)力和應(yīng)變。舉例來說，舉升門或前端模塊會(huì)不希望地彎曲。這不能使消費(fèi)者滿意。而且更糟糕的是，這種撓曲在碰撞事故中會(huì)不能充分地抵抗變形。
[0005]舉升門和前端模塊是車身的大型組成構(gòu)件，當(dāng)它們打開或關(guān)閉時(shí)，圍繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)。由于來自部件的重復(fù)打開和關(guān)閉的應(yīng)力水平和部件的尺寸，它們包括多種金屬(為了結(jié)構(gòu)整體性)并且具有肋條和鋼插入件以確保適當(dāng)?shù)牟僮骱徒Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。其他增加剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的嘗試包括增加面板的厚度。然而，用于增加部件的剛度的面板厚度的增加和/或肋條的添加也增加了部件的總重量，這會(huì)負(fù)面地影響車輛的燃料效率。此外，諸如肋條的加強(qiáng)件的使用能影響穿過部件有效地延伸電線、電纜等的能力。另外，由于這種特征會(huì)在面板上留下可見缺陷，肋條和其他加強(qiáng)件負(fù)面地影響部件的美感，因此需要安裝額外的面板以提供成品外觀。鋼或其他材料與塑料部件結(jié)合的使用也會(huì)增加生產(chǎn)車輛部件的制造時(shí)間和費(fèi)用。
[0006]因此，存在對(duì)這樣的輕型車輛部件的需要，S卩，在不削弱部件的功能和/或美感的情況下，該部件具有高扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度。
[0007]概要
[0008]本文中公開了一種諸如舉升門和前端模塊的車輛部件、以及包括這些部件的車輛。
[0009]在一實(shí)施方式中，一種用于車輛的車輛部件可包括:托架，包括頂部、底部、第一側(cè)部、以及第二側(cè)部;腔體，其中，腔體包括下腔體壁、腔體側(cè)壁、以及具有上腔體壁的腔體的頂部；插入件，覆蓋腔體的至少一部分并附接至上腔體壁、下腔體壁和/或腔體側(cè)壁；以及蓋，附接至托架。
[0010]通過以下圖示和詳細(xì)描述舉例說明上述和其他特征。
[0011]附圖的簡要說明
[0012]現(xiàn)在參考示例性實(shí)施方式的圖示，并且其中相同元件標(biāo)號(hào)相同。
[0013]圖1是舉升門的內(nèi)部的后視圖。
[0014]圖2是具有封閉中空型材插入件的圖1的舉升門的內(nèi)部的后視圖。
[0015]圖3是具有外蓋的圖1和2的舉升門的后視圖。
[0016]圖4是舉升門的后視圖。
[0017]圖5是沿線A-A截取的圖4的舉升門的頂部的橫截面圖。
[0018]圖6是沿線A-A截取的圖4的舉升門的底部的橫截面圖。
[0019]圖7是圖4的舉升門的頂部的后視圖。
[0020]圖8A是圖4的舉升門的底部的后視圖。
[0021]圖SB是由封閉中空型材形成的基本盒子式形狀的圖示。
[0022]圖9是封閉中空型材和交叉肋條C形型材的并排比較。
[0023]圖10是示出了對(duì)于圖9的型材的相對(duì)扭轉(zhuǎn)剛度和單位質(zhì)量剛度的圖表。
[0024]圖11是包括前端模塊的卡車的一實(shí)施方式的正視圖。
[0025]圖12是包括前端模塊的卡車的一實(shí)施方式的局部正視圖。
[0026]圖13是前端模塊的一實(shí)施方式的分解圖。
[0027]圖14是前端模塊的一實(shí)施方式的分解圖。
[0028]圖15是前端模塊的另一實(shí)施方式的分解圖。
[0029]圖16是前端模塊的另一實(shí)施方式的分解圖。
[0030]詳細(xì)說明
[0031]本文中公開了諸如舉升門、前端模塊、車門的車輛的結(jié)構(gòu)部件以及具有彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度需要的其他結(jié)構(gòu)部件，具體地，公開了這樣一種聚合物車輛部件，包括具有封閉中空型材的部分和/或插入件以提高彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。在不受理論約束的情況下，認(rèn)為本文中獲得的有利結(jié)果(例如，具有最佳彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度和增加的單位質(zhì)量扭矩的輕型車輛部件)能使用結(jié)合到車輛部件的一部分中的封閉中空形型材來實(shí)現(xiàn)。
[0032]如本文中所使用的術(shù)語“車輛部件”能指代舉升門、車門模塊、前端模塊、以及諸如但不限于車輛結(jié)構(gòu)的儀表板托架和保險(xiǎn)杠覆蓋層的其他部件。如圖示和下面論述的，舉升門將被用作關(guān)于圖1-8的示例性車輛部件，并且前端模塊將被用作關(guān)于圖11-16的示例性車輛部件。然而，下面論述的實(shí)施方式可適用于以上提到的其他車輛部件。
[0033]設(shè)計(jì)成打開車輛(例如掀背車)的后面的舉升門是車輛的后部。前端模塊是諸如卡車、公共汽車等的車輛的前面的一部分，其設(shè)計(jì)成打開以允許接近卡車的內(nèi)部部件。例如，前端模塊能提供接近車輛系統(tǒng)(例如，冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、雨刮液系統(tǒng)等)。由于它們的相對(duì)尺寸，舉升門和前端模塊會(huì)承受高等級(jí)的扭轉(zhuǎn)和彎曲。然而，增大扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度的嘗試(諸如鋼板、肋條和/或附加材料的使用)已產(chǎn)生包括增加重量、生產(chǎn)成本和美觀問題的附加問題。已發(fā)現(xiàn)在車輛部件(例如聚合物舉升門和聚合物前端模塊)的特定區(qū)域中使用封閉中空型材在沒有上述缺陷的情況下提供了較高的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度。
[0034]圖1是舉升門I的內(nèi)部的后視圖。如圖1所示，舉升門I包括托架，該托架由頂部10、底部12、第一側(cè)部14、以及第二側(cè)部16形成。舉升門I可包括位于頂部10下方且位于底部12上方的窗口 30。頂部10、第一側(cè)部14、以及第二側(cè)部16可包括肋條25。底部12可包括腔體18。
[0035]腔體18可從第一側(cè)部14水平延伸至第二側(cè)部16并且由第一腔體側(cè)壁21和第二腔體側(cè)壁23界定。腔體18還可從底部12的底緣豎直延伸至低于窗口 30的位置。腔體的具體尺寸將取決于特定的車輛設(shè)計(jì)。腔體18在豎直方向上由上腔體壁19和下腔體壁17限定。如圖1所示，上腔體壁19可包括多個(gè)開口以容納連接機(jī)構(gòu)，下面將進(jìn)一步詳細(xì)論述。另外，上腔體壁19可具有開口 20以接收來自插入件24的附接件。下腔體壁17可包括區(qū)域22，該區(qū)域用來壓縮通常安裝至白車身(BIW)的水密封件。
[0036]如圖2所示，插入件24形成為大體填充腔體18，以便提供與腔體壁的干涉配合。例如，插入件24可鄰接上腔體壁19和下腔體壁17，從而阻止插入件24在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)。另夕卜，插入件24可鄰接第一腔體側(cè)壁21和第二腔體側(cè)壁23。在附接過程中，通過使開口20暫時(shí)變形而迫使插入件24的頂面超出開口 20，插入件24可放置在腔體18內(nèi)，使得在插入件24到位之后開口 20恢復(fù)到它的原始形狀和位置。因而，開口 20可幫助插入件24保持在適當(dāng)位置。
[0037]插入件24能通過可拆卸附接件(S卩，對(duì)車輛部件沒有損壞)或永久性附接件(S卩，不可拆卸)附接至舉升門I。例如，上腔體壁可包括多個(gè)開口，這些開口的尺寸設(shè)計(jì)為接收多個(gè)第一附接機(jī)構(gòu)26，這些第一附接機(jī)構(gòu)位于插入件24的頂面上或者以夾具、螺栓、卡扣配合連接、或類似的可拆卸附接件的形式附接至插入件的頂面。使用夾具和/或其他可拆卸元件可簡化使用工具裝配和/或能易于裝配。對(duì)于可拆卸元件需要的是，它們阻止插入件和腔體之間在插入件面內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以獲得最大扭轉(zhuǎn)剛度。因此，開口和夾具可設(shè)計(jì)成用于緊密配合(例如，夾具具有剛好小于開口內(nèi)徑的尺寸以便能夠插入)。換句話說，夾具可具有能夠?qū)⒇?fù)載(例如，軸向地，例如，來自夾具的側(cè)面)轉(zhuǎn)移至插入件的尺寸。另外注意到，開口沿著上腔體壁示出，但不限于這樣的位置。開口能位于腔體周圍或位于腔體的部分中。具體位置取決于設(shè)計(jì)限制，并且夾具應(yīng)當(dāng)在頂部且永久性固定(例如，熱熔柱)應(yīng)當(dāng)在底部不是強(qiáng)制性的。因此，固定可為永久性的和可拆卸的(其中，可拆卸的意味著對(duì)車輛部件沒有損壞)的任意結(jié)合，取決于所需設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和成形(例如，模塑)約束。另外，插入件24的底部可通過第二附接機(jī)構(gòu)28(諸如以上提到的熱熔或其他永久性附接零件