车辆框架的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种车辆框架，包括：立柱，具有偏斜区域和形成了立柱空腔的内表面；第一加固件，在偏斜区域处至少部分地设置于内表面上；以及第二加固件，在第二加固件的第一边缘和第二边缘处连接至第一加固件，其中，在靠近偏斜区域处形成位于第一加固件和第二加固件之间的间隙。本实用新型还提供了另一种车辆框架，其包括具有内部件和外部件以及形成空腔的内表面的立柱。第一加固件设置于空腔中且焊接至内表面。第二加固件包括第一边缘和第二边缘以及在第一边缘和第二边缘之间延伸的槽道。通过本实用新型的技术方案，偏斜区域能够在碰撞过程中将作用在车顶上的力向车辆外侧偏斜，以最小化车顶和立柱向乘客区域的侵入，从而保护车内乘客。
【专利说明】车辆框架
【技术领域】
[0001]本实用新型总的来说涉及车辆结构框架，且更具体地，涉及具有相对于主结构件短距离偏斜的加固件的车辆结构框架。
【背景技术】
[0002]用于车辆的车顶的结构支撑件包括从车顶向下延伸到车辆的任一侧面板或车辆的底板件的多个立柱。在诸如轿车的车辆中，车辆框架包括前部A柱、中部B柱以及后部C柱。这些立柱被设计成在翻转碰撞中或垂直力施加于车辆车顶的其他类型碰撞中接收作用于车顶的挤压力。在这些立柱中，通过焊接至立柱的金属板来加固薄弱区域。然而，由于加固件添加至一个薄弱区域，出现了其他薄弱区域。采用加固件的这种趋势能够一直持续到立柱达到其负载极限，而立柱内仍存在薄弱区域。这种加固方法一般用以将立柱的薄弱区域从一点转移到另一点。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种适于在与车顶相关的碰撞中应用的车辆框架。
[0004]根据本实用新型的一个方面，车辆框架包括立柱，该立柱具有形成立柱空腔的内表面和偏斜区域。设置于立柱空腔中的第一加固件在靠近偏斜区域处至少部分地连接至立柱空腔的内表面。第二加固件在第二加固件的第一边缘和第二边缘处连接至第一加固件。通过这种方式，在靠近偏斜区域处于第一加固件和第二加固件的部分之间形成间隙。
[0005]根据本实用新型的一方面提供了一种车辆框架，包括:立柱，具有偏斜区域和形成了立柱空腔的内表面；第一加固件，在偏斜区域处至少部分地设置于内表面上；以及第二加固件，在第二加固件的第一边缘和第二边缘处连接至第一加固件，其中，在靠近偏斜区域处形成位于第一加固件和第二加固件之间的间隙。
[0006]根据本实用新型的一个实施例，第二加固件包括在第一边缘和第二边缘之间延伸的槽道，并且间隙由槽道的长度和第一加固件限定。
[0007]根据本实用新型的一个实施例，第一边缘和第二边缘均通过单排焊接点或双排焊接点焊接至第一加固件。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，第一加固件和第二加固件之间的间隙介于约3_与约35mm之间。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，第一加固件和第二加固件之间的间隙为约5mm。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，第一加固件和第二加固件形成了延迟偏斜支撑，延迟偏斜支撑配置为在立柱和第一加固件已偏斜预定距离后为立柱提供额外的结构支撑
[0011]根据本实用新型的一个实施例，立柱靠近前侧门和后侧门设置。
[0012]根据本实用新型的另一个方面，车辆框架包括立柱，该立柱具有内部件和外部件以及形成立柱空腔的内表面。第一加固件设置于立柱空腔中且至少部分地设置于内表面上，同时焊接至内部件。具有在第一边缘和第二边缘之间延伸的槽道的第二加固件焊接至第一加固件，其中，第一边缘和第二边缘焊接至第一加固件，并且槽道远离第一加固件设置，以在靠近立柱的偏斜区域处形成间隙。
[0013]根据本实用新型的另一方面提供了一种车辆框架，包括:立柱，具有内部件和外部件以及形成空腔的内表面；第一加固件，设置于空腔中并焊接至内表面；以及第二加固件，具有第一边缘和第二边缘以及在第一边缘和第二边缘之间延伸的槽道，其中，第一边缘和第二边缘焊接至第一加固件，并且槽道在靠近立柱的偏斜区域处远离第一加固件设置。
[0014]根据本实用新型的一个实施例，第一边缘和第二边缘均通过单排焊接点焊接至第一加固件。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，第一边缘和第二边缘均通过双排焊接点焊接至第一加固件。
[0016]根据本实用新型的一个实施例，第二加固件的槽道和第一加固件形成了位于槽道和第一加固件之间的间隙，并且间隙介于约3mm与约35mm之间。
[0017]根据本实用新型的一个实施例，间隙为约5mm。
[0018]根据本实用新型的一个实施例，第一加固件和第二加固件形成了延迟偏斜支撑，延迟偏斜支撑配置为在立柱已偏斜预定距离而接合第二加固件的槽道后为立柱和第一加固件提供额外的结构支撑。
[0019]根据本实用新型的一个实施例，立柱是位于客舱前部和客舱后部之间的B柱。
[0020]通过本实用新型的技术方案，偏斜区域能够在碰撞过程中将作用在车顶上的力向车辆外侧偏斜，以最小化车顶和立柱向乘客区域的侵入，从而保护车内乘客。
[0021]本领域的技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图之后，将理解本实用新型的这些和其它方面、目标和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]在附图中:
[0023]图1为示出本实用新型的一个实施例的车辆的正视图，；
[0024]图2为图1的实施例沿线I1-1I截取的部分；
[0025]图3为图2的实施例从立柱的客舱侧观察时的分解立体图；
[0026]图4为图2的实施例从立柱的外侧观察时的分解立体图；
[0027]图5为图2的实施例沿线V-V截取的部分；
[0028]图6为图2的实施例沿线V1-VI截取的部分；
[0029]图7为图2的实施例在区域VII处截取的详细视图；
[0030]图8A为示出立柱未偏斜的本实用新型一个实施例的详细示意图；
[0031]图8B为示出了立柱的第一偏斜的图8A的实施例的示意图；以及
[0032]图8C为示出了立柱的第二偏斜的图8A的实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0033]出于说明的目的，词语“上” “下” “右” “左” “后” “前” “垂直” “水平”及其派生词语应当依据图1中所定向的实用新型。然而，应理解，除非明确做出相反说明，本实用新型可呈现各种替代的定向。还应理解，在附图中显示和在下列说明书中说明的具体设备和工艺仅仅为权利要求书中的权利要求所设定的创造性概念的示例性实施例。因此，涉及这里所公开的实施例的具体尺寸和其它物理特征不应视为限定，除非权利要求中作了其他明
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[0034]如图1至图4所示，参考标号10通常指代车轮驱动车辆，其具有车辆框架12并包括前部A柱14、中部B柱16以及后部C柱18。B柱16包括内部件20、外部件22、形成立柱空腔26的内表面24以及挤压偏斜区域28。第一加固件30设置于立柱空腔26中并在靠近挤压偏斜区域28处至少部分地连接至内部件20的内表面24。第二加固件32包括在第一边缘36和第二边缘38之间延伸的槽道34,其中，第一边缘36和第二边缘38在靠近挤压偏斜区域28处焊接至第一加固件30。第二加固件32的槽道34远离第一加固件30设置，从而在靠近挤压偏斜区域28处形成间隙40，如此，第一加固件30和第二加固件32形成了延迟偏斜支撑，其配置成在立柱已经偏斜了预定距离后于挤压偏斜区域28处为立柱提供额外的结构支撑。
[0035]如图1至图4所示，示出了 B柱16，其中，B柱16定位在车辆客舱60的一侧、位于客舱前部区域62和客舱后部区域64之间并靠近车辆10的前侧门66和后侧门68。车辆框架12的立柱被设计成接收作用于车顶70的大致垂直的载荷。由于碰撞(诸如挤压、翻转碰撞、来自上方的撞击或者其他作用在车顶70上的向下撞击力)，挤压力会施加到车顶70上。B柱包括连接至外部件22的内部件20，其中，内部件20和外部件22协同设计为具有特定的几何结构，该几何结构将挤压偏斜区域28定位在B柱16上的预定位置处。如图所示，挤压偏斜区域28由一系列凸凹部分72组成，一系列凸凹部分72协同将向下的力转变为向外的侧向力，该侧向力在B柱16内引起受控的偏斜，该偏斜对保护车辆10的客舱区域60中的乘员是必要的。在这种情况下，B柱16通过在预定位置(即，挤压偏斜区域28)处偏斜来接收这些载荷。挤压偏斜区域28配置成使得当挤压力作用在车顶70上时B柱16在挤压偏斜区域28处沿预定方向(在本实例中为向外)偏斜，以最小化车顶70和B柱16向车辆10的乘客区域的侵入，从而最小化挤压力和车辆框架12产生的偏斜所造成的伤害。挤压偏斜区域28设置于B柱16的上部74中，其中，第一加固件30和第二加固件32设置在立柱空腔26中。应该理解，挤压偏斜区域28的准确位置、配置、偏斜方向以及几何结构可根据车辆10的设计而变化。
[0036]现参照图4至图7，第一加固件30邻近B柱16的内部件20放置，其中，内部件20设置于B柱16的客舱60—侧，而外部件22设置于B柱16的外侧。第一加固件30包括由B柱16的内表面24接收的凸面部分80。第一加固件30的两个外凸缘82在靠近B柱16的内部件20和外部件22的连接位置处焊接到B柱16上。第一加固件30的凸面部分80也可焊接到B柱16的内部件20上。在不同的实施例中，第一加固件30和B柱16的内部件20可形成B柱16的次级内部槽道84，次级内部槽道84能够在车辆10的典型操作过程中所经历的典型应力情况下增加B柱16的强度。另外，次级内部槽道84能够在不同的碰撞情形中帮助B柱16和挤压偏斜区域28沿预定方向偏斜，该碰撞情形可包括但不限于挤压、垂直撞击、横向撞击等等。除了挤压类型的撞击外，所公开的实施例也可在其他类型的碰撞中提供附加结构支撑，该其他类型的碰撞包括但不限于前向、后向以及侧向撞击。
[0037]如图5至图7所示，第二加固件32包括具有第一边缘36和第二边缘38的弯曲件，槽道34在第一边缘36和第二边缘38之间延伸。第一边缘36和第二边缘38在靠近挤压偏斜区域28处焊接至第一加固件30，在该位置处，B柱16的内部件20和外部件22连接。第二加固件32的槽道34远离第一加固件30设置，如此在第一加固件30和第二加固件32之间形成了间隙40。第一加固件30和第二加固件32靠近立柱的挤压偏斜区域28设置，如此，在碰撞情况下，第一加固件30和第二加固件32为B柱16提供额外的动态结构支撑，这会在下文进行更为详尽的描述。
[0038]在不同的实施例中，第二加固件32的第一边缘36和第二边缘38通过位于第一边缘36和第二边缘38处的单行焊接点90焊接至第一加固件30。因为仅仅第二加固件32的边缘焊接至第一加固件30，正如下文更加充分描述的，由于形成在间隙40内的距离，第一加固件30可独立于第二加固件32在间隙40内偏斜。在其他不同的实施例中，可采用两行焊接点90来将第二加固件32连接到第一加固件30，其中，位于第二加固件32的第一边缘36和第二边缘38处的两行焊接点90在第一加固件30和第二加固件32之间提供更加坚固的连接。进而，更加坚固的连接在碰撞情形下为B柱16产生额外的结构支撑。应该理解，可采用额外行的焊接点90和多种替代配置的焊接点90来将第二加固件32连接至第一加固件30。只要第二加固件32的槽道34远离第一加固件30以便在第一加固件30和第二加固件32之间保留间隙40，就能够使用这些替代配置。
[0039]在不同的实施例中，第二加固件32和第一加固件30之间的间隙40接近3毫米或更多，且优选在约3毫米至35毫米之间。在所示的实施例中，该间隙为约5毫米。在替代实施例中，间隙可更大或较小，这取决于B柱16的配置、B柱16被设计成偏斜的方式、所使用的材料以及其他的设计考虑。该间距可通过测量第二加固件32的槽道34和第一加固件30之间的最大距离而获得。也可采用平均距离来测量间隙40。第二加固件32可以配置为在靠近第二加固件的第一边缘36和第二边缘38处朝向第一加固件30锥化，其中，间隙40的厚度变窄，如此产生第一加固件30和第二加固件32之间的连接。在不同的替代实施例中，B柱16可不包含第一加固件30。在这样的实施例中，第二加固件32在第二加固件32的第一边缘36和第二边缘38处焊接到B柱16的内部件20和/或外部件22，且间隙40可形成在第二加固件32的槽道34和B柱16的内部件20之间。
[0040]如图6和图7所示，间隙40沿着第二加固件32的全长垂直延伸，使得整个槽道34与第一加固件30间隔开。在不同的实施例中，第二加固件32可沿着第二加固件32的全长锥化，以匹配B柱16的大致锥形。在其他不同的实施例中，第二加固件32的槽道34可包括不止一个槽道，其中，第二加固件32可呈波浪形以形成两个或更多槽道34。在这样的实施例中，该间隙也可形成波浪形的几何结构，其中，间隙40的厚度不是恒定的，并且在某些部分处可超过35毫米。当B柱16偏斜到间隙40中并接合第二加固件32时，由第二加固件32的波浪形结构所形成的额外槽道可提供额外的结构支撑。
[0041]现参照图8A到8C,示出了挤压偏斜区域28运作的示意图。如图8A所示,该示意图示出B柱16的内部件20位于B柱16的客舱60 —侧、第一加固件30与内部件20连接且第二加固件32远离于第一加固件30设置，从而在第一加固件30和第二加固件32之间形成间隙40。图8B示出B柱16由于作用在车辆10的车顶70上的较小的挤压载荷92而处于第一偏斜距离。内部件20和第一加固件30示出了偏斜，使得B柱16沿着从车辆10的客舱60朝向第二加固件32的向外方向扭弯。在第一加固件30接合第二加固件32的槽道34之前，允许内部件20及第一加固件30的一定量的偏斜。第一加固件30和第二加固件32之间的间隙40越大，在第一加固件30接合第二加固件32的槽道34之前就会发生越大的偏斜。
[0042]如上文所讨论的，B柱16配置为使得当挤压力施加到B柱16上时，挤压偏斜区域28会是B柱16产生偏斜的第一部分。通过这种方式，由于B柱16的几何结构、挤压偏斜区域28处的材料的配置、加固件邻近挤压偏斜区域28的安置以及上述几项的组合，挤压偏斜区域28可首先进行偏斜。因此，B柱16被允许偏斜预定距离，使得内部件20和第一加固件30朝向第二加固件32偏斜并偏斜到第二加固件32内，同时在偏斜预定距离时接合第二加固件32。
[0043]如图8C所示，在较大的挤压载荷94下，内部件20和第一加固件30会偏斜更大的距离。一旦B柱16的内部件20和第一加固件30偏斜预定距离，第一加固件30就会接合第二加固件32的槽道34。此时，第二加固件32为B柱16提供附加结构支撑，从而最小化由于作用到车辆10的车顶70上的向下的力而产生的进一步偏斜的量。通过这种方式，B柱16包括动态附加结构支撑，其设计成在接合额外的结构支撑(以第二加固件32的槽道34的形式)之前在预定位置处偏斜并偏斜预定距离，从而支撑B柱16并最小化B柱16的进一步偏斜。
[0044]因为第二加固件32仅在第二加固件32的第一边缘36和第二边缘38处焊接，所以允许内部件20和第一加固件30实质上独立于第二加固件32的槽道部分34偏斜。通过这种方式，当挤压载荷作用到车辆10的车顶70上时，第二加固件32的槽道部分34不会随着内部件20或第一加固件30偏斜，直到产生预定量的偏斜。该种配置提供了动态结构支撑，这种动态结构支撑允许B柱16有限的和预定量的偏斜，以及在达到该有限的和预定量的偏斜时为B柱16提供附加结构支撑。通过这种方式，可大体上保持客舱60的隔间整体性的完整性，以减小车辆10内的乘客在挤压型碰撞过程中受伤的可能性。
[0045]在不同的实施例中，能够在挤压偏斜区域28处使用两个或更多第二加固件32，从而在更大的挤压力施加于车辆10的车顶70的情况下为B柱16提供第二层动态支撑。这样的实施例可在较大车辆中或者通常载重较大的车辆中使用。另外，在不同的实施例中，B柱16可包含两个或更多挤压偏斜区域，这些挤压偏斜区域各自具有独立分开的第二加固件32，如上所述，第二加固件32配置成向B柱16的偏斜部分动态地辅助提供支撑。在这样的实施例中，B柱16可配置为在第一挤压偏斜区域偏斜预定距离，直到接合相应的第二加固件32以提供附加支撑。如果挤压力足够大，那么额外的挤压偏斜区域随后开始沿预定方向偏斜，直到接合另一相应的第二加固件32来为偏斜的B柱16提供附加支撑。在不同的实施例中，分开的挤压偏斜区域可配置为在挤压力下基本同时偏斜。另外，根据车辆10和车辆框架12的具体设计，在碰撞中，B柱16在挤压偏斜区域的受控偏斜的方向可以改变，这样第二加固件32的准确位置也可变化，以便接收B柱16并为B柱16提供附加动态支撑。
[0046]在不同的替代实施例中，如上所述，根据车辆框架12的设计以及车辆框架12的不同挤压偏斜区域的配置，第二加固件32也可在车辆10的A柱14和/或C柱18中使用。同样，在不同的实施例中，如上所述，第二加固件32可在车辆10的车辆框架12的多种其它元件中使用，上述其它元件具有大体槽道形的横截面，第二加固件32可以放置在其中。另外，如上所述，第二加固件32可在仅具有A柱14和B柱16的车辆(诸如皮卡车)中使用。
[0047]应该理解，在不背离本实用新型内容的情况下，可以对上述结构进行变化和修改，并且可以进一步理解，除非另外指定，否则这些内容被权利要求所覆盖。
【权利要求】
1.一种车辆框架，其特征在于，包括: 立柱，具有偏斜区域和形成了立柱空腔的内表面； 第一加固件，在所述偏斜区域处至少部分地设置于所述内表面上；以及 第二加固件，在所述第二加固件的第一边缘和第二边缘处连接至所述第一加固件，其中，在靠近所述偏斜区域处形成位于所述第一加固件和所述第二加固件之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的车辆框架，其特征在于，所述第二加固件包括在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的槽道，并且所述间隙由所述槽道的长度和所述第一加固件限定。
3.根据权利要求1所述的车辆框架，其特征在于，所述第一边缘和所述第二边缘均通过单排焊接点或双排焊接点焊接至所述第一加固件。
4.根据权利要求1所述的车辆框架，其特征在于，所述第一加固件和所述第二加固件之间的所述间隙介于3mm与35mm之间。
5.根据权利要求4所述的车辆框架，其特征在于，所述第一加固件和所述第二加固件之间的所述间隙为5mm。
6.根据权利要求1所述的车辆框架，其特征在于，所述第一加固件和所述第二加固件形成了延迟偏斜支撑，所述延迟偏斜支撑配置为在所述立柱和所述第一加固件已偏斜预定距离后为所述立柱提供额外的结构支撑。
7.根据权利要求1所述的车辆框架，其特征在于，所述立柱靠近前侧门和后侧门设置。
8.—种车辆框架，其特征在于，包括: 立柱，具有内部件和外部件以及形成空腔的内表面； 第一加固件，设置于所述空腔中并焊接至所述内表面；以及 第二加固件，具有第一边缘和第二边缘以及在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的槽道，其中，所述第一边缘和所述第二边缘焊接至所述第一加固件，并且所述槽道在靠近所述立柱的偏斜区域处远离所述第一加固件设置。
9.根据权利要求8所述的车辆框架，其特征在于，所述第一加固件和所述第二加固件形成了延迟偏斜支撑，所述延迟偏斜支撑配置为在所述立柱已偏斜预定距离而接合所述第二加固件的所述槽道后为所述立柱和所述第一加固件提供额外的结构支撑。
10.根据权利要求8所述的车辆框架，其特征在于，所述立柱是位于客舱前部和客舱后部之间的B柱。
【文档编号】B62D25/04GK204077814SQ201420407859
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】努-尔丁·费尔格 申请人:福特环球技术公司