封闭截面几何结构、中空形状的车辆部件的制作方法
【专利说明】封闭截面几何结构、中空形状的车辆部件
[0001 ] 背景
[0002]本公开涉及一种诸如举升门的车辆的结构部件，并且具体地，涉及一种聚合物车辆部件。
[0003]用于车辆的结构部件，诸如前端模块和举升门，能由于作用在不同位置的力而加载有扭矩。为了适应这种情况，需要高弯曲刚度。对于一些应用，诸如注塑成型和/或注塑压缩成型(诸如具有给定的拉拔方向和滑块)的技术，不能提供所需的和/或足够的扭转刚度。
[0004]举升门设置成打开或关闭在车辆中(例如，在掀背式客车等的后部)形成的开口。前端模块设置成允许接近诸如卡车的车辆前部的部件。例如，包括冷却系统和燃油系统以及雨刮液系统的部件、以及可能的其他部件(例如，发动机、散热器、供暖系统、通风系统、以及空调系统)可通过卡车或公共汽车的前端模块接近。因为车身的重量对车辆的耗油量有影响，已做尝试由诸如聚合物材料的较轻重量材料生产举升门和前端模块，企图降低车辆的总重量。聚合物材料的使用降低了总重量，但是在一些应用中会不适应设置于举升门或前端模块的应力和应变。举例来说，举升门或前端模块会不希望地弯曲。这不能使消费者满意。而且更糟糕的是，这种挠曲在碰撞事故中会不能充分地抵抗变形。
[0005]举升门和前端模块是车身的大型组成构件，当它们打开或关闭时，围绕铰链旋转。由于来自部件的重复打开和关闭的应力水平和部件的尺寸，它们包括多种金属(为了结构整体性)并且具有肋条和钢插入件以确保适当的操作和结构稳定性。其他增加刚度和扭转刚度的尝试包括增加面板的厚度。然而，用于增加部件的刚度的面板厚度的增加和/或肋条的添加也增加了部件的总重量，这会负面地影响车辆的燃料效率。此外，诸如肋条的加强件的使用能影响穿过部件有效地延伸电线、电缆等的能力。另外，由于这种特征会在面板上留下可见缺陷，肋条和其他加强件负面地影响部件的美感，因此需要安装额外的面板以提供成品外观。钢或其他材料与塑料部件结合的使用也会增加生产车辆部件的制造时间和费用。
[0006]因此，存在对这样的轻型车辆部件的需要，S卩，在不削弱部件的功能和/或美感的情况下，该部件具有高扭转刚度和弯曲刚度。
[0007]概要
[0008]本文中公开了一种诸如举升门和前端模块的车辆部件、以及包括这些部件的车辆。
[0009]在一实施方式中，一种用于车辆的车辆部件可包括:托架，包括顶部、底部、第一侧部、以及第二侧部;腔体，其中，腔体包括下腔体壁、腔体侧壁、以及具有上腔体壁的腔体的顶部；插入件，覆盖腔体的至少一部分并附接至上腔体壁、下腔体壁和/或腔体侧壁；以及盖，附接至托架。
[0010]通过以下图示和详细描述举例说明上述和其他特征。
[0011]附图的简要说明
[0012]现在参考示例性实施方式的图示，并且其中相同元件标号相同。
[0013]图1是举升门的内部的后视图。
[0014]图2是具有封闭中空型材插入件的图1的举升门的内部的后视图。
[0015]图3是具有外盖的图1和2的举升门的后视图。
[0016]图4是举升门的后视图。
[0017]图5是沿线A-A截取的图4的举升门的顶部的横截面图。
[0018]图6是沿线A-A截取的图4的举升门的底部的横截面图。
[0019]图7是图4的举升门的顶部的后视图。
[0020]图8A是图4的举升门的底部的后视图。
[0021]图SB是由封闭中空型材形成的基本盒子式形状的图示。
[0022]图9是封闭中空型材和交叉肋条C形型材的并排比较。
[0023]图10是示出了对于图9的型材的相对扭转刚度和单位质量刚度的图表。
[0024]图11是包括前端模块的卡车的一实施方式的正视图。
[0025]图12是包括前端模块的卡车的一实施方式的局部正视图。
[0026]图13是前端模块的一实施方式的分解图。
[0027]图14是前端模块的一实施方式的分解图。
[0028]图15是前端模块的另一实施方式的分解图。
[0029]图16是前端模块的另一实施方式的分解图。
[0030]详细说明
[0031]本文中公开了诸如举升门、前端模块、车门的车辆的结构部件以及具有弯曲刚度和扭转刚度需要的其他结构部件，具体地，公开了这样一种聚合物车辆部件，包括具有封闭中空型材的部分和/或插入件以提高弯曲刚度和扭转刚度。在不受理论约束的情况下，认为本文中获得的有利结果(例如，具有最佳弯曲刚度和扭转刚度和增加的单位质量扭矩的轻型车辆部件)能使用结合到车辆部件的一部分中的封闭中空形型材来实现。
[0032]如本文中所使用的术语“车辆部件”能指代举升门、车门模块、前端模块、以及诸如但不限于车辆结构的仪表板托架和保险杠覆盖层的其他部件。如图示和下面论述的，举升门将被用作关于图1-8的示例性车辆部件，并且前端模块将被用作关于图11-16的示例性车辆部件。然而，下面论述的实施方式可适用于以上提到的其他车辆部件。
[0033]设计成打开车辆(例如掀背车)的后面的举升门是车辆的后部。前端模块是诸如卡车、公共汽车等的车辆的前面的一部分，其设计成打开以允许接近卡车的内部部件。例如，前端模块能提供接近车辆系统(例如，冷却系统、燃油系统、雨刮液系统等)。由于它们的相对尺寸，举升门和前端模块会承受高等级的扭转和弯曲。然而，增大扭转刚度和弯曲刚度的尝试(诸如钢板、肋条和/或附加材料的使用)已产生包括增加重量、生产成本和美观问题的附加问题。已发现在车辆部件(例如聚合物举升门和聚合物前端模块)的特定区域中使用封闭中空型材在没有上述缺陷的情况下提供了较高的扭转刚度和弯曲刚度。
[0034]图1是举升门I的内部的后视图。如图1所示，举升门I包括托架，该托架由顶部10、底部12、第一侧部14、以及第二侧部16形成。举升门I可包括位于顶部10下方且位于底部12上方的窗口 30。顶部10、第一侧部14、以及第二侧部16可包括肋条25。底部12可包括腔体18。
[0035]腔体18可从第一侧部14水平延伸至第二侧部16并且由第一腔体侧壁21和第二腔体侧壁23界定。腔体18还可从底部12的底缘竖直延伸至低于窗口 30的位置。腔体的具体尺寸将取决于特定的车辆设计。腔体18在竖直方向上由上腔体壁19和下腔体壁17限定。如图1所示，上腔体壁19可包括多个开口以容纳连接机构，下面将进一步详细论述。另外，上腔体壁19可具有开口 20以接收来自插入件24的附接件。下腔体壁17可包括区域22，该区域用来压缩通常安装至白车身(BIW)的水密封件。
[0036]如图2所示，插入件24形成为大体填充腔体18，以便提供与腔体壁的干涉配合。例如，插入件24可邻接上腔体壁19和下腔体壁17，从而阻止插入件24在竖直方向上的运动。另夕卜，插入件24可邻接第一腔体侧壁21和第二腔体侧壁23。在附接过程中，通过使开口20暂时变形而迫使插入件24的顶面超出开口 20，插入件24可放置在腔体18内，使得在插入件24到位之后开口 20恢复到它的原始形状和位置。因而，开口 20可帮助插入件24保持在适当位置。
[0037]插入件24能通过可拆卸附接件(S卩，对车辆部件没有损坏)或永久性附接件(S卩，不可拆卸)附接至举升门I。例如，上腔体壁可包括多个开口，这些开口的尺寸设计为接收多个第一附接机构26，这些第一附接机构位于插入件24的顶面上或者以夹具、螺栓、卡扣配合连接、或类似的可拆卸附接件的形式附接至插入件的顶面。使用夹具和/或其他可拆卸元件可简化使用工具装配和/或能易于装配。对于可拆卸元件需要的是，它们阻止插入件和腔体之间在插入件面内的相对运动以获得最大扭转刚度。因此，开口和夹具可设计成用于紧密配合(例如，夹具具有刚好小于开口内径的尺寸以便能够插入)。换句话说，夹具可具有能够将负载(例如，轴向地，例如，来自夹具的侧面)转移至插入件的尺寸。另外注意到，开口沿着上腔体壁示出，但不限于这样的位置。开口能位于腔体周围或位于腔体的部分中。具体位置取决于设计限制，并且夹具应当在顶部且永久性固定(例如，热熔柱)应当在底部不是强制性的。因此，固定可为永久性的和可拆卸的(其中，可拆卸的意味着对车辆部件没有损坏)的任意结合，取决于所需设计标准和成形(例如，模塑)约束。另外，插入件24的底部可通过第二附接机构28(诸如以上提到的热熔或其他永久性附接零件