用于车辆的梁及车辆前端结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于车辆的梁，包括纵向延伸的纵长的梁，包括至少一个水平延伸壁和至少一个垂直延伸壁，至少一个垂直延伸壁限定了未延伸至至少一个水平延伸壁的至少一个垂直纵长沟槽。本实用新型还提供了一种车辆前端结构。通过本实用新型的技术方案，可在不降低梁强度性能的同时弱化梁，以使其在碰撞中沿横向车辆方向弯曲来避免向客厢内的侵入，如此在碰撞中保护乘客安全。
【专利说明】用于车辆的梁及车辆前端结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种包括沟槽的翼子板支撑梁，沟槽使得梁易于弯曲和断裂但并不降低梁的承载能力。
【背景技术】
[0002]陆地车辆通过多种试验来测试耐撞性，这些试验包括正面碰撞试验、侧面碰撞试验、尾部碰撞试验、倾翻试验及其他试验。先前开发出了正面碰撞试验，其具体指的是车辆在相对于车辆纵向延伸的车架纵梁之间撞击障碍物。在这类试验中，车架纵梁为车身提供主要的支撑。任意侵入物进入客厢的程度在制动踏板、脚靠、左脚踏板、中间脚踏板、右脚踏板、左侧仪表板、右侧仪表板及车门处测量。
[0003]提出了一种新的试验方法，用于模拟车辆与刚性障碍物的轻微偏移正面碰撞。在所提出的试验中，车辆以40MPH的速度撞击在极半径(pole-like radius)为6英寸的刚性障碍物的一角上，重叠部分为障碍物的25%。碰撞部位在车架纵梁的外侧，且相较于碰撞位于车架纵梁之间的情况，车架纵梁无法对向客厢内的侵入提供同样多的阻力。
[0004]陆地车辆重量正在减少以大幅提高燃料经济性。当前车辆被设计成在不削弱性能和耐撞性的目标下减轻车重。在减轻车重并降低制造成本的同时，难以满足针对轻微偏移刚性障碍物碰撞试验所提出的试验要求。
[0005]减轻车重是车辆设计一直追求的目标。减轻车重的一种方式是减少用于制造车辆的零件的数量。一些结构梁以多片的形式制造且可能复杂化了制造和装配过程。多片式结构梁重量较大、成本较高、装配复杂、尺寸精度较低，并经受多部件结构的装配复杂性。为控制品质，多片式结构的装配过程须小心进行并受到监控。零件重量的减小提高了燃料效率并降低了材料成本。
[0006]一种减少零件数量的方式是以液压成形工艺制造梁。然而，液压成形梁通常为单片结构。在轴向加载事件中，液压成形结构原则上倾向于在梁弯曲的位置处最先变形。梁纵向线性延伸的部分不易弯曲或断裂。梁的这些部分在碰撞事件中不会吸收与弯曲部分相同程度的能量，并在轻微偏移刚性障碍物试验中增加了侵入物进入客厢的可能性。
[0007]本实用新型旨在解决上述问题和如下概述的其他问题。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于提供了一种适用于轻微偏移正面碰撞的用于车辆的梁。
[0009]根据本实用新型的一个方面，其涉及一种用于车辆的梁，该梁包括纵向延伸的纵长的梁，该梁包括至少一个水平延伸壁和至少一个垂直延伸壁。至少一个垂直延伸壁限定了未延伸穿过至少一个水平延伸壁的至少一个垂直纵长沟槽。至少一个垂直延伸壁被至少一个垂直纵长沟槽弱化以沿横向车辆方向弯曲而未降低至少一个水平延伸壁的强度。
[0010]根据本实用新型的另一方面，至少一个垂直延伸壁限定了多个垂直纵长沟槽中的一个。至少一个垂直延伸壁中的至少一个垂直纵长沟槽进一步包括多个垂直纵长沟槽。多个垂直纵长沟槽中的第一组沟槽以标称间距间隔开，而多个垂直纵长沟槽中的第二组沟槽间隔开的程度小于标称间距，以使得梁倾向于在包括第二组沟槽的纵向延伸区域中弯曲。
[0011]根据本实用新型的另一方面，至少一个垂直延伸壁限定了多个垂直纵长沟槽中的一个，至少一个垂直延伸壁中的至少一个垂直纵长沟槽进一步包括多个垂直纵长沟槽，其中，多个垂直纵长沟槽具有半圆形上端和半圆形下端。
[0012]至少一个垂直延伸壁可限定多个垂直纵长沟槽中的一个。至少一个垂直延伸壁中的至少一个垂直纵长沟槽进一步包括多个垂直纵长沟槽。多个垂直纵长沟槽中的至少一个同样可沿水平方向延伸以在偏移垂直方向的方向上是纵长的，从而促使梁沿横向车辆方向弯曲。
[0013]至少一个垂直延伸壁可以限定多个垂直纵长沟槽中的一个，至少一个垂直延伸壁中的至少一个垂直纵长沟槽进一步包括多个垂直纵长沟槽，并且梁可进一步限定设置于梁中的弯曲部处的多个圆孔，多个圆孔使得梁倾向于在梁的弯曲部处断裂。
[0014]至少一个垂直延伸壁可为外壁，且梁可进一步包括内垂直延伸壁，内垂直延伸壁未限定垂直纵长沟槽，在根据本实用新型的一个实施例中，梁进一步包括第二垂直延伸壁，第二垂直延伸壁为未限定垂直纵长沟槽的内壁，并且外壁相对于内壁具有较小的压缩强度，因此引起外壁在碰撞事件中倾向于朝向内壁折叠。
[0015]根据本实用新型的另一方面，其涉及一种车辆前端结构，翼子板支撑梁可附接至前铰链柱，梁在前铰链柱前方沿纵向车辆方向延伸。该梁可包括上水平延伸壁、下水平延伸壁、内垂直延伸壁以及外垂直延伸壁。外垂直延伸壁限定了多个垂直纵长沟槽。翼子板可操作地附接至翼子板支撑梁。该多个垂直纵长沟槽配置成在碰撞事件中引导翼子板支撑梁横向移动而并未降低翼子板支撑梁的承载性能。
[0016]车辆前端结构可进一步包括位于发动机舱中的至少一个附件。翼子板支撑梁支撑发动机舱中的至少一个附件。多个垂直纵长沟槽可在翼子板支撑梁的横向邻近至少一个附件的部分中以较大的程度间隔开。
[0017]车辆前端结构可进一步包括附接至翼子板支撑梁的横向延伸支架，横向延伸支架附接至翼子板支撑梁的内侧的结构件以抵抗翼子板支撑梁沿外侧横向方向移动。垂直延伸壁限定了多个圆孔。横向延伸支架在翼子板支撑梁的限定多个圆孔的纵向延伸区域内附接至翼子板支撑梁。横向延伸支架和多个圆孔相结合来使得翼子板支撑梁倾向于在翼子板支撑梁的纵向延伸区域处断裂。
[0018]车辆前端结构可进一步包括第一组沟槽，第一组沟槽以标称间距间隔开，同时也包括第二组沟槽，第二组沟槽间隔开的程度小于标称间距，以使翼子板支撑梁倾向于在包含第二组沟槽的区域中弯曲。
[0019]多个垂直纵长沟槽具有半圆形上端和半圆形下端。
[0020]多个垂直纵长沟槽中的至少一个同样沿水平方向延伸以在偏移垂直方向的方向上是纵长的，从而使翼子板支撑梁沿横向车辆方向弯曲。
[0021]车辆前端结构进一步包括在翼子板支撑梁的弯曲部处限定了多个圆孔的翼子板支撑梁，多个圆孔使翼子板支撑梁倾向于在翼子板支撑梁的弯曲部处断裂。
[0022]内垂直延伸壁并未限定垂直纵长沟槽，并且外垂直延伸壁相比于内垂直延伸壁具有较小的压缩强度，从而使得外垂直延伸壁在碰撞事件中朝向内垂直延伸壁折叠。
[0023]根据本实用新型的又一方面，提供了一种车辆前端结构，包括:翼子板支撑梁，附接至前铰链柱并在前铰链柱前方沿纵向车辆方向延伸，其中，翼子板支撑梁包括上水平延伸壁、下水平延伸壁、内垂直延伸壁以及外垂直延伸壁，其中，外垂直延伸壁限定了多个垂直纵长沟槽，并且垂直延伸壁限定了多个圆孔；附接至翼子板支撑梁的横向延伸支架，横向延伸支架附接至翼子板支撑梁的内侧的结构件以抵抗翼子板支撑梁沿外侧横向方向移动，并且横向延伸支架在翼子板支撑梁的限定多个圆孔的纵向延伸区域内附接至翼子板支撑梁；以及其中，多个垂直纵长沟槽配置成在碰撞事件中弓丨导翼子板支撑梁横向移动。
[0024]通过本实用新型的技术方案，可在不降低梁强度性能的同时弱化梁，以使其在碰撞中沿横向车辆方向弯曲来避免向客厢内的侵入，如此在碰撞中保护乘客安全。
[0025]本实用新型的上述方面及其它方面将在下文中参照附图更为详细地描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为以虚线示出车辆内部的翼子板支撑梁的车辆前端的局部立体图。
[0027]图2为在设计配置中附接至前铰链柱的翼子板支撑梁的局部立体图。
[0028]图3为附接至前铰链柱的翼子板支撑梁处于中间碰撞事件条件下时的局部立体图。
[0029]图4为附接至前铰链柱的翼子板支撑梁处于后期碰撞事件条件下时的局部立体图。
【具体实施方式】
[0030]所示实施例参照附图进行公开。然而，应该理解，所公开的实施例仅为可以多种替代形式实施的实例。附图未必按比例绘制，并且可放大或缩小一些特征来显示特定部件的细节。所公开的具体结构和功能性细节不应解释为限定，而是教导本领域的技术人员如何实践所公开概念的代表性基础。
[0031]参照图1，部分地示出了车辆10以示出翼子板支撑梁12在车辆10的前端14中的定位。翼子板支撑梁12附接至前铰链柱16并相对于前铰链柱16沿朝前的方向延伸。发动机舱17中的附件(未示出)也可由翼子板支撑梁12进行支撑，这些附件诸如为蓄电池座盘、空气清洁器或HVAC系统组件。
[0032]参照图2，翼子板支撑轨12为液压成形轨，其包括上壁18、下壁20、以及内壁22和外壁24。外壁24包括多个纵长的垂直延伸的沟槽26。外壁24中还限定了多个圆孔28。支架30在翼子板支撑梁12的纵向延伸部分32处附接至翼子板支撑轨12，纵向延伸部分32也限定了圆孔28。弯曲部34邻近纵向延伸部分32在翼子板支撑梁12上形成。
[0033]纵长的垂直延伸沟槽26包括半圆形上端和半圆形下端。其中一个纵长的垂直延伸沟槽26’还在偏移垂直方向的水平方向上延伸。沟槽26弱化垂直延伸壁，以促进使翼子板支撑梁12在横向车辆方向上弯曲，而并不降低上部水平延伸壁18及下部水平延伸壁20的强度。一些沟槽26相比于其它沟槽26之间的距离被以较小的程度间隔开，以使梁12倾向于在包括这些更紧密间隔的沟槽26的纵向延伸区域中弯曲。
[0034]圆孔28形成于翼子板支撑梁12的外壁24的纵向延伸部分32中且还可延伸穿过内壁22以弱化内壁22和外壁24。圆孔还邻近弯曲部34设置。支架30附接至翼子板支撑梁12的纵向延伸部分32。支架30附接至翼子板支撑梁内侧的结构件(未示出)，以抵抗翼子板支撑梁沿外侧横向方向移动。如下文将参照图4描述的，圆孔28、弯曲部34和支架单独或结合用以促进使翼子板支撑梁12断裂。
[0035]参照图3，所示翼子板支撑梁12处于碰撞事件的中间阶段。当翼子板支撑梁12向内弯曲或折叠时，示出了位于铰链柱前方的紧密间隔的第三和第四沟槽26。由于被弱化的外壁24比内壁22更薄弱，所以翼子板支撑梁此时弯曲。强度差异使得外壁24先于内壁22被挤压。因此，翼子板支撑轨沿横向车辆方向在折叠部分36处向内折叠。
[0036]继续参照图3，翼子板支撑梁12处于在区域32处断裂的过程中。圆孔28降低外壁24的强度，并且，如果将圆孔28设置在内壁22上，则圆孔28会弱化内壁22。支架30保持翼子板支撑梁12，并降低翼子板支撑梁12沿外侧方向移位的倾向。然后，翼子板支撑梁12上的弯曲部34被向内推动并开始断裂。
[0037]参照图4，所示翼子板支撑轨12紧接着或处于碰撞事件的后期阶段。翼子板支撑轨12在区域32中完全断裂并与折叠部分36分离开。折叠部分36沿横向车辆方向上向内折叠。由沟槽26 (图2和图3所示)及翼子板支撑梁12在区域32处的断裂引起的翼子板支撑梁12的向内折叠或弯曲降低了翼子板支撑梁12侵入车辆10的客厢38的风险。
[0038]虽然上文描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了所公开的装置和方法的所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性而非限制性词语，并且应该理解，在不脱离本实用新型的精神及范围的情况下，可以进行多种改变。各个实施例的特征可以组合，以形成所公开概念的其他实施例。
【权利要求】
1.一种用于车辆的梁，其特征在于，包括: 纵向延伸的纵长的梁，包括至少一个水平延伸壁和至少一个垂直延伸壁，所述至少一个垂直延伸壁限定了未延伸至所述至少一个水平延伸壁的至少一个垂直纵长沟槽。
2.根据权利要求1所述的梁，其特征在于，所述至少一个垂直延伸壁中的所述至少一个垂直纵长沟槽进一步包括多个垂直纵长沟槽,所述多个垂直纵长沟槽中的第一组沟槽以标称间距间隔开，而所述多个垂直纵长沟槽中的第二组沟槽间隔开的程度小于所述标称间距。
3.根据权利要求1所述的梁，其特征在于，所述至少一个垂直延伸壁中的所述至少一个垂直纵长沟槽进一步包括多个垂直纵长沟槽，其中，所述多个垂直纵长沟槽具有半圆形上端和半圆形下端。
4.根据权利要求1所述的梁，其特征在于，所述至少一个垂直延伸壁中的所述至少一个垂直纵长沟槽进一步包括多个垂直纵长沟槽,其中，所述多个垂直纵长沟槽中的至少一个同样沿水平方向延伸以在偏移垂直方向的方向上是纵长的。
5.根据权利要求1所述的梁，其特征在于，所述至少一个垂直延伸壁中的所述至少一个垂直纵长沟槽进一步包括多个垂直纵长沟槽，还包括在所述梁的弯曲部处限定了多个圆孔的所述梁。
6.根据权利要求1所述的梁，其特征在于，所述至少一个垂直延伸壁为外壁且所述梁进一步包括第二垂直延伸壁，所述第二垂直延伸壁为未限定垂直纵长沟槽的内壁。
7.—种车辆前端结构，其特征在于，包括: 翼子板支撑梁，附接至前铰链柱并在所述前铰链柱前方沿纵向车辆方向延伸，所述翼子板支撑梁包括上水平延伸壁、下水平延伸壁、内垂直延伸壁以及外垂直延伸壁，其中，所述外垂直延伸壁限定了多个垂直纵长沟槽； 可操作地附接至所述翼子板支撑梁的翼子板；以及 其中，所述多个垂直纵长沟槽配置成:在碰撞事件中弓I导所述翼子板支撑梁横向移动。
8.根据权利要求7所述的车辆前端结构，其特征在于，所述翼子板支撑梁支撑发动机舱中的至少一个附件，并且所述多个垂直纵长沟槽在所述翼子板支撑梁的横向邻近所述至少一个附件的部分中间隔开。
9.根据权利要求7所述的车辆前端结构，其特征在于，进一步包括: 附接至所述翼子板支撑梁的横向延伸支架，所述横向延伸支架附接至所述翼子板支撑梁的内侧的结构件以抵抗所述翼子板支撑梁沿外侧横向方向移动。
10.一种车辆前端结构，其特征在于，包括: 翼子板支撑梁，附接至前铰链柱并在所述前铰链柱前方沿纵向车辆方向延伸，其中，所述翼子板支撑梁包括上水平延伸壁、下水平延伸壁、内垂直延伸壁以及外垂直延伸壁，其中，所述外垂直延伸壁限定了多个垂直纵长沟槽，并且所述外垂直延伸壁限定了多个圆孔； 附接至所述翼子板支撑梁的横向延伸支架，所述横向延伸支架附接至所述翼子板支撑梁的内侧的结构件以抵抗所述翼子板支撑梁沿外侧横向方向移动，并且所述横向延伸支架在所述翼子板支撑梁的限定所述多个圆孔的纵向延伸区域内附接至所述翼子板支撑梁；以及其中，所述多个垂直纵长沟槽配置成在碰撞事件中引导所述翼子板支撑梁横向移动rfo ο
【文档编号】B62D25/18GK204077811SQ201420451531
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】德拉甘·斯托伊科维奇, 伦纳德·安东尼·谢恩, 查尔斯·柯, 罗伯特·阿斯, 马克·凯勒 申请人:福特环球技术公司