专利名称：仪表板横梁组件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车仪表板，更具体来讲，本发明涉及一种仪表板横梁组件。
在车辆的仪表板内安装了很多车辆系统，这些系统例如为加热、通风和空调(HVAC)系统。HVAC系统包括多条位于仪表板内的空气分配导管。在现有的仪表板中，HVAC导管是一些连接到仪表板横梁构件上的单独部件。多部件设计会加大组件的复杂性，并增加了制造工时和劳动成本。
美国专利US 5312133中描述了一种仪表板组件，该组件包括一钢梁和连接于钢梁上的一导管系统。导管系统包括一前通道元件和一后通道元件，前后通道元件用一种粘接剂粘接到一起而形成导管系统。
美国专利US 5549344中公开了一种仪表板组件，该组件包括一金属支撑横梁、一塑料底座元件、以及多条导管。这些导管是分开制成的，然后再通过热板加热而焊接到底座元件上，从而形成一个整体单元。之后，再将底座元件和导管连接到金属支撑横梁上。
美国专利US 5676216中公开了一种仪表板组件，其包括一膝部枕垫组件、一仪表板、一增强组件、一横梁导管组件和一紧固组件。横梁组件具有两个横梁构件，此构件中包括一整体式的空气分配系统。每个横梁构件都是用片状成型料(SMC)制成的，并用粘接剂将两横梁构件粘接到一起。增强组件中包括相互分开的增强元件，用于支撑仪表板的膝部枕垫。
在一个方面，本文提供了一种仪表板横梁组件，其包括一纵长的热塑性前横梁元件，该元件具有多条导管槽沟和多个吸能件。横梁组件还包括一纵长的热塑性后横梁元件，该元件具有多条导管槽沟，这些导管槽沟与前横梁元件上的导管槽沟相对应。前横梁元件被连接到后横梁元件上，其中的后横梁元件形成了多条导管槽沟，前横梁元件和后横梁元件上的对应导管槽沟在横梁构件中形成了一条空调导管和至少一条除霜导管。后横梁元件还包括多个反作用面，它们与多个吸能件对正，且它们的尺寸被设计成可与这些吸能件相连接。
在另一方面，提供了一种用于制造仪表板横梁组件的方法，该方法包括步骤用热塑性材料模制一纵长的前横梁元件。前横梁元件包括一基本上为U形的部分和一L形的部分，还包括多条导管槽沟和多个吸能件。所述方法还包括步骤用热塑性材料模制一纵长的后横梁元件。后横梁元件被布置成与前横梁元件上对应的多条导管槽沟和吸能件对齐，后横梁元件包括多个反作用面，其尺寸被设计成可与多个吸能件相连接。后横梁元件还包括一基本上为L形的部分，其型廓被设计成可与前横梁元件上的U形部分和L形部分连接。所述方法还包括步骤将前横梁元件与后横梁元件连接起来而形成一个横梁构件，从而就前、后横梁元件上对应的多条导管槽沟在横梁构件中形成了多条导管。
在另一方面，本发明提供了一种仪表板组件，其包括一热塑性的前横梁元件，其具有多条模制成的导管槽沟和多个波纹状的吸能件。横梁组件还包括一热塑性的后横梁元件，其具有多条模制成的导管槽沟，这些导管槽沟与前横梁元件上的导管槽沟相对应。前横梁元件被连接到后横梁元件上而形成横梁构件，从而，前横梁元件和后横梁元件上对应的多条导管槽沟可在横梁构件中形成一空调导管和至少一条除霜导管。后横梁元件还包括多个反作用面，这些反作用面与多个波纹状吸能件对正，且尺寸被设计成可与吸能件相连接。
下面将详细地描述一仪表板横梁组件，其包括一热塑性横梁构件，该构件上一体地模制出了HVAC导管和吸能件。热塑性的横梁构件支撑着仪表板的装饰板。整体模制的HVAC导管和吸能件使得部件数目要比现有的仪表板结构要少，这将简化仪表板的制造，降低制造时的劳动成本。
可用多种热塑性材料中的某一种材料来模制出热塑性横梁构件。合适的热塑性材料包括(但并不仅限于此)丙烯腈一丁二烯一苯乙烯材料(ABS)、聚碳酸酯/ABS混合物、聚碳酸酯(aopolycarbonate)—聚酯，丙烯酸—苯乙烯—丙烯腈(ASA)，丙烯腈—(乙烯—聚丙烯—二胺改性)—苯乙烯(AES)材料、亚苯基乙醚树脂、添加玻璃纤维的聚苯氧化物/聚苯乙烯混合物、聚苯醚/聚酰胺混合物(由通用电气公司出品的NORYL GTX)、聚碳酸酯/PET/PBT的混合物、聚对苯二甲酸丁二酯和耐冲击变性剂(由通用电气公司出品的XENOY树脂)、聚酰胺、亚苯基硫醚树脂、聚氯乙烯(PVC)、高耐冲击聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯、聚丙烯和热塑性烯烃(TPO)。
参见附图，
图1是一个轴测图，表示了根据本发明一实施例的仪表板横梁组件10，图2是对仪表板横梁组件10的分解视图。仪表板横梁组件10包括一模制的热塑性横梁构件12，且在该横梁构件12上连接有一转向柱支撑件14和两端部支架18、20。
横梁构件12是由一前横梁元件22和一后横梁元件24组成的。前横梁元件22包括多条模制成的HVAC导管槽沟和一中央搁架16，更具体来讲，该元件包括一前窗除霜导管槽沟26、侧窗除霜导管槽沟28和30、主空调导管槽沟32和一中央搁架16。后横梁元件24包括多个模制成的HVAC导管槽沟，更具体来讲，该元件包括一前窗除霜导管槽沟34和主空调隔断通道40。前横梁元件22还包括多条空调导管槽沟49。
在附图中未表示出一个上扩展型侧窗除霜导管槽沟，该导管槽沟被插入，并被固定到前除霜通道26上。
作为一种实施方式，前横梁元件22和后横梁元件24通过振动焊的方法对接起来，而作为另一种变型的实施方式，它们是通过热熔接、粘接和紧固件中的至少一种方式连接起来的。
从前横梁元件22底部的侧边缘延伸出多个波纹状吸能件50。吸能件50与前横梁元件22的主体部分54被模制为一个整体件。在吸能件50之间延伸着一槽沟支撑杆56。槽沟支撑杆56上可带有一手套箱铰链58。
从后横梁元件24主体部分64底部的边缘62延伸出多个反作用面60。反作用面60与从前横梁元件22上延伸出的吸能件50对正，且其尺寸被设计成可接纳对应的吸能件50。在汽车发生碰撞时，吸能件50与反作用面60的结合可保护乘客的膝部。膝部枕垫(图中未示出)是仪表板上的一些部件，它们被吸能件50支撑着。在汽车发生碰撞的过程中，能量从乘客的膝部传递到膝部枕垫，然后再传递给吸能件50。吸能件50在反作用面60上的压溃可耗散能量，从而可保护乘客的膝部免受损伤。
从前横梁元件22的外侧表面延伸出多个加强肋66。加强肋66位于侧窗除霜导管槽沟28和主空调导管槽沟32之间。
转向柱支撑件14是由一下转向柱支撑元件70和一上转向柱支撑元件70-1接合而成的，且包括用热塑性材料或钢材制成的部件。例如，上、下转向柱支撑元件70-1和70是用紧固件连接起来的。转向柱支撑件14例如是通过紧固件连接到横梁构件12上的。下转向柱支撑元件70可包括一踏板支架部分，该部分带有一个凹腔，用于连接汽车的一个加速踏板、制动踏板和一个离合器踏板(图中未示出)。
端部支架18、20连接到横梁构件12两相对端部74、76上。后横梁元件24可包括延伸出的卡脚部分，其尺寸被设计成能将端部支架18、20互锁，从而易于将它们连接到横梁构件12上。每个端部支架18、20都包括通道部件82、84。这些端部支架18和20还包括用于插入夹具的孔洞18-1和20-1，该夹具可使得仪表板在组装完成后能被移动。此外，通过将端部支架焊接到转向柱支撑件的上侧90-1，可提高汽车侧面的刚性，并改善振动噪音性。
后横梁元件24上可包括多个定位销，从而，在将前横梁元件22和后横梁元件24固定起来之前，可对前、后横梁元件22和24进行调整。
图中未被描述的标号90是一个保险丝盒座架，用于支撑保险丝盒，且制出一个交联的突起，其与后横梁元件24为一个单元。
此外，对于所涉及的前、后横梁元件22和24的两端部，如果卡脚部分是弹性变形的、且被钩接固定到端部支架18和20上，则并无影响，此情况下，端部支架18、20作为用于增强连接关系的手段。
因此，在仪表板组件上安装了一个位于乘客侧的气囊、位于驾驶员一侧的仪表板线束、位于乘客侧的手套箱、保险丝盒和仪表盘罩，且在侧面碰撞过程中，该组件还具有足够大的刚性来支撑仪表板组件。
图3是沿图1中的A-A线对所示仪表板横梁组件所作的剖面图。图3表示出了一个主空调导管48和一前窗导管42，前窗导管是由前横梁元件22和后横梁元件24围成的。前横梁元件22包括一基本上为U形的区段92和一基本上为L形的区段94。后横梁元件包括基本上为L形的区段98和一U形的区段96，区段96的型廓被设计成可与前横梁元件22上的L形区段94相连接。仪表板的固定器100与横梁构件12相连接。仪表板固定器100包括一气囊挡盖104，其设置在靠近一气囊模块104的位置，气囊模块直接连接于横梁构件12上。
图4是沿图1中的B-B线对横梁组件10所作的剖面图。图4中表示出了前窗导管42、主空调导管48、以及连接于横梁构件12上的仪表板固定器100。
图5是沿图1中的C-C线对横梁组件10所作的剖面图。图5中表示出了转向柱支撑件14和转向柱106，其中的转向柱支撑件14是由连接于横梁构件12上的上转向柱支撑元件68和下转向柱支撑元件70组成的。
尽管上文参照特定的优选实施例对本发明进行了表示和描述，但本领域技术人员可以理解在不悖离本发明设计思想和保护范围的前提下，可对本发明的实施形式和细节特征作出多种变型，其中，本发明的保护范围是由所附的权利要求书限定的。
权利要求
1.一种仪表板横梁组件，其包括一纵长的热塑性前横梁元件，其属于全覆盖类型，并被模制成一个单体元件，其包括多条导管槽沟和多个能量吸收件；一纵长的热塑性后横梁元件，其也包括多条与前横梁元件上的导管槽沟相对应的导管槽沟，其特征在于，前横梁元件被连接到后横梁元件上形成一梁构件，从而使前横梁元件和后横梁元件上的多条导管槽沟可形成横梁构件前部的至少一条除霜导管和一条空调导管，空调导管用于向车辆上的乘客输送空气流，还包括多个反作用面，它们与多个吸能件对正，且它们的尺寸被设计成可与这些吸能件相连接；一组件，其中，前横梁元件还包括一基本上为U形的部分和一L形部分，这两个部分沿它们的长度方向延伸，后横梁元件还包括一基本上为U形的部分和一L形部分；以及前横梁元件上L形部分的型廓被设计成可与后横梁元件的L形部分相连接，其中的前横梁元件由一组件构成。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于还包括一上转向柱支撑件，其连接到所述横梁构件上。
3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于还包括一下转向柱支撑件，其连接到所述上转向柱支撑件和横梁构件上，且其包括一踏板支架部分，该部分带有一个凹腔，用于连接汽车的加速踏板、制动踏板和离合器踏板。
4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于所述多个吸能件包括多个波纹状的吸能体。
5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于前横梁元件还包括一槽沟支撑杆，其延伸在至少两个吸能件之间。
6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于槽沟支撑杆包括一手套箱铰链。
7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于还包括一连接于横梁构件上的中央搁架，中央搁架的尺寸被设计成可安装汽车的控制系统。
8.根据权利要求1所述的组件，其特征在于还包括一第一端部支架，其连接于横梁构件的一第一端上；以及一第二端部支架，其连接到横梁构件的一第二端上。
9.根据权利要求1所述的组件，其特征在于前横梁元件还包括至少一条空调导管出气口。
10.根据权利要求8所述的组件，其特征在于后横梁元件的尺寸被设计成可被联锁到所述的两端部支架上。
11.根据权利要求8所述的组件，其特征在于每个端部支架包括一槽沟部分，其尺寸被设计成可安装一活动式的装卸支架。
12.一种用于制造仪表板横梁组件的方法，其包括步骤用热塑性材料模制一纵长的前横梁元件，其中，所述前横梁元件包括多条导管槽沟和多个吸能件，其还包括一基本上为U形的部分和一L形部分；用热塑性材料模制一纵长的后横梁元件，其中，后横梁元件包括多条与前横梁元件的导管槽沟相对应的导管槽沟、以及多个反作用面，这些反作用面的位置被设置成可与多个吸能件对齐，且其尺寸被设计成可与多个吸能件相连接，后横梁元件还包括一基本上为L形的部分，其型廓被设计成可与前横梁元件上的L形部分和大致U形部分连接；以及通过将前、后横梁元件连接起来而形成一横梁构件，从而使得前横梁元件与后横梁元件上的多条导管槽沟可形成多条位于横梁构件中的导管。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括步骤用金属制出一上转向柱支撑元件；用热塑性材料模制一下转向柱支撑元件；将上转向柱支撑元件连接于下转向柱支撑元件上而形成一转向柱支撑件；以及将转向柱支撑件连接到横梁构件上。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述多个吸能件包括多个波纹状的吸能体。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于前横梁元件还包括一槽沟支撑杆，其延伸在至少两个吸能件之间。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括步骤用热塑性材料模制一中央搁架；以及将中央搁架连接到横梁构件上。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括步骤制出一第一端部支架和一第二端部支架；将第一端部支架连接于横梁构件的一第一端；以及将第二端部支架连接于横梁构件的一第二端。
18.根据权利要求1 2所述的方法，其特征在于还包括步骤将前横梁元件连接于后横梁元件，其中包括用振动焊、热融接、粘接、以及紧固件等方法将前横梁元件连接于后横梁元件的步骤；以及通过将车身侧面焊接到转向柱支撑件的上侧来提高车身侧面的刚性和改善振动噪声。
19.一种仪表板横梁组件，其包括一热塑性的前横梁元件，其具有多条模制在其中的导管槽沟和多个波纹状的吸能件；一热塑性的后横梁元件，其具有多条模制在其中的导管槽沟，这些导管槽沟与前横梁元件上的导管槽沟相对应，其中，前横梁元件被连接到后横梁元件上而形成一横梁构件，从而，前横梁元件和后横梁元件上的多条导管槽沟可在横梁构件中形成一空调导管和至少一条除霜导管，后横梁元件还包括多个反作用面，这些反作用面与多个波纹状吸能件对正，且尺寸被设计成可与吸能件相连接；以及一仪表板横梁组件，其中，前横梁元件还包括一基本上为U形的部分和一L形部分，且后横梁元件还包括一基本上为U形的部分和一L形部分，但前横梁元件上L形部分的型廓被设计成可与后横梁元件的L形部分相连接。
20.根据权利要求19所述的仪表板横梁组件，其特征在于还包括上、下转向柱支撑元件，其中的下转向柱支撑元件连接到横梁构件和上转向柱支撑元件上。
21.根据权利要求19所述的仪表板横梁组件，其特征在于前横梁元件还包括一槽沟支撑杆，其延伸在至少两个吸能件之间，并包括一手套箱铰链。
22.根据权利要求19所述的仪表板横梁组件，其特征在于还包括一连接于横梁构件上的中央搁架，中央搁架的尺寸被设计成可安装汽车的控制系统。
23.根据权利要求19所述的仪表板横梁组件，其特征在于还包括一第一端部支架，其连接于横梁构件的一第一端上；以及一第二端部支架，其连接到横梁构件的一第二端上。
24.一种仪表板组件，其沿汽车车体的宽度方向布置到汽车的前部，其包括一前横梁元件，在该元件中，一体地分隔出多条半导管槽沟，且该元件是由半覆盖型的树脂材料制成的，用于一体地形成多个吸能件；一后横梁元件，在该元件中，一体地分隔出多条半导管槽沟，它们与前横梁元件上的半导管槽沟相对应；前、后横梁元件的各条导管槽沟相互粘接起来，并连接成具有多个弯曲端的形式，从而形成在长度方向上延伸的至少一条除霜导管和一空调导管；以及前、后横梁元件中之一上一体地制出了一个悬臂状的山脉型突起部分，用于安装多个吸能件。
25.根据权利要求24所述的仪表板组件，其特征在于前、后横梁元件是通过振动焊、热融接、粘接、以及紧固件等方法连接起来的。
全文摘要
本发明公开了一种仪表板横梁组件，其包括一纵长的热塑性前横梁元件，其包括多条导管槽沟和多个吸能件。横梁组件还包括一纵长的热塑性后横梁元件，其包括与前横梁元件上的导管槽沟相对应的多条导管槽沟。前横梁元件被连接到后横梁元件上，前、后横梁元件和后横梁元件上相对应的多条导管槽沟形成横梁构件中的一条空调导管和至少一条除霜导管。后横梁元件还包括多个反作用面，它们与多个吸能件对正，且它们的尺寸被设计成可与这些吸能件相连接。
文档编号B60H1/24GK1445120SQ0310278
公开日2003年10月1日 申请日期2003年1月21日 优先权日2002年1月22日
发明者金南, 李钟院, 丹尼尔·伍德曼, 甄连洙 申请人:现代摩比斯株式会社