КОНСТРУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ АВТОТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОГО КОНСТРУКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА
STRUCTURAL ELEMENT FOR MOTOR VEHICLE, ACCORDING MOTOR VEHICLE AND METHOD FOR MANUFACTURING OF SUCH STRUCTURAL ELEMENT

Объектом настоящего изобретения является конструктивный элемент для автотранспортного средства, содержащий:
- полый металлический корпус с сечением замкнутого контура, содержащий наружную поверхность и, по меньшей мере, один рельефный крепежный элемент, выполненный на наружной поверхности; и
- корпус из пластического материала, выполненный путем совместного формования литьем на металлическом корпусе, при этом корпус из пластического материала перекрывает наружную поверхность первого металлического корпуса таким образом, чтобы перекрывать, по меньшей мере, частично рельефный крепежный элемент для соединения второго корпуса из пластического материала с первым металлическим корпусом.
Такой конструктивный элемент обычно называют «гибридным» по причине комбинированного использования металла и пластического материала.
В документе WO 2004/056610 описан конструктивный элемент вышеуказанного типа, в котором металлическим корпусом является труба, а рельефные крепежные элементы предусмотрены в виде отверстий, выполненных в трубе.
Вместе с тем, выполненные в трубе отверстия снижают механическую прочность трубы и, следовательно, конструктивного элемента.
Настоящее изобретение направлено на создание гибридного конструктивного элемента, позволяющего повысить механическую прочность.
Таким образом, объектом настоящего изобретения является конструктивный элемент вышеуказанного типа, отличающийся тем, что рельефный крепежный элемент выполнен выступающим на наружной поверхности металлического корпуса, при этом рельефный крепежный элемент является закрытым, выполнен за одно целое с металлическим корпусом и содержит контрстенку по отношению к наружной поверхности металлического корпуса.
Согласно другим вариантам выполнения конструктивный элемент содержит один или несколько следующих отличительных признаков, рассматриваемых отдельно или в любых возможных комбинациях:
- рельефный крепежный элемент содержит основание для соединения с металлическим корпусом и бортик, выступающий по отношению к основанию, при этом бортик содержит сторону в виде контрстенки по отношению к наружной поверхности металлического корпуса;
- бортик выполнен в виде складки рельефного крепежного элемента;
- бортик выполнен на свободном конце рельефного крепежного элемента, противоположном металлическому корпусу;
- бортик имеет, по существу, круглый или продолговатый наружный контур;
- вместе с областью наружной поверхности металлического корпуса, смежной с основанием, сторона в виде контрстенки ограничивает паз, в котором установлен корпус из пластического материала;
- металлический корпус выполнен удлиненным и содержит по меньшей мере два рельефных крепежных элемента, отстоящие друг от друга по длине металлического корпуса;
- металлический корпус содержит по меньшей мере два рельефных крепежных элемента, выполненных на противоположных стенках металлического корпуса;
- конструктивный элемент является элементом передней стороны автотранспортного средства.
Объектом настоящего изобретения является также способ изготовления описанного выше конструктивного элемента, в котором выполняют заготовку рельефного крепежного элемента, выступающего на наружной поверхности металлического корпуса, во время этапа формования металлического корпуса путем установки металлического корпуса в форму и подачи жидкости под давлением внутрь металлического корпуса, и заготовку деформируют для получения рельефного крепежного элемента, оборудованного контрстенкой.
Предпочтительно заготовку деформируют, подвергая ее давлению таким образом, чтобы получить складку, содержащую сторону в виде контрстенки относительно наружной поверхности металлического корпуса.
Настоящее изобретение и его преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 схематично показана передняя сторона автотранспортного средства в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе;
на фиг.2 схематично показана частично увеличенная передняя сторона, изображенная на фиг.1, вид в перспективе;
на фиг.3 показан частичный вид в разрезе по III-III передней стороны, изображенной на фиг.1 и 2;
на фиг.4-7 показана последовательность изготовления передней стороны, изображенной на фиг.1;
на фиг.8 показан вид, аналогичный фиг.2, передней стороны согласно варианту выполнения.
В дальнейшем описании указание направлений соответствует обычным направлениям автотранспортного средства.
Так, термины «передний», «задний», «правый», «левый», «верхний» и «нижний» следует рассматривать по отношению к положению водителя и к направлению перемещения автотранспортного средства, движущегося передним ходом, что показано стрелкой S на фиг.1.
Как показано на фиг.1, передняя сторона 2 содержит верхнюю металлическую полую поперечную балку 4, расположенную, по существу, горизонтально, и две боковые стойки 6 из пластического материала, которые расположены, по существу, вертикально.
Обе боковые стойки 6 отстоят друг от друга в боковом направлении и продолжают поперечную балку 4 вниз.
Такая передняя сторона 2 предназначена для установки спереди автотранспортного средства и для монтажа на ней различного оборудования, такого как блоки фар, блок вентилятора, радиатор, конденсатор и т.д.
Таким образом, стойки 6 ограничивают между собой центральное пространство 8 для установки, например, радиатора, конденсатора и блока вентилятора.
Точно так же боковые концевые участки 10 поперечной балки 4 вместе с ветвями 12, продолжающими стойки 6 в боковом направлении наружу, ограничивают пространства 14 для установки блоков фар.
Поперечная балка 4 содержит, по существу, прямолинейный центральный участок 16, расположенный между концевыми участками 10.
Концевые участки 10 имеют наклон по отношению к центральному участку 16 в заднем направлении и наружу в боковом направлении.
Верхние концевые участки 18 стоек 6 закреплены на центральном участке 16 вблизи концевых участков 10.
Передняя сторона 2 является, по существу, симметричной по отношению к центральной вертикальной плоскости. В дальнейшем подробно будет описана только правая часть (слева на фиг.1) передней стороны 2.
Как показано на фиг.2, правый концевой участок 10 содержит свободный конец 20, выполненный плоским посредством расплющивания поперечной балки 4.
Конец 20 содержит два отверстия 21 для размещения средств крепления поперечной балки 4 на конструкции автотранспортного средства, например болтов или винтов (на чертеже не показаны).
Концевой участок 18 стойки 6 выполнен путем совместного формования на поперечной балке 4 и перекрывает рельефные крепежные элементы 22, показанные пунктирной линией и выступающие на наружной поверхности 24 поперечной балки 4, для соединения правой стойки 6 с поперечной балкой 4.
Как показано на фиг.3, на которой представлен вид в разрезе по плоскости, перпендикулярной к продольному направлению центрального участка 16, поперечная балка 4 имеет четырехугольный замкнутый контур в сечении, по существу, трапециевидной формы, ограниченный четырьмя, по существу, плоскими стенками 26, 28, 30, 32, соединенными между собой с закруглением.
В частности, поперечная балка 4 содержит заднюю стенку 26 и переднюю стенку 28, являющиеся, по существу, параллельными и вертикальными и соединенные между собой нижней стенкой 30 и верхней стенкой 32, сходящимися в переднем направлении.
На каждой задней стенке 26 и передней стенке 28 выполнены рельефные крепежные элементы 22.
Каждый рельефный элемент 22 выполнен за одно целое с соответствующей стенкой 26, 28 и является закрытым, то есть не имеет отверстия, выходящего наружу и внутрь поперечной балки 4, что способствует сохранению механической прочности поперечной балки 4.
Каждый рельефный элемент 22 выполняют, например, путем деформации соответствующей стенки 26, 28, что будет подробнее описано ниже.
Каждый рельефный элемент 22 на конце, противоположном соответствующей стенке 26, 28, содержит круглую плоскую головку 34, по существу, параллельную соответствующей стенке 26, 28, и круглое основание 36, соединяющее головку 34 с соответствующей стенкой 26, 28.
Головка 34 каждого рельефного элемента 22 является более широкой, чем основание 36, и содержит периферический бортик 38, выступающий относительно основания 36. Как будет подробнее пояснено ниже, каждый бортик 38 выполнен в виде складки материала.
Бортик 38 содержит сторону 40, по существу, направленную к области 42 наружной поверхности 24, смежной с основанием 36. Сторона 40 является, например, по существу, параллельной соответствующей области 42.
Вместе с соответствующей областью 42 сторона 40 ограничивает кольцевой паз 44 вокруг основания 36 рельефного элемента 22.
Сторона 40 образует контрстенку и позволяет осуществить крепление пластического материала, образующего концевой участок 18, на наружной поверхности 24.
Концевой участок 18 правой стойки 6 перекрывает заднюю 26, переднюю 28 и нижнюю 30 стенки поперечной балки 4, при этом верхняя сторона 32 остается открытой.
На задней 26 и передней 28 стенках концевой участок 18 перекрывает рельефные крепежные элементы 22, охватывая головки 34 и заходя в пространства 44, обеспечивают надежное крепление правой стойки 6 на поперечной балке 4.
Крепление является прочным за счет наличия сторон 40 в виде контрстенки и рельефных элементов 22 на противоположных передней 26 и задней 28 стенках поперечной балки 4.
Крепление пластического материала на наружной поверхности 24 закрытых рельефных элементов 22 упрощает совместное формование литьем, поскольку пластический материал не проникает внутрь поперечной балки 4 и не заполняет ее внутренний объем.
Как показано на фиг.2, поперечная балка 4 содержит два набора рельефных элементов 22, отстоящих друг от друга в боковом направлении на каждой задней 26 (не показаны) и передней 28 сторонах, при этом каждый набор обеспечивает крепление одной стойки 6.
Каждый набор содержит два рельефных элемента 22, отстоящих друг от друга в боковом направлении и выполненных на передней стенке 26, и два рельефных элемента 22, отстоящих друг от друга в боковом направлении и выполненных на задней стенке 28 (фиг.3).
Отстоящие друг от друга рельефные элементы 22 улучшают крепление каждой стойки 6 на поперечной балке 4.
Как вариант, поперечная балка 4 образована из двух состыкованных полых металлических участков, при этом стойку 6 крепят на каждом участке.
Далее со ссылками на фиг.4-7 следует описание способа изготовления передней стороны 2.
Как показано на фиг.4, первоначально поперечная балка имеет трапециевидное поперечное сечение с гладкими стенками 26, 28, 30, 32.
Поперечную балку 4 помещают между двумя рабочими полостями 50, 52 пресс-формы, ограничивающими между собой полость 54, имеющую форму, соответствующую необходимой форме поперечной балки 4.
Полость 54 имеет общее сечение, по существу, аналогичное сечению поперечной балки 4, но имеет немного большие, чем у нее, размеры.
Полость 54 содержит углубления 56 в виде усеченного конуса, сходящиеся наружу и находящиеся напротив мест будущих рельефных элементов 22 задней 26 и передней 28 стенок.
Как известно и как показано на фиг.5, во время этапа гидравлической вытяжки внутрь поперечной балки 4 под давлением подают жидкость.
Давление жидкости деформирует поперечную балку 4 и прижимает ее к внутренним стенкам полости 54 таким образом, чтобы поперечная балка 4 приняла форму полости 54.
Поперечная балка 4 слегка деформируется в областях, в которых полость 54 имеет сечение, по существу, аналогичное сечению поперечной балки 4.
На уровне углублений 56 стенки 26, 28 поперечной балки 4 деформируются в большей степени.
По завершении этапа гидравлической вытяжки в местах углублений 56 поперечная балка 4 содержит заготовки 58, выступающие наружу на стенках 26 и 28, при этом заготовки 58 имеют форму, близкую к усеченному конусу, сужающемуся наружу.
Заготовки 58 в виде усеченного конуса позволяют раскрыть части 50, 52, чтобы отделить их от поперечной балки 4, как показано на фиг.6.
За счет своей деформации, большей по сравнению с остальной частью поперечной балки 4, заготовки 58 имеют толщину стенки, меньшую толщины остальной части поперечной балки 4.
После этого, как показано на фиг.7, заготовки 58 деформируют при помощи пуансонов 60, прижимаемых к свободному концу каждой заготовки 58 и сплющивающих ее в направлении соответствующей стенки 26, 28.
Заготовки 58 с более тонкими стенками предпочтительно деформируются и сплющиваются, образуя уплощенные головки 34 и бортики 38. Бортик 38 каждого рельефного элемента 22 образован сжатой складкой материала, получаемой в результате сплющивания соответствующей заготовки 58.
Предпочтительно концы 20 поперечной балки 4 сохраняют открытыми для обеспечения подачи жидкости внутрь поперечной балки 4 во время этапа гидравлической вытяжки и затем сплющивают после этапа гидравлической вытяжки.
Концевые участки 10 изгибают либо до этапа гидравлической вытяжки, либо после него.
Стойки 6 выполняют путем совместного формования литьем на поперечной балке 4 после выполнения рельефных элементов 22.
Этот способ изготовления позволяет легко выполнять поперечную балку 4 с закрытым сечением, содержащую закрытые рельефные элементы 22, выступающие наружу и содержащие контрстенки.
Как вариант, рельефные элементы 22 имеют другой контур. Например, как показано на фиг.8, пара рельефных элементов, отстоящих друг от друга в поперечном направлении, заменена единым рельефным элементом 22, имеющим удлиненную форму, предпочтительно форму прямоугольника, вытянутого в продольном направлении поперечной балки 4, и содержащим вытянутый периферический бортик.
Настоящее изобретение применяется для выполнения передних сторон автотранспортного средства и в целом для выполнения любого конструктивного элемента автотранспортного средства.