Конструкция передней технической стороны автотранспортного средства из пластического материала
Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Конструкция передней технической стороны автотранспортного средства содержит моноблочную раму из пластического материала прямоугольной формы. Моноблочная рама имеет переднюю и заднюю стороны, верхний бортик и металлический элемент усиления рамы. Верхний бортик имеет гнездо, проходящее в продольном направлении верхнего бортика, во внутреннее пространство которого вставлена металлическая поперечина. Металлическая поперечина удерживается в гнезде первыми и вторыми крепежными элементами. Первые крепежные элементы соединяют металлическую поперечину, раму и конструкцию кузова. Вторые крепежные элементы соединяют металлическую поперечину с рамой. Рама выполнена с возможностью зажатия в виде сэндвича между металлической поперечиной и конструкцией кузова в точках вертикального крепления посредством первых крепежных элементов. Транспортное средство содержит упомянутую конструкцию передней технической стороны. Достигается повышение прочности конструкции передней стороны транспортного средства. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к конструкции передней технической стороны автотранспортного средства, выполненной из пластического материала.
В данной области «передней технической стороной» (ПТС) называют конструкцию, которая находится спереди моторного блока и предназначена для крепления на ней различных устройств, в основном радиатора моторного блока. ПТС может иметь самые разные формы и, как правило, представляет собой раму в виде по существу прямоугольной конструкции, выполненную с возможностью крепления на конструкции кузова транспортного средства. ПТС включает в себя «отсек охлаждения». Этим термином обозначают совокупность элементов, необходимых для охлаждения двигателя, иногда скомпонованных в виде слоев или частично расположенных друг над другом. Классически отсек охлаждения состоит из водяного радиатора охлаждения двигателя, возможно, из теплообменника воздух-воздух (Воздушный охладитель наддува - RAS). Кроме того, ПТС включает в себя многие другие функции, такие как крепление упоров капота, крепление замка капота или опора для установки замка капота и т.д.
В связи с этим передняя техническая сторона должна содержать локальные усиления, предназначенные для обеспечения ее хорошей механической прочности в областях, наиболее подверженных действиям напряжений.
Традиционно используемыми усилениями являются металлические вставки, которые могут быть выполнены посредством дополнительного литья во время изготовления передней технической стороны из пластического материала. Для обеспечения жесткости необходимо соединить между собой металлические усилительные вставки. Это крепление можно выполнять до выполнения литьем вставок или после него при помощи любого соответствующего средства. Однако такой вариант выполнения, предназначенный для обеспечения жесткости передней технической стороны из пластического материала, предполагает применение сложных технологий сборки и, в частности, гибридного литья под давлением металл-пластик (литье под давлением термопластического материала с металлической вставкой в пресс-форме), что требует особой квалификации и повышает стоимость сборки.
Таким образом, задачей изобретения является обеспечение жесткости и механической прочности конструкции передней технической стороны из пластического материала при помощи простого и недорогого способа.
В связи с этим, объектом изобретения является конструкция передней технической стороны автотранспортного средства, содержащая моноблочную раму из пластического материала по существу прямоугольной формы, имеющую точки крепления, предназначенные для крепления на конструкции кузова указанного транспортного средства, при этом указанная рама имеет переднюю сторону, заднюю сторону и верхний бортик, а также металлический элемент усиления рамы, при этом, согласно изобретению, верхний бортик имеет гнездо, выполненное в продольном направлении верхнего бортика, во внутреннее пространство которого вставлена металлическая поперечина, образующая металлический элемент усиления, при этом металлическая поперечина удерживается в заданном положении в гнезде, с одной стороны, первыми крепежными элементами, расположенными на каждом конце металлической поперечины и выполненными с возможностью механически соединять между собой металлическую поперечину, раму и конструкцию кузова, когда рама соединена с конструкцией кузова, и, с другой стороны, вторыми крепежными элементами, расположенными вдоль участка металлической поперечины, проходящего между каждым из ее концов, и выполненными с возможностью механически соединять металлическую поперечину с рамой.
Согласно другим предпочтительным отличительным признакам конструкции передней технической стороны в соответствии с изобретением, рассматриваемым отдельно или в комбинации:
- на каждом из своих концов гнездо содержит крепежное отверстие для прохождения первых крепежных элементов, расположенных вдоль оси, по существу параллельной плоскости передней и задней сторон;
- между своими концами гнездо содержит множество крепежных отверстий для прохождения вторых крепежных элементов, расположенных вдоль оси, по существу перпендикулярной к плоскости передней и задней сторон;
- крепежные отверстия, выполненные на концах гнезда, образуют точки вертикального крепления рамы на конструкции кузова, при этом рама выполнена с возможностью зажатия в виде сэндвича между металлической поперечиной и конструкцией кузова в указанных точках вертикального крепления под действием первых крепежных элементов;
- первые крепежные элементы содержат винт для каждого конца металлической поперечины;
- вторые крепежные элементы содержат четыре винта, распределенные по длине металлической поперечины между ее концами;
- гнездо выполнено в виде единой детали с верхним бортиком;
- металлическая поперечина состоит из двух наложенных друг на друга и сваренных между собой стальных листов, выполненных таким образом, чтобы иметь форму, соответствующую форме гнезда, внутри которого устанавливают металлическую поперечину.
Объектом изобретения является также транспортное средство, оснащенное заявленной конструкцией передней технической стороны.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показана конструкция передней технической стороны согласно варианту осуществления изобретения, вид в перспективе спереди и сверху;
на фиг. 2 показана конструкция, изображенная на фиг. 1, вид в перспективе сзади;
на фиг. 3 показана конструкция, изображенная на фиг. 1, без металлического элемента усиления, вид в перспективе сзади и сверху;
на фиг. 4 показана передняя конструкция кузова транспортного средства, на которой крепят заявленную конструкцию передней технической стороны, вид в перспективе;
на фиг. 5 показана конструкция, изображенная на фиг. 2, вид с пространственным разделением деталей;
на фиг. 6а и 6b детально показаны зоны соединения металлической поперечины с верхним гнездом передней технической стороны из пластика, виды в поперечном разрезе.
На чертежах одинаковые элементы имеют одинаковые обозначения.
В настоящем описании термины «передний», «задний», «верхний», «нижний» следует рассматривать относительно переднего и заднего направлений транспортного средства, когда соединение смонтировано на транспортном средстве. Оси Х, Y, Z соответствуют продольной (спереди назад), поперечной и вертикальной осям транспортного средства.
Под по существу горизонтальным, продольным или вертикальным направлением следует понимать направление/плоскость, образующие угол не более ±20° и даже не более 10° или не более 5° с горизонтальным, продольным или вертикальным направлением/плоскостью.
Под по существу параллельным, перпендикулярным направлением или направлением под прямым углом следует понимать направление/угол, отстоящие не более чем на ±20° и даже не более чем на 10° или не более чем на 5° от параллельного, перпендикулярного направления или направления под прямым углом.
На фиг. 1-3 под разными углами зрения показана конструкция 1 передней технической стороны автотранспортного средства. Эта конструкция в данном случае имеет вид моноблочной рамы 1, выполненной из пластического материала, имеющей в основном по существу прямоугольную форму, содержащей переднюю сторону 2, заднюю сторону 2 и верхний бортик 4, выступающий в заднем направлении по существу перпендикулярно к передней и задней сторонам конструкции передней технической стороны. Кроме того, рама 1 содержит точки крепления, предназначенные для крепления на кузове транспортного средства, и, в частности, точки 5, 6, 7 крепления, расположенные вдоль каждого из боковых краев, для крепления конструкции передней технической стороны транспортного средства соответственно вдоль продольной, поперечной и вертикальной осей. На фиг. 5 показана часть конструкции 10 кузова автотранспортного средства, где необходимо установить конструкцию передней технической стороны. Эта конструкция кузова в основном содержит фартук 11, расположенный в поперечном направлении вдоль оси Y и отделяющий отсек салона 12 от моторного отсека 13, при этом фартук содержит вертикальную стенку, спереди которой расположены продольные лонжероны 14, 15, проходящие с двух сторон от моторного отсека 13. По существу спереди этих лонжеронов 14, 15 расположены крепежные устройства 16, на которых в вертикальном направлении выполнены крепежные уголки 161, 162, 163 для крепления соответствующих точек 5, 6, 7 крепления конструкции передней технической стороны на конструкции 10 кузова вдоль продольной, поперечной и вертикальной осей. В частности, нижняя часть рамы 1 конструкции передней технической стороны предусмотрена для соединения с крепежным устройством 16 продольных лонжеронов при помощи точек 5 крепления, выполненных в нижней части рамы и обеспечивающих крепление вдоль продольной оси на крепежном уголке 161. Кроме того, верхняя часть рамы 1 конструкции передней технической стороны предусмотрена для соединения с крепежным устройством 16 продольных лонжеронов при помощи точек 7 крепления, выполненных в верхней части рамы и обеспечивающих крепление вдоль вертикальной оси на крепежном уголке 163. Наконец, промежуточная часть рамы конструкции 1 передней технической стороны, расположенная между нижней и верхней частями рамы, предусмотрена для соединения с крепежным устройством 16 продольных лонжеронов при помощи точек 6 крепления, выполненных в промежуточной части рамы и обеспечивающих крепление вдоль поперечной оси на крепежном уголке 162.
Согласно изобретению, как более наглядно показано на фиг. 3, верхний бортик 4 рамы 1 конструкции передней технической стороны содержит гнездо 41, проходящее по всей длине верхнего бортика, то есть в направлении оси Y на фигурах. Так, гнездо 41 ограничено двумя продольными стенками 41а, 41b, соответственно передней стенкой и задней стенкой, выполненными по существу перпендикулярно от по существу горизонтальной стенки 41с дна верхнего бортика 4. Таким образом, гнездо 41 имеет вогнутое открытое поперечное сечение и ориентировано таким образом, что образованная им вогнутость направлена в вертикальном направлении вдоль оси Z. Гнездо 41 дополнительно содержит резьбовые отверстия 42, выполненные в передней стенке 41а гнезда 41 и проходящие по существу перпендикулярно к плоскости передней и задней сторон, то есть по существу перпендикулярно к передней стенке 41а гнезда 41 (иначе говоря, в направлении оси Х на фигурах), для прохождения крепежных элементов 82, которые подробно будут описаны ниже. Согласно представленному примеру осуществления, предусмотрены, например, четыре резьбовые отверстия 42, распределенные между концами стенки 41а гнезда 41.
На уровне каждого из своих концов гнездо 41 содержит также крепежное отверстие 43, выполненное в стенке 41с дна гнезда 41 и проходящее по существу параллельно плоскости передней и задней сторон, то есть перпендикулярно к стенке 41с дна (иначе говоря, в направлении оси Z на фигурах), для прохождения крепежных элементов 83, которые подробно будут описаны ниже. Эти отверстия 43, выполненные на каждом конце стенки дна гнезда 41, предпочтительно совпадают с точками 7 вертикального крепления, предусмотренными в верхней части рамы 1 и обеспечивающими вертикальное крепление рамы 1 конструкции передней технической стороны на крепежном уголке 163, выполненном на продольных лонжеронах транспортного средства.
Как показано на фиг. 5, заявленная конструкция передней технической стороны из пластического материала включает в себя усилительный элемент 8, образованный металлической поперечиной 81, предназначенной для установки внутри гнезда 41, чтобы обеспечивать жесткость конструкции из пластического материала. Металлическая поперечина 81 может быть выполнена, например, из стали, в частности, из нержавеющей стали или из любого другого металлического материала, имеющего необходимую жесткость. Для обеспечения необходимой жесткости металлическая поперечина 81 состоит, например, из двух стальных листов, наложенных друг на друга и сваренных между собой, при этом весь узел выполняют таким образом, чтобы его форма соответствовала форме гнезда 41, внутри которого необходимо вставить поперечину. Согласно представленному варианту осуществления, металлическая поперечина 81 предназначена для введения в гнездо 41 движением, параллельным передней 2 и задней 3 сторонам конструкции 1 передней технической стороны, то есть в данном случае вертикальным движением.
Согласно изобретению, эту металлическую поперечину 81 крепят путем завинчивания в гнезде 41, выполненном на верхнем бортике 4 рамы 1 конструкции передней технической стороны. Предпочтительно это позволяет отказаться от дорогой технологии гибридного литья под давлением металл-пластик для изготовления. Однако, чтобы не увеличивать время сборки металлической поперечины и рамы конструкции передней технической стороны, число креплений необходимо свести к минимуму, позволяющему обеспечить хорошее механическое соединение этих двух компонентов и соблюдать технические требования с точки зрения механической прочности конструкции передней технической стороны.
Согласно представленному варианту осуществления, металлическую поперечину 81 удерживают в положении в гнезде 41, с одной стороны, при помощи винтов 83, находящихся на каждом из концов металлической поперечины 81, предпочтительно по одному винту 83 на каждый конец, и, с другой стороны, при помощи винтов 82, расположенных вдоль участка металлической поперечины 81, проходящего между ее концами, предпочтительно, четырех винтов 82, распределенных по длине поперечины.
Как более наглядно показано на фиг. 6а, винты 83 вставляют через отверстия 43 гнезда 41 в вертикальном направлении. Кроме того, каждый винт 83, который проходит вертикально (вертикальное завинчивание вдоль оси Z), выполнен с возможностью механически соединять между собой, с одной стороны, металлическую поперечину 81, вставленную в гнездо 41, с другой стороны, раму 1 конструкции передней технической стороны, а также кузов транспортного средства, когда раму 1 устанавливают на кузове на уровне ее точек 7 крепления, взаимодействующих с верхним крепежным уголком 163, находящимся на продольных лонжеронах кузова. Таким образом, крепежный уголок 163 содержит отверстие 163а, соответствующее отверстию 43 стенки 41с дна гнезда 41, когда раму 1 устанавливают на кузове, что обеспечивает прохождение крепежного винта 83, механически соединяющего металлическую поперечину 81, раму 1 и кузов на уровне крепежного уголка 163. Согласно этому варианту, когда металлическую поперечину 81 устанавливают путем завинчивания в гнездо 41 при помощи винтов 83, находящихся на каждом из ее концов, рама 1 конструкции передней технической стороны оказывается зажатой в виде сэндвича, в частности, стенка 41с дна 41 оказывается зажатой между металлической поперечиной 81 и кузовом транспортного средства на уровне верхнего крепежного уголка 163.
Как показано на фиг. 6b, винты 82 вставляют через крепежные отверстия 42 продольной стенки 41а гнезда 41 в горизонтальном направлении. Кроме того, каждый винт 82, расположенный горизонтально (горизонтальное завинчивание вдоль оси Х), предусмотрен для механического соединения металлической поперечины 81, вставленной в гнездо 41, и рамы 1 конструкции передней технической стороны на уровне стенки 41а гнезда 41, выполненного на уровне верхнего бортика рамы 1.
Таким образом, введение металлической поперечины 81, установленной путем завинчивания в гнезде 41, предусмотренном в верхнем бортике рамы 1 конструкции передней технической стороны из пластического материала, позволяет очень просто усилить конструкцию передней технической стороны, обеспечивая необходимую жесткость, без применения сложной технологии гибридного литья под давлением металл-пластик.
1. Конструкция передней технической стороны автотранспортного средства, содержащая моноблочную раму (1) из пластического материала по существу прямоугольной формы, имеющей точки (5, 6, 7) крепления, предназначенные для крепления на конструкции (10) кузова указанного транспортного средства, при этом указанная рама (1) имеет переднюю сторону (2), заднюю сторону (3), верхний бортик (4) и металлический элемент (8) усиления рамы, отличающаяся тем, что верхний бортик (4) имеет гнездо (41), проходящее в продольном направлении верхнего бортика (4), во внутреннее пространство которого вставлена металлическая поперечина (81), образующая металлический элемент усиления, при этом металлическая поперечина (81) удерживается в заданном положении в гнезде (41), с одной стороны, первыми крепежными элементами (83), расположенными на каждом конце металлической поперечины и выполненными с возможностью механически соединять между собой металлическую поперечину, раму и конструкцию кузова, когда рама соединена с конструкцией кузова, и, с другой стороны, вторыми крепежными элементами (82), расположенными вдоль участка металлической поперечины, проходящего между каждым из ее концов, и выполненными с возможностью механически соединять металлическую поперечину с рамой, при этом на каждом из своих концов гнездо (41) содержит крепежное отверстие (43) для прохождения первых крепежных элементов (83), расположенных вдоль оси, по существу параллельной плоскости передней и задней сторон, причем крепежные отверстия (43), выполненные на концах гнезда (41), образуют точки (7) вертикального крепления рамы на конструкции (10) кузова, при этом рама выполнена с возможностью зажатия в виде сэндвича между металлической поперечиной (81) и конструкцией (10) кузова в указанных точках (7) вертикального крепления под действием первых крепежных элементов (83).
2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что между своими концами гнездо содержит множество крепежных отверстий (42) для прохождения вторых крепежных элементов (82), расположенных вдоль оси, по существу перпендикулярной к плоскости передней и задней сторон.
3. Конструкция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что первые крепежные элементы (83) содержат винт для каждого конца металлической поперечины.
4. Конструкция по любому из пп.1–3, отличающаяся тем, что вторые крепежные элементы (82) содержат четыре винта, распределенные по длине металлической поперечины (81) между ее концами.
5. Конструкция по любому из пп.1–4, отличающаяся тем, что гнездо выполнено в виде единой детали с верхним бортиком.
6. Конструкция по любому из пп.1–5, отличающаяся тем, что металлическая поперечина (81) состоит из двух наложенных друг на друга и сваренных между собой стальных листов, выполненных так, чтобы образовать форму, ответную форме гнезда (41), во внутреннее пространство которого вставлена металлическая поперечина.
7. Транспортное средство, содержащее конструкцию передней технической стороны по любому из пп.1–6.
