一種安全型汽車車門的製作方法

2023-10-18 15:41:59

本發明屬於汽車安全技術領域，特別是涉及一種安全型汽車車門。

背景技術：

在汽車碰撞事故中，側面碰撞事故的發生率佔比很高，由於車門內部沒有足夠大的緩衝空間，因此採取防護措施相對困難，同時導致側面碰撞事故中的傷亡人數也比較多。

目前，所採取的主要防護措施是在車門內加裝防撞梁，用以提高車門的防撞性能，而目前的一些車門防撞梁存在側面碰撞峰值力高以及防護範圍較小的缺陷。

再有，通常情況下，車門內的車窗玻璃升降機構會設置防夾功能，即在車窗玻璃上升過程中，一旦有異物阻擋了車窗玻璃的上升，或是受到較大的垂直向外力時(即平行於車窗玻璃升降方向的外力)，車窗玻璃會立即停止上升，並有一定程度下降，甚至下降到最底部。這就導致一旦遇到危險情況，需要緊急關閉車窗時，而此時的防夾功能卻被迫啟動，車窗玻璃不但無法緊急關閉，反而會下降甚至全開，這就導致了安全隱患的出現。

另外，在極其特殊的危險情況下，例如汽車墜入水中時，需要緊急打開車窗進行逃生，而目前並沒有很好的措施能夠在車內快速打開車窗玻璃，導致延誤逃生時間，並造成生命和財產損失。

技術實現要素：

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種安全型汽車車門，具有防護範圍大、緩衝性能好及防撞性能優良的特點，可以有效防止車窗玻璃的陡然下降，並可在緊急情況下快速在車內開啟車窗玻璃，有效避免延誤逃生時間。

為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：一種安全型汽車車門，包括車門外板、車門內板、車窗玻璃及窗框加強橫梁，其特點是：還包括防撞梁總成組件及車窗玻璃安全升降組件；所述車窗玻璃通過車窗玻璃安全升降組件設置在車門內板上，且車窗玻璃安全升降組件位於車門內板與防撞梁總成組件之間；所述窗框加強橫梁和防撞梁總成組件均設置在車門內板上，在所述車門外板的內側加裝有碳纖維-泡沫鋁-碳纖維複合夾心板，且碳纖維-泡沫鋁-碳纖維複合夾心板位於車門外板與防撞梁總成組件之間。

所述防撞梁總成組件包括主防撞梁、第一副防撞梁及第二副防撞梁，所述主防撞梁傾斜設置，主防撞梁兩端與車門內板以搭接方式焊接固連；所述第一副防撞梁位於主防撞梁下方，第一副防撞梁上端與主防撞梁以搭接方式焊接固連，第一副防撞梁下端與車門內板以搭接方式焊接固連；所述第二副防撞梁位於主防撞梁上方，第二副防撞梁左端與主防撞梁以搭接方式焊接固連，第二副防撞梁右端與車門內板以搭接方式焊接固連。

在所述主防撞梁上表面設置有端蓋，在端蓋與主防撞梁之間設置有泡沫鋁緩衝層；在所述端蓋寬度方向上的邊沿處設置有若干弧形缺口，端蓋的邊沿與主防撞梁搭接焊接在一起，並在弧形缺口處形成弧形焊縫；在所述端蓋的長度方向上，端蓋的兩端與主防撞梁鉚接固連。

所述主防撞梁採用高強度鋼製成，所述第一副防撞梁、第二副防撞梁及端蓋均採用鋁合金製成；所述主防撞梁的斷面形狀為雙「幾」字形，並在雙「幾」字形中間構成泡沫鋁緩衝層的定位卡槽，在主防撞梁的寬度方向上，主防撞梁的兩側邊沿上分別設置有呈「幾」字形的轉接翼片，所述第一副防撞梁、第二副防撞梁均通過轉接翼片與主防撞梁以搭接方式焊接固連；所述泡沫鋁緩衝層下表面設有卡塊，泡沫鋁緩衝層通過卡塊與主防撞梁上的定位卡槽相配合；在所述泡沫鋁緩衝層上表面設有定位凹槽，在所述端蓋上表面設有下凹凸臺，端蓋通過下凹凸臺與泡沫鋁緩衝層上的定位凹槽相配合；在所述第一副防撞梁及第二副防撞梁上均設置有「回」字形的衝壓凹槽。

所述車窗玻璃安全升降組件包括車窗玻璃託架、主動臂、從動臂、弧形齒條、螺杆、驅動電機、伸縮式調整臂、車窗玻璃防陡降機構及車窗玻璃緊急開啟機構；所述車窗玻璃安裝在車窗玻璃託架上，所述主動臂與從動臂組成交叉臂式結構，所述車窗玻璃託架內設有滑道，主動臂和從動臂上端安裝有導向滑輪，主動臂和從動臂上端通過導向滑輪連接在車窗玻璃託架的滑道內；所述主動臂下端固連在弧形齒條背部，弧形齒條與螺杆相嚙合，驅動電機通過螺杆給弧形齒條提供驅動力；所述伸縮式調整臂其中一端鉸接在弧形齒條背部，所述從動臂下端與伸縮式調整臂另一端相鉸接；所述車窗玻璃防陡降機構與弧形齒條配裝使用，所述車窗玻璃緊急開啟機構與車窗玻璃託架及伸縮式調整臂配裝使用。

所述車窗玻璃防陡降機構包括卡鉗、雙頭電動捲筒、鋼絲繩、壓力傳感器、控制器及車窗玻璃升降控制開關；所述卡鉗的鉗頭與弧形齒條的外齒相配合，卡鉗的鉗腮固連在車門內板上；在所述卡鉗的兩個鉗頭之間連接有復位彈簧；所述鋼絲繩為兩條，第一條鋼絲繩的其中一端固連在卡鉗的一個鉗頭上，第一條鋼絲繩的另一端固連在雙頭電動捲筒的一側捲筒上，第二條鋼絲繩的其中一端固連在卡鉗的另一個鉗頭上，第二條鋼絲繩的另一端固連在雙頭電動捲筒的另一側捲筒上；所述雙頭電動捲筒固裝在車門內板上，雙頭電動捲筒的控制端與控制器相連；所述壓力傳感器安裝在車窗玻璃底部與車窗玻璃託架之間，壓力傳感器的信號輸出端與控制器相連，所述車窗玻璃升降控制開關與控制器相連。

所述車窗玻璃緊急開啟機構包括空心銷軸、鋼珠、推力彈簧、推力彈簧護套、緊急衝擊杆、緊急衝擊杆導向套及拉力彈簧；所述空心銷軸作為從動臂與伸縮式調整臂、伸縮式調整臂與弧形齒條在鉸接點處的鉸接軸；所述從動臂與伸縮式調整臂鉸接處的空心銷軸固連在從動臂上，伸縮式調整臂通過端部鉸孔套裝在空心銷軸上；所述弧形齒條與伸縮式調整臂鉸接處的空心銷軸固連在弧形齒條上，伸縮式調整臂通過端部鉸孔套裝在空心銷軸上；在所述空心銷軸的側壁上對稱開設有兩個鋼珠定位孔，鋼珠定位孔的尺寸小於鋼珠的直徑，兩個鋼珠通過推力彈簧頂壓在兩個鋼珠定位孔中，且鋼珠部分表面通過鋼珠定位孔突出空心銷軸的外表面；所述推力彈簧護套位於推力彈簧外側，在推力彈簧護套表面開設有鋼珠通過孔，用於鋼珠的安裝；所述伸縮式調整臂的通過端部鉸孔套裝在鋼珠突出點內側空心銷軸上；所述緊急衝擊杆導向套套裝在緊急衝擊杆上，緊急衝擊杆內端固連在伸縮式調整臂的中部，緊急衝擊杆導向套固裝在車門內板上，緊急衝擊杆外端設置有頂帽，頂帽位於車內；在所述緊急衝擊杆導向套與緊急衝擊杆之間加裝有保險銷；所述拉力彈簧上端固連在車窗玻璃託架上，拉力彈簧下端固連在車門內板底部。

本發明的有益效果：

本發明的安全型汽車車門，具有防護範圍大、緩衝性能好及防撞性能優良的特點，可以有效防止車窗玻璃的陡然下降，並可在緊急情況下快速在車內開啟車窗玻璃，有效避免延誤逃生時間。

附圖說明

圖1為本發明的一種安全型汽車車門結構示意圖；

圖2為本發明的車門外板的內側視圖；

圖3為本發明的防撞梁總成組件的爆炸視圖；

圖4為本發明的車窗玻璃安全升降組件(車窗玻璃防陡降機構未示出)的結構示意圖；

圖5為圖4中a-a剖視圖；

圖6為圖5中i部放大圖；

圖7為本發明的車窗玻璃安全升降組件中的車窗玻璃防陡降機構的結構示意圖；

圖中，1—車門外板，2—車門內板，3—車窗玻璃，4—窗框加強橫梁，5—碳纖維-泡沫鋁-碳纖維複合夾心板，6—主防撞梁，7—第一副防撞梁，8—第二副防撞梁，9—端蓋，10—泡沫鋁緩衝層，11—弧形缺口，12—轉接翼片，13—車窗玻璃託架，14—主動臂，15—從動臂，16—弧形齒條，17—螺杆，18—伸縮式調整臂，19—卡鉗，20—雙頭電動捲筒，21—鋼絲繩，22—壓力傳感器，23—控制器，24—車窗玻璃升降控制開關，25—空心銷軸，26—鋼珠，27—推力彈簧，28—推力彈簧護套，29—緊急衝擊杆，30—緊急衝擊杆導向套，31—拉力彈簧，32—保險銷，33—復位彈簧。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。

如圖1～7所示，一種安全型汽車車門，包括車門外板1、車門內板2、車窗玻璃3、窗框加強橫梁4、防撞梁總成組件及車窗玻璃安全升降組件；所述車窗玻璃3通過車窗玻璃安全升降組件設置在車門內板上，且車窗玻璃安全升降組件位於車門內板2與防撞梁總成組件之間；所述窗框加強橫梁4和防撞梁總成組件均設置在車門內板2上，在所述車門外板1的內側加裝有碳纖維-泡沫鋁-碳纖維複合夾心板5，且碳纖維-泡沫鋁-碳纖維複合夾心板5位於車門外板1與防撞梁總成組件之間。

本實施例中，碳纖維-泡沫鋁-碳纖維複合夾心板5採用三層結構，中間層為泡沫鋁，表面層為碳纖維，碳纖維-泡沫鋁-碳纖維複合夾心板5通過螺栓固定在車門外板1上。在車門發生輕微碰撞時，碳纖維-泡沫鋁-碳纖維複合夾心板5能夠產生一定的吸能和防撞能力，而且在常規使用車輛的過程中，還能起到一定的隔振和降噪作用。

所述防撞梁總成組件包括主防撞梁6、第一副防撞梁7及第二副防撞梁8，所述主防撞梁6傾斜設置，主防撞梁6兩端與車門內板2以搭接方式焊接固連；所述第一副防撞梁7位於主防撞梁6下方，第一副防撞梁7上端與主防撞梁6以搭接方式焊接固連，第一副防撞梁7下端與車門內板2以搭接方式焊接固連；所述第二副防撞梁8位於主防撞梁6上方，第二副防撞梁8左端與主防撞梁6以搭接方式焊接固連，第二副防撞梁8右端與車門內板2以搭接方式焊接固連。

在所述主防撞梁6上表面設置有端蓋9，在端蓋9與主防撞梁6之間設置有泡沫鋁緩衝層10；在所述端蓋9寬度方向上的邊沿處設置有若干弧形缺口11，端蓋9的邊沿與主防撞梁6搭接焊接在一起，並在弧形缺口11處形成弧形焊縫；在所述端蓋9的長度方向上，端蓋9的兩端與主防撞梁6鉚接固連。由於在弧形缺口11處形成了弧形焊縫，當車門發生碰撞時，可以有效避免端蓋9出現尖銳的斷裂面，提高碰撞發生時的安全性。

所述主防撞梁6採用高強度鋼製成，所述第一副防撞梁7、第二副防撞梁8及端蓋9均採用鋁合金製成；所述主防撞梁6的斷面形狀為雙「幾」字形，並在雙「幾」字形中間構成泡沫鋁緩衝層10的定位卡槽，在主防撞梁6的寬度方向上，主防撞梁6的兩側邊沿上分別設置有呈「幾」字形的轉接翼片12，所述第一副防撞梁7、第二副防撞梁8均通過轉接翼片12與主防撞梁6以搭接方式焊接固連；所述泡沫鋁緩衝層10下表面設有卡塊，泡沫鋁緩衝層10通過卡塊與主防撞梁6上的定位卡槽相配合；在所述泡沫鋁緩衝層10上表面設有定位凹槽，在所述端蓋9上表面設有下凹凸臺，端蓋9通過下凹凸臺與泡沫鋁緩衝層10上的定位凹槽相配合；在所述第一副防撞梁7及第二副防撞梁8上均設置有「回」字形的衝壓凹槽。通過在第一副防撞梁7及第二副防撞梁8上增加「回」字形的衝壓凹槽，可以進一步提高第一副防撞梁7及第二副防撞梁8的強度。

所述車窗玻璃安全升降組件包括車窗玻璃託架13、主動臂14、從動臂15、弧形齒條16、螺杆17、驅動電機、伸縮式調整臂18、車窗玻璃防陡降機構及車窗玻璃緊急開啟機構；所述車窗玻璃3安裝在車窗玻璃託架13上，所述主動臂14與從動臂15組成交叉臂式結構，所述車窗玻璃託架13內設有滑道，主動臂14和從動臂15上端安裝有導向滑輪，主動臂14和從動臂15上端通過導向滑輪連接在車窗玻璃託架13的滑道內；所述主動臂14下端固連在弧形齒條16背部，弧形齒條16與螺杆17相嚙合，驅動電機通過螺杆17給弧形齒條16提供驅動力；所述伸縮式調整臂18其中一端鉸接在弧形齒條16背部，所述從動臂15下端與伸縮式調整臂18另一端相鉸接；所述車窗玻璃防陡降機構與弧形齒條16配裝使用，所述車窗玻璃緊急開啟機構與車窗玻璃託架13及伸縮式調整臂18配裝使用。

所述車窗玻璃防陡降機構包括卡鉗19、雙頭電動捲筒20、鋼絲繩21、壓力傳感器22、控制器23及車窗玻璃升降控制開關24；所述卡鉗19的鉗頭與弧形齒條16的外齒相配合，卡鉗19的鉗腮固連在車門內板2上；在所述卡鉗19的兩個鉗頭之間連接有復位彈簧33；所述鋼絲繩21為兩條，第一條鋼絲繩21的其中一端固連在卡鉗19的一個鉗頭上，第一條鋼絲繩21的另一端固連在雙頭電動捲筒20的一側捲筒上，第二條鋼絲繩21的其中一端固連在卡鉗19的另一個鉗頭上，第二條鋼絲繩21的另一端固連在雙頭電動捲筒20的另一側捲筒上；所述雙頭電動捲筒20固裝在車門內板2上，雙頭電動捲筒20的控制端與控制器23相連；所述壓力傳感器22安裝在車窗玻璃3底部與車窗玻璃託架13之間，壓力傳感器22的信號輸出端與控制器23相連，所述車窗玻璃升降控制開關24與控制器23相連。

所述車窗玻璃緊急開啟機構包括空心銷軸25、鋼珠26、推力彈簧27、推力彈簧護套28、緊急衝擊杆29、緊急衝擊杆導向套30及拉力彈簧31；所述空心銷軸25作為從動臂15與伸縮式調整臂18、伸縮式調整臂18與弧形齒條16在鉸接點處的鉸接軸；所述從動臂15與伸縮式調整臂18鉸接處的空心銷軸25固連在從動臂15上，伸縮式調整臂18通過端部鉸孔套裝在空心銷軸25上；所述弧形齒條16與伸縮式調整臂18鉸接處的空心銷軸25固連在弧形齒條16上，伸縮式調整臂18通過端部鉸孔套裝在空心銷軸25上；在所述空心銷軸25的側壁上對稱開設有兩個鋼珠定位孔，鋼珠定位孔的尺寸小於鋼珠26的直徑，兩個鋼珠26通過推力彈簧27頂壓在兩個鋼珠定位孔中，且鋼珠26部分表面通過鋼珠定位孔突出空心銷軸25的外表面；所述推力彈簧護套28位於推力彈簧27外側，在推力彈簧護套28表面開設有鋼珠通過孔，用於鋼珠26的安裝；所述伸縮式調整臂18的通過端部鉸孔套裝在鋼珠26突出點內側空心銷軸25上；所述緊急衝擊杆導向套30套裝在緊急衝擊杆29上，緊急衝擊杆29內端固連在伸縮式調整臂18的中部，緊急衝擊杆導向套30固裝在車門內板2上，緊急衝擊杆29外端設置有頂帽，頂帽位於車內；在所述緊急衝擊杆導向套30與緊急衝擊杆29之間加裝有保險銷32；所述拉力彈簧31上端固連在車窗玻璃託架13上，拉力彈簧31下端固連在車門內板2底部。

下面結合附圖說明本發明的一次使用過程：

當車窗玻璃3需要正常進行升降操作時，只需控制車窗玻璃升降控制開關24即可。當車窗玻璃升降控制開關24正常開啟時，驅動電機通過螺杆17給弧形齒條16提供驅動力，並帶動弧形齒條16移動，進而帶動呈交叉臂式結構的主動臂14和從動臂15動作，最終實現車窗玻璃3的升降；並且在車窗玻璃升降控制開關24正常開啟的同時，雙頭電動捲筒20將執行收繩動作，並向後拉動鋼絲繩21，進而使卡鉗19的鉗頭與弧形齒條16的外齒處於脫離狀態。

當車窗玻璃3升降到所需位置時，車窗玻璃升降控制開關24正常關閉，驅動電機停止工作，同時雙頭電動捲筒20將執行放繩動作，在復位彈簧33的作用下，卡鉗19的鉗頭復位，並重新卡在弧形齒條16的外齒上，此時車窗玻璃3的位置被固定住。

如果車窗玻璃3在進行正常的升降操作時，壓力傳感器22檢測到的壓力值超過了設定值時(例如車窗玻璃3在上升過程中有異物阻擋其上升，或是車窗玻璃3受到較大的垂直向外力時)，為了避免車窗玻璃3的發生陡然下降，壓力傳感器22會快速將檢測到的異常壓力值數據傳輸到控制器23，而控制器23將立即切斷車窗玻璃升降控制開關24的控制信號，車窗玻璃3將自動下降1-2秒(可根據實際車型具體設定)，然後雙頭電動捲筒20立即執行放繩動作，使卡鉗19的鉗頭重新卡在弧形齒條16的外齒上，從而將車窗玻璃3的位置進行緊急固定，最終避免了車窗玻璃3陡降情況的發生。

如果需要緊急打開車窗並進行逃生的極特殊情況發生時，車內人員首先將緊急衝擊杆導向套30與緊急衝擊杆29之間的保險銷32拉下，然後用力拍擊緊急衝擊杆29，此時緊急衝擊杆29產生的衝擊力將快速傳遞給伸縮式調整臂18，使伸縮式調整臂18沿著空心銷軸25向外高速移動，原本突出的鋼珠26在伸縮式調整臂18高速衝擊下，將被迫壓擠壓回空心銷軸25內，而推力彈簧27也將被壓縮，鋼珠26因無力再對伸縮式調整臂18進行阻擋，只能任由伸縮式調整臂18脫離空心銷軸25而掉落。在伸縮式調整臂18脫離空心銷軸25以後，從動臂15也變為了自由狀態，原本穩定的交叉臂式結構被破壞，而車窗玻璃託架13也將立即失去支撐力，而此時的拉力彈簧31由於失去了制約將進行快速收縮，並且在拉力彈簧31收縮的同時，車窗玻璃託架13也將被快速下拉至最低處，從而實現了車窗玻璃3在緊急狀態下的快速開啟，為車內人員節約了寶貴的逃生時間。

實施例中的方案並非用以限制本發明的專利保護範圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均包含於本案的專利範圍中。