帶有碰撞盒的汽車結構的製作方法

2023-12-06 13:45:41

帶有碰撞盒的汽車結構的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種汽車結構、尤其是轎車結構，所述汽車結構帶有橫梁(1)、至少一個縱梁(3；3′)以及至少一個支柱(4；4'；4″)，所述至少一個縱梁通過碰撞盒(2；2')與所述橫梁(1)相連接，所述至少一個支柱用於支承所述橫梁(1)的側面區域(1.1)，其中，所述支柱(4；4'；4″)與成型件(5；5'；5″；5″')相連接，所述成型件與所述碰撞盒(2；2')和/或所述縱梁(3；3')相連接。
【專利說明】帶有碰撞盒的汽車結構

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種汽車結構，所述汽車結構帶有橫梁、縱梁以及用於支承橫梁側面 區域的支柱，所述縱梁通過碰撞盒與橫梁相連接；本發明還涉及一種用於製造這種汽車結 構的方法以及帶有這種汽車結構的汽車、尤其是轎車。 技術背景
[0002] 由專利文獻DElO 2010 014 999A1中已知一種汽車保險槓結構，其帶有通過碰撞 盒連接在縱梁上的橫梁，所述橫梁的端部區域具有V形延長部，所述延長部這樣材料接合、 摩擦配合或形狀配合地連接在所述碰撞盒上，以便在發生正面碰撞的情況下解除所述連接 從而使碰撞盒的摺疊性能不受限制，但在發生側面碰撞的情況下則有利於提高側面碰撞剛 性。


【發明內容】

[0003] 本發明的一種實施方式所要解決的技術問題在於，提供一種帶有汽車結構的汽 車、尤其是轎車。
[0004] 所述技術問題通過一種汽車結構、尤其是轎車結構解決，所述汽車結構帶有橫梁、 至少一個縱梁以及至少一個支柱，所述縱梁通過碰撞盒與所述橫梁相連接，所述支柱用於 支承所述橫梁的側面區域，其中，所述支柱與成型件相連接，所述成型件與所述碰撞盒和/ 或所述縱梁相連接。本發明還保護一種用於製造相應的汽車結構的方法和一種帶有相應的 汽車結構的汽車。
[0005] 根據本發明的一個方面，一個或多個、尤其是兩個碰撞盒與橫梁、尤其是與沿車輛 縱向觀察的前保險槓橫梁或後保險槓橫梁可拆卸地、尤其摩擦配合和/或形狀配合地（優 選通過螺栓連接和/或插接）或者永久地、尤其摩擦配合、材料接合和/或形狀配合地（優 選通過插接和/或焊接、釺焊、粘接或鉚接）相連接。
[0006] 所述碰撞盒尤其在事先、同時或事後分別與縱梁可拆卸地、尤其摩擦配合和/或 形狀配合地（優選通過螺栓連接和/或插接）或者永久地、尤其摩擦配合、材料接合和/或 形狀配合地（優選通過插接和/或焊接、釺焊、粘接或鉚接）相連接。
[0007] 在一種實施方式中，尤其在發生中心正面碰撞時可以利用碰撞盒使撞擊能至少部 分通過變形做功減小，並且由此保護縱梁和/或駕乘人員。
[0008] 在一種實施方式中，橫梁具有一個或兩個側面區域，所述側面區域尤其可以沿車 輛橫向超過外部的碰撞盒向外伸出。
[0009] 尤其在發生所謂錯位或偏移的正面碰撞時，特別使所述側面區域受到撞擊。
[0010] 由此，在本發明的一種實施方式中，尤其一個或多個用於支承一個或多個側面區 域的支柱與各側面區域相連接。在一種實施方式中，至少一個支柱具有閉合的實心橫截面 或中空橫截面、尤其是圓形（環形）橫截面或類似橫截面。由此在一種實施方式中可以得 到有利的穩定性。 toon] 在一種實施方式中，所述支柱具有縱軸線，所述縱軸線在一種擴展設計中至少基 本上是直線。在一種實施方式中，所述縱軸線與碰撞盒（尤其是相鄰的碰撞盒）的縱軸線、 與縱梁（尤其相鄰的縱梁）的縱軸線和/或與車輛縱軸線形成最高45°、尤其最高40°、 優選最高35°的角。在另一種擴展設計中，所述支柱還具有一個或多個彼此折成角度的、直 線形或彎曲的區段。在此情況下，在一種實施方式中，所述支柱的（彎曲的和/或折角）的 縱軸線與碰撞盒（尤其是相鄰的碰撞盒）的縱軸線、與縱梁（尤其相鄰的縱梁）的縱軸線 和/或與車輛縱軸線也形成最高45°、尤其最高40°、優選最高35°的角。
[0012] 在一種實施方式中，通過這種角度或者通過大體平行於碰撞盒、縱梁和/或車輛 縱軸線的支柱，所述支柱可以有利地支承側面區域，尤其是有利地導出由偏移的正面碰撞 所致的載荷。
[0013] 根據本發明的一個方面，所述支柱與成型件相連接，所述成型件本身與碰撞盒和/ 或縱梁相連接。
[0014] 在一種實施方式中，通過所述成型件可以有利地改進對所述支柱的裝配。附加地 或可選地，還可以改進支柱與碰撞盒或者與縱梁的連接。進一步附加地或可選地，在一種實 施方式中，還有利地改進了在發生碰撞時所述支柱的變形和/或所述支柱與碰撞盒或與縱 梁的連接，尤其是提供了所期望的變形特性。為此，尤其可以對所述成型件的形狀、壁厚、材 料和/或連接部進行相應地預設。
[0015] 因此所述成型件可以具有支承凸緣，所述支承凸緣與支柱的縱向側面相連接。由 此可以形成連接部，所述連接部至少基本上平行於尤其在發生碰撞時在支柱中的力傳遞連 接（Kraftfluss)和/或從側面支承支柱。附加地或可選地，所述成型件的支承凸緣可以與 支柱的端面相連接。由此可以形成形狀配合的連接部，所述連接部至少基本上垂直於尤其 在發生碰撞時在支柱中的力傳遞連接。
[0016] 在一種實施方式中，所述成型件的支承凸緣可以相對於所述成型件的連接件折角 或者形成夾角，在一種擴展設計中至少為45°、優選至少為80°。由此，在一種實施方式中 可以有利地改進所述支柱上的連接部和/或提供所期望的變形特性。
[0017] 所述支柱可以與橫梁的側面區域相連接，並且在事先、同時或事後與碰撞盒和/ 或縱梁相連接。由此，在一種實施方式中可以改進裝配、尤其是預裝配和/或最終裝配。
[0018] 所述支柱與側面區域、碰撞盒和/或縱梁的連接可以在碰撞盒與橫梁和/或縱梁 相連接之前、在碰撞盒與橫梁和/或縱梁相連接的同時或者在碰撞盒與橫梁和/或縱梁相 連接之後進行或實施。由此，在一種實施方式中可以改進裝配、尤其是預裝配和/或最終裝 配。
[0019] 在一種實施方式中，所述成型件與支柱可拆卸地連接、尤其摩擦配合和/或形狀 配合地（優選通過螺栓連接或插接）相連接。附加地或可選地，在一種實施方式中，所述成 型件與碰撞盒和/或縱梁可拆卸地連接、尤其摩擦配合和/或形狀配合地（優選通過螺栓 連接或插接）相連接。同樣地，在一種實施方式中，所述成型件還可以與支柱、碰撞盒和/或 縱梁永久地連接、尤其摩擦配合、材料接合和/或形狀配合地（優選通過插接和/或焊接、 釺焊、粘接或鉚接）相連接。
[0020] 在一種實施方式中，通過可拆卸的連接可以改進裝配或拆卸。在一種實施方式中， 通過永久的連接可以改進連接的穩定性。通過將一方面成型件與支柱的可拆卸連接與另一 方面成型件與碰撞盒和/或縱梁的永久連接相結合，或者通過將一方面成型件與碰撞盒和 /或縱梁的可拆卸連接與另一方面成型件與支柱的永久連接相結合，可以共同發揮兩者的 優勢，和/或補償裝配公差。
[0021] 如前所述，與支柱相連接的成型件可以與碰撞盒相連接。附加地或可選地，所述成 型件還可以尤其直接或間接地與縱梁相連接。由此，在一種實施方式中可以改進支柱的力 導出和/或提供所期望的支柱、成型件、碰撞盒和/或縱梁的載荷特性和/或變形特性。
[0022] 因此在一種實施方式中，所述成型件可以具有邊緣凸緣，所述邊緣凸緣沿縱梁的 縱向形狀配合地支承在縱梁上、尤其是支承在縱梁的開放或閉合的端面、尤其是縱梁的錨 固板上，所述錨固板至少基本上垂直於縱梁的縱向延伸。附加地或可選地，所述成型件可以 具有尤其呈罐狀或者說單側敞開的插入區域，所述插入區域尤其形狀配合地推套在碰撞盒 上和/或插入縱梁中。為此，在一種擴展設計中，所述插入區域具有至少基本上與碰撞盒的 外輪廓互補的內輪廓和/或至少基本上與縱梁的內輪廓互補的外輪廓。
[0023] 在一種實施方式中，所述成型件被成形和/或變形、尤其被彎曲、優選被深衝和/ 或摺疊。由此尤其可以形成前述的連接凸緣和/或邊緣凸緣和/或插入區域。在一種實施 方式中，所述成型件由與縱梁和/或碰撞盒不同的材料製成、尤其由具有較低抗壓剛性和/ 或較低抗彎曲剛性的材料和/或由鋼和/或尤其是纖維增強的塑料製成。
[0024] 根據本發明的一個方面，所述成型件和碰撞盒共同或者說一起與縱梁相連接。在 此尤其理解為，所述成型件和碰撞盒同時與縱梁相連接。由此，在一種實施方式中可以降低 裝配費用或拆卸費用、改進連接和/或節省重量。
[0025] 在一種實施方式中，所述成型件和碰撞盒可通過同一連接件件裝置共同地尤其是 可拆卸地優選通過一個或多個螺栓與縱梁相連接，所述螺栓穿過成型件、碰撞盒和縱梁中 的多個相互對齊的鑽孔，或者所述成型件和碰撞盒通過同一連接件裝置共同地優選通過一 個或多個鉚釘與縱梁永久地連接，所述鉚釘穿過成型件、碰撞盒和縱梁中的多個相互對齊 的鑽孔。同樣地，成型件和碰撞盒還可以材料接合地尤其通過共同的焊接、粘接或釺焊工藝 共同地與縱梁相連接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 通過以下對優選實施方式的描述給出了本發明的其它有利的擴展設計。在附圖中 部分示意性地：
[0027] 圖1以沿車輛高度方向觀察的俯視圖示出了根據本發明的一種實施方式的轎車 的部分汽車結構；
[0028] 圖2以相應於圖1的視圖示出了根據本發明的另一種實施方式的轎車的部分汽車 結構；
[0029] 圖3以相應於圖1的視圖示出了根據本發明的另一種實施方式的轎車的部分汽車 結構；並且
[0030] 圖4以相應於圖1的視圖示出了根據本發明的另一種實施方式的轎車的部分汽車 結構。

【具體實施方式】
[0031] 圖1以沿車輛高度方向觀察的俯視圖示出了根據本發明的一種實施方式的轎車 的部分汽車結構。
[0032] 所述汽車結構至少基本上相對於（在圖1中為堅直的）車輛縱軸線對稱，因此在 以下僅對在圖1中所示的部分進行闡述，並且對稱構造的未在圖1中示出的相對置部分也 可參照對圖1所示部分的闡述。
[0033] 在圖1所示的部分中，碰撞盒2通過未詳細示出的方式與保險槓橫梁1相連接。所 述碰撞盒2插入縱梁3內並且通過螺栓35與縱梁相連接。
[0034] 所述橫梁具有側面區域1. 1，所述側面區域沿車輛橫向（圖1水平方向）超過碰撞 盒2向外伸出。具有圓環形橫截面的支柱4與側面區域I. 1螺栓連接。
[0035] 在圖1的實施方式中，所述支柱4具有直線形縱軸線（圖1中點劃線所示），所述 縱軸線與相鄰的碰撞盒2的縱軸線、與和碰撞盒2的縱軸線重合的縱梁3的縱軸線並且與 和碰撞盒2的縱軸線平行的車輛縱軸線形成約為35°的角α。
[0036] 所述支柱4與成型件5相連接，所述成型件本身與碰撞盒2和縱梁3相連接。
[0037] 為了與支柱4相連接，所述成型件具有支承凸緣5. 1，所述支承凸緣藉助螺栓45與 支柱4的縱向側面相連接。所述成型件5的支承凸緣5. 1相對於成型件的邊緣凸緣5. 2形 式的連接件成約為55°的角。
[0038] 所述邊緣凸緣5. 2沿縱梁的縱向形狀配合地支承在縱梁3的敞開端面上。所述凸 緣邊緣5. 2過渡成罐狀的插入區域5. 3,所述插入區域形狀配合地推套在碰撞盒2上並且插 入縱梁3中，並且為此而具有與碰撞盒2的外輪廓互補的內輪廓和與縱梁3的內輪廓互補 的外輪廓。
[0039] 所述成型件5和碰撞盒2通過同一個帶有多個螺栓35的連接件裝置與縱梁3相 連接，所述螺栓貫穿成型件5、碰撞盒2和縱梁3中的多個相互對齊的鑽孔中。
[0040] 通過成型件5簡化了支柱4的裝配或拆卸，所述支柱利用多個螺栓35與碰撞盒2 相連接，並且與碰撞盒2 -起與縱梁3相連接。此外還改進了支柱4與碰撞盒2和縱梁3 的連接、尤其改進了支柱4在碰撞盒和縱梁上的固定和支承。此外，尤其一方面通過成夾角 的支承凸緣5. 1和另一方面通過插入區域5. 3形狀配合的推套和插入，提供了發生碰撞時 期望的變形特性。
[0041] 在圖1所示的實施方式中，成型件5作為彎曲衝壓件由鋼材製成。
[0042] 圖2通過相應於圖1的視圖示出了根據本發明的另一種實施方式的轎車的部分汽 車結構。相應的特徵被標註以相同的附圖標記，必要時通過撇號（'）加以區分，因此在以 下僅對區別之處進行說明，其餘部分可參考對其它實施方式的說明。
[0043] 在圖2所示的實施方式中，成型件5'的支承凸緣5. Γ和支柱4'的縱向側面藉助 焊縫45'（而非螺栓45)永久地材料接合地相連接。
[0044] 圖2的實施方式中的支柱4'具有兩個互成夾角的部段（圖2上方和下方），其中， 處於圖2下方的部段平行於相鄰的碰撞盒2的縱軸線、相鄰的縱梁3的縱軸線和車輛縱軸 線。相應地，支承凸緣5. Γ相對於邊緣凸緣5. 2成90°的角。而支柱4'的處於圖2上方 的部段如圖1的實施方式那樣與碰撞盒2的縱軸線、縱梁3的縱軸線和車輛縱軸線形成約 為35°的角α。
[0045] 圖3以相應於圖1、圖2的視圖示出了根據本發明的另一種實施方式的轎車的部分 汽車結構。相應的特徵被標註以相同的附圖標記，必要時通過一個或兩個撇號（'；"）加 以區分，因此在以下僅對區別之處進行說明，其餘部分可參考對其它實施方式的說明。
[0046] 在圖3所示的實施方式中，縱梁3'的閉合端面具有所謂的錨固板3. 1。相應地，在 該實施方式中，成型件5"具有閉合的凸緣5. 4、而非罐狀的插入區域5. 3,支承凸緣5. 1相 對於所述閉合的凸緣5. 4以前述方式折角。
[0047] 在圖3所示的實施方式中，成型件的凸緣5. 4與碰撞盒2' 一起通過螺栓35'共同 地與縱梁3'的錨固板3.1相連接，所述螺栓穿過成型件5'、碰撞盒2'和縱梁3'中的多個 相互對齊的鑽孔。
[0048] 圖4以相應於圖1至圖3的視圖示出了根據本發明的另一種實施方式的轎車的 部分汽車結構。相應的特徵被標註以相同的附圖標記，必要時通過一個或兩個或三個撇號 Γ 加以區分，因此在以下僅對區別之處進行說明，其餘部分可參考對其它實施 方式的說明。
[0049] 在圖4所示的實施方式中，成型件5" '的支承凸緣5. 1"與支柱4"的端面相連 接，並且相應地不相對凸緣5. 4折角。
[0050] 儘管在上述描述中闡述了若干示例性的實施方式，然而需要說明的是，還可以進 行大量變形。
[0051] 尤其可以替換掉一個或多個所示的螺栓連接或焊接，而分別設置其它連接，尤其 是焊接、螺栓連接、鉚接或粘接。此外，尤其還可以將根據圖4所述實施方式的支柱4"的端 面支承與成型件的插入區域5. 3相結合，如結合圖1、圖2中所闡述的那樣。同樣地，在圖 1、圖3或圖4所示的實施方式中，也可以替換掉直線形的支柱，而設計為一次或多次折角和 /或彎曲的支柱4'，如結合圖2示例性闡述的那樣。
[0052] 此外還要說明的是，所示的示例性實施方式僅被視為舉例，而不應以任何方式對 保護範圍、應用性和結構進行限制。而是應通過以上描述為本領域技術人員給出實現至少 一個示例性實施方式的教導，其中，在不脫離由權利要求書及其等效技術方案的保護範圍 的情況下，可以對所述部件尤其在其功能和布置方面進行多種改變。
[0053] 附圖標記清單
[0054]

【權利要求】
1. 一種汽車結構、尤其是轎車結構，帶有橫梁（1)、至少一個縱梁（3 ;3')以及至少一 個支柱（4 ;4' ;4")，所述至少一個縱梁通過碰撞盒（2 ;2')與所述橫梁（1)相連接，所 述至少一個支柱用於支承所述橫梁（1)的側面區域（1.1)，其中，所述支柱（4 ;4' ;4")與 成型件（5;5' ;5" ;5"')相連接，所述成型件與所述碰撞盒（2;2')和/或所述縱梁 (3;3')相連接。
2. 根據權利要求1所述的汽車結構，其特徵在於，所述成型件（5 ;5' ;5" ;5"')與 所述支柱（4 ;4' ;4")、所述碰撞盒（2 ;2')和/或所述縱梁（3 ;3')可拆卸地或永久 地相連接。
3. 根據權利要求1或2所述的汽車結構，其特徵在於，所述成型件（5 ;5' ;5" ;5"') 具有尤其成夾角的支承凸緣（5. 1 ;5. 1' ;5. 1")，所述支承凸緣與支柱的縱向側面和/或 端面相連接。
4. 根據上述權利要求中任一項所述的汽車結構，其特徵在於，所述成型件（5 ;5' ;5"; 5"')具有邊緣凸緣（5. 2)，所述邊緣凸緣沿所述縱梁的縱向形狀配合地支承在所述縱梁 (3 ;3')上。
5. 根據上述權利要求中任一項所述的汽車結構，其特徵在於，所述成型件（5 ;5')具 有插入區域（5. 3)，所述插入區域尤其形狀配合地推套在所述碰撞盒（2 ;2')上和/或插 入所述縱梁（3;3')內。
6. 根據上述權利要求中任一項所述的汽車結構，其特徵在於，所述支柱（4 ;4' ;4") 的縱軸線與所述碰撞盒（2 ;2')和/或縱梁（3 ;3')的縱軸線形成最大為45°的角（a)。
7. 根據上述權利要求中任一項所述的汽車結構，其特徵在於，所述成型件（5 ;5' ;5"; 5"')和所述碰撞盒（2 ;2')共同與所述縱梁（3 ;3')相連接。
8. -種用於製造汽車結構、尤其是根據上述權利要求中任一項所述的汽車結構的方 法，所述方法具有以下步驟： -將至少一個碰撞盒（2 ;2')與橫梁⑴和縱梁（3 ;3')相連接； -將至少一個用於支承所述橫梁（1)的側面區域（1. 1)的支柱（4 ;4' ;4")與所述橫 梁⑴和成型件（5 ;5' ;5" ;5"')相連接；和 _將所述成型件（5;5' ;5";5"')與所述碰撞盒（2;2')和/或所述縱梁（3;3') 相連接。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述成型件（5 ;5' ;5" ;5" '）與所述 支柱（4 ;4' ；4")、所述碰撞盒（2 ;2'）和/或所述縱梁（3 ;3'）可拆卸地或永久地相連接。
10. 根據權利要求8或9所述的方法，其特徵在於，所述成型件（5;5'；5" ;5" '）具 有尤其成夾角的支承凸緣（5. 1;5. 1' ；5. 1")，所述支承凸緣與所述支柱（4;4' ；4")的縱 向側面和/或端面相連接。
11. 根據權利要求8至10中任一項所述的方法，其特徵在於，所述成型件（5 ;5'）具有 插入區域（5. 3)，所述插入區域尤其形狀配合地推套在所述碰撞盒（2 ;2'）上和/或插入所 述縱梁（3 ;3'）內。
12. 根據權利要求8至11中任一項所述的方法，其特徵在於，所述成型件（5 ;5' ；5"; 5" '）和所述碰撞盒（2 ;2'）共同與所述縱梁（3 ;3'）相連接。
13. -種汽車、尤其是轎車，帶有根據權利要求1至7中任一項所述的汽車結構。
【文檔編號】B60R19/18GK104340149SQ201410352950
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月23日 優先權日:2013年7月26日
【發明者】U.埃克特, R.希爾 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司