用於汽車的隔板結構、水箱和前車廂的製作方法
2023-06-13 16:54:46
專利名稱：用於汽車的隔板結構、水箱和前車廂的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於汽車的隔板結構或艙壁結構。本發明還涉及一種用於汽車的前車廂以及汽車本身。
背景技術：
對汽車二氧化碳排放日益嚴格的法律規定需要在車輛的新研發和擴展開發中進行重新考慮。針對於此的措施是減輕車輛總重。儘管在重量方面進行了優化，在汽車的新研發和擴展開發中還需要考慮在抗疲勞強度、駕駛舒適性以及乘客和行人保護方面不斷提高的要求。
在此所述類型的隔板結構或艙壁結構通常用於將汽車發動機艙與從車輛前擋風玻璃流下的液體分隔開。作為備選或補充，這種隔板結構也可以用於將採暖和/或空調設備的新鮮空氣進氣口與發動機艙和必要時與排出的廢氣分隔開。在早期這樣在結構設計上對隔板結構進行優化，使得隔板結構同時承擔汽車平衡杆的功能。為此，隔板結構具有位於其縱向上的連接區域，藉助該連接區域可以將隔板結構與汽車的至少兩個前部減震支柱座相連。迄今普遍使用並且重量較沉的平衡杆由此不再是必需的並且可被省去，從而由此已經減輕了重量。然而，這種隔板結構通常至少在起到平衡杆作用的部段區域中具有更大的壁厚，以便能夠最佳地起到平衡杆的功能，也就是提高車輛車身在前車廂區域中的抗扭強度。
發明內容
由此出發，本發明所要解決的技術問題在於，提供一種用於汽車的、具有開頭所述特徵的隔板結構或艙壁機構，其具有充分的加固作用以能夠附加地用作平衡杆，同時在重量方面儘可能得輕。此外，應提供一種用於汽車的前車廂以及一種汽車，其適合於使用所述隔板結構。該技術問題按本發明通過一種隔板結構或艙壁結構、一種水箱、一種汽車尤其是用於汽車的前車廂解決。按本發明的用於汽車的隔板結構或艙壁結構優選用於將汽車發動機艙與從汽車前擋風玻璃流下的液體隔開和/或用於將汽車採暖和/或空調設備的新鮮空氣進氣口與汽車發動機艙和必要時與排出的廢氣分隔開。隔板結構具有位於其縱向延伸方向上的、用於連接該隔板結構與汽車的至少兩個(優選是前部或前側的)減震支柱座的連接區域。為此，連接區域可具有至少一個壁區段，該壁區段用作將隔板結構固定在相應減震支柱座上的凸緣。所述減震支柱座優選是汽車的車身左側和右側的減震支柱座。連接區域可設計用於藉助焊接、鉚接和/或咬合進行連接。可以考慮將連接區域設計用於點焊。也可以將連接區域設計用於衝鉚。按照本發明，隔板結構橫向於其縱向延伸方向通過階梯至少兩次分級或者說至少兩次形成階梯。
通過該措施使隔板結構獲得較高的加強效果，其中，通過沿隔板結構縱向延伸的階梯進行結構加強。由此在設計隔板結構時可以減小其壁厚，而不會降低加強效果也不會降低其起到平衡杆的作用。因此可將壁相對較薄的部件，尤其是板件用於隔板結構，由此實現減輕車重和降低製造成本。在本發明中，「隔板結構的分級或階梯」理解為，隔板結構具有兩個彼此成角度的區段，它們形成階梯並且優選沿隔板結構的縱向延伸。作為起始階梯或最終階梯的階梯也可以僅通過一個區段構成，因此在這種情況下不存在與之成角度的區段。沿隔板結構的橫向觀察，所述階梯優選構成階梯型材。在此沿隔板結構的橫向觀察，所述階梯彼此相鄰地布置。在隔板結構的安裝狀態下，階梯的沿隔板結構縱向延伸的稜邊優選應基本上橫向於車輛的行駛方向延伸。由此尤其在汽車的車身前端區域內特別有效地提高車身的扭轉剛性。
建議至少一個所述階梯沿隔板結構的縱向連續地延伸。通過這種在隔板結構縱向上連續的階梯進一步改善了對隔板結構的加固。目的相同的措施是，所述階梯中的至少另一個沿隔板結構的縱向連續或連貫地延伸。此外建議，所述階梯藉助成型技術形成，例如彎曲、衝壓和/或壓印。所述階梯由此可在製造技術上特別簡單地實現。此外可以考慮的是，整個隔板結構是成型件。按照本發明的一種設計方案規定，隔板結構能夠藉助連接區域的壁區段固定在減震支柱座上，所述壁區段在隔板結構的安裝狀態下基本上是水平的。由此避免了可能有隔板結構的區段延伸至發動機罩結構的區域之上或之中。因此確保了足夠的用於發動機罩結構在碰撞情況下變形的變形自由空間，並且因此可在行人撞在發動機罩上時對其進行最大程度的保護。隔板結構優選藉助連接區域的壁區段固定在減震支柱座上，所述壁區段是最上面的階梯的上部區段的組成部分或者連接在所述第一(最上面的)階梯的上部區段上。按照本發明的另一種設計方案，設置有加強結構，該加強結構與隔板結構連接從而形成封閉的空心型材。隔板結構由此得到附加地加強並且具有特別高的剛性。所述空心型材可以具有矩形的橫截面。通過該矩形橫截面實現了在幾何結構上製造簡單的型材。建議所述加強結構布置在減震支柱座之間。由此加強結構增強地或加固地作用在隔板結構上的這個部位，在該部位處隔板結構用作平衡杆並且應能改善車身側的減震支柱座的側面剛性和整個車身尤其是車身前端的連接剛性。按照本發明的另一種設計方案，加強結構具有能夠將該加強結構連接在減震支柱座上的凸緣或凸緣區段。通過將加強結構固定在減震支柱座上，可以將力從減震支柱座直接傳導到彈簧加強結構。通過將加強結構和隔板結構分別固定在減震支柱座上，隔板結構和加強結構對於車輛車身起到特別的增強或加固的作用。凸緣區段或凸緣可以設計用於藉助焊接、鉚接和/或咬合進行連接。可以考慮的是，凸緣區段或凸緣設計用於藉助點焊進行連接和/或藉助衝鉚進行連接。
按照本發明的另一種設計方案，加強結構具有至少兩個彼此成角度的區段，所述彼此呈角度的區段與所述階梯之一的彼此呈角度的區段或至少兩個所述階梯的彼此呈角度的區段連接從而形成空心型材。由此，通過加強結構作用在隔板結構的一個或不同的階梯的兩個不同區段上並且加強結構和隔板結構的連接沿隔板結構的縱向延伸，可以藉助加強結構對隔板結構進行特別有效地加強。加強結構可以具有至少一個或多個連接部位，尤其是固定裝置，汽車部件或車身構件可以固定在這些固定裝置上。例如可以在連接部位上固定ABS控制器、備用油箱、用於固定電纜束的夾子或類似裝置。由此可以省去單獨的固定元件。建議所述加強結構由L形型材構成。由此能夠以技術上簡單的方式實現加強結構。所述加強結構可以設計成橫梁。可以考慮的是，加強結構由具有L形型材的橫梁構成。 按照本發明的一種設計方案，沿所述隔板結構的縱向觀察，至少一個所述階梯至少部分地終止於所述連接區域尤其是連接部位之前或之處。由此形成了在幾何形狀上製造簡單的隔板結構，其在連接區域中基本上沒有稜邊，尤其是所述至少一個階梯的彎折稜邊。因此，按照本發明的隔板結構由此可在製造技術上相對簡單地實現，其中，隔板結構一方面具有其將發動機艙和從車輛前部流下的液體分隔開的功能，而隔板結構同時還起到平衡杆的作用，以改善減震支柱座的側面剛性和車身尤其是車身前端的扭轉剛性。本發明的另一種設計方案在於，所述至少一個階梯的至少一個沿隔板結構縱向延伸的稜邊過渡或連通到另一階梯的沿隔板結構縱向延伸的稜邊中，尤其是過渡到另一階梯的與加強結構相連的區段中。該措施的目的也是在於在重量儘可能輕的同時加強隔板結構，使得該隔板結構能夠特別有效地起到平衡杆的作用並且由此改善車身前端尤其是整個車輛車身的扭轉剛性。按照本發明的另一種設計方案規定，隔板結構是汽車水箱的組成部分。由此隔板結構具有另一個功能，即用作汽車水箱的一部分，通過其將從汽車前擋風玻璃流下來的液體從汽車側面排走。汽車的水箱可以至少部分由隔板結構和車廂前圍板構成。由此將汽車上已經存在的部件用於構成水箱，從而可以省去用於形成水箱的單獨構件。由此進一步減輕了重量。建議所述加強結構布置在車輛的水箱以外。加強結構優選應布置在汽車水箱下方。通過該措施將加強結構布置在水箱的潮溼區域之外並且由此保護加強結構以防與積聚在水箱中的液體接觸。由此減小了加強結構被腐蝕的風險。按照本發明的另一方面包括一種用於汽車的水箱，其具有前述類型的隔板結構。本發明還包括一種用於汽車的前車廂，其裝備有前述類型的隔板結構。此外，本發明涉及一種具有前述類型的隔板結構的汽車。
本發明其它的目的、優點、特徵和應用可能性由以下藉助附圖對實施例的說明中得出。在附圖中示意示出圖I以立體圖示出按本發明隔板結構的一種可能的實施形式，該隔板結構裝入汽車的前車廂中；圖2以從前方觀察的立體圖示出按圖I的隔板結構；圖3以從後方觀察的立體圖示出按圖I的隔板結構；圖4以沿圖2中的剖切線A-A剖切得到的剖視圖示出按圖I的具有按本發明隔板結構的前車廂；圖5示出用於加強按圖I的隔板結構的加強結構；並且圖6以沿圖I中的剖切線B-B剖切得到的剖視圖示出按圖I的前車廂。
具體實施例方式圖I示出用於汽車的前車廂100，其具有兩個車身側的減震支柱座110和120，所 述減震支柱座優選構成前車廂100右側的減震支柱座和左側的減震支柱座。圖I還示出了用於(未在圖I中示出的)汽車前輪的前車輪罩130和140。每個車輪罩130和140優選與位於同側的減震支柱座110或120相連或者減震支柱座110或120分別是車輪罩130或140的組成部分。車輪罩130或140分別在其內壁上各與一個縱梁150或160相連，該縱梁沿行駛方向14突伸出車輪罩130和140。前車廂100具有車廂前圍板180，該車廂前圍板180與按本發明的隔板結構I共同構成水箱170。該隔板結構I用於排走從(未在圖I中示出的)汽車前擋風玻璃流下的液體，該液體經由水箱170從側面導向外部。該液體也可以經由車輪罩130或140中的或者車身的側面前圍板中的側面開口流動。如圖I所示，隔板結構I同時設計用於與減震支柱座110、120連接並且因此用作減震支柱座110和120之間的平衡杆。圖2單獨地示出按本發明的隔板結構I，其中，隔板結構I在反向於行駛方向14觀察的立體圖中示出。隔板結構I具有位於其縱向上的連接區域2、3，以便能夠在該連接區域上連接隔板結構I與減震支柱座110、120。隔板結構I優選能夠藉助連接區域2、3的至少一個或多個壁區段15固定在減震支柱座110、120上，其中，壁區段15優選在安裝狀態下基本上是水平的。壁區段15可以是隔板結構I的上部水平面的一部分，使得隔板結構I在安裝狀態中向上朝向發動機罩構成平坦表面並且由此形成足夠用於汽車發動機罩結構的變形自由空間。壁區段15優選設計為焊接凸緣。連接區域2、3優選布置在隔板結構I的端側並且構成隔板結構I在其縱向延伸方向上的端部區域。隔板結構I優選具有附加的加強結構12，該加強結構12固定在隔板結構I上並且優選基本上處於減震支柱座110和120之間。加強結構12與隔板結構I在結構上相連，例如藉助熔焊、釺焊、粘接、螺紋連接或類似方式與隔板結構I固定相連。隔板結構I優選由板件構成。建議加強結構12也由板件構成。圖3以沿行駛方向14觀察的立體圖示出處於安裝在減震支柱座110和120上的安裝狀態下的隔板結構I。如由圖3可以看出，隔板結構I橫向於其縱向延伸被三次分級並且為此具有沿隔板結構延伸的階梯4、5和6。沿隔板結構I的橫向觀察，階梯4、5和6優選構成階梯型材。
圖4以相應於按圖2的剖切線的剖視圖示出具有階梯4、5和6的隔板結構I。如由圖3和圖4可以看出，階梯4在隔板結構I的安裝狀態下構成位於上部或最上面的階梯並且具有在安裝狀態下優選水平的上部區段16。沿隔板結構I的橫向在上部區段16上連接有沿隔板結構I縱向延伸的另一區段21，其中，區段16和21彼此成角度，優選彼此成直角地設置，使得區段21在隔板結構I的安裝狀態下基本上垂直地延伸。在區段21上連接有階梯5，該階梯5又由兩個彼此成角度設置的區段22和23構成，其中，區段22在隔板結構I的安裝狀態下優選水平地布置，並且區段23基本上與區段22成直角地設置，即在隔板結構I的安裝狀態下是垂直的。沿隔板結構I的橫向在區段23上連接有階梯6，該階梯6由相互成角度的區段24和25構成。階梯6優選設計成，使得在隔板結構I的安裝狀態下區段24基本上是水平的並且區段25優選與區段24成銳角。區段25優選設計為用於與車輛前圍板180連接的凸緣區段，其中，通過隔板結構I與車輛前圍板180的連接形成水箱170。
由圖3可以看出階梯4、5和6在隔板結構I的縱向延伸上的走向。在此規定，階梯4、5、6之一，即階梯5已在連接區域2和3之前或基本上在連接區域2和3處終止。隔板結構I優選在縱向端部區域內設計成，使得階梯5的沿隔板結構I縱向延伸的稜邊10和11基本上過渡成為階梯6的區段24。階梯5的稜邊9優選連通到階梯6沿隔板結構I縱向延伸的稜邊11中。在圖4中以剖視圖示出了可在圖2中看到的加強結構12。加強結構12優選由L形型材構成，其具有彼此成角度的、構成L形狀的邊腳的區段19和20。在區段19的端側縱向面上成型有凸緣區段18'，該凸緣區段18'以優選為直角的角度從區段19向外伸出並且用作與隔板結構I連接的凸緣區段。加強結構12藉助凸緣區段18'與階梯4的上部區段16在結構上連接，例如焊接。此外，在加強結構12的區段20上設置有凸緣區段18"，加強結構12藉助該凸緣區段18"與階梯5的區段22在結構上連接，例如焊接。通過加強結構12的形狀構造與隔板結構I共同在隔板結構I的橫向上構成了沿隔板結構I縱向延伸的空心型材。圖5單獨地示出加強結構12。加強結構12在其兩個縱向端部上分別具有凸緣區段18，以便將隔板結構I固定在前車廂100的側面減震支柱座110、120上，尤其是能夠固定焊接在其上。圖6以沿按照圖I的剖切線B-B的剖視圖示出前車廂100。其中可看到減震支柱座120，以及其基本上垂直的壁190和環繞的、基本上水平的上壁面200。隔板結構I優選以其壁區段15固定在減震支柱座120的水平壁面200上，優選焊接在其上。加強結構12以其凸緣區段18固定在減震支柱座120的垂直壁190上，尤其是焊接在其上。隔板結構I與加強結構12的連接在減震支柱座110上優選也以與按圖6的減震支柱座120相同的方式實現。通過本發明實現了一種隔板結構，其同時也起到作為用於連接汽車減震支柱座的橫杆的平衡杆的作用。通過隔板結構分級的橫截面型材輪廓實現了隔板結構較高的加固性能，使得較小的隔板結構壁厚就能夠充分滿足作為平衡杆的功能。由於使用了更薄的板件而由此降低了製造成本並且同時減輕了重量。通過按本發明的隔板結構同時還將發動機艙與溼氣分隔開。由於隔板結構同時還可用於形成汽車水箱，從而能夠進一步節省材料並且因此減輕重量。附圖標記清單I隔板結構2連接區域3連接區域4階梯，最上面的階梯5 階梯 6 階梯7 稜邊8 稜邊9 稜邊10 稜邊11 稜邊12加強結構13空心型材14行駛方向15壁區段16上部區段18凸緣區段18'凸緣區段18"凸緣區段19加強結構的區段20加強結構的區段21 區段22 區段23 區段24 區段25 區段100前車廂110減震支柱座120減震支柱座130前部車輪罩140前部車輪罩150 縱梁160 縱梁170 水箱180車廂前圍板190 壁
200 壁面
權利要求
1.一種用於汽車的隔板結構(I)，該隔板結構(I)具有位於其縱向延伸方向上的、用於連接所述隔板結構(I)與汽車的至少兩個減震支柱座(110、120)的連接區域(2、3)，其中，所述隔板結構(I)橫向於其縱向延伸方向通過階梯(4、5、6)至少兩次分級。
2.按權利要求I所述的隔板結構，其特徵在於，在所述隔板結構(I)的安裝狀態下，所述階梯(4、5、6)的沿所述隔板結構(I)縱向延伸的稜邊(7、8、9、10、11)基本上橫向於車輛的行駛方向(14)延伸。
3.按權利要求I或2所述的隔板結構，其特徵在於，至少一個所述階梯(4、5、6)沿所述隔板結構(I)的縱向連續地延伸。
4.按權利要求I至3之一所述的隔板結構，其特徵在於，所述階梯(4、5、6)中的至少另一個沿所述隔板結構(I)的縱向連續地延伸。
5.按權利要求I至4之一所述的隔板結構，其特徵在於，所述階梯(4、5、6)藉助成型技 術形成，尤其是所述隔板結構(I)是成型件。
6.按權利要求I至5之一所述的隔板結構，其特徵在於，所述隔板結構(I)能夠藉助所述連接區域(2、3)的壁區段(15)固定在所述減震支柱座(110、120)上，所述壁區段(15)在所述隔板結構(I)的安裝狀態下基本上是水平的，所述壁區段(15)尤其是最上面的階梯(4)的上部區段(16)的組成部分或者連接在所述最上面的階梯(4)的上部區段(16)上。
7.按權利要求I至6之一所述的隔板結構，其特徵在於，設置有加強結構(12)，該加強結構(12)與所述隔板結構(I)連接從而形成封閉的空心型材(13)。
8.按權利要求7所述的隔板結構，其特徵在於，所述加強結構(12)布置在所述減震支柱座(110、120)之間。
9.按權利要求7或8所述的隔板結構，其特徵在於，所述加強結構(12)具有能夠將該加強結構(12)連接在所述減震支柱座(110、120)上的凸緣或凸緣區段(18)。
10.按權利要求7至9之一所述的隔板結構，其特徵在於，所述加強結構(12)具有至少兩個彼此成角度的區段(19、20)，所述彼此呈角度的區段(19、20)與所述階梯(4、5、6)之一的彼此呈角度的區段或至少兩個所述階梯(4、5、6)的彼此呈角度的區段(21、22)連接從而形成空心型材(13)。
11.按權利要求I至10之一所述的隔板結構，其特徵在於，沿所述隔板結構(I)的縱向觀察，至少一個所述階梯(4、5、6)至少部分地終止於所述連接區域(2、3)之前或該連接區域(2,3)之處。
12.按權利要求I至11之一所述的隔板結構，其特徵在於，所述隔板結構(I)是車輛的水箱(170)的組成部分。
13.按權利要求I至12之一所述的隔板結構，其特徵在於，所述加強結構(12)布置在車輛的水箱(170)以外。
14.一種用於車輛的水箱(170)，其具有按權利要求I至13之一所述的隔板結構(I)。
15.—種車輛，尤其是用於車輛的前車廂(100)，其具有按權利要求I至13之一所述的隔板結構(I)。
全文摘要
本發明涉及一種用於汽車的隔板結構(1)。設置有位於隔板結構(1)縱向上的、用於連接該隔板結構(1)與汽車的至少兩個減震支柱座(110、120)的連接區域(2、3)，其中，隔板結構(1)橫向於其縱向通過階梯(4、5、6)至少兩次分級。本發明還涉及一種用於汽車的水箱(170)、一種用於汽車的前車廂(100)以及一種汽車。
文檔編號B60R13/08GK102730081SQ20121007911
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月23日 優先權日2011年3月30日
發明者B.庫恩克勒, K.波爾, U.米爾德納 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司