CN103298689A - 车辆车身、尤其是汽车车身的横梁装置、尤其是底板横梁和/或放脚空间的横梁装置 - Google Patents

车辆车身、尤其是汽车车身的横梁装置、尤其是底板横梁和/或放脚空间的横梁装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车车身上的横梁装置，尤其是底板横梁和/或放脚空间的横梁装置，其具有沿汽车横向延伸的横梁(4)，在该横梁上在确定的纵梁支承区域(13)中支承至少一个能够受力、尤其在碰撞情况中能够受力的并且基本沿汽车纵向延伸的纵梁(6)，该横梁装置具有至少另一个与可受力的纵梁(6)对置的、从所述横梁(4)上延伸出去的和/或与梁构件连接区域相连的梁构件(9、10、11)。按照本发明，在横梁上设置确定构造的、相对横梁(4)的邻接的表面区域突起和/或凹陷的、传递力的载荷路径型材(12)，其从纵梁的支承区域(13)起始朝向至少一个梁构件(9、10、11)延伸或延伸到至少一个梁构件(9、10、11)，并且因此构成确定的在横梁侧的载荷路径区域。

Description

车辆车身、尤其是汽车车身的横梁装置、尤其是底板横梁和/或放脚空间的横梁装置
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的车辆车身、尤其是汽车车身的横梁装置、尤其是底板横梁和/或放脚空间的横梁装置。
车辆中这种在车辆车身上的横梁装置是普遍已知的，例如由DE 10 2006004 045 A1已知一种这样叉起的纵梁，其被叉起的梁臂与放脚空间横梁相连。这种放脚空间横梁由具有上板件和下板件的双层板件构成，并且在其中部区域通过连接点与中央底槽的端侧相连。由于放脚空间横梁的通过双层板构成的中空形的构造，因此作用在下部纵梁的碰撞力会附加地通过在那相连的、被叉起的梁臂和放脚空间横梁传递至处于后部车辆区域的中央底槽。
此外由DE 102 32 841 A1已知一种汽车中的底板横梁装置，其中前部横梁横向与汽车纵轴线并且在汽车车身的两个侧向布置的门槛之间延伸并与它们固定连接。在两个门槛之间设置由纵梁，其从汽车前部出发向后延伸并且位于向下封闭汽车客舱的底板的下方。这种纵梁以较大的型材横截面与前横梁的前围板相接并且高度错移地以相对较小的型材横截面引导至底板的下方，其中前横梁借助搭接板固定在被切口的门槛上。由此能够一方面保证放脚空间不会变形，另一方面出现的力能够确定第通过纵梁和前横梁被传递到汽车客舱下方的构件上。
此外，由US 2008/0238148A1还已知一种放脚空间横梁，其中放脚空间横梁基本上在整个汽车宽度上延伸并且与两个侧向门槛相连。在此，力尤其被传递至测量门槛区域并且从那在传递至后部的客舱区域。
由EP 1 437 291 B1同样已知一种放脚空间横梁，朝向前部纵梁延伸的、阶梯状型材的横向元件与其相连，横向元件以其阶梯状的棱边与前部纵梁的配合的凹口部段咬合，并且还与所谓的前悬挂元件支架相连。其中，所述横向元件与放脚空间横梁在局部区域中构成空腔型材形横向部段。放脚空间横梁相对客舱空间或与之相连的梁构件具有平坦的结构。
与此对应地本发明所要解决的技术问题在于，提供一种车辆车身、尤其是汽车车身的横梁装置、尤其是底板横梁和/或放脚空间横梁装置，借助其可以在前部碰撞的情况中改善力传递分配。
所述技术问题借助权利要求1的特征解决。优选的扩展设计是从属权利要求的技术方案。
按照权利要求1提供一种汽车车身上的横梁装置，尤其是底板横梁和/或放脚空间的横梁装置，其具有沿汽车横向、优选在整个汽车宽度或车身宽度上延伸的横梁，在该横梁上在确定的纵梁支承区域中支承至少一个能够受力、尤其在碰撞情况中能够受力的并且基本沿汽车纵向延伸的纵梁，其中设置至少另一个与可受力的纵梁对置的、从所述横梁上延伸出去的和/或与梁构件连接区域相连的汽车车身的梁构件。按照本发明，在横梁上设置相对横梁的邻接的表面区域突起和/或凹陷构造的、也就是具有至少一个突起结构和/或凹陷结构的、确定用于传递力的载荷路径型材，其从纵梁的支承区域起始朝向至少一个梁构件延伸或延伸到至少一个梁构件，并且因此构成确定的在横梁侧的载荷路径区域。
借助这种确定的和针对性设计的横梁侧的载荷路径型材，可以以特别有利的方式支持更高的纵梁力水平，而且横梁的重量可以保持相同甚至更小，该横梁尤其设计为放脚空间横梁。由此可以以简单方式、在保留在横梁区域中的传统的车身结构的同时没有额外耗费地满足现代的碰撞要求，这种碰撞要求以很高的纵梁力水平为前提并且还要求前部纵梁沿汽车高度轴方向更高的构造。
借助这种有针对性并且确定的力传递的载荷路径构造可以在碰撞情况中个实现按照有针对性设计的均匀的载荷分布。
这种突起或凹陷设计的传递力的载荷路径型材的主要优点在于，其能够有利地实现双重功能，同时也能够构成额外加固横梁的加固元件，这例如能够额外降低在碰撞情况中放脚空间被侵入的危险。
此外，这种载荷路径型材，尤其对于其按照一种特别优选的构造方式集成在横梁中时，可以有利地直接集成在横梁中，例如通过确定的横梁区域的卷边式的造型或成型，由此可以有利地降低构件成本。
按照一种特别优选的具体构造规定，横梁上的载荷路径型材还通过多构件式、尤其两构件式或两壳式的空心型材区域构成，由此可以特别有利地加固载荷路径型材区域。
按照一种特别优选的具体构造规定，载荷路径型材在横梁上的第一型材部段基本沿汽车横向、沿确定的路径延伸，其中，载荷路径型材还具有至少一个确定的、从第一型材部段起始并且朝向至少一个梁构件的另外的型材部段。借助这种形式的载荷路径型材几何结构可以实现从纵梁支承区域起始、朝向各个梁构件的特别有利的力传递和力分布，通过所述梁构件可以确定地和有针对性地传递力。在这种关系中一种具体构造特别优选，其中载荷路径型材在中央底槽的两侧区域中、尤其在驾驶员侧和副驾驶员侧的放脚空间中、沿汽车横向观察沿确定的路径延伸。在这种情况中，可以实现针对性地加固中央底槽的两侧，和/或实现将力分布至或传递至各个与其相连的或在此从横梁延伸出去的梁构件中。
在此另一种具体构造特别优选，其中载荷路径型材具有朝向多个梁构件的U形结构或叉状结构，其具有沿汽车横向延伸的作为第一型材部段的基座，相互间隔的股边或叉臂作为其它型材部段朝向各个配属的梁构件从所述基座分支出和/或弯折出。这种U形或叉状的造型可以特别简单和有利地制造并且实现通过纵梁支承区域传递至横梁的力的流畅的、均匀的力分布。
在此另一种具体构造特别优选，其中载荷路径型材、尤其是通过横梁侧的空心型材构成的载荷路径型材沿汽车高度轴方向观察、设置在另一个横梁侧的空心型材上方和/或过渡至设置在下方的横梁侧的空心型材。借助这种构造可以实现特别坚固的底板和/或放脚空间横梁结构。
所述横梁优选具有沿汽车高度轴方向延伸的上部横梁部段，在该上横梁部段上支承、优选平面地支承纵梁。此外横梁在这种情况中优选地具有相应的下部横梁部段，在该下横梁部段上连接至少一个梁构件。尤其借助这种形式的构造可以将通过纵梁导入的、参照汽车高度轴方向相对较高地导入的力传递至车身底板区域中，在该车身底板区域中规则地布置多个稳定的梁构件，它们有利地用于力传递，因此它们例如是侧向门槛和/或纵梁延长结构和/或中央底槽侧的加固结构。
按照一种优选的、用于有利地扇形散开地力传递的构造规定，多个沿汽车横向相互间隔的梁构件与横梁相连或从横梁处延伸出，因此载荷路径型材从纵梁支承区域起始、叉状地扇形散开和/或分支到多个梁构件的至少一个构件中。在此一种具体的构造特别优选，其中横梁侧的载荷路径型材从纵梁支承区域起始侧向向外地和向下地分支到侧向的门槛，以及还附加地基本向下地分支到纵梁延长结构和/或分支到中央底槽侧的加固梁上。
如前所述，还特别有利的是，在沿汽车横向、相对中央底槽观察地对置的汽车侧面上分别设置纵梁，尤其是设置相对汽车纵向的前部纵梁，所述纵梁在各自配属的纵梁支承区域中与横梁相连，所述纵梁分别配属载荷路径型材，使得力能够借助两个载荷路径型材在确定的两侧朝向从横梁延伸出去的梁构件传递。
所述横梁原则上可以设计为多构件式，但是这需要很大的结构耗费，可能还导致相对较高的重量。因此按照一种特别优选的按照本发明的结构设计规定，横梁设计为两构件式，并且包括第一壳体件，尤其是第一板壳件，其按至少局部重叠的平面的支承连接与第二壳体件、尤其是第二板壳件相连，尤其用于构成至少一个确定的横梁侧的空心型材区域，例如用于构成确定的载荷路径型材。
在这种关系中一种具体的构造特别的优选，其中纵梁支承在构成纵梁支承区域的第一壳体件上，而第二壳体件这样在第一壳体件上相连和构造，使得在载荷路径型材的区域中构成空心型材，其在制造技术中可以简单地制造。
按照一种另外特别优选的构造还规定，在装配状态中下部的第一壳体件在中央底槽的左侧和右侧区域中和/或在载荷路径侧的横梁中具有基本L形的形状，在该结构上这样安置具有阶梯形的和/或S形横截面的上部第二壳体件，使得它们在下部壳体的垂直的L股边的区域中至少局部地通过平面的支承连接相互贴靠，其中在该支承区域中构成载荷路径型材。上部第二壳体件的参与构成载荷路径型材区域的和/或沿汽车高度轴方向向下与载荷路径型材区域相连的部段这样朝远离第一壳体件的方向弯折，并且直接或间接地支承在第一壳体件的沿汽车高度轴方向观察靠下的水平的L股边上和/或与其相连，使得在载荷路径型材的下部区域中在第一壳体件和第二壳体件之间构成空心型材区域，由此可形成特别坚固和稳定的横梁结构。
按照另一种特别优选的构造规定，一体式或多构件式、尤其两构件式的横梁由至少一个热成型的板构件构成，尤其由至少一个模淬的、高强度的板构件构成。通过这种具体的构造尤其在碰撞侧的高负载区域形成明显加固，其中同时有利地降低车身结构的重量和减少构件数量，进而整体上、尤其也在二氧化碳的排放和成本方面形成有利的条件。
作为梁构件、具体如纵梁延长结构和/或中央底槽侧的加固梁沿汽车高度轴方向观察基本从下方与横梁相连。作为备选或补充，也可以将侧向门槛用作梁构件，其在侧向横梁区域中与横梁相连。
以下结合附图进一步阐述本发明。在附图中：
图1示出具有按照本发明的放脚空间横梁装置的汽车车身前部区域的示意的和示范性的仰视图，
图2示出具有按照本发明的横梁装置的驾驶员一侧的放脚空间区域的示意立体原理图，
图3示出沿图2中线A-A剖切的示意截面图，
图4示出沿图2中线B-B剖切的示意截面图，
图5示出沿图4中线C-C剖切的示意截面图，
图6示出沿图4中线D-D剖切的示意截面图，
图7示意示出按照本发明的横梁的单独视图和双层构造方式。
图1示出汽车车身1在按照本发明的横梁装置2的区域中的示意的和示范性的仰视图，横梁装置2构成汽车前部3的前围板区域。在底板或放脚空间横梁装置2(其具有后续进一步描述的底板或放脚空间横梁4)的前围板侧的区域中，各一个前部纵梁6从前部连接至中央底槽5的两侧，尤其如图2所示，纵梁6借助在此仅示意显示的法兰区域7面支承在横梁4上。
在横梁装置2上连接有处于车身区域9的客舱侧的区域中的、相对汽车横向y分别靠外的、侧向的门槛9。此外，在中央底槽5的两侧分别设置加固中央底槽5的加固梁10，其同样与前部纵梁6对置地与横梁装置2相连。最后，纵梁延长结构11从横梁装置开始，沿汽车纵向x观察向后延伸，并且处在侧向门槛9和中央底槽侧的加固梁10之间的区域内。
在碰撞到汽车车身1时或力F作用到前部纵梁6时，通过前部纵梁6连同横梁装置2和侧向门槛9、中央底槽侧的加固梁10和纵梁延长结构11分别构成载荷路径，通过前部纵梁6传递的力借助所述路径相应地均匀地分布在在此例如是三个梁构件(门槛9、中央底槽侧的加固梁10、纵梁延长结构11)上。
在图1中这仅显示了在图的左侧的情况。不言而喻地，在对应的右侧在相应的力传递时可以构成相应的力分布路径。
为了特别有利地从前部纵梁6开始向示范性选出的梁构件(门槛9、中央底槽侧的加固梁10、纵梁延长结构11)实现力分布，尤其如图2所示，在横梁4中集成卷边状成型轮廓的、传递力的载荷路径型材12，其从图2中仅在最外侧示意地通过法兰区域7所示的纵梁支承区域13起始，朝向在此尤其是门槛9和纵梁延长结构11延伸，这后续也会结合图3至图7进一步阐述。
为此，横梁4具体地双壳式地由第一、上部板壳件构成，其以至少局部重叠的平面的支承连接方式与第二、下部板壳件15相连，并且在载荷路径型材12的区域中构成空心型材16，以及构成沿汽车高度轴方向z位于其下的另一空心型材区域17。在此(尤其如图3所示)，载荷路径侧的空心型材16可以至少局部地在空心型材区域17上方相间隔地布置，或也可以至少局部地、尤其在后续进一步描述的股边式的型材部段18中过渡至空腔型材区域17。
为此，第一板壳件14(尤其如图7所示)设计有阶梯式的、或S形的横截面，其这样设置在具有基本L形的、下方的第二板壳件15上，使得它们在垂直的L股边19的区域中至少局部地以平面的支承连接方式相互贴靠，并且在该支承贴靠区域中构成载荷路径型材12，而上部的、第一壳件14的向下与载荷路径型材区域相连的部段这样朝远离下部的、第二板壳件15的方向弯折，并且支承在第一板壳件14的(沿汽车高度轴方向观察)下方的、水平的L股边20上并与其相连，因此在载荷路径型材12的下方区域中、在两个板壳件14和15之间构成已述的空心型材区域17。
两个板壳件14、15优选由热变形的板材构成，尤其由模淬的、高强度的板材构成，由此其具有高刚度，同时也具有有利的重量。
两个板构件在此例如在确定的横梁区域中通过焊接、粘接、铆接或类似方法相连。
尤其如图7所示，在装配状态中在两个对置的侧向靠外的门槛9之间、沿汽车横向延伸的横梁4，在相对中央底槽5对置的汽车侧面或放脚区域21、22上具有基本上/原则上相同构造或相同设计的载荷路径型材12，借助其从前部纵梁6传递至横梁4的力以有针对性的确定方式非常简单地分布在或转移至所期望的梁构件(门槛9、中央底槽侧的加固梁10、纵梁延长结构11)上，如其在图7中非常示意地通过箭头23和24所示，这后续尤其也可以结合图2、图4至5进一步阐述。
如其在图2至7所示，负载路径型材12分别具有在各自的放脚区域21、22中基本沿汽车横向y延伸的水平的第一型材部段25，其在此构成U形结构的基座或底部，在端侧分别连接有股边式型材部段18，如其已经结合图2简单所述那样。
所述两个股边式、端侧的型材部段18基本朝向门槛9或朝向纵梁延长结构11定向或弯曲，因此通过前部纵梁6传递至横梁4的力(参见图2、4、5和6中的力箭头26)相应地有针对性地传递至这些梁构件中。
尤其也可以从图5可以清楚看出所述力分布，其在沿图4的线C-C剖切的纵截面中清楚地显示，如何通过按照本发明的载荷路径型材12(其在横梁4上过渡至空心型材区域17)，所导入的力F可以转移或传递至在汽车侧的底板区域中的各个单独的载荷路径部段上。由图5尤其可以非常清楚的看到，前部纵梁6(沿汽车高度轴方向观察)在底板区域27上方的何种高度上与横梁4相连，并且借助法兰区域7被支承。
不言而喻的是，梁构件(仅作为举例的门槛9、纵梁延长结构11、中央底槽侧的加固梁10)同样也可以由热成型的板构件构成，因此构成汽车车身1的总体上高强度的构造。汽车车身的其他构造或车身覆板例如在底板区域27中可以借助相应的冷成型的板构件构成。

Claims (14)

1.一种汽车车身上的横梁装置，尤其是底板横梁和/或放脚空间的横梁装置，其具有沿汽车横向延伸的横梁(4)，在该横梁上在确定的纵梁支承区域(13)中支承至少一个能够受力、尤其在碰撞情况中能够受力的并且基本沿汽车纵向延伸的纵梁(6)，该横梁装置具有至少另一个与可受力的纵梁(6)对置的、从所述横梁(4)上延伸出去的和/或与梁构件连接区域相连的汽车车身(1)梁构件(9、10、11)，其特征在于，在横梁(4)上设置相对横梁(4)的邻接的表面区域突起和/或凹陷构造的、确定用于传递力的载荷路径型材(12)，其从纵梁的支承区域(13)起始朝向至少一个梁构件(9、10、11)延伸或延伸到至少一个梁构件(9、10、11)，并且因此构成确定的在横梁侧的载荷路径区域。
2.按照权利要求1所述的横梁装置，其特征在于，所述载荷路径型材(12)设计为与横梁(4)集成并且通过确定的横梁区域的至少一个卷边式的造型或成型构成。
3.按照权利要求1或2所述的横梁装置，其特征在于，所述载荷路径型材(12)同时构成加固横梁(4)的加固元件。
4.按照前述权利要求之一所述的横梁装置，其特征在于，所述载荷路径型材(12)在横梁(4)上通过多构件式、尤其是两构件式的空心型材区域构成。
5.按照前述权利要求之一所述的横梁装置，其特征在于，多个沿汽车横向相互间隔的梁构件(9、10、11)、尤其至少一个门槛(9)和至少一个纵梁延长结构(11)与横梁(4)相连，因此载荷路径型材(12)从纵梁支承区域(13)起始、叉状地扇形散开到和/或分支到多个梁构件(9、10、11)的至少一个构件中。
6.按照前述权利要求之一所述的横梁装置，其特征在于，所述载荷路径型材(12)在横梁(4)上的第一型材部段(25)基本沿汽车横向沿确定的路径延伸，并且所述载荷路径型材(12)还具有至少一个确定的、从第一型材部段(25)起始并且朝向至少一个梁构件(9、10、11)的另外的型材部段(18)，其中优选规定，载荷路径型材(12)具有朝向多个梁构件(9、10、11)的U形结构或叉状结构，该U形结构或叉状结构具有沿汽车横向延伸的基座作为第一型材部段(25)，相互间隔的股边或叉臂作为另外的型材部段从所述基座出发朝向各个配属的梁构件(9、10、11)分支。
7.按照权利要求5或6所述的横梁装置，其特征在于，横梁侧的载荷路径型材(12)从纵梁支承区域(13)起始侧向向外地和向下地分支到侧向的门槛(9)，以及还附加地基本向下地分支到纵梁延长结构(11)和/或分支到中央底槽侧的加固梁(10)上。
8.按照前述权利要求之一所述的横梁装置，其特征在于，所述横梁(4)具有沿汽车高度轴方向延伸的上部横梁部段，在该横梁部段上支承、优选在平面的支承连接结构中支承纵梁(6)，并且横梁(4)具有相应的下部横梁部段，在该下部横梁部段上延伸出至少一个梁构件(9、10、11)和/或该下部横梁部段连接至少一个梁构件(9、10、11)。
9.按照前述权利要求之一所述的横梁装置，其特征在于，在沿汽车横向、相对中央底槽观察、对置的汽车侧面上分别设置纵梁(6)，尤其是设置相对汽车纵向的前部纵梁(6)，所述纵梁在各自配属的纵梁支承区域(13)中与横梁(4)相连，所述纵梁(6)分别配属载荷路径型材(12)，使得力能够借助两个载荷路径型材(12)确定地朝向从横梁(4)延伸出去的梁构件(9、10、11)传递，其中优选规定，沿汽车横向观察在中央底槽的两侧分别有一个载荷路径型材(12)尤其作为放脚空间横梁侧的载荷路径型材(12)在驾驶员侧和副驾驶员侧的放脚空间中、基本在侧向门槛区域和中央底槽区域之间延伸。
10.按照前述权利要求之一所述的横梁装置，其特征在于，横梁(4)设计为两构件式，并且包括第一壳体件(14)，尤其是第一板壳件，其以至少局部重叠的平面的支承连接与第二壳体件(15)、尤其是第二板壳件相连，尤其用于构成至少一个确定的横梁侧的空心型材区域(16、17)。
11.按照权利要求10所述的横梁装置，其特征在于，纵梁(6)支承在构成纵梁支承区域(13)的第一壳体件(14)上，其中优选规定，第二壳体件(15)这样在第一壳体件(14)上相连和构造，使得在载荷路径型材(12)的区域中构成空心型材(15)。
12.按照权利要求10或11所述的横梁装置，其特征在于，在装配状态中下部的第一壳体件(14)沿汽车横向观察在中央底槽(5)的左侧和右侧区域中和/或在载荷路径型材侧的横梁区域中具有基本L形的形状，在该结构上这样安置具有阶梯形的和/或S形横截面的上部第二壳体件(15)，使得它们在下部壳体件(14)的垂直的L股边(19)的区域中至少局部地以平面的支承连接相互贴靠，其中在该支承贴靠区域中构成载荷路径型材(12)，并且，上部第二壳体件(15)的参与构成载荷路径型材区域的和/或沿汽车高度轴方向向下与载荷路径型材区域相连的部段这样朝远离第一壳体件(15)的方向弯折，并且直接或间接地支承在第一壳体件(14)的沿汽车高度轴方向观察靠下的水平的L股边(20)上和/或与其相连，使得在载荷路径型材(12)的下部区域中、在第一壳体件(14)和第二壳体件(15)之间构成空心型材区域(17)。
13.按照前述权利要求之一所述的横梁装置，其特征在于，为了纵梁(6)连接到用于平面地支承在横梁(4)上的纵梁支承区域(13)上，设置至少一个纵梁侧的支承法兰(7)。
14.按照前述权利要求之一所述的横梁装置，其特征在于，一体式或多构件式、尤其两构件式的横梁(4)由至少一个热成型的板构件构成，尤其由至少一个模淬的、高强度的板构件构成。
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