CN107031724B - 用于改善碰撞保护的底盘-副车架设置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于改进碰撞保护的位于优选自支撑车身上用于车辆(1)的底盘‑副车架设置，该底盘‑副车架设置包含底盘‑副车架(9)，底盘‑副车架(9)被附接到车身并且经由多个紧固装置(5)连接到高承载车身部件(2)，其中底盘‑副车架(9)通过至少一个紧固装置(5)经由牺牲板(3)间接地连接到承载车身部件(2)。牺牲板(3)被设计为由于在底盘‑副车架(9)和牺牲板(3)之间大体沿车辆纵向方向上作用的特定相关力而使紧固装置(5)从牺牲板(3)中拉出，立即出现底盘‑副车架(9)在车辆纵向方向上查看的向后的位移运动的情形，其中连接到牺牲板(3)的紧固装置(5)凭借牺牲板(3)相对于承载车身部件(2)设置，以在紧固装置(5)被拉出之后使紧固装置(5)能够在车辆纵向方向上向后自由移动，而不与承载车身部件(2)或其它承载车身部件(2)相互作用。

Description

用于改善碰撞保护的底盘-副车架设置

技术领域

本发明涉及用于改进碰撞保护的位于优选自支撑车身上的车辆底盘-副车架设置。

背景技术

当代车辆车身在前车轮悬架区域中设置有非常刚性的底盘-副车架，由此改进车辆的横向力的吸收以及方向稳定性。而且，在该设计中，包括前车轮悬架的整个传动系能够以在生产技术方面有利的方式在车辆组装期间作为完整的组装模块装配到车身中。

然而，该设计引起与车辆乘员碰撞保护相关的问题。因此，为了保护车辆乘员，尤其是在车辆正碰撞的情形中，从现有技术中已知许多措施，其中通过车体部件的塑性变形将车辆的动能转换为变形能量，并且由此意图防止乘员过大的加速度。然而，当装配底盘-副车架时，实际上期望改进方向稳定性的刚度阻止副车架区域中的车身变形区域充分变形。

例如，专利文献EP 1 510 444 B1公开了用于改进车辆碰撞保护的底盘-副车架设置，其中在车辆正碰撞的情况下直接紧固在承载车身部件上的底盘-副车架与车身部件分离并且向后移位。在该情形中，在沿车辆纵向方向上查看的后悬挂点处，通过由承载车身部件形成的斜坡将副车架推到乘客舱下方。在其后悬挂点处，通过被纵向力削弱的紧固板将副车架间接地连接到承载车身部件，所述紧固板在副车架朝向后方的位移运动的情形下对应地变形。

此外，在专利文献EP 2 017 163 B1中公开了具有底盘-副车架的车身前部结构，所述前部结构在后悬挂点通过紧固装置直接连接到车身。在车辆正碰撞的情况下，副车架在其后悬挂点处与车身分离。

专利文献US 5,884,963公开了一种车身结构元件，该元件在车辆正碰撞的情况下通过其变形以及通过进一步变形引导在乘客舱下方的底盘-副车架来转换动能。

专利文献US 8,646,792 B2公开了一种具有底盘-副车架的车辆车架结构，在由于车辆正碰撞引起副车架位移运动的情况下，吸收表面与车架结构相互作用，以便通过附加变形作用来转化动能冲击能量。

因此，为了改进碰撞保护，总体提出在车辆正碰撞的情况下，由于车身部件的特定程度的变形，底盘-副车架与车辆结构分离并且在车辆结构下方相对于车辆纵向方向被推向后部。在这种情况下，紧固装置——例如安装螺栓——从承载车身部件中拉出或剪断，底盘-副车架通常利用该紧固装置紧固到车身的高承载部件。例如，为了制造高承载车身部件，目前大量使用具有脆性特性的硼钢，但这存在当车辆正碰撞情况下底盘-副车架的紧固装置从车身部分拉出时承载车身部件断裂或甚至破裂的风险。但这引起承载车身部件明显的弱化以及由此车辆的零变形。而且，在副车架分离和在车辆车身下方位移之后，还存在被拉出的紧固装置(例如螺栓)在其移位过程中与其它承载车身部件相互作用的风险，例如被卡在其它承载车身部件上，由此也能够通过上述作用损坏承载车身部件并且因此使其弱化。

发明内容

基于该背景，本发明的目的是提供一种用于车辆的底盘-副车架设置，其在车辆正碰撞的情况下允许车身的变形区域有效变形而不受底盘-副车架的阻碍。

该目的通过具有以下说明书中所阐述的特征的底盘-副车架设置实现。

应当提及，在以下说明书中单独阐述的特征可以以任何技术上可行的方式组合在一起并且公开本发明的进一步的实施例。本说明书尤其另外结合附图描述和说明了本发明。

根据本发明，一种用于改进碰撞保护的位于优选自支撑车身上用于车辆——尤其是机动车辆——的底盘-副车架设置，其包含底盘-副车架，底盘-副车架被附接到车身并且经由多个紧固装置连接到高承载车身部件。底盘-副车架通过至少一个紧固装置经由牺牲板间接地连接到承载车身部件。由此可以理解的是，通过紧固装置将底盘-副车架优选地直接连接到牺牲板，该牺牲板相应地也优选地直接连接到承载车身部件。根据本发明，牺牲板被设计为由于在底盘-副车架和牺牲板之间大体沿车辆纵向方向上作用的特定相关力而使紧固装置从牺牲板中拉出，立即出现底盘-副车架在车辆纵向方向上查看的向后的位移运动的情形，其中连接到牺牲板的紧固装置凭借牺牲板相对于承载车身部件设置，以在紧固装置被拉出之后使紧固装置能够在车辆纵向上向后自由移动，而不与承载车身部件或其它承载车身部件相互作用，例如卡在部件上。以这种方式，可以确保在正碰撞事件中，车身变形区域能够不受底盘-副车架阻碍地变形，在一方面由于正碰撞事件，副车架可以在车辆纵向上不受阻碍地向后移动，并且另一方面，同时没有损坏承载车身部件。

本发明一个有利的实施例提供的是至少一个紧固装置在沿车辆纵向查看时距离前部最远的第一紧固位置处被连接到牺牲板，并且牺牲板在沿车辆纵向查看时距离前部最远的第二紧固位置处被连接到承载车身部件。在该情形中应理解的是，该牺牲板也可以作为整体在多个紧固位置和/或紧固点连接到承载车身部件，例如以线性或平面方式，然而其中至少一个紧固位置表示为沿车辆纵向查看时距离前部最远的紧固位置。其代表在承载车身部件上沿车辆纵向查看时距离前部最远的牺牲板的紧固点。

而且，在该实施例中提供的是，在沿车辆纵向查看时距离前部最远的第一紧固位置被设置在距离前部最远的第二紧固位置后方。这确保在出现底盘-副车架的纵向位移时，紧固装置立即开始从牺牲板中拉出，而不以损坏的方式与例如通过紧固装置连接牺牲板的承载车身部件相互作用，例如卡在承载车身部件上，并且因此在牺牲板侧上的该紧固位置处释放副车架。在该情况下，可以有利地使用撕裂操作以转换碰撞动能。

优选地，根据本发明进一步有利的实施例，相对于车辆纵向上作用的纵向力以限定的方式通过结构手段弱化牺牲板，从而确保紧固装置从紧固板中拉出。例如，牺牲板的限定弱化部分被设计为至少一个孔，以便由于在车辆纵向上作用的特定纵向力加载而使连接到牺牲板的至少一个紧固装置被向后拉出离开牺牲板。类似地，例如也可以基于在对应点处的它的厚度来弱化牺牲板。

本发明进一步有利的实施例提供的是牺牲板由具有比承载车身部件的材料强度更低的尤其是钢的材料制造。该性能还确保在底盘-副车架和牺牲板之间的足够的相对力下，连接到牺牲板的紧固装置能够从所述牺牲板中拉出。另一方面，例如通过对应选择牺牲板的厚度，也可以确保底盘-副车架在承载车身部件上连接的疲劳强度，该强度对于车辆操作而言是足够的。

为了实现车身的高度刚性以及传输高载荷的能力，高承载车身部件可以至少部分由硼钢制造。虽然这样的钢通常是相对脆的，但凭借根据本发明的底盘-副车架设置，通过使用牺牲板将底盘-副车架附接到承载车身部件，在车辆正碰撞事件中通过将紧固装置从牺牲板中拉出而不存在损坏承载车身部件的风险。根据本发明，可以由具有类似性能的任何其它合适的钢来代替硼钢，例如由两相钢代替。

根据本发明进一步有利的实施例，连接到牺牲板的紧固装置沿车辆纵向大体上由连接到车身的支撑部件支撑在第二平面中，第二平面与牺牲板上的紧固平面隔开。该支撑部件——例如支撑板——容许另外吸收沿车辆纵向作用的力，这在车辆常规操作期间出现。由此，可以改进底盘-副车架与承载车身部件连接的疲劳强度。在一方面，支撑部件被设计为例如优选地通过底盘-副车架的位移运动的变形而使它大体不阻碍由车辆正碰撞所引起的底盘-副车架的位移运动。该支撑部件另外用作紧固装置的扭矩辅助，由此底盘-副车架被附接到牺牲板。

在优选实施例中，连接到牺牲板的紧固装置是螺栓，该螺栓螺纹连接到焊接螺母，该焊接螺母被焊接到牺牲板。然而，也可以想到其它合适的螺母，例如铆接螺母、圆顶螺母。

由于在车辆正碰撞事件中，上述方式的底盘-副车架不会负面地阻碍车身变形区域的变形，因此为了改进车辆底盘-副车架的方向稳定性，底盘-副车架可以配置为弯曲刚性和扭转刚性的底盘元件。

附图说明

在本发明的示例性实施例的下述具体实施方式中公开了本发明的进一步的特征和优势，该具体实施方式不应被理解为限制的并且在下文中参照附图更详细地描述。示意性地在这些图中：

图1从下方示出了车辆前部的局部透视图；

图2示出了图1所示的车辆底面区域的放大详细透视图；

图3示出了图2所示的详细视图的平面视图；

图4示出了根据本发明的底盘-副车架设置的局部透视图，该底盘-副车架处于车辆准备操作的状态；以及

图5示出了在车辆正碰撞之后的图4的底盘-副车架设置。

具体实施方式

在各附图中，功能方面相同的部件总是设有相同的附图标记，因此通常只描述一次。

图1从斜下方示出了车辆1前部的局部透视图。车辆1包含根据本发明的底盘-副车架设置，在图1中仅部分地示出。车辆1包含自支撑车身，在图1中具体标识了仅它的两个高承载车身部件2。在图1中，可以进一步标识的是，在每种情况下，牺牲板3被连接到承载车身部件2，其功能将在下文中更详细地描述。

图2示出了图1所示的车辆1的车辆底面区域的放大详细透视图。尤其在图2中示出了，连接有牺牲板3的左侧承载车身部件2周围的区域。在图2中，清楚地标识了接收开口4，所述接收开口配置在牺牲板3中并且作为用于紧固装置5的第一紧固位置，具体是沿车辆纵向查看的离前部最远的第一紧固位置4，在图2中未示出紧固装置5(如参见图4)。在图2所示的底盘-副车架设置的实施例中，牺牲板3经由紧固凸缘6固定连接到承载车身部件2。在图2中以7标识了牺牲板3的第二紧固位置，该第二紧固位置位于承载车身部件2上相对于车辆纵向方向离前部最远处。

图3示出了图2所示详细视图的平面视图。在图3中，在各自情况下通过虚线轮廓线突出了承载车身部件2。在图3中可以清楚地看出，用于紧固装置5(未示出)的牺牲板3的第一紧固位置4被设置在牺牲板3的第二紧固位置7的后方，第一紧固位置4在以车辆纵向上查看距离前部最远，第二紧固位置7在承载车身部件2上距离前部最远。尤其地，在两个车身部件2连接到一起的情况下紧固位置4也设置到承载车身部件2的位置之后。

图4示出了根据本发明的底盘-副车架设置8的局部透视图，该底盘-副车架设置处于车辆1准备操作的状态。副车架设置8包含连接到车身的底盘-副车架9，底盘-副车架9尤其配置为弯曲刚性和扭转刚性的底盘元件。在图4的局部视图中，如图2和3中沿车辆1行驶方向查看时，仅示出了副车架设置8的左侧区域。如图4中所标识的，利用紧固装置5经由牺牲板3间接地将底盘-副车架9连接到承载车身部件2。在实施例中所示的底盘-副车架设置8中被连接到牺牲板3的紧固装置5是螺栓，该螺栓被螺纹连接到焊接到牺牲板3上的焊接螺母。

从图4中进一步示出的是，在所示的底盘-副车架设置8中，连接到牺牲板3的紧固装置5通过被连接到车身和/或承载车身部件2的支撑部件10支撑在第二平面中，第二平面大体在车辆纵向方向上与牺牲板3上的紧固装置5的紧固平面隔开，支撑部件是例如支撑板。除了紧固装置5和牺牲板3之外，该部件主要用于吸收车辆操作期间沿车辆纵向方向作用的力，从而改进底盘-副车架9与承载车身部件2的连接的进一步的疲劳强度。支撑部件10也用作紧固装置5的扭矩辅助。

图5示出了在车辆1正碰撞之后的图4的底盘-副车架设置8以及底盘-副车架9在车辆纵向方向上向后的对应位移。如图5中标识的，底盘-副车架设置8的牺牲板3被设计为由于底盘-副车架9和牺牲板3之间大体沿车辆纵向作用的特定相关力而使紧固装置5从牺牲板中拉出，紧接着出现从车辆纵向方向上查看的底盘-副车架9向后的位移运动。通过在承载车身部件2上的这里所述的牺牲板3的设置以及通过由此相对于承载车身部件2固定紧固装置5的几何设置，在沿车辆纵向拉出紧固装置5之后，紧固装置5能够自由向后移动，而不与车身部件2或其它承载车身部件相互作用(例如卡在部件上)以及损坏所述车身部件。如上文已经进一步描述的，为此，在牺牲板3中的第一紧固位置4(参见图2和3)和/或接收开口4处，紧固装置5被连接到所述牺牲板，其中牺牲板3相应地在第二紧固位置7连接到承载车身部件2，在沿车辆纵向上查看时第二紧固位置7距离前部最远。由于沿车辆纵向查看时距离前部最远的第一紧固位置4设置在距离前部最远的第二紧固位置7后方，因此，作为车辆正碰撞的结果，底盘-副车架9出现沿车辆纵向查看的向后的位移运动之后，立即开始从牺牲板3中拉出紧固元件5。通过牺牲板3在底盘-副车架设置8所示的示例性实施例中另外推进该过程，牺牲板3由比承载车身部件2大体更有延展性的钢来制造，承载车身部件2优选地由硼钢制造。

如图5中标识的，在车辆1正碰撞以及底盘-副车架9在车辆纵向方向上对应位移的情形中，支撑部件10并非大体限制牺牲板3的基本功能，其容许紧固件5能够向后拉出。支撑部件10通过底盘-副车架9向后位移运动而简单变形。

已经参照附图中示出的示例性实施例更详细地描述了根据本发明的底盘-副车架设置。然而，该底盘-副车架设置并非限定于这里所述的实施例，也可以包含具有相同功能的进一步的实施例。因此，例如也可以想到以类似的方式将根据本发明的底盘-副车架设置用于车辆后部以改进后方碰撞事件中的碰撞保护。

在优选的实施例中，根据本发明的底盘-副车架设置被用在机动车辆中。

附图标记列表

1 车辆

2 高承载车身部件

3 牺牲板

4 接收开口，离前部最远的第一紧固位置

5 紧固装置

6 紧固凸缘

7 离前部最远的第二紧固位置

8 底盘-副车架设置

9 底盘-副车架

10 支撑部件

Claims (9)

1.一种用于改进碰撞保护的位于自支撑车身上用于车辆（1）的底盘-副车架结构，所述底盘-副车架结构包含底盘-副车架（9），所述底盘-副车架（9）被附接到所述车身并且经由多个紧固装置（5）连接到承载车身部件（2），其中所述底盘-副车架（9）通过至少一个所述紧固装置（5）经由牺牲板（3）间接地连接到所述承载车身部件（2），

其特征在于，

所述牺牲板（3）被设计为由于所述底盘-副车架（9）和所述牺牲板（3）之间的大体沿车辆纵向方向上作用的特定相关力而在出现所述底盘-副车架（9）在所述车辆纵向方向上查看的向后位移运动的情形下立即使所述紧固装置（5）从所述牺牲板（3）中拉出，其中连接到所述牺牲板（3）的所述紧固装置（5）凭借所述牺牲板（3）相对于所述承载车身部件（2）设置，以在所述紧固装置（5）被拉出之后使所述紧固装置（5）能够在所述车辆纵向上向后自由移动，而不与所述承载车身部件（2）或其它承载车身部件（2）相互作用；

至少一个所述紧固装置（5）在沿所述车辆纵向查看时距离前部最远的第一紧固位置（4）处被连接到所述牺牲板（3），并且所述牺牲板（3）在沿所述车辆纵向查看时距离所述前部最远的第二紧固位置（7）处被连接到所述承载车身部件（2），并且在沿所述车辆纵向查看时距离所述前部最远的第一紧固位置（4）被设置在距离所述前部最远的所述第二紧固位置（7）后方。

2.根据权利要求1所述的底盘-副车架结构，

其特征在于，

所述牺牲板（3）相对于在所述车辆纵向上作用的纵向力以限定的方式被结构手段弱化。

3.根据权利要求1所述的底盘-副车架结构，

其特征在于，

所述牺牲板（3）的具有被设计为至少一个孔的限定弱化部分，以由于在所述车辆纵向上作用的特定纵向力加载而使连接到所述牺牲板（3）的至少一个所述紧固装置（5）被向后拉出离开所述牺牲板（3）。

4.根据权利要求1所述的底盘-副车架结构，

其特征在于，

所述牺牲板（3）由具有比所述承载车身部件（2）的材料强度更低的材料制造。

5.根据权利要求1所述的底盘-副车架结构，

其特征在于，

所述牺牲板（3）由钢材料制造。

6.根据权利要求1所述的底盘-副车架结构，

其特征在于，

所述承载车身部件（2）至少部分由硼钢制造。

7.根据权利要求1所述的底盘-副车架结构，

其特征在于，

连接到所述牺牲板（3）的所述紧固装置（5）沿所述车辆纵向通过连接到所述车身的支撑部件（10）大体上支撑在第二平面中，所述第二平面与所述牺牲板（3）上的紧固平面隔开。

8.根据权利要求1所述的底盘-副车架结构，

其特征在于，

连接到所述牺牲板（3）的所述紧固装置（5）是螺栓，所述螺栓螺纹连接到焊接螺母，所述焊接螺母被焊接到所述牺牲板（3）。

9.根据上述权利要求中的任一个所述的底盘-副车架结构，

其特征在于，

所述底盘-副车架（9）配置为弯曲刚性和扭转刚性的底盘元件。

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