CN113710562B - 用于车辆的车身前端结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于双轨迹车辆的车身前端结构,其带有A柱(11),从A柱在车辆纵向(x)上向车辆前方伸出有上部轮罩纵梁(15)且从A柱在车辆纵向(x)上向车辆前方伸出有关于上部轮罩纵梁(15)向车辆内部偏移的下部车身纵梁(7),其中,在车辆横向(y)上延伸有横向组件(17),并且在横向组件(17)与上部轮罩纵梁(15)之间的内角区域中布置有减振支柱罩(27),在其处在车辆纵向(x)上向车辆前方且在车辆竖向(z)上向车辆下方联接有限制轮罩内部(10)的轮罩板件(29),轮罩板件将下部车身纵梁(7)与上部轮罩纵梁(15)相连接,其中,在尤其带有较小侧向交叠的正面碰撞中,减振支柱罩(27)在车辆纵向(x)上以碰撞力(FC)受载。根据本发明,车身前端结构具有板拉力带(37),其将减振支柱罩(27)与下部车身纵梁(7)以传递力的方式相连接。板拉力带(37)在正面碰撞情况中提供负载路径(L),抵抗碰撞力(FC)的拉力经由该路径作用于减振支柱罩(27)。

Description

用于车辆的车身前端结构
技术领域
本发明涉及一种根据本发明的用于车辆的车身前端结构(Karosserie-Vorbaustruktur)。
背景技术
在带有仅略微侧向交叠(small overlap)的车辆正面碰撞(中存在以下问题,即碰撞力不被直接导入前侧的保险杠横梁中和进一步到车身纵梁中。而是在这些特殊的事故情形(Unfallkonstellation)中,力导入绕过保险杠横梁经由侧向的车身上部结构(也就是说经由上部轮罩纵梁(Radhaus-Laengstraeger)和经由减振支柱罩(Federbeindom))进行直到相应的上部A柱结节(Saeulenknoten)中。并行于此,力导入经由面向碰撞的车轮(也就是说其轮辋)进行到处于其之后的、限制车辆内部空间的端壁中。
由文件DE 102013010563A1已知一种这种类型的用于车辆的车身前端结构。车身前端结构具有在两侧布置的A柱,从其相应的上A柱结节在车辆纵向上向车辆前方伸出有上部轮罩纵梁并且从其相应的下A柱结节在车辆纵向上向车辆前方伸出有关于上部轮罩纵梁向车辆内部偏移的下部车身纵梁,其中,在这两个A柱之间延伸有横向组件,并且在横向组件与上部轮罩纵梁之间的内角区域中布置有减振支柱罩,在其处在车辆纵向上向车辆前方且在车辆竖向上向车辆下方联接有限制轮罩内部的轮罩板件,轮罩板件将下部车身纵梁与上部轮罩纵梁相连接,其中,在尤其带有较小侧向交叠的正面碰撞中,减振支柱罩在车辆纵向上以碰撞力受载。
对于上面所说明的事故情形,由于略微的侧向交叠将较强的碰撞冲击传递到轮罩板件上和到减振支柱罩上。这可导致在A柱处侵入。
由文件DE 102016008062A1已知一种汽车车头(Kraftwagenbug)。由文件EP3197751B1和由文件DE 102014219433A1相应已知一种用于机动车的前车厢的车身组件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车身前端结构,其以较小的在制造技术上的额外耗费在正面碰撞时保证增强地消除碰撞力。
该目的通过本发明来实现。本发明的优选的改进方案在说明书中公开。
根据本发明,车身前端结构具有板拉力带(Blech-Zugband)。板拉力带将减振支柱罩以传递力的方式与下部车身纵梁相连接。在带有较小侧向交叠的正面碰撞情况中,板拉力带提供负载路径,抵抗碰撞力的拉力经由该负载路径作用于减振支柱罩,以避免由碰撞引起的减振支柱罩向车辆后方移位。因此,借助于板拉力带将碰撞冲击部分地传递到下部车身纵梁上,下部车身纵梁将其吸收并且借助于变形能消除。以该方式可明显减小在A柱处的侵入。
在一技术实现方案中,板拉力带可在上部接合部位处连结在减振支柱罩处并且可在下部接合部位处连结在下部车身纵梁处。在前端结构的进一步加强方面优选的是,板拉力带在中间接合部位(也就是说在上部接合部位与下部接合部位之间)处连结在轮罩板件处。优选地,接合部位中的每个通过多个点焊部位来实现。特别优选地,板拉力带和轮罩板件可在中间接合部位处形成加强轮罩板件的双重壁结构。双重壁结构可连续地在减振支柱罩与下部车身纵梁之间延伸。在双重壁结构中,轮罩板件和板拉力带可大面积地相互贴靠。
为了进一步加强上面所提到的双重壁结构,可提供有加强板件。由此得到三板结构,在其中轮罩板件、板拉力带和加强板件相互尤其以点焊连接相连接。三板结构优选地可与上部接合部位有间距地且与下部接合部位有间距地来布置,以便在上部/下部接合部位处避免在制造技术上难以设计的四板结构。加强板件可在双重功能中作为承载托架(Tragkonsole)起作用,其承载功能单元、尤其驱动设备。在碰撞情况中到减振支柱罩上的无缺陷的拉力传递方面优选的是,由板拉力带提供的负载路径从下部车身纵梁向车辆后部向上部导臂平面(Lenkerebene)(减振支柱罩布置在其中)的方向延伸。在该情况中,得到足够大的抵抗碰撞力的拉力纵向分量。如果板拉力带在下部车身纵梁处的下部接合部位以一纵向偏移布置在板拉力带在减振支柱罩处的上部接合部位之前,得到这样的负载路径。
下部车身纵梁在通行实践中构造为空心型材支架,亦即带有U型材件(U-Profilteil),其在车辆横向上向车辆外部敞开。U型材件可在上部法兰连接处和在下部法兰连接处利用外部遮盖件来封闭。外部遮盖件能够以遮盖件超出部(Ueberstand)向车辆上方伸出超过上部法兰连接。在该情况中,在下部接合部位中遮盖件超出部可(尤其通过点焊)连结在轮罩板件处,亦即以自由的高度偏移在车身纵梁的上部法兰连接之上。板拉力带、轮罩板件和遮盖件超出部可在该情况中形成三板结构,在其中板拉力带、轮罩板件和遮盖件超出部相互连接。附加地,板拉力带可与车身纵梁的上部法兰连接一起形成三板结构,在其中板拉力带、遮盖件和U型材件相互连接。
对于车身纵梁的上部/下部法兰连接,U型材件和遮盖件的上部/下部边缘法兰(Randflansch)相应彼此(尤其通过点焊)相连接。
为了在正面碰撞情况中进一步加强车身前端结构,可设置有加强板件,其与板拉力带分离地将减振支柱罩以传递力的方式与下部车身纵梁相连接。
减振支柱罩可实施为板成型件,亦即带有水平取向的上部支撑基础(Abstuetzbasis),在其处可支撑减振支柱头。上部的水平支撑基础可在车辆纵向上向车辆前方过渡到竖直的减振支柱前壁中,并且在车辆横向上向车辆内部过渡到竖直的减振支柱罩内壁中。加强板件可与板拉力带有间距地仅在减振支柱罩内壁处相连结。与此相对,板拉力带不仅可在减振支柱罩内壁处而且可在减振支柱罩前壁处相连结。在该情况中,板拉力带在上部接合部位处包握在减振支柱罩内壁与减振支柱罩前壁之间的过渡棱边。
附图说明
接下来根据附图来说明本发明的实施例。其中:
图1以粗略示意性的图示从上方示出了用于执行带有略微侧向交叠的正面碰撞的试验性结构(Versuchsaufbau);
图2以透视性的部分视图从内部示出了车身前端结构;以及
图3示出了沿着图2中的剖切平面yz的示意性剖视图。
具体实施方式
在图1中示出了试验性结构,利用其来模拟与障碍物4的带有仅略微侧向交叠的车辆碰撞,在其中在车辆处的碰撞面很大程度上在侧向上处于所示出的前侧保险杠横梁5之外。出于清楚性原因,在车辆中仅示出了对于本发明的理解必需的构件。如此,在保险杠横梁5处在车辆纵向x上向后联接有两个车身纵梁7。在图1中仅示出了车身前端结构的一车辆侧。车身前端结构的未示出的右侧参照纵向中间平面6镜像地来实施。
车身纵梁7形成下部纵梁平面并且在车辆横向y上观察在车辆前轮9的相应的轮罩10内伸延。附加地,设置有上部轮罩纵梁15,其形成上部纵梁平面。
车身前端结构具有在车辆横向y上彼此相对而置的两个A柱11,在图1中仅示出其中的上部A柱结节13。在上部A柱结节13中,上部轮罩纵梁15以及横向组件17汇合。在横向组件17中,可集成有模块横梁(Modulquertraeger)19、端壁21以及水箱23。模块横梁19经由所示的固定部位20构件刚性地固定在上部A柱结节13处。横向组件17经由固定部位构件刚性地固定在A柱11处。如由图1进一步得悉的那样,在横向组件17与上部轮罩纵梁15之间的内角区域绷撑有减振支柱罩27。减振支柱罩27不仅在横向组件17处而且在上部轮罩纵梁15处固定地连结,由此构件刚性地加强在横向组件17与上部轮罩纵梁15之间的内角区域。
轮罩板件29在车辆纵向x上向车辆前方以及在车辆竖向z上向车辆下方联接在减振支柱罩27处并且将下部车身纵梁7以传递力的方式与上部轮罩纵梁15相连接。
如由附图进一步得悉的那样,实现为板成型件的减振支柱罩27具有水平取向的上部支撑基础31,未示出的减振支柱头可支撑抵靠其。减振支柱罩支撑基础31在车辆纵向x上向车辆前方过渡到竖直的减振支柱前壁33(图2)中,并且在车辆横向y上向车辆内部过渡到竖直的减振支柱罩内壁35中。
在图1至图3中提供有板拉力带37,其在上部接合部位F1处通过点焊连结在减振支柱罩27处(也就是说不仅在减振支柱罩前壁33处而且在减振支柱罩内壁35处)。板拉力带37此外在下部接合部位F2处连结在下部车身纵梁7处。此外,板拉力带37在中间接合部位F3处直接连结在轮罩板件29处,亦即在形成双重壁结构39(图3)的情况下,双重壁结构连续地在减振支柱罩27与下部车身纵梁7之间延伸并且在双重壁结构中轮罩板件29和板拉力带37大面积地贴靠。
为了加强双重壁结构39,在图2中提供有加强板件41,由此得到三板结构,在其中轮罩板件29、板拉力带37和加强板件41相互通过点焊相连接。三板结构在图2中不仅与上部接合部位F1有间距地而且与下部接合部位F2有间距地来布置。加强板件41在图2中附加地作为承载托架起作用,未示出的驱动设备可支撑到其上。
如由图2进一步得悉的那样,下部接合部位F2以纵向偏移Δx布置在上部接合部位F1之前。
由图3此外得悉,下部车身纵梁7具有U型材件43,其在车辆横向y上向车辆外部敞开并且在上部法兰连接47和下部法兰连接49处利用外部遮盖件45来封闭。在图2或图3中,外部遮盖件45以超出部51向车辆上方伸出超过上部法兰连接47。在该板件结构中,下部接合部位F2如下来实现:如此,在下部接合部位F2中超出部51连结在轮罩板件处,亦即以高度偏移Δz在车身纵梁7的上部法兰连接47之上。板拉力带37、轮罩板件29以及超出部51在此形成三板结构,在其中板拉力带37、轮罩板件29和超出部51相互通过点焊连接相连接。
此外,在下部接合部位F2中板拉力带与车身纵梁7的上部法兰连接47一起同样形成三板结构,在其中板拉力带37、外部遮盖件45以及U型材件43相互通过点焊相连接。
在图2中,除了板拉力带37之外还安装有另外的加强板件53。该另外的加强板件53将减振支柱罩27(也就是说减振支柱罩内壁35)以传递力的方式与下部车身纵梁7相连接。在图2中,该另外的加强板件53与轮罩板件29一起同样形成构件刚性的双重壁结构,经由其在带有略微侧向交叠的正面碰撞情况中可在上部导臂平面与下部导臂平面之间传递拉力和/或压力。
在带有较小侧向交叠的正面碰撞中,减振支柱罩27在车辆纵向(x)上以碰撞力FC(图2)向车辆后方受载。沿着由板拉力带37提供的负载路径L中的一个(图2)伸延的拉力抵抗向车辆后方作用的碰撞力FC。由此,可避免由碰撞引起的减振支柱罩(27)向车辆后方移位。如由图2得悉的那样,负载路径L向车辆后部向上部导臂平面(减振支柱罩27布置在其中)的方向伸延。作用于减振支柱罩27的拉力因此具有抵抗碰撞力FC的拉力纵向分量FX
附图标记清单
4障碍物
5保险杠横梁
6纵向中间平面
7车身纵梁
9车轮
10轮罩内部空间
11A柱
13上部A柱结节
15上部轮罩纵梁
17横向组件
19模块横梁
21端壁
23水箱
27减振支柱罩
29轮罩板件
31减振支柱罩支撑基础
33减振支柱罩前壁
35减振支柱罩内壁
37板拉力带
39双重壁结构
41加强板件
43U型材件
45外部遮盖件
47上部法兰连接
49下部法兰连接
51超出部
53另外的加强板件
F1,F2,F3板拉力带的接合部位
FC碰撞力
FX拉力纵向分量
Δx纵向偏移
Δz高度偏移
L负载路径。

Claims (15)

1.一种用于双轨迹车辆的车身前端结构,其带有A柱(11),从所述A柱在车辆纵向(x)上向车辆前方伸出有上部轮罩纵梁(15)并且从所述A柱在所述车辆纵向(x)上向车辆前方伸出有关于所述上部轮罩纵梁(15)向车辆内部偏移的下部车身纵梁(7),其中,在车辆横向(y)上延伸有横向组件(17),并且在所述横向组件(17)与所述上部轮罩纵梁(15)之间的内角区域中布置有减振支柱罩(27),在所述减振支柱罩(27)处在所述车辆纵向(x)上向车辆前方且在车辆竖向(z)上向车辆下方联接有限制轮罩内部的轮罩板件(29),所述轮罩板件将所述下部车身纵梁(7)与所述上部轮罩纵梁(15)相连接,其中,在正面碰撞中,所述减振支柱罩(27)在所述车辆纵向(x)上以碰撞力(FC)受载,其特征在于,所述车身前端结构具有板拉力带(37),其将所述减振支柱罩(27)与所述下部车身纵梁(7)以传递力的方式相连接,并且所述板拉力带(37)在正面碰撞情况中提供负载路径(L),抵抗所述碰撞力(FC)的拉力分量(FX)经由所述负载路径作用于所述减振支柱罩(27),以避免由碰撞引起的所述减振支柱罩(27)向车辆后方移位,其中,所述板拉力带(37)在上部接合部位(F1)处连结在所述减振支柱罩(27)处,并且所述板拉力带(37)在下部接合部位(F2)处连结在所述下部车身纵梁(7)处,并且其中,所述板拉力带(37)在所述上部接合部位(F1)与所述下部接合部位(F2)之间的中间接合部位(F3)处连结在所述轮罩板件(29)处。
2.根据权利要求1所述的车身前端结构,其特征在于,所述正面碰撞具有小的侧向交叠。
3.根据权利要求1所述的车身前端结构,其特征在于,所述上部接合部位(F1)、所述下部接合部位(F2)以及所述中间接合部位(F3)中的每个具有多个点焊部位。
4.根据权利要求1所述的车身前端结构,其特征在于,所述板拉力带(37)和所述轮罩板件(29)在所述中间接合部位(F3)处形成双重壁结构(39),所述双重壁结构连续地在所述减振支柱罩(27)与所述下部车身纵梁(7)之间延伸并且在所述双重壁结构中所述轮罩板件(29)和所述板拉力带(37)大面积地贴靠。
5.根据权利要求4所述的车身前端结构,其特征在于,为了加强所述双重壁结构(39),提供有加强板件(41),在形成三板结构的情况下,在所述三板结构中所述轮罩板件(29)、所述板拉力带(37)和所述加强板件(41)相互连接。
6.根据权利要求5所述的车身前端结构,其特征在于,所述轮罩板件(29)、所述板拉力带(37)和所述加强板件(41)相互以点焊连接相连接。
7.根据权利要求5所述的车身前端结构,其特征在于,所述三板结构与所述上部接合部位(F1)有间距地且与所述下部接合部位(F2)有间距地布置。
8.根据权利要求5所述的车身前端结构,其特征在于,所述加强板件(41)是承载托架,其承载功能单元。
9.根据权利要求8所述的车身前端结构,其特征在于,所述功能单元是驱动设备。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的车身前端结构,其特征在于,所述下部接合部位(F2)以长度偏移(Δx)布置在所述上部接合部位(F1)之前,从而在所述正面碰撞中所述负载路径(L)从所述下部车身纵梁(7)向车辆后部向所述减振支柱罩(27)所布置在的上部导臂平面的方向延伸,以形成抵抗所述碰撞力(FC)的拉力分量(FX)。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的车身前端结构,其特征在于,所述下部车身纵梁(7)具有U型材件(43),其在所述车辆横向(y)上向车辆外部敞开,并且所述U型材件(43)在上部法兰连接(47)和下部法兰连接(49)处以外部遮盖件(45)封闭,并且所述外部遮盖件(45)以超出部(51)向车辆上方伸出超过所述上部法兰连接(47)。
12.根据权利要求11所述的车身前端结构,其特征在于,所述板拉力带(37)在下部接合部位(F2)处连结在所述下部车身纵梁(7)处,并且在所述下部接合部位(F2)中所述超出部(51)以在所述上部法兰连接(47)之上的高度偏移(Δz)连结在所述轮罩板件(29)处。
13.根据权利要求11所述的车身前端结构,其特征在于,所述板拉力带(37)、所述轮罩板件(29)和所述超出部(51)形成三板结构,在其中所述板拉力带(37)、所述轮罩板件(29)和所述超出部(51)相互连接。
14.根据权利要求11所述的车身前端结构,其特征在于,所述板拉力带(37)与所述上部法兰连接(47)一起形成三板结构,在其中所述板拉力带(37)和所述外部遮盖件(45)和所述U型材件(43)相互连接。
15.根据权利要求1-9中任一项所述的车身前端结构,其特征在于,所述车身前端结构具有另外的加强板件(53),其与所述板拉力带(37)分离地将所述减振支柱罩(27)以传递力的方式与所述下部车身纵梁(7)相连接,并且/或者所述减振支柱罩(27)具有水平取向的上部支撑基础(31),其在车辆纵向(x)上向车辆前部过渡到竖直的减振支柱前壁(33)中,并且在所述车辆横向(y)上向车辆内部过渡到竖直的减振支柱罩内壁(35)中,并且/或者所述另外的加强板件(53)与所述板拉力带(37)有间距地连结在所述减振支柱罩内壁(35)处,并且/或者所述板拉力带(37)不仅连结在所述减振支柱罩内壁(35)处而且连结在所述减振支柱罩前壁(33)处。
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