CN100340446C - 前壁模件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车的前壁模件(1)以及一种具有所述前壁模件的汽车。本发明的前壁模件形成确定汽车的乘员室的前壁的至少一个区域，其中所述前壁模件含有功能单元。所述前壁模件具有一个连接到车辆的两个纵梁上的罩盖件(20)。

Description

前壁模件

技术领域

本发明涉及汽车的一种前壁模件以及一种汽车。

背景技术

在制造汽车时，通常车辆包含一个自支承的车体，其中为了界定沿行驶方向看去的车辆内部，所述车体包含一个所谓的“前壁”，所述前壁例如设计成属于车体的钢板件。这样一个钢板件在其上端通常连接到一个空心梁(一个所谓的“窗弓(windowbow)”)，所述空心梁安排在前壁上方并且产生对汽车的一个挡风玻璃的下连接表面。

这种通常的结构形态的优点是，一个车体可以以一种基本上流体密封的方式预制并且带有一个刚性的结构。然而其缺点是，在前壁区域中的功能单元，譬如一个内部通风用的风扇、电子电路部分等等需要以一种非常昂贵的方式个别地组装在前壁中。因此在制造过程中产生相当的成本，并且更换各个功能单元同样地是非常高成本的。

英国专利GB2329363A说明了一种用于一个汽车的前壁模件。这形成界定汽车内部的前壁的上部区域。所述的前壁内部包含一个用于内部通风的风扇作为一个功能单元。

这种公知的前壁模件特别是具有减少制造成本的优点，因为已经积木化预制的功能单元可以合并进汽车中。然而缺点是，这种设计不能满足高的安全要求。而且在组装时，把这种公知的前壁经车辆内部送入前壁的区域中可能变得有些问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车的前壁模件和一种汽车，所述汽车的前壁模件和汽车可以用较少的成本制造和修理，而且还可以满足高的安全要求。

该目的通过一种前壁模件以及含有所述前壁模件汽车而达到。所述前壁模件用于形成限定汽车内部的前壁的至少一个区域，其中所述前壁模件含有功能单元，并且所述前壁模件包含一个连接到车辆的两个纵梁上的衍梁。

一个不昂贵而且可靠的结构是借助于根据本发明的前壁模件附加地含有一个可以到汽车的两个纵梁上的衍梁的事实成为现实。

与迄今固定连接的车辆结构不同，一个附加的梁整合进前壁构件中，这明显地提高了在前壁区域中车体的刚性。借助于此，以前通常的空心梁的部分稳定性任务可以转移到前壁的上部以及下部区域中，从而对车辆总体产生较大的设计自由度。

借助于此还可能，还以较小的车辆尺度得到尽可能大的车辆内部，车辆内部可以以实际上无限的方式修饰。通过把根据本发明的衍梁附着到(通常是两个)沿纵方向在车体的外侧延伸的纵梁上，可以确保甚至更好的防撞安全性(passive safety)。这在一个方面涉及侧面碰撞表现，因为由于所述衍梁降低了汽车的横向(从而从侧面压扁机动车内部的)可形变性。而且也改善了前碰撞表现，因为防止了穿透前壁模件进入汽车内部。

而且根据本发明的衍梁对汽车绕纵轴线的抗扭强度起作用，并且因此进一步提高了行驶舒适性和车体的长期稳定性。

一个特别优选的实施方式提出，所述衍梁可以用一种非直接配合(positive fit)，例如经过螺丝，连接到其余的前壁模件部分上。因此，可以以一种简单的方式用非常稳定的材料(例如，一个异型钢板)制造并且可以一种简单的方式，例如用螺丝拧到前壁模件上。这特别轻易地可以在前壁模件外侧进行，也就是在前发动机的车辆中朝向发动机空间进行。通过可以分离衍梁和其余的前壁模件部分，还使之可能对于不同系列的车辆，各自相应地只连接不同的衍梁，而前壁模件的其它方面相互无改变。通过非直接连接(优选螺丝连接，附加地可以在一定的情况下使用一种粘接以进行密封)，还变得在修理的情况下达到一种简单的可分离性，不需要例如担心在焊接时损坏油漆涂层(带有随之而来的腐蚀问题)。然而，当然还可以提出任何直接配合或者材料配合连接方法(特别是胶合)。

另一个有利的实施方式提出，衍梁可以用一种非直接配合，优选地通过螺丝，连接到汽车的纵梁上。这有利于制造车辆以及前壁模件的更换。可以在汽车制造的相对较晚阶段把前壁模件从引擎空间完整地(并且特别地“从上方”)插入。在此不需要焊接并且不损坏车辆的油漆涂层。在此同时特别优选地是汽车的纵梁为衍梁提供一个附着表面。在一定的情况下，还可以在以前的车体制造过程中在纵梁上焊接适当的固附件，这在连接区域中提供一个附加的稳定性。通过这样的固附件，通过改变固附件，还可轻易地使例如由带有均一衍梁尺寸的前壁模件，适应做成不同尺寸的车体的前壁模件(带有相同的衍梁)。在此，当然除了在此说明的有利的非直接配合连接之外，还可以提供直接配合或者材料配合连接，特别是胶接。

一个特别有利的另一个实施方式提出在前壁模件中容纳若干功能单元。这些功能单元例如可以是一个(或者几个)内部通风的风扇、一个内部空气过滤器、一个内部通风的加热体、一个空调装置的蒸发器、一个通风道系统、一个汽车内部中的元件的电子控制的控制单元、一个连接到所述控制单元的电缆外护套管、一个气囊或者类似物。

从而使之可能在车辆的预制过程中在前壁模件内就已经相互连接这些个别的功能单元。另一个特别有利的实施方式提出，前壁模件包含所谓的“集线器”，所述集线器连接到所述电缆外套筒或者连接到控制单元。这些集线器可以起前壁构件与其余的汽车部分(从而，例如，与马达电子电路、门锁、照明等等)之间的电气接口的作用。这些集线器可以例如附着在前壁模件的横向外侧。借此可以有特别方便的标准数据总线对集线器的连接，并且通过简单地更换集线器，使得可以有把前壁模件对不同型号系列的电气或者电子连接。

此外，特别有利的另一个实施方式提出前壁模件具有一种带有一个外壳(罩)的空腔结构，其中所述外壳由向着汽车内部的一个前壁内部分和背离汽车内部的一个前壁外部分形成。由此使之可能使各个功能单元容纳在前壁模件的内部，并且一方面避免受潮气和水湿影响等，另一方面由于这些功能单元在碰撞的情况下不对车辆乘员产生任何危险而提高防撞安全性。考虑到可简单制造或者可修理性，可以提出一种“分层结构”，其中各个功能单元作为“子模件”分层放在前壁外部和内部之间。用这样一种壳样舱室结构，诸如空调设备之类的各个功能单元可以并入到已经预制好的前壁模件中。用此方式，用对汽车的特定配件，还可以在制造过程中简单地实现不同客户的希望，或者可以在较后的时间改装这些特定配件。

其它有利的实施方式还提出前壁模件本身对强化和提高车辆的安全性起作用。从而，例如把前壁外部和/或前壁内部连接成带有连接于其上(例如以一种蜂窝结构的方式连接)的塑料的金属的混合部分。因此提供了一种可简单制造性，在重复利用时简化了材料分离并且制造成本低。而且还可以在前壁模件的上部区域提供其它的支承部分，例如一个空心梁，所述空心梁在此承担一个“窗弓”的作用。通过在此情况下汽车的壳不需要含有已经在以前固定的窗弓的事实，可以有一个更加简单的前壁模件组装(“从上方”，从而不需要从车辆内部)。

在同时使之可能在前壁模件上已经包含一个“水盒”用于收集从汽车的挡风玻璃流下的液体，所述水盒例如可以已经含有刮水器马达等等。

根据本发明的前壁模件可以施加于各种车辆类型，为了为车辆乘员的脚提供一个特别大的空间，把前壁模件用于填充前壁的上区是适当的，其中只在前壁下区提供一个做成异型件的或者设有空腔的钢板组合件。特别地，为将来采用“缆线驾驶”，在前壁模件的前壁内部分上设置一个方向盘轴的容器以控制汽车是非常有用的。由此，该操纵单元几乎与所述壳分离。在通过在制造过程中提供不同的前壁模件就可以实现一个右驾驶盘或者左驾驶盘车辆。还可以在以后方便地改装。

附图说明

下面参照附图说明本发明。附图中

图1a至1d示出在汽车中经根据本发明的一个前壁模件的几个剖面图，

图2示出根据本发明的汽车的一个部分的透视前视图，

图3示出在一个车辆中根据本发明的前壁模件的各个部分的分解图，

图4a至4r根据本发明的前壁模件的各个部分。

具体实施方式

图1a示出经带有根据本发明的一个前壁模件的车辆的一个横剖面图。图中示出在驾驶员座位区域中的一个横剖面。

下文更详细地说明前壁模件1。

这形成沿行驶方向界定汽车内部的一个汽车前壁的上部区域。前壁模件1在顶部邻接一个前风挡玻璃22，而在底部连接车辆地板2c以及车辆地板的一个加强件2d，所述加强件2d属于汽车的一个壳并且形成车辆前壁的下部区域。前壁模件形成前壁的上部区域。前壁模件在其指向一个引擎空间与汽车内部相隔的一侧包含一个衍梁20，所述衍梁借助螺丝连接件把在车辆纵侧上延伸的两个纵梁相互连接，衍梁20用一种非直接配合(用螺丝)连接到其余的前壁模件部分。其余的前壁模件部分含有一个前壁外部分21，衍梁20用螺丝拧在所述前壁外部分21上。

前壁外部分21以及前壁内部分6相互连接形成一个带有一个外壳的空腔结构，其中所述外壳由朝向汽车内部的前壁内部分6和背离汽车内部的前壁外部分21形成。

几个功能单元容纳在该空腔内，下文中更详细地说明其功能和安排。在此是，例如一个过滤器盒16中的一个过滤器15、一个风扇10、一个电缆外护套管17、一个除霜器槽8、一个通风道系统7。所述风扇10以一种层样结构安排在一个空调设备前壁9与一个空调设备后壁11之间，所述空调设备前壁9与空调设备后壁同样地将在下文更详细地说明。向汽车内部，一个用之可以电控制汽车的转向轴5连接到前壁内部分6。变通地或者附加地当然还可以提供液压或者机械的传向力传动。

一个水盒(腔)19附着在前壁模件的上侧，并且该水盒同样地属于前壁模件并且收集从汽车的前风挡22流下的液体。所述水盒19以及前壁模件上部区域中的前壁外部分21从而在前风挡玻璃22的连接区形成一个用于在汽车的前挡风玻璃区域中稳定前壁模件的空心梁24。以此方式实现一个上横梁，一个所谓的“窗弓(window bow”)”。然而还可以对该区域中的车体提出一个附加的横梁用于连接两个A-柱。

前壁模件1用螺丝拧到汽车的车体2上。除了在A-柱区域内加横向螺丝以外，还可以在朝向底板的区域25中加螺丝。

图1b示出经本发明的一个车辆的一个与图1a的横剖面平行的横剖面图。与图1a中相同的标号在此图中示出相同的元件，因此不再作说明，以免重复。在图1b中在前壁模件下侧示出一个控制单元3，并且此单元电连接到电缆外护套管17。

图1c又示出一个与图1a和图1b的横剖面平行的横剖面图，显示一个在前乘客座位区域的截面图。在前壁内部分6的上侧附着有一个气囊4，所述气囊4朝向汽车内部由一个仪表盘遮盖，所述仪表盘在图中没有示出。

图1d示出经根据本发明的前壁模件在方向盘轴某高度处的横剖面图。

在此可以很好地看出根据本发明的前壁模件具有一个，在图1d中从左向右的，分层的结构。

从左边开始首先可以看到一个衍梁20。如在结合图1a至1c观察时已经可以看到那样，所述衍梁具有一个拱形的走向(最高点在车辆中部)。在横剖面上，衍梁20基本上是“U字”形的并且包含彼此间隔开的加强筋。所述衍梁20用螺丝拧在前壁外部分21上。前壁外部分21在其外侧具有一个金属皮，所述金属皮在其内侧由一个蜂窝状塑料结构加强。其上连接一个绝热层18。再向右然后附着一个其内含有一个过滤器15的过滤器盒16(分别在车辆每侧)。接着，安排一个连接到在左和在右车辆侧上的集线器14的电线外护套管，但是在此图中看不到(在图1c中由标号7指代)。这些集线器产生前壁模件和车辆其余部分之间的电气接口。它们起例如连接到马达电子电路、或者连接到门锁、连接到照明灯等等的作用。还有在这些集线器的区域中还进行一种优选地把前壁模件用螺丝拧到汽车的A-柱上的连接。集线器可以在其尺寸或者接口定义上与各种车型匹配。从而可以为同一个前壁外部分组合各种集线器。

在图1d中，再向右看，作为下一个位置，可以看到空调设备后壁11，所述后壁11与进一步向右安排的空调设备前壁9一起形成一个空腔。一个吹风机10、一个空调设备12的蒸发器以及一个发热体13在每个车侧附着在此空腔中。在右边，连接至空调设备前壁9上的是除霜器槽8(参见图1c)以及在汽车内部空间分布空气的通风道系统7。其上连接一个前壁内部分6，在前壁内部分6上固定转向轴5。在图3中，可以看到前壁内部分6设有一个朝向汽车内部的外皮，其中组装排放[件]27、一个中间仪表盘28和一转向轴罩29。

还要说明通过在根据本发明的前壁模件上的连接件的中间连接，可以把本发明的前壁模件适配于不同车体宽度。

图2示出组装在汽车的车体2上的一个前壁模件的透视图。

衍梁20用螺丝拧在前壁模件的前壁部分21上。衍梁20用螺丝拧在汽车的一个纵梁2a上。为了表示清楚，在图2中只示出单个纵梁，一个平行于所述纵梁的纵梁也位于根据图2所示车辆的右侧，但是在此图中没有示出。纵梁2a在其上端包含一个属于所述纵梁的连接器2b，所述连接器2b起简单连接到衍梁20上的作用。在图2中同样地可以方便地看到螺丝孔27，所述的螺丝孔27起把前壁模件用螺丝拧到汽车的A柱的区域上或者拧到由车体部分2c和2d形成的下前壁的区域中的作用。

下面参照图3中的分解图说明用图4a至图4r说明的根据本发明的对象的各个部件。

图3示出一个车体2，带有一个车地板2c以及车地板的加强件2d和一个向前突出的纵梁2a。一个对此更加详细的图示从图4a得出(在图4a中特别地还示出属于纵梁2a的连接器2b，所述连接器以后可以用螺丝拧到衍梁20上)。在图4a中开放的上前壁区域(在图4a中用带圆圈的标号33指代)由前壁模件1关闭。此前壁模件1形成前壁的同时，在其背离汽车内部一侧包含一个前壁外部分21(参见图3)。所述前壁外部分21构成为一个混合的部分。它由一个附着在背离车辆内部空间的一侧上的金属壁21a和一个带有交叉支柱或者一个蜂窝状结构的塑料部分21b构成，所述塑料部分21b朝向车辆内部安排。前壁外部分参见图4a和4c，其中还可以看出螺丝孔27。同时，图4b示出从车辆内部观察的前壁外部分21，而图4c示出一个从相反方看的图示。一个有基本上U字形横截面的衍梁20形式的加强件用螺丝拧到前壁外部分21的背离车辆内部一侧。这用螺丝拧到衍梁2a上(在衍梁的细节方面还参见图4d)。一个水盒19用螺丝拧到前壁外部分21上，所述水盒19含有刮水器马达30(水盒参见图4e)。

作为向着车辆内部的另一个层，设有一个用于隔音和隔热的隔离件18，所述隔离件连接进前壁外部分(参见图4f)。由此进一步向车辆内部看的是用于车辆每一侧的带有含于其中的过滤器15的过滤器盒16(参见图4h和4i)。

还连接一个电缆外护套管17(参见图4g)，电缆外护套管17在车体的A-柱区域中在右侧和左侧的横向出口与集线器14(参见图4j，此图中示出右侧的集线器)连接。作为下一层，连接一个空调的子构件。一个空调设备后壁11(参见图4k)以及一个空调设备前壁9(参见图4o)包括对车辆内部空间进行空调的各个元件。这些元件是(分别分开地对每半个车在左侧和右侧)：一个蒸发器12(参见图4l)、一个加热体13(参见图4m)以及一个风扇10(参见图4n)。由于所有的空调装置一起编组进一个单个子模件中，这可以非常容易地更换，或者可以依据客户的希望个性地实现(可供选择地，无空调设备、有空调设备、自动空调〔[装置])。然后，除霜器槽8在左侧和右侧连接到空调设备前壁9以及用于在内部空间分布空气的通风道系统7(参见图4p)。最后，连接前壁内部分6，所述前壁内部分6连接到外部分21从而囊括所有刚才说明的部件。前壁内部分和外部分实际上可以在同时用任何材料构成，优选地塑料或者金属板(件)。

在左侧和右侧，加强异型件31附着在前壁内部分以容纳转向轴5。一个控制单元3可以附着在前壁模件1以下。在内部侧面，一个用于装饰的外皮26连接到前壁内部分6(还参见图4q)。这含有一个排放器27、一个中间仪表盘28以及一个转向轴5的罩(镶板)29。

然后方向盘32连接到转向轴5上(还参见图4r)。

Claims (18)

1.一种用于汽车的前壁模件(1)，用于形成限定汽车内部的前壁的至少一个区域，其中所述前壁模件含有功能单元，

其特征在于，

所述前壁模件包含一个连接到车辆的两个纵梁(2a)上的衍梁(20)。

2.如权利要求1所述的前壁模件，其特征在于，

所述衍梁(20)用一种非直接配合连接到其余的前壁模件部分上。

3.如上述权利要求之一所述的前壁模件，其特征在于，

所述衍梁(20)用一种非直接的配合连接到纵梁(2a)上。

4.如权利要求1所述的前壁模件，其特征在于，

所述衍梁(20)具有一种基本上U字形的横截面。

5.如权利要求1所述的前壁模件，其特征在于，

所述功能单元包括内部通风的风扇(10)、过滤器(15)、内部通风的加热体(13)、空调装置的蒸发器(12)、通风道系统(7)、电控汽车内部元件的控制单元(3)、连接到所述控制单元的电缆外护套管(17)、以及气囊(4)中的一个或至少一个。

6.如权利要求5所述的前壁模件，其特征在于，

前壁模件包含连接到电缆外护套管(17)的集线器(14)，作为前壁模件和其余车辆部分的电气接口。

7.如权利要求6所述的前壁模件，其特征在于，

集线器(14)连接在前壁模件的横向外侧。

8.如权利要求1所述的前壁模件，其特征在于，

所述前壁模件具有一个带有一个外壳的空腔结构，其中所述外壳由向着汽车内部的一个前壁内部分(6)和背离汽车内部的一个前壁外部分(21)形成。

9.如权利要求8所述的前壁模件，其特征在于，前壁外部分(21)和/或前壁内部分(6)设计成一个金属和塑料的混合部件。

10.如权利要求8所述的前壁模件，其特征在于，前壁内部分(6)包含一个用于控制汽车的转向盘轴(5)的容器和/或用于仪表盘的容器。

11.如权利要求8所述的前壁模件，其特征在于，功能单元至少部分地安排在外壳内。

12.如权利要求8所述的前壁模件，其特征在于，所述前壁模件具有一个分层的结构，其中把各个功能单元作为子模件分层地布置在前壁外部分(21)和内部分(6)之间。

13.如权利要求1所述的前壁模件，其特征在于，所述前壁模件在一个上部区域中具有一个空心梁(24)，用于在汽车的挡风玻璃(22)的区域中稳定前壁模件(1)。

14.如权利要求1所述的前壁模件，其特征在于，所述前壁模件包含一个水盒(19)，用于收集从汽车的挡风玻璃(22)流下的液体。

15.一种汽车，其特征在于，含有如权利要求1至14之一所述的前壁模件。

16.如权利要求15所述的汽车，其特征在于，前壁模件(1)形成汽车前壁的上部。

17.如权利要求16所述的汽车，其特征在于，前壁的下部分具有一个空心的截面。

18.如权利要求15至17之一所述的汽车，其特征在于，汽车在前壁的背离内部的一侧包含一个驱动马达。

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