CN101138972A

CN101138972A - 具有翻车保护弓架装置的汽车

Info

Publication number: CN101138972A
Application number: CNA2007101490436A
Authority: CN
Inventors: M·弗罗施尔; M·舒尔兹基
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2008-03-12
Also published as: EP1897761A2; JP5306618B2; US20080061542A1; DE102006042284A1; EP1897761A3; JP2008062928A

Abstract

本发明涉及一种具有翻车保护弓架装置的汽车，所述翻车保护弓架装置具有至少一个U形翻车保护弓架、横梁以及具有固定口的连接件，所述固定口固定所述翻车保护弓架的端部。在此，所述连接件可以不仅与外面的而且也与里面的、基本上垂直的和/或水平布置的车身壁体可松开地或不可松开地相连接。此外，在该连接件上布置了支承部位，在这些支承部位上可以固定可折叠的车顶和/或安全带导向杆。

Description

具有翻车保护弓架装置的汽车

技术领域

本发明涉及一种具有翻车保护弓架装置的汽车，该翻车保护弓架装置包括至少一个翻车保护弓架、横梁以及具有固定口的连接件，所述翻车保护弓架的端部就固定在所述固定口中。此外，本发明还涉及一种用于汽车中的翻车保护弓架装置的连接件。

背景技术

汽车中的已经公知的翻车保护弓架装置通常包括一根基本上水平的并且平行于汽车横轴线布置的横梁以及两个大多数为U形的翻车保护弓架。所述翻车保护弓架在这种情况下以朝向汽车中心的端部固定在所述横梁上并且以其朝汽车外侧延伸的第二端部通过连接装置与汽车车身相连接。所述横梁优选同样借助于这个连接装置固定在汽车车身上。

对于这样的翻车保护弓架装置来说已经公开不同的实施方式。因此，比如德国专利DE 102 18 701 C1说明了由轻金属铸件制成的固定架，在所述固定架上所述横梁套装在一体构造在所述固定架上的啮合区段上并且固定在其上面。在此，翻车保护弓架的朝向汽车外侧的端部单独地旋紧在所述固定架的与所述横梁对置的侧面上。在这种实施方式中，车顶轴承集成在所述铸造-固定架中，其中一个可折叠的汽车车顶可活动地铰接在所述车顶轴承中。

欧洲专利申请EP 1 547 874 A1说明了一种翻车保护弓架装置，其中所述翻车保护弓架的朝向汽车外侧的端部明显地超过所述横梁的平面向下延伸。所述翻车保护弓架的这个加长的端部穿过所述横梁，并且与该横梁螺纹连接在一起。在这种螺栓连接上安装了连接片，所述连接片将横梁-翻车保护弓架-固定节点与一个也固定在侧面的车身内壁上的紧固件相连接。此外，所述翻车保护弓架的向下延长的端部与水平延伸的车身壁体螺纹连接在一起，并且在处于所述横梁和水平的车身壁体之间的区域中同样通过一个连接片与所述车身外壁相连接。在这种翻车保护弓架装置上，所述由成形件制成的紧固件在所述车身外壁上具有一个加长段，在该加长段上安装了螺栓及其它紧固件用于支承车顶。

在这些公开的系统上，经常不是如此控制在所述翻车保护弓架装置的部件之间的传力连接，从而达到所述翻车保护弓架装置的对汽车安全性来说十分重要的、与汽车车身之间的连接的最佳负荷能力。此外，这影响到汽车车身的强度。

此外，比如从德国公开文献DE 199 31 224 A1中公开了这一情况，即在翻车保护弓架装置中使用变形元件用于改进翻车保护弓架装置的动力吸收能力，由此产生额外的安装开销。

发明内容

本发明的任务是提供一种具有得到改进的翻车保护弓架装置的汽车，所述翻车保护弓架装置尤其提高了汽车车身的强度。

按照本发明，该任务通过权利要求1或者说权利要求4的主题得到解决。优选的改进方案是从属权利要求的主题。

在一种具有按本发明的实施方式的翻车保护弓架装置的汽车上，所述连接件相应地包括固定口，不仅所述翻车保护弓架的端部，而且所述横梁的端部都固定在该固定口中。所述横梁在此可以比如由普通的管形半成品作为成形件或优选作为挤压型材制造。所述横梁及翻车保护弓架的端部的共同支承的优点是，将这两个部件纳入一个共同的传力连接中，由此实现这一点，即从外面作用于这两个部件中的其中一个的力也可以相应地由另一个部件来吸收，由此使汽车刚性明显提高。

所述在连接件中的固定口在此优选向上敞开并且朝汽车中心的方向敞开。由此所述固定口相应地朝有待固定的部件、翻车保护弓架及横梁的端部的方向敞开。在朝着汽车侧面以及朝着汽车底板的方向上，所述固定口是封闭的。由此所导入的力实际上在所述连接件内部被吸收。在汽车行驶中以及在碰撞的情况下，不会在离开汽车底板的垂直方向上出现危险的力，这些危险力要求在这个方向上有形状配合连接。由于按本发明的翻车保护弓架装置的镜像对称布置，那些水平地沿着汽车横轴线在朝着汽车中心的方向上起作用的力在对置的汽车侧面上被导入汽车车身中。

在此优选如此构造所述翻车保护弓架的其中一个端部以及所述横梁的其中一个端部，使得这两个端部基本上形状配合连接地并且优选地作为一个单位被所述连接件的固定口所固定。一种这样的结构简化了翻车保护弓架装置在汽车中的安装并且能够以符合传力连接的方式将出现的力通过接触面导入所述连接件中。通过在部件棱边或者说部件表面上的支撑也在所述翻车保护弓架及横梁的端部之间进行了力的传递。

为将部件固定在固定口中，也可以设置可松开的紧固件。这方便了安装并且尤其能够在以后更加简单地更换损坏的部件。同样也可以设置不可松开的紧固件。这有利地减少了安装步骤以及在此所需要的部件的数目，降低了该装置的重量并且提高了连接的强度。通过(从汽车一个侧面到另一侧面)连接件-翻车保护弓架端部-横梁-翻车保护弓架端部-连接件这样的布置方式，由此沿汽车横向方向产生了一种极具刚性的装置，该装置作为结构件安装在白车身中并且明显提高白车身的刚度。在这种情况下，所述翻车保护弓架的优选为管状的端部用作变形件，所述变形件比如吸收在侧面碰撞时出现的横向力。由于所述翻车保护弓架的端部额外地被所述固定口围住，这额外地起到增加刚度的作用，所以可以进一步地消减能量。通过所述固定口的在汽车纵轴线的方向上的封闭结构，也可以由所述连接件吸收较大的、倾斜于汽车纵轴线或者沿着汽车纵轴线的方向导入的力。

那些通过翻车保护弓架导入的力也由这个紧凑的、从车身壁体延伸到车身壁体的翻车保护弓架装置进行吸收，这与公知的翻车保护弓架装置相比得到了改进。垂直地作用于所述翻车保护弓架的力在此直接从所述优选面状固定在所述固定口中的翻车保护弓架横截面传递到所述连接件上，并且由此传递到汽车车身中。倾斜地施加在翻车保护弓架上的力根据力的方向不仅被所述横梁而且被所述连接件所吸收，并且导入汽车车身中。

由于结构得到简化并且由此没有对传递力的紧固件的要求，大部分优选通过所述翻车保护弓架装置的单个部件的插塞连接进行的安装可以以大为简化的方式进行。

为解决所说明的任务，优选所述连接件在另一种优选的实施方式中支撑在汽车的外面的及里面的车身壁体上。在此，所述里面的车身壁体可以根据现有的车身结构基本上垂直和/或基本上水平布置。所述里面的车身壁体尤其可以是发动机舱的舱盖。

将所述连接件不仅连接到所述外面的车身壁体上而且连接到里面的车身壁体上，由此实现特别刚性的和牢固的连接，在该连接中可以将导入所述连接件中的力尤其垂直力有利地导入汽车车身中。一方面所述通过双重连接而扩大的连接面有助于此。同样，与外面的及里面的车身壁体的连接可以为不同定向，并且由此可以最佳地吸收不同方向的力。只要比如所述里面的车身壁体基本上为水平走向，那么该连接件就可以在垂直的方向上支撑在其上面，使得所述与外面的大多数基本上垂直的车身壁体的连接仅仅吸收很小的推力。沿水平的汽车纵向方向的拉力-比如在打开铰接在所述连接件上的车顶时就会出现这样的力-也优选通过与基本上水平的里面的车身壁体的连接被吸收，并且减少在所述外面的车身壁体中出现的推力。

按本发明，所述连接件与这两个车身壁体的连接相应地不仅可以构造为可松开的而且可以构造为不可松开的。在此为可松开的连接优选使用紧固件如螺钉、铆钉、螺栓或卡锁连接，为不可松开的连接优选使用连接技术如焊接、钎焊、粘结或不可松开的成形方法。

特别优选以形状配合连接的方式传递大部分由所述连接件通过车身壁体加到车身结构中的力。在此特别优选所述连接件比如在汽车倾翻的情况下可以支撑在水平的车身壁体上。在基本上垂直的车身壁体上，所述连接件也可以支撑在优选集成在这些壁体中的、用于改进力传递的凸起上。

尤其优选同样将车顶轴承集成在所述连接件中。通过所说明的、得到改进的、从所述连接件到车身壁体的力传递以及到所述翻车保护弓架装置中的力传递，不仅可以吸收导入车顶轴承中的横向力而且尤其也可以吸收在打开和关闭时很高的作用在那里的拉力，并且可以将这些力传入汽车车身中。

优选由于前文所述原因同样将布置在汽车车身的这个区域中的安全带导向杆布置在所述连接件上。恰好对乘员保护来说，所述优化的、从安全带导向杆通过所述连接件传入汽车车身中的力传递极为有利，这种力传递通过所述布置在按本发明的汽车中的翻车保护弓架装置来供人使用。

为满足多种多样的、由前面所述的任务及设计方案向所述连接件提出的要求，优选将该连接件构造为焊接、锻造或成形结构。但是尤其优选将该连接件作为铸件制造，因为铸件具有很高的机械强度并且在这种情况下提供对这样的连接件来说所必需的结构上的优点。

在一种特别优选的实施方式中，所述集成在翻车保护弓架装置中的连接件不仅支撑在里面的车身壁体上而且支撑在外面的车身壁体上。由此补充了前面所述的按本发明的优点，由此提供了一种与以往公开的现有技术相比明显得到改进的、具有翻车保护弓架装置的汽车。

在按本发明的具有翻车保护弓架装置的汽车的这种实施方式上，尤其有利的是得到改进的固定方式、到汽车车身中的力传递以及必要时甚至力的消减，所述力一方面通过所述翻车保护弓架或者另一方面比如在侧面碰撞时通过对置的汽车侧面导入汽车车身中。按本发明的可以在汽车中直接集成在汽车乘员的靠背后面的翻车保护弓架装置由此使敞开的汽车的横向刚度明显增加。

在按本发明的汽车中的集成的车顶轴承将所述通过车顶传递到汽车上的力比如来自安全带导向杆的力同样优化地导入汽车车身中，并且由此提高汽车乘员的安全性。

汽车车顶除了锁紧在挡风玻璃上以外仅仅在车顶轴承处固定地与汽车相连接。因此，尤其优选作用于车顶的、在侧风速度很小时也可能较高的横向力被所述处于翻车保护弓架装置的区域中的车顶支承部位所吸收。因此，通过将所述车顶轴承集成在所述翻车保护弓架装置的传力连接中这种方式，充分利用既有的潜力用于使所述车顶轴承稳定。

但是，在行驶过程中打开和关闭车顶时就将最高的力导入所述车顶轴承中。由于大的处于行驶风中的表面，在这种情况下很高的拉力作用在所述车顶轴承上。此外，将所述车顶轴承集成在按本发明的汽车的翻车保护弓架装置中能够简化所述车顶轴承及车顶轴承上的车顶的安装。

在总体上这种特别优选的实施方式的突出之处也在于明显改进所述翻车保护弓架装置的所有部件的安装友好性。这不仅在将所述翻车保护弓架和横梁的端部固定在连接件中这个方面适用，而且在将所述连接件以传递力的方式固定在汽车车身上这个方面也适用，这种固定优选首先在里面的车身壁体的区域中按照至少部分形状配合连接的方式进行。由此还省去额外所需要的紧固件，这证实对汽车重量来说并且对汽车的装配成本来说十分有利。在此不仅省去用于紧固件的成本，而且省去用于将这些紧固件安装在汽车中的成本。在按特别优选的实施方式的翻车保护弓架装置内部的传力连接以及将导入的力传递到汽车车身中证实特别有利。作为所述特别优选的实施方式的另一优点，应该提到所述翻车保护弓架装置的由于简单而有效的结构而减少的在汽车中的空间位置需求。

作为按本发明的汽车的特殊优点，应该强调得到优化的、在所述翻车保护弓架装置的部件之间的传力连接。由此所述对汽车安全性尤其对翻车安全性比如也对汽车刚性尤其横向刚性来说重要的翻车保护弓架连接或者说横梁连接的负荷能力得到显著改进。此外，按本发明的汽车的翻车保护弓架装置避免了传力连接的任意中断或者避免了减少强度的力分布，所述力分布在公知的系统上由于所述横梁及翻车保护弓架的分开的支承而减少了所导入的力的吸收能力。

按本发明的汽车的另一优点就是将所述翻车保护弓架装置作为额外的横向加固件整合在敞开的汽车的安全方案中，该翻车保护弓架装置直接布置在汽车乘员的靠背后面。由于这种汽车没有B柱，所以这种汽车在车门后面的区域中具有的横向刚度得到减小，这通过所述翻车保护弓架装置的使用得到了明显改善。

附图说明

本发明的其它优点、特征及应用方案由以下结合附图所作的说明中获得。其中：

图1是在汽车中按本发明的翻车保护弓架装置的空间视图，

图2是连接件的朝汽车尾部方向看去的空间视图，

图3是连接件的沿图2中穿过固定口的剖切线III-III的剖面图，所述固定口具有布置在其中的所述翻车保护弓架及横梁的端部，并且

图4是连接件的朝汽车前部的方向看去的空间视图。

具体实施方式

图1示出了按本发明的翻车保护弓架装置10的空间视图，在此示出了该翻车保护弓架装置10装入了汽车中。所述翻车保护弓架装置10在此包括两个U形翻车保护弓架11、横梁12以及具有固定口21的连接件20。在该固定口21中分别固定了翻车保护弓架11的一个端部以及横梁12的一个端部。所述在两侧布置在横梁及车身内壁之间的连接件20构造为镜像对称的。在接触面22处，所述连接件20固定在外面的车身壁体23上。在示范性的实施方式中，所述连接件20一方面形状配合连接地、但是附加地借助于螺栓28固定在外面的车身壁体上。

所述连接件20在水平方向上通过所述接触面25并且附加地在垂直方向上通过所述接触面26支撑在里面的车身壁体上，所述里面的车身壁体在所述示范性的实施方式中由发动机舱的舱盖构成。在所示出的实施方式中，没有在所述接触面25和26上安装其它的紧固件。

所述翻车保护弓架11的朝向汽车纵向中轴线的端部以合适的方式固定在所述横梁中或上面。所述翻车保护弓架的指向所述外面的汽车壁体的方向的端部固定在图2中示出的连接件20的固定口21中。

图3示出了连接件20的沿图2中剖切线III-III的剖面图，该剖切线III-III穿过所述固定口21以及所述翻车保护弓架11及横梁12的处于该固定口21中的端部。所述横梁12在这种示范性的装置中在出现沿纵向方向(横向于汽车纵轴线)的负荷时通过所述翻车保护弓架11的端部支撑在连接件中并且由此支撑在所述外面的车身壁体23上。在这种情况下利用了所述翻车保护弓架11的额外地被所述固定口包围的管形端部的横向稳定性。在出现一种负荷时会出现沿汽车的纵向方向或者在垂直方向上作用于汽车的力，在出现这种负荷时这些力直接地或者部分通过所述翻车保护弓架11的端部传入所述连接件中并且由此传递到汽车车身上。导入的很高的力在此导致所述翻车保护弓架11的横截面的变形，其中所述连接件20的固定口21同样遭受变形。

图4示出了从汽车尾部朝汽车前部的方向看去的连接件20。在该视图中，可以看出集成在该连接件中的车顶轴承30，所述车顶可旋转地铰接在该车顶轴承30上。导入车顶中的横向力以及尤其在打开和关闭行驶的汽车时出现的拉力被所述车顶轴承30所吸收，并且通过所述连接件20并且通过该连接件的接触面22、25和26导入汽车车身中。同样在这里示出了一根安全带导向杆32，该安全带导向杆32在碰撞情况下同样将很高的力导入汽车车身中。

Claims

1.具有翻车保护弓架装置的汽车，该翻车保护弓架装置具有至少一个翻车保护弓架(11)、横梁(12)以及具有固定口(21)的连接件(20)，在该固定口(21)中固定着所述翻车保护弓架的端部，其特征在于，所述横梁(12)的端部固定在这个固定口(21)中。

2.按权利要求1所述的汽车，其特征在于，所述固定口(21)向上以及朝汽车横轴线的方向敞开。

3.按权利要求1或2中至少一项所述的汽车，其特征在于，所述翻车保护弓架(11)是U形的。

4.尤其按权利要求1所述的汽车，其具有连接件(20)，在该连接件(20)上布置了横梁(12)和翻车保护弓架(11)的端部，其特征在于，所述连接件(20)支撑在外面的及里面的车身壁体上。

5.按权利要求4所述的汽车，其特征在于，所述连接件(20)支撑在所述里面的车身壁体上，所述里面的车身壁体基本上为垂直的和/或基本上为水平的。

6.按权利要求4或5中至少一项所述的汽车，其特征在于，所述连接件(20)可松开地与所述里面的和/或外面的车身壁体相连接。

7.按权利要求4或5中至少一项所述的汽车，其特征在于，所述连接件(20)不可松开地与所述里面的和/或外面的车身壁体相连接。

8.按前述权利要求中任一项所述的汽车，其特征在于，在所述连接件(20)上铰接可折叠的车顶。

9.按前述权利要求中任一项所述的汽车，其特征在于，所述连接件(20)具有至少一个支承部位，在该支承部位上布置安全带导向杆(32)。

10.按前述权利要求中任一项所述的汽车，其特征在于，所述连接件(20)构造为组合的部件，尤其构造为焊接结构，构造为成形件，尤其构造为锻造件，或者构造为原型件(Urformteil)，尤其构造为铸件。