CN101602381A - 车辆横梁和车辆 - Google Patents

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CN101602381A CNA2009101344871A CN200910134487A CN101602381A CN 101602381 A CN101602381 A CN 101602381A CN A2009101344871 A CNA2009101344871 A CN A2009101344871A CN 200910134487 A CN200910134487 A CN 200910134487A CN 101602381 A CN101602381 A CN 101602381A
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马茨·埃尔林福什
安德斯·弗雷德里克松
伦纳特·奥尔松
贡纳尔·哈尔诺伊斯
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Abstract

一种用于车辆(10)的横梁(20)及车辆,所述横梁设置为当安装于车辆(10)的底盘(16)上时基本沿着车辆(10)的横向(Y)方向延伸,在横梁(20)上两个匹配机械部件中的第一机械部件(26)被设为安装在指定位置(P)中,两个匹配机械部件被设为接合的以紧固和/或锁紧所述车辆(10)的发动机罩(12)。指定位置(P)附近的区域包含至少一个机械削弱可变形部分(30),其设置成当横梁(20)安装于车辆底盘(16)上且与行人的碰撞事故中受到撞击或压缩力时比横梁(20)的大部分其余部更易于变形,从而有助于横梁(20)在指定位置(P)附近的变形,由此使第一机械部件(26)相应地设置为在发生碰撞的事故中从其指定位置(P)可控地移动。

Description

车辆横梁和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的横梁以及包含这种横梁的车辆。
背景技术
在车辆和行人的碰撞中,行人首先撞击车辆的前部,然后撞击车辆的发动机罩(引擎罩)。虽然车辆发动机罩可设计成相对可变形,但是由发动机罩盖住的发动机通常不可变形,这意味着变形能力取决于发动机罩与发动机之间的间隙尺寸。
近些年来在一些国家已经有规定生效,所述规定对受到车辆碰撞的行人头部伤害严重程度有限制。这将导致更多更为先进的发动机罩设计,例如将发动机罩设置为在与行人的碰撞中使用机械(弹簧力)或烟火式装置将其表面从坚硬的发动机元件推开数厘米。
例如,美国专利US 5385212公开了一种用于机动车辆的车辆发动机罩,其中车辆发动机罩被提升以提供间隙,使得发动机罩可以变形来对撞击进行缓冲。可通过在有撞击施加于发动机罩前缘时将发动机罩总成设置为朝后移动并枢转来获得这种间隙。然而这种发动机罩不能够在所有类型的撞击情况中有效地保护行人。特别是在儿童与车辆的碰撞中,儿童头部可能在更为接近发动机罩前缘的位置撞上发动机罩。
对后面的这个问题的解决方案公开于公开号为EP 1842746的欧洲专利申请中,其涉及一种用于车辆的发动机罩。发动机罩包含具有前端和尾端的发动机罩部分,以及用于在正常使用期间当发动机罩关闭时将发动机罩部分的自由端锁定至车体的锁止撞针。锁止撞针设置为通过在发动机罩部分的内侧与锁止撞针之间延伸的至少一个延长臂与发动机罩部分间隔开。该延长臂的至少一部分构成延长臂的削弱部分。该削弱部分被设置为用于当该延长臂受到超过预定值的负载时使得发动机罩部分和锁止撞针可以绕几何轴线相对枢转,从而在行人与发动机罩部分之间发生碰撞的情况下允许发动机罩部分朝下移动。
然而发动机罩通常通过隐藏的锁销固定或锁定至车辆底盘的坚硬横梁,锁销包含两个匹配的机械部分,第一部分安装在车辆底盘的横梁上,第二部分安装在发动机罩上。发动机罩锁销通常由具有高抗拉强度的材料(例如金属)制成,使得其可承受锁销使用中发生的力。因此发动机罩锁销构成了一种可能在与行人的撞击事故中起作用的坚硬元件。
发明内容
本发明的目的是提供一种对行人友好的横梁,车辆发动机罩锁销的部分可安装在其上,从而在车辆与行人的碰撞事故中降低伤害行人的风险。
本发明的目的通过一种用于车辆或车辆车身平台(platform)/底盘上的横梁实现,所述横梁被设置为在安装于车辆的车辆底盘上时基本上沿车辆的横向(Y)方向延伸。设置成接合以固定和/或锁定车辆发动机罩的两个匹配机械部件中的第一个被设为安装在该横梁上的指定位置处。该横梁的邻近该指定位置的一部分包含至少一个机械削弱可变形部分,其设置成用于当该横梁被安装在车辆底盘上且在与行人的碰撞事故中受到撞击或压缩力时,该机械削弱可变形部分在与行人的碰撞事故中比横梁的大部分其余部分更易于变形。由此将有助于横梁在指定位置附近的变形,从而第一机械部件被设置为在碰撞事故中从其指定位置处可控地移动。
本发明是基于这样的观点,在撞击中坚硬的发动机罩锁销加剧了对行人的伤害,且可通过触发其中安装有发动机罩锁销的第一机械部件的位置附近的横梁的变形来增加发动机罩锁销区域的能量吸收能力。通过采用带有至少一个机械削弱可变形部分的横梁,在撞击事故中发动机罩锁销施加给行人的力将会减小,其可减小行人受到的伤害量或伤害的严重性。而且,横梁的变形将导致更为平滑的撞击,因为在最初撞击期间力量程度较小而能量吸收较高。
这种横梁的另一个优点是,虽然其在碰撞事故中将行人受到伤害的风险降低至相当程度,但由于没有侵占有限的发动机厢空间,其将不会限制车辆制造商的设计选择。另外,横梁为车辆制造者提供了最大的自由度来对于行人保护取得优化的设计,而无需额外的部件且只需非常小的额外制造工作。
而且,该至少一个机械削弱部分构成至少一个被动触发器,如果横梁受到均力则该被动触发器将因此引发横梁的受控变形。即在该至少一个机械削弱可变形部分的区域首先发生局部变形。横梁的能量吸收将因此受到该至少一个机械削弱可变形部分的区域的最大可能变形限制。然而第一机械部件可设置为可移动的以便于其引发除横梁以外的车辆元件(例如车辆的隔栅或挡泥板)的变形,由此进一步吸收与行人的碰撞事故中的能量。
用于本文中的“行人”的表述应理解为表示人类或其他生物,并包括使用交通工具(例如自行车或摩托车)的人类,因此不局限于步行的人类。
“可控地移动”的表述应理解为表示横梁包含至少一个机械削弱可变形部分,其具体地设为允许构成发动机罩锁销的第一机械部件以可控的方式移动。
“横梁的指定位置附近的区域”的表述应理解为表示紧邻着指定位置的区域,或在第一机械部件安装于横梁上时在其外边界10cm范围内的区域。应注意的是,指定位置可为横梁上的某个位置,或仅仅是一个开口,第一机械部件的至少部分可以由该开口支撑或穿过该开口。
“比横梁的大部分其余部分更易于变形”的表述应理解为表示,无论横梁是否进一步包含开口或一个或多个相对薄弱部分(例如边缘),横梁响应于均匀施加在其上的撞击或压缩力,将在指定位置附近显示出比横梁的大部分更大的变形,这里,横梁的“大部分”其余部分大于横梁其余部分的50%。
根据本发明的一个实施例,该至少一个机械削弱可变形部分包含至少一个厚度减少的区域和/或至少一个开口和/或至少一个部分,该部分包含比制成其余横梁的材料更易于变形的材料。相比于横梁的其余部分,或相比于横梁连接于车辆底盘或一些其他车辆元件区域附近的横梁厚度,横梁在该至少一个机械削弱可变形部分的厚度可减少至少20%,优选地减少至少50%。开口可具有一致或不一致的形状,或在车辆的X、Y和/或Z方向上具有一致或不一致的尺寸。
总体上,车辆包含底盘结构,其具有一对纵向延伸的纵梁,所述纵梁由多个横梁互相连接起来,和/或多个横梁安装于其上。通常通过在纵梁内开口附近设置支架而将横梁连接至车辆底盘的纵梁,该支架接收每个横梁的端部且焊接至纵梁以及横梁的端部,以将横梁固定至纵梁。然而应当注意的是根据本发明的横梁,其可例如为纵梁隔栅开口加固装置(GORen),其无需直接连接至车辆底盘的纵梁而可直接连接至车辆的任何其他元件,也就是可直接或间接连接至车辆底盘。例如,根据本发明的一个实施例的横梁可以在两个前照明灯壳之间或挡泥板之间延伸。而且横梁无需延伸车辆的整个宽度(按照车辆的横向方向Y测量)。
根据本发明的另一个实施例,该至少一个机械削弱可变形部分延伸不超过200mm或更大的距离,延伸最大100mm的距离或延伸最大50mm的距离。
根据本发明的又一个实施例,该至少一个机械削弱可变形部分被设置成在与行人的碰撞事故中允许第一机械部件总体上在车辆的垂直(Z)方向上移动,即总体上仅在Z方向上移动。
根据本发明的一个实施例,该至少一个机械削弱可变形部分被设置成在与行人的碰撞事故中允许第一机械部件总体上在车辆的纵向(X)方向上移动,即总体上仅在X方向上移动。
根据本发明的另一个实施例,该至少一个机械削弱可变形部分被设置成在与行人的碰撞事故中允许第一机械部件总体上在车辆的横向(Y)方向上移动,即总体上仅在Y方向上移动。
根据本发明的又一个实施例,该至少一个机械削弱可变形部分被设置成在与行人的碰撞事故中允许第一机械部件总体上在车辆的XZ平面中移动。
根据本发明的一个实施例,该至少一个机械削弱可变形部分被设置成在与行人的碰撞事故中允许第一机械部件总体上在车辆的XY平面中移动。
根据本发明的又一个实施例,该至少一个机械削弱可变形部分总体上包围所述第一机械部件。
本发明还涉及第一机械部件安装于其上或连接于其上的横梁。
本发明还涉及包含根据本发明任何实施例的横梁的车辆。本发明具体地(但并非排他地)旨在用在轿车、卡车、客车、重型载货车辆或任何其他使用道路的车辆或移动物体中。
附图说明
下文中将参考下列附图通过非限定性例子进一步说明本发明。应注意的是附图无须按比例绘制且出于清楚的目的可放大特定特征的尺寸。
图1为根据本发明实施例的车辆的侧视图。
图2为根据本发明实施例的车辆的部件的俯视图。
图3为根据本发明实施例的横梁的前视图。
图4为根据本发明实施例的横梁的表面的侧视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明一个实施例的车辆10的侧视图。该车辆10包含发动机罩12,即,覆盖发动机或车辆前部的厢体并允许接近发动机厢/厢体以保养和维修的元件。发动机罩12可由钢铁、铝玻璃纤维、碳纤维或任何其它合适的材料制成并可在其后面或侧面铰接或以其他方式连接至车辆。该车辆在如虚线圈所示的区域14还包含隐藏的发动机罩锁销,其由高抗拉强度的材料(例如钢铁)制成。然而,隐藏的发动机罩锁销不需要位于车辆10前方且车辆10横向中心处的区域14中。
车辆10沿横向方向Y、纵向方向X和垂直方向Z延伸。
图2显示了车辆底盘16的示意性俯视图,其包含两个纵向纵梁18。构成底盘16的一部分或构成车身一部分的两个横梁20、22安装于纵向纵梁18上并分别位于车辆的前部和后部。应注意的是车辆10可能包含任何数量的横梁,且发动机罩锁销的第一机械部件安装于其上的横梁20无须如图1和2所示的位于车辆10的最前面。而且,纵梁18以及横梁20、22无须为直的并且平行设置。出于清楚的目的,在图2中显示了所示的四轮车辆10的车轮24的位置。
车辆10包含发动机罩锁销,所述发动机罩锁销包含两个匹配的机械部件(未显示),第一机械部件安装于车辆10前部的横梁20上如虚线圈所示的区域14中。该两个机械部件被设置成接合以便于紧固和/或锁定车辆10的发动机罩12,即暂时将发动机罩12紧固或锁定至横梁20。
图3显示了根据本发明一个实施例的横梁20的前视图,即,当发动机罩12打开时站在车辆的前方并沿车辆10的纵向方向X观察横梁20时所看到的视图。该横梁20(在本发明的任何实施例中)可包含金属(例如钢铁)或由金属(例如钢铁)组成。在图示的实施例中,在安装于车辆底盘16上时,横梁20基本上沿车辆10的横向(Y)方向延伸。在图示的实施例中,第一机械部件26包含板,该板例如通过螺钉28设置成垂直安装在横梁20侧面上(即基本上处于车辆10的YZ平面中)。应注意的是在本文中所使用的“基本上处于某个具体平面中”的表达,应理解为表示不超过在该具体平面的±45°。任何永久或非永久地将第一机械部件26连接至横梁18的结构当然均可用于本发明的任何实施例中。
第一机械部件26包含凹陷结构(未显示),例如腔体,用于接收并保持相应的第二凸起机械部件,例如安装于车辆10的发动机罩12上的钩或销(未显示)。应注意的是安装于横梁20上的第一机械部件26也可选择性地包含插入于安装在发动机罩12上的相应第二凹陷机械部件内的凸起结构。
第一机械部件26设为安装在横梁20上的指定位置P处。该指定位置P例如可由供螺钉28使用的预钻的或预成型的孔的位置限定。
指定位置P附近的区域包含至少一个机械削弱可变形部分30,该机械削弱可变形部分设置得用于当横梁20安装于车辆底盘16上且在与行人的碰撞事故中受到撞击或压力时比横梁20的大部分其余部分更易于变形。从而有助于横梁20在指定位置P附近的变形,且第一机械部件26相应地设置为在碰撞事故中从指定位置P受控地移动。
在图示的实施例中横梁包含四个机械削弱可变形部分30,其基本上包围第一机械部件26。机械削弱可变形部分30中的两个由在车辆垂直(Z)方向上高度不超过70mm的开口(在图3中所述开口位于第一机械部件26的左侧和右侧)构成。这些开口可设置成用作通气孔,以允许空气直接进入发动机厢,例如可选地通过设在所述通气孔后面的管道允许空气进入空气净化器和化油器前面的发动机进气管、或燃料喷射歧管。
其他两个机械削弱可变形部分30由厚度减少的部分(在图3中由第一机械部件上面和下面的点划线所指示)构成。也就是,在第一机械部件26上面和下面,横梁20的厚度减少至少20%,优选地减少至少50%。应注意的是这些开口无须如图3所示的基本上沿一个方向延伸,而是可以具有例如L形开口,或者甚至在车辆的X、Y和Z方向上延伸贯穿横梁的体积,以便于在与行人的碰撞事故中以预定方式引导第一机械部件26。在所示的实施例中,开口具有70mm的高度和10mm的宽度。
应注意的是,例如通过基本上在车辆10的XY平面中延伸的水平板,第一机械部件26可替代地安装在横梁的上侧上。
图4显示了在与行人碰撞前以及碰撞后的横梁20最外侧表面的侧视图。当在安装有横梁20的车辆与行人的碰撞事故中该横梁20已经受到撞击或压缩力时,位于发动机罩锁销(其安装在横梁20的表面上)的坚硬第一机械部件26上面的机械削弱部分30将变形并使得第一机械部件26沿箭头32的方向从其初始位置移动。
在权利要求范围内对本发明进行的进一步修改对本领域技术人员而言是显而易见的。

Claims (10)

1.一种用于车辆(10)的横梁(20),所述横梁(20)设置为当安装于所述车辆(10)的车辆底盘(16)上时基本上沿着所述车辆(10)的横向(Y)方向延伸,在所述横梁(20)上两个匹配机械部件中的第一机械部件(26)被设置为安装在指定位置(P)中,所述两个匹配机械部件被设置成接合以紧固和/或锁紧所述车辆(10)的发动机罩(12),其特征在于,所述指定位置(P)附近的区域包含至少一个机械削弱可变形部件(30),所述机械削弱可变形部件被设置成在与行人的碰撞事故中比所述横梁(20)的大部分其余部分更易于变形,从而有助于所述横梁(20)在所述指定位置(P)附近的变形,以及由此所述第一机械部件(26)被相应地设置为在所述碰撞事故中从其指定位置(P)可控地移动。
2.根据权利要求1所述的横梁(20),其特征在于,所述至少一个机械削弱可变形部件(30)包含至少一个厚度减少的区域和/或至少一个开口。
3.根据权利要求1或2所述的横梁(20),其特征在于,所述至少一个机械削弱可变形部件(30)延伸不超过200mm、不超过100mm或不超过50mm的距离。
4.根据权利要求1或2所述的横梁(20),其特征在于,所述至少一个机械削弱可变形部件(30)被设置为在与行人的碰撞事故中允许所述第一机械部件(26)基本上在所述车辆(10)的Z方向上移动。
5.根据权利要求1或2所述的横梁(20),其特征在于,所述至少一个机械削弱可变形部件(30)被设置为在与行人的碰撞事故中允许所述第一机械部件(26)基本上在所述车辆(10)的X方向上移动。
6.根据权利要求1或2所述的横梁(20),其特征在于,所述至少一个机械削弱可变形部件(30)被设置为在与行人的碰撞事故中允许所述第一机械部件(26)基本上在所述车辆(10)的Y方向上移动。
7.根据权利要求1或2所述的横梁(20),其特征在于,所述至少一个机械削弱可变形部件(30)被设置为在与行人的碰撞事故中允许所述第一机械部件(26)基本上在所述车辆(10)的XZ平面中移动。
8.根据权利要求1或2所述的横梁(20),其特征在于,所述至少一个机械削弱可变形部件(30)被设置为在与行人的碰撞事故中允许所述第一机械部件(26)基本上在所述车辆(10)的XY平面中移动。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的横梁(20),其特征在于,所述至少一个机械削弱可变形部件(30)基本上包围所述第一机械部件(26)。
10.一种车辆(10),其特征在于,所述车辆包含根据权利要求1-9中任一项所述的横梁(20)。
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