CN102285379A - 具有前窗玻璃横梁的用于带有挡风玻璃的汽车的车身结构 - Google Patents

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尤维.施米茨
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Abstract

本发明涉及一种用于带有挡风玻璃的汽车的车身结构，该车身结构具有一个支承所述挡风玻璃(16)的前窗玻璃横梁(1)，其中所述前窗玻璃横梁(1)包括悬臂形式的第一边缘段(2)和第二边缘段(3)和位于它们之间的、具有U形横截面的中间部段(4)，其中，所述第一边缘段(2)形成用于所述挡风玻璃的支承段(13)，所述第二边缘段(3)沿所述汽车(10)纵向布置在所述第一边缘段(2)后方并且固定在所述车身结构(14)的固定部件上，并且所述中间部段(4)设计成，使得它具有朝所述汽车(10)的发动机罩(21)的方向拱曲的横截面并且能够在承受上方和/或前方作用力时变形。

Description

具有前窗玻璃横梁的用于带有挡风玻璃的汽车的车身结构
技术领域
本发明涉及一种用于带有挡风玻璃的汽车的车身结构，其中，车身结构具有一个尤其在行人与汽车碰撞时变形的前窗玻璃横梁，以吸收由这个碰撞产生的能量。
背景技术
道路交通中的大多数事故是行人或驾驶员与汽车之间的碰撞。用于汽车乘客的保护系统，如尤其是安全带拉紧器和气囊，现在几乎是各种等级汽车的系列标准并且为汽车乘客提供一种最佳的保护，而行人在这种碰撞中很少被保护并且承受较高的损伤危险。在此，位于行车道上的行人大多被汽车车头碰到，并且以头部撞击在发动机罩上或挡风玻璃的下部边缘上，这会致使行人损伤。
为了减小行人在与汽车碰撞时损伤的危险，汽车的车身前部设计成易变形的。
专利文献DE 10 2006 029 921 A1公开了一种带有前窗玻璃横梁的汽车，挡风玻璃支承在该前窗玻璃横梁上并且该挡风玻璃设计具有至少一个剖面呈碗形的部件。该碗形部件的边缘侧通过一个支承挡风玻璃的支腿加长。前窗玻璃横梁在此设计具有第一半碗形部件和第二半碗形部件，并且它的横截面基本上是闭合的。当例如由行人的碰撞产生的力从上方和/或前方作用时，前窗玻璃横梁的支腿反向于行驶方向地变形并因此吸收碰撞能量。
EP 1 810 892 A1公开了一种带有前窗玻璃横梁的汽车，该前窗玻璃横梁包括一个支承挡风玻璃并且当力从上方和/或前方作用时变形并因此可以吸收碰撞能量的拱曲悬架。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种构造简单的用于汽车的车身结构，该车身结构可以在力作用时可靠地吸收能量，并因此通过该车身结构可以减小尤其在行人碰撞时损伤的危险。
该技术问题通过一种用于带有挡风玻璃的汽车的车身结构解决，该车身结构包括一个支承挡风玻璃的前窗玻璃横梁。前窗玻璃横梁包括悬臂形式的第一和第二边缘段和位于它们之间的、具有U形横截面的中间部段。第一边缘段形成用于挡风玻璃的支承段。第二边缘段沿汽车纵向布置在第一边缘段的后方并且固定在车身结构的固定部件上。中间部段设计成，使得它具有朝汽车的发动机罩方向拱曲的横截面并且可以在承受上方和/或前方作用力时变形。在此，“前方”表示沿驾驶员注视挡风玻璃方向看到的前方位置或方向。“上方”则表示来自车身结构的车顶框架方向的出发位置或方向。
因此，按本发明的前窗玻璃横梁设计具有三部分并且包括一个吸收碰撞能量、可以变形并因此吸收变形能量的中间部段。因为前窗玻璃横梁的两个边缘段成型为悬臂形，所以前窗玻璃横梁的中间部段以足够的距离与支承挡风玻璃的区域并且与挡风玻璃联接到车身结构上的区域隔开。此外，这保证在作用到挡风玻璃上的力的压力点和前窗玻璃的中间部段之间具有较长的距离，由此可以为前窗玻璃横梁的中间部段确保足够的变形空间。当力从前方和/或上方作用时，前窗玻璃横梁的中间部段由于其拱曲的、U形的横截面可以朝其开口方向变形。因此，给前窗玻璃横梁的中间部段提供足够的变形空间，而不必为此将其它元件，例如弯曲区域集成到车身结构中。因此也即保证，尤其在行人碰撞时作用到前窗玻璃横梁上的动能可以通过前窗玻璃横梁的中间部段的变形有效并可靠地吸收。因此，由于在事故中作用的力能够被可靠地吸收，就可以减小行人损伤的危险并因此明显改善行人的安全性。
在一种实施例中，前窗玻璃横梁横向于汽车纵向地在汽车发动机罩的整个宽度上延伸。这具有能够与碰撞位置无关地可靠并且有效地吸收能量的优点。此外，在发动机罩整个宽度上延伸的前窗玻璃横梁是对称的，由此该前窗玻璃横梁视觉上协调地嵌入发动机罩中。此外，前窗玻璃横梁的这种布置可以与其它部件，例如雨刮臂的布置无关地进行。
前窗玻璃横梁的中间部段可以在此具有碗形的横截面。碗形的部件在具有足够大强度和刚性的同时还具有由几何形状决定的高承载性的优点。此外，这种碗状部件在制造加工上也容易。
前窗玻璃横梁的中间部段也可以具有一个朝挡风玻璃拱曲的横截面。因此，尤其为了减小行人在碰撞时损伤的危险，前窗玻璃横梁的中间部段可以进行这样的尺寸设计，即，使得前窗玻璃横梁的中间部段例如可以在头部碰撞时沿力作用的方向变形，并且使碰撞角度与前窗玻璃横梁的中间部段的变形方向与水平面所成的夹角一致。由此，可以有效地充分利用存在的变形空间并进一步改善按本发明的前窗玻璃横梁的变形特性，从而进一步减小与行人碰撞时的不安全性和损伤的危险。
在另一种实施形式中，前窗玻璃横梁的中间部段具有一个变形区。这保证可以可靠地吸收变形能量，因为按本发明的前窗玻璃横梁的变形特性得到进一步改善并且该前窗玻璃横梁的屈服变形性尤其在行人碰撞时得到进一步提高。
在此，前窗玻璃横梁的中间部段的变形区可以在汽车发动机罩的整个宽度上延伸。由此可以进一步提高在与汽车车身碰撞时障碍物，尤其是行人的安全性，因为前窗玻璃横梁的中间部段可以与行人在发动机罩上的碰撞位置和碰撞角度无关地变形并因此通过变形可以可靠地吸收由碰撞产生的能量。
前窗玻璃横梁的中间部段可以在此在承受撞击力时朝远离汽车的挡风玻璃的方向变形。由此，为前窗玻璃横梁的中间部段确保了足够的变形空间。因此，挡风玻璃区域内的间隙也不会明显受其它部件，如雨刮臂布置的限制。
此外，在用于挡风玻璃的支承段上可以设置一个用于挡风玻璃的固定凸缘。由此，一方面可以保证挡风玻璃与前窗玻璃横梁压力密封地连接，另一方面可以保证，在作用到挡风玻璃上的力的压力点和前窗玻璃横梁可变形的中间部段之间具有足够的距离，由此可以让前窗玻璃横梁的中间部段更容易变形，因为确保了足够的变形空间。
在一种实施形式中，挡风玻璃在此通过粘合剂安设在用于挡风玻璃的支承段上。这保证在可操作简单和成本较低的同时挡风玻璃可以与车身蒙皮齐平结合地嵌装并因此压力密封地连接。
前窗玻璃横梁的第二边缘段可以固定在车身结构的前围板上。由此，可以稳定地固定前窗玻璃横梁并最佳地利用前围板区域内的空间状况。此外，前窗玻璃横梁的第二边缘段也可以固定在车身结构的其它固定部件上，例如主梁或仪表板上。
在本发明的一种实施形式中，前窗玻璃横梁的第二边缘段与车身结构的前围板焊接。由此保证，前窗玻璃横梁与前围板固定连接地轴向支承在该前围板上并因此进一步提高部件的稳定性。由此又可以避免前窗玻璃横梁在汽车正常运行时的振动，并因此避免与之相关的噪声。前窗玻璃横梁的第二边缘段优选与前围板点焊。但也可以根据所使用的材料使用其它的焊接方式。
通过本发明，也给出一种具有上述车身结构的汽车。
当行人与汽车碰撞时，通过前窗玻璃横梁的中间部段的变形能够有效并因此可靠地吸收由碰撞产生的动能，具有上述车身结构的汽车具有能够在碰撞时保护障碍物，尤其是行人的碰撞能量吸收结构。因此可以明显减小与汽车碰撞时行人损伤的危险。
总之可以确定，本发明提供了一种用于带有挡风玻璃的汽车的车身结构，该车身结构构造简单并且通过它可以可靠地吸收撞击力从上方和/或前方作用时产生的能量。因此通过具有三部分的前窗玻璃横梁以及前窗玻璃横梁的中间部段尤其呈U形的、朝向汽车发动机罩方向拱曲的横截面，可以为前窗玻璃横梁的中间部段保证足够的变形空间并因此前窗玻璃横梁的中间部段的尺寸确定为，使得它会有助于显著减小行人在碰撞时损伤的危险。也可以通过碗形的横截面保证，前窗玻璃横梁的中间部段在具有较高强度和刚度的同时，具有由几何尺寸决定的高承载能力并因此进一步改善碰撞时外部作用力的吸收。
此外，通过前窗玻璃横梁的中间部段具有在汽车发动机罩的整个宽度上延伸的变形区，可以进一步改善按本发明的前窗玻璃横梁的中间部段的变形特性。这保证碰撞时作用的能量可以与碰撞位置和碰撞角度无关地被有效地吸收，由此，可以进一步减小行人在与汽车碰撞时损伤的危险。
此外，可以通过制造技术较容易实现前窗玻璃横梁具有U形横截面的中间部段。因为前窗玻璃横梁的两个边缘段设计成悬臂形，所以挡风玻璃和前窗玻璃横梁分别与车身结构的接合部位以足够的距离与前窗玻璃横梁的中间部段隔开，由此，在作用到挡风玻璃上的撞击力的压力点和前窗玻璃横梁的中间部段之间获得一个较大的距离，由此为前窗玻璃横梁又确保了足够的变形空间。此外，因为前窗玻璃横梁的两个边缘段彼此布置在侧旁，所以存在的结构空间可以被最佳地利用并且在此同时挡风玻璃被压力密封地连接。因为在没有装入其它的元件，例如其它的弯曲元件的情况下可以实现足够的变形空间，所以并不需要其它的部件和由此增加的成本就可以保持稳定的结构。因此就获得前窗玻璃横梁简单的结构。
附图说明
现在根据附图进一步阐述本发明。在附图中：
图1是按本发明第一种实施形式的前窗玻璃横梁从上方看的俯视图；
图2是图1中所示实施形式的前窗玻璃横梁的横截面；
图3示出侧剖带有车身结构的汽车的透视图，该车身结构包括按图1的前窗玻璃横梁；
图4是横剖图3所示汽车的后视图。
具体实施方式
图1和2示出按本发明的前窗玻璃横梁1从上方看的俯视图(图1)以及横截面(图2)。
图1示出按本发明的一种实施形式的前窗玻璃横梁1从上方看的俯视图。在此用附图标记FL标记的箭头代表汽车纵向。
上方和前方的方向在此为更好的阐明参考一个坐标系示出。参考xy-平面，x轴在此朝表示为前方的方向示出，y轴朝表示为上方的方向示出。
由图1可知，按本发明的前窗玻璃横梁1设计成三个部分。因此它包括悬臂形式的第一边缘段2和第二边缘段3以及位于第一和第二边缘段之间的、具有U形的横截面的中间部段4。该第一边缘段2在此设计为用于挡风玻璃的支承段，当前窗玻璃横梁1已装入汽车中，第二边缘段3固定在车身结构的固定部件上并且沿x方向布置在第一边缘段2的后方。前窗玻璃横梁1的中间部段4又可以在承受上方和/或前方作用力时变形。用附图标记表示的箭头6表示前窗玻璃横梁的中间部段的变形方向。
图1示出前窗玻璃横梁1的中间部段4的碗形横截面。前窗玻璃横梁1由单块板构成，因此它是单壁的并不是双壁的。该前窗玻璃横梁1具有一个凸形拱曲的底板7，该底板7过渡为前窗玻璃横梁1的中间部段4的边缘8。
此外，前窗玻璃横梁1的中间部段4具有一个变形区9。在图1的该实施例中，该变形区9就是前窗玻璃横梁1的中间部段4的拱曲底板7。
图2示出按图1的前窗玻璃横梁1的横截面。具有与图1相同结构和功能的部件配有相同的附图标记并不再赘述。
如图2所示，前窗玻璃横梁1的中间部段4具有U形的横截面。当前窗玻璃横梁1装入汽车中时，U形横截面的开口侧向下，即，朝向行车道方向。在(撞击)力从上方和/或从前方作用时，即，从汽车挡风玻璃的上方和/或前方作用时，中间部段4会变形。如图2所示，前窗玻璃横梁1的中间部段4在此朝其开口方向变形，即进入横截面中。
图2也示出前窗玻璃横梁1的中间部段4的碗形横截面。因此可见向上凸拱曲的底板7，该底板7过渡为前窗玻璃横梁1的中间部段4的边缘8。如所看到的那样，前窗玻璃横梁1的中间部段4沿其开口方向拱曲。形成的拱曲部在此与前窗玻璃横梁1的中间部段4当承受上方和/或前方作用力时的变形相应。
图3和4示意性示出带有车身结构11的汽车10的透视图，该汽车10在剖分的侧视图(图3)中以及在后视图(图4)中包括一个按图1的前窗玻璃横梁1。具有与图1或图2相同结构和功能的部件配有相同的附图标记并不再赘述。
图3示意性示出剖切带有车身结构11的汽车的透视图，该车身结构11包括按图1的前窗玻璃横梁1。
如图3所示，车身结构11包括一个按本发明的前窗玻璃横梁1。从图3中又可见设计成悬臂形式的第一边缘段2和第二边缘段3以及一个位于它们之间的、具有U形横截面的中间部段4。如图3所示，第一边缘段2在此形成一个用于挡风玻璃13的支承段。第二边缘段3固定在车身结构11的固定部件14上并且沿x方向，亦即沿汽车10的纵向布置在第一边缘段2的后方。在所示的实施形式中，车身结构11的固定部件14在此是前围板。
图3还进一步示出前窗玻璃横梁1的中间部段4当承受上方和/或前方作用力时可以变形。根据图3示出，通过用头部-冲击器15表示的、在挡风玻璃下边缘段中的头部碰撞模拟行人碰撞。当头部-冲击器15将相应大小的撞击力作用到挡风玻璃16的下边缘时，前窗玻璃横梁1的中间部段4会变形并因此吸收碰撞能量。配有附图标记17的箭头在此代表头部-冲击器的碰撞力。配有附图标记18的箭头又代表前窗玻璃横梁1的中间部段4的变形方向。
如图3所示，前窗玻璃横梁1的中间部段4在此朝挡风玻璃16的方向拱曲。
此外，图3示出，当从上方和/或前方作用有一个相应于头部冲击器15较大碰撞力的撞击力时，前窗玻璃横梁1的中间部段4朝远离挡风玻璃16的方向变形，并因此可以吸收碰撞能量。
此外，可见一个用于挡风玻璃16的固定凸缘19，其设置在用于挡风玻璃16的支承段13上。挡风玻璃16在此借助粘合剂安设在用于挡风玻璃16的支承段13上。此外，图3中示出塑料件12，其基本上封闭发动机罩21和挡风玻璃16之间的区域。
在图3中所示的实施例中，前窗玻璃横梁1的第二边缘段3除了固定在车身结构20的前围板上，也固定在车身结构的另一个固定部件，例如主梁或仪表板上。前窗玻璃横梁1的第二边缘段3优选在此与车身结构的前围板焊接。前窗玻璃横梁1的第二边缘段3优选与前围板20点焊。但也可以根据使用的材料采用其它的焊接方式。
图4示意性地示出图3中所示的汽车10从后面看的透视性剖视图。具有与图3中部件相同功能或结构的部件具有相同的附图标记并不再赘述。
如图4所示，前窗玻璃横梁1横向于汽车纵向FL在汽车10的发动机罩21的整个宽度上延伸。
在所示的实施例中，与前窗玻璃横梁1一样，前窗玻璃横梁1的变形区9也在汽车10的发动机罩21的整个宽度上延伸。
在图4中清楚可见，前窗玻璃横梁1的中间部段4当承受上方和/或前方作用力时朝远离挡风玻璃16的方向变形。因为前窗玻璃横梁1的中间部段4在汽车10的发动机罩21的整个宽度上延伸，所以它可以与障碍物，尤其是行人碰撞到汽车10的挡风玻璃16下边缘段上的撞击位置和撞击角度无关地变形并因此吸收碰撞能量。
附图标记清单
1 前窗玻璃横梁
2 第一边缘段
3 第二边缘段
4 前窗玻璃横梁的中间部段
5 作用到前窗玻璃横梁上的力的作用方向
6 前窗玻璃横梁的中间部段的变形方向
7  壳底板
8  壳边缘
9  变形区
10 汽车
11 车身结构
12 塑料件
13 用于挡风玻璃的支承段
14 车身结构的固定部件
15 头部-冲击器
16 挡风玻璃
17 碰撞力的作用方向
18 前窗玻璃横梁的中间部段的变形
19 用于挡风玻璃的固定凸缘
20 前围板
21 发动机罩
FL 汽车纵向

Claims (12)

1.一种用于带有挡风玻璃的汽车的车身结构，该车身结构具有一个支承所述挡风玻璃(16)的前窗玻璃横梁(1)，其中所述前窗玻璃横梁(1)包括悬臂形式的第一边缘段(2)和第二边缘段(3)和位于它们之间的、具有U形横截面的中间部段(4)，其中，所述第一边缘段(2)形成用于所述挡风玻璃的支承段(13)，所述第二边缘段(3)沿所述汽车(10)纵向布置在所述第一边缘段(2)后方并且固定在所述车身结构(14)的固定部件上，并且所述中间部段(4)设计成，使得它具有朝所述汽车(10)的发动机罩(21)的方向拱曲的横截面并且能够在承受上方和/或前方作用力时变形。
2.如权利要求1所述的车身结构，其特征在于，所述前窗玻璃横梁(1)横向于所述汽车纵向地在所述汽车(10)的发动机罩(21)的整个宽度上延伸。
3.如权利要求1或2所述的车身结构，其特征在于，所述前窗玻璃横梁(1)的所述中间部段(4)具有碗形的横截面。
4.如权利要求1至3之一所述的车身结构，其特征在于，所述前窗玻璃横梁(1)的所述中间部段(4)具有一个朝所述挡风玻璃(16)拱曲的横截面。
5.如权利要求1至4之一所述的车身结构，其特征在于，所述前窗玻璃横梁(1)的所述中间部段(4)具有一个变形区(9)。
6.如权利要求5所述的车身结构，其特征在于，所述前窗玻璃横梁(1)的所述中间部段(4)的所述变形区(9)在所述汽车(10)的所述发动机罩整个宽度上延伸。
7.如权利要求1至6之一所述的车身结构，其特征在于，所述前窗玻璃横梁(1)的所述中间部段(4)能够在承受上方作用力或前方作用力时朝远离所述挡风玻璃(16)的方向变形。
8.如权利要求1至7之一所述的车身结构，其特征在于，在用于所述挡风玻璃(16)的所述支承段(13)上设有一个用于所述挡风玻璃(16)的固定凸缘(19)。
9.如权利要求8所述的车身结构，其特征在于，所述挡风玻璃(16)通过粘合剂安设在用于所述挡风玻璃(16)的所述支承段(13)上。
10.如权利要求1至9之一所述的车身结构，其特征在于，所述前窗玻璃横梁(1)的所述第二边缘段(3)固定在所述车身结构(11)的前围板(20)上。
11.如权利要求10所述的车身结构，其特征在于，所述前窗玻璃横梁(1)的所述第二边缘段(3)与所述车身结构(11)的所述前围板(20)焊接。
12.一种带有如权利要求1至11之一所述的车身结构(11)的汽车。
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