CN102556165A - 有加强结构的汽车车身 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车车身，包括至少一个基本上沿汽车纵向(x)延伸的前纵梁(12)和包括沿纵向(x)与之相邻的第一加强件(14)，它将背对纵梁(12)的端段(15)通过第二加强件(18；68)支承在车身的底部结构(20、60)上。

Description

有加强结构的汽车车身

技术领域

本发明涉及一种汽车车身，尤其车身前端，它在前架与车厢前壁或前围板之间的过渡区内有结构加强装置。

背景技术

自支承的汽车车身典型地有沿汽车行驶方向位于客舱前面的前架，前架有在侧面和基本上沿汽车纵向延伸的前纵梁。在这里，纵梁在将客舱与位于前面的发动机舱隔离的车厢前壁或前围板区域内，与车厢前壁横梁、在侧面的车厢前壁板和/或与基本上沿汽车纵向延伸的侧裙板，在结构上，亦即以传力的方式，互相连接。

此外，在所述过渡区内设包括轮罩板或车轮安装板的轮罩。轮罩板典型地设计为向内曲拱。为了在结构上增强前架的连接，典型地采用加强结构，例如形式上为与车轮安装或车厢前壁板的轮廓形状相匹配的加强板。

例如由DE19926352B4已知一种包括车身前端结构的汽车白车身，它有下部前纵梁和上部纵梁，它们分别连接一个减震托架并汇入侧面A门柱内，A门柱向下与客舱侧面的纵门槛连接。在这里，在汽车两侧分别设一个复合杆装置，它在上部纵梁与为其配设的侧面的纵门槛或侧裙板之间，沿汽车高度方向斜向下以及沿汽车纵向向后延伸。

纵梁、门槛或裙板、A门柱加长段以及前纵梁，在这里基本上处于一个沿汽车纵向和汽车高度方向定向的公共平面内。

发明内容

与此相对，现在本发明的目的是，改善尤其在前架与车厢前壁的过渡区内汽车车身的结构刚度，并与此同时尤其提高对于侧面作用力的抵抗能力。在这里提出的另一个目的是，将汽车车身的总重量减到最小，以及尤其在汽车发生侧向错移的正面碰撞时，改善车身沿汽车横向的结构刚性以及车身的侵入特性。

上述目的首先通过这样一种汽车车身来实现，其包括至少一个基本上沿汽车纵向延伸的前纵梁和包括沿纵向与之邻接的第一加强件，该第一加强件以其背对纵梁的端段通过第二加强件支承在车身的底部结构上。

所述第一加强件在这里尤其用于将纵梁支承在车身的车厢前壁结构上，并为此目的至少部分，尤其将其背对纵梁的端段，沿汽车横向优选地向外延伸。

在第一加强件上设第二加强件。第二加强件用于第一加强件向下定向地尤其支承在汽车车身的底部结构上。因此，第一加强件将背对纵梁的端段通过第二加强件支承在车身的底部结构上。这种支承方式优选地相对于纵梁延伸方向，或相对于沿汽车纵向与纵梁邻接的纵梁或前架的加长段，侧向错移地进行。

虽然下面仅针对一个前纵梁，但汽车车身典型地有两个彼此对称设计的侧面纵梁结构。因此自动理解为，在这里所说明的加强结构和加强件应同样关系到这两个纵梁。

按一种优选的设计，所述第一加强件在面朝前纵梁的端段的区域内基本上沿汽车纵向(x)延伸，而在背对前纵梁以及面朝第二加强件的端段的区域内，基本上沿汽车横向(y)，但至少相对于汽车纵向倾斜地延伸。第一加强件优选地向外伸出，并因而从纵梁和从典型地沿汽车纵向与纵梁邻接的前架加长段突出。

正是通过使第一加强件沿汽车横向向外突出的端段借助第二加强件稳定化，因而可以提高汽车车身尤其在前纵梁与车厢前壁过渡区内的结构刚性。尤其通过第一加强件这种向外伸出的构型，也可以达到改善侧面碰撞特性和在侧面碰撞时使车身的侧面侵入或变形的程度较轻。

可以证明，所述的加强在正面碰撞侧向错移时也是有利的。

因此通过所介绍的纵向框架结构也可以减小沿汽车纵向侵入放脚空间，以及尤其在侧向错移的正面碰撞时，可以达到沿汽车纵向在车身内更好的载荷引入或载荷分布。

此外，按这方面的进一步发展规定，第一加强件与车轮安装板或轮罩板的轮廓形状对应地沿汽车横向向外曲拱。第一加强件优选地设计为C形成型件，以及可以借助轮罩板封闭。横截面设计为C形的第一加强件，在其两臂优选地可以有向外突起的固定凸缘，加强件在其装入位置借助这些固定凸缘贴靠在轮罩板上，并通过该凸缘段，例如借助焊接或类似的拼接或连接技术，可以与轮罩板固定连接。轮罩板在这里还可以起第一加强件C形横截面型材的盖板的作用。

按另一项设计，第二加强件可以相对于汽车高度方向(z)向下和/或相对于汽车横向(y)向外支承在侧裙上，尤其支承在汽车车身处于内部的或内部的侧裙板上。在这里侧裙构成汽车车身支承第二加强件的底部结构的组成部分。

第二加强件也可以类似于第一加强件与车轮安装板的轮廓形状相匹配，以及在其装入位置支承在车轮安装板上。第二加强件尤其可以起车轮安装板或汽车车身车厢前壁横撑的作用。

按另一项优选的设计，前纵梁逆汽车行驶方向观察过渡为斜向下延伸的前架加长段。在这里，前架加长段构成一种去往沿行驶方向设在后面的后纵梁或后架的中间段。

因此前纵梁、前架加长段和后纵梁构成汽车车身基本上沿汽车纵向(x)延伸的纵梁结构。向外伸出的第一加强件在斜向下延伸的前架加长段上方延伸。尤其规定，第一加强件大体位于与前纵梁相同的高度水平上，尤其为了能将该前纵梁支承在车身的车厢前壁结构上。

按另一项设计，第二加强件相对于汽车高度方向将下端段支承在底侧的横向结构上。在这里，此横向结构优选地在侧裙与前架加长段之间基本上沿汽车横向(y)或相对于它倾斜延伸。此外，该横向结构可在其下侧设有安装点，尤其设有所谓的主安装孔，它们允许尤其在汽车车身生产过程的范围内，按规定安装和运输汽车车身。

此外横向结构可以保证汽车起重器的安放或加劲。通过基本上沿汽车横向(y)延伸的横向结构以及通过支承在它上面的第二加强件，还可以向下支承并因此增强第一加强件向外伸出的区域。

通过第一加强件、第二加强件和向下支承第二加强件的横向结构，相对于汽车横向(y)位于由纵梁和前架加长段构成的纵梁结构的外部，可以尤其在出现沿汽车横向作用的力时，提高车身的结构和形状刚度，以及相应地改善汽车车身的侧面碰撞或侧面侵入特性。

因此尤其规定，第一和第二加强件与前纵梁、前架加长段以及与底侧的横向结构一起，构成一种设计为闭合的框架结构。可能的从外面和从侧面作用在汽车车身上的变形力，尤其可以由加强件承受，并将它们既传入前架加长段也传入前纵梁。

根据所作用变形力的方向，变形力可以由加强件、前纵梁、前架加长段以及与底侧的横向结构构成的框架结构平行四边形承受，并将它们传入汽车车身承力的结构构件内。

按另一项有利的设计，第二加强件有一个设计为搁脚斜坡的表面段。它将一端支承在底板和/或车身侧裙上，以及相对于汽车高度方向斜向上以及沿行驶方向向前延伸。在这里，所述表面段可以构成一个斜向上延伸的用于汽车驾驶员的脚的搁脚斜坡。

因此第二加强件也可以保证乘客的舒适性能。尤其是，在第一加强件与底板或侧裙之间延伸的表面段的斜度，可以与乘客的舒适性相调谐。

此外在这方面规定，第二加强件的设计为乘客的脚的搁脚斜坡的表面段，将其背对底板或侧裙的端段与第一加强件的下侧和/或轮罩板邻接。

第二加强件的所述表面段也可以有至少一个增强结构的凹槽。它例如可以沿所涉及表面段的纵向延伸。借助一个或多个凹槽可以提高表面段本身的结构刚度。通过使用凹槽，设计为壁比较厚的板件可以用壁较薄但设有凹槽的板件代替，从而在总体上可以减轻车身并因而也能减轻汽车的重量。

按另一项优选的设计，第二加强件有两个基本上设计为平面但彼此成角度定向的表面段。在这里，这两个表面段基本上设计为平面的，但沿不同的方向延伸并由此可以提高第二加强件本身的结构刚性。

此外，按另一项优选的设计规定，第二加强件几乎沿其整个外周缘有至少一个，优选地多个凸缘段，用于连接相邻的车身构件。借助近似环形的表面段，第二加强件在其外轮廓的区域内，几乎完全与相邻的汽车部件，例如与第一加强件、与侧裙、与侧面车厢前壁、与车轮安装板以及与底侧的横向结构和/或与底板邻接，并且还分别与这些构件不可拆地连接。

为了连接第二加强件，但也为了连接其他所有的汽车构件，可以使用任何传统的如在车身制造时常用的那些拼接方法，例如点焊或激光焊，但也可以使用胶粘处理和铆接以及咬口连接。

此外，在另一项设计的框架内可以规定，第二加强件相对于汽车纵向(x)和/或相对于汽车高度方向(z)设置为与第一加强件至少部分重叠。为此第二加强件可例如有向上伸出的加长段，第二加强件将它至少部分伸到第一加强件型材截面上面，并在这里优选地沿汽车行驶方向位于它的前面。

通过第二加强件不仅从下方而且也沿汽车纵向伸向第一加强件并支承在它上面，第二加强件可以沿汽车纵向和沿汽车高度方向提供一种撑杆式功能。

最后，按另一个独立的方面，采用一种具有在前面所介绍的汽车车身的汽车，尤其轿车。

附图说明

在下面参见附图对实施例的说明中，阐述其他目的、特征和有利的应用可能性。其中：

图1表示第二加强件单独的透视图；

图2表示涉及纵梁和与之邻接的前架加长段装入状态的与图1相应的透视图；

图3表示车身支承结构另一个透视图；以及

图4表示包括底板的与图3相应的视图；

图5表示按图4的第二加强件放大图；以及

图6表示按图5的加强件另一个视图，包括与之侧面毗邻的内部侧裙板；

图7表示沿图2中A-A的截面；

图8表示沿图2中B-B的截面；

图9表示前架支承另一种实施形式的透视图；以及

图10表示沿图9中A-A通过支承结构的横截面。

具体实施方式

图1中单独表示的第二加强件18有两个设计为基本上平面的表面段22、24，它们彼此成一个角度布置。在侧面的表面段24，其表面法线基本上沿汽车横向(y)延伸，而另一个表面段22的表面法线处于由汽车高度方向(z)与汽车纵向(x)构成的x-z平面内。

此外，表面段22、24通过设计为基本上直线的折屈或弯曲线25互相过渡。表面段22还设有两个增强凹槽40、42以及起汽车驾驶员离合器踏脚搁脚板的作用。因此该表面段22从下部固定凸缘34出发斜向上并沿行驶方向倾斜向前延伸。

设计为冲压的薄板构件的加强件18，在其余的图2至8中，用不同的视图表示其在汽车车身10上的装入位置。此外加强件18有一些部分互相直接过渡的固定凸缘段26、28、30、32、34、36、37，加强件18可以借助它们固定在汽车车身的毗邻的构件上，从而在结构上加强该构件并提高在车厢前壁区内车身的扭曲和扭转刚度。

特别规定，第二加强件18，如图3中举例表示的那样，向下朝底侧横向结构20的方向，支承第一加强件14沿汽车横向(y)向外伸出的端段15。第一加强件14在这里优选地起汽车车身前纵梁12支架的作用，前纵梁12尤其在与一个图中没有明示的车厢前壁的连接区内，过渡为沿汽车横向延伸的车厢前壁横梁50以及过渡为前架加长段16。

借助向外隆凸的加强件14，可以将前纵梁12支承在侧面车厢前壁和轮罩板58上。类似于第一加强件14，前纵梁12可以有横截面设计为C形的金属薄板型材。

加强件14面朝前纵梁12的前部端段13，在这里优选地与纵梁12的横截面形状对应，为的是能形成面积尽可能大的搭接区和由此造成结构刚劲地连接纵梁12与加强件14。

如图3所示，为了与轮罩板58的构型相对应，第一加强件14设计为向外曲拱，以及有与之相应的大的曲率半径，这特别适用于在板厚比较小的情况下引出和传递外部作用的碰撞或变形力。

由图2还可以看出，前纵梁12沿汽车纵向(x)观察过渡为斜向下延伸的前架加长段16，它同样有C形剖面的构型，以及按图7的截面图它被底板56封闭。反之，第一加强件14则沿前纵梁12的水平的、沿汽车横向(y)向外伸出的加长段延伸，所以第一加强件14向外伸的自由端15有一个相对于前架加长段16或相对于底板56的高度错移量，如由图8的截面图中可以看到的那样。

为了跨接所述高度错移，设置第二加强件18。它尤其用于向下，尤其朝车身的底部结构方向，支承第一加强件14向外伸出的自由端15，车身底部结构包括侧裙，尤其门槛内板60、底板56和底侧的横撑20，它举例表示在图3中。图4所示的底板56还有一个大体设在中央沿汽车纵向延伸的中间底槽57。

在图8的截面B-B中可以看出，第二加强件18的表面段22相对于汽车纵向(x)和汽车高度方向(z)倾斜延伸。该表面段22在上面通过连接凸缘26与第一加强件14的下部连接凸缘或与轮罩板58邻接。表面段22向下通过连接凸缘34支承在底板56上，按图7的截面A-A，底板56同时起前架加长段16型材盖板的作用。

在图7的截面中还可以看到折屈或弯曲线25，加强件18的两个设计为基本上平面的表面段22、24通过它们互相过渡。由图7还可看出，加强件18在侧面的表面段24通过下部连接凸缘30直接支承在底部结构的横撑20上。基本上沿汽车横向(y)延伸的那个横撑20，如图7所示有两个主安装孔21，它们用于在车身制造过程中将车身安装在支承结构上。设计为薄板件的横撑20，在图7中将其左端段，向外与门槛内板60内侧毗邻，并在那里例如通过焊点与其连接。

按类似的方式，加强件18在下面的凸缘30借助焊点66或焊缝与薄板件20连接。底板56面朝加强件18有一个向上突起的固定凸缘62，底板56可以与它例如在一个或多个焊点52的地方连接。

图7还表示，加强板18还将位于外部的下支承凸缘37向下支承在门槛内板60的上侧，并在那里例如通过设计为焊点39的拼接位置与之固定在一起。在图1中向上与凸缘段37侧向毗邻地设另一个固定凸缘36，加强板18通过它可以固定在图中未详细表示的侧面车厢前壁板44上。

此外如在图5和6中表示的那样，第一加强件14的位于外部的端段15，还有一个与固定凸缘36大体对齐地贴靠的端侧固定凸缘，在上方的第一加强件14借助它同样可以固定在侧面车厢前壁板44上。

此外图5中还表示了许多仅示例性示出的一个个焊点48、52、64，其中焊点48将加强板18的上面和侧面的凸缘段26、28与轮罩板58或与第一加强件14的下固定凸缘连接在一起，而固定点52设在底板56高处的凸缘段62区域内，以便将底板侧向固定在凸缘段24上。

焊点64用于加强板18的下固定凸缘34与底板56连接，和与在底侧横向延伸的支承板20的从下面与底板56邻接的固定凸缘连接。横撑板20的另一端通过高处的固定凸缘54与轮罩板58连接，如举例在图8中表示的那样。

图9和10表示第二加强件68另一种设计。与图1至8中表示的加强件18不同，它有一个向上沿汽车高度方向设计为表面段22延拓22的加长段，第二加强件68通过它至少部分贴靠在第一加强件14的C型材上。

由此可以改善这两个加强件14和68的相互连接和支承。尤其是，这种重叠的型材配置可以使第一加强件14向下得到更好的横撑式支承。

为了装配，第二加强件68在其加长段70的区域内，在第一加强件14下部凸缘段所在的高度，有一个通孔72，连接或装配设施76，例如焊接工具，可以穿过它，为的是例如将第一加强件14在结构上与位于下方的轮罩板58连接。

第二加强件68向上伸的加长段70有基本上环形的凸缘段74，用于构成与第一加强件14面积尽可能大的连接和支承面。

总之，第一加强件14借助通过第二加强件18、68达到的支承，可以实现减小其余车身构件和板件的板厚，从而可以在总体上导致车身10减轻重量。此外，尤其第二加强件18在其外轮廓方面与邻接的车身构件，亦即第一加强件14、轮罩板58、底板56、横撑板20、门槛内板60和/或车厢前壁侧板44匹配为，使得在内门槛型材与车身前架或纵梁结构之间，可以造成总体上最佳的结构节点。由此提高车身的扭转刚度，以及尤其相应地改善在侧面碰撞时车身的侵入特性。

图示的实施形式仅表示本发明可能的设计，对它们可以设想并在本发明框架内的其他各种各样改型方案。作为范例表示的实施例绝不在发明范围、可应用性或构型可能性等方面成为设计限制。本说明书仅向专业人员展示按本发明实施例的一种可能的履行。因此可以对所说明构件的功能和布局进行多种多样的变更，此时并不脱离通过以下的专利权利要求所定义的保护范围或其等同保护范围。

附图标记表

10汽车车身

12前纵梁

13端段

14加强件

15端段

16前架加长段

18加强件

20横撑

21主安装孔

22、24表面段

25弯曲线

26、28、30、32、34、36、37凸缘段

39固定点

40、42凹槽

44侧面车厢前壁板

48固定点

50车厢前壁横梁

52固定点

54凸缘段

56底板

57中间底槽

58轮罩板

60门槛内板

62凸缘段

64、66固定点

68加强件

70加长段

72通孔

74凸缘段

Claims (15)

1.一种汽车车身，包括至少一个基本上沿汽车纵向(x)延伸的前纵梁(12)和包括沿纵向(x)与之邻接的第一加强件(14)，该第一加强件(14)以其背对纵梁(12)的端段(15)通过第二加强件(18；68)支承在车身的底部结构(20、60)上。

2.按照权利要求1所述的汽车车身，其中，所述第一加强件(14)在其面朝前纵梁(12)的端段(13)的区域内基本上沿汽车纵向延伸，而在其背对前纵梁(12)以及面朝第二加强件(18；68)的端段(15)的区域内，基本上沿汽车横向(y)延伸。

3.按照上述任一项权利要求所述的汽车车身，其中，所述第一加强件(14)以其背对前纵梁(12)的端段(15)相对于汽车横向(y)向外延伸。

4.按照上述任一项权利要求所述的汽车车身，其中，所述第一加强件(14)与轮罩板(58)轮廓形状对应地沿汽车横向(y)向外曲拱。

5.按照上述任一项权利要求所述的汽车车身，其中，所述第二加强件(18；68)相对于汽车高度方向(z)向下和/或相对于汽车横向(y)向外支承在侧裙(60)上。

6.按照上述任一项权利要求所述的汽车车身，其中，所述前纵梁(12)逆汽车行驶方向(8)观察过渡为斜向下延伸的前架加长段(16)。

7.按照权利要求6所述的汽车车身，其中，所述第二加强件(18；68)相对于汽车高度方向(z)将下端段(30)支承在底侧的横向结构(20)上，此横向结构(20)在侧裙(60)与前架加长段(16)之间基本上沿汽车横向(y)延伸。

8.按照权利要求6或7所述的汽车车身，其中，所述第一和第二加强件(12、18；68)与前纵梁(12)、前架加长段(16)以及与底板侧的横向结构(20)一起，构成一种闭合的框架结构。

9.按照上述任一项权利要求所述的汽车车身，其中，所述第二加强件(18)有设计为搁脚斜坡的表面段(22)，该表面段将一端(34)支承在底板(56)上，该表面段(22)从底板(56)出发相对于汽车高度方向(z)斜向上以及相对于汽车纵向(x)斜向前延伸。

10.按照权利要求9所述的汽车车身，其中，所述第二加强件(18；68)的设计为搁脚斜坡的表面段(22)以其背对底板(56)的端段(26)与第一加强件(14)的下侧邻接。

11.按照权利要求9或10所述的汽车车身，其中，所述设计为搁脚斜坡的表面段(22)有至少一个增强结构的凹槽(40、42)。

12.按照上述任一项权利要求所述的汽车车身，其中，所述第二加强件(18；68)有两个基本上设计为平面以及彼此定向成夹角的表面段(22、24)。

13.按照上述任一项权利要求所述的汽车车身，其中，所述第二加强件(18；68)沿其外周缘有至少一个，优选地多个凸缘段(26、28、30、32、34、36、37)，用于连接相邻的车身构件(14、20、44、56、58、60)。

14.按照上述任一项权利要求所述的汽车车身，其中，所述第二加强件(68)相对于汽车纵向(x)和/或汽车高度方向(z)设置为与第一加强件(14)至少部分重叠。

15.一种具有按照上述任一项权利要求所述汽车车身的汽车。

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