CN102785699A - 用于连接到前副车架上的汽车碰撞结构 - Google Patents

用于连接到前副车架上的汽车碰撞结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的用于连接至前副车架(100)的碰撞结构(1)。设置有至少一个在用于所述前副车架(100)的连接区域(2)中加强所述碰撞结构(1)的加固结构(3)，在该加固结构(3)上碰撞结构(1)能够与前副车架(100)摩擦配合地和/或形状配合地相连。本发明还涉及一种用于汽车的前副车架(100)，尤其是前轴副车架。

Description

用于连接到前副车架上的汽车碰撞结构
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的用于连接到前副车架上的碰撞结构。本发明还涉及一种用于汽车的前副车架，尤其是前轴副车架。
背景技术
汽车通常在前车厢内具有所谓的前副车架或前轴副车架，其另外还承载汽车的转向传动机构、稳定器、发动机支承装置、横向导臂和排气装置。沿汽车的方向观察，在前副车架的左长边侧以及右长边侧分别有碰撞结构连接在前副车架上，该碰撞结构也称作碰撞延伸段(crash extension)。该碰撞结构设计为纵梁的形式并且应该在汽车发生碰撞的情况下吸收碰撞能量。为此，该碰撞结构以这种方式设计，使得其能够在碰撞情况中变形以吸收碰撞能量。该碰撞结构通常具有这种形式的长条形轮廓，使得当出现基本上从前面作用在汽车上的碰撞力时，碰撞结构在汽车纵轴方向上墩压。
碰撞结构一般与前副车架螺纹连接。为此，在每个碰撞结构上分别有至少一个螺栓单元在汽车纵向上穿过前副车架并且与碰撞结构的端面螺纹连接。事实证明，在这种碰撞结构和前副车架的连接中，由此构成的前车厢结构倾向于在出现沿汽车横向作用于前副车架的侧向力时(该侧向力例如在汽车行驶时通过横向导臂作用在前副车架的横向导臂连接部位)，促使在碰撞结构和前副车架的连接区域中产生弯曲。由于连接区域内的弯曲使得横向导臂在前副车架区域内的位置改变，这对汽车的转向性能产生不利影响。前部的横向导臂连接部位通常也称为握式轴衬、A-轴衬或横向导臂轴衬。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有开头所述特征的、用于连接至前副车架的汽车碰撞结构，通过该碰撞结构可避免尤其当横向力作用时前副车架在其横向导臂连接部位区域内的位置改变。此外，应提供一种适合连接这种碰撞结构的前副车架。
该技术问题通过一种用于汽车的用于连接至前副车架的碰撞结构解决。此外，该技术问题通过一种用于汽车的前副车架、尤其是前轴副车架解决。按照本发明的用于连接至前副车架的汽车碰撞结构具有至少一个在用于前副车架的连接区域中加强碰撞结构的加固结构，在该加固结构上，碰撞结构能够与前副车架摩擦配合地和/或形状配合地相连。
通过在连接至前副车架的连接区域中对碰撞结构的加强，至少在碰撞结构的连接区域中实现了碰撞结构和前副车架之间加强的连接结构。通过这种对连接区域的加固可有效地抑制由于作用在前副车架上的(例如在汽车行驶中出现的)侧向力而可能出现的前副车架位置的改变。由此，前副车架被稳固在其位置上，因此即使当在汽车行驶中出现作用于前副车架的侧向力时也可减少在前副车架的横向导臂连接部位区域内可能的位置改变。按照本发明的措施对整个前副车架，尤其对前副车架的横向导臂连接部位起加强作用。
通过本发明还对碰撞结构和前副车架进行加固，以便能够比当前更好地承受在汽车行驶时出现的碰撞结构或前副车架中的扭矩和/或弯矩。通过将碰撞结构摩擦配合地或形状配合地连接在前副车架上，还可以将不同材料类型的碰撞结构连接到相同的前副车架上，因为碰撞结构和前副车架之间连接区域内的刚性可由按照本发明的加固结构满足。
通过将碰撞结构摩擦配合地或形状配合地连接在前副车架上还能够实现可拆卸的连接，因此，可以简单地将可能在碰撞中变形的碰撞结构更换为新的碰撞结构。
按照本发明的第一种设计方案规定，所述碰撞结构设计为长条形的并且优选地所述加固结构以预定的长度在碰撞结构的纵向上延伸。由此，碰撞结构加固或加强的连接区域可以以简单的方式灵活地由加固结构调整。因此，碰撞结构可在其纵向上根据加固结构的长度或多或少地被加固或加强地设计。
按照本发明的另一种设计方案规定，所述碰撞结构设计成空心型材并且所述加固结构至少部分地设计在所述空心型材的内部。由此在加固结构和碰撞结构之间实现了非常坚固的连接，因为加固结构至少部分地由碰撞结构包围并且因此能够以简单和稳定的方式在碰撞结构和其中容纳的加固结构之间实现坚固的连接。
如果碰撞结构是在周向上封闭的空心型材(例如是管状的空心型材)，则碰撞结构可通过非常简单的方式制造。例如通过将加固结构推入管状的空心型材中，加固结构能够非常简单地容纳其中。由此还可以在加固结构和碰撞结构的壁之间实现非常坚固的连接。
按照本发明的一种设计方案，所述加固结构与碰撞结构固定连接，尤其通过热接合过程与所述加固结构固定相连。由此可以以简单的方式在加固结构和碰撞结构的壁之间构成不可拆卸的连接。加固结构例如能够焊接在碰撞结构的壁上。
不言而喻地还可以考虑，将加固结构可拆卸地连接到碰撞结构的壁上。
按照本发明的另一种设计方案规定，所述加固结构设置在碰撞结构的基本上沿碰撞结构的纵向直线形延伸的部段中。由此，可以以简单的几何形状实现所述加固结构，其只需能够安装在所述直线形部段上。由此，与前副车架的连接也可以以技术简单的方式实现，因为前副车架为此只需要具有相应以简单的几何形状存在的壁部段，该壁部段需要在设置在碰撞结构直线形部段中的加固结构上起作用。
按照本发明一种优选的设计方案规定，所述加固结构设计用于与所述前副车架螺纹连接。由此，与加固结构相连的碰撞结构能够以特别简单的技术手段从前副车架上拆下并且还可重复装配。由此，也能够以简单的装配技术手段实现用新的碰撞结构替换碰撞后变形的碰撞结构。将加固结构与前副车架螺纹连接能够以较小的装配技术上的耗费实现，并且因此有利于事后例如在车间中对碰撞结构进行更换。
本发明的一种优选的设计方案在于，所述加固结构具有至少一个板状元件，该板状元件能够被置于以其基本平坦的表面与前副车架的壁对接的作用位置。在本发明的范围内将板状元件理解为基本平坦的构件，其相对垂直于该平坦构件作用的力和/或围绕平面的法向轴线作用的弯矩具有较大的阻力，并且能够承受较大的这种力或弯矩，而不会导致构件的损坏。
通过加固结构具有至少一个板状的元件(该板状元件能够被置于以其平坦的表面与前副车架壁对接的作用位置)，能够以简单的技术手段在碰撞结构或与之相连的加固结构和前副车架之间实现非常牢固的连接。
建议的是，所述加固结构具有至少另一个板状元件，其与所述板状元件相间隔，尤其与之基本平行地间隔地设置。由此可提高加固结构的加固作用或加强作用，因为在碰撞结构的连接区域中不只存在一个对碰撞结构的连接区域起到加固作用并且因此间接对前副车架起到加固或加强作用的板状元件，因此，例如前副车架的横向导臂连接部位这样的构件即便当在汽车运行或行驶运行中受到较大的力(尤其是横向力)作用时能够基本不变地保持在其位置上。
通过使板状元件和另一板状元件借助中间元件相互固定连接，可实现构成加固结构的部件的特别坚固的连接。
如果所述中间元件与板状元件和另一板状元件优选通过热接合过程相连，那么可尤其实现用于加固结构的持久固定的连接结构。为此，所述中间元件与板状元件和另一板状元件可通过焊接和/或钎焊相连。
还建议的是，所述中间元件具有至少一个用于使连接元件穿过的通孔，借助该连接元件可将所述碰撞结构固定在前副车架上。由此通过使用加固结构可以以简单的技术手段将碰撞结构连接到前副车架上。
碰撞结构通过使用连接元件在前副车架上的可行性连接例如能够由此实现，即，所述连接元件是螺栓元件并且在板状元件或另一板状元件上固定有螺母，尤其是焊接螺母，可将连接元件拧入该螺母中以将碰撞结构固定在前副车架上。
备选地还能够对设计为螺栓元件的连接元件规定，所述中间元件、板状元件或另一板状元件具有带螺纹的部段，可将连接元件拧入该部段中以将碰撞结构固定在前副车架上。
建议的是，所述中间元件设计为套筒。由此能够采用几何形状简单的构件，其以标准化尺寸被大量提供到市场上并且因此非常的廉价。
通过本发明，所述加固结构优选通过所述板状元件和所述另一板状元件构成，它们通过优选为套筒形式的中间元件相互连接。所述套筒优选地焊接在板状元件和另一板状元件上。此外，板状元件和另一板状元件分别连接在、尤其是焊接在设计为空心型材的碰撞结构的壁、尤其是外壁上。通过焊接形成了特别稳定的加固结构。此外，通过将加固结构焊接在碰撞结构上可使加固结构特别坚固地连接在碰撞结构上。
根据另一方面本发明涉及一种用于汽车的前副车架，尤其是前轴副车架，其上固定有至少一个前述形式的碰撞结构。
按照本发明的一种扩展设计规定，前副车架设计成U形的，在其边脚梁的端部分别通过连接元件固定前述形式的碰撞结构。
按照本发明的另一种扩展设计还规定，所述前副车架在与碰撞结构的连接区域中具有向外开口的空腔，为了将碰撞结构固定在前副车架上，用于穿入前副车架的壁的通孔中的连接元件可置入该空腔内。由此，前副车架和碰撞结构通过至少一个连接元件的组装被简化，因为设置有空腔，在该空腔中连接元件已经能够保持在使得连接元件不需要进一步定向就可推入通孔中的方向上，以便借助加固结构建立与碰撞结构的固定连接。
附图说明
结合以下对实施例的说明参照附图阐述本发明的其它目标、优点、特征和应用可行方案。在附图中示意性地示出：
图1显示的是具有设置在左侧和右侧的碰撞结构的可行实施形式的前副车架的可行实施形式的俯视图，并且
图2显示的是图1中碰撞结构连接至前副车架的连接区域的局部底视图。
具体实施方式
图1显示了前副车架100、尤其是前轴副车架的可行的实施形式。前副车架100优选设计为U形，其中，在其边脚梁120、130的端部分别固定了碰撞结构1的可行的实施形式。
前副车架100例如用于承载汽车的汽车转向系统的转向传动机构、至少一个稳定器、至少一个用于发动机支承的轴承、横向导臂和排气装置。拉杆160优选地配属于前副车架100，该前副车架100的两个边脚梁120、130通过该拉杆160彼此相连。拉杆160优选地铰接在边脚梁120、130上并且用于改善前副车架100在其边脚梁120和130区域内的刚性。
分别连接在前副车架100的边脚梁120、130端部上的碰撞结构1优选地设计为长条形并且具有基本上沿行驶方向12延伸的S形纵向轮廓。各个碰撞结构1优选也在Z方向，即(未在图1中显示的)汽车的垂直方向上基本设计为S形。由此，碰撞结构1在碰撞中能够通过墩压或其它形式的变形吸收碰撞能量。
在行驶方向12上观察，设置在前副车架100的边脚梁120、130上的碰撞结构1在其各端部区域优选地与横梁170相互连接。横梁170优选在其纵向的两侧端部上具有连接部位180，用于将横梁170与汽车的底板(未在图1中显示)或车身(未在图1中显示)相连。
此外，在前副车架100的边脚梁120、130上设置有横向于行驶方向12、尤其沿汽车横向分别向外突出的突起结构200，该突起结构200分别规定出至少一个连接部位190。在连接部位190上，前副车架100可与汽车底板、尤其是车身相连。
碰撞结构1在其沿行驶方向12突出的自由端分别具有连接部位13，以便能够在其上优选地固定汽车发动机的冷却器。
碰撞结构1分别拧紧在前副车架100上。
图2以按照图1的细节A为例显示了碰撞结构1连接至前副车架100的方式方法，该细节A以局部底视图显示了碰撞结构1在前副车架100的边脚梁130上的连接。
如图2所示，碰撞结构1在用于将碰撞结构1连接到前副车架100的边脚梁130上的连接区域2中具有加固结构3。碰撞结构1在加固结构3处借助例如形式为螺栓单元的连接元件9与前副车架100固定连接。
为此，加固结构3优选地设置在碰撞结构1的基本上设计为直线形的部段5上。该直线形部段5优选地在碰撞结构1的纵向上形成预定长度4，加固结构3在该长度上延伸。
碰撞结构1优选地设计为空心型材、尤其是管状空心型材，其中，加固结构3设置在空心型材内。
如图2此外所示，加固结构3由板状元件6和与板状元件6基本平行间隔的另一板状元件7以及将板状元件6和7相互连接的中间元件8构成。在此，板状元件6被置于以其基本平坦的表面与前副车架100的壁110(尤其是端壁)对接的作用位置。
中间元件8与两个板状元件6和7通过焊接相连。中间元件8优选地设计为套筒，其通孔10构成使连接元件9穿过的通道。
两个板状元件6和7优选地通过焊接固定在碰撞结构1的外壁上，因此通过焊接在碰撞结构1上的板状元件6和7以及位于其间且焊接在板状元件6和7上的中间元件8或套筒实现了用于在连接区域2中加强碰撞结构1的固定的连接结构。
优选地在板状元件7上优选地在远离边脚梁130的一侧上设置螺母，优选为焊接螺母11，其焊接在板状元件7上并且用于容纳连接元件9或使连接元件9拧入。
边脚梁130优选地具有向外开口的空腔140，用于穿入前副车架100的壁110的通孔150中的连接元件9可插入该空腔140中，以将碰撞结构1固定在前副车架100上。连接元件9优选地设计为螺栓元件，由此可以简单的方式插入通孔10和穿过套筒或连接元件8，并且拧入螺母11中，从而由此在前副车架100和碰撞结构1之间建立固定的螺纹连接。
附图标记清单
1碰撞结构
2连接区域
3加固结构
4长度
5直线形部段
6板状元件
7另一板状元件
8中间元件，套筒
9连接元件，螺栓元件
10通孔
11螺母
12行驶方向
13连接部位
100前副车架
110壁
120边脚梁
130边脚梁
140空腔
150通孔
160拉杆
170横梁
180连接部位
190连接部位
200突起

Claims (15)

1.一种用于汽车的用于连接到前副车架(100)上的碰撞结构(1)，该碰撞结构(1)具有至少一个在用于所述前副车架(100)的连接区域(2)中加强所述碰撞结构(1)的加固结构(3)，所述碰撞结构(1)能够在该加固结构(3)上与所述前副车架(100)摩擦配合地和/或形状配合地相连。
2.按照权利要求1所述的碰撞结构，其特征在于，所述碰撞结构(1)设计为长条形并且所述加固结构(3)以预定的长度(4)在所述碰撞结构(1)的纵向上延伸。
3.按照权利要求1或2所述的碰撞结构，其特征在于，所述碰撞结构(1)设计成空心型材并且所述加固结构(3)至少部分地设置在所述空心型材的内部。
4.按照前述权利要求之一所述的碰撞结构，其特征在于，所述加固结构(3)与所述碰撞结构(1)固定连接，尤其是通过热接合方法与所述碰撞结构(1)固定相连。
5.按照前述权利要求之一所述的碰撞结构，其特征在于，所述加固结构(3)设置在所述碰撞结构(1)的基本上沿所述碰撞结构(1)纵向直线形延伸的部段(5)中。
6.按照前述权利要求之一所述的碰撞结构，其特征在于，所述加固结构(3)设计用于与所述前副车架(100)螺纹连接。
7.按照前述权利要求之一所述的碰撞结构，其特征在于，所述加固结构(3)具有至少一个板状元件(6)，该板状元件(6)能够被置于以其基本平坦的表面与所述前副车架(100)的壁(110)对接的作用位置。
8.按照权利要求7所述的碰撞结构，其特征在于，所述加固结构(3)具有至少另一个板状元件(7)，该另一个板状元件(7)与所述板状元件(6)相间隔地，尤其与所述板状元件(6)基本上平行地间隔地设置。
9.按照权利要求7或8所述的碰撞结构，其特征在于，所述板状元件(6)和所述另一个板状元件(7)通过中间元件(8)相互固定连接，所述中间元件(8)尤其与所述板状元件(6)和所述另一个板状元件(7)通过热接合方法相连。
10.按照权利要求9所述的碰撞结构，其特征在于，所述中间元件(8)具有至少一个用于使连接元件(9)穿过的通孔(10)，借助该连接元件可将所述碰撞结构(1)固定在所述前副车架(100)上。
11.按照权利要求10所述的碰撞结构，其特征在于，所述连接元件(9)是螺栓元件并且在所述板状元件(6)或所述另一板状元件(7)上固定有螺母，尤其是焊接螺母(11)，所述连接元件(9)可拧入该螺母中以将所述碰撞结构(1)固定在所述前副车架(100)上。
12.按照权利要求10所述的碰撞结构，其特征在于，所述连接元件(9)是螺栓元件并且所述中间元件(8)、所述板状元件(6)或所述另一板状元件(7)具有带螺纹的部段，所述连接元件(9)可拧入该带螺纹的部段中以将所述碰撞结构(1)固定在所述前副车架(100)上。
13.一种用于汽车的前副车架(100)，尤其是前轴副车架，在其上固定有至少一个按照权利要求1至12之一所述的碰撞结构(1)。
14.按照权利要求13所述的前副车架，其特征在于，所述前副车架(100)设计成U形的，在其边脚梁(120、130)的端部分别通过连接元件(9)固定有按照权利要求1至12之一所述的碰撞结构(1)。
15.按照权利要求13或14所述的前副车架，其特征在于，所述前副车架(100)在与所述碰撞结构(1)的连接区域中具有向外开口的空腔(140)，用于穿入所述前副车架(100)的壁(110)的通孔(150)中的连接元件(9)可置入该空腔(140)内，以将所述碰撞结构(1)固定在所述前副车架(100)上。
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